内燃机学习题答案作者周龙保第十一章节内燃机的概念设计课件

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1、第十一章　内燃机的概念设计第一节　内燃机的设计要求第二节　内燃机类型的选择第三节　内燃机基本参数的选择第四节　内燃机开发的程序与方法第五节　内燃机主要零件设计要点第六节　配气机构设计要点第七节　润滑系、冷却系与起动系第一节　内燃机的设计要求一、动力性能要求二、环境性能要求三、燃料经济性要求四、工作可靠性和使用耐久性要求五、结构紧凑性要求六、制造工艺性要求七、使用性能要求一、动力性能要求内燃机功率、转速、使用转速范围、最大转矩及转矩特性应满足汽车或其他工作机械动力性的要求。对载货汽车发动机来说，功率要求取决于汽车总质量。

2、汽车总质量越大，吨功率越小。总质量在5t以上的中、重型载货汽车，吨功率一般在5～15kW/t；总质量在5t以下的轻型货车，吨功率可达15～50kW/t。这是因为轻型货车主要用于市内，要求加速性好，并尽量少换挡，而重型车多作长途运输，工况较稳定。轿车发动机的功率主要取决于自身质量以及最高车速和加速性，其吨功率高达50～100kW/t，此外应有优异的瞬态响应性。二、环境性能要求内燃机的环境性能必须满足法规要求。人们希望使用对环境尽可能友好的动力机械。对内燃机来说，主要是指有害污染物的排放和运转噪声等。车用内燃机由于量大面广

3、，集中在人口稠密的城市，环境法规要求越来越严格，面临着越来越尖锐的技术挑战。其他用途的内燃机，也有类似的要求。三、燃料经济性要求内燃机生命周期内所消耗燃料的价值，约比内燃机本身价值高两个数量级，因此节约内燃机的燃料消耗极为重要。燃料经济性的评价指标为燃料消耗率be，常用的有额定功率燃料消耗率ben、外特性最低燃料消耗率benmin和万有特性最低或全工况最低燃料消耗率bemin。对于发电等固定动力以及工程、农业用动力来说，内燃机的ben、benmin以及接近全负荷的燃料消耗率比较重要。对于车用内燃机来说，bemin以及负

4、荷、转速更低工况下的燃料消耗率更加重要。为使汽车单位行驶里程油耗最低，不仅要求发动机bemin值低，还要求低油耗的工况范围大，其特性与汽车的要求匹配良好。所以，车用内燃机要特别注意部分负荷下和低转速下的燃料经济性，以及在瞬态工况下的经济性。用功率较大的发动机可以使汽车有较好的加速性和较高的最高车速，但在大部分使用工况下，发动机的负荷率较低，加上大功率发动机自身质量较大，使汽车的实际使用油耗高于配小发动机的汽车。四、工作可靠性和使用耐久性要求内燃机应有尽可能高的工作可靠性和足够的使用耐久性。可靠性是指在规定的使用条件下能

5、持续正常工作的能力，它是以保证期内的停机和不停机故障数、更换主要和非主要零件数作为考核指标的。一般要求在保证期内主要零件不损坏，不发生影响主要附件功能的事故。内燃机的耐久性或使用寿命，是指到首次大修或完全报废为止累计运转小时数。通常用大修期表征内燃机的耐久性。目前，车用内燃机的大修里程一般为20～50万km，中、小型高速柴油机的大修寿命为5000～10000h。五、结构紧凑性要求车用内燃机尤其轿车发动机，结构紧凑、自身质量轻十分重要。发动机高度决定轿车发动机罩的高度，因而影响车身外形的流线性和驾车者的视野。发动机的长度

6、影响汽车的有效长度利用率。当发动机在汽车前部横置时，其长度还受轮距的限制。内燃机本身的质量，关系到原材料的消耗，对制造成本影响很大。减轻发动机、汽车底盘和车身质量能增大汽车的有效负荷，改善整车的动力性和经济性。同时，轻巧的动力装置为优化汽车轴间负荷分配提供方便，有利于汽车的通过性和操纵性。六、制造工艺性要求内燃机要求好的制造工艺性，制造成本低。中小功率内燃机由于用途广泛，多为大量生产。在大量生产的条件下，同种零件数的增加，除了材料成本外，其他费用增加不多。因此，必须努力追求内燃机产品的系列化和零部件的通用化。七、使用性

7、能要求由于中、小功率内燃机被广泛使用，使用者的技术水平高低相差悬殊，使用方便性显得非常重要。尤其是轿车发动机，使用者大多是外行，更应做成“傻瓜型”。具体来说，车用内燃机应有良好的起动性能，轿车发动机还要求瞬态响应快速，运转平顺。需要在车上进行保养的机件(如各种滤清器、调整件、机油尺、加机油口、加水口、放水开关等)都应布置在易于接近的地方。对于电控内燃机，应有车载诊断系统帮助使用者找到故障的原因和排除方法。第二节　内燃机类型的选择一、使用燃料的选择二、冲程数的选择三、冷却方式的选择四、气缸数和气缸布置的选择五、进气状态的

8、选择一、使用燃料的选择鉴于汽油机和柴油机各自的优缺点，考虑到石油产品汽油和柴油的生产和使用平衡，通常轻型移动机具、摩托车、摩托艇、小轿车用汽油机作为动力是合理的。轻型货车和客车经常用与轿车发动机类似的发动机，所以也大多用汽油机作为动力。重型货车、大型客车则应用柴油机。农用运输车、工程机械、农业机械、铁路内燃机车、内燃电站、除摩托艇