内燃机设计期末试题

内燃机设计试卷

、简答题（24 分）

1. 发动机的支承力有哪些？哪些是引起发动机振动的力？

2. 凸轮缓冲段的高度主要考虑了哪些因素？采用液压挺柱时是否还应该设计缓冲段？

3. 活塞环工作应力与装配应力之间是什么关系，写出表达式，并说明设计时如何选择？

Z D 2

P e = 0.7854—p me V m^_—）4. 发动机转速提高，意味着活塞平均速度Vm高，根据公式100

可知，可以提高发动机的有效功率；请回答Vm增加带来的负面作用有哪些？

二、填空（20分）

1. 机体的设计原则为：在尽可能—的条件下，尽量提高机体的___________ 。

F i T= C COS Of

2. 往复惯性力「始终沿_________ 作用。

3. 发动机的主临界转速与发火次序的变化_______ 。

4. 如果需要在轴瓦上开油槽，应该开在主轴瓦的_______ ，连杆轴瓦的_____ 。

5. 从等刚度出发，主轴颈D1 ______ 连杆轴颈D2 ;从等强度出发，D1 ______ D2 ;实际设计时D1 ___ D2。

6. 润滑系机油循环量根据__________ 来确定。

三、分析（20分）

已知一单列四行程三缸发动机，发火次序1-3-2，请分析往复惯性力的平衡性，如必要，请

采取整体平衡措施，写出质径积表达式，在轴侧图上标出平衡重布置。

四、计算（16分）

已知一台单列四行程三缸发动机（1-3-2），进排气门在一条直线上，凸轮轴顶置，图中虚

线L与气门轴线平行，摆杆以及配气相位如附图

% = 58°他a = 20°

刑=⑷ g = 4沪

求:

1各缸排气凸轮相对于第一缸排气凸轮的夹角；

2•同缸异名凸轮夹角；

3•排气凸轮工作半包角；

4. 一缸活塞位于压缩上止点时，其排气凸轮桃尖相对于图中虚线L的夹角。

、叙述（12分）

1•请叙述气缸套产生穴蚀的原因，并说出减轻穴蚀的设计和结构措施。

2•请结合作图叙述活塞工作时销轴方向变形大的原因，并说明结构设计时怎样考虑。

内燃机设计试题标准答案A

、简答题（24）

1答：往复惯性力是由往复运动质量Mj高速运动产生的，它的运动加速度为

2 2

a=w（cosa +kcos2a），所以Fj = m j （co护+》cos/）。惯性力不参与做功

因为正负做功在一个循环内相抵消。（6分）

2答：气压力、侧向力、热变形。反椭圆设计、绝热槽、恒范钢片（6分）

3答：轴瓦的过盈量主要是保证工作可靠。有自由弹势、半圆周过盈量、余面高度。加标准力F0,检测余面高度（6分）

4答：结构改变：曲轴、集体高度或曲轴中心孔位置。计算：动力计算、曲轴平衡分析、

压缩比、工作过程、（6分）

二、分析计算（20分）

发火间隔角A = 720/3= 240 （2分）;画出曲柄布置图（2分）；一阶曲柄图、二阶曲柄图（2分）

一阶惯性力分析，等于零（2分）、二阶旋转惯性力分析，等于零（2分）。一阶惯性力

矩分析，等于3ac （4分），二阶惯性力矩比较小，不考虑（2分）。

考虑整体平衡对一阶惯性力矩进行平衡，平衡措施正确，质径积结果正确

m p r p

-3 a

z-------

2 b

m j r =0.5

3 0.0875

2 0.303

0.37 0.045 =0.002082kg m

（4分）

三、 填空（20分，每空2分）

1•汽油机与柴油机相比， 汽油机 的燃气温度高， 柴油机 的活塞热负荷大。

2. 六缸机第一主轴径的积累扭矩为 _0，第七主轴径的积累扭矩为

输出扭矩。

F i =c （cos° 十扎COS 2

G ）

3.

往复惯性力

J

' '始终沿汽缸轴线作用。

4.

配气机构采用平底挺柱时，其底面半径应 大

于挺柱最大几何速度_。

5. 连杆螺栓的刚度应该 小于 连接件的刚度。

6. 发动机的主临界转速与发火顺序的关系为 无

关 。

7.

曲轴的破坏形式主要是 弯曲疲劳 。

四、 计算凸轮夹角（16分） 同名异缸凸轮夹角 90o （ 5分）；同缸异名凸轮夹角

105o （ 5分）；

凸轮工作排气半包角

58.75 o 凸轮角度（5分）

排气凸轮桃尖距挺柱中心线角度 128.75 0凸轮角度（5分）

五、 叙述题（20分）

1.

提高曲轴疲劳强度的结构措施任意两种（ 2分），

叙述清楚原理（3分）；提高曲轴疲劳

强度的工艺措施任两种（2分），叙述清楚原理（3分）

2. 说出空气利用率低（2分），写出公式（3分）。说出转速低（2分），写出公式（3分）

内燃机设计试题标准答案 B

、简答题（24分） 1.

答：发动机的支承力包括重力、往复惯性力、翻到力矩。往复惯性力和翻到力矩是 引起振动的力。（6 分） 2.

答：缓冲段的高度主要考虑了气门间隙、弹簧预紧力引起的机构变形。采用液压挺 柱也要有缓冲段，要考虑变形。（

6分）

工作应力作用时间短，一般选择'「ma x 二（1.2 ~ 1.5

卜max

P e =0.7854 Z P me V m (R)2

答：根据 100 , Vm 增加会带来:

3. 答：装配应力与工作应力之和为常数。

二 max 飞 max

= 3.4

Et 2 (D-t)2

二常量

。因为