武汉理工大学课程设计

1、S=270mmNe=440kW压缩比 =12.5，压缩复热指数ni=1.37,Z点利用系数& ；=0.88,动力计算是分析发动机各主要部件的受力情况，为强度计算提供数据。其内容如下:、原机型有关参数四冲程六缸、废气涡轮增压、不可逆式、直接喷射、压缩空气启动。D=200mmn=600r/min增压压力P=0.241Mak机械效率n m=0.85膨胀复热指数n1.26燃烧过量空气系数a =2.0中冷器出水温度t=25 ,原机配气定时：进气门开一一上死点前60度进气门关下死点后40度排气门开下死点前40度排气门关一一上死点后60度行程失效系数可取约0.083。连杆长L=540mm，质量为34.76k

2、g，连杆组质量分配比0.347/0.653,单位曲柄不平 衡质量m=48.67kg。活塞组质量M=35.76kg,1、曲柄连杆机构运动质量的确定初步设计时常用经验数据来粗略估算。连杆的质量还需要通过连杆重心的确定，再用双质量系统替代之。从而求出往复质 量和迥转不平衡质量。往复运动质量:Mj=M+Ma=35.76+34.76*0.347=47.8217 kg回转不平衡质量(大端)：Mb=34.76*0.653=22.6983 kg2、P-q示功图的求取将热计算得的P-V示功图，用发动机运动学公式将其展开，即得P-9示功图。将活 塞的位移转换成对应的曲柄转角，以a代表曲柄转角，由此可得各曲柄转角a

3、下的气 体力值Pg (a )，单位为MPa。a的取值列表(见MATLAB程序中a值)：a =04*piPg (a )值列表(见图一:Pg(a )值)，单位为MPa3、往复惯性:力P. (a )计算(见图二)(MPa)m(a) =R3 2 (cos a + 人 cos 2a)10 -3兀 -D 2 4式中：m.一彳主复运动质量，kg；W =n *n/30 一曲轴旋转角速度，rad/s；8 =arcsin(入*sina)一连杆摆角，rad。D一气缸直径，mm；R=L/4一曲柄半径，mm；图一各曲轴转角a下对应的气体压力Pg（a ）值（MPa）图二往复惯性力Pj（ a）计算结果图示式中：Pp 活塞底

4、部气体压力，取0.1MPa。4、总作用力P (a )(见图三) p(a) = Pg (a) - Pb + P j (a)图三总作用力P（a）计算结果图示5、活塞侧推力Ph（a）（见图四）（MPa）P h （a） = P （a）tgp(MPa)6、连杆力PC(a)(见图五) p (a) = p(a)/cos p图五连杆力PC (a )计算结果图示7、法向力PN (a )(见图六)p (a) = p (a)cos(a + p)(MPa)8、切向力PT(a )(见图七)p (a) = p (a)sin(a + p)(MPa)图七切向力PT（a ）计算结果图示9、总切向力SpT（a）（见图八）对四冲程

5、曲柄均匀排列的情况：Sp （a） = p （a + 720-i/z） （MPa）式中：z一气缸数。i=1图八 总切向力S pt （a ）计算结果显示10、曲柄销负荷Rb(a)计算（见图九）（见图十）（MPa）（见图十一）水平分量 Rb h(a )=Pt (a ) (MPa) 垂直分量 RBv(a )=Pn (a ) -P邙(MPa)合力 RB(a)=加bh (a) + R2bv (a)兀式中：户= mBR2/(-D2)(MPa)m连杆组则算到大端的质量，kg。B10-1-20100 PQ , 3D0 s 40C、:强 L 飙 700800图九水平分量RBi(a )计算结果显示-374图十一合力

6、R普)计算结果显示11、最后按总切力曲线作准确性校核：由总切力得到的指示功率：N = 丁)cpFpR = 468.7625488636311(kW)，106式中，(Z PT)厂平均切力,MPa；F 活塞面积，mm2； pR曲柄半径，mm；一曲轴角速度，rad/s，nn=30另附MATLAB运算;%往复惯性力%n曲轴转速度，r/min。12、将孔与热计算得的弋比较:468.763误差： = = 46&763-517.647 = -0.104Ni13、备注:a取值共选了 721组数据，即每一度读取一点压力值；已经取值运算过多次，此次结果为最小误差值；所有具体计算过程见MTALAB程序中，点取运行结

7、果即可;程序：附件：MATLAB 程序：a=0:1*pi/180:4*pi;D=200;Ne=440;n=600;X=1/4;R=135;W=pi*n/30;B=asin(X*sin(a);M=47.8217;Mb=34.76*0.653;Pja=-4*10八(-3)*M*R*W2*Pa=Pga-0.1+Pja;PHa=Pa.*tan(B);Pca=Pa./cos(B);Pna=Pca.*cos(a+B);Pta=Pca.*sin(a+B);SpT=0;%曲轴转角%气缸直径%功率要求%转速%曲轴连杆比%曲柄半径%曲轴旋转角速度%连杆摆角%往复运动质量%连杆大端质量(cos(a)+X*cos(2*a)/(pi*D*D)%总作用力%活塞侧推力%连杆力%法向力%切向力for i=1:6ra=a+4*pi*i/6;rb=asin(0.25*ra);Ptaa=cl(ra,rb,Pga);SpT=SpT+Ptaa;endSumPT=SpT;%总切向力Prb=34.7 6*0.653*RW2/(pi/4*D)/1000;RBha=Pta;%曲柄销负荷水平分量RBva=Pna-Prb;%曲柄销负荷垂直