內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力學(xué)曲柄連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)多體動(dòng)力學(xué)課件

曲柄連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)——XiaoPeng曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的主要作用力氣體作用力運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的慣性力外界負(fù)載對內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動(dòng)的反作用力曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量換算活塞組曲軸組連桿組復(fù)雜的質(zhì)量系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)上

相當(dāng)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的簡化：曲軸組純粹回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)零件的總稱包括曲軸定時(shí)齒輪、止推片、曲軸、平衡重對于與曲軸中心線對稱的部分的平衡質(zhì)量，其產(chǎn)生的離心慣性力互相抵消，可不予考慮確定曲軸質(zhì)量時(shí)，只考慮其中

不平衡部分的質(zhì)量目的：把單位曲柄不平衡質(zhì)量換算成集中于曲柄半徑R處（曲柄銷中心）

的質(zhì)量mk原則：轉(zhuǎn)換后集中質(zhì)量mk所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力與轉(zhuǎn)換前不平衡質(zhì)量產(chǎn)生的離心慣性力相等曲柄銷曲柄臂連桿組作復(fù)合平面運(yùn)動(dòng)的零件包括連桿體、連桿小頭襯套、連桿蓋、連桿螺栓和螺母、連桿軸承連桿組總質(zhì)量mc活塞銷處作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量m1曲柄銷處作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量m2動(dòng)力效應(yīng)

相同為此應(yīng)滿足的三個(gè)條件（1）質(zhì)量不變（2）系統(tǒng)的質(zhì)心位置不變（3）系統(tǒng)對質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變即：

因?yàn)檗D(zhuǎn)換后的雙質(zhì)量系統(tǒng)的質(zhì)量分布相對于換算前的質(zhì)心離曲軸中心線更遠(yuǎn)，所以換算后的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要比原系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要大一些，所以第三個(gè)條件得不到滿足但一般情況下，換算前后的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相差不大中心式曲柄連桿機(jī)構(gòu)的

作用力和力矩內(nèi)燃機(jī)中的基本作用力氣缸內(nèi)的氣體壓力p曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力=換算質(zhì)量后的各個(gè)質(zhì)量×相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)加速度作用在活塞上的氣體作用力中心式曲柄連桿機(jī)構(gòu)的慣性力往復(fù)慣性力方向：與加速度方向相反總的往復(fù)慣性力各力的對比關(guān)系圖中心式曲柄連桿機(jī)構(gòu)中

力的傳遞及作用效果分析活塞銷處的總作用力總作用力的傳遞λ的大小對活塞位移曲線的影響活塞位移的近似表達(dá)式λ的值越大，活塞位移曲線越豐滿連桿作用力K方向規(guī)定：缸壁側(cè)壓力N正負(fù)號(hào)規(guī)定：使連桿受拉時(shí)為正，受壓時(shí)為負(fù)當(dāng)側(cè)壓力N所形成的反力矩與曲軸旋轉(zhuǎn)方向相反時(shí)，側(cè)壓力為正值，反之為負(fù)沿曲柄半軸，徑向力Z傳至曲軸中心Z’=Z，切向力T傳至曲軸中心T’和反作用力T’’，T與T’’形成力偶M1（單缸指示轉(zhuǎn)矩），它使內(nèi)燃機(jī)克服外界阻力矩而旋轉(zhuǎn)，大小為將K’’分成分解成沿氣缸中心線的力P’

∑和垂直于氣缸中心線的力N’曲柄連桿機(jī)構(gòu)中力的作用效果缸壁側(cè)推力N和傳遞到曲軸中心的力N’產(chǎn)生了一個(gè)力偶矩MN1（傾覆力矩），大小為將K’’分成分解成沿氣缸中心線的力P’

∑和垂直于氣缸中心線的力N’P’∑分解成作用于主軸承上的氣體作用力P’g和往復(fù)慣性力P’j，

作用于汽缸蓋上的氣體作用力Pg和作用于主軸承上的氣體作用力P’g大小相等，方向相反，在機(jī)體內(nèi)抵消，造成機(jī)體拉伸或壓縮，不傳至發(fā)動(dòng)機(jī)體外綜合內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)的氣體壓力和往復(fù)運(yùn)