【導讀】活塞是發(fā)動機的心臟，活塞的工作情況非常惡劣，通常是在高速，高溫，高壓，的情況下，活塞在工作中與高溫氣體直接接觸，使得溫度急劇上升，活塞產生沖擊，并且兩側受側壓力的作用。在高速下做往復運動，承受慣。另外，活塞連桿組的摩擦損失占到了機械損失的%70~%60，為此，能更好的滿足工作要求。連桿組的摩擦損失進行了研究，通過各種各樣的方法，進行實驗，力性，減少成本。柴油機得以迅速的發(fā)展，應用領域也越來越廣泛，可以用于船舶，尤其在車輛動力方面，柴油發(fā)動機。達到大量的實踐及實驗表現，柴油機是現在用于各類動力機械中，熱效率最高，能量利用率最好，且節(jié)能的機型。并且，這個比例是不。高壓是指噴油系統的壓。力高，能夠使得噴油的壓力大，霧化好，燃燒的更充分。在一些大的城市是明文禁止使用柴油轎車，還有一個不足，就是，失，使得熱效率高，節(jié)能，環(huán)保，并且降低發(fā)動機的整體高度。表表示4120型柴油機各缸沖程交替順

　　

【正文】 M P ad LPWM tyy 321332?? ?????? ?? 彎曲總應力： 總? = M P ayx 2222 ???? ?? 扭轉應力： M P aW rp Ptk 7 160 6 4 4 5 4 3 ?? ?????? 彎曲總應力 ： M P 39。 222k2 ?????? ??? 總 曲柄臂的計算： 壓縮應力： M P abhp kc 3 2 4 9 139。 m a x ????? 彎曲應力： 曲拐面： M P abhLpWM akxkk 2 4 9 1622m a x ?????????? 垂直曲拐面： M P ahbrpWM kytt 6 3 0 6 4 4 5 4622m a x ????????? 扭矩引起的彎曲應力： M P abh LpWM tyk 6239。22m a xm a x ????????? 扭矩引起的扭轉應力 。 M P ahb LpWM tkkk 3 60 3 4 4 5 4639。22 2m a x ?????????? 彎扭總應力 : M P akz 22m a x2m a x ??????? ??? 曲軸的疲勞強度校核 ：曲軸在工作過程中受到的影響最大的是交變載荷，容易發(fā)生疲勞，所以，要對曲軸進行疲勞強度 的校核，保證合格安全。 主軸頸的校核： M P abh LpWM Kk 639。22 2m a xm a x ????????? M P aWMK1 3 6 3 2m i nm i n ????? 扭轉系數： ?n )()( 1122)()( 2m i nm a xm i nm a x1 ?????????????????????tkn其中， ??k ， ????? ， MPa1121 ??? 曲柄臂的校核： M P abh LpWM tyk 6239。22m a xm a x ????????? 0min?? M P ahb LpWM tkkk 3 60 3 4 4 5 4639。22 2m a x ?????????? 0min?? )()( 1122)()( 2m i nm a xm i nm a x1 ?????????????????????? Kn )()( 252)()( 2m i nm a xm i nm a x1 ??????????? ????????tttt kn 2222 ???????ttnn nnn??，因為， ? ? 3~2?n ，所以，安全。 所以，綜上，經校核，曲軸的強度是合格的。 ： 已知曲軸的轉速為 min/2200r ,傳動比為 2 ，選擇曲軸正時齒輪的材料為 40 Cr ，而凸輪軸的正時齒輪的材料為 45 鋼，查表 110? ，知， Cr40 的齒面硬度是 HBS280 ,而 45 鋼的齒面硬度為 240 HBS 。 （ 1） 選擇曲軸正時齒輪的齒數為 201?z ,凸輪正時齒輪的齒數 402022 ???z . （ 2） 由公式 1110? ， 計 算 曲 軸 齒 輪 的 分 度 圓 直 徑? ?3211 12 ????????????HEHdHtt ZZZuuTKd ?? ? 首先選擇 ?HtK ，曲軸齒輪的轉矩： 1T mmNn PT ????????? 