曲柄连杆机构运动学.ppt

1、14.1 内燃机动力学曲柄连杆机构运动学曲柄连杆机构运动学曲柄连杆机构受力分析曲柄连杆机构受力分析内燃机质量平衡内燃机质量平衡Kinematics Analysis of Engine主要学习内容主要学习内容:24.1.1 4.1.1 曲柄连杆机构运动学曲柄连杆机构运动学 1.曲柄连杆机构：活塞、连杆、曲轴曲柄连杆机构：活塞、连杆、曲轴 2.机构运动：机构运动：活塞活塞直线运动直线运动 连杆连杆平面摆动平面摆动 曲拐曲拐旋转运动旋转运动 33、运动规律定义：曲拐角速度曲拐角速度活塞位移活塞位移4活塞位移简化活塞位移简化5活塞运动速度和加速度活塞运动速度和加速度活塞运动的位移、速度和加速度由两项

2、组成，即由两个简谐运动合成。64.1.2 曲柄连杆机构受力分析 一、气体作用力二、惯性力 三、零件的受力分析71、气体作用力、气体作用力一、气体作用力pgp82、缸内压力、缸内压力9二、惯性力 曲柄连杆机构的运动及质量换算 往复惯性力 旋转惯性力 101.曲柄连杆机构的运动 曲柄连杆机构的所有运动零件可分为三组：（1）沿气缸轴线作直线往复运动 （2）均匀转动的曲拐 （3）平面运动的连杆组 112.连杆的质量换算二质量系统二质量系统 三质量系统三质量系统 12二质量系统等效原则：质量相等质心重合转动惯量相等133.往复质量和往复惯性力（1）往复运动质量）往复运动质量（2）往复惯性力）往复惯性力a

3、144.旋转质量与惯性力（1）旋转质量（2）离心力151、活塞受力、活塞受力气体作用力气体作用力 往复惯性力往复惯性力三、受力分析162、连杆小头受力分析 侧推力：侧推力：连杆力：连杆力：173、曲柄销受力分析切向力切向力：法向力：法向力：t184、发动机的转矩t195、倾覆力矩20图4-6 惯性力引起的力和力矩a)对活塞、连杆、曲轴及其轴承的作用b)对机体、气缸盖的作用21运转的平稳性22发火间隔角：发火间隔角：720/4=180发火顺序：发火顺序：1-3-4-2当前当前1缸作功缸作功2324发火间隔角：发火间隔角：720/6=120 发火顺序为发火顺序为1-5-3-6-2-4252627

4、内燃机曲柄连杆机构的往复质量和旋转质量在内燃机曲柄连杆机构的往复质量和旋转质量在内燃机高速旋转时会产生很大的往复惯性力和旋转内燃机高速旋转时会产生很大的往复惯性力和旋转离心力。这些惯性力必须通过发动机的总体布置、离心力。这些惯性力必须通过发动机的总体布置、在曲轴飞轮系上加适当的平衡块或设置专门的平衡在曲轴飞轮系上加适当的平衡块或设置专门的平衡轴等方法加以平衡，以减少发动机的振动轴等方法加以平衡，以减少发动机的振动。4.1.3 内燃机质量平衡内燃机质量平衡28不平衡力源：不平衡力源：1.往复惯性力往复惯性力2.旋转离心力旋转离心力3.倾覆力矩（输出转矩的反作用力，无法倾覆力矩（输出转矩的反作用力，无法平衡。多缸机转矩波动小，倾覆力矩的平衡。多缸机转矩波动小，倾覆力矩的激振减弱。）激振减弱。）29离心力的合力及合力矩的平衡离心力的合力及合力矩的平衡一阶往复惯性力的合力及合力矩的平衡一阶往复惯性力的合力及合力矩的平衡二阶往复惯性力的合力及合力矩的平衡二阶往复惯性力的合力及合力矩的平衡30曲轴平衡块的设计离心力的平衡1、单缸机的平衡块设计合力矩为零。合力矩为零。31合力为零合力矩需平衡2、二缸机的平衡块设计、二缸机的平衡块设计 完全平衡 整体平衡完全平衡同单缸机。整体平衡：323、三缸机的平衡块设计、三缸机的平衡块设计334、四缸机的平衡块设计、四缸机的平衡块设计