曲柄連桿機構運動學

2023/2/5內燃機動力學袁林曲柄連桿機構運動學（1）求出各運動構件的運動規(guī)律；（2）為后續(xù)工作打下基礎，包括：曲柄連桿機構中作用力和力矩的計算、發(fā)動機的平衡、曲軸系統(tǒng)扭轉振動的分析、以及整機振動等。主要目的主要內容中心式曲柄連桿機構運動學偏心式曲柄連桿機構運動學主副連桿式曲柄連桿機構運動學中心曲柄連桿機構運動分析簡圖中心式曲柄連桿機構運動學O曲軸中心B曲柄銷中心A活塞銷中心OB曲柄RAB連桿L中心式曲柄連桿機構運動學活塞位移的計算稱為連桿比，它是影響內燃機結構的一個重要的特征參數(shù)?，F(xiàn)代內燃機一般為1/3~1/5。中心式曲柄連桿機構運動學牛頓二項式定理中心式曲柄連桿機構運動學活塞速度的計算精確解近似解平均速度s-活塞行程n-曲軸轉速中心式曲柄連桿機構運動學活塞加速度的計算精確解近似解中心式曲柄連桿機構運動學當λ>1/4時，有三個極值點當λ<1/4時，有兩個極值點實際上發(fā)動機的活塞最大加速度：

汽油機柴油機中心式曲柄連桿機構運動學連桿擺動角位移連桿擺動角速度連桿擺動角加速度偏心式曲柄連桿機構運動學（a）曲軸無偏心（b）活塞銷正偏心（c）活塞銷負偏心正偏心機構（如圖a、圖b所示）在活塞下行時連桿擺角較小，使得作功行程中活塞側推力有所減小。多用于柴油機，由于活塞頂岸與缸壁間的間隙減小，從而改善導熱，減輕主推力邊的熱負荷，使頂環(huán)隙整個圓周上不積碳。負偏心機構（如圖c）廣泛應用于車用汽油機中，目的是減輕活塞對氣缸壁的敲擊，降低運轉噪聲。偏心式曲柄連桿機構運動學與中心曲柄連桿機構相比，只是氣缸中心線偏離曲軸回轉中心一小段距離ek=e/R,為相對偏心量。取值范圍一般為0.05~0.25活塞下行和上行所經過的曲柄轉角大小不同。偏心式曲柄連桿機構運動學位移（精確）位移（近似）速度（精確）速度（近似）加速度（精確）加速度（近似）主副連桿式式曲柄連桿機構運動學優(yōu)點：可以保證主、副缸有相近的活塞行程和相同的幾何壓縮比e；缺點：主連桿承受來自副缸的附加彎矩以及主缸活塞承受來自副缸的附加側壓力比較大。優(yōu)點：使主連桿的附加彎矩以及主缸活塞上的附加側壓力比較較小；缺點：難以保證主、副缸有比較相近的活塞行程和相同的幾何壓縮比。一般情況下，比略大一些。主副連桿式式曲柄連桿機構運動學副連桿運動分析主副連桿式式曲柄連桿機構運動學副缸活塞運動分析對于，先令，求出，再代入的表達式，即可求出。主副連桿式式曲柄連桿機構運動學

在位移、速度、加速度的數(shù)值及變化規(guī)律是不同的，這使主副缸慣性力的平衡和扭轉的計算都復雜化；

由于副缸的和與主缸的不一樣，這給主副缸噴油定時與配氣定時的一致性帶來不利影響。

副缸活塞的行程大于主缸活塞行程，使得主副缸的工作容積不同。一般在設計新內燃機的估算中，可以認為主、副缸活塞的運動情況相同。主副連桿式式曲柄連桿機構運動學副連桿銷運動分析由此可以看出，副連桿銷的運行軌跡圖為一橢圓。主副連桿式式曲柄連桿機構運動學