《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理（第5版）》 第10章 練習(xí)題答案

第十章練習(xí)題答案1、λ＝R/L為連桿比，其中R為曲柄半徑，L為連桿長度。是一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，一般在1/3～1/5范圍，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)多在1/3.2～1/3.8之間。2、在連桿比λ在0.2～0.3范圍內(nèi)，活塞的位移曲線、速度曲線的變化較小；活塞的加速度曲線在上、下止點(diǎn)附近有明顯不同；隨連桿比的增大，上止點(diǎn)處（α=0）的加速度絕對(duì)值增大，下止點(diǎn)處（α=180）的加速度絕對(duì)值減小。3、精確值中sincosβ=將上式按牛頓二項(xiàng)式展開，并忽略展開式高階項(xiàng)，取前二項(xiàng)，得cosβ≈4、中心偏心5、曲柄組連桿組6、1）連桿質(zhì)量不變，即。2）連桿質(zhì)心位置G不變，即。3）連桿相對(duì)于質(zhì)心G的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量IG不變，即。7、活塞組：m曲柄組：m旋轉(zhuǎn)部分：m往復(fù)部分：m8、由于直列式三缸內(nèi)燃機(jī)曲柄互成120°，選用發(fā)火順序?yàn)?-3-2。旋轉(zhuǎn)慣性合力：Frx一階往復(fù)慣性力合力：Fj1二階往復(fù)慣性力合力：Fj29、大小相等而方向相反10、回轉(zhuǎn)不均勻性回轉(zhuǎn)不均勻度11、1）對(duì)于不均勻發(fā)火的兩缸機(jī)，其發(fā)火間隔曲軸轉(zhuǎn)角為0°～180°：根據(jù)慣性力重要參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，算得系統(tǒng)所受的力與力矩如下：旋轉(zhuǎn)慣性力合力：一階往復(fù)慣性力：二階往復(fù)慣性力：旋轉(zhuǎn)慣性力矩：—階往復(fù)慣性力矩：二階往復(fù)慣性力矩：由公式可知，不均勻發(fā)火的兩缸機(jī)的二階往復(fù)慣性力、旋轉(zhuǎn)慣性力矩和一階往復(fù)慣性力矩未平衡，需要設(shè)計(jì)雙軸平衡系統(tǒng)才能完全平衡。系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖如下：由圖可知，mprp用于平衡旋轉(zhuǎn)慣性力矩，mr1用于平衡一階往復(fù)慣性力矩，m2r2用于平衡二階往復(fù)慣性力。對(duì)平衡重的質(zhì)徑積進(jìn)行計(jì)算：2）對(duì)于均勻發(fā)火的兩缸機(jī)，其發(fā)火間隔曲軸轉(zhuǎn)角為0°～360°：旋轉(zhuǎn)慣性力合力：一階往復(fù)慣性力：二階往復(fù)慣性力：旋轉(zhuǎn)慣性力矩：—階往復(fù)慣性力矩：二階往復(fù)慣性力矩：由圖可知，均勻發(fā)火的兩缸機(jī)的旋轉(zhuǎn)慣性力、一階往復(fù)慣性力和二階往復(fù)慣性力未平衡，需要設(shè)計(jì)雙軸平衡系統(tǒng)才能完全平衡。系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖如下：對(duì)平衡重的質(zhì)徑積進(jìn)行計(jì)算：12、氣缸排列形式氣缸數(shù)氣缸發(fā)火次序13、180°二階往復(fù)慣性力14、1）對(duì)曲柄半徑、連桿長度、各曲柄位置角度、缸心距等尺寸規(guī)定嚴(yán)格的公差。2）對(duì)活塞質(zhì)量、連桿質(zhì)量及連桿質(zhì)量分配等規(guī)定公差。例如，對(duì)于同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)—般活塞（D＝100mm左右），質(zhì)量差不得超過10g，連桿大、小頭質(zhì)量差不得超過8g等。因此，零件要按質(zhì)量分組，必要時(shí)可以在指定位置加以調(diào)整。3）對(duì)曲軸飛輪組件(包括曲軸、飛輪、固定于飛輪的離合器、風(fēng)扇帶輪等)進(jìn)行動(dòng)平衡調(diào)整。即在動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)上測出折合到它兩端校正平面上的“不平衡質(zhì)徑積”的大小和方位，然后車削鉆孔，將不平衡質(zhì)徑積降到允許值以下。如一般高速機(jī)要求不超過30g·cm，高速汽油機(jī)不超過15g·cm甚至更小。15、旋轉(zhuǎn)慣性力；旋轉(zhuǎn)慣性力矩；一階往復(fù)慣性力；一階往復(fù)慣性力矩；二階往復(fù)慣性力；二階往復(fù)慣性力矩。16、雙軸平衡機(jī)構(gòu)過量平衡17、D18、1）系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程為：M由題意可知激振動(dòng)力的相位正好超前于位移π2，系統(tǒng)激勵(lì)頻率與無阻尼自振頻率相同。因此ωf2）系統(tǒng)振幅X=meM?ω2ω故δ3）當(dāng)ω=2π×1200X=19、ωf=ωe20、發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸系統(tǒng)具有一定質(zhì)量和扭轉(zhuǎn)剛度，在氣體壓力和慣性力形成的簡諧干擾力矩作用下，將在垂直軸線的平面內(nèi)產(chǎn)生繞軸線的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。在多缸機(jī)上，缸數(shù)愈多，曲軸愈長，扭轉(zhuǎn)剛度愈小，軸系扭振的固有振動(dòng)頻率就愈低，這樣在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)會(huì)產(chǎn)生共振。共振時(shí)，曲軸產(chǎn)生大振幅的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，使配氣定時(shí)、供油定時(shí)偏離正常相位，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程惡化，油耗上升，排煙，噪聲增大，磨損加劇，劇烈的振動(dòng)可能使曲軸斷裂。21、??ω?特點(diǎn)：1）兩質(zhì)量都進(jìn)行簡諧振動(dòng)頻率、初相位相同；方向相反；2）兩質(zhì)量振幅與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成反比；3）自振圓頻率取決于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和軸的柔度。22、1）提高曲軸剛度：增加主軸頸