內(nèi)燃機設(shè)計 試卷及答案 共4套

本科課程考試試卷考試課程與試卷類型：內(nèi)燃機設(shè)計A姓名：班級：簡答題（20分，每問4分）發(fā)動機支承上的支反力都是由哪些因素造成的？結(jié)合圖回答活塞裙部在工作時銷軸方向的變形大的原因，其中影響最大的是哪一個？請結(jié)合圖描述內(nèi)燃機滑動軸承過盈量的幾種表示方法。配氣機構(gòu)采用液壓挺柱后消除了氣門間隙，這時的凸輪是否還需要緩沖段？為什么？缸蓋的設(shè)計方法（或者設(shè)計原則）是什么？填空（20分，每空2分）1.同樣缸徑的汽油機與柴油機相比，設(shè)計轉(zhuǎn)速高。2.六缸發(fā)動機的第一主軸頸積累扭矩為第七主軸頸的積累扭矩為。3.四缸四沖程發(fā)動機在2400r/min時發(fā)生扭轉(zhuǎn)共振，引起共振的諧量k=2，發(fā)動機的固有園頻率為，固有頻率為，k=2這一階諧量是。4.發(fā)動機機油的流量主要是根據(jù)來確定的。5.主軸頸負荷連桿軸頸負荷；從強度考慮主軸頸D1應(yīng)該連桿軸頸D2，實際曲軸結(jié)構(gòu)中，D1D2。分析計算（20分）已知一單列四缸二行程內(nèi)燃機，發(fā)火順序1—3—4—2，試分析其往復慣性力和力矩（不分析旋轉(zhuǎn)慣性力及力矩），若不平衡請采用半平衡法平衡，并指出Mj1max及出現(xiàn)時刻。四、計算（20分，每小題5分）已知一臺直列四缸四行程發(fā)動機，其平底挺柱軸線平行于各自的氣缸軸線，如圖所示γ=22°試求：1.同名異缸凸輪夾角（凸輪角度）2.同缸異名凸輪夾角（凸輪角度）3.排氣凸輪工作半包角（凸輪角度）4..某一缸位于壓縮上死點時，其排氣凸輪相對oo’線的位置（凸輪角度）五、敘述（20分）1.①活塞環(huán)的工作應(yīng)力與套裝應(yīng)力是什么關(guān)系？②對于高轉(zhuǎn)速發(fā)動機和低轉(zhuǎn)速發(fā)動機，活塞環(huán)初彈力P0的確定有什么不同，請結(jié)合圖敘述理由。（10分）2.發(fā)動機的動力計算指的是什么？寫出中心曲柄連桿機構(gòu)的連桿力、側(cè)向力、切向力、徑向力表達式，并證明翻倒力矩與輸出扭矩的關(guān)系。（10分）簡答題（20分，每問4分）重力1、往復慣性力2、翻倒力矩1氣壓力1、側(cè)向力1、熱膨脹1，熱膨脹影響最大1。自由彈勢1、半圓周過盈量1、余面高度2。需要1。因為還有克服彈簧預緊力引起的機構(gòu)變形使氣門晚開3。先設(shè)計布置功能件3（氣道、氣門導管、火花塞或噴油器），然后按照等壁厚設(shè)計水套1。填空（20分，每空2分）1.汽油機2.0，輸出扭矩3.ω=251.32/s,f=40Hz,主諧量4.必須由潤滑系帶走的熱量5.小于，小于，大于分析計算（20分）發(fā)火間隔角1分，曲柄側(cè)視圖1分，軸測圖1分，一階曲柄圖1分，二階曲柄圖1分，一階慣性力等于零1分，二階慣性力等于零1分，一階慣性力矩分析4分，二階慣性力矩分析1分，平衡重質(zhì)徑積2分，平衡塊布置2分，Mj1max2及出現(xiàn)時刻2。四、計算（20分，每小題5分）1.90°2.83°（只求出105°得2分）3.58.75°4.128.75°五、敘述（20分）1.①工作應(yīng)力與安裝應(yīng)力之和為常數(shù)5分②高速發(fā)動機的P0要大些（2分），高速時環(huán)口節(jié)流作用大，背壓變小。（3分）2.發(fā)動機的動力計算指曲柄連桿機構(gòu)中的受力分析2分，連桿力、側(cè)向力、切向力、徑向力表達式正確各1分。