《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-1.6升汽油機(jī)機(jī)體設(shè)計(jì)(含全套CAD圖紙)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-1.6升汽油機(jī)機(jī)體設(shè)計(jì)(含全套CAD圖紙)（54頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目： 1.6L 汽油機(jī)機(jī)體設(shè)計(jì) 院 （系）： 機(jī)械工程學(xué)院 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763摘 要機(jī)體是構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)的骨架，是發(fā)動(dòng)機(jī)各機(jī)構(gòu)和各系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)，其內(nèi)、外安裝著發(fā)動(dòng)機(jī)的所有主要零件和附件，承受各種載荷。因此，機(jī)體必須要有足夠的強(qiáng)度和剛度。機(jī)體有汽缸體和汽缸蓋組成。 氣缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)的裝配基體，是發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的一個(gè)部件。氣缸體一般與上曲軸箱鑄成一體。氣缸體上部拍了出所有氣缸，氣缸周圍的空腔相互連通構(gòu)成水套。下半部分是用來支承曲軸的曲軸箱。 氣缸體有直列、V 形和水平對(duì)置三種形式，在汽車上常用直列和 V 形兩種。氣缸體下部的結(jié)構(gòu)有一般式、龍門式、和隧道式三種形式風(fēng)冷式氣缸體和曲軸箱采用分體式結(jié)構(gòu)，氣缸體和曲軸箱分開鑄造，然后再裝配到一起。氣缸體和氣缸蓋外表面鑄有許多散熱片來保證充分散熱，缸體的材料一般用灰鑄鐵，為提高氣缸的耐磨性，有時(shí)在鑄鐵中加入少量合金元素如鎳、鉬、鉻、磷等。但是，實(shí)際上除了與活塞配合的氣缸壁表面外，其他部分對(duì)耐磨性要求并不高。為了材料上的經(jīng)濟(jì)性，廣泛采用缸體內(nèi)鑲?cè)霘飧滋讈硇纬蓺飧坠ぷ鞅砻妗＿@樣，缸套可用耐磨性較好的合金鑄鐵或合金鋼制造，以延長氣缸使用壽命，而缸體可用價(jià)格較低的普通鑄鐵或鋁合金材料制造。 氣缸蓋的主要作用是封閉氣缸上部，與活塞頂部和氣缸壁一起構(gòu)成燃燒室。一般水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋內(nèi)鑄有冷卻水套，缸蓋下端面與缸體上端面向所對(duì)應(yīng)的水套是相通的，利用水的循環(huán)來冷卻燃燒室壁等高溫部分；發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋上應(yīng)有進(jìn)排氣門座導(dǎo)管孔和進(jìn)排氣通道等。汽油機(jī)氣缸蓋還應(yīng)有火花塞孔，而柴油機(jī)則設(shè)有安裝噴油器的做孔。關(guān)鍵詞：機(jī)體，氣缸體，氣缸蓋，燃燒室，優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載IIIAbstractThe body is composed of the engine is installed base skeleton, each mechanism of each system and the engine, the engine, installed in all the main parts and accessories, loads. Therefore, the body must have sufficient strength and rigidity. The cylinder body and the cylinder cover.The cylinder block is the engine assembly matrix organizations and systems, is a most important part in engine. The cylinder block and crankcase is cast in one piece. The upper cylinder body took out all the cylinder, the cavity surrounding the cylinder water jacket are communicated with each other. The lower half part is used for supporting a crankshaft crankcase.The cylinder body is straight, V shaped and horizontally opposed three forms, commonly used in the car on the straight and V - two. The lower part of the structure of cylinder body general type, Longmen type, and the tunnel type three kind of forms of air-cooled type cylinder block and crankcase with a split type structure, the cylinder block and crankcase cast separately, and then assembled together. The cylinder body and the cylinder cover the outer surface of cast many radiating fins to ensure the full heat, cylinder material is usually made of grey cast iron, in order to improve the wear resistance of the cylinder, sometimes adding a small amount of alloy elements such as nickel, chromium, molybdenum, phosphorus in cast iron. But in fact, in addition to the cylinder wall and piston surface matched with the outer, other part of the wear resistance is not high. Thus, the cylinder can be used better wear resistance alloy cast iron or alloy steel, to prolong the service life of the cylinder, the cylinder can be used to lower prices of ordinary cast iron or aluminum alloy material.The main function of the cylinder cover is closed the upper part of the cylinder, and the piston and cylinder wall together constitute the combustion chamber. General water-cooled engine cylinder head casting with cooling water jacket, cylinder head and cylinder end face to the water jacket of the corresponding are interlinked, using water cycle cooling of high temperature combustion chamber wall and other parts; cylinder head of engine exhaust valve seat should be in the guide