一、受力分析及缸体
液压及气压传动课后答案解析
1-1 某液压油在大气压下的体积是335010m -⨯，当压力升高后，其体积减少到3349.910m -⨯，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压力升高值。
解： ''33343049.9105010110V V V m m ---∆=-=⨯-⨯=-⨯由0P K V V ∆=-∆知： 643070010110 1.45010k V p pa Mpa V --∆⨯⨯⨯∆=-==⨯ 1-2 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ，20C ︒时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ︒，运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153351t E t ︒=== 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s Eν--=︒-⨯=⨯︒ 21.6810Pa s μνρ-==⨯⋅1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ⋅cm,试求其油液的动力粘度。
解：设外筒内壁液体速度为0u08 3.140.1/ 2.512/2fu n D m s m s F TA r rl πτπ==⨯⨯===由 dudy du dyτμτμ=⇒= 两边积分得0220.422()()22 3.140.20.0980.10.0510.512a a T l d D p s p s u πμ-⨯-⨯⨯∴===1-4图示一液压缸，其缸筒内径D ＝12厘米，活塞直径d ＝11.96厘米，活塞长度L ＝14厘米，若油的粘度μ＝0.065Pa.s ，活塞回程要求的稳定速度为v=0.5m/s ，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F 等于多少？解：对活塞列平衡方程：2f du duF F Arldr drμμπ==-=- 12F dr ldu r μπ⇒=-对上式两边积分得：02d 21F 2D v dr l du rμπ=⎰⎰23.140.06514108.5812ln ln 11.96lF N N D d πμ-⨯⨯⨯∴=== 1-5 如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h=1m,设液体的密度为31000/kg m ρ=，试求容器内真空度。
发动机的组成及工作原理
发动机的组成及工作原理引言概述：发动机是现代交通工具中不可或者缺的关键部件，它负责将燃料转化为动力，驱动车辆运行。
本文将对发动机的组成及工作原理进行详细阐述，匡助读者更好地理解发动机的运行机制。
正文内容：1. 发动机的组成1.1 缸体和缸盖：发动机的基本结构，用于容纳活塞、气门和其他关键部件。
1.2 活塞和连杆：活塞在缸体内上下运动，通过连杆将运动转化为旋转运动。
1.3 曲轴和凸轮轴：曲轴将连杆的旋转运动转化为输出轴的旋转运动，凸轮轴控制气门的开闭。
1.4 气门温和门机构：气门控制进出气体的流动，气门机构负责使气门按照规定的时序工作。
1.5 燃油系统和点火系统：燃油系统负责将燃料输送到燃烧室，点火系统提供火花点燃混合气。
2. 发动机的工作原理2.1 进气冲程：活塞下行，气门开启，汽缸内产生负压，进气门打开，混合气进入燃烧室。
2.2 压缩冲程：活塞上行，气门关闭，混合气被压缩，增加燃烧效率。
2.3 燃烧冲程：活塞上行至顶点时，点火系统点燃混合气，产生爆炸，推动活塞下行。
2.4 排气冲程：活塞下行，气门开启，废气从排气门排出，为下一个工作循环做准备。
2.5 循环重复：上述四个冲程循环进行，驱动曲轴旋转，输出动力。
总结：从组成和工作原理来看，发动机是一个复杂的系统，由多个部件协同工作实现动力输出。
发动机的组成包括缸体、活塞、曲轴等关键部件，而工作原理则涉及进气、压缩、燃烧和排气四个冲程。
通过深入理解发动机的组成和工作原理，我们可以更好地理解其运行机制，为日常维护和故障排除提供指导。
同时，对于汽车创造商和工程师而言，深入研究发动机的组成和工作原理也是提升发动机性能和燃油效率的关键。
一、受力分析及缸体PPT课件
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活塞在汽缸内从上止点向下止点运
动时速度由零开始作加速运动，至接 近中部时速度最大，这一段惯性力向 上，然后作减速运动，则惯性力Pj变 为向下，至下止点时速度减为零。活 塞从下止点向上运动时，前半冲程作 加速运动、惯性力向下，后半冲程作
减速运动、惯性力向上。
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离心惯性力给主轴颈及主轴承以附加力。 连杆下端质量的离心力还给连杆轴颈和连 杆轴承以附加力，而加速了这些部位的磨 损。另外，离心力也可引起柴油机的振动。
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2）六缸机曲轴的曲拐布置和工作顺序：
六缸机的作功间隔角应为720°／6=120 ° 。
其曲轴的6个曲拐分别布置在夹角为120 ° 的三个 平面内，前后对称，其中1、6缸，2、5缸和3、4缸 曲拐分别在曲轴轴线的同一侧共平面。
各缸作功次序为1—5—3 —6—2 —4 —1， 或为1— 4 — 2—6—3—5 — 1。
F Fp p1 cos
式中β为连杆摆动角。
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（3）活塞侧壁及汽缸壁：产生侧压力
FP2 Fptg
作用结果：侧压力可引起活塞的摆动
及活塞侧面与汽缸壁的摩擦与磨损。
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（4）曲轴与轴承：气体压力沿连杆传到连杆 轴径处，使此处受压，又可分解为法向力R和 切向力S。
cos( ) R F p cos
第二章 曲柄连杆机构
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1
第一节 概述
一、功用与组成 1、功用：将燃料燃烧时产生的热能转变
为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将 活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对 外输出动力。
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轴向柱塞泵设计说明书
