ajr1.8l汽油机热动力学计算及活塞连杆组的结构设计【字数：10327】
摘 要 活塞连杆组是发动机中最严格的部件，它的性能对内燃机的性能指标有着很重要的影响。发动机工作液的可靠密封是由活塞组的作用保证的，在工作液的压力下上下移动。连杆组的作用则是将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动，然后将作用在活塞组上的力继续传递给曲轴。在深入研究国内外与本课题相关文献的基础上，然后系统小结了发动机连杆组的现状合发展情况。然后通过对汽油机实体的拆卸、装配和测绘，然后又对连杆组的总体进行了完整的设计，并且利用Excel对发动机进行了热力学以及动力学所有参数完整的计算，并且还对对部分会被使用到的零件进行了强度的校核。最后通过设计和分析能够为连杆组后续的更深的优化设计奠定了基础。摘 要 Ⅰ
目 录
ABSTRACT Ⅱ
第一章 绪 论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 课题研究意义 1
1.3 课题发展概况 2
第二章 发动机基本参数 5
2.1发动机的结构参数 5
2.2发动机热力学计算 6
2.3发动机运动学计算 8
2.4发动机动力学计算 10
第三章 发动机连杆的设计 15
3.1连杆设计概述 15
3.2连杆尺寸设计 16
3.3连杆小头强度的计算 17
3.4连杆大头的强度计算 20
小 结 21
参考文献 22
附 录 图 表 23
第一章 绪 论
1.1 课题研究背景
往复运动是活塞在气缸里完成的运动，压缩空气，抵抗油气爆炸的威力。而连杆则是将活塞与曲轴连接，然后就是将活塞的直线往复运动换成另一种形式的运动，就是曲轴的旋转运动。而活塞则是起着倒杯的作用。相当于使得杯底朝上。然后再使得连杆通过杯口的方式来连接销和活塞。其主要的作用则是通过活塞销将爆炸后产生的燃烧力再传递给连杆。然后来推动曲轴曲柄进而来转动曲轴。活塞在汽油机中的的工作条件很差。活塞与高温气体将会直接进行接触。并且它够能承受高压，高速往复运动中随之产生的冲击以及它的惯性。整个活塞的头部将直接被拉、压和弯曲，而这样的情况会使得它热不均匀。因此，根据在 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
发动机中的工作状况则要求活塞具有质量小、热膨胀量小、传递热量的性能、耐磨性也要好的特点，因为如今很多的活塞结构大致都是相同的。
连杆这个零件是大部分内燃机必须的运动物件之一。然而它在内燃机的工作中所受到的外部载荷即复杂的又是周期性的。从它在内燃机中的工作环境可以看出它的机械负荷很大而且工作条件也很差。所以，连杆质量的可靠性一直都是对内燃机所进行研究和改进的热点研究问题。并且我们在分析连杆所承受的应力应变时，同时也要考虑到能够承受这些外力和其本身相对复杂运动的因素，而我们也将得到更为贴切实际的分析结果，并且能够为连杆运动可靠性的优化设计供给准确的理论根据。
1.2 课题研究意义
连杆总成则是包括连杆体、连杆盖、连杆衬套和连杆螺栓。而连杆体通常也被分为三部分：连杆头、连杆体和连杆头。连杆其主要的作用是将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动，然后将作用在活塞组上的力和运动传输给曲轴。
连杆是内燃机中不可或缺的主要的运动零部件之一。因此它在工作中所承受的各种各样的外部负荷都将是及其复杂的、具有周期性的。承受的机械负荷大，工作条件也将会差。所以可以看到，连杆质量和运动的可靠性通常都是对内燃机深入研究和修改的热点问题。并且我们在分析连杆所可能受到的的应力变化的时候，我们也将考虑到这些外力以及较为复杂运动的因素，从而我们将得到更为贴切实际的研究结果，为我们所研究连杆可靠性的结构优化设计供给准确的理论和数据依据。
1.3 课题发展概况
活塞连杆组则是由活塞、活塞环、活塞销、连杆这几个部件所组成，活塞以及活塞环的形状是圆柱形的，而当活塞产生往复运动的时候气缸将会密封。而我们将上活塞的环称之为气环，它的作用是用于密封气缸，然后防止气缸产生漏气。而下环则是称为称为油环，用于刮去附着在气缸壁上多余而不需要用到的润滑剂，这样做可以避免润滑剂随之进入气缸。而活塞销的形状则是圆柱形的。我们通过活塞上的活塞销销孔和连杆头进行连接活塞和连杆。而我们所看到的连杆大端分为两半，而这两半则是用连杆螺钉来进行连接的，然后再将连杆螺钉与曲轴曲柄销进行连接。然后当连杆进行工作时，然后连杆的小头随活塞进行往复运动。连杆的大端则是用曲柄销绕进行曲轴转动，而连杆大端与小端将会进行较为复杂的连续摇摆运动。
