內燃機設計課后答案
1-5活塞平均速度提高，可以強化機動性，分析副作用
答：
1）慣性力增加，導致機械負荷增加，平衡、振動問題突出，噪聲增加。
2）工作頻率增加，導致活塞、汽缸蓋、汽缸套、排氣門等零件的熱負荷增加。
3）摩擦損失增加、機械效率下降，燃油消耗率增加，磨損壽命變短。
4）進排氣系統(tǒng)阻力增加，充氣效率下降
1.8某發(fā)動機提功率，擴大氣缸直徑，直徑擴大的多，還要改變那些結構設計和必要的計算
氣缸直徑改變之后，除估算功率、轉矩外，活塞直徑、氣門直徑、氣門最大升程要重新確定，活塞環(huán)要重新選配，曲軸平衡要重新計算，要進行曲柄連桿機構動力計算和扭振計算，要進行壓縮比驗算、燃燒室設計、工作過程計算甚至重新設計凸輪型線等
1.9某發(fā)動機改變行程，與之配合的還要進行那些結構設計和計算
行程S改變后，在結構上要重新設計曲軸，要重新進行曲柄連桿機構動力計算、平衡計算、機體高度改變或者曲軸中心移動、壓縮比驗算與修正、工作過程計算等
2.3氣壓力和往復慣性力的對外表現是什么，有什么不同
1，氣壓力是內燃機對外做功的主動力，只有轉矩輸出，同時也有由其產生的翻倒力矩作用在機體上，并傳至機體支承上；往復慣性力總是存在，與加速度的變化規(guī)律相同，兩者相差一個常數，方向相反。
2，不同點：a,氣體作用力是做功的動力，產生輸出轉矩；b,氣體作用力在機體內部平衡，沒有自由力。往復慣性力沒有平衡，有自由力產生，是發(fā)動機縱向振動的根源；，從兩者的最大值比較和作用時間比較，可以得出：；總是存在，在一個周期內其正負值相互抵消，
做功為零，呈脈沖性，一個周期內只有一個峰值。
6.1提高曲周疲勞強度的結構措施和工藝措施有哪些
結構措施：1）加大曲軸軸頸的重疊度A 2）加大軸頸附近的過渡圓角3）采用空心曲軸4）沉割圓角5）開卸載槽
工藝措施：
1）圓角滾壓強化2）圓角淬火強化3）噴丸強化處理4）氮化處理
6.2曲軸連桿軸頸不變，增大主軸頸直徑D1，有何優(yōu)點，缺點
優(yōu)點：
（1）增加，可以提高曲軸剛度，增加了曲柄剛度，不增加離心力。
（2）增加，可增加扭轉剛度，固有頻率增加，轉動慣量Ｉ增加不多。
缺點：
增加，主軸承圓周速度增加，摩擦損失增加，油溫提高。
6.3為什么說連桿軸頸負荷大于主軸頸，實際中主軸頸D1和連桿軸頸D2那個更大
對于每個曲拐而言，連桿軸頸是一個，主軸頸有兩個。連桿軸頸承受著由連桿傳來全部載荷，而每個主軸頸則只承擔一半載荷，所以主軸頸載荷小于連桿軸頸載荷。實際設計中主軸頸D1大于連桿軸頸D2，D1/D2≈1.05～1.25，因為增加主軸頸可以增加曲軸的重疊度，提高曲軸的抗彎剛度和抗疲勞強度，同時不增加曲軸的離心載荷。
6.5曲軸的工作條件是什么，設計有什么要求
工作條件：
1）受周期變化的力、力矩共同作用，曲軸既受彎曲又受扭轉，承受交變疲勞載荷，重點是彎曲載荷；
2）由于曲軸形狀復雜，應力集中嚴重，特別是在曲柄與軸頸過度的圓角部分；
3）曲軸軸頸比壓大，摩擦磨損嚴重。
設計要求：
1）有足夠的耐疲勞強度
2）有足夠的承壓面積，軸頸表面要耐磨；
3）盡量減少應力集中；
4）剛度要好，變形小，否則使其他零件的工作條件惡化。
7.1連桿的`拉伸載荷是由什么造成的，計算不同截面如何考慮
