汽车发动机原理 第4版 教学课件 作者 颜伏伍 练习题及其答案 第10章 练习题答案.docx

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1、第十章练习题答案1、λ＝R/L为连杆比，其中R为曲柄半径，L为连杆长度。是一个重要的结构参数，一般在1/3～1/5范围，汽车发动机多在1/3.2～1/3.8之间。2、在连杆比λ在0.2～0.3范围内，活塞的位移曲线、速度曲线的变化较小；活塞的加速度曲线在上、下止点附近有明显不同；随连杆比的增大，上止点处（α=0）的加速度绝对值增大，下止点处（α=180）的加速度绝对值减小。3、精确值中sinβ=RLsinα=λsinαcosβ=1-λsinα2将上式按牛顿二项式展开，并忽略展开式高阶项，取前二项，得cosβ≈1-12λsinα2。

2、4、中心偏心5、曲柄组连杆组6、1）连杆质量不变，即。2）连杆质心位置G不变，即。3）连杆相对于质心G的转动惯量IG不变，即。7、活塞组：mp=0.611kg曲柄组：mk=mk1+2mk2ρR=1.032kg旋转部分：mr=mk+m2=mk+mLL1L=1.449kg往复部分：mj=mp+m1=mp+mLL-L1L=0.879kg8、由于直列式三缸内燃机曲柄互成120°，选用发火顺序为1-3-2。旋转惯性合力：Frx=Frx1+Frx2+Frx3=Fr1cosα+Fr2cosα+240°+Fr3cosα+120°=mrRω2cos

3、a+cosa+240°+cos(a+120°)=0一阶往复惯性力合力：Fj1=FjI1+FjI2+FjI3=-mjRω2cosα+cosα+240°+cosα+120°=0二阶往复惯性力合力：Fj2=FjII1+FjII2+FjII3=-λmjRω2cos2α+cos2α+240°+cos2α+120°=09、大小相等而方向相反10、回转不均匀性回转不均匀度11、1）对于不均匀发火的两缸机，其发火间隔曲轴转角为0°～180°：根据惯性力重要参数进行计算，算得系统所受的力与力矩如下：旋转惯性力合力：一阶往复惯性力：二阶往复惯性力：旋

4、转惯性力矩：—阶往复惯性力矩：二阶往复惯性力矩：由公式可知，不均匀发火的两缸机的二阶往复惯性力、旋转惯性力矩和一阶往复惯性力矩未平衡，需要设计双轴平衡系统才能完全平衡。系统设计图如下：由图可知，mprp用于平衡旋转惯性力矩，mr1用于平衡一阶往复惯性力矩，m2r2用于平衡二阶往复惯性力。对平衡重的质径积进行计算：2）对于均匀发火的两缸机，其发火间隔曲轴转角为0°～360°：旋转惯性力合力：一阶往复惯性力：二阶往复惯性力：旋转惯性力矩：—阶往复惯性力矩：二阶往复惯性力矩：由图可知，均匀发火的两缸机的旋转惯性力、一阶往复惯性力和二阶往

5、复惯性力未平衡，需要设计双轴平衡系统才能完全平衡。系统设计图如下：对平衡重的质径积进行计算：12、气缸排列形式气缸数气缸发火次序13、180°二阶往复惯性力14、1）对曲柄半径、连杆长度、各曲柄位置角度、缸心距等尺寸规定严格的公差。2）对活塞质量、连杆质量及连杆质量分配等规定公差。例如，对于同一台发动机—般活塞（D＝100mm左右），质量差不得超过10g，连杆大、小头质量差不得超过8g等。因此，零件要按质量分组，必要时可以在指定位置加以调整。3）对曲轴飞轮组件(包括曲轴、飞轮、固定于飞轮的离合器、风扇带轮等)进行动平衡调整。即在动

6、平衡试验机上测出折合到它两端校正平面上的“不平衡质径积”的大小和方位，然后车削钻孔，将不平衡质径积降到允许值以下。如一般高速机要求不超过30g·cm，高速汽油机不超过15g·cm甚至更小。15、旋转惯性力；旋转惯性力矩；一阶往复惯性力；一阶往复惯性力矩；二阶往复惯性力；二阶往复惯性力矩。16、双轴平衡机构过量平衡17、D18、1）系统的运动方程为：Mx+Cx+Kx=F(t)=meω2sinωt由题意可知激振动力的相位正好超前于位移π2，系统激励频率与无阻尼自振频率相同。因此：ωn=ω=2π×90060=30π(rad/s)fn=ω

7、n2π=15(Hz)2）系统振幅X=meM⋅ω2ωn2(1-ω2ωn2)2+2δωωn2，当ωn=ω时，Mxme=12δ故δ=me2Mx=2×0.05kg.m2×180kg×0.0216m=0.0133）当ω=2π×120060=40π时，ωωn=43X=meM⋅ω2ωn2(1-ω2ωn2)2+2δωωn2=0.001m=1mm19、ωe=2πf=(I1+I2)K12I1I2=565.9rad/sf=ωe2π=90Hz，T=2πωe=1f=0.011s20、发动机的曲轴系统具有一定质量和扭转刚度，在气体压力和惯性力形成的简谐干扰力

8、矩作用下，将在垂直轴线的平面内产生绕轴线的扭转振动。在多缸机上，缸数愈多，曲轴愈长，扭转刚度愈小，轴系扭振的固有振动频率就愈低，这样在工作转速范围内会产生共振。共振时，曲轴产生大振幅的扭转振动，使配气定时、供油定时偏离正常相位，使发动机工作过程恶化