发动机设计mL汽油机连杆.doc

目录 0序言 3 1发动机结构参数设计 4 1.1初始条件? 4 1.2发动机结构形式? 4 1.3发动机主要结构参数的确定 4 2运动学计算 4 2.1 活塞位移 4 2.2活塞的速度 6 2.3活塞的加速度 6 3热力学计算 7 3.1热力循环计算 7 3.1.1参数的确定 7 3.1.2压缩过程? 7 3.1.3膨胀过程 7 3.2理想图的绘制? 7 3.3p-v图的调整? 7 3.4热力学的校核 8 4动力学计算 8 4.1气体压力 8 4.2往复惯性质量 8 4.3合成力 9 4.4连杆力 9 4.5侧向力 9 4.6径向力 9 4.7切向力 10 4.8单缸转矩 10 5 活塞的设计 10 5.1 活塞材料的选择 11 5.2 活塞头部 11 5.2.1 压缩高度确定 11 5.2.2活塞头部与气缸的配合 11 5.3活塞裙部 11 5.4活塞质量估算 12 6活塞销的设计 12 6.1活塞销材料的选取 12 6.2活塞销结构尺寸的确定 12 6.3活塞销与活塞销座的配合 13 6.4活塞销质量估算 13 7连杆的设计 13 7.1连杆材料的选择 13 7.2连杆长度的确定 13 7.3 连杆小头尺寸设计 14 7.4连杆杆身的设计 14 7.5连杆大头尺寸确定 14 7.6连杆小头质量估算 14 8曲轴的设计 14 8.1曲轴的结构形式 14 8.2主轴颈尺寸设计 14 8.3曲柄销尺寸设计 15 8.4曲柄臂尺寸设计 15 8.5平衡重尺寸设计 15 9校核计算 15 9.1连杆长度检验 15 9.2连杆小头 15 9.2.1衬套过盈配合及受热膨胀产生的应力 15 9.2.2由惯性力拉伸引起的小头应力 16 9.2.3 由压缩载荷引起的小头应力 17 9.2.4小头的疲劳强度安全系数 17 9.2.5 小头横向直径减少量 17 9.3 连杆杆身 17 9.4 连杆大头 18 10附录 18 11小结 22 12参考文献 23  90mL四冲程汽油机连杆设计 0序言  2.2活塞的速度 根据活塞的瞬时速度规律，对时间t求导得到活塞的加速度： 其中==907.1 rad/s , 所得曲线如下： 2.3活塞的加速度 根据活塞的瞬时加速度规律，对时间t求导得到活塞的加速度： a= , 所得曲线如下： 3热力学计算 通常把汽油机实际循环近似看成等容加热循环。四冲程汽油机的工作过程包括进气、压缩、做功和排气四冲程。在本次设计过程中，先确定热力循环基本参数，然后重点针对压缩和膨胀过程进行计算，绘制p-v图并校核。 3.1热力循环计算 3.1.1参数的确定 由《工程热力学》（沈维道）压缩过程绝热指数=1.32～1.35，取=1.33，膨胀过程绝热指数=1.23～1.28，取=1.28。由《内燃机原理》（周宝龙）=6~9，取=8。 3.1.2压缩过程? 压缩过程可简化为绝热过程，多变指数=1.33，满足关系： =常数 压缩起点的气体压强pa=（0.8～0.9），其中为大气的压强，取=0.8=0.0808MPa，此时气体体积=99.45mL，压缩终点气体积=11.05mL。由热力学公式： 得压缩终了时的压强为： 即=1.50MPa 3.1.3膨胀过程 =常数 = 则= 由 则膨胀终了压强为 3.2理想图的绘制? 汽缸容积V=11.05+，每隔10。取一个曲轴转角计算P、V，作出理想p-v图如下图。其中X , r=22.5mm , =0.25 3.3p-v图的调整? 发动机工作的实际过程比较复杂，最高压力不在上止点，还有点火提前角、排气提前角的修正，显然实际的边界条件与理想曲线不同，所以要做一些适当的修正。? 最大爆发压力：pz取理论值水平的2/3，具体值为8.0MPa，以此值与原图形相交，水平线以上的部分去掉，余下部分作此调整。考虑到实际过程与理论过程的差异，最大爆发压力发生在上止点后12。～15。，选择最高爆发压力出现在上止点后12。。? 点火提前角：常用的范围20。～30。，经调整后取25。。?排气提前角：常用的范围是30。～80。，经调整后取60。。? 点火提前角使得压缩终点的压力比原来的要高些，排气提前角使得在膨胀末端其压力下降变快，终点压力小于原先的压力。调整后的数据如下表三所示，p-v图如下图所示。 3.4热力学的校核 调整后的P-V图，其围成的面积表示的是汽油机所做的指示功，统计其共有39个单元格，每小格面积表示3J的有效功，计算得：=1