【正文】 形空間 氣缸壁 ：氣缸的內(nèi)壁 因活塞與氣缸壁在高溫下作高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，潤(rùn)滑條件差，磨損嚴(yán)重。 F=合力（是 Fp和 Fj的合力） → → → → → F = Fp + Fj = Fs + Fn → → → Fs = Ft + Fk (令力，加速度和位移向下為正，反之負(fù)；順時(shí)針為正，反之負(fù)） → → Fn：側(cè)向力 Ft：切向力 → → Fs：連桿力 Fk：徑向力 作平衡力 Ft′與 Ft〞 ,使 Ft與 Ft′構(gòu)成力偶，力矩為 M Fn Fk F Fs Ft Fn Ft′ Ft M r Fk′ Fs〞 Ft〞 M Fn Fn′ F Fs〞 M′ M′= Fn 往復(fù)慣性力總向上 往復(fù)慣性力總向下 曲軸主軸承 總結(jié)： 缸內(nèi)氣體力作用活塞頂，同時(shí)也作用在缸蓋上，大小相等，方向相反，所以在機(jī)體內(nèi)平衡，不傳到機(jī)體外。 ω 2j mj—— 活塞組及連桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)部分 大小、方向呈 的質(zhì)量（一般等于連桿全重的 20% ～ 周期性變化 30%） j— 活塞加速度 Fj沿氣缸中心線作用在活塞銷上，并通過(guò)連桿和曲軸傳到內(nèi)燃機(jī)機(jī)體和機(jī)架上，從而引起內(nèi)燃機(jī)振動(dòng) 。 ? 往復(fù)慣性力和離心力 ? 往復(fù)慣性力 方向與加速度方向相反，前半行程朝上，后半行程向下（活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)） 曲軸每轉(zhuǎn)一圈，活塞在氣缸上半部時(shí)， ； 活塞在氣缸下半部時(shí)， 。 氣體力 做功 壓縮 上止點(diǎn) 曲軸轉(zhuǎn)角 Fp=Ap(p1p2) Ap— 活塞頂在垂直于氣缸中心線的平面上的投影面積（ m2） Ap=πd2/4 P1— 氣缸中的氣體壓力（實(shí)測(cè)而得） P2— 曲軸箱中的氣體壓力（非曲軸箱掃氣則為大氣壓） 如上圖所示 Fp2— 垂直于氣缸軸線的力，稱為側(cè)壓力。 ? 作用在曲柄連桿機(jī)構(gòu)上的三個(gè)主要力 氣體力（主要為燃?xì)鈮毫Γ?，往?fù)慣性力和離心慣性力 ? 氣體力 ： 氣缸內(nèi)氣體作用在活塞頂部的力 。 （ 2）由于活塞運(yùn)動(dòng)速度的變化，導(dǎo)致加速度的變化，在速度為零處的加速度最大，而速度最大處的加速度為零。稍后處達(dá)到最大。在上下止點(diǎn)處速度為零，在 90176。 上止點(diǎn) 中間 下止點(diǎn) 加速度變化 j=jmax 0 j=jmax 速度變化 0 v=vmax 0 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析： 一般假設(shè)：活塞作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) 連桿作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng) 曲軸作勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（ ω定值） 加速度： j=ω2第二章 曲柄連桿機(jī)構(gòu) 第一節(jié) 概述 ? 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的主要零件 機(jī)體組 活塞連桿組 曲軸飛輪組 ? 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作條件：高溫，高壓，高速和化學(xué)腐蝕。 ? 曲柄連桿機(jī)構(gòu)是往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)，而且還是熱功轉(zhuǎn)換的主要機(jī)構(gòu)，它承受燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的氣體力，并將其傳給曲軸對(duì)外輸出做功，同時(shí)將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。