2014发动机设计复习题和答案.doc

发动机设计复习题 名词解释（4分一个共32分） 发动机可靠性：在规定的运转条件下，具有持续工作，不致因故障而影响正常运转的能力。 活塞拍击：由于活塞的工作温度变化很大，运动速度又很高，不可能把与汽缸的配合间隙做得很小，加上连杆偏置的影响，导致活塞在上下止点附近，从靠近汽缸一侧转变到靠近汽缸另一侧，对汽缸产生的拍击作用，成为振源。 内燃机耐久性：指内燃机从开始使用到第一次大修前累计运转的小时数，内燃机的大修期一般决定于缸套和曲轴磨损到达极限尺寸的时间。 产品系列化：内燃机系列化是指以极少的基本规格尺寸（缸径×冲程）的内燃机，通过改变气缸数目及其排列形式、增压度、转速、燃料、零件材料或者增加若干附件等方法来扩大其功率范围，改变其轮廓尺寸，发展出品种繁多的变型，以满足不同用途的需要。 曲轴回转不均匀性：把曲轴转速忽快忽慢的现象，称为曲轴回转不均匀性 动平衡：分布在回转件上各个质量的离心惯性力合力为0； 离心力所引起的合力矩也为0. 质量代换：由于实际中运动物体的形状比较复杂，为了简化起见，应当将实际的比较复杂的质量系统，换算成在动力学上与实际质量系统相当的简化了的质量系统。 输出扭矩不均匀性：内燃机即使在稳定工况下运转，其输出转矩也总是波动变化的。对同一内燃机来说，转矩不均匀性系数随内燃机工况的变化而变化。 问答题（6个共40分） 气门设计的原则 （1）气阀头部形状和尺寸应保证气体流动阻力小，以提高换气效果。在保证强度和刚度前提下，气阀的重量尽可能轻。 （2）尽可能减少气阀接受的热量并增加其散热能力，特别要增强阀座处的冷却。因为75%的热量是从阀座处传给冷却水的，并要求冷却均匀，变形小。 （3）选择材料时，要求材料在气阀工作强度下，有足够的热强度及耐冲击性，要注意热处理及表面处理技术。要保证阀、阀座材料的匹配。 连杆的设计原则 （1） 足够的强度。如果强度不足，就会发生连杆螺栓、大头盖、杆身的断裂； （2） 足够的刚度。如果刚度不足，则： ①使连杆大头变形，使连杆螺栓承受附加弯曲；使大头孔失圆，使连杆轴承的润滑受到影响； ②杆身在曲柄轴身平面内弯曲，使活塞在汽缸内歪斜，造成活塞与汽缸及连杆轴承与曲柄销的偏磨。造成活塞组与缸间漏气、窜油； （3） 如果重量太重，就会增加惯性力。 3、活塞环断面的设计原则 （1）增强密封性。特别是在环工作条件很不利时也不易漏气； （2）提高刮油能力。随着发动机转速的提高，发动机机油上窜的问题日益严重，除了改进油环结构外，要求气环也起控制机油（布油）作用； （3）改善磨合性能，减少磨损； （4）提高抗拉伤能力，即提高避免出现熔着磨损等不正常现象的能力（产生原因是润滑油膜中断，局部干摩擦，产生大量摩擦热，引起显微的熔化、粘着、继续扩大）。 4、活塞环有哪些运动 （1）上、下运动 活塞环随同活塞上升、下降，在环槽内作上、下运动，这个运动决定于气压力、摩擦力及其惯性。 （2）径向运动 由于加工、磨损、紧固、温差等引起的气缸锥度和椭圆度，使活塞环在上下运动时，同时在环槽内，作一张一缩的径向运动，它是引起环槽磨损的主要原因。 （3）回转运动 回转运动对防止环的偏磨、局部过热、卡死是有利的，但当它在引起各环口重叠时，将使工作恶化。 （4）活塞环的不正常运动-----颤振 1）颤振产生的原因 当发动机的活塞环所受激振力频率为环的固有频率的整数倍时，将引起环的谐振运动，从而造成漏气现象严重、噪音增大，使发动机不能正常工作的现象。 2）为改善活塞环的抗颤振性，可采取如下措施： ①使用开口部分有较高径向压力的高点环。 ②减小环宽b，以减轻环本身重量，减少惯性力。 ③增大环厚t，以增加环的刚度和弹力。 5、可变气门系统结构、组成、工作原理 6、曲轴的结构形式有哪些，各有什么特点 2.1 整体式曲轴 结构：发动机的曲轴结构为 一体化，毛坯由整根钢料铸造或锻造而成。 整体式曲轴的特点： （1）工作可靠，重量轻，刚度和强度较高，加工表面较少，广泛用于中小型发动机（如：车用发动机）。 （2）当曲轴尺寸较大，曲拐数较多时，需要较大的专用加工设备，加工困难。 而且某一部分加工不合格或使用损失时，造成整轴报废 2.2 组合式曲轴 结构：为了便于制造，将整轴分为几部分，然后将各部分装配或焊接成一体，分为全组合式和半组合式两种。 特点：便于制造，广泛用于大型柴油机和各类二冲程发动机上。任何一部分损坏，不会造成整轴报废。有利于产品系列化，曲轴材料可采用不能锻造的高强度合金材料。 2.3 盘型组合曲轴 结构：把圆盘形曲柄兼作主轴颈，采用滚动轴承作主轴承。把单位曲拐制成后，用螺栓紧固联成一根曲轴，扭矩传递依靠结合面之间的摩擦力。 特点： （1）曲柄兼作主轴颈，使缸心距缩短，可适当增加曲柄宽度，改善连杆