發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力學(xué)復(fù)習(xí)思考題2023

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一、名詞解釋題

1、內(nèi)部平衡：當(dāng)考慮曲軸為柔性轉(zhuǎn)子，發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體也是彈性體時(shí)，由于曲軸與機(jī)體承受慣性力

及其力矩后產(chǎn)生周期性變形，此時(shí)即使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到完全平衡。

2、外部平衡：當(dāng)假定曲軸為剛性轉(zhuǎn)子，發(fā)動(dòng)機(jī)也是絕對(duì)剛體時(shí)，把內(nèi)燃機(jī)當(dāng)成一個(gè)整體，來分析

曲柄連桿機(jī)構(gòu)慣性力及其力矩對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)支承，支架等外部構(gòu)件作用時(shí)，所達(dá)成的平衡。3、功率平衡：基于能量守恒定律和能量原理，在結(jié)構(gòu)上或機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方面采取相關(guān)措施，將機(jī)器的

速度波動(dòng)限制在允許的范圍內(nèi)。

4、質(zhì)量平衡：調(diào)整構(gòu)件的質(zhì)量分布及在結(jié)構(gòu)上采取特別的措施，將各慣性力和慣性力矩限制在預(yù)

期的容許范圍內(nèi)。5、傾覆力矩：

6、靜平衡:分布在回轉(zhuǎn)件上各個(gè)質(zhì)量的離心慣性力合力為0或質(zhì)徑積矢量和為0.7、曲軸回轉(zhuǎn)不均勻性：

8、動(dòng)平衡：分布在回轉(zhuǎn)件上各個(gè)質(zhì)量的離心慣性力合力為0；離心力所引起的合力矩也為0.9、質(zhì)量代換：10、扭矩不均勻性：

11、發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工況：在一個(gè)完整的曲軸總轉(zhuǎn)矩變化周期內(nèi)，內(nèi)燃機(jī)曲軸輸出的有用功與作業(yè)機(jī)具

的阻力功相等。12、過量平衡：13、部分平衡：14、轉(zhuǎn)移平衡：二、填空題

1.正置式曲柄連桿單缸機(jī)活塞位移在上止點(diǎn)后90°曲軸轉(zhuǎn)角之前（請(qǐng)?zhí)睢扒皑暬蛘摺昂蟥暎┑竭_(dá)行程的一半，λ越大，活塞達(dá)到行程之半的時(shí)刻越提前（請(qǐng)?zhí)睢疤崆皑暬蛘摺把雍蟥暎?。正置式曲柄連桿單缸機(jī)活塞最大速度出現(xiàn)在上止點(diǎn)后90°曲軸轉(zhuǎn)角之前（請(qǐng)?zhí)睢扒皑暬蛘摺昂蟥暎?/p>

2.對(duì)曲柄半徑為r的正置式曲柄連桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲柄在0°曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)，該活塞的位移為0，對(duì)曲柄半徑為r的正置式曲柄連桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲柄在90°曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)，該活塞的位移為r+(r*λ)/2，對(duì)曲柄半徑為r的正置式曲柄連桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲柄在180°曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)，該活塞的位移為2*r。

3.對(duì)曲柄半徑為r的正置式曲柄連桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)α=90度曲柄轉(zhuǎn)角時(shí)，連桿擺角β出現(xiàn)正的最大值；當(dāng)α=270度曲柄轉(zhuǎn)角時(shí)，連桿擺角β出現(xiàn)負(fù)的最大值。

4.當(dāng)某原正置式曲柄連桿機(jī)構(gòu)改為活塞銷負(fù)偏置（e=-1mm）的偏置機(jī)構(gòu)后，改變前后相比，其活

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塞行程變大（請(qǐng)?zhí)睢白兇蟥暬蛘摺白冃〃暎?/p>

5.通過加大曲軸平衡重來部分平衡一階往復(fù)慣性力的方法對(duì)一階往復(fù)慣性力來說叫做靜平衡，對(duì)離心慣性力來說叫平衡，對(duì)整機(jī)來說叫內(nèi)平衡。

6.對(duì)正置式曲柄連桿機(jī)構(gòu)，活塞離開上下止點(diǎn)作加速運(yùn)動(dòng)，活塞趨向上下止點(diǎn)作減速運(yùn)動(dòng)。

7.曲柄連桿機(jī)構(gòu)的平衡方法包括：1、加平衡質(zhì)量法2、對(duì)稱布置法3、加平衡機(jī)構(gòu)法

8.單缸機(jī)整體振動(dòng)由往復(fù)慣性力和旋轉(zhuǎn)慣性力引起。

9.內(nèi)燃機(jī)的噪聲生成系統(tǒng)由內(nèi)燃機(jī)整體在支承上的振動(dòng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)的氣體動(dòng)力噪聲和內(nèi)燃機(jī)本身的機(jī)械噪聲等構(gòu)成。

10.

