武汉软件工程职业学院教案（理论教学首页） （第 页）
课程设计任务书
目录 1 绪论 (1) 1.1CATIA V5软件介绍 (1) 1.2ADAMS软件介绍 (1) 1.3S IM D ESIGNER软件介绍 (2) 1.4本次课程设计的主要内容及目的 (2) 2 曲柄连杆机构的建模 (3) 2.1活塞的建模 (3) 2.2活塞销的建模 (5) 2.3连杆的建模 (5) 2.4曲轴的建模 (6) 2.5汽缸体的建模 (8) 3 曲柄连杆机构的装配 (10) 3.1将各部件导入CATIA装配模块并利用约束命令确定位置关系 (10) 4 曲柄连杆机构导入ADAMS (14) 4.1曲柄连杆机构各个零部件之间运动副分析 (14) 4.2曲柄连杆机构各个零部件之间运动副建立 (14) 4.3曲柄连杆机构导入ADAMS (16) 5 曲柄连杆机构的运动学分析 (17) 结束语 (21) 参考文献 (22)
1 绪论 1.1 CATIA V5软件介绍 CATIA V5(Computer-graphics Aided Three-dimensional Interactive Application)是法国Dassault公司于1975年开发的一套完整的3D CAD/CAM/CAE一体化软件。它的内容涵盖了产品概念设计、工业设计、三维建模、分析计算、动态模拟与仿真、工程图的生成、生产加工成产品的全过程，其中还包括了大量的电缆和管道布线、各种模具设计与分析、人机交换等实用模块。CATIA V5不但能保证企业内部设计部门之间的协同设计功能而且还可以提供企业整个集成的设计流程和端对端的解决方案。CATIA V5大量应用于航空航天、汽车及摩托车行业、机械、电子、家电与3C产业、NC加工等领域。 由于其功能的强大而完美，CATIA V5已经成为三维CAD/CAM领域的一面旗帜和争相遵从的标准，特别是在航空航天、汽车及摩托车领域。法国的幻影2000系列战斗机就是使用CATIA V5进行设计的一个典范；波音777客机则使用CATIA V5实现了无图纸设计。另外，CATIA V5还用于制造米其林轮胎、伊莱克斯电冰箱和洗衣机、3M公司的粘合剂等。CATIA V5不仅给用户提供了详细的解决方案，而且具有先进的开发性、集成性及灵活性。 CATIA V5的主要功能有：三维几何图形设计、二维工程蓝图绘制、复杂空间曲面设计与验证、三维计算机辅助加工制造、加工轨迹模拟、机构设计及运动分析、标准零件管理。 1.2 ADAMS软件介绍 ADAMS即机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，该软件是美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)开发的虚拟样机分析软件。目前，ADAMS己经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。根据1999年机械系统动态仿真分析软件国际市场份额的统计资料，ADAMS软件销售总额近八千万美元、占据了51%的份额。 ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、
各种压缩机工作原理及优缺点分析
各种压缩机工作原理及优缺点分析 一、压缩机概念 用来压缩气体借以提高气体压力的机械称为压缩机。提升的压力小于 0.2MPa时，称为鼓风机。提升压力小于0.02MPa时称为通风机。 二、压缩机分类 1.按工作原理分类 容积式压缩机直接对一可变容积中的气体进行压缩，使该部分气体容积缩小、压力提高。其特点是压缩机具有容积可周期变化的工作腔。 离心式压缩机它首先使气体流动速度提高，即增加气体分子的动能；然后使气流速度有序降低，使动能转化为压力能，与此同时气体容积也相应减小。其特点是压缩机具有驱使气体获得流动速度的叶轮。 2.按排气压力分类 3.按压缩级数分类 单级压缩机气体仅通过一次工作腔或叶轮压缩 两级压缩机气体顺次通过两次工作腔或叶轮压缩 多级压缩机气体顺次通过多次工作腔或叶轮压缩，相应通过几次便是几级压缩机
4.容积流量分类 名称容积流量 (m3／min) 微型压缩机 <1 小型压缩机 1～10 中型压缩机 10～100 大型压缩机≥100 5.按结构或工作特征的分类
三、各种压缩机工作原理及优缺点 1.活塞式压缩机的工作原理及优缺点 当活塞式压缩机的曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞式压缩机的活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积逐渐增大，这时，气体即沿着进气管，推开进气阀而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞式压缩机的活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当活塞式压缩机的活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。总之，活塞式压缩机的曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个工作循环。 活塞压缩机的优点： (1) 不论流量大小，都能得到所需要的，排气压力范围广，最高压力可达 320MPa（工业应用），甚至700MPa，（实验室中）。 (2) 单机能力为在500m3/min以下的任意流量。 (3) 在一般的压力范围内，对材料的要求低，多采用普通的钢铁材料，加 工较容易，造价也较低廉。 (4) 热效率较高，一般大、中型机组绝热效率可达0.7~0.85左右。 (5) 气量调节时，适应性强，即排气范围较广，且不受压力高低影响，能 适应较广阔的压力范围和制冷量要求。