證明正確【第2頁共2頁】【第2頁共2頁】【第2頁共2頁】本科課程考試試卷考試課程與試卷類型：內(nèi)燃機設(shè)計B姓名：班級：簡答（20分）氣壓力Pg和往復慣性力Pj的對外表現(xiàn)各是什么？機體的工作條件和設(shè)計要求是什么？確定潤滑系循環(huán)供油量的依據(jù)是什么，如何計算？為什么配氣凸輪要有緩沖段？分析計算（20分）已知一單列四缸二行程內(nèi)燃機，發(fā)火順序1—3—4—2，試用圖解法分析其往復慣性力和力矩，若不平衡請采用半平衡法平衡，并指出Mj1max及出現(xiàn)時刻。填空（24分）1.汽油機與柴油機相比，的燃氣溫度高，的活塞熱負荷大。2.六缸機第一主軸徑的積累扭矩為，第七主軸徑的積累扭矩為。3.往復慣性力沿作用。4.配氣機構(gòu)采用平底挺柱時，其底面半徑應(yīng)。5.γ角為90度的V型兩缸機，其一階往復慣性力的合力大小為，方向為，相當于。6.發(fā)動機的主臨界轉(zhuǎn)速與發(fā)火順序的關(guān)系為。7.曲軸的破壞形式主要是。計算（20分）已知一臺直列四行程發(fā)動機，其平底挺柱軸線平行于各自的氣缸軸線，如圖所示排氣凸輪進氣凸輪試求：1.同名異缸凸輪夾角（凸輪角度）2.同缸異名凸輪夾角（凸輪角度）3.排氣凸輪工作半包角（凸輪角度）4.第一缸位于壓縮上死點時，其排氣凸輪相對挺柱軸線的位置（凸輪角度）五、敘述（16分）1．請各舉兩種提高曲軸疲勞強度的結(jié)構(gòu)措施和工藝措施，并簡要說明原理。2．試述氣環(huán)的密封原理，保證氣環(huán)能夠起到密封作用的關(guān)鍵因素是什么？高轉(zhuǎn)速發(fā)動機對活塞環(huán)初彈力有什么要求，為什么？簡答（20分）氣壓力是發(fā)動機做功的力，對外只有扭矩輸出和翻到力矩作用在支承上，沒有自由力。往復慣性力是不平衡的自由力，對外作用在支承上，在發(fā)動機一個循環(huán)內(nèi)的對外做功等于零。（5分）受到非常復雜的載荷作用。盡可能輕巧的前提下，盡量提高剛度（降低變形，振動噪聲）5分根據(jù)需要潤滑系帶走的熱量確定。補償氣門間隙和彈簧預緊力引起的機構(gòu)變形。分析計算（20分）發(fā)火間隔角1分，曲柄側(cè)視圖1分，軸測圖1分，一階曲柄圖1分，二階曲柄圖1分，一階慣性力等于零1分，二階慣性力等于零1分，一階慣性力矩分析4分，二階慣性力矩分析3分，平衡重質(zhì)徑積2分，平衡塊布置1分，Mj1max2及出現(xiàn)時刻1分。填空（24分，每空2分）1.汽油機，柴油機2.0，輸出扭矩。3.始終氣缸軸線。4.大于挺柱最大幾何速度。5.常數(shù)，曲柄方向，離心力。6.無關(guān)。7.彎曲疲勞破壞。計算（20分，每問5分）1.90°2.105°3.58.75°4.108.75°五、敘述（16分）1．結(jié)構(gòu)：開卸載槽2分，增加圓角半徑2分。工藝：圓角淬火2分，圓角滾壓2分。2．活塞環(huán)在初彈力作用下貼緊氣缸壁面形成第一密封面，在氣壓力作用下形成第二密封面，在背壓作用下加強第一密封面。4分關(guān)鍵因素是活塞環(huán)要有一定的初彈力。2分高轉(zhuǎn)速發(fā)動機要求活塞環(huán)初彈力要大一些，因為節(jié)流作用，背壓較小。2分【【第1頁共1頁】【【第1頁共1頁】本科課程考試試卷考試課程與試卷類型：內(nèi)燃機設(shè)計A姓名：班級：簡答（32分）柴油機與汽油機的缸徑、行程都一樣，假設(shè)D=80、S=80，是否都可以達到相同的最大設(shè)計轉(zhuǎn)速（比如n=6000r/min）？為什么？請分別舉出汽油機和柴油機的4條優(yōu)點，并進行簡要的說明。確定潤滑系循環(huán)供油量的依據(jù)是什么，如何計算？