43331 2 0 0 由表 710? ，齒寬系數 ?d? ，由圖 1020 知，區(qū)域系數 HZ = ，從表 510? ，材料的彈性影響系數 EZ = 21MPa ，根據式 910? ，計算出重合系數 ?Z ： ? ?? ? ? ? ????????? ? )1220/(20c o s20a r c c o s2/c o sa r c c o s 111 aa hzz ?? ? ?? ? ? ? ????????? ? 4 9 )1240/(20c o s40a r c c o s2/c o sa r c c o s 221 aa hzz ?? ? ? ? ?? ?? ?? ? )( t a n4020t a a n20 2/39。t a nt a n39。t a nt a n 2211 ??????? ????? ??????? ? aa zz 所以， 3 ????? ?? ?Z 由圖 d2510? 知，曲軸正時齒輪，凸輪軸正時齒輪的接觸疲勞極限為 M P aM P a HH 5 5 0,6 0 0 2l i m1l i m ?? ?? ，可由式 1015 計算應力循環(huán)次數： ? ? 91 105 6 0 0612 2 0 060601 ????????? hjLnN 9912 107 8 105 6 ????? uNN 圖 1023 知，接觸疲勞壽命系數 , 21 ?? HNHN KK ? ? M P aSK HHNH 5 5 21 6 0 1l i m1 ???? ?? .? ? M P aSK HHNH 5231 2l i m2 ???? ?? 因為， ? ? ? ?21 HH ?? ? ,所以，選擇小的作為接觸疲勞的許用應力 ，即， ? ? ? ? MPaHH 5 2 321 ?? ?? 。 則分度圓的直徑： ? ?3 21112 ????????????HEHdHtt ZZZuuTKd ?? ? = 523204012040 24 ??????? ???????? 然后，調整曲軸正時齒輪的分度圓直徑： （ 1） 圓周速度 v， v= smnd t / 0 0 060 0 0 0 060 11 ?????? （ 2） 齒輪寬度 b,b= mmd td ????? 其中，查表 410? ，知 ?d? （ 3） 載荷系數 HK ，查表 210? 得，使用系數 ?AK ，由因為圓周速度 sm/ ， 7 級精度，查圖 810? ，動載荷 ?VK , （ 4） 正時齒輪的圓周力， NdTF tt 34111 ?????? mmNmmNbFK tA /1 0 0/ 0 6/101 8 ????? 由表 310? 知齒間載荷的分配系數 ??HK 1. ,而由表 410? ，用插值法可查出 7 級精度，正時齒輪懸空布置，則齒向載荷分布系數??HK 。所以，實際載荷系數： 5 8 8 ?????? ?? HHVAH KKKKK ，由公式 )1210( ?知，實際載荷算的分度圓直徑： d1= mmKKd HtHt 331 ???, 對應的模數m= ??zd 。 （ 5)彎曲疲勞強度設計： 由 107 試算模數， ? ?3 2112 ??????????FSaFaFtt YYdz YTKm ?? ? 其中，試選 ?FtK ，根據公式計算出疲勞強度重合度系數， ????? ?? ?Y ,查圖 1017，知齒形系數，21, FaFa YY 。 4 2 ,8 2 21 ?? FaFa YY ，查圖 1018 知應力修正系數， 21, sasa YY 。查圖 1024c,知曲軸正時齒輪的齒根彎曲疲勞極限，凸輪軸正時齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為 M P aM P a FF 380,500 2l i m1l i m ?? ?? 。查圖 2210? ，知彎曲疲勞壽命系數， , 21 ?? FNFN KK ,則彎曲疲勞安全系數為 ?S ,由式 1014 計算， ? ? M P aF 0 5 0 ???? ， ? ? M P aF ???? ? ? 11 ???F saFa YY ? , ? ? 22 ???F sFa YY? 所以取 ? ? ?FSaFa YY? 。 所以模數： mt? ? mmYYz YTK F saFadFt 1 7 7 1 3 2 43 21 1 ??? ??????????????? ?? ? 然后調整齒輪模數，圓周速度 v， ????? zmd mm。 smndv / 11 ?????? ?? 