【正文】 由于彈簧預(yù)緊力的存在，使得機(jī)構(gòu)在一開始要產(chǎn)生壓縮彈性變形，廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 40等到彈性變形里克服了氣門彈簧預(yù)緊力之后。（五） 、凸輪最小曲率半徑凸輪最小曲率半徑 應(yīng)不小于 3mm,以保證接觸應(yīng)力較低，減少磨損。氣門落座瞬間的速度和氣門機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量大小決定了落座沖擊力的大小。0rc一般 =（～）D ，取 ==20mm，取 =20mm，則：取cddcd=20+2=16mm。（三） 、 基圓半徑 0r它是根據(jù)凸輪軸直徑 決定的，而 應(yīng)保證凸輪軸具有足夠的抗彎剛cdcd度和扭轉(zhuǎn)剛度。?取進(jìn)氣門 =，則 = =；取排氣門 =，vmaxmaxhvdvdhmax廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 39則 = =。排氣門的vdhmax=～ 。氣門最大升程與氣門直徑直接有關(guān)系。所以對進(jìn)氣凸輪有：102?0??00 ??? ?取排氣提前角 ，排氣遲閉角 。由于四沖程內(nèi)燃機(jī)的凸輪軸轉(zhuǎn)數(shù)是曲軸轉(zhuǎn)速的一半，故：0???21084????式中 ——進(jìn)(排) 氣門提前開啟角(曲軸轉(zhuǎn)角) ；1? ——進(jìn)( 排)氣門遲后關(guān)閉角(曲軸轉(zhuǎn)角)。二、凸輪主要設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 [2]凸輪的主要參數(shù)有凸輪作用角 2 、挺柱最大升程 、基圓半徑 、0?maxH0r氣門落座速度 、凸輪最小曲率半徑等。從內(nèi)燃機(jī)性能對氣門通過能力和配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力性能的要求出發(fā)，先廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 38擬定挺柱的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而后求出凸輪外形輪廓曲線。從而校驗(yàn)所選定的凸輪幾何形狀是否滿足設(shè)計(jì)要求。內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪外形輪廓線設(shè)計(jì)，可歸納為兩種方法：根據(jù)對所設(shè)計(jì)內(nèi)燃機(jī)分析和也有的經(jīng)驗(yàn)，選定凸輪外形輪廓線。工作中產(chǎn)生的噪聲小。正、負(fù)加速度不宜過大，最好不產(chǎn)生加速度突變現(xiàn)象，以免配氣機(jī)構(gòu)各零件間作用力過大或產(chǎn)生沖擊，從而保證機(jī)構(gòu)工作可靠，使用壽命長。從配氣機(jī)構(gòu)的基本工作任務(wù)出發(fā)，對凸輪設(shè)計(jì)有以下幾點(diǎn)要求：能獲得足夠大的時(shí)面值，以保證氣門通過能力，提高氣缸充量效率。凸輪外形的輪廓曲線決定著配氣機(jī)構(gòu)的通過能力，即時(shí)間截面值和慣性力的作用情況，對配氣機(jī)構(gòu)的工作能力和動(dòng)力性能有著決定性影響。 上述這些要求往往相互矛盾，必須根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的具體要求，抓住主要矛盾，協(xié)調(diào)各種因素，妥善解決。應(yīng)該使氣門彈簧產(chǎn)生共振的傾向達(dá)到最小程度。應(yīng)使配氣機(jī)構(gòu)在所有工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都能平穩(wěn)工作，不產(chǎn)生脫離現(xiàn)象和過大的振動(dòng)。加速度不宜過大，并且連續(xù)變化。2氣體壓力與往復(fù)慣性力的合力 F：F= + （3—gj38）曲柄連桿機(jī)構(gòu)作用力的分析合成力 F 沿氣缸軸線作用于活塞，活塞受力 F 分解為兩個(gè)力，即側(cè)壓力 和連桿的壓力 ：NL （3—?tan??FN39） （3—cosL40）式中， —為連桿提前角；?由三角關(guān)系可知：廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 36 （3—1sin(i)RL????41）連桿對曲軸銷的作用力可分解為兩個(gè)分：切向力： （3—?cos)in()sin(????FFLt42）徑向力： （3—??cos)()cos(Lk43）3．