hole and the exhaust passage. Gasoline engine cylinder cover should be the spark plug hole, while the diesel engine is provided with mounting holes injector to do.Keywords: body, cylinder block, cylinder head, a combustion chamber,優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載IV優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載V目錄1 前言.............................................................................................................................12 汽油機(jī)結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì).............................................................................................22.1 汽缸數(shù)和氣缸布置的選擇..................................................................................2 2.2 冷卻方式..............................................................................................................42.3 發(fā)動(dòng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)..........................................................................................43 熱力學(xué)計(jì)算.................................................................................................................54 動(dòng)力學(xué)計(jì)算.................................................................................................................65 運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算................................................................................................................96 機(jī)體的設(shè)計(jì)...............................................................................................................106.1 機(jī)體主要尺寸設(shè)計(jì).............................................................................................106.1.1 機(jī)體長度的確定........................................................................................106.1.2 汽缸體尺寸的確定...................................................................................116.1.3 氣缸蓋尺寸的確定....................................................................................116.2 機(jī)體強(qiáng)度的計(jì)算................................................................................................116.2.1 汽缸體強(qiáng)度的計(jì)算...................................................................................116.2.2 汽缸蓋的強(qiáng)度計(jì)算....................................................................................147 活塞設(shè)計(jì)....................................................................................................................158 活塞銷的設(shè)計(jì)............................................................................................................199 活塞環(huán)設(shè)計(jì)................................................................................................................2110 工作循環(huán)參數(shù)..........................................................................................................2411 小結(jié)..........................................................................................................................2712 參考文獻(xiàn)..................................................................................................................2813 附表..........................................................................................................................46優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載11 前言隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，進(jìn)行新型發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)己不可避免，目前發(fā)動(dòng)機(jī)的種類很多，而發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的好壞主要是靠發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)來檢驗(yàn)。然而制造廠家都希望在盡可能短的時(shí)間內(nèi)將產(chǎn)品投放市場(chǎng)，尤其是在其它競(jìng)爭(zhēng)者之前能夠開發(fā)市場(chǎng)，獲得良好的投資效益。