发动机设计复习资料.doc

名词解释 火力岸高度：活塞顶与第一道气环上表面之间的距离 连杆螺栓的临界工作载荷：工作过程中，作用在连杆螺栓上的使它的直线形式平衡由稳定转变为不稳定的轴向压力值 曲轴计算 的连续梁法：把曲轴作为连续梁进行分析 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的提高而增大 连杆螺栓预紧力：为了保证连杆体积和连杆大头盖连接的可靠性，对螺栓施加一定的预紧力 曲轴计算简支梁法：把曲轴按单拐分成若干段，每段当做简支梁进行分析 发动机最低启动转速：在一定条件下，为了保证内燃机可靠启动的最低曲轴转速 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 曲轴轴颈重叠度：曲轴主轴颈直径和连杆轴颈直径之和除以2再减去曲柄半径润滑系统的循环油量：单位时间内流经主油道的机油量填空题 发动机设计的主要指标：动力性指标，经济性指标，低公害指标，重量和外形尺寸指标，可靠性和耐久性指标，制造工艺好，操纵及维修方便，制造成本低 活塞环的运动方式：上下运动，径向运动，回转运动，不正常运动（颤振） 按制造加工的方式不同，曲轴的结构形式分为：整体式曲轴，组合式曲轴，盘型组合曲轴 发动机动力性能指标：功率，转速，扭矩（最大扭矩及此时的转速） 提高曲轴强度的结构措施：加大轴颈重合度，加大过渡圆角，采用空心轴颈，挖卸载槽 根据活塞气环端面不同分为：锥面环，微锥面环，矩形环，扭曲环，倒角环，鼻形环，桶面环，梯形环，开沟环（至少6个） 润滑系统的主要参数：循环油量，机油压力，机油温度，油底壳储油量 冷却系统按工作不同分为：开式蒸发冷却，闭式蒸发冷却，闭式强制冷却 曲轴材料的选用原则：具有优良的机械性能，有良好的耐磨性耐疲劳性和冲击韧性，有良好的切削性和加工性能，成本低廉（至少4个）气阀按其结构不同分为：平底气阀，凹底气阀，凸底气阀发动机的启动方式有：人力起动，电动机起动，压缩空气起动，辅助汽油机启动，惯性起动，液压马达起动（至少5个）活塞材料的特性：热强度高，导热性好，吸热性差以降低顶部及环区温度并减小应力，比重小以降低活塞组往复惯性力，良好的减摩性能和耐磨耐腐蚀性能，工艺性好，价格低廉；常用材料： 铸铁活塞，铝合金，硅铝合金 简答题 简述水冷式内燃机与风冷式内燃机各有什么优缺点，各自的使用特性？ 答： 水冷式内燃机-优点：冷却效率好且均匀，强化的潜力比风冷内燃机大，各种性能指标稳定。 缺点：气缸采用火花塞或喷油嘴，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 风冷式内燃机-优点：冷却系统简单，不会发生漏水，冻结，沸腾等事故 冷启动后，能在较短的时间内是发动机主要零件温度升高到正常工作温度 对燃料敏感性低 气缸和汽缸盖采用单位结构，维修，更换，生产方便 缺点：强化受到气缸热负荷限制，运转噪音大，功率和燃料消耗受气温影响变化大 采取什么措施可以提高活塞头部及第一道环的工作可靠性（至少7个）？答：改善活塞头部与气缸的配合 在活塞火力岸部位加工细小的环形槽 在油环与临近气环间直径方向缩小1mm以形成“减压腔”，使刮下的机油减压并形成泄油分配腔 改善活塞头部设计，使其具有良好的导热能力的过渡截面，降低热应力 在第一环槽或燃烧室喉口，铸入耐热护圈 活塞在上止点时，第一道活塞环应处于良好的冷却区域 减小活塞头部与缸套的配合间隙 第一环采用梯形环，以防黏贴 在活塞第一环槽上方加隔热槽 在活塞顶部喷镀陶瓷或进行硬膜阳极氧化处理 11 对头部采取冷却措施 画出桶面环的结构示意图并简述其结构特性？答： 环外圆表面呈凸圆弧形，通常作为第一环，表面多用镀鉻覆层 良好润滑，工作时能够靠油膜作用把环浮起，磨损少 避免棱缘负荷，避免了熔着磨损，能很好的适应活塞的摆动 密封性好 磨合性好 简述活塞材料 的选用原则？答： 热强度高，在300400 的高温下不致零件磨损 导热性好，吸热性差，以降低顶部及环区的温度，并减少应力 热膨胀系数小 比重小，降低活塞组的往复惯性力 良好的减摩性能，耐磨，耐蚀 工艺性好，价廉 简述钢片组合式油环结构及其特性？答： 结构-它由两片独立的刮片和径向轴向衬簧组成，刮油片厚为0.60.7mm 特性-接触压力高，分布均匀 钢片柔韧性好，使上下两片刮油片能单独动作或同时作不同的径向动作，对失圆的气缸和活塞的变形，摆动适应性好 回油道大，流动通畅 重量轻，使环槽磨损减轻 需采用优质钢材制造，表面镀鉻，生产成本高 简述气阀的设计原则？