曲柄连杆机构测试题 一、填空题 1、汽车由发动机、（）、（）、（）四部分组成。 2、汽油发动机由曲柄连杆机构、（）、燃料供给系、（）、（）、（）、（）组成。 3、曲柄连杆机构由机体组、（）、（）组成。 4、汽油机燃烧室一般由（），（），（）三部分组成。 5、曲柄连杆机构是将（）转变成（），对外输出动力。 6、发动机气缸套分为（）和（）。其中（）直接与冷却 系统中的冷却水接触 7、发动机冷却方式有（）和（）两种，一般的轿车采用（）。 8、活塞环分（）和（）两种，通常最底下的的活塞环是（）。其中活塞环的三隙为（），（），（） 9、活塞受（）、（）和（）三个力，为了保证其正常工作，活 塞的形状是比较特殊的，轴线方向呈（）形状，径向方向呈（）形状。 10、四缸四冲程直列式发动机的作功顺序一般是（）和（）；六 缸四冲程发动机的做工顺序一般那是（）。 11、气环的截面形状主要有（）、（）、（）几种。 12、发动机按气缸数目可分为（）发动机和（）发动机，轿车都是采用（）发动机。 13、活塞可分为三部分，由（）、（）、（）。 14、四冲程发动机曲轴旋转二周，单个气缸里活塞往复行程（）次，进、排气门各开闭（）次。 15、直列式四冲程发动机以1342的顺序为基准，第一缸在压缩30°时候，第二缸在（）。
二、选择题 1、（）用来储存机油并密封上曲轴箱。 A、气缸盖 B、活塞 C、油底壳 D、气门室盖 2、（）连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的压力传给连杆。 A．连杆B活塞环C、气门D、活塞销 3、下列哪一个不是活塞连杆组的零件（）。 A、活塞 B、活塞销 C、气缸 D、活塞环 4、下列哪是燃烧室的组成部分（）。 A、活塞 B、活塞销 C、汽缸盖 D、连杆 5、曲轴平衡重一般设在（）。 A、前端 B、曲柄上 C、后端 D、主轴颈上 三、判断题 1、安装气缸盖时，应从气缸盖的两边依次向中央，分2—3次逐步拧紧，最后按规定的拧紧 力矩拧紧。（） 2、四行程发动机实际一个工作循环由进气、燃烧、作功和排气四个行程所组成。( ) 3、活塞离曲轴回转中间最近处为上止点。（） 4、四冲程发动机每个工作循环曲轴转两转，每一行程曲轴转180°。（） 5、当缸套装入气缸体时，一般缸套顶面应与气缸体上面齐平。（） 6、活塞销用来连接活塞和连杆，并把活塞所受的力传给连杆。( ) 7、柴油机是靠火花塞跳火来点燃可燃混合气的。（） 四、解释术语 1、上止点： 2、排量： 3、压缩比： 4、活塞的作用：
基于Workbench的仿真内燃机曲柄连 杆机构动力学分析 （机械与动力工程学院南京 211816） 摘要：本文以S195 内燃机为例，对单缸内燃机的曲柄连杆机构简化模型 进行了有限元分析。根据力学分析结果和强度要求设计内燃机曲柄连杆机构结构，并应用UG软件建立该机构三维数字化虚拟装配模型，结合有限元理论及其分析软件ANSYS Workbench，模拟分析了曲柄连杆机构装配体动力学分析，结果表明，数字化模型结合装配体有限元分析，可解决曲柄连杆机构结构强度评价问题，有助于缩短汽油机开发周期和减少成本。 关键词：曲柄连杆，有限元分析，Workbench，动力学仿真。 Dynamic analysis of the crank connecting rod mechanism based on Workbench simulation (Nanjing Technology of University, mechanical and power engineering, Yin Zhenhua, Nanjing, 211816) Abstract Based on the S195 diesel engine as an example, the crank connecting rod mechanism of single cylinder diesel engine was analyzed in finite element analysis. According to the mechanical analysis results and strength requirements, the structure of the engine crank connecting rod mechanism is designed, and the 3D digital virtual assembly model of the mechanism is established. Combined with the finite element theory and the analysis software ANSYS Workbench. The results show that the numerical model combined with the finite element analysis can solve the problem of structural strength evaluation of the crank link mechanism, which helps to shorten the development cycle and reduce the cost. Key words: crank connecting rod, finite element analysis, Workbench, dynamic simulation.
