发动机设计复习资料.docx

名词解释1、火力岸高度：活塞顶与第一道气环上部之间的高度2、曲轴计算：3、发动机最低起动转速n：在一定条件下，为了保证内燃机可靠起动的最低曲轴转速4、闭式强制冷却：在内燃机冷却系统中布置水泵，利用水泵使冷却水在内燃机中强制循环冷却5、自动调节活塞：镶入恒范钢片，使活塞控制膨胀的作用随着温度提高而增大，亦称恒范钢片活塞。6、循环油量：单位时间内流经主油道的机油量7、曲轴计算简支梁法：把曲轴按单拐分成若干段，每段当作简支梁进行分析8、曲轴工作载荷：曲轴在工作过程中，受到周期性变化的气体压力、往复和旋转运动质量的惯性力及它们的力矩共同作用，使曲轴既受扭转又弯曲，受到疲劳应力作用9、连杆螺栓：10、轴颈重叠度：11、起动阻力矩：为了将内燃机由静止状态拖动达到起动转速，必须克服起动阻力，此阻力矩即为起动阻力矩填空1、发动机设计主要指标： 1、动力性指标（功率，转速，扭矩）；2、经济性指标（燃油消耗率和机油消耗率）；3、低公害指标（噪声、废气）；4、可靠性和耐久性指标；5、重量和外形尺寸指标（强化指标：升功率和比质量）；6、制造工艺好，操纵及维修方便，制造成本低2、活塞环的运动方式：1、上下运动；2、径向运动；3、回转运动；4、不正常运动3、制造加工方式不同，曲轴结构形式：1、整体式曲轴；2组合式曲轴（全组合式和半组合式）；3、盘型组合曲轴4、气阀按结构不同分为哪几种：1、平底气阀；2、凹顶气阀；3、凸顶气阀5、发动机起动方式： 1、人力起动；2、电动机起动；3、压缩空气起动；4、辅助汽油机起动6、活塞材料特性哪些要求：1、热强度高；2、导热性好，吸热性差；3、热膨胀系数小；4、比重小；5、良好的减磨性能，耐磨耐蚀；6、工艺性好，价廉7、发动机的动力性指标：功率、转速、扭矩8、提高曲轴结构强度的措施：1、加大轴颈重叠度；2、加大过渡圆角；3、采用空心轴颈；4、挖卸载槽9、活塞环截面、断面的分类及特性：1、微锥面环；2、扭曲环；3、锥面环；4、倒角环；5、鼻形环；6、桶面环；7、梯形环；8、开沟环10、润滑系统的主要参数：1、循环油量；2、机油压力；3、机油温度；4、油底壳储油量11、冷却系统按工作不同的分类：1、开式蒸发冷却；2、闭式蒸发冷却；3、闭式强制冷却12、曲轴材料的选用原则：1、具有优良的机械性能；2、有良好的耐磨性、耐疲劳性和冲击韧性；3、有良好的切削性和加工性能；4、成本低廉简述题1、 活塞材料的选用原则：1、热强度高；2、导热性好，吸热性差；3、热膨胀系数小；4、比重小；5、良好的减磨性能，耐磨耐蚀；6、工艺性好，价廉2、 钢片组合式油环结构及特性： 特性：1、接触压力高，分布均匀；2、钢片柔性好；3、回油道路大，流动通畅；4、重量轻，环槽磨损减轻；5、需采用优质钢材制造，表面镀铬，生产成本高3、 气阀的设计原则：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；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4、 发动机起动系统的设计要求：1、在一定的大气温度下都能可靠起动；2、起动迅速，并能在较短时间内达到正常运转温度；3、结构简单，操纵、维护方便，体积小，布置紧凑；4、能多次连续起动；5、制造成本低，消耗起动功率小5、 