柴油機的曲柄連桿機構運動及動力特性分析-文庫吧資料
2025-07-05 14:42本頁面
【正文】 性力 ??????2coscos)2coscs(22 rmrrra jjjj ?????（213）式中： —往復運動質量， ；jmkg —連桿比；? —曲柄半徑， ；r —曲柄旋轉角速度， ；?srad/ —曲軸轉角。jmgrmkg曲柄連桿機構的慣性力把曲柄連桿機構運動件的質量簡化為二質量 和 后，這些質量的慣性jr力可以從運動條件求出，歸結為兩個力。為了便于計算，所有這些質量都按離心力相等的條件，換算到回轉半徑為 的連桿軸頸中心處，以 表示，換算質量rkm為：kmrembgk2??式中： —曲拐換算質量， ；k14 —連桿軸頸的質量， ；gmkg —一個曲柄臂的質量， ；b—曲柄臂質心位置與曲拐中心的距離， 。質量 與換算到連桿小頭hhm中心的質量 之和，稱為往復運動質量 ，即 。將連桿分成若干簡單G的幾何圖形，分別計算出各段連桿重量和它的重心位置，再按照索多邊形作圖法，求出整個連桿的重心位置以及折算到連桿大小頭中心的重量 和 12G，如圖 23 所示：13圖 23 索多邊形法 [2]（2）往復直線運動部分的質量 jm活塞（包括活塞上的零件）是沿氣缸中心做往復直線運動的。GI GIl??22)(其中， 連桿長度， 為連桿重心 至小頭中心的距離。21mL??② 連桿重心 的位置不變，即 。（1）連桿質量的換算連桿是做復雜平面運動的零件。機構運動件的質量換算質量換算的原則是保持系統(tǒng)的動力學等效性。實際機構質量分布很復雜，必須加以簡化。maxpMP??15~0??3表 22 氣壓力 計算結果gP四 個 沖 程 /N進氣終點 壓縮終點 膨脹終點 排氣終點 機構的慣性力 慣性力是由于運動不均勻而產(chǎn)生的，為了確定機構的慣性力，必須先知道其加速度和質量的分布。)90.~75.(pde?壓縮終點壓力 co 1nedcop?膨脹終點壓力 exp2maxnex??排氣終點壓力 r 39。2pDPg???式中： —活塞上的氣體作用力， ；g N —缸內絕對壓力， ；pMPa —大氣壓力， ；? —活塞直徑， 。則由式（210）計算氣壓力 如表 22 所示。而負載阻力與主動力處于平衡10狀態(tài)，無需另外計算，因此主要研究氣壓力和運動質量慣性力變化規(guī)律對機構構件的作用。?cos21ra??2cos2ra? 曲柄連桿機構中的作用力作用于曲柄連桿機構的力分為：缸內氣壓力、運動質量的慣性力、摩擦阻力和作用在發(fā)動機曲軸上的負載阻力。當?0?18時， ，此時活塞得速度等于曲柄銷中心的圓周速度。即使對于較大的連桿來說，式(25)中含 的三次以上個高次項的數(shù)值也很小，可略去不計，即得活塞位移近似式為 （27）)sin2co1(?????rx9 活塞的速度 將活塞位移公式（）對時間 t 進行微分，即可求得活塞速度 的精確值v為 (28)?v )cos2in(si???????rdtaxt將式（27）對時間 微分，便可求得活塞速度得近似公式為： （221sin2si)2sin(i vrrrv ??????9）從式（29）可以看出，活塞速度可視為由 與??si1r兩部分簡諧運動所組成。與得失相比，對汽車發(fā)動機來說，更重要的是發(fā)動機的高度和重量上的得益。?式（21）可進一步簡化，由圖 21 可以看出：8??sinilr?即 ?snl又由于 （2??22sin1i1co?2）將式（22）帶入式（21）得： x= （2)]sin1(cos1[ 2?????r3）式（23）是計算活塞位移 x 的精確公式,為便于計算，可將式（23）中的根號按牛頓二項式定理展開，得：… （2???? ????? 6422 sin1si8sin1sin14）把式(24)代入式(23)，并利用三角函數(shù)的倍角公式予以化簡，最后可得01246(coscscoscosxraaaa????? ? （213524651612a???????????? ? ?? ?? ?6）連桿比 是一個重要的結構設計參數(shù)。當??0=180 時， A 點在最下面的位置 A2，此位置稱為下止點。 活塞位移假設在某一時刻，曲柄轉角為 ，并按順時針方向旋轉，連桿軸線在其運?動平面內偏離氣缸軸線的角度為 ，如圖 21 所示。7圖 21 曲柄連桿機構運動簡圖活塞做往復運動時，其速度和加速度是變化的。當曲柄按等角速度 旋轉時，曲柄 OB 上任意點都以 O 點為圓心做等速旋?轉運動，活塞 A 點沿氣缸中心線做往復運動，連桿 AB 則做復合的平面運動，其大頭 B 點與曲柄一端相連，做等速的旋轉運動，而連桿小頭與活塞相連，做往復運動。一般的單列式內燃機，采用并列連桿與叉形連桿的 V 形內燃機，以及對置式活塞內燃機的曲柄連桿機構都屬于這一類。 曲柄連桿機構運動分析 在這兒我們主要討論中心曲柄連桿機構，其特點是氣缸中心線通
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