XXXXX学校毕业设计说明书论文题目：轴向柱塞泵设计系部： XXX专业： XXX XXXXX班级： XXX学生姓名： XXXXXXX 学号：XXXXX指导教师： XXXX2015年05月1日摘要液压泵是向液压系统提供一定流量和压力的油液的动力元件,它是每个液压系统中不可缺少的核心元件,合理的选择液压泵对于液压系统的减少能耗﹑提高系统的效率﹑降低噪声﹑改善工作性能和保证系统的可靠工作都十分重要。
本设计对轴向柱塞泵进行了分析,主要分析了轴向柱塞泵的分类,对其中的结构,例如,柱塞的结构型式﹑滑靴结构型式﹑配油盘结构型式等进行了分析和设计,还包括它们的受力分析与计算以及对缸体的材料选用和校核;另外对变量机构分类型式也进行了详细的分析,比较了它们的优点和缺点。
最后该设计对轴向柱塞泵的优缺点进行了整体的分析,对今后的发展也进行了展望。
关键词:柱塞泵；液压系统；结构型式；设计。
Liquid's pressing a pump is the motive component of oil liquid which presses system to provide certain discharge and pressure toward the liquid, it is each core component that the liquid presses the indispensability in the system, reasonable of choice liquid's pressing a pump can consume a exaltation the efficiency, of the system to lower the noise, an improvement work function and assurance system for liquid pressing system of dependable work all very importantThis design filled a pump to carry on toward the pillar to the stalk analytic, mainly analyzed stalk to fill the classification of pump toward the pillar,As to it's win of structure,For example, the pillar fill of the slippery structure pattern,Of the structure pattern went together with the oil dish structure pattern's etc. To carry on analysis and design, also include their is analyze by dint with calculation.The material,which still has a body to the urn chooses in order to and school pit very key; Finally measure an organization classification towards change, the pattern also carried on detailed analysis and compared their advantage and weakness.That design end filled the merit and shortcoming of pump to carry on whole analysis toward the pillar to the stalk and also carried on an outlook to after-time's development.Key Words：Plunger Pump; Hydraulic System; Structure Pattern; Design.摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)第1章直轴式轴向柱塞泵工作原理与性能参数 (3)1.1直轴式轴向柱塞泵工作原理 (3)1.2直轴式轴向柱塞泵主要性能参数 (3)第2章直轴式轴向柱塞泵运动学及流量品质分析 (7)2.1柱塞运动学分析 (7)2.2滑靴运动分析 (9)2.3瞬时流量及脉动品质分析 (10)第3章柱塞受力分析与设计 (14)3.1柱塞受力分析 (14)3.2柱塞设计 (17)第4章滑靴受力分析与设计 (22)4.1滑靴受力分析 (22)4.2滑靴设计 (25)4.3滑靴结构型式与结构尺寸设计 (25)第5章配油盘受力分析与设计 (31)5.1配油盘受力分析 (31)5.2配油盘设计 (34)第6章缸体受力分析与设计 (38)6.1缸体的稳定性 (38)6.2缸体主要结构尺寸的确定 (38)第7章柱塞回程机构设计 (41)第8章斜盘力矩分析 (43)M (43)8.1柱塞液压力矩18.2过渡区闭死液压力矩 (44)M (45)8.3回程盘中心预压弹簧力矩3M (46)8.4滑靴偏转时的摩擦力矩48.5柱塞惯性力矩M (46)58.6柱塞与柱塞腔的摩擦力矩M (47)68.7斜盘支承摩擦力矩M (47)78.8斜盘与回程盘回转的转动惯性力矩M (47)88.9斜盘自重力矩M (47)9第9章变量机构 (49)9.1手动变量机构 (49)9.2手动伺服变量机构 (50)9.3恒功率变量机构 (51)9.4恒流量变量机构 (52)结论 (54)致谢 (55)参考文献 (56)绪论随着工业技术的不断发展，液压传动也越来越广，而作为液压传动系统心脏的液压泵就显得更加重要了。
曲柄连杆机构构造与维修教(学)案
第2章曲柄连杆机构构造与维修教学重点1.了解曲柄连杆机构作用与组成；2.了解曲柄连杆机构工作条件和受力分析；3.掌握机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组主要部件构造和装配连接关系。
教学难点1.曲柄连杆机构主要零部件检测和维修方法；2.曲柄连杆机构常见异响诊断与排除。
2.1概述曲柄连杆机构作用、组成1.作用：将燃气作用在活塞顶上的压力转化为曲轴旋转运动而对外输出动力。
2.组成：机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。
工作条件与受力分析1. 工作条件：温度最高2500℃以上，压力最高达5～9MPa，化学腐蚀。
2. 受力分析：1〕气体作用力〔图2－1所示〕2〕惯性力〔图2－2所示〕3〕离心力〔图2－2所示〕4〕摩擦力图2－1气体压力分析.swf图2－2往复惯性力和离心力作用示意图.swf2.2机体组构造和维修气缸体和曲轴箱1.气缸定义：气缸体上部有一个或数个为活塞在其中运动做导向的圆柱形空腔。