往復(fù)慣性力Pj是由活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，其方向永遠(yuǎn)沿著活塞加速度方向，其大

小只與轉(zhuǎn)速有關(guān)，而與負(fù)荷大小和無關(guān)。往復(fù)慣性力Pj產(chǎn)生的扭矩Mj是輸

出扭矩M的組成部分，但Mj只影響輸出轉(zhuǎn)矩M的值，而不影響輸出轉(zhuǎn)矩M的值。

11.

偏置結(jié)構(gòu)一般分為曲軸的正偏置和曲柄銷的負(fù)偏置，柴油機(jī)一般采用曲軸正

偏置，主要為解決其磨損不均勻問題；汽油機(jī)一般采用曲柄銷負(fù)偏置，達(dá)到效果，為解決其活塞“敲缸〞問題。

12.已知解放６１０２Q柴油機(jī)的發(fā)火順序?yàn)椋保担常叮玻?，?dāng)?shù)谝桓追謩e處于以下曲軸位置時(shí)，所對(duì)應(yīng)的扭矩值如表所列：曲拐位置（°CA）扭矩值M(Nm)30-174.515070.24270-110.58390712.051098.03630-84.14當(dāng)?shù)谝桓滋幱?50°CA時(shí)，將此刻其余各缸的扭矩值及此刻的合成扭矩值填入下表中。

合成扭汽缸號(hào)１２３４５６矩N.m扭矩值N.m70.2413.內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型式分為（1）正置式；（2）主副連桿式；

（3）偏置式三類。其中偏置式結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性完全由曲柄連桿比λ和偏心率ε特征參數(shù)來確定。

14.動(dòng)力學(xué)質(zhì)量代換的原則是動(dòng)力學(xué)等效原則，連桿組代替質(zhì)量系統(tǒng)必需滿

足的三個(gè)條件是：（1）連桿質(zhì)量不變；（2）連桿質(zhì)心位置不變；（3）連桿相對(duì)于質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變。

15.作用在機(jī)體上的力和力矩有氣體作用力Fg，往復(fù)慣性力Fj，旋轉(zhuǎn)慣性力Fr，傾覆力矩TN；其中氣體作用力在機(jī)體內(nèi)是自行平衡的，往復(fù)慣性力Fj、旋轉(zhuǎn)慣性力Fr、是自由力，必需采取相應(yīng)的平衡措施才能平衡，傾覆力矩是不能平衡的，只能由支架來承受。二、問答及簡(jiǎn)述

1、內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲分為哪三部分？降低活塞拍擊和氣門凸輪機(jī)構(gòu)噪聲源的常用措施有哪些？答：支承震動(dòng)噪聲，進(jìn)排氣氣體動(dòng)力噪聲，機(jī)體機(jī)械噪聲

減小活塞組質(zhì)量；減小活塞與汽缸壁的協(xié)同間隙；偏置活塞銷；多氣門；頂置氣門；液壓挺住等

2、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的三大運(yùn)動(dòng)件及其各自運(yùn)動(dòng)特征如何？答:活塞—往復(fù)慣性運(yùn)動(dòng)；連桿—搖擺；曲柄—旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)3、汽、柴油機(jī)各適合采用哪種偏置型式？各有何優(yōu)點(diǎn)？

答：汽油機(jī)—一般采用活塞銷的負(fù)偏置，避免由于轉(zhuǎn)速過高導(dǎo)致的上止點(diǎn)位置時(shí)活塞的頻繁高速換向使活塞拍擊缸壁形成的“敲缸〞噪聲，先靠后移；柴油機(jī)—一般采用曲軸的正偏置，這種偏置在壓縮沖程次推力面?zhèn)认蛄⒂兴龃?，主推力面?zhèn)认蛄p小，達(dá)到均勻汽缸兩側(cè)磨損的效果。4、單列多缸機(jī)的主軸頸負(fù)荷分析中必要的幾點(diǎn)簡(jiǎn)化假設(shè)是什么？

答：1.作用在主軸頸上的載荷只與左右相鄰曲柄上的作用力有關(guān)；2.并且假想各曲柄沿主軸頸中央斷面切開，從而把一個(gè)連續(xù)梁的曲軸分成一段段簡(jiǎn)支梁來計(jì)算，這樣，作用在曲柄臂上的氣體作用力，往復(fù)慣性力和旋轉(zhuǎn)慣性力，假定是由該曲柄前后兩個(gè)主軸承所承受。

5、曲柄連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)質(zhì)量換算的原則是什么？連桿組的質(zhì)量換算必需滿足哪三個(gè)條件？6、什么叫活塞銷負(fù)偏置？活塞銷負(fù)偏置一般用于何種發(fā)動(dòng)機(jī)？該種發(fā)動(dòng)機(jī)為什么要采用活塞銷負(fù)