某發(fā)動機為了提高功率，采用了擴大氣缸直徑的措施，如果氣缸直徑擴大比較多，比如擴大5毫米，請說出4個與之相配合的必要結(jié)構(gòu)改變，再指出4個必要的計算。分析（20分）已知一單列四缸二行程內(nèi)燃機，發(fā)火順序1—3—4—2，試用圖解法分析其往復慣性力和力矩，若不平衡請采用半平衡法平衡，并指出Mj1max及出現(xiàn)時刻。填空（24分）1.汽油機與柴油機相比，的燃氣溫度高，的活塞熱負荷大。2.六缸機第一主軸徑的積累扭矩為，第七主軸徑的積累扭矩為。3.連桿螺栓的剛度應(yīng)該連接件的剛度。4.配氣機構(gòu)采用平底挺柱時，其底面半徑應(yīng)。5.活塞裙部在銷軸方向工作變形大的原因主要是，和的作用。6.發(fā)動機扭矩的主諧量階數(shù)為k=，相對應(yīng)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速如果在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，則稱為。7.曲軸的破壞形式主要是。計算（12分）已知一臺直列四缸四行程發(fā)動機，發(fā)火順序1-3-4-2。其平底挺柱軸線平行于各自的氣缸軸線，凸輪順時針旋轉(zhuǎn)，如圖所示排氣凸輪進氣凸輪【第1頁共2頁【第1頁共2頁】2.同一缸進排氣凸輪夾角3.第一缸位于壓縮上死點時，其排氣凸輪相對挺柱軸線的位置五、敘述（12分）1．請敘述缸套產(chǎn)生穴蝕的機理，并舉出3種減輕穴蝕破壞的措施。2．試述氣環(huán)的密封原理，保證氣環(huán)能夠起到密封作用的關(guān)鍵因素是什么？高轉(zhuǎn)速發(fā)動機對活塞環(huán)初彈力有什么要求，為什么？簡答題(32分)（8分）答：不能得到與汽油機一樣的最高設(shè)計轉(zhuǎn)速。因為柴油機是在接近上止點時在缸內(nèi)噴射燃油，柴油的蒸發(fā)速度比較慢，一邊混合一邊燃燒，是混合燃燒過程，燃燒時間比汽油機的時間長，所以柴油機達不到汽油機的高設(shè)計轉(zhuǎn)速。答：柴油機的優(yōu)點（答對其中4點4分）：燃料經(jīng)濟性好；工作可靠性和耐久性好，因為沒有點火系統(tǒng)；可以通過增壓、擴缸來增加功率；防火安全性好，柴油揮發(fā)性差；CO和HC的排放比汽油機少。汽油機的優(yōu)點（答對其中4點4分）：空氣利用率高，轉(zhuǎn)速高，因而升功率高?；推魇降倪^量空氣系數(shù)α較高，在1.1左右，電控噴射要求α=1；因為沒有柴油機噴油系統(tǒng)的精密偶件，制造成本低；低溫起動性、加速性好，噪音低；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?。ㄒ话阒挥胁裼蜋C的一半重量）；不冒黑煙，顆粒排放少。答：根據(jù)必須由潤滑系帶走的熱量確定機油循環(huán)量（4分）。潤滑系接收的熱量為（KJ/h）（2分）機油循環(huán)量（2分）答：結(jié)構(gòu)改變：活塞直徑、氣門直徑、氣門最大升程、活塞環(huán)、燃燒室設(shè)計（對4點4分）必要計算：曲軸平衡、曲軸強度、曲柄連桿機構(gòu)動力計算和扭振計算、壓縮比驗算、工作過程計算、重新設(shè)計凸輪型線等等（對4點4分）分析計算（20分）發(fā)火間隔角A＝360／4＝90（1分）；畫出曲柄布置圖（2分）；一階曲柄圖、二階曲柄圖（2分），曲軸軸側(cè)圖（2分）一階慣性力分析，等于零（2分）、二階慣性力分析，等于零（2分）。一階慣性力矩分析，等于aCcos30（2分），二階慣性力矩等于零（2分）。Mj1max=aC，在第一缸上止點前18.44度（1分）。