南昌大学内燃机制造工艺作业(6)

内燃机实验实验指导书南昌大学机电工程学院动力工程系发动机实验室2014.05目录实验一发动机机械效率的测定实验二柴油机负荷特性实验实验三发动机气道稳流性能实验实验四柴油机燃油喷射过程实验附录一发动机台架试验安全操作规范实验一 发动机机械效率的测定一 试验目的：1、了解发动机试验台架的组成，掌握发动机扭矩、功率、转速及油耗等基本发动机性能参数的测量方法。

熟悉电涡流测功器、油耗转速测量仪、发动机数控试验台等仪器的原理和使用方法。

熟悉FST2E 发动机数控系统的使用方法和用户程序的编制方法。

2、采用油耗线法测定发动机机械效率ηm ，并由此计算出发动机的机械损失功率。

目的在于了解发动机的机械磨擦损失随曲轴转速与负荷的变化规律，以便评定发动机的结构完善程度与调整装配质量；还可以借以推算发动机的指示功率，也可用于评定发动机工作均匀性。

二、试验仪器及设备：2105B 型柴油机 南昌凯马柴油机有限公司CW100-3000/10000电涡流测功机 迈凯（洛阳）机电有限公司FCM-D 油耗转速测量仪 上海内燃机研究所FST2E 发动机数控试验台 迈凯（洛阳）机电有限公司三、实验基本原理：本实验采用油耗线法测定2105B 型直喷非增压柴油机的机械效率ηm 。

实验基本原理为：发动机在某一具体工况下指示热效率为： 136003600()i e m A A u A uP P P B H B H η⨯⨯+==发动机同一转速下空转时指示热效率为：假设发动机该工况下和空转时的指示热效率相同（即ηA =η0），则有：故，该转速的发动机机械损失功率可通过下式计算得到：则，该转速下的有效功率为Pe 时机械效率ηm 为：em e mP P P η=+另：由于通过油耗法测得发动机机械效率是基于同一转速下不同负荷时发动机指示热效率相等的假设基础上的，但实际情况是在同一转速下不同负荷时发动机的指示热效率是不同的（特别是在点燃式预混燃烧模式发动机上相差更大）。

第三节内燃机一、热机1. 如图，试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，塞子受到水蒸气的压力而冲出去．这个实验基本展示了一种热机的工作原理，这种热机是（）A．蒸汽机B．内燃机C．汽轮机D．喷气发动机2. 近年来我国先进装备层出不穷，民族自豪感倍增。

以下装备的动力装置不属于是热机的是（）A.玉兔号月球车B.山东舰C.歼20D.长征五号火箭二、汽油机3．常见的汽油机必须连续完成、、和四个冲程，且不断循环进行才能正常工作。

4. 汽油机工作时，冲程对外提供动力，这个过程是能转化成能，其它冲程靠完成。

5. 在单缸四冲程汽油机的四个冲程中，靠飞轮的惯性完成的冲程是吸气、和排气冲程。

若某汽油机的转速为3600r/min，则该汽油机每秒对外做功次。

6. 请在图中，画出活塞运动的方向（用“↑”或“↓”表示），根据汽油机当前所处状态可知，汽油机处于冲程。

7. 内燃机的一个工作循环有四个冲程，如图表示冲程，若该某单缸四冲程汽油机飞轮转速1200r/min，则该汽油机每秒钟对外做功次。

8. 如图所示，为某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图，下列说法正确的是（）A．图甲是做功冲程，内能转化为机械能B．图乙是压缩冲程，机械能转化为内能C．图丙是排气冲程，内能转化为机械能D．四个冲程的顺序应该是乙→甲→丁→丙三、柴油机9. 今年春运，湖北冻雨，大雪封路，高铁停运，内燃机车助力春运牵引复兴号回家感动无数人。

内燃机车：如图是内燃机工作时某冲程示意图，该冲程为冲程，它是机（“汽油”或“柴油”）。

第9题图第10题图10．如图，将活塞迅速向下压，玻璃筒底部的火柴头烧着了。

这是因为活塞压缩空气时，空气的内能，温度；火柴头（选填“吸收”“放出”）热量，内能，温度达到燃点开始燃烧。

此实验使火柴头燃烧起来的方式与（选填“汽油机”“柴油机”）中燃料燃烧起来的方式相同。

11．一个单缸四冲程柴油机的飞轮转速是2400r/min，则柴油机每秒钟内（）A．完成40个工作循环，做功40次B．完成20个工作循环，做功40次C．完成40个工作循环，做功20次D．完成20个工作循环，做功20次12. 关于热机，下列说法不正确的是（）A．汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞B．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞C．汽油机与柴油机使用的燃料不同D．内燃机的大量使用会造成环境污染13. 随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭。

