1_1內燃機設計有哪些指標？其意義如何？
答：內燃機設計指標包括：工作效能指標和結構設計引數
工作效能指標包括：動力性指標、經濟性指標、可靠性指標、振動與雜訊指標、及排放指標。
動力性指標包括：功率、扭矩、轉速等。它表徵發動機動力效能的好壞。
經濟性指標以燃油消耗率和潤滑油消耗率表示，反映內燃機經濟效能的好壞。
可靠性和壽命指標有：可靠度、故障度、重要度等。用來檢驗內燃機可靠性和查驗
是否需要對內燃機進行修理、維護。
振動分為軸系振動和整機振動，雜訊則主要來自機械雜訊、燃燒雜訊和氣體動力噪
聲。其大小用指示雜訊計來計量。
排放標準是對內燃機排放的nox、co和hc化合物進行限制，以免汙染環境。
結構設計引數有：缸徑d、活塞行程s、氣缸數及缸心距lo等。
1-3提高功率的途徑有哪些，各有什麼優缺點？
答：共有6種方法：
1、 提高轉速n 隨著n的提高，內燃機零件的機械負荷、熱負荷、磨損均將增加。同
時內燃機的摩擦損失、雜訊和振動也增加。
2、 提高pe（平均有效壓力） 隨著pe值的提高，內燃機的機械負荷和熱負荷也相應
提高。3、 提高氣缸的工作容積vh 工作容積由d和s決定，增大缸徑和行程均能增大功率。
但是d增大，零件尺寸、質量、機械負荷和熱負荷也增大；s增大，使活塞的平均
速度cm相應增大，導致機械負荷、熱負荷、磨損增大，影響內燃機的壽命。
4、 增加氣缸數缸數過多時，曲軸及機體的剛度差，多採用v型結構並施以增壓技
術來滿足大功率的要求。
5、 使用在地轉速時採用二沖程發動機可以獲得較高的功率。
6、 提高發動機排量。
1-4、提高pe的途徑有哪些，限制pe提高的因素是什麼？
3-1活塞的位移和加速度公式是如何建立的，如何理解他們變化規律同「λ」的關係？
答：規定「λ」為曲柄半徑與連桿長度比（r/l），從氣缸中心線起順時針方向度量的曲柄轉角α為正，從氣缸中心線向右度量擺角β位正，活塞位移從上止點到下止點的度量，根據幾何圖形及幾何關係可得到位移公式。位移公式對時間二次求導即可得到加速度公式。
同「λ」的關係：
對位移公式：
當λ越大，即連桿越短，活塞到達行程長度中點以下越早；
當λ=0，活塞位移規律變成簡諧曲線。
對加速度公式：
當λ≤1/4，在2π間隔內加速度曲線只有乙個正向最大值和乙個負向最大值
當λ＞1/4，加速度曲線形狀在乙個迴圈出現四個極值。
3-3試繪製曲柄—連桿機構上作用力簡圖，並從中說明內燃機工作時的力和力矩及它們所引起的作用及影響。
答：往復作用力為ｐ，可分解為活塞側推力ｐh和連桿推力ｐc。ｐc由活塞銷傳給連桿，然後傳給曲軸銷，在曲柄銷處又可分解為沿曲柄中心線方向作用的法向力ｐn和推動曲柄迴轉的切向力ｐt。
連桿大端迴轉質量產生離心力ｐrb為，曲柄本身的離心力為ｐrk。
作用：切向力ｐt是對外做功的主要作用力，能產生扭矩。主軸處垂直方向的往復慣性力使柴油機產生上下振動，離心力為ｐr，ｐr在機體內部不能平衡，使柴油機產生上下、左右的振動。
作用在氣缸壁上的側推力ｐh和作用在主軸承處的水平分力ｐh組成使柴油機傾倒的翻倒力矩ｍd，ｍd大小和方向週期性的變化，使柴油機產生搖擺性振動。
3-5連桿當量代替質量必須滿足什麼條件？代替系統結果如何？
答：滿足條件：
1.) 換算系統兩質量之和等於原連桿的質量，即
2.) 換算系統的質心與原連桿質心重合，即
3.) 兩個換算質量對連桿重心得轉動慣量之和應等於原來實際連桿得轉動慣量，
