发动机构造思考题

1、工程机械柴油机构造复习思考题第一章 柴油机工作原理与基本构造1、 叙述内燃机常用术语的定义。（1）、气缸：内燃机中容纳并引导活塞等件作往复直线运动的空心圆柱体。（2）、上止点：活塞运动到距离曲轴回转中心最远时，气缸壁上与活塞顶平面相对应的位置（3）、下止点：活塞运动到距离曲轴回转中心最近时，气缸壁上与活塞顶平面相对应的位置。（4）、活塞行程：上下止点的距离。（5）、活塞冲程：活塞在两个止点之间的动作和过程。（6）、燃烧室与燃烧室容积：燃烧室：内燃机中可燃混合气燃烧的空间，即活塞位于上止点时活塞顶上方的空间。燃烧室容积：又称压缩容积（7）、气缸工作容积：单个活塞运动一个行程气缸内的体积变化量。又

2、称气缸排量。 （8）、内燃机工作容积：所有气缸工作容积的总和，又称内燃机排量。（9）、气缸总容积：活塞位于下止点时其顶面以上的容积。（10）、压缩比：气缸总容积与燃烧室容积之比。2 叙述四冲程柴油机的工作原理。四冲程柴油机和汽油机一样，每个工作循环也是由进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程组成。由于柴油机以柴油作燃料，与汽油相比，柴油自燃温度低、豁度大不易蒸发，因而柴油机采用压缩终点自燃着火，其工作过程及系统结构与汽油机有所不同，如图所示。进气行程进入气缸的工质是纯空气。由于柴油机进气系统阻力较小，进气终点压力Pa=(0.85-0.95P0。比汽油机高。进气终点温度Ta = 300-340K

3、 ，比汽油机低。压缩行程由于压缩的工质是纯空气，因此柴油机的压缩比比汽油机高（一般为16一22 ）。压缩终点的压力为3000-50001KPa ，压缩终点的温度为750-1000K ，大大超过柴油的自燃温度（约52OK ）。做功行程当压缩行程接近终了时，在高压油泵作用下，将柴油以10MPa 左右的高压通过喷油器喷入气缸燃烧室中，在很短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧。气缸内气体的压力急速上升，最高达5000-9000KPa ，最高温度达1800-2000K 。由于柴油机是靠压缩自行着火燃烧，故称柴油机为压燃式发动机。排气行程柴油机的排气与汽油机基本相同，只是排气温度比汽油机低。一般Tr =

4、 700-900K 。对于单缸发动机来说，其转速不均匀，发动机工作不平稳，振动大。这是因为四个行程中只有一个行程是做功的，其他三个行程是消耗动力为做功做准备的行程。为了解决这个问题，飞轮必须具有足够大的转动惯量，这样又会导致整个发动机质量和尺寸增加。采用多缸发动机可以弥补上述不足。现代汽车用多采用四缸、六缸和八缸发动机。 3，柴油机由哪些机构和系统组成？其主要性能指标有哪些？两大机构：曲柄连杆机构、配气机构四大系统：燃料供给系、润滑系、冷却系、启动系。主要性能指标1）、有效扭矩 Te 单位发动机曲轴飞轮组驱动工作机械的力矩。2）、有效功率pe 单位kW 发动机在单位时间内对外实际做功的大小。3

5、）、升功率 PL 单位： kW/L在标定工况下发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。4）、耗油率 ge柴油机每发出的功所消耗的燃料量。4 了解内燃机的型号编制规则，并说明以下符号的含义：495T型柴油机，12V135ZG型柴油机，1E65F型柴油机。第二章 曲柄连杆机构1 叙述曲柄连杆机构的作用和组成。（1）、功用：将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。 （2）、组成： 1）机体组 主要包括气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖和气缸垫等不动件；2）活塞连杆组 主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等运动件；3）曲轴飞轮组