2.气缸体型式：水冷式和风冷式整体式气缸有上下两个平面，安装气缸盖和下曲轴箱。
是气缸修理的加工基准。
３.气缸材料：一般采用优质灰铸铁，也有在铸铁中参加少量合金元素，为提高耐磨性，采用外表淬火和镀铑等处理工艺。
4.气缸套形式：干式和湿式5.气缸套材料：合金铸铁或合金钢6.气缸排列形式：单列式、V形式、对置式7.曲轴箱结构形式：平分式、龙门式、隧道式气缸盖与气缸垫1.气缸盖1〕气缸盖作用：封闭气缸上部并与气缸和活塞顶部共同构成燃烧室2〕气缸盖结构：水套、火花塞孔、进排气口等3〕气缸盖材料：灰铸铁或合金铸铁，也有是铝合金铸造.2.气缸垫1〕气缸垫作用：密封，防止漏水，漏气2〕气缸垫材料：金属-石棉垫3〕气缸垫安装：卷边朝向易修整的接触面或硬平面气缸体与气缸盖的检修1.常见损伤形式：1〕裂纹2〕变形3〕磨损2.气缸磨损：1〕特点：不均匀磨损。
气缸沿工作外表在活塞环运动区域呈上大下小的不规那么锥形磨损，磨损最大部位是活塞在上止点位置时第一道活塞环相对应的气缸壁。
斜盘式轴向柱塞泵的结构分析与设计
浮动缸体
浮动式配流盘
八、配流盘和缸体的自位结构
八、配流盘和缸体的自位结构
泵的加工、装配误差可能造成缸体端面与配流盘不平行。对通轴式斜盘泵来讲，主轴的挠曲变形也有可能造成缸体倾斜。为了使缸体和配流盘能很好贴紧，在结构上可采用自位措施，使配流表面能自动适应缸体端而的微量倾斜。 球面配流 浮动缸体 浮动式配流盘
八、配流盘和缸体的自位结构
缸体的参数设计
1
确定斜盘倾角、柱塞直径、柱塞数量和柱塞分布园直径
2
根据驱动转矩设计泵轴直径（先估算 ）
3
缸体的强度计算
4
找最小壁厚：柱塞孔与缸体外圆之间的壁厚、 柱塞孔与缸体内圆之间壁厚，柱塞孔与柱塞孔之间的壁厚。
5
缸体
九、关键零部件的设计
柱塞的设计
当 时，
2、配流盘与缸体间流场的作用力
五、缸体的受力分析
柱塞与缸体 斜盘对柱塞的作用力： 轴向力由液压力平衡 侧向力造成缸体倾斜（缸体与配流盘之间出现楔形缝隙，泄漏增大，加剧缸体与配流盘之间的磨损） 侧向力还造成柱塞与缸体之间的磨损
六、滑靴副的结构
两种设计思想： 静压支承原理 剩余压紧力原理
六、滑靴副的结构
2-6 轴向柱塞泵的设计问题
柱塞运动学分析
流量脉动
困油问题
柱塞滑靴的受力分析
缸体的受力分析
滑靴副的结构
配流盘的结构
配流盘和缸体的自位结构
关键零部件的设计
主要零件的材料与技术要求
一、柱塞运动学分析（参考《液压元件》） 滑靴在旋转过程中，由于离心力的作用，滑靴对于斜盘产生的压紧力将偏离滑靴的轴线。在此力所引起的摩擦力的作用下，滑靴、柱塞在运动中会产生绕自身轴线的旋转运动，转动的快慢取决于旋转摩擦力的大小。但这一自旋可以改善滑靴底部的润滑，对减小摩擦、改善磨损和提高效率均有利。
高考物理新力学知识点之理想气体知识点训练及答案(1)
高考物理新力学知识点之理想气体知识点训练及答案(1)一、选择题1．如图所示为一定质量理想气体的p —t 图，a 、b 、c 分别是三个状态点，设a 、b 、c 状态的气体密度为,,a b c ρρρ，内能为,,a b c E E E ，则下列关系中正确的是（ ）A ．a b c ρρρ>>;a b c E E E >>B ．a b c ρρρ<=；a b c E E E =>C ．a b c ρρρ>=；a b c E E E >=D ．a b c ρρρ=>；a b cE E E >= 2．如图所示，一端开口，一端封闭的玻璃管，封闭端有一定质量的气体，开口端置于水银槽中，用弹簧测力计拉着玻璃试管而平衡，此时管内外水银面高度差为h 1，弹簧测力计示数为F 1．若在水银槽中缓慢地倒入部分水银，使槽内水银面升高一些，稳定后管内外水银面高度差为h 2，弹簧测力计示数为F ２，则 （填选项前的字母）A ．h 1= h 2，F 1= F ２B ．h 1 > h 2，F 1 > F ２C ．h 1> h 2，F 1<F ２D ．h 1< h 2，F 1> F ２3．如图所示，一导热性能良好的气缸吊在弹簧下，缸内被活塞封住一定质量的气体（不计活塞与缸壁摩擦），当温度升高到某一数值时，变化了的量有：（ ）A ．活塞高度hB ．气体压强pC ．缸体高度HD ．弹簧长度L4．一定质量的理想气体从状态a 变化到状态b 的P-V 图像如图所示，在这一过程中，下列表述正确的是A．气体在a状态的内能比b状态的内能大B．气体向外释放热量C．外界对气体做正功D．气体分子撞击器壁的平均作用力增大5．如图是一定质量的气体由A状态到B状态变化过程的p-V图线，从图线上可以判断，气体的变化过程中，其温度（）A．一直降低B．一直升高C．先降低后升高D．先升高后降低6．某自行车轮胎的容积为V，里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同、压强也是p0的空气的体积为( )A． V B．VC．(＋1)V D．(－1)V7．一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，使其压强增大，则在这一过程中气体 ( ) A．从外界吸收了热量B．对外界做了功C．密度增大D．分子的平均动能增大8．一定质量的理想气体，经图所示方向发生状态变化，在此过程中，下列叙述正确的是（）A．1→2气体体积增大B．3→1气体体积增大C．2→3气体体积不变D．3→1→2气体体积不断减小9．如图所示，粗细均匀的玻璃管竖直放置且开口向上，管内由两段长度相同的水银柱封闭了两部分体积相同的空气柱．向管内缓慢加入少许水银后，上下两部分气体的压强变化分别为Δp1和Δp2，体积减少分别为ΔV1和ΔV2．则（）A．Δp1<Δp2B．Δp1>Δp2C．ΔV1<ΔV2D．ΔV1>ΔV210．下列说法正确的是（）A．一定质量的气体，当温度升高时，压强一定增大B．一定质量的气体，当体积减小压强一定增大C．一定质量的气体，当温度不变时,体积减小，压强一定增大D．一定质量的气体，当体积不变时,温度升高，压强一定减小11．如图所示,容器左边的体积是右边的4倍,两边充有同种气体,温度分别为20℃和10℃,此时连接两容器的细玻璃管的水银柱保持静止,如果容器两边的气体温度各升高10℃,忽略水银柱及容器的膨胀,则水银柱将（）A．向右移动B．向左移动C．静止不动D．条件不足,无法判断12．如图，竖直放置的右管上端开口的U型玻璃管内用水银封闭了一段气体，右管内水银面高于左管内水银面，若U型管匀减速下降，管内气体（）A．压强增大，体积增大B．压强增大，体积减小C．压强减小，体积增大D．压强减小，体积减小13．以下说法中正确的是A．分子力做正功，分子势能一定增大B．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的C．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小D．绝对零度就是当一定质量的气体体积为零时，用实验方法测出的温度14．气体压强从微观角度看是大量气体分子频繁碰撞容器壁而产生的一个持续的压力效果。