結果：它們對連桿重心的轉動慣量略大於原來實際連桿的轉動慣量。若要較精確計算則需在換算系統中引入乙個「連桿（修正）力偶矩」，用以抵消由於轉動慣量增大，在連桿擺角加速度的作用下所多出的慣性力矩，。
實際表明，其值很小，通常可忽略。
4-1試以正、反轉向量力的概念，說明一次往復慣性力和二次往復慣性力的平衡方式。
答：1.) 正、反轉向量力的定義為，把往復慣性力看作兩個質量1/2mj 在半徑r處以角速度ω朝相反方向轉動時，所產生的離心力的向量和對於朝相相反方向的迴轉兩質量所產生的離心力，稱之為正、反轉向量力。
2.) 正、反轉向量平衡法定義為，把往復慣性力的平衡問題轉化為兩個正反轉向量的平衡，可利用平衡離心力的方法來平衡往復慣性力，即為正、反轉向量平衡法。
3.) 一次往復慣性力的平衡方法，設每塊平衡重質量為m，其中心與迴轉中心間的距離為r，則兩平衡重質量的離心力在水平方向的投影是等值反向的，自相平衡抵消，而在垂直方向的投影則是等值同向，合力為2m1rω2cosα，且有如下關係2m1rω2cosα=mjrω2cosα→m1= mjr/2r1。在正反轉平衡機構中，除了必須保證平衡重同曲軸有相同迴轉角速度外，還應保證平衡重的安裝方位與曲軸有一定的正時關係。
4.) 二次往復慣性力的平衡方法，基本與一次往復慣性力相同，差別在於平衡重的迴轉角速度必須是曲軸迴轉角速度的2倍，當曲柄轉角為α時，平衡重應已轉過2α的角度，且有m2= λmjr/8r1
4-2離心慣性力矩和一次往復慣性力矩在作用性質上有什麼不同？
答：由於多缸內燃機往復慣性力作用在各自氣缸中心線內，形成縱向垂直平面力系，所以合成的力矩是各缸往復慣性力對發動機重心所形成的力矩和。力矩的數值大小隨曲軸轉角α而變化，其方向始終在氣缸垂直平面內。
當第一曲柄處在各個特定的相位角時，合成往復慣性力距出現最大值。離心慣性力矩在垂直面的分力矩的大小和方向都是變化的。在垂直平面方向上的合成離心慣性力矩同一次往復慣性力矩性質完全一樣的。
指示常數mr和mj不同，就合成離心慣性力矩本身而言，是大小不變的向量，它的作用方向同第一曲柄構成一定的相位角關係，並隨著曲柄的迴轉而迴轉。
4-3使用查表法對一台發火順序為1-4-3-2的二沖程四缸柴油機的平衡性進行分析，並提出改善平衡的措施。
答：由表4-2可查的：
當第一曲柄在上止點位置時，不平衡一次往復慣性力向量出現在315°處，當曲柄在45°(315°)時，出現一次往復慣性力矩最大值，一、二次往復慣性力為0，存在
一、二次慣性力矩且內部平衡性差，可用正反轉平衡來消除，為了平衡內部平衡狀態，可對曲軸採用分段平衡法布置平衡重來平衡。
5-2 柴油機曲軸工作時受那些載荷的作用？單位曲柄在受彎和扭時，其最大應力通常出現在何處？應力集中的情況如何？
答： 1、曲軸受週期性變化的燃氣壓力、運動質量慣性力所造成的外力和外力矩的作用以及由這些力和力矩引起的振動產生的附加應力的應力。其中曲柄銷和主軸頸均受到彎扭的聯合作用；曲柄臂受到拉、壓、彎、扭的複雜交變載荷。
此外，主軸承支座還有支反力的存在。
2、單位曲柄在受彎扭載荷時，最大應力出現在曲柄銷或主軸頸與曲柄臂鄰接的過渡圓角。
3、受彎曲載荷時，應力集中最大的部位是曲柄銷或主軸頸與曲柄臂的過渡圓角處；受扭**荷時，在過渡圓角以及軸頸上的潤滑油孔周圍將產生比較嚴重的應力集中。
5-3確定曲柄直徑dp時要考慮那些因素？
答：曲柄銷直徑dp與長度lp的選定應考慮兩方面：保證曲軸有較大剛度和曲柄銷軸承有良好的工作效能。
