【文章內(nèi)容簡介】 曲環(huán)(圖11—9f)工作時扭曲成蓋子狀，配合外圓的錐面，具有很強的密封性和刮油能力，常用于緊挨油環(huán)的那道氣環(huán)。 在保證密封的前提下，活塞環(huán)的數(shù)目應盡可能少，因為減少環(huán)數(shù)可縮小活塞高度，減輕活塞質(zhì)量，減小發(fā)動機總高度，降低發(fā)動機摩擦損失?，F(xiàn)代高速內(nèi)燃機大多采用2道氣環(huán)(另有1油環(huán))，重型強化柴油機則用3道氣環(huán)。氣環(huán)的尺寸參數(shù)主要有環(huán)的徑向厚度、軸向高度(圖118)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，目前已達到1mm左右的極限。過小的使環(huán)和環(huán)槽的加工困難。徑向厚度較大的環(huán)彎曲剛度大，對氣缸表面畸變的跟隨性差，但耐磨性相對較好。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，但在套裝到活塞頭部上時易于折斷。對合金鑄鐵的活塞環(huán)來說，=~。=76mm活塞環(huán)是內(nèi)燃機中磨損最快的零件，因此適當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。活塞環(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，而且儲油，抗膠合，廣泛用于汽油機和自然吸氣柴油機。鉬熔點高，噴鉬層抗膠合、抗磨損性能好，能適應高溫下工作。噴涂法能造成一定多孔性，也有一定儲油能力。噴鉬環(huán)主要用于增壓強化柴油機的第一環(huán)。所有活塞環(huán)都要進行磷化、鍍錫或氧化處理，以改善磨合性和防銹。氣缸與活塞運動副用飛濺的機油潤滑。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)動機的機油消耗量。為了能在高速運動中對抗機油的流體動壓力刮下機油，只留下很薄的油膜，油環(huán)工作面的著壁壓力應足夠大。因為油環(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1110a)，由于材料強度所限，只能通過減小與氣缸接觸的工作面積來提高壁壓。如用高強度材料，用較大的徑向厚度，壁壓可能進一步提高，但環(huán)剛性大，對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1110b)，即使環(huán)的外圓磨損，壁壓也比較穩(wěn)定，因為壁壓主要由襯簧產(chǎn)生。這種環(huán)厚度小，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)目前應用很廣，尤其在高速柴油機上。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)正常軸向移動或顫振而懸浮在環(huán)槽中間時，機油可能通過側(cè)隙上竄。這種影響在高轉(zhuǎn)速時更大，所以現(xiàn)代高速汽油機常用無側(cè)隙鋼片組合式油環(huán)。為了使油環(huán)刮油有效，除了油環(huán)結(jié)構(gòu)外，還應注意活塞的配合。用單體油環(huán)時必須保持環(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。為了確定任意斷面 BB中的彎矩，可把活塞環(huán)看成是開口對面的對稱面AA固定的懸臂梁，因為活塞環(huán)從自由狀態(tài)變到工作狀態(tài)時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對斷面BB產(chǎn)生的彎矩可寫成 環(huán)從=到段上的壓力對BB斷面的總彎矩M為 式中：材料確定后E為常數(shù)，P0也為常數(shù)，對結(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)下不是圓形小 結(jié)通過這次我們親身的設計實踐，讓我們對這些專業(yè)課的基礎知識和基本理論能有進一步的理解和掌握。設計的整個過程都有老師在一旁指導，有問題可以及時解決，學到了很多發(fā)動機和曲軸的知識，這也是我覺得這次設計比以前簡單的原因吧。我把這次課程所學到的東西總結(jié)為以下幾點：1．分析、計算、設計、繪圖、運用各種標準和規(guī)范、查閱各種設計手冊與資料。，繪圖的應用能力等方面得到進一步的提高。4. 能夠全面地檢驗并鞏固我們以前所學的專業(yè)課知識，并通過結(jié)合實際，讓我們能從一個全新的角度重新學習、認識以前學過的專業(yè)課知識。5. 了解國內(nèi)外發(fā)動機的發(fā)展現(xiàn)狀，對當代先進的發(fā)動機技術(shù)有了一些了解。6. 此次課程設計還為我們下學期的畢業(yè)設計奠定了堅實的基礎。參考文獻[1] 楊連生．內(nèi)燃機設計．北京：中國農(nóng)業(yè)機械出版社，1981．[2] 陸際青．汽車發(fā)動機設計．北京：清華大學出版社，1990．[3] 楊連生．內(nèi)燃機設計．北京：中國農(nóng)業(yè)機械出版社，1981．[4] 唐增寶，何永然，劉安?。畽C械設計課程設計．武漢：華中科技大學出版社，1999．[5] 周龍保．內(nèi)燃機學．北京：機械工業(yè)出版社，2005．[6] 吳兆漢．內(nèi)燃機設計．北京：北京理工大學出版社，1990．[7] 沈維道．工程熱力學．北京：高等教育出版社，2002．附 錄 附表1一些需要的參數(shù)活塞行程s(mm)活塞直徑D(mm)轉(zhuǎn)速n(r/min)往復慣性質(zhì)量mj(kg)(kg)壓縮比ε余隙容積vc(L)92845500310．50．0537 曲柄半徑r(cm)連桿長度ｌ(cm)半徑/長度λ曲柄角速度ω(rad/s)進氣壓力pa（Mp)壓力升高比46158　0．29575．958 0．093．6多變指數(shù)n1多變指數(shù)n2活塞面積Fh（cm2)氣缸工作容積 +余隙容積（L） 排量 （L）旋轉(zhuǎn)運動質(zhì)量mr(kg)1．351．2955．4178240．