1.内燃机的指示性能指标有：指示功、平均指示压力、指示功率、指示热效率、指示燃油消耗率2.汽油机的压缩比的范围一般是9 ~ 12 ，限制汽油机压缩比提高的主要问题是爆燃。

3.怠速工况内燃机的机械效率为 0 测试机械效率的主要方法有示功图、倒拖法、灭缸法、油耗线法。

低增压柴油机的机械效率可用示功图法和油耗线法测量。

4.与理想循环相比，实际循环的燃烧阶段有哪些损失？燃烧速度的有限性和不完全燃烧损失。

5.在压缩过程初期，工质温度低，受气缸壁面加热，压缩多变指数大于绝热指数。

三. 问答题(22分）提高内燃机的动力性、经济性的技术措施有哪些一、（1）发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。

（2）进气管状态的体积与活塞排量的比值。

（3）在额定工况下，发动机每升气缸容积所发出的有效功率。

（4）燃烧单位质量燃料的实际空气量与理论空气量之比。

（5）个假想的、不变的压力作用在活塞顶上，使活塞移动一个行程所做的功等于每循环所做的有效功。

（6）气缸总容积与燃烧室容积的比值。

三、一，采用增压技术，二合理组织燃烧过程，提高循环指示效率，三改善换气过程，提高气缸的充量系数四提高发动机的转速，五提高内燃机的机械效率，六采用二冲程提高升功率。

1. 指示功、平均指示压力、指示功率、指示热效率、指示燃油消耗率2. 9--12 爆燃3. 0 示功图、倒拖法、灭缸法、油耗线法、示功图法、油耗线法4.燃烧速度的有限性、不完全燃烧损失5.大于一、选择题（每题8分）1.我国某城市冬季12 月～1 月份平均气温为3℃～－5℃，请为在此季节使用的高速柴油机选择最合适的柴油牌号 A 。

A.-10＃B.0＃C.10＃D.-20＃2.与汽油机冷起动性有关的汽油性能是 AB 。

A. 初馏点B. 10%馏出温度C. 50%馏出温度D. 90%馏出温度3.与汽油机加速性和暖车时间有关的汽油性能是 B 。

A.10%馏出温度B. 50%馏出温度C.90%馏出温度D.汽油机的辛烷值4.二冲程内燃机扫气方案不包括 A 。

一、 分析题1. 从结构工艺性考虑哪个方案较好，并说明理由？a b 【答案】B 结构的工艺性好，钻头切入和切出表面应与孔的轴线垂直，否则钻头易引偏，甚至折断。

2. 图示毛坯在铸造时内孔2与外圆1有偏心。

如果要求：（1）与外圆有较高同轴度的孔；（2）内孔2的加工余量均匀。

请分别回答如何选择粗基准为好？1122【答案】（1）为保证与外圆有较高的同轴度的孔应与外圆表面，即1为基准加工内孔，加工后孔壁厚薄均匀。

（2）因要求内孔2的加工余量均匀，则以内孔2自为基准加工，即可保证。

3. 基本投资相近时，从经济性角度对不同工艺方案如何选择？ⅡⅠNNkS ⅠS Ⅱ【答案】Nk 为临界年产量，当基本投资相近、产量为变值时，如果年产量N<Nk 应采用方案Ⅱ，如果年产量N<Nk 应采用方案Ⅰ4. 从装配工艺性特点指出图示结构哪个方案较好，并说明理由？【答案】右边的结构(B)较好,支承孔内安装滚动轴承时，应使支承内孔台肩直径大于轴承外圈内径，以便于拆卸方便。

A) B)5． 图示零件的A 、B 、C 面，710H φ及730H φ孔均已经加工。

试分析加工712H φ孔时，选用哪些表面定位比较合理？为什么？答：选A 面（定位元件为支承板）、730H φ孔（定位元件为圆柱销）、710H φ（定位元件为削边销）作为定位基准。

