课程设计活塞设计说明

课程设计

课程名称：发动机设计

设计题目：活塞设计

学院：交通工程

专业：车辆工程

年级：车辆xxx班

学生： xxxxxx

指导教师： xxxxxx 日期： 2013年9月

教务处制

目录

1总体布局，结构特点以及选用原则系统分析 (1)

1.1总体设计的一般要求 (1)

1．2选用原则 (1)

2.标定工况工作过程及热力计算和示功图绘制 (2)

2.1实际循环热力计算 (2)

2.1.1热力计算的目的 (2)

2.1.2热力计算的方法 (2)

2.2重要参数选取 (2)

2.2.1压缩比 (3)

2.2.2过量空气系数 (4)

2.2.3扫气系数 (4)

2.2.4残余废气系数 (4)

2.2.5进气温升 (4)

2.2.6热量利用系数 (4)

2.2.7示功图丰满系数 (4)

2.2.8机械效率 (4)

2.2.9平均多变压缩指数 (4)

2.2.10平均多变膨胀指数 (4)

2.3燃料燃烧化学计算 (5)

2.3.1 理论空气量的计算 (5)

2.3.2 理论分子变化系数 (5)

2.3.3 实际分子变化系数 (5)

2.4燃气过程参数的确定与计算 (5)

2.4.1 压缩始点的气体状态 (5)

2.4.2 压缩终点气体状态 (6)

2.3.3 燃烧过程及燃烧终点气体状态 (6)

2.4.4 膨胀终点气体状态 (8)

(8)

2.4.5排气温度的计算

2.3.6示功图的绘制 (9)

2.5发动机性能参数 (10)

2.5.1 平均指示压力 (10)

2.5.2平均有效压力 (10)

2.5.3有效功率 (10)

2.5.4充量系数 (10)

2.5.5指示热效率 (10)

2.5.6有效热效率 (10)

2.5.7燃油消耗率 (11)

2.4.7发动机总进气量 (11)

3 .活塞位移、速度、加速度随曲轴转角变化曲线 (11)

4气缸侧击力、连杆力、曲柄销切向力，径向力、活塞销合力 (13)

4.1气缸侧击力N (13)

4.2连杆力S (13)

4.3曲柄销切向力T径向力K (13)

4.4活塞销合力P (14)

5活塞设计及强度校核 (17)

5.1活塞销参数的选取 (17)

5.2活塞销参数的校核 (17)

5.3活塞参数的选取 (18)

5.4活塞的校核 (19)

6.有限元分析 (20)

6.1实体模型的建立 (20)

6.2活塞受力分析 (20)

6.3活塞计算分析 (23)

6.4活塞销分析 (24)

6.5活塞销计算分析 (25)

7.结论 (25)

8.参考文献 (26)

课程设计说明书

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1697℃≈1700℃

课 程 设 计 说 明 书

计 算 及 说 明

结 果

满足如下图3-2所示图形

取1970z T K =

气缸的工作容积

2/4**0.744h V D S L

==π

0744h V L = 燃烧室容积0.04511h

c V V L

ε==- 0.0451c V L =

燃烧终点z 的气缸容积

*/*/0.0795z d z c c V T T V L

μλ==

0.0795z V L =

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课 程 设 计 说 明 书

n

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计算及说明结果

课 程 设 计 说 明 书

计 算 及 说 明

结 果

4气缸侧击力、连杆力、曲柄销切向力，径向力、活塞销合力 4.1气缸侧击力N

气体作用力0()*g g h

P p p F =- 2

*4h F D ⎛⎫= ⎪⎝⎭

π 往复惯性力*j j P m j

=-

气缸侧击力

()*tan g j N P P β

=+

4.2连杆力S

()cos g j S P P β=+

4.3曲柄销切向力T 径向力K

*sin()T S αβ=+

*cos()K S αβ=+

arcsin(*sin )βλα=

4.4活塞销合力P

g j

P P P =+

活塞销合力、侧击力、连杆力、曲柄销切向力、径向力随曲轴转 角的变化曲线。

课 程 设 计 说 明 书

计 算 及 说 明

结 果

5活塞设计及强度校核

5.1活塞销参数的选取

d=29mm

活塞销外径d=29mm 径0d =13mm 长度l=78mm 0

d =13mm

连杆小头厚度b=35 销座距离'

B =38mm l=78mm a=58mm b=38mm b=35

5.2活塞销参数的校核 'B =38mm

（1）弯曲变形

a=58mm 222445440**(2)1111.419558(25838)*0.003460*()60210(2913)z p D a b f mm

E d d -⨯⨯⨯⨯-==⨯=-⨯⨯-

b=38mm

0.015*0.014100

D mm

<= 符合要求。 0.0034f mm =