6、主要包括曲轴、飞轮和扭转减振器、平衡轴等机构。2绘图说明活塞、连杆、曲轴各承受何载荷，并分析作用在曲柄连杆机构上的压力变化规律及其作用后果。3机体组由哪些零件组成？各有何功用？机体组 主要包括气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖和气缸垫等不动件；功用：气缸体功用：是发动机的基础和骨架，其上几乎安装着发动机的所有零件和辅件，承受各种载荷曲轴箱功用：油底壳功用：封闭曲轴箱的下部，防止赃物进入，并收集、储存、沉淀和冷却润滑油。 气缸套功用：1）、节约优质材料2）、使用铝合金的气缸体耐磨性差，必须采用镶入气缸套的结构3）、为修理方便。气缸盖功用：用来密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。 气

7、缸垫作用：用于气缸体与气缸盖间的密封，以防止漏水、漏气现象的发生。 4气缸体有哪些结构型式？各有何特点？气缸体结构型式有整体式和分体式两种。整体式结构是将气缸体与上曲轴箱铸成一体，仍统称为气缸体，通常用于水冷式柴油机。 分体式结构是将气缸体与曲轴箱分开铸造再用螺栓连接起来。多用于风冷式柴油机。5为什么要采用气缸套？气缸套有哪些结构型式？各有何特点？（1）采用气缸套的目的1、节约优质材料2、使用铝合金的气缸体耐磨性差，必须采用镶入气缸套的结构3、为修理方便。（2）根据缸套是否直接与冷却水接触，缸套分为干式和湿式两种。1干式缸套的特点是外表面不直接与冷却水接触，其壁厚一般为13mm。为了获得与缸体

8、间足够的实际接触面积，以保证缸套的散热和定位，缸套的外表面和与其配合的气缸体承孔的内表面都有一定的加工精度，二者一般采用过盈配合。不易漏水漏气故障，缸体结构刚度大、缸心距小、内燃机质量,不存在穴蚀；但散热效果差，修理更换不方便。 2、湿式缸套的特点是其外表面直接与冷却水接触。它较干式缸套的壁厚大，其厚一般为59mm。 湿式缸套的优点是缸体铸造较容易，又便于维修，且散热效果好。缺点是缸体刚度较差，易产生穴蚀、漏水和漏气，它主要用于高负荷的柴油机和铝合金缸体柴油机。 6如何保证湿式气缸套的防漏效果？(1、良好的定位：缸套的径向定位一般靠上下两个凸出的与气缸体间为动配合的圆环带A和B；轴向定位是利用

9、上部凸缘的下平面C。因此，缸套的上述部位和气缸体承孔的相应配合部位应有较高的加工精度。 （2）、气缸套下部靠一三个耐热耐油橡胶密封圈密封(见书44页，图2-44。其密封形式有涨封式和压封式两种，其中使用较广泛的为涨封式。 （3）、大多数湿式气缸套装入气缸体后，其顶面高出缸体一定高度，一般为。气缸盖螺栓拧紧后缸套与缸垫的该部分承受较大的压紧力，具有防止气缸漏气、水套漏水和保证缸套定位的作用 (4、在缸盖压紧后，若发现各缸安装高度不一致时，可在缸套上部凸缘C的下平面处垫有金属垫片(对铸铁缸体用钢垫或铝垫，对铝合金的缸体应用铝垫，以防止电化学腐蚀 予以调整，还可提高防漏可靠性。7气缸盖如何保证气缸的

10、密封效果？(1、缸盖下平面有较高的平面度要求；(2、用一定数量的缸盖螺栓均匀紧固缸盖；1）拧紧顺序：应从中央向四周、分23次逐步地按规定扭矩拧紧。拆卸时则在冷态按相反方向进行。2）拧紧时刻：铸铁缸盖要在柴油机达到正常工作温度后再进行第二次拧紧。 8气缸垫有哪几种结构形式？安装时有何要求？（1）金属石棉垫，即普通缸垫（2）纯金属垫：由单层或多层金属片(铜、铝或低碳钢制成的，为了加强密封，在缸口、水孔、油道口处，冲有弹性凸筋，以达到较高的局部压力，保证密封。 多用于强化程度较高的发动机。要求:p59活塞连杆组由哪些零件组成？活塞连杆组主要由活塞、活塞环、活塞销和连杆及连杆轴承等主要零件组成10叙述

