《汽车发动机原理（第5版）》 练习题及其答案 第10章

第十章练习题1、什么是连杆比？2、活塞位移、速度、加速度随曲轴转角α和连杆比λ的变化关系是什么？3、比较活塞运动规律的精确值与近似值的差异。4、曲柄连杆机构按活塞销的运动轨迹平面是否与曲轴轴线重合，可分为________曲柄连杆机构和________曲柄连杆机构。5、曲柄连杆机构的质量系统简化为集中质量系统，可分解为活塞组、________和________。6、连杆组的简化质量系统需与原质量系统在力学上是等效，须满足哪些条件？7、已知曲柄连杆机构个部分零件的称重与测量结果如下表。试计算动力学上等效的集中质量系统（旋转部分mr、往复部分mj）？各部件名称活塞活塞销曲柄销mk1曲柄臂（单）mk2连杆ml质量（kg）0.480.1310.3570.8030.685各测量名称曲柄半径R连杆长L连杆质心至小头中心的距离L1曲柄臂质心与曲铀旋转中心的距离缸心距a长度（mm）5015292.621.11028、利用第7题数据，试计算一个直列式三缸发动机的惯性合力。9、一个气缸发出的扭矩T与翻倒力偶矩Tn的关系是______________。10、发动机工况稳定时的瞬时角速度波动现象就称为______________，一般用指标____________表示。11、已知曲柄半径R=50mm，缸心距a=102mm，平衡轴长度b=306mm，作旋转运动的不平衡质量mr=1.5kg，作往复直线运动的质量mj=0.88kg，试设计均匀发火和不均匀发火两缸机的平衡方案，计算平衡重的质径积并画出设计示意图。12、多缸发动机的平衡情况取决于________、________和________。13、四缸机曲柄夹角________，曲轴呈镜面对称。从外部平衡来看仅残余________。14、为了使发动机的实际平衡接近设计计算值，在发动机制造和装配工艺上可采取哪些措施？15、试述发动机完全平衡必须满足的条件。16、若要完全平衡单缸机的往复惯性力，则须配备________，而对于普通发动机，常采用________。17、已知四缸机的平衡机构如图所示，则下列说法错误的是（）A、该四缸机的发火次序可能为1-3-4-2；B、该四缸机的总旋转惯性力矩为0；C、该四缸机的一阶往复惯性力合力为0；D、该四缸机的二阶往复惯性力合力为0。18、如图所示，一相向转动的双轴偏心激振器测定结构M/C/k的振动特性。设结构M质量为180kg。在激振器转速900rpm时，闪光仪测出激振器的偏心质量在正上方而结构正好通过静平衡位置，测得此时的振幅为21.6mm。若激振器的每个轮子失衡为0.05kg.m求：1）结构的固有频率；2）结构的阻尼比；3）激振器在1200rpm时的振幅。19、有一个双质量扭振系统，如题图，已知：I1=5kgcms2，I2=5kgcms20、什么是发动机曲轴系统的扭转振动？有什么危害？21、曲轴扭转等效双质量系统做无阻尼自由振动时，每个质量的振动规律是什么？整个系统的振动有何特点?22、改变曲轴的固有频率可以消除或者减轻扭振带来的危害，具体的措施有哪些？23、扭转振动的消减措施有（）=1\*GB3①曲轴转速远离临界转速=2\*GB3②降低曲轴刚度=3\*GB3③降低轴系的阻尼=4\*GB3④采用复合式减震器=5\*GB3⑤改变激振强度A、=1\*GB3①=4\*GB3④=5\*GB3⑤B、=1\*GB3①=3\*GB3③=5\*GB3⑤C、=1\*GB3①=2\*GB3②=4\*GB3④D、=3\*GB3③=4\*GB3④=5\*GB3⑤24、过量平衡系统中，采用较大的旋转平衡重，是为了将___________从气缸轴线方向转移。直列四缸机从外部平衡来看，仅残余_________。通常依然曲柄上附加四块平衡重，是为了减少整个曲轴的_________。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sincos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≈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：m曲柄组：m旋转部分：m往复部分：m8、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一阶往复惯性力合力：Fj1二阶往复惯性力合力：Fj29、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：M由题意可知激振动力的相位正好超前于位移π2ωf2）系统振幅X=meM⋅ω2ω故δ3）当ω=2π×X=19、ωf=ωe20、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，油耗上升，排烟，噪声增大，磨损加剧，剧烈的振动可能使曲轴断裂。21、ϕϕω