單缸四沖程柴油機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計

1、機(jī)械原理課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：單缸四沖程柴油機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計學(xué) 院：機(jī)電工程學(xué)院專 業(yè)：班 級：學(xué) 號：設(shè)計者：指導(dǎo)教師：王洪波提交日期：二o年七月1、機(jī)構(gòu)簡介柴油機(jī)是內(nèi)燃機(jī)的一種，如圖1所示。它將柴油燃燒時所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。往復(fù) 式內(nèi)燃機(jī)的主運(yùn)動機(jī)構(gòu)是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，以氣缸內(nèi)的燃?xì)鈮毫ν苿踊钊?經(jīng)連桿2而使曲柄1 旋轉(zhuǎn)。圖1柴油機(jī)機(jī)構(gòu)簡圖及示功圖四沖程內(nèi)燃機(jī)是以活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)移動四次(對應(yīng)于曲柄軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn))完成一個工作循環(huán)。 在一個工作循環(huán)中氣缸內(nèi)的壓力變化可用示功器或壓力傳感器從氣缸內(nèi)測得，然后將壓力與活 塞位移的關(guān)系繪成曲線圖，稱為示功圖，見圖1 (b)o現(xiàn)將四沖程柴油機(jī)的壓力變化關(guān)系

2、作一粗略介紹：進(jìn)氣沖程：活塞下行，對應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角0=0。-180° ,進(jìn)氣閥開啟，空氣進(jìn)入氣缸。汽缸內(nèi) 指示壓力略低于1個大氣壓，一般可以1個大氣壓來計算。進(jìn)氣結(jié)束時，進(jìn)氣閥關(guān)閉。如示功 圖上的a * b段。壓縮沖程：活塞上行，對應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角0=180° -360° ,將進(jìn)入氣缸的空氣壓縮。隨著活塞 的上移氣缸內(nèi)壓力不斷升高。如示功圖上的b-c段。膨脹沖程：在壓縮沖程結(jié)束前，被壓縮空氣的溫度已超過柴油的自燃溫度。因此當(dāng)高壓油泵 將柴油噴進(jìn)燃燒室吋，呈霧狀細(xì)滴的柴油與高溫空氣相接觸，立即爆炸燃燒，使氣缸內(nèi)的壓力 驟增至最高點(diǎn)。燃?xì)猱a(chǎn)生的高壓推動活塞下行，通過連桿帶動曲柄

3、旋轉(zhuǎn)對外作功。對應(yīng)曲柄轉(zhuǎn) 角0=360° -540°，隨著燃?xì)獾呐蛎浕钊滦袣飧兹莘e增大，氣缸內(nèi)壓力逐漸降低，如示功圖 上cd段。排氣沖程：排氣閥開啟，活塞上行將廢氣排出。氣缸內(nèi)壓力略高于1個大氣壓，一般亦以一 個大氣壓計算。對應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角0=540° -720° ,如示功圖上da段。進(jìn)、排氣閥的開啟是通過凸輪機(jī)構(gòu)控制的。凸輪機(jī)構(gòu)是通過曲柄軸上的齒輪z1和凸輪軸上 的齒輪z2來傳動的。這一對齒輪稱為正時齒輪，由于一個工作循環(huán)中，曲柄軸轉(zhuǎn)動兩周而進(jìn)、 排氣閥各開啟一次，所以正吋齒輪的傳動比為加=2。由上可知，在一個工作循環(huán)的四個沖程中只有一個沖程是作功的，其

4、余三個沖程都要依靠機(jī) 械的慣性來帶動、要消耗功的。因此曲柄會由于驅(qū)動力的不均勻而引起速度波動。為了減小速 度波動，曲柄軸上應(yīng)加裝飛輪來進(jìn)行調(diào)速。2、已知數(shù)據(jù)已知數(shù)據(jù)表設(shè)計內(nèi)容曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析及飛輪轉(zhuǎn)動慣量的確定符號h九氐2a)4bdhdgig?g3丿si人2丿()18單位mmmmr/minmmnkgtrt數(shù)據(jù)120480540150010020021020100.10.050.21/100齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計z】zimah0a0/ammommo2244520205010503075示功圖數(shù)據(jù)表位置編號123456789101112曲柄位置（°)30

5、6090120150180210240270300330360氣缸指示壓力. 1111111116.59.5350lmpa(10u/nt)工作過程進(jìn)氣壓縮12/1314151617181920 21 2223243753904204504805105405706006306606907206025.59.5332.521.511 111膨脹排氣3、設(shè)計內(nèi)容我的學(xué)生編號為1,即計算1、10兩個位置。（1）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析1）根據(jù)已知數(shù)據(jù)，取m （以大圖為準(zhǔn)，這里只是示意），畫機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。2）運(yùn)動分析®1位置速度分析：加速度分析：（2）b點(diǎn)運(yùn)動曲線繪制同組同學(xué)計算b點(diǎn)在個位置的運(yùn)動參數(shù)值如下表:位置12345678910111212z速度(m/s)加速度（m/s2）位置131415161718192021222324速度(m/s)