另外，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CAE 在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)中的應(yīng)用使一部分設(shè)計(jì)工作正逐步脫離經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段，并提供了一個(gè)快速而準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)手段。隨著社會(huì)與技術(shù)的日益進(jìn)步，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)必須日臻完善以滿足許多嚴(yán)格的要求，諸如廢氣排放、噪音、燃油經(jīng)濟(jì)性、可靠性、耐久性和制造的廉價(jià)性.既不搞保險(xiǎn)(過安全)設(shè)計(jì)，也不能搞欠安全設(shè)計(jì)，必須是高度精煉而又準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)，這只有利用計(jì)算機(jī)模型和計(jì)算機(jī)分析、設(shè)計(jì)技術(shù)才可能達(dá)到。利用計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)，設(shè)計(jì)者可在不同的地方使用不同的軟件進(jìn)行并行設(shè)計(jì)，從而縮短設(shè)計(jì)周期。利用快速原型技術(shù)，可非常迅速地制造出零件原型，以減少整個(gè)研制開發(fā)時(shí)間。例如，采用快速原型可在幾天內(nèi)制造出一個(gè)復(fù)雜零件，而憑借傳統(tǒng)的方法和設(shè)備常需要幾個(gè)月的時(shí)間。目前發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程模擬在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)普遍用于發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和開發(fā)，并產(chǎn)生了可觀的效益。例如，國外從開始設(shè)計(jì)到售出第一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)所需的時(shí)間，己由原來的 8年減少到 4 年。道依茨公司的 BFM1015 系列只用了 42 個(gè)月，美國西南研究院從接受任務(wù)到設(shè)計(jì)定型只用了 18 個(gè)月。我國開展發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程模擬研究的時(shí)間并不晚，而且也取得了一些有特色的研究成果，但這些研究工作僅局限于高等院校內(nèi)，還不能很好地服務(wù)于發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和開發(fā)領(lǐng)域。為了滿足國內(nèi)市場(chǎng)對(duì)柴油機(jī)的更高要求，特別是為了適應(yīng)國際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，柴油機(jī)制造企業(yè)迫切需要改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品和發(fā)展新產(chǎn)品。因此，建立計(jì)算速度快、預(yù)測(cè)精度能滿足要求而且盡可能廉價(jià)的柴油機(jī)工作過程模型是十分必要的。自 1965 年提出虛擬現(xiàn)實(shí)的概念以來，動(dòng)態(tài)仿真分析技術(shù)始終是與 CAD. 3D 圖形和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)同步發(fā)展的。并且，隨著大型的仿真計(jì)算軟件的日漸成熟和計(jì)算結(jié)果的可視化程度越來越高，使得一些以往無法想象的設(shè)計(jì)任務(wù)以一種面向圖形的虛擬方式在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行成為可能。動(dòng)態(tài)仿真分析技術(shù)(又稱虛擬樣機(jī)技術(shù))，是 20 世紀(jì) 80 年代隨著CAD/CAE 技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，其核心是系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)，同時(shí)還包括三維 CAD 建模技術(shù)、有限元分析技術(shù)、機(jī)電液控制技術(shù)、最優(yōu)化技術(shù)等相關(guān)技術(shù)。運(yùn)用動(dòng)態(tài)仿真分析技術(shù)，可以大大簡(jiǎn)化機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)過程，大幅度縮優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載2短產(chǎn)品開發(fā)周期，大量減少產(chǎn)品開發(fā)費(fèi)用和成本，明顯提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品的系統(tǒng)級(jí)性能，獲得最優(yōu)化和創(chuàng)新的設(shè)計(jì)產(chǎn)品。本課題對(duì)實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體進(jìn)行設(shè)計(jì)，來加深學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解程度，研究意義如下:(1 ) 意義：通過 1.6 升汽油機(jī)機(jī)機(jī)體設(shè)計(jì)明白汽油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)組成以及工作原理(2 ) 掌握查閱收集資料，了解有關(guān)于 EMD 技術(shù)的工作原理(3 ) 了解并運(yùn)用 CAD UG 等三位制圖軟件的初步應(yīng)用(4 )將所學(xué)理論知識(shí)與工程實(shí)際密切地結(jié)合起來，提高理論實(shí)踐水平。發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，汽車的行使速度、加速性、爬坡度、牽引力決定于發(fā)動(dòng)機(jī)；汽車常見故障大部分來源于發(fā)動(dòng)機(jī)；汽車的然有經(jīng)濟(jì)性和經(jīng)常費(fèi)用也主要決定于發(fā)動(dòng)機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)汽車的設(shè)計(jì)目標(biāo)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的重要性，汽車方案設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的型式和主要參數(shù)、指標(biāo)是作了規(guī)定的。所以發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的階段，其中包括結(jié)構(gòu)空間、總質(zhì)量、功率、環(huán)境保護(hù)、生產(chǎn)成本、使用成本等指標(biāo)。通過這次我們親身的設(shè)計(jì)實(shí)踐，讓我們對(duì)這些專業(yè)課的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論能有進(jìn)一步的理解和掌握，使我們?cè)诜治觥⒂?jì)算、設(shè)計(jì)、繪圖、運(yùn)用各種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、查閱各種設(shè)計(jì)手冊(cè)與資料以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力等各個(gè)方面得到進(jìn)一步的提高，能夠全面地檢驗(yàn)并鞏固我們以前所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)，并通過結(jié)合實(shí)際情況，讓我們能從一個(gè)全新的角度重新學(xué)習(xí)、認(rèn)識(shí)以前學(xué)過的專業(yè)課知識(shí)。