发动机综合实践(气缸曲柄连杆机构)

1、基本要求基本要求: :1平均有效压力：Pme=0.8-1.2MPa2活塞的平均速度：Vm18m/s3缸径和行程:D=73mm,S=80mm.发动机类型发动机类型: :四冲程水冷直列式四缸机气缸参数气缸参数: : 气缸工作容积：Vs=SD2/4=335mL 压缩比：=9 Vc=41.875mL,Va=376.875mL Pme=1MPa,Vm=16m/s n=30Vm1000/S=6000r/min Vs=42SD 气缸参数气缸参数: :角速度：=n/30=628rad/s 曲柄半径：r=S/2=40mm有效功率：Pe=67KW升功率：PL=50KW/L曲柄连杆比：=1/4, 连杆长度L= 16

2、0mm Vs=42SD 发动机动力学计算发动机动力学计算: :Vs=42SD 中心曲柄连杆机构 偏心曲柄连杆机构 关节曲柄连杆机构发动机发动机运动运动学学计算计算: :活塞位移Vs=42SD 发动机动力学计算发动机动力学计算: :活塞速度：Vs=42SD 发动机动力学计算发动机动力学计算: :活塞加速度：Vs=42SD 发动机动力学计算发动机动力学计算: :连杆运动规律：Vs=42SD 发动机热力学计算发动机热力学计算: : 实际循环 等容加热循环 进气 压缩 做功 排气Vs=42SD 发动机热力学计算发动机热力学计算: : 压缩过程：绝热过程：P1V1n=C，n=1.33初始状态下，P0=0

3、.0808MPa,Va=376.875ml取压力升高比=8,则Pz= Pc=12.0128MPaVs=42SD 发动机热力学计算发动机热力学计算: : 膨胀过程 绝热过程：P2V2n=C，n=1.26Vs=42SD Vs=42SD 膨胀过程压缩过程发动机热力学计算发动机热力学计算: : 压缩膨胀过程的处理点火提前： =28，Pz小于理论值，Pc比原来高些排气提前： =55实际最大爆发压力：上止点后13,Pz=2/3*Pz=8MPaVs=42SD Vs=42SD 热力学校核：S=Wi 435.5J,Pmi=1.3MPa, m=0.9,Pme=1.105 (0.8,1.2)合格发动机热力学计算发动

4、机热力学计算: : P-V P ：进气： 0- 180， 气体压力小于大气压力且恒定压缩：180-360，多变压缩行程，绝热方程膨胀：360-540，多变膨胀行程，绝热方程排气：540-720，压力均匀下降至（0.8-1）P0 已知：PVXVs=42SD Vs=42SD 活塞设计活塞设计: :要求：密封 耐磨 导热 硬度 刚度等材料：综合考虑选用共晶硅铝合金Vs=42SD Vs=42SD 主要参数主要参数比例范围比例范围主要参数主要参数比例范围比例范围H/D0.9-1.1h/D0.06-0.08H1/D0.45-0.6H2/D0.45-0.55H2/H30.6-0.65/D0.06-0.1活塞

5、的设计活塞的设计: :活塞销：保证纵横向刚度 20Mn(优质碳素结构钢) 精磨抛光活塞销座：双筋弹性销座 有良好的弹性以适应活塞的变形 减少销孔应力集中活塞裙部：横截面椭圆形 按单椭圆规律活塞与气缸间的配合间隙：降噪 减小磨损Vs=42SD Vs=42SD Vs=42SD 活塞强度的校核： 活塞顶轻度校强校核：机械应力 uu，合格 第一环岸强度校核：总应力,合格 活塞环强度校核：弯曲应力，合格曲轴设计曲轴设计: :要求：强度 刚度 耐磨 轻巧材料：综合考虑选用45钢模锻 二次热处理 精磨Vs=42SD Vs=42SD 主要参数比例范围主要参数比例范围D2/D0.60-0.65D2/D20.4-0.6L2/D0.35-0.45D1/D0.65-0.75L1/D10.40-0.60b/D0.75-1.2h/D0.18-0.25 Vs=42SD Vs=42SD 曲柄强度校核：曲柄强度校核：连杆轴颈的计算：弯扭总应力cy，合格曲柄臂的计算：弯曲总应力,合格Vs=42SD 连杆的设计：连杆的设计： 要求：足够的轻度和刚度 合理的结构形状 材料：40MnB合金钢连杆小头 杆身