11、活塞的作用、组成、工作条件及要求。（1）、作用：1）与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室；2）承受气体压力，并通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。（2）、组成：活塞、活塞环、活塞销、连杆和轴瓦。(3 工作条件：1）气体压力大、工作温度高2）高速运动3）润滑条件差4）冷却条件差(4、要求：1）要有足够的强度和刚度；2）质量要尽量小，以保持最小的惯性力；多缸发动机的同组活塞的质量应一致。3）导热性好，有充分的散热能力；耐热性好，高温下性能稳定或下降的少;受热率低，单位质量在单位时间内吸收的热量少.11分析活塞工作时发生变形的原因与情况。(1 变形原因：主要是热膨胀及侧压力，其次，气体压力也会引起活塞顶

12、部弯曲变形。情况：12为保证活塞刚度、强度可采用哪些结构措施？13活塞结构如何保持活塞与气缸壁的适当间隙?（P28）（1）活塞头部的直径上小、下大的阶梯形或截锥形，且头部直径小于裙部，直径差一般为0.5mm0.9mm。 （2）活塞裙部沿圆周近似呈椭圆形称为椭圆活塞，椭圆的长轴在垂直于销座轴线方向。一般椭圆活塞是裙部下端长轴最大，它与同一截面短轴的直径差称为活塞裙部的椭圆度，也笼统的称为活塞的椭圆度。 （3）活塞裙部沿销座外端面在铸造时凹陷0.5mm1mm，或将销座两端面切掉一层，使销座两端处有充分的膨胀余地。 14如何判断活塞的安装方向？（1）方向标记，如箭头等应朝向发动机的前方（2）尺寸分组

13、及重量分组（3）加大尺寸的数字（4）缸号数码15叙述活塞环的作用、工作条件及基本要求。（1）作用：气环：密封气缸、散热；油环：刮油、布油。（2）工作条件：高温、高速运动、高压、润滑差。（3）、要求：1）良好的弹性；2）耐磨性和抗焦结性好；3）韧性好、耐冲击；4）工艺性好、便于加工16叙述气环的密封原理。P29气环在自由状态时不是整圆，且大于缸径，所以装入缸孔后，环以一定的弹力P0与缸壁17画简图说明活塞环的切口有哪几种形式？P3018画简图说明活塞环的泵油作用并阐述其危害。P3019叙述扭曲环的结构、工作原理及工作效果。P3120气环的断面形状有哪几种？各有何优缺点？环的断面大致分为三类：矩形

14、环、阶梯环、梯形环等特殊断面。1）矩形环 2）扭曲环 内切口扭曲环 外切口扭曲环3）、锥面环 锥面环 倒角环4）、梯形环5）、桶形环： 21分别叙述普通油环、组合油环的特点。P3222如何判断活塞环的安装位置与方向?（1）、矩形环、梯形环、桶面环及外圆镀铬环多装于第一道环槽；（2）、非对称环多装于二、三道环槽，安装时应保证刮油刃朝向下止点。1）扭曲环外圆切口朝向下止点，内圆切口朝向上止点，即“内上外下”；2）内圆切口环状在上方环槽。(3、环上有电腐蚀文字“TOP”或“·”的一侧朝向上止点；(4、活塞环安装时应使其开口相互错开，形成迷宫式封气，而且开口避开主承压面与销轴方向。23叙述活

15、塞销的作用、工作条件及要求。功用：用来连接活塞和连杆，并把活塞所受的力传给连杆。工作条件： 承受大小和方向都不断变化的冲击性载荷，同时，由于是作低速摆转运动，不易建立油膜，故润滑条件较差。要求：有较高的表面硬度，耐磨性好，刚度、强度高，又有较软的芯部，耐冲击性能好。24活塞销与连杆、活塞的装配方式有几种？活塞销的润滑方式有几种？25叙述连杆的作用、工作条件及要求。功用：连接活塞与曲轴并在其间传递运动和动力。工作条件：（1）受力大：连杆工作时受三个力的作用：1）作用在活塞顶上的气体压力；2）活塞组合连杆小头的往复惯性力；3）连杆本身绕活塞销变速摆动时的横向惯性力。 （2）速度高要求：（1）足够的

