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车用柴油机总体及曲柄连杆机构的设计

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随着人类科技的进步以及人们生活水平的越来越高,在这样的大环境之下汽车行业也在不断的进步,也对汽车各种性能要求也在不断提高。柴油机作为一种量大面广的动力机械,因其具有热效率高、重量轻、功率范围广等优点,而被广泛应用汽车制造当中,柴油机的性能会直接影响到汽车的质量。
本文主要进行了柴油机的曲柄连杆机构的设计,在论文的开头对曲柄连杆机构的组成和作用做了论述,后面二三节内容对曲柄连杆结构的活塞结构、连杆的结构以及曲轴的结构进行了特征分析和设计,在最后结合实例对曲柄连杆机构相关数据进行了计算,确定了汽缸直径、缸径行程比、缸心距以及活塞、连杆和曲轴的尺寸。

关键词:柴油机;活塞;连杆;曲轴;更多范文
车用柴油机总体及曲柄连杆机构的设计
在内燃机中,活塞组是工作强度最大的组件之一。活塞的工作条件比较恶劣,其受到的主要载荷有以下几点:
(1)承受很大的机械载荷
在内燃机工作中,活塞组承受的机械载荷包括气体压力、惯性力以及由此产生的侧向作用力。
近代内燃机中,柴油机的最大气体压力Pgmax约为3-6MPa,非增压柴油机Pgmax值约为6-9MPa,而增压柴油机Pgmax值约为13-15MPa。
由于内燃机的转速不断提高,活塞的往复运动也日益增大,一般车用内燃机活塞平均速度一般可高达9~13m/s[9]。由于加速度很大,活塞组在往复运动中会产生很大的惯性力,同时,内燃机在速燃期,其压力升高率dp/dφ可达0.6-0.8MPa/(°)。所以对曲柄连杆机构来说,具有很大的冲击作用。
活塞各部位在机械载荷的作用下产生不同的压力:活塞顶部有动态弯曲压力,活塞销座承受拉力及弯曲,环岸承受弯曲及剪应力。此外,在环槽及裙部还有较大的磨损。
(2)承受很高的热载荷
在内燃机工作过程中,内室中燃气的最高温度一般可达到2000℃左右,因为活塞顶是直接和燃气接触的,因此活塞承受的温度很高[9]。除此之外,它还需要接受摩擦生成的热量[10]。同时,由于活塞向汽缸壁散热的条件不好导致活塞的工作温度达到更高。内燃机活塞温度状况与很多因素有关,例如内燃机的类型、功率大小、采用的燃烧系统、活塞的结构形式以及采用的材料等[11]

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