內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)課后習(xí)題答案(袁兆成主編)-展示頁
2025-07-03 20:36本頁面
【正文】 該階力矩幅值作用在同一直線上，方向不同，稱為次主諧量。對(duì)于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，曲軸兩轉(zhuǎn)即角為一個(gè)周期，因此相對(duì)于數(shù)學(xué)上的周期來講，曲軸一轉(zhuǎn)（）內(nèi)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)第k階力矩僅變化了次，因此四沖程的摩托階數(shù)存在半階數(shù)。42列出單自由度扭振系統(tǒng)的自由振動(dòng)方程，求出微分方程的解和初相位。2）系統(tǒng)上作用有大小和方向呈周期性變化的干擾力矩。原因：1）曲軸系統(tǒng)由具有一定彈性和慣性的材料組成。 現(xiàn)象：1）發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下發(fā)生劇烈抖動(dòng)，噪聲增加，磨損增加，油耗增加，功率下降，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生曲軸扭斷。35四沖程六缸機(jī)的慣性力和慣性力矩都已經(jīng)平衡了，此發(fā)動(dòng)機(jī)的支撐還承受什么力作用？答：解：點(diǎn)火間隔角為A==120176。 （2）二階往復(fù)慣性力的平衡分析 同樣以氣缸夾角平分線為起始點(diǎn)，左右兩列氣缸的二階慣性力表示為 =Ccos2=Ccos2在坐標(biāo)軸上的投影為： =2Ccoscoscos2=2Csinsinsin2也是橢圓，合力為 ==2C合力方向?yàn)楫?dāng)=時(shí)，有=，=，變?yōu)樗椒较虻耐鶑?fù)慣性力，可以用蘭氏機(jī)構(gòu)平衡。 （1）一階往復(fù)慣性力的平衡分析： 如上圖所示，以氣缸夾角平分線為始點(diǎn)，左右兩列氣缸的一階往復(fù)慣性力分別為 =Ccos(+)= Ccos()向x軸和y軸投影，再求和，得 =+=Ccos?(1+cos)=+=Csin?(1cos)合力==C 合力方向=arctan而+=1，所以的端點(diǎn)軌跡是一個(gè)橢圓。（1） 作曲柄圖和軸測圖 三拐曲軸一、二階曲柄圖和軸測圖 （2）做慣性力矢量圖 一階慣性力 二階慣性力得到 ????（3）做力矩圖 往復(fù)慣性力矩圖旋轉(zhuǎn)慣性力圖旋轉(zhuǎn)慣性力矩（4） 采用用整體平衡法 34為了一個(gè)四沖程（1342）設(shè)計(jì)一套用于平衡二階往復(fù)慣性力的雙軸平衡機(jī)構(gòu)。并指出Mj1max及出現(xiàn)時(shí)刻。26′時(shí)，該機(jī)有最大一階往復(fù)慣性力，即旋轉(zhuǎn)慣性力矩（4）平衡措施。26′。 （3）慣性力分析。 （2）慣性力分析。答：解：點(diǎn)火間隔角為A==90176。 一階往復(fù)慣性力二階往復(fù)慣性力一階往復(fù)慣性力矩32二沖程四缸機(jī)，點(diǎn)火順序1342，試分析旋轉(zhuǎn)慣性力和力矩，第一階、第二階往復(fù)慣性力和力矩，如不平衡，請(qǐng)采取平衡措施。根據(jù)一階曲柄圖和二階曲柄圖作力的矢量圖，做如圖所示的四拐平面曲軸往復(fù)慣性力矩圖。 （1） 作曲柄圖和軸測圖，假設(shè)缸心距為a。 第三章：內(nèi)燃機(jī)的平衡31四沖程四缸機(jī)，點(diǎn)火順序1342，試分析旋轉(zhuǎn)慣性力和力矩，第一階、第二階往復(fù)慣性力和力矩，如不平衡，請(qǐng)采取平衡措施。 Fjmax Fgmax 22氣壓力Pg和往復(fù)慣性力Pj的對(duì)外表現(xiàn)是什么？有什么不同？答：氣壓力Fg的對(duì)外表現(xiàn)為輸出轉(zhuǎn)矩，而Fj的對(duì)外表現(xiàn)為有自由力產(chǎn)生使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的縱向振動(dòng)。 a = rω2(cosα+λcos2α) = aⅠ+aⅡ。答：X = r[(1cosα)+ λ/4(1cos2α)] = XⅠ+XⅡ。19某發(fā)動(dòng)機(jī)由于某種原因，改變了活塞行程，與之相匹配的還要進(jìn)行哪些結(jié)構(gòu)更改設(shè)計(jì)和計(jì)算？答：活塞行程S改變后，在結(jié)構(gòu)上要重新設(shè)計(jì)曲軸，要重新進(jìn)行曲柄連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算、平衡計(jì)算、機(jī)體高度改變或者曲軸中心移動(dòng)、壓縮比驗(yàn)算與修正、工作過程計(jì)算等。