选730H φ孔和A 面可以符合基准重合原则。

6． 从结构工艺性考虑哪个方案较好，并说明理由？a b答：图示b方案较好，凹槽尺寸相同，可以减少刀具的种类，较少换刀的时间。

7．8．a b【答案】图A中孔太深，加工不方便，而图B结构中孔加工较容易。

9．指出图示哪种粗加工方案较好并说明理由？a b答：图示a方案较好，a方案先以导轨面为粗基准加工床腿，再以床腿为精基准加工导轨面，这样有利于导轨面的加工余量小且较均匀，提高导轨面的耐磨性。

10．从装配工艺性特点指出图示结构哪个方案较好，并说明理由？解：⑴ 必须限制的自由度：⋂⋂⋂Z Y X 、、 ；（4分）⑵ 选择定位基准面：第一基准：工件底平面A ；第二基准：工件上侧面B ； 第三基准C ：孔（允许不选） （3分）⑶ 选择定位元件：第一基准采用支承板定位（限制了3个自由度）；（1分）第二基准采用两个支承销定位（限制了2个自由度）；（1分） 第三基准采用削边销定位（限制了1个自由度）。

一、名词解释1、制造技术：在产品生产中，使原材料转化为产品过程所施行的各种手段的总和，称为制造技术。

2、工艺过程：机械制造过程中，凡是直接改变零件形状、尺寸、相对位置和性能等，使其成为成品或半成品的过程，称为机械制造工艺过程。

3、工序：是指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。

4、生产纲领：生产类型的划分可按照年生产纲领划分，产品的年生产纲领就是产品包括备品和废品在内的年生产量。

5、基准：将用来确定加工对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。

6、精基准：使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。

7、互为基准原则：对某些位置精度要求高的表面，可以采用互为基准、反复加工的方法来保证其位置精度。

8、加工经济精度：在正常加工条件下，一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度。

9、加工余量：加工过程中从加工表面切去材料层厚度。

10、欠定位：工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定位。

11、过定位：工件某一个自由度（或某几个自由度）被两个（或两个以上）约束点约束，称为过定位。

12、定位误差：由于工件在夹具上（或机床上）定位不准确而引起的加工误差。

13、机器装配：机械装配是按规定的精度和技术要求，将构成机器的零件结合成组件、部件和产品的过程。

14、装配尺寸链：在机器的装配关系中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链15、修配法：将尺寸链中各组成环按经济加工精度制造，装配时，通过改变尺寸链中某一预先确定的组成环尺寸的方法来保证装配精度。

二、选择题1、盘套类零件常使用（D ）作统一基准。

A、两顶尖孔B、一面两孔C、一长孔和一止推面D、止口面2、完全互换法的适用范围是（A ）A、大批量生产中零件数较少，零件可用加工经济精度制造者B、大批量生产中零件数略多，装配精度有一定要求C、适用于大批量生产中零件数少，装配精度要求较高D、单件小批生产中装配精度要求高的场合3、铜合金6 级精度外圆表面加工通常采用（B ）的加工路线A、粗车—半精车—精车B、粗车—半精车—精车—金钢石车C、粗车—半精车—精车—滚压D、粗车—半精车—粗磨—精磨4、直线尺寸链采用极值算法时，封闭环的最大极限尺寸等于（B ）A、增环最大极限尺寸之和减去减环最大极限尺寸之和B、增环最大极限尺寸之和减去减环最小极限尺寸之和C、增环最小极限尺寸之和减去减环最小极限尺寸之和D、增环最小极限尺寸之和减去减环最大极限尺寸之和5、在工序图上用来确定本道工序所加工的表面加工后位置尺寸和位置关系的基准是（B ）A、工艺基准B、工序基准C、定位基准D、装配基准6、长定位心轴相当于（C ）支承点A、2个B、3个C、4个D、5个7、不是零件制造工艺方法的是（D ）A、材料成形法B、材料去除法C、材料累加法D、材料复合法8、（A ）一般不得重复使用A、粗基准B、精基准C、设计基准D、工艺基准9、在加工表面、刀具和切削用量中的切削速度和进给量都不变的情况下，所连续完成的那部分工艺过程称为（A）。