曲柄连杆机构 一、填空题 1．曲柄连杆机构主要由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。活塞连杆组由（活塞）、（活塞环）、（活塞销）、（连杆）等组成。 2．活塞环包括（气环）、（油环）两种。 3．在安装气环时，各个气环的切口应该（相互交错），构成迷宫式封气装置，以对气缸中的高压燃气进行有效密封。 4．油环分为（普通油环）和组合油环两种，组合油环一般由（上下刮油片）和（胀簧）组成。5．在安装扭曲环时，应将其内圈切槽向（上），外圈切槽向（下），不能装反。 6．活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔的配合，一般都采用（全浮式）配合。 7．连杆由（连杆小头）、（杆身）和（连杆大头）三部分组成。 8．曲轴的曲拐数取决于发动机的（气缸数目）和（排列方式）。 9．曲轴按支承型式的不同分为（全支承曲轴）和（非全支承曲轴）；按加工方法的不同分为（整体式）和（组合式）。 10．曲轴前端装有驱动配气凸轮轴的（正时齿轮），驱动风扇和水泵的（皮带轮），止推片等，有些中小型发动机的曲轴前端还装有（起动爪），以便必要时用人力转动曲轴。 11．飞轮边缘一侧有指示气缸活塞位于上止点的标志，用以作为调整和检查（点火正时）和（点火间隙）的依据。 二、选择题 1．将气缸盖用螺栓固定在气缸体上，拧紧螺栓时，应采取由中央对称地向四周扩展的顺序分几次拧紧。 2．对于铝合金气缸盖，为了保证它的密封性能，在装配时，必须在（冷状态）状态下拧紧。因为铝膨胀系数大，热起来时可以保证密封的可靠性。铸铁气缸盖可以热状态下拧紧。 3．一般柴油机活塞顶部多采用（凹顶），汽油机活塞顶部多采用（平顶）。 4．为了保证活塞能正常工作，冷态下常将其沿径向做成（B）的椭圆形。 A．长轴在活塞销方向； B．长轴垂直于活塞销方向； C．A、B均可； D．A、B均不可 5．在负荷较高的柴油机上，第一环常采用（梯形环）。 6．直列式发动机的全支承曲轴的主轴径数等于（气缸数加1 ）。 7．按1－2－4－3顺序工作的发动机，当一缸压缩到上止点时，二缸活塞处于（A）行程下止点位置。A．进气 B．压缩 C．作功 D．排气 8．四行程六缸发动机曲轴各曲拐之间的夹角是（A）。A．60° B．90° C．120° D．180 11. 下列说法正确的是（） A、活塞顶的记号用来表示发动机功率 B、活塞顶的记号用来表示发动机转速 C、活塞顶的记号可以用来表示活塞及活塞销的安装和选配要求 D、活塞顶的记号用来表示连杆螺钉拧紧力矩 12. 下列说法正确的是（） A、活塞裙部对活塞在气缸内的往复运动可以起导向作用 B、活塞裙部在做功时起密封作用 C、活塞裙部在做功时起承受气体侧压力作用 D、活塞裙部安装有2~3道活塞环 13.下列说法正确的是（） A、干式气缸套外壁直接比冷却水接触 B、干式气缸套壁厚比湿式气缸套薄
________班发动机考试题 一、 填空题 每空1分 共20分 1.曲柄连杆机构分为三个组：（ ）、（ ）、（ ）。 2.连杆的结构主要由（ ）、（ ）、（ ）组成。 3.缸套分为 （ ）和（ ）两种。 4.活塞由（ ）、（ ）和（ ）三部分组成。 5.活塞环气环的主要作用有（ ）和（ ）、活塞环油环的主要作用有 （ ）和（ ）。 6.气缸的排列方式一般有（ ）、（ ）、（ ）。 7.活塞与（ ）共同形成燃烧室，承受（ ）压力，并将此力通过活塞销传给 （ ）推动曲轴旋转。 8.活塞顶部分为：（ ）、（ ）、（ ）。 9.活塞环有哪三隙（ ）、（ ）、（ ）。 10.活塞销与活塞销孔及连杆小头孔的装配方式有（ ）和（ ）两种形式。 11.连杆是连接（ ）与（ ），并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的（ ）运动变成曲轴的（ ）运动。 12.曲轴的结构主要由（ ）（ ）（ ）（ ）等组成。 13.安装组合油环时，应首先将（ ）装入槽内，然后安装上、下两道刮片，并将两刮片的开口错开（ ）度。 14.一般曲轴的轴向间隙为（ ）磨损极限（ ）。 二、选择 每题3分 共30分 1、标准气缸压力一般为多少？ （ ） A 、6bar —9bar B 、7 bar —10bar C 、10 bar —13bar 2、测得气缸磨损量为0.15mm ，则缸体可加大到 ( ) A 、0.25mm B 、0.15mm C 、1mm 总分 一 二 三 四 学校 班级 姓名 --------------------装 -------------------〇---------------------- 订 -------------------〇----------------------- 线 -------------------〇 -----------------------------------
构件上点的运动分析 函数文件（m文件） 格式：function [ 输出参数] = 函数名（输入参数） p_crank.m function [p_Nx,p_Ny]=p_crank(Ax,Ay,theta,phi,l1) v_crank.m function [v_Nx,v_Ny]=v_crank(l1,v_Ax,v_Ay,omiga,theta,phi) a_crank.m function [a_Nx,a_Ny]=a_crank(l1,a_Ax,a_Ay,alpha,omiga,theta,phi) 函数中的符号说明