除此之外，此次課程設(shè)計(jì)還為我們下學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為我們將來走上工作崗位埋下了鋪路石。我們要充分利用這次課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，了解國內(nèi)外發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，并盡可能發(fā)揮我們的能力，保質(zhì)保量地完成此次課程設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主要工作任務(wù)是四行程汽油機(jī)活塞組的設(shè)計(jì)。我們學(xué)習(xí)了一些基礎(chǔ)制圖知識(shí)和汽車以及發(fā)動(dòng)機(jī)的整體知識(shí)框架后所給我們的一次很好的鍛煉，眾所周知現(xiàn)代汽車工業(yè)發(fā)展越來越快，而作為汽車心臟的發(fā)動(dòng)機(jī)自然也成為了發(fā)展的重中之重，發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能對(duì)汽車起著決定性的影響，比如汽車的行使速度、加速性能、爬坡度、牽引力等等都取決于發(fā)動(dòng)機(jī)，因此來說設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車設(shè)計(jì)的重中之重，而發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)又對(duì)我們的想象能力，制圖能力，分析計(jì)算能力，查閱各種工具書的能力無疑是一次很好的鍛煉，因此，我們要充分利用這次課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，認(rèn)真對(duì)待，做好充分的準(zhǔn)備 ，保證高質(zhì)量的去完成，這也為以后學(xué)習(xí)打下了優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載3一個(gè)很好的基礎(chǔ)。2 汽油機(jī)結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)2.1 汽缸數(shù)和氣缸布置的選擇 直列 4 缸　內(nèi)燃機(jī)的氣缸數(shù)和氣缸布置方式，對(duì)其結(jié)構(gòu)緊湊性、外形尺寸比例、平穩(wěn)性及制造使用成本都有很大影響。目前小轎車各輕型車除最小排量的車型用 2 缸或 3 缸外，絕大多數(shù)用 4 缸機(jī)，少數(shù)高級(jí)轎車用 6 缸機(jī)或八缸機(jī)。至于氣缸布置，不超過 6 缸的內(nèi)燃機(jī)絕大數(shù)是單列的，單列式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作簡(jiǎn)單，成材本低，使用維修方便，能滿足一般要求，而且以各氣缸線所在平面與地面優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載4垂直居多。結(jié)合國內(nèi)制造使用成本，生產(chǎn)條件及運(yùn)轉(zhuǎn)平衡性等，初步選用直列 4 缸機(jī)。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載5目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)多采用直列 4 缸、6 缸和 8 缸的結(jié)構(gòu)。根據(jù)現(xiàn)有的國產(chǎn)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和汽缸數(shù)目的匹配關(guān)系，設(shè)計(jì) 1.6 升的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，所要匹配的汽缸數(shù)目定為直列4 缸機(jī)。2.2 冷卻方式水冷 常用的冷卻方式有水冷和風(fēng)冷兩種，水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)由于冷卻較好而且均勻，強(qiáng)化的潛力要比風(fēng)冷式發(fā)動(dòng)機(jī)大，因此在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上至今大多數(shù)還是水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)。參考文獻(xiàn)[5]在條件相同時(shí)，主要由于充量系數(shù)的差別，水冷機(jī)比風(fēng)泠機(jī)高 5%～10%。此外風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)功率和燃料消耗受氣溫變化影響較大，不如水冷發(fā)動(dòng)機(jī)指標(biāo)穩(wěn)定。綜合以上各因素，本設(shè)計(jì)冷卻方式選用水冷方式。2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書所提供的設(shè)計(jì)條件：所要設(shè)計(jì)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的排量為 1.6L平均有效壓力： Mpap2.1~80?活塞平均速度：根據(jù)內(nèi)燃機(jī)學(xué)的基本計(jì)算公式：其中 ——為發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率， ——為發(fā)動(dòng)機(jī)的平均有效壓力，依題為… ...取 1.1MPaMpa2.1~80——為汽缸的工作容積，依題為 0.5L——為發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸數(shù)目 ，依題為為 4——為發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速——為活塞的平均速度，依題為 ……取 16m/s ——為發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的行程smC? )3(*4230)1(*2 ??????? ????????? ?????SDVnviVpPsmse????sm18優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載6——為發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸直徑——為發(fā)動(dòng)機(jī)的行程數(shù)，依題為 4根據(jù)以上的條件代入公式（1） ， （2） ， （3）得：D=90mm S=77mm Pe=112kw帶回原式可以確定 n=6200 r/min 所以基本參數(shù)得以確定。3 熱力學(xué)計(jì)算壓縮始點(diǎn)的壓強(qiáng) Pa=0.8~0.9P0 ； 取 Pa=0.085MPa3.1 多變指數(shù)的選擇壓縮過程： 取壓縮沖程終點(diǎn)（設(shè)為 B 點(diǎn)） ，從 A 點(diǎn)（壓縮過程始點(diǎn)）到 B 點(diǎn)的壓縮過程看作是多變的壓縮過程，壓縮多變指數(shù)范圍為 n1=1.28~1.35， 取 n1=1.28膨脹過程：取定容增壓的終點(diǎn)（設(shè)為 C 點(diǎn)） ，從 B 點(diǎn)到 C 點(diǎn)看作為定容壓縮過程，膨脹多變指數(shù)范圍為 n2=1.30~1.40 取 n2=1.35由 P1V1n=P2V2n 可計(jì)算得到壓縮終點(diǎn)壓力為：Pc=1.415 MPa3.2 壓力升高比的選擇查得壓力升高比 =Pc/Pa； λ 在 6～9 之間。