文档介绍：机械原理课程设计说明书设计题目:单缸四冲程柴油机机构设计学院:机电工程学院专业: 车辆工程班级: S1 学号: 2012126849 设计者: 黄通尧指导教师:王洪波提交日期:二○一四年七月 1、机构简介柴油机是内燃机的一种,如图 1 所示。它将柴油燃烧时所产生的热能转变为机械能。往复式内燃机的主运动机构是曲柄滑块机构,以气缸内的燃气压力推动活塞 3 经连杆 2 而使曲柄 1 旋转。图1 柴油机机构简图及示功图四冲程内燃机是以活塞在气缸内往复移动四次(对应于曲柄轴转两转)完成一个工作循环。在一个工作循环中气缸内的压力变化可用示功器或压力传感器从气缸内测得,然后将压力与活塞位移的关系绘成曲线图,称为示功图,见图 1(b)。现将四冲程柴油机的压力变化关系作一粗略介绍: 进气冲程:活塞下行,对应曲柄转角=0°— 180 ° ,进气阀开启,空气进入气缸。汽缸内指示压力略低于 1 个大气压,一般可以 1 个大气压来计算。进气结束时,进气阀关闭。如示功图上的 a一b段。压缩冲程:活塞上行,对应曲柄转角=180 °— 360 ° ,将进入气缸的空气压缩。随着活塞的上移气缸内压力不断升高。如示功图上的 b一c段。膨胀冲程:在压缩冲程结束前,被压缩空气的温度已超过柴油的自燃温度。因此当高压油泵将柴油喷进燃烧室时,呈雾状细滴的柴油与高温空气相接触,立即爆炸燃烧,使气缸内的压力骤增至最高点。燃气产生的高压推动活塞下行,通过连杆带动曲柄旋转对外作功。对应曲柄转角=360 °— 540 °,随着燃气的膨胀活塞下行气缸容积增大,气缸内压力逐渐降低,如示功图上c—d段。排气冲程:排气阀开启,活塞上行将废气排出。气缸内压力略高于 1个大气压,一般亦以一个大气压计算。对应曲柄转角=540 °— 720 °,如示功图上 d—a段。进、排气阀的开启是通过凸轮机构控制的。凸轮机构是通过曲柄轴上的齿轮 Z1和凸轮轴上的齿轮 Z2来传动的。这一对齿轮称为正时齿轮,由于一个工作循环中,曲柄轴转动两周而进、排气阀各开启一次,所以正时齿轮的传动比为 i 12=2。由上可知,在一个工作循环的四个冲程中只有一个冲程是作功的,其余三个冲程都要依靠机械的惯性来带动、要消耗功的。因此曲柄会由于驱动力的不均匀而引起速度波动。为了减小速度波动,曲柄轴上应加装飞轮来进行调速。 2、已知数据已知数据表设计内容曲柄滑块机构的运动分析曲柄滑块机构的动态静力分析及飞轮转动惯量的确定符号 Hl As2l 04Bn 1D hDG 1G 2G 3J s1J s2J 01 单位 mm mm r/mi n mmN kgm 2 数据 120 4 80 540 1500 100 200 210 20 10 1/100 齿轮机构设计凸轮机构设计 Z 1Z 1mh s′[] [a′] mm° mm° 22 445 20 20 50 10 50 30 75 示功图数据表位置编号 123456789 10 11 12 曲柄位置( °) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 气缸指示压力 (10 5 N/m 2) 111111111 19. 5 35 工作过程进气压缩 12′ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 3