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第一章：内燃机设计总论1-1根据公式 τ2785.0ZD v p P m me e = ，可以知道，当设计的活塞平均速度V m 增加时，可以增加有效功率，请叙述活塞平均速度增加带来的副作用有哪些？具体原因是什么？ 答：①摩擦损失增加，机械效率ηm 下降，活塞组的热负荷增加，机油温度升高，机油承 载能力下降，发动机寿命降低。
②惯性力增加，导致机械负荷和机械振动加剧、机械效率降低、寿命低。
③进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv 下降。
1-2汽油机的主要优点是什么？柴油机主要优点是什么？ 答：柴油机优点： 1）燃料经济性好。
2）因为没有点火系统，所以工作可靠性和耐久性好。
3）可以通过增压、扩缸来增加功率。
4）防火安全性好，因为柴油挥发性差。
5）CO 和HC 的排放比汽油机少。
汽油机优点：1）空气利用率高，转速高，因而升功率高。
2）因为没有柴油机喷油系统的精密偶件，所以制造成本低。
3）低温启动性好、加速性好，噪声低。
4）由于升功率高，最高燃烧压力低，所以结构轻巧，比质量小。
5）不冒黑烟，颗粒排放少。
1-3假如柴油机与汽油机的排量一样，都是非增压或者都是增压机型，哪一个升功率高？为什么？答：汽油机的升功率高，在相同进气方式的条件下， ①由PL=Pme*n/30τ可知，汽油机与柴油机的平均有效压力相差不多。
但是由于柴油机后燃较多，在缸径相同情况下，转速明显低于汽油机，因此柴油机的升功率小。
②柴油机的过量空气系数都大于1，进入气缸的空气不能全部与柴油混合，空气利用率低，在转速相同、缸径相同情况下，单位容积发出的功率小于汽油机，因此柴油机的升功率低，汽油机的升功率高。
1-4柴油机与汽油机的汽缸直径、行程都一样，假设D=90mm 、S=90mm ，是否都可以达到相同的最大设计转速（如n=6000r/min ）？为什么？答：.对于汽油机能达到，但是柴油机不能。
因为柴油机是扩散燃烧形式，混合气的燃烧速度慢，达不到汽油混合气的燃烧速度，所以达不到6000r/min 的设计转速。
内燃机设计吴兆汉引用一、引言内燃机是一种将化学能转化为机械能的动力装置，广泛应用于汽车、船舶、飞机等交通工具以及工业生产中。
内燃机设计是内燃机制造的核心环节，其设计质量直接影响着内燃机的性能和寿命。
本文将以吴兆汉所著《内燃机设计》为基础，介绍内燃机设计的相关内容。
二、内燃机设计的基本原理1. 内燃机的工作原理内燃机是通过在气缸中燃放混合气体来产生高温高压气体，通过活塞向外推进来完成工作的。
其工作过程分为四个阶段：吸气、压缩、爆发和排气。
2. 内燃机设计的基本要求（1）可靠性：要求发动机在长期使用过程中不出现故障。
（2）经济性：要求发动机在运行过程中具有较低的油耗和维护成本。
（3）高效性：要求发动机具有较高的功率输出和效率。
三、内燃机设计的主要内容1. 内部结构设计（1）气缸结构设计：包括气缸直径、气缸行程、气门位置等。
（2）曲轴连杆机构设计：包括曲轴长度、连杆长度、连杆角度等。
（3）活塞结构设计：包括活塞直径、活塞高度、活塞环等。
2. 燃烧室设计（1）燃烧室形状设计：包括球形、抛物面形和椭圆形等。
（2）喷油器设计：包括喷油器位置、喷油量和喷油角度等。
（3）点火系统设计：包括点火时间和点火能量的控制等。
3. 冷却系统设计冷却系统是内燃机中非常重要的部分，主要是通过冷却液来降低发动机温度。
其主要内容包括冷却液流动路径的设计以及散热器的选型和布局等。
