发动机设计点李林玉制1.doc

第一章 内燃机的设计要求、设计指标与一般设计方法 1、标定功率： 十五分钟功率：指内燃机允许连续运转十五分钟的最大有效功率。适用于汽车 一小时功率：适用于工业拖拉机 十二小时功率：适用于农业拖拉机 持续功率：指内燃机允许长期连续运转的最大有效功率。适用于船舶 2、标定转速和活塞平均速度 提高内燃机的标定转速和活塞平均速度是提高内燃机单位体积功率的有效措施之一。 随着转速的提高，单位时间内气缸所完成的工作循环次数增加了，这会使零件的受热程度加剧，而且噪声增大。 随着活塞平均速度的增加，作用于曲柄连杆机构零件的惯性力增加，加速磨损，特别是活塞环和汽缸套的磨损加剧，这将缩短使用寿命。 此外，由于提高了配气机构中的气流速度而增加了阻力。 因此，在结构设计中，经常用活塞平均速度作为指标。 3、平均有效压力与哪些因素有关：混合气形成的方法、燃料的种类、混合气形成的过程、燃烧过程和换气过程的质量、机械效率、进气压力和温度以及内燃机的冷却方式、冲程数有关。 4、燃油消耗率：以标定工况时每千瓦有效功率每小时所消耗的燃油的克数作为衡量指标。 5、机油消耗率：以内燃机在标定工况时每千瓦小时所消耗的机油的克数来表示。 第二章 内燃机的总体设计 在样机施工设计中，总体设计的任务是： ①根据先期研究工作的结果，修正设计 ②进一步协调和解决各零部件和辅助系统在空间位置上的矛盾，保证内燃机各零部件在安装和运转时不发生相互干涉的情况。 ③详细检查内燃机拆装和维修的可能性和方便性，并设计必须的专用工具。 ④绘制内燃机的正式总体布置图，包括纵横剖面图、前后端视图、左右侧视图、俯视图与安装图等，确定外形尺寸，完成各项详细的技术文件。 2、必须注意在总体设计中，一定要充分考虑到：产品系列化、零部件通用化、零件标准化。（三化问题） 3、内燃机的主要结构参数：活塞行程S与汽缸直径D的比值S/D 曲柄半径R与连杆长度L的比值λ，λ=R/L 气缸中心距L0与气缸直径D的比值L0/D 对于V形内燃机还包括气缸夹角γ 4、活塞直径与汽缸直径之比S/D，采用较小比的优缺点： 优点：①提高升功率 ②可减少内燃机外形尺寸并相应的减轻重量 ③曲柄半径减小，刚度增加，应力状态改善，连杆短一些，这对其强度和刚度都有利 ④由于气门通道的加大还可能改善进气条件，气缸直径D增大，气道与配气机构安排较容易 缺点：①由于气缸直径的增大，热负荷、机械负荷和噪声都加大 ②对于一般直列式、卧式内燃机来说其长度将增大 ③较小S/D值对燃烧室设计不利，对二冲程，其换气品质变坏 5、 曲柄半径R与活塞行程S有关。R=S/2 6、确定连杆长度L考虑一下几点因素：①活塞在下止点时，群部不应与平衡重相碰 ②活塞在上止点时，曲柄臂不应与气缸套下部相碰。 ③连杆在气缸套内摆动时，连杆套不应与气缸套下部相碰。 7、气缸中心距L0的大小与下列因素有关：气缸盖的型式(整体式、分体式和单体式)、气缸套型式(整体式、干式和湿式）、单列式和V型、水冷式或风冷式以及曲轴的结构型式及各部位的尺寸。 8、总体布置的具体内容有哪些？ 答：①根据初步确定的主要零部件的结构型式及轮廓尺寸布置，绘制必要视图及运动轨迹图，发现问题并给予解决。 ②初步选定的辅助系统型式及主要机件轮廓尺寸，确定其位置合理性 ③确定内燃机零部件、系统及其机件的布置和外形尺寸，绘制一套完整的内燃机剖图和外形图。 ④对系列化产品的总体布置还应进行变型系列的产品布置，完成剖图及外形图 第三章 内燃机零件的强度计算基础 1、清楚零件强度计算过程：（P31） 通过零件结构、尺寸及所承受负荷及转速大小，由零件强度计算得到危险点附近的应力幅、平均应力和应力梯度，结合工艺特点和材料性能数据，按疲劳强度考核判定是否具有足够的安全系数，如果达不到，通过改进零件结构与尺寸或更换材料进行强化，若达到，则通过试制、实际考核到最后定型。 2、内燃机强度计算评定时，应选择的工况：①标定转速n和标定功率N计算工况 ②最大扭矩Memax计算工况 ③调速器所允许的最高转速工况 3、极限应力图（P34) 4、应力—强度分布曲线的相互关系，应力—强度干涉模型（P28) 第四章 活塞组 1、活塞各部分组成及其作用（图P42） ①活塞头部：包括活塞顶、顶岸（火力岸）、活塞环带。承受气体压力，接受高温气体的作用，保证工作容积的密封性。 ②活塞裙部：起导向作用并承受侧作用力 ③活塞销座：销座中安装活塞销。活塞通过销座将气体作用力、惯性力通过活塞销传递给连杆 2、为了降低活塞销座的应力和负荷，采用下列结构措施： ①销座与顶部连接处设置加强筋可增加销座刚度 ②将销孔内缘加工成圆角或倒棱，或将销座内侧上加工出一个弹性凹槽。 ③将销孔中心相对销座外圆下偏心3~4mm，使销座的厚度上面比下面大些，以