16、刚度和强度。；（2）符合要求的几何精度、尺寸精度和装配精度；（3）耐疲劳、耐冲击；（4）重量轻；（5）同组连杆重量相同、重心位置相同、大小头重量分配相同。26连杆大头为何要倾斜剖分？27连杆轴承盖定位方式有几种？各有何特点？28如何判断连杆的安装方向？（1）、连杆体与连杆盖同一侧的记号要对齐；（2）、连杆杆身上有厂徽、标记或文字的一面应朝向发动机的前方；（3）、大头喷油孔应朝向润滑部分；（4）、倾斜剖分的连杆，其斜切口在做功冲程中应朝机外。29曲轴飞轮组由哪些零件组成？各有何作用？曲轴飞轮组包括：曲轴、飞轮、主轴承、扭转减振器、正时齿轮等曲轴作用：把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出；

17、驱动柴油机的配气机构及其他各种辅助装置 。飞轮功用：储存作功行程的部分能量，带动曲柄连杆机构越过止点，克服非作功行程的阻力和短暂的超负荷，还是发动机向外传递动力的主要机件。扭转减振器作用：避免曲轴产生强烈的扭转共振。30如何提高曲轴的刚度和强度？（1）曲柄与轴颈之间采用圆弧连接（2）加大轴颈的重叠度；（3）采用全支撑曲轴；全支撑曲轴：每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈，它的主轴颈数比连杆轴颈数多一个。其支点多，弯曲刚度好，主轴颈负荷小，多用于柴油机。非全支撑曲轴：主轴颈数等于或少于连杆轴颈数者称为非全支撑曲轴 。（4）采用空心轴径：将曲轴的主轴径和连杆轴径铸成空腔，且将连杆轴径的内孔向外侧偏离。（

18、5）采用圆角滚压强化；（6）喷丸强化；（7）氮化处理31画出四缸、六缸柴油机的工作循环表。32曲轴通常采用哪些定位方式？哪些密封方式？曲轴的轴向定位：曲轴前端多采用斜齿轮传动，工作中会产生轴向力，而使曲轴前后窜动，影响曲柄连杆机构的正常工作，另外，曲轴工作时还会受热伸长。因此，为了保证曲轴既有受热膨胀的余地，又不致产生过大的轴向冲击和保证曲柄连杆机构的正确工作位置，必须对曲轴进行轴向定位，使其轴向间隙保持在一定范围内。曲轴轴向定位通常是在主轴承结构上采取限位措施。较多的是在曲轴的前部或中部、后部主轴承上制作凸肩或安装止推垫圈。曲轴的密封1）填料油封2）橡胶骨架式油封3）甩油盘4）挡油螺纹33叙

19、述扭转减振器的作用、类型及基本工作原理。作用：避免曲轴产生强烈的扭转共振。类型：橡胶扭转减振器、硅油扭转减振器和硅油-橡胶扭转减振器。基本工作原理：34连杆轴承应具有哪些减摩性能？(1抗疲劳性 (2抗咬合性(3嵌藏性 (4顺应性(5耐蚀性(6耐磨性(7结合性35叙述轴瓦的作用、工作条件与要求。36轴瓦减摩层有几种材料？各自的特点是什么？减磨合金的材料（1）铜铅合金与铅青铜（2）锡铝轴承台金及铝硅合金（3）表面镀层材料特点：37轴瓦如何定位？第三章 配气机构1叙述配气机构的功用及类型。功用：按照柴油机各缸工作循环的需要，定时地开启和关闭进、排气门，使新鲜空气及时进入气缸、废气及时排出气缸。分类：