r(cosα+λcos2α) λ= r /l λ— 連桿比； r— 曲柄半徑； l— 連桿長(zhǎng)度； α— 曲柄轉(zhuǎn)角（與 y軸正相夾角） 位移： x＝ r（ 1＋ λ（ sin2α－ cosα） /2） 速度： v= r ω（ sinα＋ λ sin2α/2 ） 右圖：活塞位移，速度與加速度隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系 ? 活塞由中間向上行： 增大 上止點(diǎn) 減小 反向增大 下止點(diǎn) 反向減小 j=0 jmax j=0 jmax j=0 ? 作用在活塞上的力： 氣體力，往復(fù)慣性力 j=rω2cosα—— 一級(jí)加速度 —— 一級(jí)往復(fù)慣性力 j=rω2λcos2α—— 二級(jí)加速度 —— 二級(jí)往復(fù)慣性力 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) （ 1）曲軸基本做勻速運(yùn)動(dòng)，活塞的速度卻不均勻。稍前處和 270 176。即活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)和從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的約前半個(gè)行程是加速，后半個(gè)行程是減速。 （ 3）加速度的變化，導(dǎo)致了慣性力的產(chǎn)生，使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)和磨損，需采取相應(yīng)平衡措施。壓縮沖程，氣體力是活塞的運(yùn)動(dòng)阻力；做功沖程則為推動(dòng)力。 (使活塞一側(cè)面壓向氣缸壁，其在一個(gè)工作循環(huán)中大小和方向都不斷變化，隨活塞運(yùn)動(dòng)而在左右兩側(cè)間跳動(dòng) ) 因?yàn)樵谧龉_程中此力達(dá)最大，所以活塞左側(cè)承受的側(cè)壓力較大 分析： 在工作循環(huán)的任何行程中，氣體作用力的大小都是隨活塞的位移而變化的，再加上連桿左右搖擺，因而作用在缸套、活塞、活塞銷和曲軸軸頸表面上的壓力和作用點(diǎn)不斷變化，造成各處磨損不均勻。 Fj=m j ? 離心慣性力 Fc=m jr —— （大小恒定，方向由大頭軸頸圓心指向外 ） Fc始終沿曲柄臂方向并垂直于曲軸軸線向外，此力主要由 承受 。傳到機(jī)體外部支承上的力有傾倒力矩和 Fj、 Fc 。︱ AO︱ M′= M M = Ft氣缸壁磨損過(guò)度，活塞環(huán)與氣缸壁間會(huì)失去密封性，燃?xì)鈺?huì)漏入曲軸箱，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能惡化。 整體式氣缸（無(wú)缸套）：剛性好，不易發(fā)生水套 漏水，但鑄造困難且耗材。 密封性好， 剛度好，工藝性復(fù)雜，加工困難 缺點(diǎn)是： a 、 制造成本增加：氣缸體內(nèi)孔、缸套外圓亦需精加工，且薄壁缸套剛性差，加工裝夾時(shí)易變形。 c、 氣缸體鑄造工藝性差：水套封閉，去渣困難。 濕式缸套壓配在氣缸體內(nèi)孔時(shí)，上部凸肩頂面高出氣缸體頂面 mm，這樣緊固缸蓋時(shí)，可將缸墊壓得更緊，以密封燃?xì)狻? 缺 點(diǎn)是：氣缸體剛性差，容易變形，易漏氣、漏水；氣缸套外圓表面易產(chǎn)生穴蝕現(xiàn)象。功用：密封氣缸上部，與活塞頂部和氣缸壁一起形成燃燒室并 構(gòu)成供給系、進(jìn)、排氣系統(tǒng)及冷卻系、潤(rùn)滑系的一部分 對(duì)燃燒室的要求： 結(jié)構(gòu)緊湊，表面積小 （減小熱損失及縮短火焰行程） 使壓縮終了具有一定渦流運(yùn)動(dòng) （提高混合氣燃燒速度，保證及時(shí)充分燃燒） 汽油機(jī)燃燒室形狀 楔形 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊， 壓縮終了時(shí)能形成擠壓渦流 浴盆形 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單不緊湊， 能形成進(jìn)氣渦流 半球形 結(jié)構(gòu)緊湊， ?高 ，配氣機(jī)構(gòu)復(fù)雜 碗形 蓬形 ? 氣缸套 水套 氣缸體 橡膠