【正文】 這一力矩不可能在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部平衡掉，而只能由內(nèi)燃機(jī)支承來承受，因而它是使內(nèi)燃機(jī)整機(jī)不平衡的因素。 柴油 發(fā)動(dòng)機(jī) 及其曲柄連桿機(jī)構(gòu) 動(dòng)力分析 34 第 5 章 結(jié)論 對 柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 的熱力學(xué) 過程進(jìn)行了 分析 ；建立了其 工作過程的具有氣、固耦合的動(dòng)力學(xué)模型；用 Matlab 語言編制仿真軟件，對 柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 的 工作過程 受力 特征，及動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了 分析。在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成之際，謹(jǐn)向 任老師 致以最崇高的敬意和衷心的感謝！ 謹(jǐn)向其他幫助和關(guān)心我的老師和同學(xué)表示誠摯的謝意！ 最后，感謝 惠民電大 為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供優(yōu)越的條件！對辛勤培養(yǎng)我的各位老師表示最誠懇的敬意和感激之情！ 柴油 發(fā)動(dòng)機(jī) 及其曲柄連桿機(jī)構(gòu) 動(dòng)力分析 36 參考文獻(xiàn) [1] 周龍保，劉巽 俊，高宗英 .內(nèi)燃機(jī)學(xué) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx， 7： 36～ 38. [2] 劉永長 .內(nèi)燃機(jī)熱力過程模擬 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx： 53～ 58. [3] 吳兆漢 .內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì) .北京：北京理工大學(xué)出版社， 1990： 75～ 76. [4] 蔣德明 .內(nèi)燃機(jī)原理 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1988： 4951. [5] 陸耀祖，田維鐸主編 . 內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造與原理 . 北京：中國建筑工業(yè)出版社， 1986： 134～139. [6] 李飛鵬 .內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造與原理 .北京：中國鐵道出版社， 1992， 4： 18～ 20. [7] 劉穎 .柴油 機(jī)原理 .武昌：華中工學(xué)院出版社， 1984： 43～ 45. [8] 鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院編 .內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造 .北京：中國農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)出版社， 1981： 138～ 142. [9] 宋守信主編 . 內(nèi)燃機(jī)增壓技術(shù) . 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社， 1993： 116～ 124. [10] 徐瀛 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（ 1~5） .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1991： 63～ 64. [11] 濮良貴主編 .機(jī)械設(shè)計(jì) (第 5 版 ). 北京：高等教育出版社， 1989： 286～ 289. [12] 張繼忠，張鐵柱，戴作強(qiáng)等 . 內(nèi)燃式柱塞泵原理方案設(shè)計(jì) . 中國機(jī)械工程， 20xx，（ 21）：18811885 [13] 陳秀寧，施高義 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) .杭州：浙江大學(xué)出版社 ,1995： 81～ 82. [14] 劉鴻文 .材料力學(xué) .北京：高等教育出版社 ,1992： 74～ 76. [15] 柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊編輯委員會(huì)編 .柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊 .北京：中國農(nóng)業(yè)出版社， 1984： 86～89. [16] 陳家瑞 .汽車構(gòu)造（上、下冊） .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,20xx： 147～ 148. [17] 張鐵柱，張繼忠，張洪信等 .直線內(nèi)燃式動(dòng)力裝置綜述 .山東機(jī)械 ,20xx,(1):8～ 12,17. [18] 張鐵柱， 張洪信，張繼忠等 . 約束活塞型內(nèi)燃式柔性動(dòng)力系統(tǒng) . 內(nèi)燃機(jī)科技（中國內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì) 20xx 年學(xué)術(shù)年會(huì)會(huì)議論文集，特邀報(bào)告） . 武漢：華中科技大學(xué)出版社， 20xx：92～ 95. 。圖 410 為兩力的合力曲線關(guān)系。也就是說當(dāng)內(nèi)燃機(jī)曲軸向外輸出力矩 T 時(shí)也受到一個(gè)與外界輸出力矩大小相同的反作用力矩 kT 。