函数文件（m 文件） 格式： function [ 输出参数 ] = 函数名（ 输入参数 ） p_RRR.m function [cx,cy,theta2,theta3]=p_RRR(bx,by,dx,dy,l2,l3,m) v_RRR.m function [vcx,vcy,omiga2,omiga3]=v_RRR(vbx,vby,vdx,vdy,cx,cy,bx,by,dx,dy) a_RRR.m function [acx,acy,alpha2,alpha3]=a_RRR(abx,aby,adx,ady,cx,cy,bx,by,dx,dy,omiga2,omiga3) 函数中的符号说明 m =1 m = -1 RRR Ⅱ级杆组运动分析
函数文件（m 文件） 格式： function [ 输出参数 ] = 函数名（ 输入参数 ） p_RRP.m function [cx,cy,sr,theta2]=p_RRP(bx,by,px,py,theta3,l2,m) v_RRP.m function [vcx,vcy,vr,omiga2]=v_RRP(bx,by,cx,cy,vbx,vby,vpx,vpy,theta2,theta3,l2,sr,omiga3) a_RRP.m function [acx,acy,ar,alpha2]=a_RRP(bx,by,cx,cy,px,py,abx,aby,apx,apy,theta3,vr,omiga2,omiga3,alpha3) 函数中的符号说明 1 1 ∠BCP < 90?，∠BC 'P > 90?， m =1 RRP Ⅱ级杆组运动分析
习题02汽车的基本知识 一、填空题 1．汽车通常由（）、底盘、车身、电气设备四大部分组成。发动机 2．汽车上广泛使用的发动机大都是（）内燃机，它的作用是使燃料燃烧而发出动力。往复活塞式 3．汽车上广泛使用的发动机一般是由机体、曲柄连杆机构、（）机构、燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系、起动系等组成。配气机构 4．底盘包括（）、行驶系、转向系和制动系。传动系 5．商用车有客车、半挂牵引车、（）之分。货车 6．混合动力汽车，是指具有两种及以上（）并协调工作的车辆。车载动力源 7．汽车的动力性是指汽车（）的能力、迅速提高车速的能力和爬坡的能力。以最高车速行驶 8．汽车行驶要克服包括（）、空气阻力、坡度阻力和加速阻力等各种阻力。滚动阻力 9．电气设备包括（）、用电设备和电子控制装置。汽车电源 10．乘用车是指在设计和技术特性上主要用于载运乘客及其（）和（或）临时物品的汽车。随身行李 11．汽车通常由发动机、（）、车身、电气设备四大部分组成。底盘 12．汽车上广泛使用的发动机一般是由机体、曲柄连杆机构、配气机构、（）系、冷却系、润滑系、点火系、起动系等组成。燃料供给 13．底盘包括传动系、（）、转向系和制动系。行驶系 14．车身包括（）和各种形式的车厢。驾驶室 15．商用车是指在设计和技术特性上用于运送人员及其随身行李和（）的汽车，并且可以牵引挂车。货物 16．电动汽车主要有（）电动汽车和燃料电池电动汽车。蓄电池 17．汽车按照驾驶室相对位置的不同可分为平头式、短头式、（）和偏置式四种形式。长头式 18．汽车的制动性能用（）和制动稳定性来评价。制动效能 19．汽车最大总质量是汽车装运质量与（）之和。整车整备质量 20．汽车行驶要克服包括滚动阻力（）、坡度阻力和加速阻力等各种阻力。空气阻力 21．汽车通常由发动机、底盘、（）、电气设备四大部分组成。车身 22．汽车上广泛使用的发动机一般是由机体、曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、（）、润滑系、点火系、起动系等组成。冷却系 23．底盘包括传动系、行驶系、（）和制动系。转向系 24．商用车有（）、半挂牵引车、货车之分。客车 25．汽车按动力装置类型分为内燃机汽车、电动汽车、混合动力汽车、（）等。太阳能汽车 26．汽车的动力性是指汽车以最高车速行驶的能力、（）的能力和爬坡的能力。 迅速提高车速 27．汽车驱动力能否有效地发挥，要受到车轮与路面之间（）作用的限制。附着28．电动汽车主要有蓄电池电动汽车和（）电动汽车。燃料电池 29．乘用车是指在设计和（）上主要用于载运乘客及其随身行李和（或）临时物
游梁式抽油机是以游梁支点和曲柄轴中心的连线做固定杆，以曲柄，连杆和游梁后臂为三个活动杆所构成的四连结构。 1.1四连杆机构运动分析： 图1 复数矢量法： 为了对机构进行运动分析，先建立坐标系，并将各构件表示为杆矢量。结构封闭矢量方程式的复数矢量形式： 3121234i i i l e l e l e l ???+=+ (1) 应用欧拉公式cos sin i e i θθθ=+将(1)的实部、虚部分离，得 1122433112233cos cos cos sin sin sin l l l l l l l ??????+=+? ?+=? (2) 由此方程组可求得两个未知方位角23,??。 当要求解3?时，应将2?消去可得 2222234134313311412cos 2cos()2cos l l l l l l l l l l ????=++---- (3) 解得 3tan(/2)(/()B A C ?=- (4) 33 233 sin arctan cos B l A l ???+=+ (5) 其中：411 11 2222 32 3 cos sin 2A l l B l A B l l C l ??=-=-++-= (4)式中负号对应的四连杆机构的图形如图2所示，在求得3?之后，可利用(5)求得2?。