5632519372．038337281．535 附表2 運動學計算圖表曲軸轉(zhuǎn)角活塞位移x（m)活塞速度v(m/s)活塞加速度j(m/s178。)體積隨位移的變化缸內(nèi)絕對壓力(MP)往復慣性力（MP)旋轉(zhuǎn)慣性力00．000 0．000 19684．728 0．0536676170．07590541857784．752550．000 2．976 19559．432 0．0549178130．07586782967784．7525100．001 5．915 19186．028 0．0586524980．072575580847784．7525150．002 8．778 18571．905 0．0648242670．073557157157784．7525200．004 11．531 17729．161 0．0733551590．074531874827784．7525250．006 14．140 16674．285 0．0841381890．076500228557784．7525300．008 16．574 15427．728 0．0970394390．077462831847784．7525350．011 18．806 14013．367 0．1119006520．078420401007784．7525400．014 20．813 12457．887 0．1285422680．079373736607784．7525450．017 22．576 10790．094 0．14676680．079323702837784．7525500．020 24．079 9040．183 0．1663624980．079271205487784．7525550．024 25．313 7238．970 0．1871071750．08217169117784．7525600．028 26．271 5417．134 0．2087721210．081162514017784．7525650．032 26．955 3604．459 0．231125990．081108133777784．7525700．036 27．366 1829．133 0．2539385890．08254873987784．7525750．040 27．512 117．087 0．2769844470．0833512617784．7525800．044 27．405 1508．572 0．3000461110．0834525715．37784．7525850．049 27．060 3028．047 0．3229170760．0839084141．97784．7525900．053 26．494 4425．229 0．3454043020．084132756867784．7525950．057 25．726 5687．952 0．3673302560．084170638557784．75251000．060 24．778 6808．137 0．3885344590．084204244117784．75251050．064 23．671 7781．806 0．4088745140．085233454187784．75251100．068 22．427 8608．973 0．4282266130．085258269187784．75251150．071 21．069 9293．418 0．4464855350．085278802547784．75251200．074 19．618 9842．354 0．463564170．086295270637784．75251250．077 18．093 10265．994 0．479392610．086307979837784．75251300．079 16．512 10577．035 0．4939168510．087317311057784．75251350．082 14．893 10790．077 0．5070971870．087323702327784．75251400．084 13．247 10921．001 0．518906360．087327630027784．75251450．086 11．586 10986．308 0．5293275450．088329589257784．75251500．088 9．920 11002．472 0．5383522650．088330074177784．75251550．089 8．254 10985．290 0．5459782950．088329558717784．75251600．090 6．592 10949．284 0．5522076680．089328478517784．75251650．091 4．936 10907．148 0．5570448250．089327214457784．75251700．092 3．287 10869．281 0．5604950160．09326078427784．75251750．092 1．642 10843．393 0．5625629730．09325301807784．75251800．092 0．000 10834．230 0．5632519370．09325026917784．75251850．092 1．642 10843．392 0．5625630560．090148813325301777784．75251900．092 3．287 10869．279 0．5604951840．090598102326078367784．75251950．091 4．936 10907．146 0．5570450770．091356444327214377784．75252000．090 6．592 10949．281 0．5522080040．092438418328478447784．75252050．089 8．254 10985．289 0．5459787170．093865054329558667784．75252100．088 9．920 11002．472 0．5383527710．09566449330074167784．75252150．086 11．586 10986．311 0．5293281360．097872892329589327784．75252200．084 13．247 10921．006 0．5189070360．100535685327630197784．75252250．082 14．892