連桿的拉伸載荷主要是由于往復慣性力所造成的；在計算不同截面的拉伸應力可用下式：
F′j =(m′+m′1)(1+λ)rω2 其中，m′、m′1分別為活塞組和計算斷面以上那部分往復運動的連桿質量。
7.2計算連桿的最大拉伸應力應選什么工況
標定轉速工況（最大轉速）
7.3計算連桿的壓縮載荷時應選什么工況
最大轉矩工況和全負荷情況下的標定轉速工況，而且要兼顧連桿側彎的情況是否發(fā)生。
8.1試分述活塞的工作條件，然后設計要求
1）高溫—導致熱負荷大:活塞在氣缸內工作時，活塞頂面承受瞬變高溫燃氣的作用，燃氣的最高溫度可達2000～2500℃，因而活塞頂的溫度也很高。溫度分布不均勻，有很大的熱應力；
2）高壓—沖擊性的高機械負荷：高壓包括兩方面①活塞組在工作中受周期性變化的氣壓力直接作用，氣壓力Pz(MPa )一般在膨脹沖程開始的上止點后10°～20°達到最大。②活塞組在氣缸里作高速往復運動，產生很大的往復慣性力Fjmax
3）高速滑動：內燃機在工作中所產生的側向力是較大的，特別是在短連桿內燃機中；
4）交變的側壓力：活塞上下行程時活塞要改變壓力面，側向力方向不斷變化，造成了活塞在工作時承受交變的側向載荷。
設計要求: 1）選用熱強度好，散熱性好，膨脹系數小，耐磨、有良好減磨性和工藝性的材料
2）形狀和壁厚合理，吸熱少，散熱好，強度和剛度符合要求，盡量避免應力集中，與缸套有最佳的配合間隙
3）密封性好，摩擦損失小
4）重量輕。
8.2活塞環(huán)的工作應力和裝套應力之間的關系，公式說明。實際考慮
σmax + σ′max = 3.4Et2 / (D - t)2 = 常量
一般選擇σ′max = （1.2 ～1.5）σmax ，因為套裝時間很短。
8.3高轉速發(fā)動機和低轉速對活塞初始彈力po的要求有什么不同，為什么，缸徑對po的要求
當轉速n提高時，應提高po。因為活塞速度高，由于節(jié)流作用，活塞環(huán)背壓下降。當活塞直徑增加時，活塞環(huán)的工作應力增加，應當適當減少初彈力po，方能減少活塞環(huán)的工作應力。
8.7減輕活塞熱負荷設計的措施有什么
1）盡量減小頂部受熱面積；強化頂面，采用不同的材料或將表面進行處理。
2）保證熱流暢通。
3）采用適當的火力岸高度。
4）頂部內側噴油冷卻。
5）頂部設油腔冷卻。
8.10確定活塞環(huán)裝配端口距離△d的依據是什么
裝配端口距離△d：△d小，密封性好，但不能為零。從熱膨脹考慮，要大于活塞環(huán)的周向線膨脹量△d>=π.D.β.△t
9.2對內燃機滑動軸承減摩層都要求有哪些性能?
答:主要有三方面要求:
1)抗咬粘性。油膜遭破壞時，軸承材料不擦傷和咬死軸頸，即親油性好。
2)順應性。軸承副有幾何形狀偏差和變形時具有克服邊緣負荷從而使負荷均勻的能力。
3)嵌藏性。具有以微量塑性變形吸收混在機油中的外來異物顆粒的能力。
9-4滑動軸承上一般要開設油槽，請問曲軸主軸頸的油槽開在哪里?連桿軸頸的油槽開在哪?
主軸承要在上軸瓦開槽，連桿軸承應在下軸瓦開槽，以避免軸承的承載能力下降。
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