图2 由于初始状态1?有个初始角度，定义为01?，因此，我们可以得到关于011t ??ω=+， ω是曲柄的角速度。而通过图形3分析，我们得到OA 的角度0312 π θ??=- -。 因此悬点E 的位移公式为||s OA θ=?，速度||ds d v OA dt dt θ = =，加速度2222||dv d s d a OA dt dt dt θ===。 图3 已知附录4给出四连杆各段尺寸，前臂AO=4315mm ，后臂BO=2495mm ， 连杆BD=3675mm ，曲柄半径O ’D=R=950mm ，根据已知条件我们推出''||||||||OO O D OB BD +>+违背了抽油系统的四连结构基本原则。为了合理解释光杆悬点的运动规律，我们对四连结构进行简化，可采用简谐运动、曲柄滑块结构进行研究。 1.2 简化为简谐运动时的悬点运动规律 一般我们认为曲柄半径|O ’D|比连杆长度|BD|和游梁后臂|OA|小很多，以至于它与|BD|、|OA|的比值可以忽略。此时，游梁和连杆的连接点B 的运动可以看为简谐运动，即认为B 点的运动规律和D 点做圆周运动时在垂直中心线上的投影的运动规律相同。则B 点经过时间t 时的位移B s 为
基于SolidWorks的曲柄连杆机构动力学仿真研究 发表时间：2012-2-28 作者: 陈敏*刘晓叙来源: 万方数据 关键字: 发动机运动学动力学仿真 本文用SolidWorks软件建立了一个简化的单缸发动机模型，用COSMOS Motion对该模型进行了发动机运动学和动力学仿真，对运动学仿真的结果进行了验证。 设计往复活塞式发动机时，要进行发动机的运动学和动力学计算，发动机的运动学是计算发动机活塞的位移、速度和加速度。动力学计算主要包括主要运动件的载荷，为零件的强度计算提供依据。在过去的设计中，发动机的运动学和动力学引算一般是采用计算机编程的方式进行。 SolidWorks是目前应用较为广泛的三维设计软件，COSMOS Motion是以ADAMS软件的技术为内核的机构运动学和动力学仿真软件，是SolidWorks的一个插件，与SolidWorks可以进行无缝对接。我们运用该软件，对一个简化的单缸发动机模型进行了运动学与动力学仿真，其结果对往复活塞式发动机的运动学和动力学设计计算有参考意义，现将研究情况介绍如下： 1 发动机模型的基本情况 为了研究的需要，建立了一个简化的单缸发动机模型，主要的结构参数为：缸径125mm，行程160mm，连杆大、小头孔中心距210mm，λ=0.381。发动机的活塞、活塞销、连杆和曲轴用SolidWorks进行三维实体造型设计，然后进行装配，发动机装配后效果及坐标系见图1。 图1 发动机模型 2 发动机的运动学仿真 由于是对一个特定的模型作定量的运动学和动力学仿真，所以，从简单起见，在仿真参数中，将曲轴的转速设为60r/min，即1r/s。在COSMOS Motion中运行仿真后，可以得到活塞运行的位移、速度和加速度，见图2、图3、图4。
国家职业资格考试-中级汽车修理工模拟试题2 红色答案代表正确的参考答案， 1、优质碳素结构钢的牌号是由两位数字表示，表示钢平均含碳量的（）。 十分之几 百分之几 千分之几 万分之几 2、以下几种材料中，属于优质碳素结构钢的是（）。 Q235A 40 T8 T12A 3、以下几种材料中，用于制做发动机曲轴的是（）。 20 45 65Mn T10A 4、T8A属于（）。 优质碳素结构钢 普通碳素结构钢 碳素工具钢 铸造碳钢 5、发动机润滑油粘度过大，会引起（）。 发动机冷启动困难 减轻发动机零件磨损
洗涤效果好 6、40Cr是一种调质钢，用于制做水泵轴，为获得良好的综合机械性能，它的最终热处理方法是（）。淬火+低温回火 淬火+中温回火 淬火+高温回火 表面淬火 7、与钢相比，铸铁工艺性能的突出特点是（）。 可焊性好 淬透性好 可铸性好 可锻性好 8、（）的功用是将凸轮轴的推力传给推杆。 挺柱 气门 摇臂 正时齿轮 9、汽油机的可燃混合气形成装置是（）。 化油器 汽油泵 燃烧室 进气管 10、化油器的怠速喷孔在节气门（）。 上方 下方 左侧
11、（）的功用是用来支撑和关闭气门并使气门关闭紧密，防止气门跳动而使气缸漏气。气门座 气门导管 气门弹簧 推杆 12、以下选项中，（）属于发动机的空气供给装置。 汽油箱 汽油泵 空气滤清器 化油器 13、推杆的功用是将从凸轮轴经过挺柱传来的推力传给（）。 摇臂 气门 气门弹簧 气门导管 14、（）的功用是保证发动机在怠速或很小负荷工况下供给少而浓的混合气。 主供油装置 怠速装置 加浓装置 加速装置 在（）范围内。 15、在发动机冷启动时，供给极浓的混合气，要求过量空气系数 0.1～0.3 0.2～0.6 0.6～0.8 0.8～1.2