4. 润滑系统设计润滑系统是内燃机中保持各个部件正常运转所必需的。
其主要内容包括润滑油流动路径的设计以及选用适当的润滑油品牌和型号等。
四、内燃机设计中需要注意的问题1. 内燃机设计中需要考虑的因素内燃机设计需要考虑的因素非常多，其中包括气缸直径、气缸行程、活塞结构、曲轴连杆机构、燃烧室形状、喷油器位置和角度等。
2. 内燃机设计中需要注意的问题（1）内部结构设计：需要根据不同的使用环境和工作要求来进行选择。
（2）冷却系统设计：需要根据不同的工作条件和环境来选择合适的冷却液和散热器。
课程设计报告书题目：四冲程内燃机设计【目录】一、四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路 (1)二、绘制内燃机运动简图（A4） (6)三、绘制连杆机构位置图（A2） (6)四、连杆机构15个位置速度、加速度分析及曲线绘制（A2） (7)i.绘制机构15个位置的速度及加速度多边形 (7)ii.绘制滑块B的位移曲线、速度曲线及加速度曲线 (10)五、动态静力分析（A1） (11)六、计算飞轮转动惯量（不计构件质量）（A4） (14)七、计算发动机功率 (18)八、对曲柄滑块进行机构部分平衡 (18)九、凸轮的轮廓设计（A4） (19)十、绘制内燃机工作循环图（A4） (24)十一、心得体会 (25)一、四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路根据设计任务书，我们需要解决以下问题：凸轮的参数是多少？如何能让机构正常循环工作？为了解决这个问题，我们需要对整个机构从运动及力学的角度分析。
首先，需要明确四冲程内燃机的工作原理：内燃机是通过吸气、压缩、燃烧、排气四个过程不断重复进行的。
如果在四个冲程里完成吸气、压缩、做功（燃烧、膨胀）、排气的循环动作，就叫做四冲程。
相应的内燃机叫四冲程内燃机。
第一冲程，即吸气冲程。
这时曲轴向下转动，带动活塞向下，同时通过齿轮带动凸轮向下旋转，是凸轮的突起部分顶开进气阀门，雾状汽油和空气混合的燃料被吸入气缸。
第二冲程，即压缩冲程。
曲轴带动活塞向上，凸轮的突起部分已经转两个过去，进气阀门被关闭，由于凸轮只转了14周，所以排气阀门仍然处于关闭状态。
活塞向上运动时，将第一冲程吸入的可燃气体压缩，被压缩的气体的压强达到0.6～1.5兆帕，温度升高到300摄氏度左右。
第三冲程是做功冲程。
在压缩冲程末火花塞产生电火花，混合燃料迅速燃烧，温度骤然升高到2000摄氏度左右，压强达到3～5兆帕。
高温高压烟气急剧膨胀，推动活塞向下做功，此时曲柄转动半周而凸轮转过14周，两个气阀仍然紧闭。
第四冲程是排气冲程。
内燃机的优化设计与控制内燃机是一种常见的动力系统，它利用燃料在缸内燃烧产生的高温高压气体推动活塞运动，从而驱动机车、汽车、飞机等设备运转。
然而，内燃机也具有一些缺点，如排放废气过多、燃油消耗率高等问题，这就需要对内燃机进行优化设计和控制，以提高其性能和效率。
一、内燃机的优化设计1. 燃烧室设计内燃机的燃烧室是燃料燃烧的地方，燃烧室的结构和形状对内燃机的性能影响很大。
目前常用的燃烧室结构有亥姆霍兹式、燃烧室壳式、跨通道式等。
其中，亥姆霍兹式燃烧室可以提高燃烧效率，降低噪音和排放；燃烧室壳式可以使燃烧更加充分，提高功率和效率；跨通道式燃烧室可以改善燃烧室内的气流，增加燃烧效率。
2. 混合气策略设计混合气策略是指燃料和空气的混合方式和比例，它直接影响燃烧效率和排放性能。
目前常用的混合气策略有直喷式、预混式等。