1.传热的基本方式是（ A）。

（A)导热、对流和辐射；（B）导热、对流换热和辐射；（C）导热、对流和辐射换热；（D）导热、对流换热和辐射换热。

2.按照导热机理，水的三种状态下(C )的导热系数最小。

（A）冰；（B）液态水；（C）水蒸汽；（D）不确定。

3.当外径为d2的管道采取保温措施时，应当选用临界热绝缘直径d c（C ）的材料。

（A）大于d2；（B）d c没有要求；（C）小于d2；（D）不确定。

4.通过有内热源的大平壁的导热，其内的温度分布为(D )，热流密度( )。

（A）直线，常量；（B）曲线，常量；（C）直线，变量；（D）曲线，变量。

5.热力管道外用导热系数大和小两层保温材料保温, 下列说法正确的是（ A）。

（A）将导热系数小的材料放在内测，则保温效果好；（B）将导热系数大的材料放在内测，则保温效果好；（C）无论保温材料怎么放置，保温效果一样；（D）无法确定。

6.凡平均温度不高于350℃，导热系数不大于(B )W／m·℃的材料称为保温材料。

（A）0.2；（B）0.12；（C）0.02；（D）0.187.一维常物性稳态导热物体中，温度分布与导热系数无关的条件是（A ）。

（A）无内热源；（B）内热源为定值；（C）负内热源；（D）正内热源。

8.物性参数为常数的一圆柱导线，通过的电流均匀发热，导线与空气间的表面传热系数恒定，建立导线的导热微分方程采用（ C）。

（A）直角坐标下一维有内热源的稳态导热微分方程；（B）直角坐标下一维有内热源的不稳态导热微分热方程；（C）柱坐标下一维有内热源的稳态导热微分热方程；（D）柱坐标下一维有内热源的不稳态导热微分热方程。

9.冬天时节，被子经过白天晾晒，晚上人盖着感觉暖和，是因为（C ）。

（A）被子中蓄存了热量，晚上释放出来了；（B）被子变厚了；（C）被子的导热系数变小了；（D）被子外表面的对流换热减小了。

1．下列那种情况内燃机汽缸温度场不会随时间发生变化？ DA.内燃机启动过程B.内燃机停机C.内燃机变工况运D.内燃机定速运行2．冬天用手分别触摸置于同一环境中的木块和铁块，感到铁块很凉，这是什么原因? D A.因为铁块的温度比木块低 B.因为铁块摸上去比木块硬C.因为铁块的导热系数比木块大D.因为铁块的导温系数比木块大3．忽略物体内部导热热阻的分析方法称为( D )。

5.6（1）连杆的工艺特点外形复杂，定位较难；细长杆身，刚度较差，受夹紧力、切削力容易变形；尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗糙度要求较高，是加工难度较大的杆类零件。

连杆的机械加工主要是大、小头孔的加工，在连杆的技术要求中，最难达到的是大、小头孔轴心线的不平行度和扭曲度的要求，因此连杆的机械加工主要在于大小头孔的加工。

（2）连杆加工阶段的划分连杆工艺过程可分为以下三个阶段①粗加工阶段：基准面的加工、次要表面的加工、结合面的拉削，螺栓平面的拉削等。

②半精加工阶段③精加工阶段（3）加工顺序先基准，后其他；先粗加工，后精加工。

5.12（1）曲轴加工工艺特点①一般轴的加工规律②自己的特点：其结构细长、曲拐多、刚性差③传统工艺：采用多刀车床车削曲轴主轴颈及连杆轴颈④流行的工艺是：主轴颈采用车拉工艺和高速外铣（2）主要加工阶段①加工顺序：先基准，后其他；先粗加工，后精加工。

②加工划分为四个阶段a．粗加工：加工定位基准（打顶针孔）、粗加工主轴颈、连杆轴颈和曲柄臂；b. 半精加工：中间热处理（退火），精加工定位基准，钻油孔；c. 精加工：精磨各主轴颈及连杆轴颈，表面处理，氮化，提高表面疲劳强度和耐磨性；d. 超精加工各轴颈抛光。

（3）曲轴的工艺路线1轴颈的车削；①主轴颈的车削②曲柄销的车削2轴颈的磨削；先磨中间的主轴颈，再磨两边的主轴颈3-1-5-2-4的顺序，但是为了操作的方便改为3-2-1-4-53轴颈深油孔的加工；提高Ra，包括抛光和超精加工4轴颈的光整加工轴颈在精磨后进一步提高光洁度，就要进行光整加工，包括抛光和超精加工。

内燃机制造工艺教程# 内燃机制造工艺教程## 一、内燃机制造工艺的历史：从发明到现代发展1.1 内燃机的诞生：一场动力的革命内燃机的发明啊，就像是打开了一个新世界的大门。

