发动机综合实践(气缸曲柄连杆机构)

n=30Vm×1000/S=6000r/min
Vs= SD 2 4
气缸参数:
• • 角速度：ω =πn/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：λ =1/4, 连杆长度L= 160mm
Vs= SD 2 4
发动机动力学计算:
• • • 温升小头应力：内外表面应力<[160]MPa，合格 刚度校核:δ =0.02<连杆与活塞配合间隙的一半，合格 连杆杆身：nx=1.123>[nx] ny=1.26>[ny],合格
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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= SD 2 4
发动机热力学计算:
压缩过程： • • 绝热过程：P1V1n=C，n=.875ml
•
取压力升高比λ =8,则Pz= λ Pc=12.0128MPa
Vs= SD 2 4
曲柄强度校核：
连杆轴颈的计算：弯扭总应力ζcy<[ζ]，合格
曲柄臂的计算：弯曲总应力ζ<[ζ],合格
Vs= SD 2 4
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
Vs= SD 2 4
连杆小头 杆身 连杆大头
SD 2 4
Vs= SD 2 4
连杆校核:
H2/H3
0.6-0.65
δ/D
0.06-0.1
Vs= SD 2 4
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
中心曲柄连杆机构
偏心曲柄连杆机构
关节曲柄连杆机构
Vs= SD 2 4
发动机运动学计算:
• 活塞位移
Vs= SD 2 4
发动机动力学计算:
• 活塞速度：
Vs= SD 2 4
发动机动力学计算:
• 活塞加速度：
Vs= SD 2 4
发动机动力学计算:
• 连杆运动规律：
Vs= SD 2 4
Vs= SD 2 4
主要参数 D2/D L2/D L1/D1 h/D
比例范围 0.60-0.65 0.35-0.45 0.40-0.60 0.18-0.25
主要参数 D2/D2 D1/D b/D
比例范围 0.4-0.6 0.65-0.75 0.75-1.2
Vs= SD 2 4
Vs= SD 2 4
Vs= SD 2 4
热力学校核：S=Wi ≈435.5J,Pmi=1.3MPa, η m=0.9,Pme=1.105 ∈(0.8,1.2)
合格
Vs= SD 2 4
发动机热力学计算:
P-V • • • • P —φ ： 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
发动机综合实践
机电1213班 12223084 张威
基本要求:
1平均有效压力：Pme=0.8-1.2MPa
2活塞的平均速度：Vm<18m/s 3缸径和行程:D=73mm,S=80mm.
发动机类型:
• • • • 四冲程 水冷 直列式 四缸机
Vs= SD 2 4
气缸参数:
• • 气缸工作容积：Vs=πSD2/4=335mL 压缩比：ε=9 Vc=41.875mL,Va=376.875mL Pme=1MPa,Vm=16m/s
Vs= SD 2 4
Vs= SD 2 4
活塞强度的校核：
• 活塞顶轻度校强校核：机械应力 δ u<[δ u]，合格 • 第一环岸强度校核：总应力δ <[δ ],合格
• 活塞环强度校核：弯曲应力ζ<[ζ]，合格
Vs= SD 2 4
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
已知：P—V—X—φ
Vs= SD 2 4
Vs= SD 2 4
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= SD 2 4
主要参数
比例范围
主要参数
比例范围
H/D
0.9-1.1
h/D
0.06-0.08
H1/D
0.45-0.6
H2/D
0.45-0.55
发动机热力学计算: 膨胀过程 • 绝热过程：P2V2n=C，n=1.26
Vs= SD 2 4
膨胀过程 压缩过程
Vs= SD 2 4
发动机热力学计算:
压缩膨胀过程的处理 • • • 点火提前： θ =28°，Pz小于理论值，Pc比原来高些 排气提前： θ =55° 实际最大爆发压力：上止点后13°,Pz=2/3*Pz=8MPa