偏置？

答：活塞銷座朝向承受做功側(cè)壓力的一面偏置叫活塞銷負(fù)偏置。一般用于高速汽油機(jī)。由于活塞銷的負(fù)偏置可以解決由于轉(zhuǎn)速過高而導(dǎo)致的上止點(diǎn)位置時(shí)活塞的頻繁高速換向?qū)е碌幕钊膿舾妆诘摹扒酶专曉肼暋?/p>

7、什么叫曲軸正偏置？曲軸正偏置一般用于何種發(fā)動(dòng)機(jī)？該種發(fā)動(dòng)機(jī)為什么要采用曲軸正偏置？答：曲軸正偏置就是汽缸中心線垂直于曲軸的回轉(zhuǎn)軸線，但不通過曲軸的回轉(zhuǎn)中心，汽缸中心線與曲軸的回轉(zhuǎn)軸線有一定的偏移。一般用于柴油機(jī)。由于柴油機(jī)的做功沖程Pmax較大，所以Pn較大，為降低最大主推力Pnmax，改善活塞和缸套主推力面的磨損。8、氣體作用力Fg的特點(diǎn)及其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響是什么？

答：1.與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n無關(guān)，與負(fù)荷大小有關(guān)；2.脈沖性，以720°CA為周期；3.最大值周期僅占1/5-1/6,主要影響發(fā)動(dòng)機(jī)受力零部件的可靠性；4.為機(jī)構(gòu)受力零部件的振動(dòng)力源，但在機(jī)體上相互抵消，只使機(jī)體產(chǎn)生拉伸或壓縮應(yīng)力，并不傳至機(jī)體之外的支架上，部引起整機(jī)的振動(dòng)。9、往復(fù)慣性力Fj的特點(diǎn)及其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響是什么？

答：1.以360°CA為周期，只有轉(zhuǎn)速n有關(guān)，與負(fù)荷大小無關(guān)；2.影響輸出功率的瞬時(shí)值，不影響其平均值，不對(duì)外做功；3.是以自由力形式出現(xiàn)，它通過軸承傳至機(jī)體，作用在發(fā)動(dòng)機(jī)支架上，引起發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)上下振動(dòng)；4.與氣體力同一數(shù)量級(jí)，較大絕對(duì)值占一般周期以上，主要影響發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命；5.做功沖程開始階段，對(duì)氣體壓力起到一定消減作用，有效降低了受力零件的最大機(jī)械負(fù)

荷，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的提高。

10、柴油機(jī)和汽油機(jī)曲柄銷負(fù)荷極坐標(biāo)圖各有什么特點(diǎn)？為什么？

答：柴油機(jī)的曲柄銷負(fù)荷極坐標(biāo)圖—頭小尾大，而汽油機(jī)—頭大尾??；由于汽油機(jī)的最大往復(fù)慣性力-轉(zhuǎn)速比較大，而柴油機(jī)的最大汽缸壓力-負(fù)荷比較大。11、曲柄銷負(fù)荷極坐標(biāo)圖的用途

答：1.曲柄銷D,B的設(shè)計(jì)依據(jù)；2.平均負(fù)荷校驗(yàn)-平均比壓-耐磨性-使用壽命；3.最大負(fù)荷校驗(yàn)-最大比壓-可靠性；4.沖擊載荷；5.熱負(fù)荷校驗(yàn)-還與軸承副相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)；6.理論磨損圖繪制。12、降低壓燃式柴油機(jī)的燃燒噪聲的主要途徑有哪些？

答：1.提高燃燒速率的同時(shí)推遲噴油適當(dāng)提高壓縮比，提高噴油壓力，增加噴空數(shù)，縮小噴口直徑，改善噴油霧化，采用加強(qiáng)微觀湍流的縮口式燃燒室等提高燃燒效率；2.優(yōu)化噴油規(guī)律降低初期噴油率，使預(yù)混合燃燒比例減小，降低燃燒的最大壓力升高比；3.采用增壓柴油機(jī)，增壓柴油機(jī)由于空氣密度大，溫度高，滯燃期短，所以盡管最高燃燒壓力較高，但壓力升高率較低。13、何謂“活塞拍擊〞？減輕活塞拍擊造成的振動(dòng)和噪聲的主要途徑有哪些？

答：所謂活塞拍擊就是：由于活塞的工作溫度變化很大，運(yùn)動(dòng)速度又很高，不可能把與汽缸的協(xié)同間隙做得很小，加上連桿偏置的影響，導(dǎo)致活塞在上下止點(diǎn)附近，從靠近汽缸一側(cè)轉(zhuǎn)變到靠近汽缸另一側(cè)，對(duì)汽缸產(chǎn)生的拍擊作用