化工设备机械基础1
梯子左边部分受力
图如图（c）所示
梯子右边部分受力
图如图（d）所示
化工设备机械基础教学课件
2013年8月19日星期一
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内蒙古大学鄂尔多斯学院
主讲 张祯琳
整体受力图如图（e）所示
？
提问：左右两部分梯子在A处，绳子对左右两部分梯
子均有力作用，为什么在整体受力图没有画出？
化工设备机械基础教学课件 2013年8月19日星期一
主讲 张祯琳
考虑到左拱 AC 三个力作用
下平衡，也可按三力平衡汇 交定理画出左拱 AC 的受力
图，如图（e）所示
此时整体受力图如图 （f）所示
化工设备机械基础教学课件
2013年8月19日星期一
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内蒙古大学鄂尔多斯学院
主讲 张祯琳
讨论：若左、右两拱都 考虑自重，如何画出各 受力图？
如图 （g） （h）（i）
内蒙古大学鄂尔多斯学院
主讲 张祯琳
第一篇
第一章
工程力学基础
静力学基础
§ 1-1 静力学的基本概念 § 1-2 静力学的公理 § 1-3 约束与约束反力 § 1-4 受力分析与受力图
化工设备机械基础教学课件 2013年8月19日星期一
1
内蒙古大学鄂尔多斯学院
主讲 张祯琳
教学目标：
通过本章的学习，掌握静力学中的基本概念，公理；熟练掌握 工程上常见典型约束的类型、约束反力及其特点；学会对构件进行 受力分析，掌握构件受力图的绘制方法。
小Hale Waihona Puke 结 （1）光滑面约束——法向约束力 FN
（2）柔索约束——张力 FT
（3）光滑铰链—— FAy FAx
（4）滚动支座—— FN ⊥光滑面
试析液压支架立柱外缸体的设计
试析液压支架立柱外缸体的设计引言立柱是支架的承載构件，它长期处于高压受力状态，它的工作性能直接影响整个支架的工作状态。
因此在设计立柱时除应具有合理的工作阻力和可靠的工作特性外，还必须有足够的抗压、抗弯强度，良好的密封性能，结构要简单，并能适应支架的工作要求。
在生产实际中，外缸体的变形主要有缸体胀缸、人为破坏、密封失效等几方面，其中液压支架立柱胀缸问题越来越突出，大修液压支架立柱的胀缸比例约占20%，给生产维检带来很大压力，对安全生产与优质高效造成影响。
因此，研究分析研究立柱外缸体的变形、探讨有效防范及处置处理措施，对于煤矿企业综合机械化采煤降耗提效、促进安全生产、提升企业科技管理水平等方面，都具有重要意义。
本文主要将以ZY10000/28/62D中的立柱外缸体为例，运用SolidWorks Simulation 有限元分析软件对外缸筒进行分析，提出具体的设计改进措施，避免出现由于缸体变形而影响工作的现象发生。
一、建模ZY10000/28/62D型支架立柱的结构如图1所示，为双伸缩柱塞式结构，主要由外缸体、中缸体、活柱等构成。
从二维零件图可以获得尺寸，其中主尺寸如下：立柱总长L=5860mm，外缸体L1=2278mm，中缸体L2=2168mm，活柱L3=2220mm，外缸体内径D1=400mm，中缸体外径D2=380mm，活柱直径D3=260mm。
二、缸体的强度校核双伸缩立柱的外缸、中缸多数用27SiMn无缝钢管制作，液压支架立柱的壁厚（mm）一般为，即中等壁厚，按（1-1）式计算：（1-1）式中p—液压缸的最大工作压力，MPa；C—考虑关闭公差及侵蚀的附加厚度，mm；一般取2mm。
—强度系数，无缝钢管的=1；[]—缸体材料许用应力，MPa。
已知D=400mm，p=31.5MPa，C=2，=1，查表取安全系数：n=5；选取缸体材料为27SiMn，经查表得σb=980 MPa ，[]=σb/n=196 MPa。
国开(中央电大)专科《液压与气压传动》网上形考任务试题及答案
国开（中央电大）专科《液压与气压传动》网上形考任务试题及答案国开(中央电大)专科《液压与气压传动》网上形考任务试题及答案形成性考核一试题及答案一、填空题1.液压系统中，_______元件将油液的压力能转换为对外做功的机械能，完成对外做功；_______元件向液压系统提供压力油，将电机输出的机械能转换为油液的压力能。
[答案]执行部分；动力部分2.气动系统中，空气压缩机属于_______元件；汽缸属于_______元件；气源净化装置属于_______元件。
[答案]气源装置；执行；气源装置3.液压系统中的压力取决于_______。
[答案]负载的大小 4.液体粘度有三种表示方法，________粘度，________粘度和________粘度。
[答案]动力；运动；相对5.液压油对温度变化极为敏感，温度升高，粘度________；压力增大，粘度________，但数值变化小，可不考虑。
(填“增加”或“降低”)[答案]降低；增加 6.压力的表示方法有三种，即：_______、_______和_______。
其中，以大气压为基准计测压力，基准以上的正值叫_________，基准以下的负值叫__________。
[答案]绝对压力；相对压力；表压力；相对压力；绝对压力7.通常将无_______、不可_______的液体称为理想液体。
[答案]黏性；压缩8.液体流动时，若液体中任一点处的_______、_______和密度都不随时间变化称为恒定流动。
[答案]压力；流速9.伯努力方程是_______定律在流体力学中的表达形式，理想液体的伯努利方程中包含_______能、_______能和动(比动)能。
[答案]能量守恒；压力；位置势能10.液体在管道中流动时的压力损失可分为_______压力损失和_______压力损失两种。
[答案]沿程；局部11.液压泵是一种能量转换装置，能将_______转换为液体的_______。
[答案]机械能；液压能12.液压泵是靠密封容积的变化来吸压油的，故一般称为_______泵。
发动机气缸体疲劳试验
２试验原理
气缸体疲劳试验的加载方式见图ｌ。试验主 要考核主轴承壁（或连体主轴承壁）、缸套、气缸体
本体，同时对其它相关零件也有一定的考核作用。 Ｉ ｌ
盖
图１
在气缸体疲劳试验中，液压设备加载的压力 通过相关夹具首先传递到活塞连杆系统，然后传 递到主轴承壁及气缸体整体。在试验过程中，相
３２
ｌ汽车工艺与材料ＡＴ＆Ｍ
试验状态
损坏部位
具体现象
一
备注
缸套穿孔
缸套 环形损坏 缸间短裂纹
缸套部位较“薄
主轴承壁损坏
理想状态
主轴承壁
主轴承盖损坏 主轴壁螺纹孑Ｌ损坏坏 端面损坏
ｆ
“圆角”等应力集中部位易先损坏 气缸体本体 侧面损坏 顶面损坏
活塞 开裂
幕、
