内燃机设计课后答案
1-5活塞平均速度提高，可以强化机动性，分析副作用
答：
1）惯性力增加，导致机械负荷增加，平衡、振动问题突出，噪声增加。
2）工作频率增加，导致活塞、汽缸盖、汽缸套、排气门等零件的热负荷增加。
3）摩擦损失增加、机械效率下降，燃油消耗率增加，磨损寿命变短。
4）进排气系统阻力增加，充气效率下降
1.8某发动机提功率，扩大气缸直径，直径扩大的多，还要改变那些结构设计和必要的计算
气缸直径改变之后，除估算功率、转矩外，活塞直径、气门直径、气门最大升程要重新确定，活塞环要重新选配，曲轴平衡要重新计算，要进行曲柄连杆机构动力计算和扭振计算，要进行压缩比验算、燃烧室设计、工作过程计算甚至重新设计凸轮型线等
1.9某发动机改变行程，与之配合的还要进行那些结构设计和计算
行程S改变后，在结构上要重新设计曲轴，要重新进行曲柄连杆机构动力计算、平衡计算、机体高度改变或者曲轴中心移动、压缩比验算与修正、工作过程计算等
2.3气压力和往复惯性力的对外表现是什么，有什么不同
1，气压力是内燃机对外做功的主动力，只有转矩输出，同时也有由其产生的翻倒力矩作用在机体上，并传至机体支承上；往复惯性力总是存在，与加速度的变化规律相同，两者相差一个常数，方向相反。
2，不同点：a,气体作用力是做功的动力，产生输出转矩；b,气体作用力在机体内部平衡，没有自由力。往复惯性力没有平衡，有自由力产生，是发动机纵向振动的根源；，从两者的最大值比较和作用时间比较，可以得出：；总是存在，在一个周期内其正负值相互抵消，
做功为零，呈脉冲性，一个周期内只有一个峰值。
6.1提高曲周疲劳强度的结构措施和工艺措施有哪些
结构措施：1）加大曲轴轴颈的重叠度A 2）加大轴颈附近的过渡圆角3）采用空心曲轴4）沉割圆角5）开卸载槽
工艺措施：
1）圆角滚压强化2）圆角淬火强化3）喷丸强化处理4）氮化处理
6.2曲轴连杆轴颈不变，增大主轴颈直径D1，有何优点，缺点
优点：
（1）增加，可以提高曲轴刚度，增加了曲柄刚度，不增加离心力。
（2）增加，可增加扭转刚度，固有频率增加，转动惯量Ｉ增加不多。
缺点：
增加，主轴承圆周速度增加，摩擦损失增加，油温提高。
6.3为什么说连杆轴颈负荷大于主轴颈，实际中主轴颈D1和连杆轴颈D2那个更大
对于每个曲拐而言，连杆轴颈是一个，主轴颈有两个。连杆轴颈承受着由连杆传来全部载荷，而每个主轴颈则只承担一半载荷，所以主轴颈载荷小于连杆轴颈载荷。实际设计中主轴颈D1大于连杆轴颈D2，D1/D2≈1.05～1.25，因为增加主轴颈可以增加曲轴的重叠度，提高曲轴的抗弯刚度和抗疲劳强度，同时不增加曲轴的离心载荷。
6.5曲轴的工作条件是什么，设计有什么要求
工作条件：
1）受周期变化的力、力矩共同作用，曲轴既受弯曲又受扭转，承受交变疲劳载荷，重点是弯曲载荷；
2）由于曲轴形状复杂，应力集中严重，特别是在曲柄与轴颈过度的圆角部分；
3）曲轴轴颈比压大，摩擦磨损严重。
设计要求：
1）有足够的耐疲劳强度
2）有足够的承压面积，轴颈表面要耐磨；
3）尽量减少应力集中；
4）刚度要好，变形小，否则使其他零件的工作条件恶化。
7.1连杆的`拉伸载荷是由什么造成的，计算不同截面如何考虑
连杆的拉伸载荷主要是由于往复惯性力所造成的；在计算不同截面的拉伸应力可用下式：
F′j =(m′+m′1)(1+λ)rω2 其中，m′、m′1分别为活塞组和计算断面以上那部分往复运动的连杆质量。
7.2计算连杆的最大拉伸应力应选什么工况
标定转速工况（最大转速）
7.3计算连杆的压缩载荷时应选什么工况
最大转矩工况和全负荷情况下的标定转速工况，而且要兼顾连杆侧弯的情况是否发生。
8.1试分述活塞的工作条件，然后设计要求
1）高温—导致热负荷大:活塞在气缸内工作时，活塞顶面承受瞬变高温燃气的作用，燃气的最高温度可达2000～2500℃，因而活塞顶的温度也很高。温度分布不均匀，有很大的热应力；
2）高压—冲击性的高机械负荷：高压包括两方面①活塞组在工作中受周期性变化的气压力直接作用，气压力Pz(MPa )一般在膨胀冲程开始的上止点后10°～20°达到最大。②活塞组在气缸里作高速往复运动，产生很大的往复惯性力Fjmax
3）高速滑动：内燃机在工作中所产生的侧向力是较大的，特别是在短连杆内燃机中；
4）交变的侧压力：活塞上下行程时活塞要改变压力面，侧向力方向不断变化，造成了活塞在工作时承受交变的侧向载荷。
设计要求: 1）选用热强度好，散热性好，膨胀系数小，耐磨、有良好减磨性和工艺性的材料
2）形状和壁厚合理，吸热少，散热好，强度和刚度符合要求，尽量避免应力集中，与缸套有最佳的配合间隙
3）密封性好，摩擦损失小
4）重量轻。
8.2活塞环的工作应力和装套应力之间的关系，公式说明。实际考虑
σmax + σ′max = 3.4Et2 / (D - t)2 = 常量
一般选择σ′max = （1.2 ～1.5）σmax ，因为套装时间很短。
8.3高转速发动机和低转速对活塞初始弹力po的要求有什么不同，为什么，缸径对po的要求
当转速n提高时，应提高po。因为活塞速度高，由于节流作用，活塞环背压下降。当活塞直径增加时，活塞环的工作应力增加，应当适当减少初弹力po，方能减少活塞环的工作应力。
8.7减轻活塞热负荷设计的措施有什么
1）尽量减小顶部受热面积；强化顶面，采用不同的材料或将表面进行处理。
2）保证热流畅通。
3）采用适当的火力岸高度。
4）顶部内侧喷油冷却。
5）顶部设油腔冷却。
8.10确定活塞环装配端口距离△d的依据是什么
装配端口距离△d：△d小，密封性好，但不能为零。从热膨胀考虑，要大于活塞环的周向线膨胀量△d>=π.D.β.△t
9.2对内燃机滑动轴承减摩层都要求有哪些性能?
答:主要有三方面要求:
1)抗咬粘性。油膜遭破坏时，轴承材料不擦伤和咬死轴颈，即亲油性好。
2)顺应性。轴承副有几何形状偏差和变形时具有克服边缘负荷从而使负荷均匀的能力。
3)嵌藏性。具有以微量塑性变形吸收混在机油中的外来异物颗粒的能力。
9-4滑动轴承上一般要开设油槽，请问曲轴主轴颈的油槽开在哪里?连杆轴颈的油槽开在哪?
主轴承要在上轴瓦开槽，连杆轴承应在下轴瓦开槽，以避免轴承的承载能力下降。
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