2四冲程内燃机课程设计.doc

四冲程内燃机设计 第一章 设计要求 1.1 设计任务 设计一个四冲程内燃机。机器的功能与设计要求：该机器的功能是把化学能转化成机械能。须完成的动作为：活塞的吸气，压缩，做功，排气4个过程，进，排气门的开关与关闭、燃料喷射。 1.2 设计思路 设计四冲程内燃机的关键点在于活塞的吸气，压缩，做功，排气以及气门的开闭几个动作的完成。而怎样将这个几个动作完成并按照运动循环图结合起来这是我们完成这次课程设计所需要解决的问题。所以，我将从这些方面入手，依据这些需要来选择机构。 第二章 内燃机的结构运动分析 2.1 内燃机的工作原理 内燃机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。活塞走过四个过程才能完成一个工作循环的内燃机成为4冲程内燃机。 2.1.1 吸气冲程 此时，活塞被曲轴带动由上止点向下止点移动，同时，进气门开启，排起门关闭。当活塞由上止点向下止点移动时，活塞上方的容积增大，气缸内气体压力下降，形成一定的真空度。由于进气门开启，气缸与进气管相通，混合气被吸入汽缸。当活塞移动到下止点时，汽缸内充满了新鲜混合气以及上一个工作循环未排出的废气。空气由空气滤清器经进气道上的化油器，将汽油吸入并雾化成细小的油粒与空气混合，即形成可燃混合气，而后进入汽缸。 2.1.2 压缩冲程 活塞由下止点移动到上止点，进排气门关闭。曲轴在飞轮惯性力的作用下带动旋转，通过连杆推动活塞向上移动，汽缸内的气体容积逐渐减小，气体被压缩，汽缸内的混合压力与温度随着升高。 作用: 1.提高空气的温度,为燃料的自行发火作准备. 2.为气体膨胀作功创造条件 2.1.3做功冲程 此时，进排气门同时关闭，火花塞点火，混合气剧烈燃烧，汽缸内的温度、压力急剧上升，高温、高压气体推动活塞向下移动，通过连杆带动曲轴旋转。在发动机工作的四个过程中，只有这个在行程才实现热能转化为机械能，所以，这个行程又称为作工行程。 2.1.4 排气冲程. 排气时，排气门打开，活塞从下止点移动到上止点，废气随着活塞的上行，被排出气缸。由于排气系统的阻力，且燃烧室也有一定的容积，所以在排气终了，不可能将废气排净，这部分留下来的废气称为残余废气。残余废气不仅影响充气，对燃烧也有不良影响。 2.2 内燃机结构的分解 了解内燃机完成相应动作所对应的零件，有利于我们选择与之对应的机构。这有利于设计的完成。内燃机主要由活塞，气缸，两个气门，火花塞，喷油嘴组成。 2.2.1 活塞 活塞可以说是内燃机中最主要的一个零件，它主要完成对气体的压缩，吸气，排气也是又活塞的开闭所带动的，做功也是燃气膨胀对活塞做功。活塞组由活塞、活塞环、活塞销等组成。活塞呈圆柱形，上面装有活塞环，借以在活塞往复运动时密闭气缸。上面的几道活塞环称为气环，用来封闭气缸，防止气缸 内的气体漏泄，下面的环称为油环，用来将气缸壁上的多余的润滑油刮下，防止润滑油窜入气缸。活塞销呈圆筒形，它穿入活塞上的销孔和连杆小头中，将活塞和连 杆联接起来。连杆大头端分成两半，由连杆螺钉联接起来，它与曲轴的曲柄销相连。连杆工作时，连杆小头端随活塞作往复运动，连杆大头端随曲柄销绕曲轴轴线作 旋转运动，连杆大小头间的杆身作复杂的摇摆运动。 2.2.2 气缸 气缸是一个圆筒形金属机件。密封的气缸是实现工作循环、产生动力的源地。各个装有气缸套的气缸安装在机体里，它的顶端用气缸盖封闭着。活塞可在气缸套内往 复运动，并从气缸下部封闭气缸，从而形成容积作规律变化的密封空间。燃料在此空间内燃烧，产生的燃气动力推动活塞运动。活塞的往复运动经过连杆推动曲轴作 旋转运动，曲轴再从飞轮端将动力输出。由活塞组、连杆组、曲轴和飞轮组成的曲柄连杆机构是内燃机传递动力的主要部分。 2.2.3 气门 内燃机的吸气、排气冲程要根据活塞的运动进行，但吸气、排气冲程是由气门的开闭决定的。因而气门的开闭必须与活塞的运动相协调。 2.2.4 火花塞 燃气的点火由火花塞完成，活塞队气体压缩，压缩到一定成厚度后，火花塞放电点火，使燃气燃烧膨胀，对活塞做功。 2.2.5 喷油嘴 燃料的喷射由喷油嘴完成，当活塞压缩到一定程度后，喷油嘴将雾化的燃料喷出，使燃气尽量充分燃烧。 2.3 内燃机主要构件的运动形式 2.3.1 活塞的运动形式 活塞在气缸中做往复运动。完成对气体的压缩等过程。 2.3.2 气门的运动形式 气门的运动形式也是往复运动，通过往复运动来完成气门开闭。 第三章 内燃机的运动循环图 3.1循环图 准确的运动循环图决定了每个机构之间的配合与联系，对于我们选定每个机构间的联系方式具有决定性作用。可以说，机器的运动循环图就是机器执行机构的协调图，其目的