取 =6 則p?p?Pz= *Pc=6*1.415MPa=8.492MPa，p圓整后 Pgmax=（Pz-Pc） *2/3+Pc=6.13MPa3.3 繪制（理想）P～V 圖得到未調(diào)整的 P-V 圖(數(shù)據(jù)見附表 3)優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載7圖 13.4 P～V 圖的調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際過程比較復(fù)雜，所以在得到的 P～V 圖上要修正得到，最高壓力不在上止點(diǎn)，還有點(diǎn)火提前角，排氣提前角的修正，顯然實(shí)際的邊界條件是不可能得到的，所以要做一些適當(dāng)?shù)男拚Ｕ{(diào) 整 后 的 燃 氣 壓 力 （ MPa）0.0001.0002.0003.0004.0005.0006.0007.0000.0000 100.0000200.0000300.0000400.0000500.0000600.0000V（ mL）P（MPa）調(diào) 整 后 的 燃 氣 壓 力 （ MPa）圖 24 動(dòng)力學(xué)計(jì)算由曲柄連桿機(jī)構(gòu)的受力分析計(jì)算：P=Pg+Pj=Pg-mjrω2(cos +λcos2 ) =Pg-mjj （m j 為機(jī)構(gòu)往復(fù)慣性質(zhì)量）?活塞質(zhì)量 mP=214.94g優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載8連桿小頭質(zhì)量.m4= =81.66g4)1(512dDB???連桿質(zhì)量 m=0.00063(D-80)2+0.0476(D-80)+0.2149≈1.05kg估算 mj=mP+m3+m4≈387.22gP 在連桿小頭處即活塞銷孔處分解為 Pn 和 P1，而 P1 又在兩岸大頭分解為 K 和 t，又根據(jù)《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)》有Pn=P*tgβ Pl= ?cosk= Pl cos( +β)=??cos)(?p（數(shù)據(jù)見附表 4）cos)in(??t優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載9優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載105 運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算λ=1/3-1/5 取 λ=0.2925.1 活塞位移X= r[（ 1- ）+ ] （數(shù)據(jù)見附表 2）?cos4)2cos1(???5.2 活塞速度v= （ + ） （數(shù)據(jù)見附表 2）r??sin2i?優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載115.3 活塞加速度j = r （數(shù)據(jù)見附表 2）)2cos(2????6 機(jī)體的設(shè)計(jì)機(jī)體是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，主要由汽缸體和汽缸蓋等部分組成。機(jī)體是構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)的骨架，是發(fā)動(dòng)機(jī)各機(jī)構(gòu)和各系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)，其內(nèi)、外安裝著發(fā)動(dòng)機(jī)的所有主要零件和附件，承受各種載荷。由于受力比較復(fù)雜并且需要實(shí)驗(yàn)來指導(dǎo)，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮。6.1 機(jī)體主要尺寸設(shè)計(jì)6.1.1 機(jī)體長度的確定機(jī)體長度由體比 來說明，而 =r/l， 值越大，機(jī)體越短，則發(fā)動(dòng)機(jī)的總高度越小。??優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載12參考楊連生版《內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)， 值范圍為 1/3.2～1/3.8 。取 λ=0.292，則?l=42mm/0.292=442mm6.1.2 汽缸體尺寸的確定汽缸體位于汽油機(jī)機(jī)體內(nèi)腔，尺寸大、軸承比壓高、溫度較高。本次設(shè)計(jì)汽油機(jī)的機(jī)體材料選取為鋁合金，密度 =7.85g/cm .?3汽缸體的厚度，參考楊連生版《內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)， S /D=0.25～0.3， 取1S =0.3D=22mm， 16.1.3 氣缸蓋尺寸的確定汽缸蓋的結(jié)構(gòu)與尺寸基本上決定了汽缸體、活塞等等，對(duì)汽缸體的強(qiáng)度、剛度和承壓能力有很大的影響。氣缸蓋的外形尺寸又決定了凸輪軸位置和曲軸箱形狀，汽缸蓋的大小決定了整個(gè)汽油機(jī)的耗能，如果選用不如意會(huì)使汽缸體設(shè)計(jì)帶來困難，因此在設(shè)計(jì)汽缸蓋時(shí)，應(yīng)在保證強(qiáng)度和剛度的條件下，尺寸盡量小，重量盡量輕。汽缸蓋內(nèi)徑，參考楊連生版《內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)，S2/D=0.55～0.65， 取S2=0.59D=23mm6.2 機(jī)體強(qiáng)度的計(jì)算6.2.1 汽缸體強(qiáng)度的計(jì)算襯套過盈配合的預(yù)緊力及溫升產(chǎn)生的應(yīng)力 ?p)μS-(1)μS-(1tΔ21'2????EEd式中 —汽缸蓋厚度，為 23mm；2—汽缸體內(nèi)徑，為 22mm；1—汽缸蓋材料的線膨脹系數(shù)，對(duì)于鋁合金，可取 =1.8 1/ ；'α 'α ?510?c—汽缸體材料的線膨脹系數(shù)，對(duì)于鋁合金可取 =1.0 10 （1/ ） ；優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載13μ, —泊桑比，一般可取 μ= =0.3；'μ'μE—汽缸體材料的彈性模數(shù)對(duì)于鋁合金，E=2.2 N/mm?510—襯套材料的彈性模數(shù)，對(duì)于青銅， =1.15 N/mm' 'E計(jì)算得 0.065mm.???t計(jì)算可得： MPap51.2把汽缸體視為內(nèi)壓厚壁圓筒，在壓力 P 的作用下外表面的切向應(yīng)力為內(nèi)表面 = =102.5 N/mm2'i?Dd21-?外表面 =80.03 N/mm2pa21'??經(jīng)檢驗(yàn)小于 100-150 N/mm2汽缸體應(yīng)力的校核當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于額定工況時(shí)，氣缸體的最大拉伸作用力為： 93.568)1(2'1max??????RPj N當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于起動(dòng)工況時(shí) j 2.)(2'2ax固定角?? 94.1/arcos901???????DHmdr8.3421在 的截面上?0??– (0.572 3215.641?N'maxjP??)08.??N– =2.47?M'j 297.3(r m?計(jì)算 截面拉伸力引起的法向力和彎矩為：??? NPNj 02.86)cos(sin5.0cos'max????????優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載14mNrPrNMj ??????? 38.45)cos(sin5.0)cos1('max???? ????汽缸體壁厚為 ； dh2412?b261 FEK4.0'??由拉伸作用在外表上產(chǎn)生的應(yīng)力為： MpahbKNhrMaj 478.1)2(6?????????? ???取點(diǎn)火提前角為： ?5?汽缸體的合力為： NmRDpPza 285)cos(4)(22max ?????????計(jì)算截面中由壓縮力引起的法向力和彎矩： NPNa 73.192)0.5.