曲柄连杆机构受力分析
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图4-1 活塞组合 1—活塞 2—活塞销 3—挡圈 4—气环 5—油环 4 曲柄连杆机构的受力分析4.1 曲柄连杆机构的组成摩托车发动机的曲柄连杆机构由活塞、活塞环、活塞销、连杆、大小头轴承、曲轴等组成。
4.1.1 活塞组合活塞组合由活塞、活塞环、活塞销、活塞销挡圈等组成,见图4-1。
它的功能是:1)承受气缸中可燃混合气燃烧产生的压力,并将作用力通过活塞销传给连杆,带动曲轴旋转。
2)活塞顶部与气缸盖组成燃烧室。
3)通过安装在其上的活塞环,保证气缸的密封性。
4.1.1.1 四行程发动机活塞四行程发动机活塞的顶面呈平面形,且对应于进、排气门之处加工有凹坑,以避免在运动中与进、排气门相干涉,在顶面有“IN ”标记表示进气侧,保证活塞安装时的方向。
在活塞槽部通常设有两道气环、一道油环。
在油环槽周围,设置有许多回油小孔,安装油环后,能刮去缸壁上多余的润滑油(见图4-2)。
有些活塞在油环槽下再加工一个较浅的环形槽,其上也加工回油小孔。
四行程发动机活塞所有环槽上都无需有定位销孔,原因是四行程发动机的气缸上无气口,活塞环运动时不会产生干涉现象。
为适应活塞在高温、高压、高速条件下工作,活塞通常多采用质量轻、导热性好的高铝合金来制造。
有些活塞表面还进行镀锡处理,以提高其磨合性。
4.1.1.2 活塞环 四行程活塞裙部较短,并无需做有缺口,因四行程发动机的进、排气道没有气缸盖上。
但有时为避免与曲轴相撞,并为增加裙部弹性及减小活塞质量,在受力不图4-2 四行程汽油机的活塞1—气门坑 2—回油孔 3—裙部缺口大的沿销孔方向两侧,从底部各开一个浅而长的圆弧形缺口。
活塞环的功能是:1)密封气缸与活塞间的间隙,防止漏气。
2)刮去气缸壁上多余的机油。
3)把活塞的热量传递给气缸体散发。
活塞环应具有良好的密封性,在高温、高压、和高速的工况下,具有良好的弹度、弹性和耐磨性;此外,并应有良好的磨合性与加工性。
为适应这些要求,活塞环的材料多选用合金铸铁。
第一章绪论1.1内燃机概述汽车自19世纪诞生至今,已经有100多年的历史了。
汽车工业从无到有,以惊人的速度在发展着,汽车工业给人类的近代文明带来翻天覆地的变化,在人类的文明进程中写下了宏伟的篇章。
汽车工业是衡量一个国家是否强大的重要标准之一,而内燃机在汽车工业中始终占据核心的地位。
内燃机是将燃料中的化学能转变为机械能的一种机器。
由于内燃机的热效率高(是当今热效率最高的热力发动机)、功率范围广、适应性好、结构简单、移动方便、比质量(单位输出功率质量)轻、可以满足不同要求等特点,已经广泛的应用于工程机械、农业机械、交通运输(陆地、内河、海上和航空)和国防建设事业当中。
因此,内燃机工业的发展对整个国民经济和国防建设都有着十分重要的作用。
1.1.1世界内燃机简史内燃机的出现和发明可以追溯到1860年,来诺伊尔(J.J.E.Lenoir1822~1900年)首先发明了一种叫做大气压力式的内燃机,这种内燃机的大致工作过程是:空气和煤气在活塞的上半个行程被吸入气缸内,然后混合气体被火花点燃;后半个行程是膨胀行程,燃烧的煤气推动着活塞下行,然后膨胀做功;活塞上行时开始排气。
这种内燃机和现代主流的四冲程内燃机相比,在燃烧前没有压缩行程,但基本思想已经有了雏形。
这种内燃机的热效率低于5%,最大功率只有4.5KW,1860~1865年间,共生产了约5000台。
1867年奥拓(Nicolaus A.Otto,1832~1891年)和浪琴(Eugen Langen,1833~1895年)发明了一种更为成功的大气压力式内燃机。
这种内燃机是利用燃烧所产生的缸内压力,随着缸内压力的升高,在膨胀行程时加速一个自由活塞和齿条机构,他们的动量将使得缸内产生真空,然后大气压力推动活塞内行。
齿条则通过滚轮离合器和输出轴相啮合,然后输出功率。
这种发动机的热效率可以达到11%,共生产了近5000台。
由于煤气机必须使用气体燃料,而当时的气体燃料的来源非常困难,这从某种意义上讲就阻碍了煤气机的进一步发展。