考慮整體平衡或者其他措施對離心慣性力矩、一階慣性力矩進行平衡（2分），平衡措施正確，質(zhì)徑積結(jié)果正確（2分）填空（24分，每空2分）1.汽油機與柴油機相比，汽油機的燃氣溫度高，柴油機的活塞熱負荷大。2.六缸機第一主軸徑的積累扭矩為零，第七主軸徑的積累扭矩為輸出扭矩。3.連桿螺栓的剛度應(yīng)該小于連接件的剛度。4.配氣機構(gòu)采用平底挺柱時，其底面半徑應(yīng)大于最大挺柱幾何速度。5.活塞裙部在銷軸方向工作變形大的原因主要是側(cè)壓力，氣壓力和熱膨脹的作用。6.發(fā)動機扭矩的主諧量階數(shù)為k=，相對應(yīng)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速如果在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，則稱為主臨界轉(zhuǎn)速。7.曲軸的破壞形式主要是彎曲疲勞破壞。四、計算凸輪夾角（12分）同名異缸凸輪夾角90o、180o、270o（4分）；同缸異名凸輪夾角105o（4分）；排氣凸輪桃尖距挺柱中心線角度128.75o凸輪角度（4分）五、敘述題（12分）說出缸套產(chǎn)生穴蝕的內(nèi)因和外因（3分），舉出三種減輕穴蝕的措施各1分。說出氣環(huán)的密封原理（2分），說出初彈力是關(guān)鍵因素（2分），說出高速發(fā)動機要加大初彈力（2分）【【第2頁共2頁】本科課程考試試卷考試課程與試卷類型：內(nèi)燃機設(shè)計B姓名：班級：簡答題（32分）氣壓力Pg和往復慣性力Pj的對外表現(xiàn)是什么？有什么不同？分析活塞裙部在工作時銷軸方向的變形大的原因。設(shè)計軸瓦時為什么要有過盈量？軸瓦有幾種過盈量？檢測軸瓦圓周過盈量的方法是什么？某發(fā)動機改變了活塞行程，請舉出4種與之相配合的結(jié)構(gòu)更改設(shè)計和4個必要計算。填空（24分）1.機體的設(shè)計原則為：在盡可能的條件下，盡量提高機體的和。2.往復慣性力沿作用。3.發(fā)動機的主臨界轉(zhuǎn)速與發(fā)火次序的變化。4.如果需要在軸瓦上開油槽，因該開在主軸瓦的，連桿軸瓦的。5.從等剛度出發(fā)，主軸頸D1連桿軸頸D2；從等強度出發(fā)，D1D2；實際設(shè)計時D1D2。6.潤滑系機油循環(huán)量根據(jù)來確定。分析（20分）已知一單列三缸四行程發(fā)動機，發(fā)火次序1-3-2，請分析往復慣性力的平衡性，如必要，請采取平衡措施，寫出質(zhì)徑積表達式，在軸側(cè)圖上標出平衡重布置。計算（12分）已知一臺單列四行程三缸發(fā)動機（1-3-2），進排氣門在一條直線上，凸輪軸頂置，圖中虛線L與氣門軸線平行，擺桿以及配氣相位如附圖 進ωcυωcυ排L求：1.各缸排氣凸輪相對于第一缸排氣凸輪的夾角；2.排氣凸輪工作半包角；3.一缸活塞位于壓縮上止點時，其排氣凸輪桃尖相對于圖中虛線L的夾角。敘述（12分）1.請敘述氣缸套產(chǎn)生穴蝕的原因，并說出減輕穴蝕的設(shè)計和結(jié)構(gòu)措施。2.①用公式表示活塞環(huán)的工作應(yīng)力與套裝應(yīng)力的關(guān)系？說明設(shè)計時如何分配？【第1頁共1頁】【第1頁共1頁】簡答題（32分）答：氣壓力是發(fā)動機做功的力，對外只有扭矩輸出和翻到力矩作用在支承上，沒有自由力。往復慣性力是不平衡的自由力，對外作用在支承上，在發(fā)動機一個循環(huán)內(nèi)的對外做功等于零。（8分）答：結(jié)合圖說明側(cè)壓力、氣壓力和熱膨脹是活塞工作時裙部變形大的原因。（文字說明6分，圖2分）答：為保證軸瓦能夠與軸承座緊密貼合