39。1F 。 作用在活塞上的合力及其分解 WD175 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的力和力矩如圖 46 所示 [23]。 慣性力的作用 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的慣性力有兩種：一種是由往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量 jm 所產(chǎn)生的慣性力，簡稱往復(fù)慣性力，以 jF 表示；二是由旋轉(zhuǎn)質(zhì)量 rm 所產(chǎn)生的慣性力，簡稱旋轉(zhuǎn)慣性力或離心力，以 rF表示，如圖 44 表示 [22]。 氣體壓力和慣性力是曲柄連桿機(jī)構(gòu)中最主要的也是數(shù)值最大的力，它們應(yīng)當(dāng)與每一瞬時(shí)的外界反作用力相平衡，同時(shí)也是曲柄連桿機(jī)構(gòu)各零件受載的主要原因。 用 MATLAB 語言編制系統(tǒng)仿真軟件，計(jì)算得到 柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 額定工況 n=2600r/min、α=100%下的 數(shù)據(jù)為： 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械效率： 發(fā)動(dòng)機(jī)指示熱效率： 44% 發(fā)動(dòng)機(jī)燃油率： % 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不均勻度： % 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率： WD175 曲軸與軸瓦之間摩擦系數(shù)為 μc= WD175 活塞與缸套之間摩擦系數(shù)為 μp=[20] 小結(jié) 本章 經(jīng)對影響柴油機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，有利于今后在維修、保養(yǎng)、調(diào)整和使用中，揚(yáng)長避短，盡可能的提高其動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，提高工作效率和效益，使其優(yōu)質(zhì)、高效、低耗地 發(fā)揮作用。 (3) 提高氣缸的充量系數(shù) c? 同樣大小的氣缸 容積，如能吸入更多的空氣，則將允許進(jìn)入更多的燃料，就可獲得更多的有用功。 Ng 值小，表明發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量輕、而功率大。 活塞平均速度是表征發(fā)動(dòng)機(jī)高速性的指標(biāo)，它對發(fā)動(dòng)機(jī)的性工作可靠性及使用壽命都有很大的影響?；旌蠚庵锌諝赓|(zhì)量與燃油質(zhì) 量之比稱為空燃比? ，即 燃油質(zhì)量空氣質(zhì)量?? 按照化學(xué)反應(yīng)方程式的當(dāng)量關(guān)系，可求出 1kg 汽油完全燃燒所需空氣質(zhì)量約為 ，按此比例的混合氣的空燃比 ? =，稱為理論混合氣。 柴油 發(fā)動(dòng)機(jī) 及其曲柄連桿機(jī)構(gòu) 動(dòng)力分析 20 s11c VVmmsh ??? （ 321） 式中 m V1—— 分別為實(shí)際進(jìn)入氣缸的新鮮充量的質(zhì)量、在進(jìn)氣狀況下所占有的體積。 eb 、 et? 可根據(jù)實(shí)測 eP 、 B 計(jì)算出來，其大致范圍： 低速柴油機(jī) et? =～ eb =190～ 225 [g/(kW升功率大，每升氣缸工作容積發(fā)出的有效功率大，同時(shí)內(nèi)燃機(jī)的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷大，表示內(nèi)燃機(jī)的強(qiáng)化程度高 [15]。與平均指示壓力一樣， mep 與有效功率 eP 之間的關(guān)系式為： 31030 ??? ? inVpP smee（ kW） (312) 式中 eP —— 有效功率（ kW）； mep —— 平均有效壓力 (kPa)； sV —— 氣缸工作容積（ L）。 這些損失所消耗的功率總合即為機(jī)械損失功率 mP 。h)]； uH —— 所用燃料的低熱值（ kJ/kg） 指示燃油消耗率 ib （簡稱指示油耗率）是指單位指示功的耗油量。但是，由于種種因素的影響，柴油機(jī)的燃燒過程往往難于達(dá)到理想完善 的程度，其中主要與換氣質(zhì)量、壓縮終點(diǎn)的溫度、最大噴油壓力、燃油霧化質(zhì)量等因素的影響有關(guān)。 (2)過量空氣系數(shù) 當(dāng)每循環(huán)噴油量不變而增壓度提高時(shí)，隨著 pk 的提高， α 也隨著 pk 的提高而增大。柴油機(jī)的指示參數(shù)主要包括柴油機(jī)的平均指示壓力 mip 、指示功率ip 、指示效率 it? 及指示油耗 ib[12]。這是由于排氣閥開啟不是 在下止點(diǎn)，而是在下止點(diǎn)前提前開啟所引起的。mip 的計(jì)算式。iW 為 aczbyzi WWWW ???39。 熱力學(xué)計(jì)算即求平均指示壓力 在進(jìn)行柴油機(jī)的熱計(jì)算時(shí)，常用分析法求出平均指示壓力 [2]。后燃期間熱功轉(zhuǎn)換的效率，由于膨脹比小和柴油 發(fā)動(dòng)機(jī) 及其曲柄連桿機(jī)構(gòu) 動(dòng)力分析 9 傳熱損失大而大大下降，造成了燃燒中的后燃損失，使燃燒膨脹線位置下移。但在實(shí)際循環(huán)中，汽缸壁（包括汽缸套、汽缸蓋、活塞、活塞環(huán)、氣門、噴油 嘴等）和工質(zhì)之間始終存在著熱量的交換，特別是在燃燒和膨脹期間具有強(qiáng)烈的傳熱損失，減少了有用功的面積；另一方面，在壓縮過程初期，由于汽缸壁溫度較高而使工質(zhì)加熱，而在壓縮過程后期，隨著工質(zhì)溫度超過汽缸壁溫度便發(fā)生了從工質(zhì)向汽缸壁相反的熱量傳遞。 