活塞环则是由气环和油环组成。然而气环的作用则是防止气体乱窜而进入油底壳中，还有的作用则是将热量从活塞头能够传递到气缸壁，并且能够协助刮油和进行机油的分配。并且由于活塞环具有的齿隙和背隙，从而当当活塞与活塞环一起进行下降时，而活塞环紧紧靠在活塞环槽顶部的位置，然而从活塞环的筒壁上所刮下来的润滑剂将会充满活塞环槽的底部位置。当活塞提起活塞环往上走的时候，那么活塞环将会靠在活塞环槽的底下部份，然后将油挤压到活塞的环槽上，然后反复地将润滑剂输送到活塞的顶上部位。然后我们将这种现象称之为活塞的抽油功能。因为泵油的作用将会是非常有害的，因为它增加了润滑油的消耗，而当火花塞沾有润滑油时则不会跳动，但是却增加了燃烧室中的形成的积碳，并且也恶化了燃烧的性能，然后将会在环槽中形成数量不少的积碳，然后挤压活塞环并且将会失去密封性，然后就加剧了气缸和磨损，然后通过在油环下使用扭曲或者是组合的油环和减压室，这样可以有效地控制泵油现象的发生。然而截面的形状有矩形环、锥形环、扭环、筒形环和梯形环。矩形环结构相对较为简单，它与气缸壁接触面积较大，其散热性能也较为好，我们通常作为第一环来进行使用。而油环的作用则是刮去附着在气缸壁上多余的润滑油。这样的油环也是有两种类型：整体式和组合式。这样的组合式密封性能相对较好，既无齿隙，刮油能力还强，适应性也好，回油能力也强，所以被广泛应用。而且活塞裙部对于活塞在气缸内的往复运动能够起到导向作用，而且能够承受侧压力。而裙座的长度也是取决于侧压力以及活塞直径的大小和比例。当压缩冲程中所运行的气体的侧压力的方向与其工作冲程中气体的所受到的侧压力方向相反。这是由于燃烧时所产生的压力要远高于压缩冲程，所以工作冲程中所产生的的侧压力也会远高于压缩冲程中所产生的侧压力。活塞裙在加工过程中被做成椭圆形，而椭圆的长轴所处的方向也会垂直于销座，而短轴所处的方向沿销座方向。如此一来，那么活塞在工作时裙部的形状就接近正确的圆，因为活塞沿高度方向所产生的的温度是很不均匀的。因为活塞上部温度很高，而下部温度却是很低，那么活塞的膨胀在它的上部相对而言较大，而在下部相对而言较小。但是为了使活塞工作时的上下直径相等，即变成圆柱直径，那么我们必须预先将活塞上部加工成尺寸较小、下部尺寸较大的梯形和锥形。
目 录
ABSTRACT Ⅱ
第一章 绪 论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 课题研究意义 1
1.3 课题发展概况 2
第二章 发动机基本参数 5
2.1发动机的结构参数 5
2.2发动机热力学计算 6
2.3发动机运动学计算 8
2.4发动机动力学计算 10
第三章 发动机连杆的设计 15
3.1连杆设计概述 15
3.2连杆尺寸设计 16
3.3连杆小头强度的计算 17
3.4连杆大头的强度计算 20
小 结 21
参考文献 22
附 录 图 表 23
第一章 绪 论
1.1 课题研究背景
往复运动是活塞在气缸里完成的运动，压缩空气，抵抗油气爆炸的威力。而连杆则是将活塞与曲轴连接，然后就是将活塞的直线往复运动换成另一种形式的运动，就是曲轴的旋转运动。而活塞则是起着倒杯的作用。相当于使得杯底朝上。然后再使得连杆通过杯口的方式来连接销和活塞。其主要的作用则是通过活塞销将爆炸后产生的燃烧力再传递给连杆。然后来推动曲轴曲柄进而来转动曲轴。活塞在汽油机中的的工作条件很差。活塞与高温气体将会直接进行接触。并且它够能承受高压，高速往复运动中随之产生的冲击以及它的惯性。整个活塞的头部将直接被拉、压和弯曲，而这样的情况会使得它热不均匀。因此，根据在 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
发动机中的工作状况则要求活塞具有质量小、热膨胀量小、传递热量的性能、耐磨性也要好的特点，因为如今很多的活塞结构大致都是相同的。