作單缸轉(zhuǎn)矩 M （3—??raFrt?cosin??44） 第四章 XD474 凸輪軸專題設(shè)計(jì)凸輪軸是配氣機(jī)構(gòu)中的主要驅(qū)動(dòng)零件，必須正確設(shè)計(jì)，為此擬定如下廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 37設(shè)計(jì)要求：正確配置各缸的進(jìn)、排氣凸輪的位置，保證內(nèi)燃機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；并且能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)功率、扭矩、轉(zhuǎn)速、燃油消耗率、怠素和啟動(dòng)等各方面的要求。jFr廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 35氣體作用力 gF （3—??601???Apg35）式中： （MPa）為缸內(nèi)絕對氣壓力； （MPa）為大氣壓力；A （ ）gp0 2m為活塞定投影面積。rP因此，實(shí)際工作的氣體壓力降到 也需要一個(gè)過程，這個(gè)過程中的數(shù)值也rP應(yīng)加以修正。膨脹過程氣體壓力的修正由于排氣提前，部分工質(zhì)在活塞運(yùn)行到下止點(diǎn)前就排出氣缸外，使缸內(nèi)氣體壓力要小于計(jì)算值，所以這幾組數(shù)據(jù)也要修正?！?20176。 nbxczbVP?則： （3—1)(1239。～540176。）壓縮過程的氣體壓力為： 1)(39。則真空度為：akp （3— bar???29）壓縮過程 （α＝180176?！?80176。在現(xiàn)代高速內(nèi)燃機(jī)中，在穩(wěn)定工況下，可以認(rèn)為曲柄作勻速運(yùn)動(dòng)，其角速度為： ，式中，n 是曲軸轉(zhuǎn)速（r/min） 。隨著內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速越來越高，動(dòng)力學(xué)的計(jì)算顯得尤為重要。第二節(jié) 動(dòng)力計(jì)算往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的特征之一是運(yùn)動(dòng)的不均勻性。h) （3—?????iuiHg?27）十一、有效熱效率和比油耗 （3—???mie?28）(g/kwi 136124 ??????? ????????????? ??（bar ）（bar） （3—.39。用試湊法求得 [19]： ℃ 2390zt因此， (K)壓力升高比 ? ???CZu（3—17） 最高燃燒壓力 zP（bar） （3—???cz?18）七、膨脹過程的計(jì)算選取平均多變膨脹系數(shù)： ；?n初期膨脹比 ? ???czTu?（3—19） 后期膨脹比 ? （3—???V20）膨脹過程中任意點(diǎn) 的壓力 ：xbxP ?????????????bxznbxzbx V（3—21）廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 29式中， —為任意點(diǎn) 的氣缸容積；bxVx膨脹終點(diǎn)的壓力 和溫度 ；bPbT（bar） （3—??nzb?22）(K) （3—??nzbT?23）（ ）73?bt 0C八、 平均指示壓力 的計(jì)算iP （3—?? ?????? ????????????????? 11239。1??????16）即： ??zvtC39。 ??????vvC15）燃燒終點(diǎn)的溫度 ZT由公式： （3—??ZvcvuZtCMH39?！? （3—39。?pvC14）壓縮終點(diǎn)的混合氣平均等容比熱 39?！? （3—39?！?,?cT39?！? （3—vCp13） 壓縮終點(diǎn)的殘余廢氣平均等容比熱 39。T六、燃燒過程的計(jì)算根據(jù) =，采用 93汽油，燃料平均元素成分和分子量：?C=； H=； m=115kg/kmol；根據(jù)門捷列夫公式計(jì)算燃料低熱值：廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 27=+（OS） （9H+W） = （kJ/kg）uH?由于過量空氣系數(shù) α=，因不完全燃燒而損失的熱量 為：uH?（kJ/kg） （3—??30516?????uH12） 壓縮終點(diǎn)的空氣平均等容比熱 vC由 （K） ，根據(jù)資料查得 (kcal/kgmolkg辛烷值（RON）汽油 493～533 0 44171～4396180～97廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 25理論所需的空氣量 0L (kmol/kg) （3—0 ()().???????1）新鮮空氣量 1M（kmol/kg） （3— ???L?2） 燃燒產(chǎn)物總量 2 ?????LHCM?=（kmol/kg ） （3—3）理論分子變更系數(shù) 0? （3—??M4）實(shí)際分子變更系數(shù) ? （3—?????5）四、換氣過程參數(shù)的計(jì)算取進(jìn)氣終點(diǎn)壓力 。Z ZP取 =110 bar。