柴油機(jī)的實(shí)際熱循環(huán) 內(nèi)燃機(jī)理論循環(huán)的分析是以各種假定條件為前提的，但在實(shí)際的內(nèi)燃機(jī)循環(huán)中不可避免的有許多方面的損失，使其不能達(dá)到理 論循環(huán)的指標(biāo)。 公式（ 22）為理想的燃料（比熱不隨溫度變化的氣體）在一個(gè)理想發(fā)動(dòng)機(jī)混合循環(huán)所達(dá)到的熱效率。 當(dāng)活塞自 z 點(diǎn)繼續(xù)向外運(yùn)動(dòng)時(shí)，燃料沿 zb 線膨脹至 b 點(diǎn)。 柴油 發(fā)動(dòng)機(jī) 及其曲柄連桿機(jī)構(gòu) 動(dòng)力分析 6 在壓縮行程后，燃料先以等容 積 方式沿 cy 線自熱源吸入熱量 39。這些假定條件是： (1) 以空氣作為循環(huán)的工質(zhì)，其比熱容為常數(shù)，不隨溫度變化； (2) 研究的體系是封閉的。因?yàn)?MATLAB 的語法規(guī)則與結(jié)構(gòu)化高基編程語言如 C語言等大同小異，而且使用更為簡便，具有一般語言基礎(chǔ)的用戶很快就可以掌握。而在設(shè)計(jì)中則根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和類比，在大量選取參數(shù)的基礎(chǔ)上，對熱力循環(huán)中的幾個(gè)特征點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，以便 給 出數(shù)量上的估計(jì)。柴油 發(fā)動(dòng)機(jī) 及其曲柄連桿機(jī)構(gòu) 動(dòng)力分析 1 目錄 目錄 ........................................................................ 1 第 1 章 緒 論 .............................................................. 3 研究意義 ............................................................. 3 發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................................. 3 研究方法與內(nèi)容 ....................................................... 4 第 2 章 柴油機(jī)的熱力學(xué)分析 .................................................. 5 柴油機(jī)的理論熱循環(huán) ................................................... 5 柴油機(jī)的實(shí)際熱循環(huán) ................................................... 8 熱力學(xué)計(jì)算即求平均指示壓力 ........................................... 9 小結(jié) ................................................................ 11 第 3 章 柴油機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性分析 ......................................... 12 柴油機(jī)的指示參數(shù) .................................................... 12 平均指示壓力 .................................................... 12 指示功率 ........................................................ 13 指示熱效率與指示燃油油耗 ........................................ 14 柴油機(jī)的有效指標(biāo) .................................................... 15 有效功率和機(jī)械效率 .............................................. 15 平均有效壓力和升功率 ............................................ 16 有效熱效率和有效燃油消耗率 ...................................... 18 根據(jù)吸入空氣量計(jì)算平均有效壓力 .................................. 19 標(biāo)志柴油機(jī)整機(jī)性能的其他參數(shù) ........................................ 21 活塞的平均速度 .................................................. 21 強(qiáng)化系數(shù) ........................................................ 22 比質(zhì)量 .......................................................... 22 提高柴油機(jī)動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能的主要措施 .............................. 22 小結(jié) ................................................................. 24 第 4 章 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)與受力分析 ...................