平面四杆机构的运动仿真模型分析1前言 平面四杆机构是是平面连杆机构的基础，它虽然结构简单，但其承载能力大，而且同样能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律，因而在工程实践中得到广泛应用。 平面四杆机构的运动分析, 就是对机构上某点的位移、轨迹、速度、加速度进行分析, 根据原动件的运动规律, 求解出从动件的运动规律。平面四杆机构的运动设计方法有很多，传统的有图解法、解析法和实验法。随着计算机技术的飞速发展，机构设计及运动分析已逐渐脱离传统方法，取而代之的是计算机仿真技术。本文在UG NX5环境下对平面四杆机构进行草图建模，通过草图中的尺寸约束、几何约束及动画尺寸等功能确定各连杆的尺寸，之后建立相应的连杆、运动副及运动驱动，对建立的运动模型进行运动学分析，给出构件上某点的运动轨迹及其速度和加速度变化规律曲线，文章最后简要分析几个应用于工程的平面四杆机构实例。 2平面四杆机构的建模 问题的提出 平面四杆机构因其承载能力大，可以满足或近似满足很多的运动规律，所以其应用非常广泛，本文以基于曲柄摇杆机构的物料传送机构为例，讨论其建模及运动分析。 如图1所示，ABCD为曲柄摇杆机构，曲柄AB为主动件，机构在运动中要求连杆BC的延伸线上E 点保持近似直线运动，其中直线轨迹为工作行程，圆弧轨迹为回程或空程，从而实现物料传送的功能。
平面四杆机构的建模 由于物料传送机构为曲柄摇杆机构，所以它符合曲柄存在条件。根据机械原理课程中的应用实例[1]，选取AB=100，BC=CD=CE=250，AD=200，单位均为毫米。 在UG NX5的Sketch环境里，创建如图2所示的草图，并作相应的尺寸约束和几何约束，其中EE＇为通过E点的水平轨迹参考线，用以检验E点的工作行程运动轨迹。现通过草图里的尺寸动画功能，令AB与AD 的夹角从0°到360°变化，可看到E点的变化轨迹为直线和圆弧，如图3所示为尺寸动画的四个截图，其中图3（a）中的E点为水平轨迹的起点，图3（b）中的E点为水平轨迹的中点，图3（c）中的E点为水平轨迹的终点，而图3（d）中的E点为圆弧轨迹（图中未画出）即回程的中点。
曲柄连杆机构运动分析 四缸发动机曲轴、连杆和活塞的运动是较复杂的机械运动。曲轴做旋转运动，连杆做平动，活塞是直线往复运动。在用Pro/Engineer做曲轴、连杆和活塞的运动分析的步骤如下所示[20]: （1）设置曲轴、连杆和活塞的连接。为使机构能够按照预定的方式运动，须分别在曲轴与机体之间、连杆与曲轴之间、活塞与连杆之间添加销钉。在活塞与机体之间添加滑动杆连接。 （2）定义伺服电动机。利用伺服电动机驱动曲轴转动。 （3）建立运动分析。 （4）干涉检验与视频制作。 （5）获取分析结果。 7.1 活塞及连杆的装配 7.1.1 组件装配的分析与思路 活塞组件主要包括活塞、活塞销和活塞销卡环，连杆由连杆体和连杆盖两部分组成，将活塞组与连杆组分别组装，工作时用螺栓和螺母将连杆体、连杆盖和曲轴装配在一起，用活塞销将连杆小头和活塞装配在一起[21]。 7.1.2 活塞组件装配步骤 1、向组件中添加活塞 新建组件文件，运用【添加元件】，将活塞在缺省位置，完成装配。 2、向组件中添加活塞销卡环 （1）在“约束类型”中选择“对齐”选项，将卡环中心轴与活塞销孔中心轴对齐； （2）选择“匹配”选项，将卡环外圆曲面与卡环槽曲面相匹配，完成两个活塞销卡环的装配。 3、向组件中添加活塞销 （1）选择“对齐”选项，将活塞销中心轴与活塞销座孔的中心轴对齐； （2）选择“匹配”选项，将活塞销端面与卡环端面相匹配，完成活塞销的装配。 装配结果如图7.1所示：
图7-1 活塞组装配结果 Figure7-1Piston assembly results 7.1.3 连杆组件的装配步骤 1、向组件中添加连杆体 新建组件文件，运用【添加元件】，将连杆体添加在“缺省”位置，完成连杆体的装配。 2、向组件中添加连杆衬套 （1）选择“插入”选项，将连杆衬套的外侧圆柱面与连杆小头孔内侧圆柱面以插入的方式相配合。 （2）选择“对齐”选项，将连杆衬套的中心轴和连杆小头孔的中心轴对齐，完成连杆衬套的装配。 3、向组件中添加连杆轴瓦 （1）选择“对齐”选项，“偏移”为“重合”，并选择相重合的平面，然后【反向】。 （2）选择“约束类型”为“插入”，选取轴瓦的外侧圆柱面和连杆体的大端孔内侧圆柱面，使这两个曲面以插入的方式相配合。 （3）选择“匹配”，“偏移”类型为“重合”，使轴瓦凸起和凹槽的两侧面对应重合，完成连杆轴瓦的配合。 （4）同样的方法完成另一块连杆轴瓦的装配。 4、向组件中添加连杆盖 （1）选择“约束类型”为“匹配”，“偏移”类型为“重合”，并选取相应的面。 （2）分别选取连杆盖和连杆体的孔内侧圆柱面，使其以“插入”方式相配合，完成连杆盖的添加。 5、向组件中添加连杆螺栓 （1）选取螺栓的外侧圆柱面和孔的内侧圆柱面，使其以“插入”的方式相配合。 （2）选择“匹配”选项，并选择相应的面，使其“重合”，完成连杆螺栓的装配。 （3）添加螺母和垫片，同样的方法完成另一个连杆螺栓的装配。 连杆组件的装配结果如图7.2所示：
摘要 本文以捷达EA113汽油机的相关参数作为参考，对四缸汽油机的曲柄连杆机构的主要零部件进行了结构设计计算，并对曲柄连杆机构进行了有关运动学和动力学的理论分析与计算机仿真分析。 首先，以运动学和动力学的理论知识为依据，对曲柄连杆机构的运动规律以及在运动中的受力等问题进行详尽的分析，并得到了精确的分析结果。其次分别对活塞组、连杆组以及曲轴进行详细的结构设计，并进行了结构强度和刚度的校核。再次，应用三维CAD软件：Pro/Engineer建立了曲柄连杆机构各零部件的几何模型，在此工作的基础上，利用Pro/E软件的装配功能，将曲柄连杆机构的各组成零件装配成活塞组件、连杆组件和曲轴组件，然后利用Pro/E软件的机构分析模块(Pro/Mechanism)，建立曲柄连杆机构的多刚体动力学模型，进行运动学分析和动力学分析模拟，研究了在不考虑外力作用并使曲轴保持匀速转动的情况下，活塞和连杆的运动规律以及曲柄连杆机构的运动包络。仿真结果的分析表明，仿真结果与发动机的实际工作状况基本一致，文章介绍的仿真方法为曲柄连杆机构的选型、优化设计提供了一种新思路。 关键词：发动机；曲柄连杆机构；受力分析；仿真建模；运动分析；Pro/E