一般为铝活塞承受能力不足造成 气缸垫密封能力不足造成
环形脱落
气缸垫 非理想状态 螺栓 缸盖螺栓 缸间缺损 主轴承盖螺栓
断口：将裂纹处取样剖开后，未发现明显疲劳源。 受力：在气缸体疲劳试验中，气缸体端面会受 到从主轴承盖螺栓处垂直向下的频繁拉力作用， 受力方向见图１８。 分析：对断口（图２０）进行观察，倾向于此气缸体 在端面定位孔内侧下方的圆角处（图２１）产生应力集
部门提供设计依据。圃
中国汽车年度盛典领航未来新趋势
２０１４年１月７日，凤凰汽车２０１３中国汽车年度盛典，在北京国贸大酒店正式启动。本次盛典以“领航・新趋势”为主题， 在中国国际贸易促进委员会汽车行业分会的大力支持下，聚焦中国汽车产业，以凤凰汽车购车消费评价报告为评选基础， 联合媒体、行业专家、车主及网友多方评定。２０１３中国汽车年度盛典年度最具人气车型：红旗Ｈ７。获奖理由：红旗Ｈ７唤起 了国人内心深处对于红旗品牌的敬仰，无数人钟情于红旗Ｈ７所呈现的民族精神面貌。面向所有用户销售的策略，更拉近 了国民与“国车”红旗Ｈ７的距离，它用设计、功能、舒适性、档次感，重新树立了自身的高档车形象。 ２０１３中国汽车年度盛典年度都市ｓｕＶ：一汽丰田全新ＲＡｖ４。获奖理由：一汽丰田全新ＲＡＶ４实现了华丽转身，新的设 计语言使得受众面大为增加；一如既往的宽大空间和优秀的乘坐舒适性，配合全新２．５升发动机和无级变速器的动力系统， 让都市ＳＵＶ的优点在全新ＲＡＶ４上表现得淋漓尽致。
第2章曲柄连杆机构
2.3机体组
2.3.1汽缸体
1.汽缸体的结构形式 水冷发动机的汽缸体和曲轴箱通常铸成一体，可称为汽缸体
一曲轴箱，也可简称为汽缸体。汽缸体上半部有一个或若十个为 活塞在其中运动导向的圆柱形空腔，称为汽缸;下半部为支承曲轴 的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。作为发动机各个机构和系 统的装配基体，汽缸体本身应具有足够的刚度和强度。其具体结 构形式分为三种，如图2-4所示。
汽缸套有干式和湿式两种，如图2-10所示。
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2.3机体组
2.3.2汽缸盖与汽缸衬垫
1.汽缸盖 汽缸盖的主要功用是密封汽缸上部，并与活塞顶部和汽缸一
起形成燃烧室。同时，汽缸盖也为其他零部件提供安装位置。汽 缸盖的燃烧室一侧直接受到高温、高压燃气的作用。在承受热负 荷时，由于形状复杂，冷却不均匀，各部分温差大，特别是在进、 排气门口之间以及进、排气门口与汽油机的火花塞之间(或进、排 气门)与柴油机的喷油器之间的所谓“鼻梁区”，热应力很高，是 容易出现裂纹损坏的部位;而汽缸盖在机械负荷和热负荷作用下产 生的变形会导致进、排气门密封被破坏和汽缸盖密封(气封、水封、 油封)被破坏，影响发动机的动力性、经济性和工作可靠性。因此， 要求汽缸盖应具有足够的强度和刚度。
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2.5曲轴飞轮组
按照曲轴的主轴颈数，可以把曲轴分为全支承曲轴和非全支 承曲轴两种。在相邻的两个曲拐之间，都设置一个主轴颈的曲轴， 称为全支承曲轴;否则称为非全支承曲轴。
因此，直列发动机的全支承曲轴，其主轴颈的总数(包括曲轴 前端和后端的主轴颈)比汽缸数多一个;V形发动机的全支承曲轴， 其主轴颈的总数比汽缸数的一半多一个。全支承曲轴的优点是可 以提高曲轴的刚度和恋曲强度，并目可减轻主轴承的载荷。其缺 点是曲轴的加工表面增多，主轴承增多，使机体加长。这两种形 式的曲轴均可用于汽油机，但柴油机多采用全支承曲轴，这是因 为其载荷较大的缘故。
热力学中的三类模型-液柱、汽缸
热学中的三类模型•液柱类问题（一）常见液柱的压强问题嬱嬮竖直管如图嬱所示对液柱受力分析：pS嬽mg嬫p0S其中p为封闭气体压强，m为液柱质量，S为竖直管内横截面积嬮液柱的质量表示为：m嬽ρV嬽ρSh其中ρ为液体的密度则封闭气体的压强：p嬽p0嬫ρgh嬲嬮倾斜管如图嬲所示对液柱受力分析：p0S嬫mg孳孩孮θ嬽pS其中p为封闭气体压强，p0为大气压强，m为液柱质量，S为管内横截面积嬮液柱质量表示：m嬽ρV嬽ρSL其中ρ为液体密度，L为液柱长度则封闭气体的压强p嬽p0嬫ρgh其中h嬽L孳孩孮θ，为液柱竖直方向上的长度嬮嬳嬮孕型管同种液体在同一水平面上各处的压强相等——连通器原理嬨嬱嬩如图嬳嬨孡嬩所示对高出部分液柱进行受力分析：pS嬽mg嬫p0S其中p为封闭气体压强，p0为大气压强，m为高出部分液柱质量，S为管内横截面积则封闭气体的压强为p嬽p0嬫ρgh嬨嬲嬩如图嬳嬨孢嬩所示对高出部分液柱进行受力分析：p0S嬽mg嬫pS其中p为封闭气体压强，p0为大气压强，m为高出部分液柱质量，S为管内横截面积则封闭气体的压强为：p嬽p0−ρgh嬴嬮蛇形管非连通液体同一水平面压强不一定相等，同一段气体的压强处处相等，思考方法为从连通器大气处向里推，当成多个孕形管问题解决嬮ρg嬨h1嬫h2−h3嬩孂嬮p0−ρg嬨hρg嬨h1−h2嬫h3嬩孄嬮p0−ρg嬨h以中间气柱的最低液面分析，同理可得：p B嬫ρgh1嬽p2联立解得：p B嬽p0嬫ρg嬨h1嬫h3嬩（二）常规液柱问题的综合分析一般解题方法：嬱嬮确定不变量：p、V、T嬲嬮选对象，列式子（嬱）液柱——受力分析或压强分析（嬲）气体——理想气体状态方程嬳嬮由已知，求未知（嬱）液柱出现在连通器里时，同一高度液面处压强相等（嬲）求液柱封闭的气体压强时，一般以液柱为研究对象，进行受力分析，列平衡方程（嬳）如果系统有加速度，选与气体接触的液柱为研究对象，受力分析，利用牛顿第二定律求解封闭气体压强单气体模型如图嬵所示，一粗细均匀的细管开口向上放置，管内有一段高度为嬲.嬰季孭的水银柱，水银柱下密封了，一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为嬲.嬰季孭，若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同，已知大气压强为嬷嬶季孭孈孧，环境温度为嬲嬹嬶孋嬮（嬱）求细管的长度嬮（嬲）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口齐平为止，求此时密封气体的温度嬮总结嬱嬮求解液柱类问题多个相互联系的定量气体问题时，通常以压强建立系统之间的关系嬲嬮充分利用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联嬳嬮确定每个研究对象的变化性质，初、末态气体的状态求解相应的未知物理量，最终求出要求的物理量（三）液柱移动问题（液柱移动方向的判断）嬱嬮温度变化如图嬷所示，两端封闭的均匀玻璃管内，有一段水银柱将气体分为两部分，当玻璃管与水平面成α角且各处温度相同时，两部分气柱之比l 1嬺l 2嬽嬱嬺嬲，现使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将向什么方向移动？