(81092cossin2si1 ?????????? ????????????? ???????????? ??? ?cos2i)c1(1aarM?= =)02.58.10.13.065.892??? mN??4.1=hbKNrha 111)(?????????MPa649.2?不對(duì)稱循環(huán)的最大與最小應(yīng)力為： Paaj5.98'max31'in???平均應(yīng)力及應(yīng)力幅： MPam9476.2minaxa531i???又由 n maz?????'優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載15——材料在對(duì)稱循環(huán)下的拉壓疲勞極限，取 =200z1?? z1??MPa——應(yīng)力幅；a——平均應(yīng)力；m——考慮表面加工情況的工藝系數(shù)，其值在 0.4～0.6 之間，取'a? 'a?4.0?——角系數(shù)，a?a????12——材料在對(duì)稱循環(huán)下的彎曲疲勞極限，對(duì)于鋁合金，0? 0?1)6.~4(??則取 a43.?算得 n=2.299 〉1.5 則汽缸體合格6.2.2 汽缸蓋的強(qiáng)度計(jì)算汽缸蓋受慣性力拉伸載荷： mNrgGrgGPj ??????54.1028)1(322'"max ???式中 、 、 、 分別是活塞組、連桿組往復(fù)部分、連桿旋轉(zhuǎn)部分及汽缸蓋下半部' 23分的重量。取 ??40??則彎曲應(yīng)力為： ???????''1max4.0)/(23.FJZlPj?N.1846?式中 —計(jì)算斷面的抗彎曲斷面模數(shù)，取 3910.5mZ???—計(jì)算圓環(huán)的曲率半徑，計(jì)算可得1l 1l7、 —汽缸蓋及軸承中央截面面積，計(jì)算可得F' 2'0176.F??查楊連生《內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)》σ 的值在 15000~20000N·m 之間，合格。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載167 活塞設(shè)計(jì)7.1 活塞的材料共晶硅鋁合金制造活塞的材料應(yīng)有小的密度 ?、足夠的高溫強(qiáng)度 ?、高的熱導(dǎo)率 ?、低的線脹系數(shù)a以及良好的摩擦性能(減摩性和耐磨性 )。常用材料為鋁硅合金， 。共晶鋁硅合金具有滿意的綜合性能，工藝性良 好，應(yīng)用最為廣泛。過共晶鋁硅合金中的初生硅晶體使耐熱性、耐磨性改善，膨脹系數(shù)減小，但加工工藝性惡化。過共晶鋁硅合金廣泛用于高熱負(fù)荷活塞。7.2 活塞主要尺寸設(shè)計(jì)7.2.1 活塞高度 HH=0.8D選擇 H=75mm7.2.2 壓縮高度 H1優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載17H1=0.5D選擇 H =45mm7.2.3 火力岸高度 hh=0.07D=6.3mm選取 h=7mm7.2.4 環(huán)帶高度現(xiàn)代四行程發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用二道氣環(huán)和一道油環(huán)。氣環(huán)的厚度一般為2.0～3.0mm(《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)》p308)。環(huán)岸要求有足夠的強(qiáng)度，使其在最大氣壓下不致被損壞。第一道環(huán)的環(huán)岸高度 b1 一般為 1.5～2.5c （c 指環(huán)槽高度） ，第二道環(huán)的環(huán)岸高度 b2 為 1～2c。第一環(huán)岸高 C1=0.03～0.04D=0.04*90=3.6mm 取 4mm環(huán)高 b1 為 2.0～3.0mm 取 2.0mm環(huán)高 b2 為 2.0～3.0mm 取 2.0mm環(huán)高 b3 油環(huán)為 4.0～6.0mm 取 4.0mm環(huán)岸高 C2 為 2b1 取 4.0mmb1=2,b2=2, b3=4,C1=4, C2=4。則環(huán)帶高度為 16mm7.2.5 活塞頂部厚度 δ為 0.06~0.10Dδ=0.08D=6.72取 δ＝8mm。 7.2.6 活塞側(cè)壁厚度及內(nèi)部過渡圓角活塞頭部要安裝活塞環(huán)，側(cè)壁必須加厚，一般?。?.05~0.1）D，取 0.09D，厚度則為 8mm為改善散熱狀況，活塞頂與側(cè)壁之間應(yīng)該采用較大的過度圓角，一般取 R=0.05~0.1D則圓角半徑取為 8mm優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載187.2.7 活塞銷座間距B=0.35-0.40D取 0.4 則活塞銷座間距為 36mm有關(guān)活塞的尺寸設(shè)計(jì)結(jié)果：名稱 數(shù)值 單位壓縮高度取 H1 45 mm環(huán)帶高度 H3 16 mm火力岸高度 H4 7 mm總高度 75 mm壁厚 4 mm內(nèi)圓直徑 D’ 82 mm外圓直徑 D 90 mm第一道環(huán)的環(huán)岸高度 b1 2 mm第二道環(huán)的環(huán)岸高度 b2 2 mm第一道環(huán)槽高度 C1 4 mm第二道環(huán)槽高度 C2 4 mm環(huán)槽深度 8 mm7.3 活塞裙部及其側(cè)表面形狀的設(shè)計(jì)活塞裙部及其側(cè)表面形狀設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，在于保證裙部有足夠的貼切合面積和良好的潤滑條件，以及保證發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下都具有最小的活塞間隙。7.3.1 裙部橢圓1） 、將裙部設(shè)計(jì)成橢圓。 2） 、將銷座附近的裙部外側(cè)部位設(shè)計(jì)成凹陷狀。裙部橢圓的規(guī)律：e 0=(D-d)(1-cosθ)/4為了使活塞在正常工作溫度下于氣缸壁之間保持右比較均勻的間隙，不至于在氣缸內(nèi)卡死或是引起局部磨損，必須在常溫下預(yù)先把活塞裙部的橫斷面加工成橢圓形，其長軸優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載19垂直于活塞銷軸線方向，其矩軸于長軸的差值視發(fā)動(dòng)機(jī)的不同而不同，一般為0.08～0.025mm。為了視鋁合金活塞在工作狀態(tài)下（熱態(tài)）接近一個(gè)圓柱形，害必須把活塞做成上小下大的近似圓錐形。其錐度視發(fā)動(dòng)機(jī)的不同而不同，一般為 0.05～0.1mm。實(shí)際取 Δ：對(duì)活塞下下部和頭部取 0.1mm；對(duì)活塞裙中部取 0.08mm7.3.2 配缸間隙為了視鋁合金活塞在工作狀態(tài)下（熱態(tài)）接近一個(gè)圓柱形，害必須把活塞做成上小下大的近似圓錐形。其錐度視發(fā)動(dòng)機(jī)的不同而不同，一般為 0.05～0.1mm?；钊敳块g隙：0.240mm（活塞銷中心平面內(nèi)） ；0.210mm 垂直于活塞銷中心線平面內(nèi)活塞裙部間隙：0.09mm（活塞銷中心平面內(nèi)） ；0.04mm 垂直于活塞銷中心線平面內(nèi)7.4 活塞頭的質(zhì)量計(jì)算對(duì)活塞進(jìn)行簡(jiǎn)化變成可計(jì)算體積的幾何體，從而計(jì)算出其體積和質(zhì)量。簡(jiǎn)化圖如下。H4H3DH D??H2H1活塞銷孔軸線V ?V?V??minl?優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載20活塞 m= (m)?其中 D——為活塞的外徑，D=90mmδ——為活塞的厚度，δ=4mmH——為活塞的高度，H=(0.8~1.0)D=75mm——為活塞的密度，在此處用共晶鋁硅合金 66-1，密度為?2.7g/cm3故可知活塞的質(zhì)量為 m 活塞 =333g8 活塞銷的設(shè)計(jì)活塞工作時(shí)頂部承受很大的大氣壓力，這些力通過銷座傳給活塞銷，再傳給連桿。因而活塞銷座和活塞銷的設(shè)計(jì)必須保證足夠的強(qiáng)度、足夠的承壓面積和耐磨性。