16目前使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生性能大幅度提高的新型結(jié)構(gòu)措施有哪些？為什么？答：新型燃燒室，多氣門（提高ηv），可變配氣相位VVT（提高ηv），可變進(jìn)氣管長度（提高ηv）,可變壓縮比，可變?cè)鰤浩鱒GT、VNT（可根據(jù)需要控制進(jìn)氣量），機(jī)械渦輪復(fù)合增壓，頂置凸輪機(jī)構(gòu)DOHC、SOHC（結(jié)構(gòu)緊湊，往復(fù)慣性力?。?。② 慣性力增加，導(dǎo)致機(jī)械負(fù)荷和機(jī)械振動(dòng)加劇、機(jī)械效率降低、壽命低。缸徑越大，柴油混合氣完成燃燒過程的時(shí)間越長，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速越低。 14柴油機(jī)與汽油機(jī)的汽缸直徑、行程都一樣，假設(shè)D=90mm、S=90mm，是否都可以達(dá)到相同的最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速（如n=6000r/min）？為什么？答：.對(duì)于汽油機(jī)能達(dá)到，但是柴油機(jī)不能。但是由于柴油機(jī)后燃較多，在缸徑相同情況下，轉(zhuǎn)速明顯低于汽油機(jī)，因此柴油機(jī)的升功率小。 5）不冒黑煙，顆粒排放少。 3）低溫啟動(dòng)性好、加速性好，噪聲低。 汽油機(jī)優(yōu)點(diǎn)：1）空氣利用率高，轉(zhuǎn)速高，因而升功率高。 4）防火安全性好，因?yàn)椴裼蛽]發(fā)性差。 2）因?yàn)闆]有點(diǎn)火系統(tǒng)，所以工作可靠性和耐久性好。③進(jìn)排氣流速增加，導(dǎo)致進(jìn)氣阻力增加、充氣效率ηv下降。第一章：內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)總論11根據(jù)公式 ，可以知道，當(dāng)設(shè)計(jì)的活塞平均速度Vm增加時(shí)，可以增加有效功率，請(qǐng)敘述活塞平均速度增加帶來的副作用有哪些？具體原因是什么？答：①摩擦損失增加，機(jī)械效率ηm下降，活塞組的熱負(fù)荷增加，機(jī)油溫度升高，機(jī)油承 載能力下降，發(fā)動(dòng)機(jī)壽命降低。②慣性力增加，導(dǎo)致機(jī)械負(fù)荷和機(jī)械振動(dòng)加劇、機(jī)械效率降低、壽命低。12汽油機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？柴油機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)是什么？答：柴油機(jī)優(yōu)點(diǎn)：1）燃料經(jīng)濟(jì)性好。 3）可以通過增壓、擴(kuò)缸來增加功率。 5）CO和HC的排放比汽油機(jī)少。 2）因?yàn)闆]有柴油機(jī)噴油系統(tǒng)的精密偶件，所以制造成本低。 4）由于升功率高，最高燃燒壓力低，所以結(jié)構(gòu)輕巧，比質(zhì)量小。13假如柴油機(jī)與汽油機(jī)的排量一樣，都是非增壓或者都是增壓機(jī)型，哪一個(gè)升功率高？為什么？答：汽油機(jī)的升功率高，在相同進(jìn)氣方式的條件下， ①由PL=Pme*n/30τ可知，汽油機(jī)與柴油機(jī)的平均有效壓力相差不多。 ②柴油機(jī)的過量空氣系數(shù)都大于1，進(jìn)入氣缸的空氣不能全部與柴油混合，空氣利用率低，在轉(zhuǎn)速相同、缸徑相同情況下，單位容積發(fā)出的功率小于汽油機(jī)，因此柴油機(jī)的升功率低，汽油機(jī)的升功率高。因?yàn)椴裼蜋C(jī)是擴(kuò)散燃燒形式，混合氣的燃燒速度慢，達(dá)不到汽油混合氣的燃燒速度，所以達(dá)不到6000r/min的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速。15活塞平均速度提高，可以強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性，請(qǐng)分析帶來的副作用是什么？答：①摩擦損失增加，機(jī)械效率ηm下降，活塞組的熱負(fù)荷增加，機(jī)油溫度升高，機(jī)油承載能力下降，發(fā)動(dòng)機(jī)壽命降低。③進(jìn)排氣流速增加，導(dǎo)致進(jìn)氣阻力增加、充氣效率ηv下降。18某發(fā)動(dòng)機(jī)為了提高功率，采用了擴(kuò)大汽缸直徑的途徑，如果汽缸直徑擴(kuò)大比較多，比如擴(kuò)大5mm，與之相匹配的還要改變那些機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)？
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