公式法对上端气体：p 2 p 2嬽T 2 T 2⇒嬁p 2嬽p 2T 2嬁T 2对下端气体：嬁p 1嬽p 1T 1嬁T 1T 1嬽T 2嬁T 1嬽嬁T 2p 2<p 1所以：嬁p 1>嬁p 2故水银柱向上移动嬮图象法在p −T 图象上作出两段气体的等容线，相同温度下p 2<p 2嬮故l 1长的气柱的等容线斜率大于l 2长度的气柱斜率，如图所示嬮由图知，温度变化相同时，压强增量嬁p 1>嬁p 2，水银柱上移嬮嬲嬮运动状态变化如图嬸所示，两端封闭的玻璃管中，有一段水银柱，当玻璃管AB竖直放置时，A端管中水银面比D端管中水银面高些，现要使两管中水银面相齐，下列做法可行的是，让玻璃管（）孁嬮自由下落孂嬮加速上升孃嬮以AB为轴旋转孄嬮以DC为轴旋转静止时，压强关系：p B嬽p C p B嬽p A嬫ρgh1p C嬽p D嬫ρgh2h1>h2则p D>p A孁嬮自由下落时，水银柱对气体无压力，p D>p A，液柱左移嬮孂嬮加速上升，处于超重，水银柱右移，A气体压强减小，D气体压强增大，压强差增大，嬁h减小，但不为嬰嬮孃孄嬮以BC段为研究对象，如图所示，静止时，p B嬽p C，以AB为轴旋转时，p B<p C水银柱右移，h2增大，气体压强增大，h1减小，A中气体压强减小，使p B<p C，嬁h减小，当转速合适时，可能使嬁h嬽嬰，反之嬁h增大嬮•汽缸类问题（一）单气缸模型嬱嬮单气缸模型的通用解题方法（嬱）确定不变量——P、T、V（嬲）明确对象——力学研究对象（活塞、缸体或系统）、热学研究对象（封闭气体）（嬳）分析过程——受力平衡方程、理想气体状态方程（嬴）由已知，求未知嬲嬮单气缸模型问题的分析放法（嬱）受力平衡方程①要注意力学研究对象是否有质量m，是否除了两边气体压力和自身重力外，还有其他外力施加在研究对象上，如轻杆、轻绳、弹簧或其他气体；②当力学研究对象处于稳定状态会在“缓慢移动”时，其受力一定是平衡的；③当汽缸中含有突起，活塞“刚好”到达此处时，突起对活塞没有力的作用嬮（嬲）理想气体状态方程①当题目中含有“温度全程不变”或“汽缸或活塞导热，外界气温不变”时，汽缸内封闭气体的变化一定为等温变化；②当汽缸含有突起或其他活塞导致“卡住”的结构，在“卡住”时的变化一定为等容过程；③当活塞一侧为大气或真空，活塞内封闭气体因温度变化膨胀或收缩时，该气体状态变化一定为等压变化嬮（加气、抽气等气体变化的问题并不适用，气体变化问题在后面会讲到）体积V B的增量嬁U；p1嬽嬲p0嬨嬲嬩p2 嬽嬳嬲p0嬨嬳嬩p3嬽嬱.嬶p0（二）复杂汽缸模型嬱嬮复杂汽缸模型的通用解题方法（嬱）确定不变量（嬲）选对象，列式子①各部分气体——注意初末状态变化量，确定所用的理想状态方程②找关联孡嬮活塞——受力分析——压强的关联，可列受力平衡方程孢嬮活塞导热——温度关联，可确定初末状态温度变化季嬮几何关系——体积关联，可确定体积变化量（嬳）由已知，求未知嬲嬮复杂汽缸模型的分析方法（嬱）受力分析——注意整体与隔离法的应用（嬲）气态方程——将多过程分解为一个个单一过程去分析，注意条件的变化关联气体如图嬱嬰所示，容积均为V的汽缸，A、B下端有细管（容积可混略）连通，阀门孋2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门孋1、孋3，B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略），初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部，关闭孋2、孋3，通过孋1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的嬳倍后关闭孋1，已知室温为嬲嬷◦孃，T嬽嬲嬷嬳孋嬫t，汽缸导热嬮（三）变质量气体模型嬱嬮常见题型孡嬮充气问题孢嬮抽气问题季嬮分装问题孤嬮漏气问题嬲嬮解题思路在以上四种题型中，容器内的气体的质量均发生变化，如果选取容器内部的气体和外部的气体总体为研究对象，即可将变质量问题转为定质量问题嬮抽气问题容积为嬵×嬱嬰−3m3的容器封有理想气体，若用最大容积为嬰.嬱×嬱嬰−3m3的活塞抽气筒抽气，在温度不变的情况下抽气嬱嬰次，求容器内剩余气体的压强与最初压强的比值嬮分析：因每次抽出的气体压强不一样，但可把抽气过程等效成容器与真空的抽气筒相通，所以每次抽气可视为质量一定的气体体积增大嬁V，设容器中原有气体的压强为p0，体积为V0，抽气筒容积为嬁V嬮第嬱次抽气过程，有p0V0嬽p1嬨V0嬫嬁V t嬩第嬲次抽气过程，有p1V0嬽p2嬨V0嬫嬁V t嬩第嬳次抽气过程，有p2V0嬽p3嬨V0嬫嬁V嬩···第嬱嬰次抽气过程，有p9V0嬽p10嬨V0嬫嬁V嬩各式左右两边相乘可得p10嬽嬨V0V0嬫嬁V嬩10p0所以：p10 p0嬽V0V0嬫嬁V10嬽嬵嬵嬫嬰.嬱10≈嬰.嬸嬲嬽嬴嬱嬵嬰充气问题如图嬱嬱所示，喷洒农药用的某种喷雾器，其药液筒的总容积为嬱嬴孌，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为嬲孌，气压为嬱×嬱嬰5子孡，打气筒活塞每次可以打进气压为嬱孡孴孭，体积为嬰.嬲孌的空气（不考虑环境温度的变化）嬮嬨嬱嬩要使药液上方的气体压强增大到嬵孡孴孭，应打气多少次？嬨嬲嬩如果药液上方的气体压强达到嬵孡孴孭时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器不能再外向喷药时，筒内剩下的药液还有多少升？分析：嬨嬱嬩环境温度不变，封闭在药液上方的气体做等温变化，设打气n次，对封闭在药液上方的空气和打入的空气进行研究嬮初态：p1嬽嬱孡孴孭V1嬽嬲孌嬫嬰.嬲孮孌末态：p2嬽嬵孡孴孭V2嬽嬲孌由玻意耳定律：p1V1嬽p3V3解得：n嬽嬴嬰嬨嬲嬩当喷雾器不能再向外喷药时，筒内空气的压强为p3嬽嬱孡孴孭由玻意耳定律得：p2V2嬽p3V3解得：V3嬽嬱嬰孌剩下的药液体积：V嬽嬱嬴孌−嬱嬰孌嬽嬴孌璃管平放于光滑水平桌面上并让其以长度嬮习题嬲（$$$）如图所示，竖直放置的导热汽缸，活塞横截面积为S嬽嬰.嬰嬱孭2，可在汽缸内无摩擦滑动，汽缸侧壁有一个小孔与装有水银的孕形玻璃管相通，汽缸内封闭了一段高为H嬽嬷嬰季孭的气柱（孕形管内的气体体积不计）嬮已知活塞质量m嬽嬶.嬸孫孧，大气压强p0嬽嬱×嬱嬰5子孡，水银密度ρ嬽嬱嬳.嬶×嬱嬰3孫孧/孭3，g嬽嬱嬰孭/孳2（嬱）求孕形管中左管与右管的水银面的高度差h1；（嬲）在活塞上加一竖直向上的拉力使孕形管中左管水银面高出右管水银面h2嬽嬵季孭，求活塞平衡时与汽缸底部的高度嬮习题嬳（$$$$）如图所示，均匀薄壁孕形管竖直放置，左管上端封闭，右管上端开口且足够长，用两段水银封闭了A、B两部分理想气体，下方水银的左右液面高度相差嬁L嬽嬱嬰季孭，右管上方的水银柱高h嬽嬱嬴季孭，初状态环境温度为嬲嬷◦孃，A气体长度L1嬽嬳嬰季孭，外界大气压强p0嬽嬷嬶季孭孈孧嬮现保持温度不变，在右管中缓慢注入水银，使下方水银左右液面等高嬮然后给A部分气体缓慢升温，使A中气柱长度回到嬳嬰季孭嬮求：（嬱）右管中注入的水银高度是多少？