齒寬 b, mmdb d ????? ? ，寬高之比 b/h ，? ? ? ? mmmchh ta 4 9 ????????? ， 則 5 ??hb 。 因為 v=， 7 級精度，所以，由圖 108 查的動載荷系數VK =，所以， 34111 ?????? dTF t ，,/100/????? 查表310? 知齒間載荷系數 ??FK ,再由 104，用插值法查表得??HK ,結合 ?hb 。查圖 1013，知 ??FK ，所以，載荷系數， ?????? ?? FFVAF KKKKK 所以，模數 mmKKmm FtFt 33 ????，由于模數 m 決定彎曲疲勞強度，所以，綜上，可取模數為 ，即取整為 m=5,而分度圓的直徑 20*5=100mm，則凸輪軸的齒數 40，分度圓直徑200mm。 熱力學 計算： ：缸徑： mmD 120? ，氣缸數目， 4?i ，行程 mmS 132? ， 12小時功率： eP = kw88 ，轉速 min/2200rn? ，壓縮比 18?? ，單缸容積： LVh ? ,間隙容積： LVC ? , mmSR 6621 3 22 ??? ?? LR? ,則連桿長 mmL 220? ，氣壓狀況： ? ?20 /1 cmkgp ? ，KT 2930 ? ,燃料組成： ?C , , ?? OH 一般選擇 號柴油0 。燃料低熱值： )( kjk c a lkgk c a lkgkjH ???? 最高爆發(fā)壓力： )(822cmkgPZ ?； ： 過量空氣系數： ~ ，我選擇 ； 壓縮起始壓力： 0)～( PPa ? ，所以， cmkgPa ?； 氣缸初始空氣增加： )2020( ???T , KT 10?? ； 熱量利用系數： )~(?z? , ?z? ； 示功圖豐滿系數： )~(?n? ， ?n? ； 機械效率： ? ?~?m? ， ?m? ； 殘余廢氣系數： ? ?~?r ， ?r ； ： 燃料所需理論空氣量： mo lOHCL )32 ( 1)32412( 10 ??????? ； 新鮮空氣量： 1M m o lLM 7 4 1 8 9 4 5 ????? ? ； 理論上完全燃燒 ? ??a? 時的燃燒產物分量： mo lLHCM 00 ???????? ； 當 ?? 時的過剩空氣量： m o l2 4 7 2 9 4 5 0a ???? ）（）（ L? ； 燃燒產物總量： m o l7 7 5 2 4 7 2 2 )1( 0a02 ?????? LMM ? ； 理論摩爾變更系數： ??? MM? ； 實際摩爾變更系數： 0 4 4 ??????? ?? ； 其中， ? ?~?? ，燃燒結束后，如果物質的量增加的話，對做功是由好處的。 進氣終點溫度： 2/ cmkgpa ? ； 進氣終點空氣溫度： KrrTTT a 1 9 310 ?????????? ； 充氣系數： )}1(/{/]1/[ 0 ????? rTTpp akav ??? )}({1/]118/18[ ?????? )~(?V? ； ： 選取平均多變壓縮指數： ?n ， )~(1 ?n 壓縮終點壓力： )/( cmkgPP nac ????? ? 壓力升高比： 6 8 ??? cz pp? 壓縮終點溫度： KTT nac 5 1 8 )1( 1 ????? ??? ， ℃?ct )1000~750( KTc ? ； 6 燃燒過程 ： 壓縮終點的空氣平均比熱容比熱 VC ： 當 ℃?ct ， ??a? ， , ?????? pvp CCC 壓縮終點的殘余廢氣平均等容比熱 39。vC ： ℃?ct ， ?a? 時的 39。39。 ?pC 因此， 8 1 8 8 39。39。39。39。 ????? pv CC 壓縮終點的混合氣平均等容比熱 39。vC ： )()()1/()39。39。(39。 ???????? rCCC VVv 燃燒終點的溫度 zT ： zpccvauz tCttCLrH ?????????????? ?????? )()1/( 0 計算得 39。39。 ?? zP tC ； ctz ?? ， KTz 2200? , )2200~1800( KTZ ? ； 初期膨脹比 : )/(, 5 ???????? ???? 平均指示壓力 iP ： ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?)/111/1/111