其中，直喷式可以使燃料和空气混合更加充分，提高燃烧效率和节能性；预混式可以减少污染物排放和噪音，但燃烧效率较低。
3. 进气道和排气道设计进气道和排气道是内燃机直接与外界联系的管道，它们的设计对内燃机的性能也有很大影响。
进气道的设计应使空气能够流过燃烧室，从而充分混合燃料；排气道的设计应使废气排出顺畅，从而降低排放和噪音。
二、内燃机的控制1. 点火系统控制点火系统控制是指控制点火时机和点火能量的大小，从而实现燃烧的控制。
点火时机可以根据负荷和转速等参数自动调整，以实现最佳的燃烧效率和节能效果；点火能量的大小可以根据燃料种类和性质调整，以实现最佳的点火效果和燃烧效率。
2. 燃油喷射系统控制燃油喷射系统控制是指控制燃料喷射的时间、压力和数量，从而实现燃料的控制。
燃油喷射时间可以根据负荷和转速等参数自动调整，以实现最佳的燃烧效率和节能效果；燃油喷射压力和数量可以根据燃料喷射位置和喷射方式调整，以实现最佳的混合气策略和燃烧效率。
3. 排放控制系统排放控制系统是指对废气进行控制和处理，以减少有害物质的排放。
目前常用的排放控制技术有三元催化器、氧传感器、再循环排气等。
内燃机设计手册一、引言内燃机作为一种常见的发动机类型，广泛应用于汽车、船舶、飞机等领域。
内燃机设计手册是为了帮助工程师和设计师掌握内燃机设计的基本原理和方法，提供设计、计算和选择内燃机的依据。
本文将深入探讨内燃机设计手册的内容和要点。
二、内燃机设计手册的结构内燃机设计手册一般包含以下几个主要章节：2.1 内燃机基本原理在设计内燃机之前，首先需要了解内燃机的基本原理。
内燃机的工作原理可以分为四个基本步骤：进气、压缩、燃烧和排气。
在这一部分，我们将讨论内燃机的工作循环、热力循环和气缸排列方式等。
2.2 内燃机性能参数内燃机设计手册中必须包含详细的性能参数介绍。
这些参数包括功率、扭矩、燃油消耗率、压缩比、热效率等。
我们将深入探讨这些参数的计算方法和影响因素。
2.3 内燃机设计流程内燃机设计的整体流程包括几个关键步骤：需求分析、设计方案选择、初步设计、详细设计和性能验证。
在这一部分，我们将逐步详细介绍每个步骤的内容和要点，并给出一些实例。
2.4 内燃机部件设计内燃机的各个部件包括气缸、曲轴、连杆、活塞、气门和喷油系统等。
在内燃机设计手册中，每个部件的设计都需要有详细的说明和计算方法。
我们将逐一介绍各个部件的设计原理和计算公式。
2.5 内燃机材料选择内燃机所使用的材料对于性能和寿命具有重要影响。
在这一部分，我们将讨论内燃机材料的选择原则、常用材料和特殊材料的应用。
三、实例分析：某型号汽车发动机设计手册3.1 需求分析在设计某型号汽车发动机之前，需要对使用环境、功率需求、噪音要求等进行详细分析。
我们将通过调研相关市场和用户需求来确定发动机设计的基本参数。
3.2 初步设计初步设计是根据需求分析的结果，进行发动机总体布置、气缸数和排列方式、活塞运动方式等的确定。
我们将给出具体的设计步骤和参数计算方法。
3.3 详细设计在详细设计阶段，我们将完成发动机的各个部件的尺寸和工艺设计。
这包括气缸直径、冷却方式、喷油系统设计等。
《内燃机设计》第二版课后习题答案（袁兆成主编）第一章：内燃机设计总论1-1根据公式 τ2785.0ZD v p P m me e = ，可以知道，当设计的活塞平均速度V m 增加时，可以增加有效功率，请叙述活塞平均速度增加带来的副作用有哪些？具体原因是什么？ 答：①摩擦损失增加，机械效率ηm 下降，活塞组的热负荷增加，机油温度升高，机油承 载能力下降，发动机寿命降低。
②惯性力增加，导致机械负荷和机械振动加剧、机械效率降低、寿命低。