8.1 活塞銷的材料活塞銷一般用低碳鋼或低碳合金鋼（如 20Cr）制造，經(jīng)表面參碳淬火處理，以提高表面硬度，使中心具有一定的沖擊韌性。表面需進(jìn)行精磨和拋光。8.2 活塞銷與銷座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)d=（0.25~0.3）D=0.3D=27mmd0=(0.6~0.79)d=0.6d=16.2mm 取 d0=16mml=(0.6~0.8)D=0.8D=72mm優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載21活塞銷外徑 d =27mm,活塞銷內(nèi)徑 d =16mm，活塞銷長度 l=72mm。128.3 活塞銷與銷座的配合活塞頂所承受的氣壓力通過活塞銷座和活塞銷傳給連桿。由于結(jié)構(gòu)上的限制，活塞銷的 直徑 d 不可能超過 0.4D(表 11-1)，活塞銷的長度不可能超過 0.85D，因此活塞銷總的承壓面積極為有限，還要在活塞銷座與連桿小頭襯套之間合理分配。所以，不論在銷與銷座之間，還是在銷與連桿之間，承壓面積都很小，表面比壓很高。加上活塞銷與銷座或活塞銷與連桿襯套之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度很低，液體潤滑油膜不易形成。在這種高壓低速條件下，要保證可靠的液體潤滑，配合副的工作間隙要盡可能小。經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)活塞銷與銷座以及活塞銷與連桿小頭襯套之間的工作狀態(tài)(熱態(tài))間隙在(1~3) 10-4d 時(shí)，可以可靠工作。于是，在裝配狀態(tài)(冷態(tài))，銷與銷座則有(1~3) 10-4d 的過盈，以補(bǔ)償鋁合金活塞銷孔在工作時(shí)較大的熱膨脹。為了穩(wěn)定地保持極小的間隙而又轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，活塞銷外圓、活塞銷孔和連桿小頭襯套孔都應(yīng)有極高的加工精度。不但尺寸公差要嚴(yán)格，尤其要保證嚴(yán)格的圓柱度和表面粗糙度。如果尺寸公差偏大，而圓柱度和表面粗糙度值足夠小，則可以按尺寸分組選配的辦法保證配合副的理想間隙。8.4 活塞銷質(zhì)量 m3m=168.5g8.5 活塞銷剛度和強(qiáng)度的校核為保證活塞銷和銷座的可靠工作，需校核活塞銷的彎曲變形，失圓變形，銷座上的表面壓力和活塞銷的應(yīng)力。Δ=d 1/D=27/90=0.3δ=d 2/d1=0.6活塞銷的彎曲變形： f=4.5(1-Δ 2)3/2pzD/Δ 4(1-δ 2)*10-8=4.5*(1-0.292)3/2*90.5*90/0.34(1-0.62)=0.0336許用變形：??HtDm**4221????優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載22[f]≦0.0004D=0.036滿足要求。失圓變形：Δd=4.7p zD/(1-Δ 2)1/2*(1+δ) 3/(1-δ) 3*10-8=0.014mm許用失圓變形：[Δd]≦0.012*(1+0.01D)=0.0228mm滿足要求。作用在銷孔上的表面壓力：q=1.58pz/Δ(1-Δ 2)1/2=273.8小于極限值 560bar，滿足要求?；钊N的縱向彎曲應(yīng)力：σ 1=0.093pz/Δ 3(1-δ 4)=196.3N/mm2活塞銷的橫向彎曲應(yīng)力：σ 2=0.0685pz(1+δ)/Δ(1-δ) 2=113.3N/mm2所以總彎曲應(yīng)力：21???=226.7N/mm2在許用應(yīng)力 200 到 400 N/mm2之間，滿足要求。經(jīng)以上計(jì)算可知設(shè)計(jì)的活塞銷滿足剛度和強(qiáng)度要求。9 活塞環(huán)設(shè)計(jì)活塞與活塞環(huán)一起防止氣缸內(nèi)的高壓氣體下竄到曲軸箱，同時(shí)把很大一部分活塞頂接收的熱量傳給氣缸壁，起這種作用的活塞環(huán)稱為氣環(huán)。此外，還設(shè)置專門的油環(huán)，在活塞下行時(shí)把氣缸壁上多余的機(jī)油刮回油底殼，以減少上竄機(jī)油量。一般要求通過環(huán)組的竄氣量不超過總進(jìn)氣量的 0.5%，機(jī)油消耗量不超過燃油消耗量的 0.5%。9.1 活塞環(huán)的密封機(jī)理內(nèi)燃機(jī)活塞組與氣缸之間應(yīng)用帶開口的彈性金屬環(huán)實(shí)現(xiàn)往復(fù)式密封。由于開口的存在，漏氣通路不可能完全消除。為了防止大量漏氣，一般采用多個(gè)活塞環(huán)形成隨活塞運(yùn)動(dòng)的優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載23迷宮式密封。為減小活塞組與氣缸之間的漏氣通路，活塞環(huán)的外周面必須以一定的彈力 op與氣缸壁緊密貼合，形成第一密封面(圖 11-8)。這樣一來，缸內(nèi)氣體不能短路直接通過環(huán)周與氣缸之間，而是進(jìn)入環(huán)與環(huán)槽之間，一方面軸向不平衡力 AF將環(huán)向環(huán)槽的側(cè)面壓緊，形成第二密封面，同時(shí)，作用在環(huán)背的氣壓力造成的徑向不平衡力 R又大大加強(qiáng)了第一密封面。盡管環(huán)背氣壓力有時(shí)大大超過環(huán)本身彈力 op，但 o的作用仍是關(guān)鍵。如果 op降到零，即環(huán)周與缸壁之間出現(xiàn)縫隙(一般稱為活塞環(huán)“漏光”)，第一密封面被破壞，氣體就直接從縫隙處短路外泄，任何環(huán)背壓力和 FR 都建立不起來。只要在整個(gè)環(huán)周上還剩下一個(gè)哪怕是很小的彈力，被密封氣體就會(huì)自行幫助密封，而且要密封的氣體壓力越高，附加的密封力也越大?？梢哉J(rèn)為，具有這種自適應(yīng)特性的簡(jiǎn)單環(huán)式密封系統(tǒng)，是往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)有強(qiáng)大生命力的結(jié)構(gòu)保證之一。必須指出，活塞組的密封作用不僅取決于活塞環(huán)，而且與活塞的設(shè)計(jì)有很大關(guān)系?；钊麘?yīng)保證活塞環(huán)工作溫度不會(huì)過高。環(huán)帶部分與氣缸的間隙應(yīng)盡可能小。環(huán)槽應(yīng)加工精確，且在工作中不發(fā)生過大變形。環(huán)槽與環(huán)之間的間隙要合適。9.2 氣環(huán)的設(shè)計(jì)9.2.1 氣環(huán)的斷面形狀根據(jù)活塞環(huán)的密封機(jī)理，形狀簡(jiǎn)單、加工方便的矩形(斷面)環(huán)完全可以滿足要求。但這種環(huán)磨合性較差，作用在活塞環(huán)上的力及其密封面密封性不理想。桶面環(huán)(圖 11-9b)的外周面是直徑等于缸徑的球面的中段，其特點(diǎn)是能適應(yīng)活塞的擺動(dòng)，并且活塞上行和下行時(shí)均能在環(huán)的外周面上形成潤滑油膜，摩擦面不易燒傷。環(huán)與氣缸接觸面積小，比壓大，密封性好。桶面環(huán)廣泛用作高速、高負(fù)荷的強(qiáng)化內(nèi)燃機(jī)的第一環(huán)。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載24圖 11—9 常用的活塞環(huán)斷面形狀a)矩形環(huán) b)桶面環(huán) c)錐面環(huán)。d)梯形環(huán) e)內(nèi)切正扭曲環(huán) f)錐面內(nèi)倒角反扭曲環(huán)錐面環(huán)(圖 11-9c)外周面具有很小的斜角(一般為 06~3?)，它新裝入氣缸時(shí)與氣缸線接觸，磨合快，下行時(shí)有良好的刮油作用。安裝時(shí)不能上下裝反，否則使竄機(jī)油加劇。這種環(huán)適用于第二、三氣環(huán)。梯形環(huán)(圖 11—9d)兩側(cè)面夾角多為 150 左右。裝這種環(huán)的活塞在氣缸中工作時(shí)的側(cè)向位移使環(huán)與環(huán)槽側(cè)面間的間隙不斷變化，可防止環(huán)槽中機(jī)油結(jié)膠甚至碳化，適用于熱負(fù)荷較高的柴油機(jī)作為第一環(huán)。