发动机的起动方式：1、人力起动；2、电动机起动；3、压缩空气起动；4、辅助汽油机起动6、 冷却系统的作用和设计要求：作用：保证内燃机在最合适的温度状态下工作，因为过冷、过热都将影响发动机的正常工作设计要求：1、散热能力能满足内燃机在各种工况下运转的需要；2、冷却系统消耗功率少，起动后能在短期内达到正常工作温度；3、体积小，重量轻，便于拆装维修；4、使用可靠，寿命长，制造成本低7、 水冷与风冷发动机各自的优缺点及适用范围：水冷 优点：冷却效率好且均匀，强化的潜力比风冷大，各种性能指标稳定；缺点：汽缸采用电火花或喷油嘴，排气门附近局部高热不易得到足够的冷却；适用范围：各种类型，大、小功率的内燃机风冷 优点：1、冷却系统简单，不会发生漏水、冻结、沸腾等故障；2、冷启动后，能较短时间内使发动机主要零件温度达到正常工作温度；3、对燃料的敏感性低；4、汽缸和汽缸改采用单位结构，维修、更换、生产方便；缺点：强化受到汽缸的热负荷限制；运转噪音大；功率和燃料消耗受气温影响变化大；适用范围：缸径不大的内燃机、缺水或沙漠地带工作的动力机械8、 采用哪些措施可以改善活塞头部及第一道环工作可靠性：1、改善活塞头部与汽缸的配合；2、为了改善头部由于受热负荷而产生的故障；3、为使油环的工作可靠性更高，并降低机油消耗，常在油环与临近气环间直径方向缩小1mm左右；4、改善活塞头部设计，使其具有良好的导热能力的过度截面，降低热应力；5、在第一环槽或燃烧室喉口，铸入耐热护圈，以增强环槽的耐磨性，防止喉口开裂；6、活塞在上止点时，第一道活塞环应处于良好的冷却区域；7、减少活塞头部与缸套的配合间隙；8、第一环采用梯形环，以防粘结；9、在活塞第一环槽上方加隔热槽，使部分热流偏离第一环；10、在活塞顶部喷镀陶瓷或进行硬膜阳极氧化处理，形成高硬度耐热层，增加热阻；11、对头部才去冷却措施9、 桶形环的结构示意图及特性：特性：1、环外圆表面呈凸圆；2、良好润滑；3、避免棱缘负荷；4、密封性好；5、磨合性好10、 提高曲轴强度结构措施：1、加大轴颈重叠度；2、加大过渡圆角；3、采用空心轴颈；4、挖卸载槽11、 简述配气结构的要求：1、具有足够大的进、排气阀开启“时面”值，以保证发动机有较高的充气效率；2、具有良好的动力性能，以保证发动机工作平稳可靠，振动小，噪音小；3、满足发动机总体设计要求，布置紧凑、协调和合理；4、结构简单可靠12、 发动机顺利起动必须具备的条件（五点）：1、起动系统必须供给足够大的起动力矩克服内燃机起动阻力矩；2、起动系统必须将曲轴加速到一定的转速；3、在压缩冲程终了时，所形成的混合气体具有着火限度以内的过量空气系数；4、压缩冲程终了时，空气的温度高于燃料燃点温度或电火花的强度能够点燃混合气；5、每次爆发后的气体功都大于阻力功，才能使内燃机逐渐地升到稳定转速分析题1、 分析活塞裙部膨胀产生的原因以及防止和消除措施（图文）：原因：1、侧压力的作用，该力有将原圆的群部压扁的趋势，迫使群部销座轴向的伸长；2、加在活塞顶上的燃气压力的作用，使活塞顶在销座跨度内发生弯曲，导致相应的裙部有向外扩张的趋势；3、活塞受热膨胀，由于销座的加强作用，沿销轴方向刚度大，垂直方向刚度小措施：1、在活塞裙上端，或最下一道油环槽底加工出横槽，以减少从活塞头部传到群部的热量，降低裙部温度，同时还在活塞裙部的次推力面上加工出带有小斜度的直槽，使裙部有一定弹性；2、由于活塞工作时在销轴方向尺寸伸长相对较多，为使裙部在工作时具有比较均匀的间隙，不在销孔附近卡住，把裙部作成长轴垂直于销轴方向，短轴平行于销轴方向的椭圆形；3、采用镶钢片的活塞，阻碍活塞裙部推力面上的热膨胀从而减少活塞裙部的装配间隙2、 