確定dp時應考慮：
1、 dp的加大將導致連桿大端的加大，必須採取相應的結構措施保證拆卸時連桿能隨活塞一起通過氣缸（如斜切口大端）。
2、 dp的加大將引起不平衡旋轉質量離心力的增加，這對主軸承負荷和扭振均有不良影響。
3、 dp的加大會使摩擦功率增加，使軸承工作溫度公升高，加速潤滑油老化變質。
5-4為什麼說曲柄臂是曲軸結構中的薄弱部位？常見的曲柄臂形狀有那些？它們各有何特點？如何從結構上加強曲柄臂？
答：1、 曲柄上應力集中最大的部位是曲柄銷或主軸頸與曲柄臂的過渡圓角處，從圓角處開始而橫斷曲柄臂的彎曲疲勞破壞最為常見。
2、 常見的曲柄臂形狀有：矩形和圓。它們在工藝製造上簡單、方便；橢圓形曲柄臂在強度、重量和應力分布均勻程度上更好，其結構形狀最為合理。
3、 為了減輕應力集中，可以加厚曲柄臂、在曲柄臂端麵的相應部位設解除安裝槽、增加重疊度，
5-6為什麼曲柄上油孔孔口必須加工成光滑的圓角？油孔和油道的開設有哪些型式？
答：1、 在曲軸上油孔孔口加工成光滑的圓角可以降低應力集中，提高疲勞強度，加強潤滑效果，防止油孔堵塞及軸瓦被刮傷。
2、 油孔的開設形式有選擇在曲柄平面向著曲拐旋轉方向導前θ=30°-90°範圍，θ=90°時即垂直於曲拐平面方向。
3、 油道有兩種基本方案：傾斜單線油道、直角多線油道。
5-9柴油機軸承的常見損壞形式有哪幾種？柴油機軸承是如何分類的？應用場合如何？
答：常見軸承破壞形式：擦傷、咬合、磨損；疲勞；蝕損
柴油機軸承分類：
1.) 按軸瓦的厚度可分為厚壁軸瓦和薄壁軸瓦
2.) 按軸承的用途不同可分為向心軸承和止推軸承
應用場合：
厚壁：大型低速船用柴油機薄壁：廣泛應用於中、高速柴油機上
向心軸承：柴油機主軸承和連桿軸承採用的平軸瓦，連桿小端、副連桿銷所採用的軸套與襯套。
止推軸承：柴油機曲軸的止推擋主軸承。
6-2連桿大端的結構型式及其尺寸的選擇在連桿的設計過程中有何重要意義？
答：連桿大端的結構對連桿的整體設計乃至柴油機的整體設計都有影響。它直接影響曲柄銷直徑、氣缸中心距、柴油機的拆驗方式等。
常用的有平切口和斜切口兩種。前者結構簡單，廣泛應用於高、中速內燃機，但由於曲柄銷直徑的增大受到結構型式的限制（ｄp≤（0.65~0.
72）d），因此難以用於高引數的柴油機中。在連桿軸頸較大的情況下，採用斜切口式連桿大端能保證從氣缸中方便的抽出活塞連桿組。它的連桿軸頸ｄp最大為0.
85d。但斜切口剖分角使連桿力沿切口平面產生切向分力，使大端蓋與杆身間發生滑動或使連桿螺栓受剪下作用。
6-3試分析二沖程柴油機與四衝程柴油機連桿的設計分析中有何差異？
答：在工作迴圈中二沖程柴油機的連桿始終受壓，而四衝程柴油機既受拉也受壓。這一差異使得設計連桿時對剛度、疲勞強度以及作用在主連桿上彎矩的分析有所不同：
二沖程連桿大端可設計得輕薄些。小端總受壓，為了提高其承載能力，將連桿與活塞銷固定，使活塞銷的整個上半面作為承壓面的全支撐結構。由於小端受壓面缺少潤滑油，難以形成「擠壓」油膜。
為較強潤滑，可新增設計一軸向油槽。
6-6 連桿螺栓的結構工藝設計、強度分析及其預緊力值的給定均需格外加以重視的原因是什麼？請分析。
答：連桿螺栓為柴油機中最重要的聯接件，連桿螺栓的斷裂會擊毀柴油機或擊傷工作人員。
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