答 气阀头部形状和尺寸应保证气体流动阻力小 ，以提高换气效率，在保证强度和刚度的前提下，气阀的重量应可能轻 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 选择材料时要求材料在气阀工作强度下有足够热强度及耐冲击性，要注意热处理及表面处理技术，要保证阀座材料的匹配 简述提高曲轴强度的结构措施？答：1 加大轴颈重合度（此时，曲柄销至主轴颈的传力有部分可以不借助曲柄做媒介，减轻曲柄负担） 2 加大过渡圆角，减小应力集中 3 采用空心轴颈，提高曲轴弯曲强度，减小曲轴重量和减少曲柄销离心力 4 挖卸载槽，降低曲柄销圆角的最大应力 简述配气机构的设计原则？答： 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 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 满足发动机总体设计要求，布置紧凑协调和合理 结构简单可靠 简述发动机顺利启动所必备条件？答： 起动系必须提供足够大的起动力矩以克服内燃机的起动阻力矩 起动系必须能使曲轴加速到一定的转速 在压缩终了时，所形成的混合气体具有着火限度内过量空气系数 压缩终了时，空气的温度高于燃料温度或电火花的强度能够点燃 混合气 每次爆发后的气体功都应大于阻力功，才能使内燃机逐渐稳定转速简述发动机启动系统的设计要求？答 ： 在一定的大气温度下都能可靠起动 启动迅速，并能在较短时间内达到正常运转温度 构造简单，操纵维护方便，体积小，布置紧凑 能多次连续起动 制造成本低，消耗起动功率小发动机启动方式有哪些？答 人力起动，电动机起动，压缩空气起动，辅助汽油机启动，惯性起动，液压马达起动简述冷却系统的作用和设计要求？答： 作用 防止发动机过热，充气效率下降，燃烧不正常，机油变质和烧损，零件的摩擦和磨损加剧，引起的内燃机的可靠性、耐久性、动力性和经济性的恶化（即：使内燃机在各种环境和工况下都能够在合适的温度下工作 设计要求-1 内燃机在各种工况下都能正常工作 2 本身消耗功率低 3 拆装维修方便 4 使用可靠、寿命长、成本低 分析题 试分析引起活塞裙部膨胀的原因，有何防止或消除措施？答：原因-1侧压力作用 2 加在活塞顶上燃气压力的作用 3 活塞受热膨胀 措施- 1在活塞裙部上端或最后一道油环槽底加工横槽 2 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 采用镶钢片活塞 4 活塞设计成圆锥或阶梯圆柱形 如何考虑发动机润滑系统的总体布置？答 ： 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的可靠 负荷轻，滑动速度慢或润滑条件有利的地方则用飞溅润滑以简化润滑系统结构 采用球形燃烧室的柴油机，活塞顶的温度高，为了冷却活塞，常用A;使润滑连杆轴的机油通过连杆杆身中的油道，再由连杆小头的油孔喷到活塞顶 B 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 C 高强化的增压柴油机，个别采用空腔结构的活塞，空腔中充入机油冷却 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，在主油道向低压润滑油供油盆中，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进行减压，保证在很大的范围内提供稳定的低压机油 内燃机把机油储存在油底壳中 对采用高度紧凑的军用内燃机可将内燃机中大部分机油专门储存于一机油箱中，这种结构使内燃机的高度降低，有利于工作条件改善 机油泵一般布置在油底壳内，使吸油高度小，启动时能很快供油，便于驱动机油泵，但注意设计布置油泵的管路时，应保证在停车后进油管中机油不会漏光 润滑系中应有散热器，可将散热器串联在粗滤器的前或后面 试分析活塞的工作条件？（负荷，润滑）答： 高温-活塞顶的高温燃气作用周期性接触，燃气最高温度达到300K以上，活塞的温度很高 高压-做功行程时，其顶部承受燃气的高压且活塞侧压力大，加速磨损 高速-活塞在气缸内往复运动时具有很高的平均速度 难以冷却-活塞的冷却只能通过热传导或者使用油冷活塞时采用机油对其冷却 润滑困难-活塞依靠飞溅润滑，润滑效果差，且不易保证 易腐蚀与燃气的接触过程中易受到酸性物质的腐蚀作用 为什么连杆杆身常常采用工字型断面，且长轴应在搅动平面内？答：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，允许失稳临界力大 什么叫循环油量，求证发动机润滑系统的循环油量计算公式，假设机油对活塞进行冷却答 ：单位时间内流经主油道的机油量 根据进排气阀各自的工作特点，如何进行气