③进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv 下降。
1-2汽油机的主要优点是什么？柴油机主要优点是什么？ 答：柴油机优点： 1）燃料经济性好。
2）因为没有点火系统，所以工作可靠性和耐久性好。
3）可以通过增压、扩缸来增加功率。
4）防火安全性好，因为柴油挥发性差。
5）CO 和HC 的排放比汽油机少。
汽油机优点：1）空气利用率高，转速高，因而升功率高。
2）因为没有柴油机喷油系统的精密偶件，所以制造成本低。
3）低温启动性好、加速性好，噪声低。
4）由于升功率高，最高燃烧压力低，所以结构轻巧，比质量小。
5）不冒黑烟，颗粒排放少。
1-3假如柴油机与汽油机的排量一样，都是非增压或者都是增压机型，哪一个升功率高？为什么？答：汽油机的升功率高，在相同进气方式的条件下， ①由PL=Pme*n/30τ可知，汽油机与柴油机的平均有效压力相差不多。
但是由于柴油机后燃较多，在缸径相同情况下，转速明显低于汽油机，因此柴油机的升功率小。
②柴油机的过量空气系数都大于1，进入气缸的空气不能全部与柴油混合，空气利用率低，在转速相同、缸径相同情况下，单位容积发出的功率小于汽油机，因此柴油机的升功率低，汽油机的升功率高。
1-4柴油机与汽油机的汽缸直径、行程都一样，假设D=90mm 、S=90mm ，是否都可以达到相同的最大设计转速（如n=6000r/min ）？为什么？答：对于汽油机能达到，但是柴油机不能。
《内燃机设计》课后习题答案(袁兆成主编)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第一章：内燃机设计总论1-1根据公式 τ2785.0ZD v p P m me e = ，可以知道，当设计的活塞平均速度V m 增加时，可以增加有效功率，请叙述活塞平均速度增加带来的副作用有哪些？具体原因是什么？ 答：①摩擦损失增加，机械效率ηm 下降，活塞组的热负荷增加，机油温度升高，机油承 载能力下降，发动机寿命降低。
②惯性力增加，导致机械负荷和机械振动加剧、机械效率降低、寿命低。
③进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv 下降。
1-2汽油机的主要优点是什么？柴油机主要优点是什么？ 答：柴油机优点： 1）燃料经济性好。
2）因为没有点火系统，所以工作可靠性和耐久性好。
3）可以通过增压、扩缸来增加功率。
4）防火安全性好，因为柴油挥发性差。
5）CO 和HC 的排放比汽油机少。
汽油机优点：1）空气利用率高，转速高，因而升功率高。
2）因为没有柴油机喷油系统的精密偶件，所以制造成本低。
3）低温启动性好、加速性好，噪声低。
4）由于升功率高，最高燃烧压力低，所以结构轻巧，比质量小。
5）不冒黑烟，颗粒排放少。
1-3假如柴油机与汽油机的排量一样，都是非增压或者都是增压机型，哪一个升功率高？为什么？答：汽油机的升功率高，在相同进气方式的条件下， ①由PL=Pme*n/30τ可知，汽油机与柴油机的平均有效压力相差不多。
但是由于柴油机后燃较多，在缸径相同情况下，转速明显低于汽油机，因此柴油机的升功率小。
②柴油机的过量空气系数都大于1，进入气缸的空气不能全部与柴油混合，空气利用率低，在转速相同、缸径相同情况下，单位容积发出的功率小于汽油机，因此柴油机的升功率低，汽油机的升功率高。
1-4柴油机与汽油机的汽缸直径、行程都一样，假设D=90mm 、S=90mm ，是否都可以达到相同的最大设计转速（如n=6000r/min ）？为什么？答：.对于汽油机能达到，但是柴油机不能。