20、1）、顶置气门式和侧置气门式。2）、下置、 中置和上置三种。3）、齿轮传动式、链条传动式4）、二气门式、四气门式2根据简图说明顶置气门式配气机构的组成与工作原理。组成：气门组、传动组工作原理3何谓气门间隙？为什么要有气门间隙？气门间隙如何调整？柴油机冷态装配时，在气门与其传动机构中留有适当的间隙 ，称气门间隙原因:补偿气门受热后的膨胀量调整调整时刻：气门完全关闭时，即挺柱与凸轮基圆弧接触，传动组位于最低位置时。调整位置：调整方法：4柴油机的进、排气门为何要提前开启、滞后关闭？(1、凸轮驱动气门的开放与关闭的运动是一个过程，要占用一定的时间。(2、发动机的转速很高，一个行程占有的时间很短。以上原

21、因导致气门全开的时间很短促，难以做到进气充分、排气彻底。5何谓内燃机的配气相位？如何表示？用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间称为配气相位。配气相位可以用配气相位图表示，亦可用文字和表格表示。6试对气门头、凸轮结构作简要分析。气门头：气门头部的形状有凸顶、平顶和凹顶 。7装配过程中如何保证某台内燃机配气相位的准确性？（1）凸轮具有一定的轮廓形状及排列；轮廓形状控制配气相位及气门升程与曲轴转角的关系；（2）正时齿轮的正确装配与啮合；凸轮排列保证气门符合发动机工作循环与工作顺序规律；（3）凸轮轴、曲轴的轴向位置相对固定安装限位装置；（4）气门间隙的正确调整。8如何防止润滑油沿气门杆向气

22、缸内渗漏？9采取哪些措施防止气门弹簧产生共振？（1）提高气门弹簧的自然振动频率 （2）采用反向双气门弹簧 （3）采用不等距弹簧 （变螺距弹簧）（4）气门弹簧内设阻尼片10凸轮轴为何要进行轴向定位？有哪些定位方式？为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿轮产生的轴向力，凸轮轴设有轴向限位装置 。常用的限位装置有轴端限位螺钉、止推板与调节环 。第四章 柴油机燃料供给系1为什么工程机械多采用柴油机作为动力装置？柴油机具有压缩比大、热效率高、燃料经济性好、故障少、工作可靠性好、耐久性好、功率范围广、排放物污染小等一系列优点。因此柴油机在工程机械上得到广泛的应用。2叙述柴油机燃料供给系的组成及其作用

23、？组成(1、燃油储存与供给装置： 1）燃油箱：2）柴油滤清器：过滤柴油，清除杂质。3）输油泵：将油箱里的柴油吸出，并以一定的压力输送到喷油泵。为低压油泵。4）喷油泵：产生高压柴油。5）喷油器：将柴油以一定的雾化质量高压喷入气缸。6）油管：分高压油管和低压油管。1>低压油管：a.输油管：连接油箱与输油泵、喷油泵；b.回油管：反向连接输油泵与喷油泵c.溢油管：2>高压油管：连接喷油泵和喷油器。同一台柴油机必须使用同材质、同规格、同长度的高压油管。(2、空气供给部分：由空气滤清器、进气管及进气道等组成，增压柴油机还装有进气增压装置。(3、混合气的形成装置：由燃烧室组成。作用1、空气的滤清

24、和分配；2）、完成燃料的储存、滤清和输送；3、按柴油机不同工况的要求，定时、定量、定压并以一定的喷油质量喷入燃烧室，使其与空气迅速混合。4、引导废气排出气缸。3柴油机的可燃混合气是怎样形成的？其形成方式有那几种？形成过程柴油粘度大，不易蒸发与雾化，柴油是在压缩终了时才高压喷入燃烧室，然后从压缩的高温空气中吸收热量，蒸发气化，与空气混合。由于燃料的喷射需要一定时间，初期喷入的柴油与空气混合后着火燃烧，中、后期喷入的柴油又从已经燃烧的燃气中吸收热量。混合气燃烧速度较快，柴油喷射又有一个持续过程，因此是边喷油、边混合、边燃烧。形成方式:4柴油的性能指标主要有哪几项？选用柴油时应注意哪些问题？（1）凝