扭曲環(huán)(圖 11-9e)采用內(nèi)切或倒角造成斷面相對(duì)彎曲中性軸不對(duì)稱，使環(huán)裝入氣缸發(fā)生彎曲變形后發(fā)生不超過 10 的盤狀正扭曲。它有與錐面環(huán)類似的作用，但加工容易些，不過扭曲環(huán)的扭曲角沿環(huán)周是不均勻的。反扭曲環(huán)(圖 11—9f)工作時(shí)扭曲成蓋子狀，配合外圓的錐面，具有很強(qiáng)的密封性和刮油能力，常用于緊挨油環(huán)的那道氣環(huán)。 9.2.2 氣環(huán)的尺寸參數(shù) 在保證密封的前提下，活塞環(huán)的數(shù)目應(yīng)盡可能少，因?yàn)闇p少環(huán)數(shù)可縮小活塞高度，減輕活塞質(zhì)量，減小發(fā)動(dòng)機(jī)總高度，降低發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦損失。現(xiàn)代高速內(nèi)燃機(jī)大多采用 2道氣環(huán)( 另有 1 油環(huán)) ，重型強(qiáng)化柴油機(jī)則用 3 道氣環(huán)。氣環(huán)的尺寸參數(shù)主要有環(huán)的徑向厚度 t、軸向高度 b(圖 11-8)以及環(huán)的自由狀態(tài)形狀和自由開口端距 S0。減小環(huán)高 b 有利于縮短活塞高度，減小環(huán)的顫振傾向，目前 min已達(dá)到 1mm 左右的極限。過小的 使環(huán)和環(huán)槽的加工困難。徑向厚度 t較大的環(huán)彎曲剛度大，對(duì)氣缸表面畸變的跟隨性差，但耐磨性相對(duì)較好。剛性環(huán)在較小的端距 S0 下就可得出要求的平均徑向壁壓 0p，但在套裝到活塞頭部上時(shí)易優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載25于折斷。對(duì)合金鑄鐵的活塞環(huán)來說 25~3?tD， 0p=0.1~0.2MPa， 7.3~50?tS。環(huán)槽深度取 0.9d=81mm9.2.3 活塞環(huán)的材料活塞環(huán)是內(nèi)燃機(jī)中磨損最快的零件，因此適當(dāng)選擇材料和表面處理工藝十分重要?；钊h(huán)一般是由合金鑄鐵鑄造，高強(qiáng)度環(huán)用球墨鑄鐵，經(jīng)熱處理以改善材料的熱穩(wěn)定性。少數(shù)活塞環(huán)用合金鋼制造?；钊h(huán)的工作表面通常用各種鍍層或涂層，以提高其耐磨性、耐蝕性或改善磨合性。最常用的耐磨層為鍍鉻和噴鉬。松孔鍍鉻不僅硬度高，耐磨耐蝕，而且儲(chǔ)油，抗膠合，廣泛用于汽油機(jī)和自然吸氣柴油機(jī)。鉬熔點(diǎn)高，噴鉬層抗膠合、抗磨損性能好，能適應(yīng)高溫下工作。噴涂法能造成一定多孔性，也有一定儲(chǔ)油能力。噴鉬環(huán)主要用于增壓強(qiáng)化柴油機(jī)的第一環(huán)。所有活塞環(huán)都要進(jìn)行磷化、鍍錫或氧化處理，以改善磨合性和防銹。9.3 油環(huán)的設(shè)計(jì)氣缸與活塞運(yùn)動(dòng)副用飛濺的機(jī)油潤滑。油環(huán)的作用是把飛濺到氣缸壁上的多余潤滑油刮下來，回到油底殼，以減少發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油消耗量。為了能在高速運(yùn)動(dòng)中對(duì)抗機(jī)油的流體動(dòng)壓力刮下機(jī)油，只留下很薄的油膜，油環(huán)工作面的著壁壓力應(yīng)足夠大。因?yàn)橛铜h(huán)沒有環(huán)背氣壓力幫助壓向氣缸壁，著壁壓力完全靠本身的彈力產(chǎn)生。單體鑄鐵油環(huán)(圖 11-10a)，由于材料強(qiáng)度所限，只能通過減小與氣缸接觸的工作面積來提高壁壓，最高只能達(dá)到 0.5MPa 左右。如用高強(qiáng)度材料，用較大的徑向厚度 t，壁壓可能進(jìn)一步提高，但環(huán)剛性大，對(duì)氣缸變形的追隨性差，刮油能力不好。用具有切向彈力的螺旋襯簧的鑄鐵油環(huán)(圖 11-10b)可使壁壓達(dá)到 0.8MPa 以上，即使環(huán)的外圓磨損，壁壓也比較穩(wěn)定，因?yàn)楸趬褐饕梢r簧產(chǎn)生。這種環(huán)厚度 t小，柔性好，在氣缸變形較大的條件下也能很好地刮油。這種油環(huán)目前應(yīng)用很廣，尤其在高速柴油機(jī)上。鑄鐵環(huán)表面要通體鍍鉻。上述兩種單體油環(huán)與環(huán)槽不可避免地有側(cè)向間隙，在環(huán)正常軸向移動(dòng)或顫振而懸浮在環(huán)槽中間時(shí)，機(jī)油可能通過側(cè)隙上竄。這種影響在高轉(zhuǎn)速時(shí)更大，所以現(xiàn)代高速汽油機(jī)常用無側(cè)隙鋼片組合式油環(huán)。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載26為了使油環(huán)刮油有效，除了油環(huán)結(jié)構(gòu)外，還應(yīng)注意活塞的配合。用單體油環(huán)時(shí)必須保持環(huán)槽側(cè)隙盡可能小，這意味著環(huán)槽加工精度要高，變形要小。還應(yīng)注意環(huán)槽須有面積足夠的泄油通道，以免回油受節(jié)流造成過高動(dòng)壓，使油環(huán)浮起。一般希望在油環(huán)槽底和槽下都加工出很多泄油孔，使泄油通暢。9.4 活塞環(huán)強(qiáng)度校核為了確定任意斷面 BB 中的彎矩，可把活塞環(huán)看成是開口對(duì)面的對(duì)稱面 AA 固定的懸臂梁，因?yàn)榛钊h(huán)從自由狀態(tài)變到工作狀態(tài)時(shí) AA 斷面不發(fā)生旋轉(zhuǎn)。于是作用在單元環(huán)上 rd 的單元力 dp=p0br0d 對(duì)斷面 BB 產(chǎn)生的彎矩可寫成?? 0sin()dMprd????環(huán)從 = 到 段上的壓力對(duì) BB 斷面的總彎矩 M 為???0 0sin()1/4()1cos)MdpbrbpDt????????1*2(co)Dtk??式中： 203*(1pEt??材料確定后 E 為常數(shù)，P 0 也為常數(shù)，對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù) D 一定的均壓環(huán)，自然狀態(tài)的曲率半徑 ρ 隨 α 而變，故活塞環(huán)在自由狀態(tài)下不是圓形10 工作循環(huán)參數(shù)10.1 發(fā)動(dòng)機(jī)指示指標(biāo)10.1.1 理論平均指示壓力)]1()1([ 121' 2 ???? nnPinG ????)]10(375.1)0(5.63[9. 1375.25.1 ????MPa16.?式中： 為理論平均指示壓力，MPa；其余參數(shù)如前所述。'i10.1.2 汽油機(jī)平均指示壓力優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載27由文獻(xiàn)【7】取豐滿系數(shù) ，則：97.0?n?MPaPii 13.6.1' ??10.1.3 汽油機(jī)指示效率37.0849.205.196.430 ???rkuiiHl???式中： 為汽油機(jī)指示效率； 為平均指示壓力，MPa； 為過量空氣系數(shù)； 為所i?iP?0l需理論空氣量；其余符號(hào)如前所述。10.1.4 汽油機(jī)指示燃料消耗率hKWgHgiui ????/2437.096.43360?式中： 為指示燃料消耗率，g/KW.h；其余符號(hào)如前所述。ig10.2 發(fā)動(dòng)機(jī)有效指標(biāo)10.2.1 機(jī)械損失的平均壓力據(jù)文獻(xiàn)【7】有 mmvP0152.49.0??MPa52.03... ??式中： 為機(jī)械損失平均壓力，MPa；其余符號(hào)如前所述。m10.2.2 汽油機(jī)平均有效壓力和機(jī)械效率平均有效壓力： mPie??798.052.048.1?式中： 為平均有效壓力，MPa；其余符號(hào)如前所述。eP機(jī)械效率： %6.171084.79???iemP?優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載28式中： 為機(jī)械效率；其余符號(hào)如前所述m?10.2.3 汽油機(jī)有效效率和有效燃燒效率有效效率： mie??%31.26