i該機(jī)型取 =。 的數(shù)值與轉(zhuǎn)速、排氣提前角、i?供油提前角、點(diǎn)火提前角等因素有關(guān)。m?（九） 、示功圖豐滿系數(shù) i?是把實(shí)際循環(huán)中的時(shí)間損失和部分換氣損失在理論循環(huán)中給予考慮。該機(jī)型取 =。凡是能改善燃燒過程和減少傳熱損失的因素和措施一般都有利于的提高。該機(jī)型取 =。氣缸散熱強(qiáng)烈時(shí)， 增大。2負(fù)荷增加時(shí)， 減少。2n2n當(dāng)混合氣形成與燃燒不好時(shí)，后然增加， 減小。綜上所述，該機(jī)型取 = 1n（六） 、平均多變膨脹指數(shù) 2平均多變膨脹指數(shù) 主要取決于后然的多少，工質(zhì)與氣缸壁間的熱交換及泄漏情況。1n采用水冷方式，冷卻強(qiáng)度大， 較小。1n直噴式燃燒室， 較高。n負(fù)荷大，氣缸壁平均溫度高，使工質(zhì)在壓縮初期從缸壁接受的熱量較多，后期放熱少， 增大。該機(jī)型壓縮比較高，取 γ=（五） 、平均多變壓縮指數(shù) 1n水冷汽油機(jī) 的范圍在 ～ 之間，其大小主要取決于工質(zhì)與氣1n缸壁的傳熱情況，因而也就受到下面一些因素的影響 。汽油機(jī)?的壓縮比低，進(jìn)氣有節(jié)流，氣門疊開角較小，所以殘余廢氣系素高。故取 =1000K。r轉(zhuǎn)速的提高時(shí)，部分燃燒延長至膨脹過程中進(jìn)行，使 提高；壓縮rT比大則膨脹比大，膨脹較充分，這會(huì)使 有所下降。T?01C廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 22（三） 、殘余廢氣溫度 rT 一般四沖程汽油機(jī) =900～1100k； 的大小與發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、r rTε 等都有關(guān)系。T?缸壁冷卻強(qiáng)度直接影響到缸壁溫度，冷卻強(qiáng)度愈小缸壁溫度愈高，則相應(yīng)的亦愈大。后者的影響一般比前者大，故 隨轉(zhuǎn)速的上升而下降。影響 的主要因素有：發(fā)動(dòng)機(jī)T?T?的冷卻方式，轉(zhuǎn)速和負(fù)荷，配氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的環(huán)境溫度等。因此，取 α=。在全負(fù)荷時(shí) α 的取值范圍：α=～；當(dāng) α=～ 時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸罡?，爆燃傾向最大；當(dāng) α=～ 時(shí)，燃油消耗率達(dá)較佳值，但過稀混合氣會(huì)使熱效率下降。 啟動(dòng)功率取 N=（KW） 。電機(jī)啟動(dòng)功率 N=（KW） ，蓄電池容量為120 安培小時(shí)，電壓為 12V，型號為 ST811。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)汽油機(jī)在大氣溫度很低的條件下起動(dòng)時(shí)，要求汽油機(jī)中含有較多的輕餾分，同時(shí)應(yīng)有合適的加濃裝置，方能保證汽油機(jī)在低溫條件下可靠起動(dòng)。廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 20對于汽油機(jī)來說，上述五個(gè)條件中的第三條即混合氣具有著火限度以內(nèi)的過量空氣系數(shù)，對于起動(dòng)的順利是一個(gè)重要的關(guān)鍵。起動(dòng)系統(tǒng)要完成內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)，必須同時(shí)具備以下五個(gè)條件：須供給足夠大的起動(dòng)力矩，克服內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)阻力矩；起動(dòng)系統(tǒng)必須將曲軸加速到一定的轉(zhuǎn)速；在壓縮沖程終了時(shí)，所形成的混合氣具有著火限度以內(nèi)的過量空氣系數(shù)；在壓縮沖程終了時(shí)，空氣的溫度高于燃料燃點(diǎn)的溫度；每次爆發(fā)后的氣體功都應(yīng)大于阻力功，才能使內(nèi)燃機(jī)逐漸地上升到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；上述五個(gè)條件中，前兩個(gè)條件所需的動(dòng)力必須由內(nèi)燃機(jī)的附屬設(shè)備即起動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力裝置供給，它是內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)的必備條件。好的起動(dòng)系統(tǒng)不僅應(yīng)保證可靠起動(dòng)，而且