ABSTRACT This article refers to by the Jeeta EA113 gasoline engine’s related parameter achievement, it has carried on the structural design compution for main parts of the crank link mechanism in the gasoline engine with four cylinders, and has carried on theoretical analysis and simulation analysis in computer in kinematics and dynamics for the crank link mechanism. First, motion laws and stress in movement about the crank link mechanism are analyzed in detail and the precise analysis results are obtained. Next separately to the piston group, the linkage as well as the crank carries on the detailed structural design, and has carried on the structural strength and the rigidity examination. Once more, applys three-dimensional CAD software Pro/Engineer establishing the geometry models of all kinds of parts in the crank link mechanism, then useing the Pro/E software assembling function assembles the components of crank link into the piston module, the connecting rod module and the crank module, then using Pro/E software mechanism analysis module (Pro/Mechanism), establishes the multi-rigid dynamics model of the crank link, and carries on the kinematics analysis and the dynamics analysis simulation, and it studies the piston and the connecting rod movement rule as well as crank link motion gear movement envelopment. The analysis of simulation results shows that those simulation results are meet to true working state of engine. It also shows that the simulation method introduced here can offer a new efficient and convenient way for the mechanism choosing and optimized design of crank-connecting rod mechanism in engine. Key words: Engine；Crankshaft-Connecting Rod Mechanism；Analysis of Force；Modeling of Simulation；Movement Analysis；Pro/E
第一部分 发动机的维修基础 一．发动机的分类:（1）按运动方式不同，活塞式内燃机可分为往复活塞式和旋转活塞式两 种。（2）按所用燃料种类，活塞式内燃机主要分为汽油机，柴油机和气体燃料发动机三类。 （3）根据冷却方式的不同，发动机可分为水冷式和风冷式 （4）按照气缸排列方式的不同，发动机可分为单列式和双列式。 （5）按进气系统是否采用增压方式分类，活塞式内燃机可分为增压和非增压两类。 二．发动机的组成： 1) 汽油机:由两大机构五大系统组成，曲柄连杆机构，配气机构，点火系统，润滑系统，冷 却系统，燃料供给系统，启动系统。 2) 柴油机：由两大机构四大系统组成，曲柄连杆机构，配气机构，润滑系统，冷却系统， 燃料供给系统，启动系统。 三．国产内燃机型号的识别。 1表示系列符号 2表示换代标志符号 3缸数符号 4表示气缸的排列形式符号 5行程符号 6缸径符号 7结构特征符号 8用途特征符号 9区分符号 例子：1E65F 表示单缸，E 表示两行程，缸径65，F 表示风冷通用型。 X6135Q 表示六缸，四行程，缸径135，水冷通用型，X 表示系列代号 四．发动机的工作容积。 1，发动机的工作容积是指各气缸工作容积总和，也称发动机排量。 ）（L S D i V V h L 6210*4/π== 式中：D 表示气缸直径（mm ）；S 表示活塞行程（mm ）；i 表示气缸数。