25、点：是指柴油冷却到开始失去流动性的温度。好的柴油应具有较低的凝点。凝点高的柴油不利于燃油供给系的工作，特别在低温条件下工作可能造成供给系的堵塞。（2）粘度：柴油的粘度决定柴油的流动性。粘度越小，流动性越好，并有利于雾化。但是粘度若过小，将使喷油泵、喷油器精密偶件间不易形成油膜而加剧磨损。粘度大的柴油不仅流动阻力大、滤清和沉淀困难，而且严重影响从喷油器喷出时雾化。（3）蒸发性：柴油的蒸发性是由蒸馏试验确定的，即将柴油加热，分别测定其蒸发量为50、90、95的馏出温度。馏出温度愈低，表明柴油的蒸发性愈好，愈有利于可燃混合气的形成和燃烧。（4）发火性：柴油的发火性是指其自燃能力，柴油比汽油的发火性好

26、，自燃温度较低。在通常大气压下，柴油的自燃温度为330350，而汽油则为480550。随着空气压力提高，柴油的自燃温度将相应降低。柴油的发火性好坏通常用十六烷值表示。十六烷值高的柴油，因燃烧需要的准备时间短，故发火性好，柴油机工作柔和。反之，柴油的十六烷值越低，柴油机的工作则越粗暴。工程机械所用高速柴油机，柴油的十六烷值一般不低于4045。选用柴油时要求其凝点比当时当地的最低气温低5以上5柴油机可燃混合气的燃烧过程分为哪几个阶段？各有何特点？(1、着火落后期：从喷油始点A到燃烧始点B之间的曲轴转角称为着火落后期也叫备燃期或预燃期、滞燃期。着火落后期约占3度5度曲轴转角，约占0.0003s0.0

27、007s，时间虽很短，但却对整个燃烧过程影响很大。(2、速燃期：从出现火焰中心到气缸内产生最大压力时为止，即B、C两点间的曲轴转角。在速燃期内，燃料迅速燃烧，气缸内压力和温度急剧上升，直到压力达到最大值(c点为止。最高压力可达610MPa。速燃期进行得好坏的标志是工作是否平稳、柔和，这取决于上一时期积油量的多少。积油量多，则燃烧后气缸压力急剧升高，会造成发动机工作粗暴。由此可见，控制着火落后期的长短是控制速燃期工作好坏的唯一手段。衡量柴油机是否工作粗暴的指标是最高压力和压力升高率，即曲轴每转1度气缸压力升高的程度。(3、缓燃期：从最高压力点C到最高温度D点之间的曲轴转角。缓燃期内，开始燃烧很快

28、，但随着燃烧的进行，由于氧气减少，废气增加，燃烧条件不利，故燃烧越来越慢，但由于大部分燃料在此期间燃烧，燃气温度却能继续升高，直到最高温度1973K2273K。这一时期在某些缺氧区会出现燃烧不完全的现象，易造成排气污染。（4）、补燃期：从缓燃期终点D起到燃料基本烧完时的E点止称为补燃期，也称后燃期。从缓燃期终点起，燃烧是在逐渐恶化的条件下于膨胀过程中缓慢进行的。在此期间，压力和温度均降低。补燃期内，燃烧条件更为恶化，排污更严重，且由于活塞下行，燃料燃烧所放出的热量不能有效地利用，损失增加，排温也增高，使发动机过热，导致动力性、经济性降低。所以，应尽可能减少补燃期燃烧。其办法主要有提高喷雾品质，并选用合适的喷油规律，组织气流运动，改善混合气的形成等。6可燃混合气成分有几种表示方法？分别叙述其定义。（1）空燃比：混合气中空气质量与燃油质量的比值。汽油为14.7，柴油为14.3。 （2）过量空气系数：过量空气系数等于1的可燃混合气为标准混合气；小于1的为浓混合气；大于1的则为稀混合气。柴油机一般采用稀混合气。7分别叙述柴油机常用燃烧室的结构及其特点。柴油机燃烧室可分为两大类：统一型燃烧室和分隔式燃烧室。统一型燃烧室是由凹形的活塞顶和气缸盖底面所包围的单