连杆这个零件是大部分内燃机必须的运动物件之一。然而它在内燃机的工作中所受到的外部载荷即复杂的又是周期性的。从它在内燃机中的工作环境可以看出它的机械负荷很大而且工作条件也很差。所以，连杆质量的可靠性一直都是对内燃机所进行研究和改进的热点研究问题。并且我们在分析连杆所承受的应力应变时，同时也要考虑到能够承受这些外力和其本身相对复杂运动的因素，而我们也将得到更为贴切实际的分析结果，并且能够为连杆运动可靠性的优化设计供给准确的理论根据。
1.2 课题研究意义
连杆总成则是包括连杆体、连杆盖、连杆衬套和连杆螺栓。而连杆体通常也被分为三部分：连杆头、连杆体和连杆头。连杆其主要的作用是将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动，然后将作用在活塞组上的力和运动传输给曲轴。
连杆是内燃机中不可或缺的主要的运动零部件之一。因此它在工作中所承受的各种各样的外部负荷都将是及其复杂的、具有周期性的。承受的机械负荷大，工作条件也将会差。所以可以看到，连杆质量和运动的可靠性通常都是对内燃机深入研究和修改的热点问题。并且我们在分析连杆所可能受到的的应力变化的时候，我们也将考虑到这些外力以及较为复杂运动的因素，从而我们将得到更为贴切实际的研究结果，为我们所研究连杆可靠性的结构优化设计供给准确的理论和数据依据。
1.3 课题发展概况
活塞连杆组则是由活塞、活塞环、活塞销、连杆这几个部件所组成，活塞以及活塞环的形状是圆柱形的，而当活塞产生往复运动的时候气缸将会密封。而我们将上活塞的环称之为气环，它的作用是用于密封气缸，然后防止气缸产生漏气。而下环则是称为称为油环，用于刮去附着在气缸壁上多余而不需要用到的润滑剂，这样做可以避免润滑剂随之进入气缸。而活塞销的形状则是圆柱形的。我们通过活塞上的活塞销销孔和连杆头进行连接活塞和连杆。而我们所看到的连杆大端分为两半，而这两半则是用连杆螺钉来进行连接的，然后再将连杆螺钉与曲轴曲柄销进行连接。然后当连杆进行工作时，然后连杆的小头随活塞进行往复运动。连杆的大端则是用曲柄销绕进行曲轴转动，而连杆大端与小端将会进行较为复杂的连续摇摆运动。
活塞环则是由气环和油环组成。然而气环的作用则是防止气体乱窜而进入油底壳中，还有的作用则是将热量从活塞头能够传递到气缸壁，并且能够协助刮油和进行机油的分配。并且由于活塞环具有的齿隙和背隙，从而当当活塞与活塞环一起进行下降时，而活塞环紧紧靠在活塞环槽顶部的位置，然而从活塞环的筒壁上所刮下来的润滑剂将会充满活塞环槽的底部位置。当活塞提起活塞环往上走的时候，那么活塞环将会靠在活塞环槽的底下部份，然后将油挤压到活塞的环槽上，然后反复地将润滑剂输送到活塞的顶上部位。然后我们将这种现象称之为活塞的抽油功能。因为泵油的作用将会是非常有害的，因为它增加了润滑油的消耗，而当火花塞沾有润滑油时则不会跳动，但是却增加了燃烧室中的形成的积碳，并且也恶化了燃烧的性能，然后将会在环槽中形成数量不少的积碳，然后挤压活塞环并且将会失去密封性，然后就加剧了气缸和磨损，然后通过在油环下使用扭曲或者是组合的油环和减压室，这样可以有效地控制泵油现象的发生。然而截面的形状有矩形环、锥形环、扭环、筒形环和梯形环。矩形环结构相对较为简单，它与气缸壁接触面积较大，其散热性能也较为好，我们通常作为第一环来进行使用。而油环的作用则是刮去附着在气缸壁上多余的润滑油。这样的油环也是有两种类型：整体式和组合式。这样的组合式密封性能相对较好，既无齿隙，刮油能力还强，适应性也好，回油能力也强，所以被广泛应用。而且活塞裙部对于活塞在气缸内的往复运动能够起到导向作用，而且能够承受侧压力。而裙座的长度也是取决于侧压力以及活塞直径的大小和比例。当压缩冲程中所运行的气体的侧压力的方向与其工作冲程中气体的所受到的侧压力方向相反。这是由于燃烧时所产生的压力要远高于压缩冲程，所以工作冲程中所产生的的侧压力也会远高于压缩冲程中所产生的侧压力。活塞裙在加工过程中被做成椭圆形，而椭圆的长轴所处的方向也会垂直于销座，而短轴所处的方向沿销座方向。如此一来，那么活塞在工作时裙部的形状就接近正确的圆，因为活塞沿高度方向所产生的的温度是很不均匀的。因为活塞上部温度很高，而下部温度却是很低，那么活塞的膨胀在它的上部相对而言较大，而在下部相对而言较小。但是为了使活塞工作时的上下直径相等，即变成圆柱直径，那么我们必须预先将活塞上部加工成尺寸较小、下部尺寸较大的梯形和锥形。
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