（嬲）升温后的温度是多少？习题嬴（$$$）如图所示，哑铃状玻璃容器由两段粗管和一段细管连接而成，容器竖直放置嬮容器粗管的截面积为S1嬽嬲季孭2，细管的截而积S2嬽嬱季孭2，开始时粗细管内水银长度分别为h1嬽h2嬽嬲季孭嬮整个细管长为h嬽嬴季孭嬮封闭气体长度为L嬽嬶季孭嬮大气压强为p0嬽嬷嬶季孭孈孧，气体初始温度为嬲嬷◦孃嬮求：（嬱）若要使水银刚好离开下面的粗管，封闭气体的温度应为多少孋嬮（嬲）若在容器中再倒入同体积的水银，且使容器中封闭气体长度L仍为嬶季孭不变，封闭气体的温度应为多少孋嬮习题嬵（$$$$）如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的上部有一定长度的水银柱，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中嬮开启上部连通左右水银的阀门孁，当两侧气体温度为嬳嬹嬰孋稳定时，水银柱的位置如图所示，其中左侧空气柱长度L1嬽嬴嬵季孭，左右两侧顶部的水银面的高度差为h1嬽嬷季孭，左侧空气柱底部的水银面与水银槽面高度差为h2嬽嬳季孭，大气压强为嬷嬵季孭孈孧嬮求：（嬱）右管内气柱的长度L2；（嬲）关闭阀门孁，当两侧气体温度升至嬵嬷嬰孋时，左侧竖直管内气柱的长度L3。
液压缸工作时缸体与活塞杆发生相对转动的原因分析及解决方法
液压缸工作时缸体与活塞杆发生相对转动的原因分析及解决方法液压缸是液压系统中的重要元件，它能将液压能转换为机械能，推动负载完成各种工作。
然而，由于各种原因，液压缸可能会出现故障，如误动作、无力推动负载以及活塞滑移或爬行等。
这些故障可能导致设备停机，影响生产效率。
为了确保液压系统的正常运行，我们需要重视液压缸的故障诊断与维修工作。
液压缸的故障原因可能包括阀芯卡住或阀孔堵塞、液压泵内泄、溢流阀内部零件卡住、损坏或弹簧疲劳、执行控制元件（方向阀，流量阀等）内部零件磨损或卡死、执行元件内部零件磨损等。
针对这些故障，我们可以采取相应的维修方法，如清洗阀芯和阀孔、更换液压泵内部零件、修理或更换溢流阀、更换执行控制元件内部零件、修理或更换执行元件内部零件等。
同时，我们还需要定期对液压系统进行维护和检查，以预防故障的发生。
总之，液压缸的故障诊断与维修对于确保液压系统的正常运行至关重要。
我们应该重视这项工作，及时发现和处理液压缸的故障，以避免设备停机带来的损失。
故障对于液压系统的维护和修理具有很高的参考价值。
简要概括一下：1.阀门芯卡住或阀孔被封锁：可能是由于油污、泥土或胶体沉积在阀芯或阀孔上。
处理方法包括清洗阀芯和阀孔，检查系统的过滤器，清理油箱并更换液压介质。
2.活塞杆和气缸被卡或液压缸被阻止：可能是由于活塞和活塞杆封太紧，污垢和胶体沉积，轴线活塞杆和气缸筒对准不良，磨损部分和密封件无效，或者负荷过大。
处理方法包括检查活塞和活塞杆封，清理污垢和胶体，调整轴线，更换磨损部分和密封件，以及减轻负荷。
3.控制液压系统的压力过低：可能是由于控制管道过大，流阀调整不当，控制压力不适当，或者压力来源受到干扰。
处理方法包括检查控制压力来源，确保压力调整到指定值。
4.空气进入液压系统：可能是由于系统泄漏。
处理方法包括检查液压油箱、密封件和管接头，清洁吸油过滤器，并更换过于脏的密封件和管接头。
5.初始运动缓慢：可能是由于液压油的粘度高，流动性差，特别是在低温下。
发动机缸体
发动机缸体机加生产线培训教程日期：20070925一、概述▪发动机是汽车最主要的组成部分，它的性能好坏直接决定汽车的行驶性能，故有汽车心脏之称。
而缸体又是发动机的基础零件，通过它把发动机的曲轴连杆机构和配气机构以及供油、润滑、冷却等系统联接成一个整体。
它的加工质量直接影响发动机的性能。
▪本教程主要介绍发动机缸体机加生产线的工艺方案思路及生产线建设。
二、缸体的结构特点和技术要求⏹ 1.缸体的结构特点⏹由于缸体的功用决定了其形状复杂、壁薄、呈箱形。
其上部有若干个仅机械加工的穴座，供安装汽缸套用。
其下部与曲轴箱体上部做成一体，所以空腔较多，但受力严重，所以它应有很高的刚性，同时也要减少铸件壁厚，从而减轻其重量，而汽缸体内部复杂的水道外尚有直径6-8mm的油道。
⏹ 2.缸体的技术要求：⏹由于缸体是发动机的基础件，它的许多平面均作为其他零件的装配基准，这些零件之间的相对位置基本上是由缸体来保证的。
缸体上的很多螺栓孔、油孔、出沙孔、气孔以及各种安装孔都直接影响发动机的装配质量和使用性能，所以对缸体的技术要求相当严格。
⏹ 3.缸体的材料：⏹根据发动机的原理可以知道缸体的受力情况很复杂，需要有足够的强度、刚度、耐磨性和抗振性，因此对缸体材料有较高的要求。
⏹缸体的材料有普通铸铁、合金铸铁及铝合金等。
我国发动机缸体采用HT200、HT250灰铸铁、合金铸铁和铝合金。
灰铸铁具有足够的韧性和良好的耐磨性，多用于不镶缸套的整体缸体。
由于价格较低，切削性能较好，故应用较广。
近年来随着发动机转速和功率的提高，为了提高缸体的耐磨性，国内、外都努力推行铸铁的合金化，即在原有的基础上增加了炭、硅、锰、铬、镍、铜等元素的比例，严格控制硫和磷的含量，其结果不仅提高了缸体的耐磨性和抗拉强度，而且改善了铸造性能。
⏹用铝合金铸造缸体、不但重量轻、油耗少，而且导热性、抗磁性、抗蚀性和机械加工性均比铸铁好。
但由于铝缸体需镶铸铁缸套或在缸孔表面上加以涂层，原材料价格较贵等原因，因此其使用受到一定程度的限制。
液压作业答案
液压作业答案1、图为定量泵和定量马达系统。
泵输出压力10P p MPa =，排量10/P V mL r =，转速1450/min p n r =，机械效率0.9mP η=，容积效率0.9VP η=；马达排量10/M V mL r =，机械效率0.9mM η=，容积效率0.9VM η=。
泵出口和马达进口间管道压力损失0.2p M P a∆=，其他损失不计，试求： l ）泵的驱动功率； 2）泵的输出功率； 3）马达输出转速、转矩和功率。
答案：//1014500.01/(600.9) 2.69p p p p p p m p P p q p n V KWηη⋅⋅===⨯⨯⨯=泵驱动1014500.010.9/60 2.18p p p p p V pP p q p n V KWη⋅⋅===⨯⨯⨯=泵输出1450100.90.91174.5/min10p v M p P v p v MM MMq n V n V V r ηηη⋅⋅⋅==⨯⨯⨯==39.8100.010.914.0322M M m M p V T N m ηππ⋅∆⨯⨯⨯===⋅221174.514.03/601726M M M M MP T T n Wωππ===⨯⨯=习题1 习题22、图示系统，泵和马达的参数如下：泵的最大排量r mL V P /115max =，转速mi n /1000r n p =，机械效率9.0=mp η，总效率84.0=p η；马达的排量r mL V M /148=，机械效率9.0=mM η，总效率84.0=M η，回路最大允许压力MPa p r 3.8=，若不计管道损失，试求：1）马达最大转速及该转速下的输出功率和输出转矩。