如何考虑发动机润滑系的总体布置：1、高速重载荷的摩擦表面，用机油泵强制润滑，以压力润滑保证润滑可靠；2、负荷轻、滑动速度低或润滑条件有利等地方则用飞溅润滑，以简化润滑系统结构；3、采用球型燃烧室的柴油机，由于活塞顶的温度很高，为了冷却活塞顶，常用（1：使润滑连杆轴瓦的机油通过连杆杆身中的油道连接到连杆小头衬套，再由连杆小头的油孔喷到活塞顶的内壁上，2：在曲轴箱壁上专门设置喷油嘴，直接向活塞顶的内壁喷注机油，3：高强化增压柴油机，个别采用头部空腔结构的活塞，空腔内充入机油冷却）；4、为保证一些不需要太高润滑油压的机构能有理想的低压机油保证润滑，在从主油道向低压润滑点供油途中，采用专门的节流孔进行减压调节，或采用凸轮轴轴颈中的油孔或油槽对机油进行减压，保证在很大的范围内能供给稳定的低压机油；5、内燃机把机油贮藏在油底壳内，以使结构简单，这种结构称为“湿”油底壳；6、对高度紧凑的军用内燃机，矿山、工地用的自卸柴油机，可将内燃机中大部分机油贮藏于机油箱中，称为“干”式油底壳，此结构可使内燃机的高度降低，机油工作可靠；7、机油泵一般布置在油底壳内，使吸油高度小，启动时很快正常供油，便于驱动机油泵。但注意设计布置油泵的进油管道时，应保证在停车后进油管中机油不会漏光；8、润滑系统中应有机油散热器，可将散热器串联在粗滤器的前或后3、 分析活塞的工作条件：1、 活塞的机械负荷：气体压力Pg（使活塞各部分产生变形应力严重时，使活塞销座从内测开始纵向开裂，第一道环岸断裂造成活塞销孔变形使活塞销卡死或断裂）；往复惯性力Pj（周期性变化的惯性力引起发动机的振动使连杆组、曲轴组零件，特别是轴承负荷加重受到交变负荷作用，最终导致发动机寿命下降）侧压力Pn（它使活塞不断撞击缸套，而导致裙部变形、缸套振动等）2、 活塞的热负荷：在高温作用下，同时由于活塞结构的复杂性，导致其温度分布很不均匀而产生热应力，尤其以柴油机的活塞热负荷为最严重。高温使活塞顶出现热疲劳，以及润滑油变质、碳化等现象，从而使活塞粘结，失去弹性或使环槽迅速磨损、变形3、 活塞的运动、润滑及磨损：活塞在汽缸内高速滑动，同时受到侧压力的作用，而缸壁的润滑一般用飞溅润滑，故润滑条件不良而造成的磨损大，易使活塞和活塞环因磨损而损坏；由于活塞在不同工况下具有不同温度，故在不同工况下热膨胀不一样，以至配合间隙选取十分复杂。如果冷态选取，则热态可能咬死；若热态选取，则冷态间隙大，发生敲击、振动、穴蚀等失效现象4、 为什么连杆杆身采用工字型断面：1、 可在连杆较小重量下获得较大的刚度2、 连杆在摆动平面内上下两端的连接相当于铰支，而在垂直连杆摆动平面的方向，上下两头的连接则相当于两端固定的压杆，后者稳定性好，允许的失稳临界力大5、 根据进、排气阀特点，如何选取锥角：1、 进气阀：一般进气阀阀面锥角取 r=30其理由如下： 根据 可以看出，采用r=30时，比r=45时获得的阀口通流面积大，即 当进气阀采用切向进气时，选用r=30，可减少曲折气流，提高进气效率 r越大，则阀的密封面磨损增加2、 排气阀：一般排气阀阀面锥角取 r=45