例子：6135Q 发动机的活塞行程翁180mm ，求发动机的排量或者工作容积？ 解:由题意可知6135Q 为六缸四行程，缸径为135mm 的水冷型通用发动机。 由）（L S D i V V h L 6210*4/π==可得： 已知D=135mm i=6 S=180mm 带入的V L =101356 2*4/π(L)=1.43x102-（L ） 2，压缩比:气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用ε表示。 五．发动记的性能指标 发动机的性能指标是用来表征发动机的性能特点，并作为评价各发动机性能优劣的依据。 （1）动力性指标表征发动机做工能力的大小的指标，一般用发动机的有效转矩，有效功率，转速和平均有效压力等作为评价发动机的动力性好坏的指标。 （2）有效功率）Pe=9550 Ten （KW ）式中Te 表示有效转矩（N.m ）;n 表示曲轴转速（r/min ） 例子:已知发动机的转矩为200N.m, 但是有效率为80/100, 并知道凸轮轴转速为400r/min 。则有效功为多少？ 解：由题可知Te=200N.m X 10080=160N.m 。因为曲轴转速与凸轮轴转速为2:1 所以曲轴转速为800r/min. 由Pe= 9550Ten （KW ）将上带入得Pe=9550 min /800*.160r m N （KW ）=13.4（KW ） 发动机经济性指标包括有效热效率和有效燃油消耗率等。 第二部分 曲柄连杆机构 一．曲柄连杆机构的功用：是将往复活塞式内燃机燃料的化学能通过燃烧放出热能，再转化为机械能的主要机构，并且通过曲柄连杆机构，将活塞的往复直线运动，经过连杆的摆动转
发动机曲柄连杆机构动力学运动规律仿真研究 Dynamics simulation analysis of engine crank connecting rod mechanism 黄硕 东风商用车有限公司发动机厂 湖北省十堰市 442001 摘 要：本文从动力学角度研究了曲柄连杆机构的工作原理，，建立简易曲柄连杆机构的三维实体模型，利用机械系统动力学仿真分析软件HyperWorks，对dCi11发动机曲柄连杆机构进行仿真；并基于模态综合分析法研究柔性体的力学性能，对连杆进行了动态特性分析，得出连杆在自由模态情况下的模态振型；然后对该曲柄连杆机构进行运动学和动力学分析，得到连杆在一个工作循环过程中应力变化规律，从而确定了连杆的受力边界条件以及危险工况分析，为连杆优化设计和强度校核提供了依据，并为进一步分析和研究曲柄连杆机构特性提供了参考。 关键词：曲柄连杆机构 多体系统动力学 模态分析 结构优化 HyperWorks Abstract: This paper has studied the crank works from dynamics perspective. the mechanical system dynamics simulation software HyperWorks has simulated the crank of engine of car;And based on a comprehensive analysis of modal,Studied flexible body the mechanical properties and conducted a dynamic characteristics analysis to the connecting rod.Rod in the case of free modal shape has been came out.Then the crank has done kinematic and dynamic analysis, the connecting rod determined the linkage of the force boundary condition sin a work cycle variation of stress, and dangerous working conditions analysis, link optimization and strength check provides the basis for further analysis and study crank feature provides a reference. Keywords:Crank and Connecting Rod Mechanism, Multi-Body Dynamics, Model Analysis, Structural optimization, HyperWorks 1 课题研究意义 目前，随着工程技术的发展在研究曲柄连杆机构的运动学和动力学分析方法很多，而且已经较完善和成熟。其中机构运动学分析是研究两个或两个以上物体间的相对运动即位移、速度和加速度随时间变化的关系，动力学则是研究产生运动的力。通过对机构运动学和动力学分析，我们可以清楚了解曲柄连杆机构工作的运动性能、运动规律等，从而可以更好地对机构进行性能分析和产品设计。但是过去由于手段的原因，大部分复杂的机构运动尽管能够给出解析式，却难以计算出供工程使用的计算结果，不得不用粗糙的图解法求得数据。随着计算机的发展，通过计算机辅助设计、校核和计算的系统，可以更直观清晰地了解曲柄连杆机构在运行过程中的受力状态，便于进行精确计算，并绘制受力分析曲线图，对进一步研究内燃机的平衡与振动等均有较为实用的应用价值。