2）驱动泵所需的转矩。
答案： 1）液压泵容积效率0.840.9330.9p vp mp ηηη=== 马达容积效率0.840.9330.9M vM mM ηηη=== 马达最大转速max max 66115100.9330.933676.4/min14810P vMP P vP vMM mMMq V n n V r ηηηη--==⨯⨯⨯==⨯马达输出功率max 668.31011510(1000/60)0.9330.8412.4M r P M r P P VP MN p q p V n KWηηη-===⨯⨯⨯⨯⨯⨯=马达输出转矩312.471017622676.4/60M M M N T N m n ππ⨯===⋅⨯⨯2）驱动泵所需的转矩668.31011510168.88220.9r P mP p V T N m πηπ-⨯⨯⨯===⋅⨯3、已知轴向柱塞泵的额定压力为MPa p 16=，额定流量min /330L q =，设液压泵的总效率为9.0=η，机械效率为93.0=m η。
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（2）在曲轴旋转一周中，其离心惯性力的垂直 分力的作用方向也改变一次，且与往复惯性力 的作用方向一致，两者叠加，更进一步加剧了 发动机的上下振动。
1、曲轴旋转不平稳的原因：
2、提高平稳性的措施：
（1）在曲轴的后端装置一个飞轮；
5、为保证运动零件的运动正常，汽缸 体在加工时应保证一定的加工精度。
六缸机的作功间隔角应为720°／6=120 ° 。 其曲轴的6个曲拐分别布置在夹角为120 ° 的三个 平面内，前后对称，其中1、6缸，2、5缸和3、4缸 曲拐分别在曲轴轴线的同一侧共平面。
各缸作功次序为1—5—3 —6—2 —4 —1， 或为1— 4 — 2—6—3—5 — 1。
•2、惯性力的平衡：
由于曲柄连杆机构运动速度的大小和方向都是不 断变化的，所以要产生惯性力。为了分析方便，将 惯性力简化为往复惯性力和离心惯性力。
1、往复惯性力：是指活塞组件和连杆小头在汽缸 内作往复运动所产生的惯性力，用Pj表示。其大小 与机件的质量及加速度成正比，其方向总与加速度 的方向相反。
3、结论：
1、保证汽缸体刚度、强度的结构措施
（1）对多缸水冷式发动机板和加强筋。
•3、采用龙门式或隧道式主轴承座孔的结构。
（1）水冷：冷却介质为水，水冷式发动机汽 缸体的中空夹层形成水套，储存冷却水，通 过水的循环流动，带走一部分热量，以增加 散热面积。
及活塞侧面与汽缸壁的摩擦与磨损。
（4）曲轴与轴承：气体压力沿连杆传到连杆 轴径处，使此处受压，又可分解为法向力R和 切向力S。
cos( ) R Fp cos
sin( ) S Fp cos
膨胀冲程
压缩冲程
特点：
（1）作用力小； （2）侧压力方向与膨胀冲程相反； （3）切向力S′为阻力。
1、功用：实现内燃机的工作循环，完
成能量的转换（化学能—热能—压力 能—机械能），并以曲轴旋转的形式 （曲轴具有一定的转速以及扭矩）向外 输出动力。
3、主要运动零件的基本运动形式：
（1）活塞：往复直线运动，还有摆动和颤 动等； （2）曲轴：旋转运动，还有振动等； （3）连杆：平面运动，即平动＋转动，将 活塞的往复直线运动与曲轴的旋转运动进行 相互转换。
•（2）采用多缸发动机，合理安排其作功顺序；
• 各缸着火间隔角应相等，保证运转平稳性；
• 曲轴的形状和曲拐的布置，取决于缸数、气缸 排列方式和发火次序。在布置多缸发动机的发火 次序时，为减轻主轴承载荷和避免进气重叠现象 发生，应使连续作功的两缸相距尽可能远些。
1）四缸机曲轴的曲拐布置和工作顺序：
机体组主要由汽缸体、曲轴箱、油 底壳、汽缸套、汽缸盖和汽缸垫等
组成 。
一、汽缸体
（一） 结构型式与功用 1、结构型式
汽缸体是汽缸的壳体，曲轴箱是支撑曲轴作旋转运动 的壳体，二者组成了柴油机的机体。其结构型式有整 体式和分体式两种。
整体式结构是将汽缸体与上曲轴箱铸成一体，仍统称 为汽缸体，通常用于水冷式柴油机。
(三)要求
1、具有足够的强度、刚度 ； 2、良好的耐热性、耐磨性和耐蚀性 ； 3、冷却散热效果好； 4、结构紧凑，重量轻 5、具有必要的加工精度及粗糙度等。
(四)材料
一般用灰铸铁，风冷式发动机为保证刚度和强 度的同时，又能提高其散热效果，多制成双金 属缸体，即在铸铁或钢的汽缸套外面渗铝后再 铸上铝合金散热片。
• 由于惯性力作用，会产生附加载荷，引起机体振动，
影响发动机的可靠性及使用寿命，因此要考虑平衡措 施。
• 单缸机由于自身平衡性能最差，所以通常采用较为 复杂的平衡轴机构进行平衡；两缸机和三缸机虽然平 衡性能稍好，但是，也必须采取平衡措施，以达到平 衡惯性力矩，一种是在曲轴上设置平衡重块；书22页
•四缸机和六缸机的自身平衡性最好，可以不采取平衡 措施。但是为了消减曲轴局部上的附加弯矩作用，有 些发动机的曲轴上也设置平衡重块。
1、膨胀冲程：
Fp p S
Fp为活塞顶所承受的气体作用力，将其假设为一作 用在活塞销上的集中力，S为活塞顶面积，p为气体压 力。
(2)连杆：
F Fp p1 cos
式中β为连杆摆动角。
（3）活塞侧壁及汽缸壁：产生侧压力
FP2 Fptg
作用结果：侧压力可引起活塞的摆动
四缸机作功行程间隔角应为720 °/4＝180°。其 曲轴将4个曲拐布置在同一平面内，且前后对称，即 1、4缸曲拐在曲轴轴线的同一侧，2、3缸曲拐在曲 轴轴线的另一侧。发动机的各缸工作次序有两种： 1—3—4—2 —1或1—2—4—3 —1 。我国的四缸发 动机都按1—3—4—2次序作功。
2）六缸机曲轴的曲拐布置和工作顺序：
分体式结构是将汽缸体与曲轴箱分开铸造再用螺栓连 接起来。多用于风冷式柴油机。
汽缸体是汽缸的壳体，由此形成容纳活塞并引 导活塞作往复运动的汽缸。 整体式汽缸体或分 体式的曲轴箱是组装柴油机的基础件，并由它 来保持柴油机各运动件相互之间的位置关系。
(二)工作条件
1、承受有较大的机械负荷； 2、承受较复杂的热负荷——燃烧气体给予汽 缸壁的热量，主要通过汽缸体来散失。
（2）风冷：冷却介质为空气，风冷式发 动机汽缸体与曲轴箱分开铸造，而且汽缸 体与汽缸盖外表面铸有铝质散热片，以增 加散热面积。
在汽缸体内设置油道，利用润滑油来减 轻磨损，设置油道的方法有：
钻孔、铸入油管、安装油管。
为减轻汽缸壁的磨损，在汽缸壁上留有 与汽缸母线成60度~67度的绗磨或滚碾 纹路，以便储存润滑油。