其实啊，早在18世纪，人们就开始琢磨怎么能有个更方便的动力来源。

那个时候呢，蒸汽机已经有了，但蒸汽机又大又笨，就像一个大铁疙瘩，虽然能干活儿，但是很多地方用起来不方便。

然后呢，就有一群聪明的发明家开始研究内燃机。

1860年，法国的勒努瓦制造出了第一台实用的内燃机，这就像是在黑暗中点亮了一盏小灯。

不过啊，这台内燃机还很不完善，效率低，还经常出毛病，就像个爱生病的小婴儿。

1.2 逐步完善：成长的内燃机随着时间的推移，内燃机就像个孩子慢慢长大一样，不断地被改进。

德国的奥托在1876年发明了四冲程内燃机，这可是个大进步。

四冲程是什么概念呢？就好比人的呼吸，有吸气、压缩、做功、排气这四个过程，内燃机也是这样循环工作的。

这个发明让内燃机的效率提高了不少，就像给它打了一针强心剂。

后来呢，狄塞尔又发明了柴油内燃机，这又让内燃机的应用范围更加广泛了。

到了20世纪，内燃机就像坐上了火箭一样飞速发展，越来越多的新技术被应用到内燃机制造工艺中，它变得更强大、更可靠、更高效了。

## 二、内燃机制造工艺的制作过程：复杂的组装艺术2.1 零部件制造：打造基石内燃机是由好多零部件组成的，就像一个复杂的拼图。

首先呢，得制造这些零部件。

比如说气缸，它就像是内燃机的“房子”，要承受很大的压力。

制造气缸的材料得是那种又结实又耐热的，就像盖房子要用好的砖头一样。

一般会用铸铁或者铝合金，先把材料融化了，再倒进模具里，等冷却凝固了，就初步有了气缸的形状。

然后还要进行精细的加工，把表面打磨得光溜溜的，就像给房子的墙面刷得平平整整一样。

再比如说活塞，活塞就像是在气缸这个“房子”里来回跑的小运动员。

活塞的制造也很讲究，要保证它的尺寸精确，不然在气缸里就会“跑歪”。

活塞一般也是用金属材料制成的，在制造过程中，要经过车削、磨削等加工工序，把它加工成精确的形状和尺寸。

内燃机制造工艺习题答案内燃机制造工艺习题答案内燃机制造工艺是机械制造工程中的重要一环，它涉及到内燃机的设计、制造、装配和调试等各个方面。

在学习内燃机制造工艺的过程中，我们常常会遇到一些习题，下面我将为大家提供一些内燃机制造工艺习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。

1. 内燃机的制造工艺包括哪些方面？内燃机的制造工艺主要包括铸造、锻造、机械加工、热处理、装配和调试等方面。

其中，铸造是内燃机制造的重要工艺之一，通过铸造可以制造出内燃机的各个零件；锻造则是通过加热和锤击等方式将金属材料加工成所需形状的零件；机械加工是指通过切削、磨削、钻孔等方式对零件进行加工；热处理是通过加热和冷却等方式改变材料的组织结构和性能；装配是将各个零件按照设计要求进行组装；调试是指对装配好的内燃机进行测试和调整，确保其正常运行。

2. 内燃机的铸造工艺有哪些常用方法？内燃机的铸造工艺常用的方法有砂型铸造、金属型铸造和压力铸造等。

砂型铸造是最常用的铸造方法之一，它通过将铸造砂填充到模具中，然后将熔化的金属倒入模具中，待金属凝固后取出模具，即可得到所需零件；金属型铸造是指通过制作金属模具来进行铸造，这种方法适用于生产大批量、质量要求较高的零件；压力铸造是指将熔化的金属通过高压注入到模具中，然后在高压下凝固成型，这种方法适用于生产复杂形状、壁厚薄的零件。

3. 内燃机的机械加工工艺有哪些常用方法？内燃机的机械加工工艺常用的方法有车削、铣削、钻孔、磨削和切割等。

车削是指通过旋转工件，用切削刀具对其进行切削加工；铣削是指通过旋转刀具，对工件进行切削加工；钻孔是指通过旋转刀具，对工件进行钻孔加工；磨削是指通过磨料颗粒与工件之间的相对运动，对工件进行磨削加工；切割是指通过切割刀具对工件进行切割加工。

这些机械加工方法可以根据不同的零件形状和加工要求进行选择和组合使用。

4. 内燃机的热处理工艺有哪些常用方法？内燃机的热处理工艺常用的方法有淬火、回火、正火、退火和表面处理等。