发动机曲柄连杆机构设计更新版

发动机曲柄连杆机构设计更新版 I / 26 。

摘要 以桑塔纳2000AJR型发动机为例，基于相关参数对发动机曲柄滑块机构主要零部件进行结构设计计算，同时进行强度、刚度等方面的校核，并进行相关力学分析和机构运动仿真分析，以达到良好的生产经济效益。 目前国内外对发动机曲柄连杆机构的动力学分析的方法很多，而且已经完善和成熟,但仍缺乏一种基于良好生产效益、经济效益上的综合性分析，本次设计在清晰、全面剖析的基础上，有机地将各研究模块联系起来，达到既简便又清晰的设计目的，力求为发动机曲柄滑块机构的设计提供一种综合全面的思路. 分析研究的主要模块分为以下三个部分：第一，对发动机曲柄滑块机构进行力学分析，着重分析活塞的位移、速度、加速度以及工质的作用力和机构的惯性力;第二,进行曲柄滑块机构活塞组、连杆组以及曲轴的结构设计，并对其强度和刚度进行校核；第三，应用Pro∕Engineer 建立曲柄滑块机构主要零部件的几何模型，并利用Pro/Mechanism进行机构仿真。

关键词：发动机；曲柄滑块机构；力学分析；机构仿真 发动机曲柄连杆机构设计更新版

i / 26 目录 第一章 绪论 ................................................................ 1 1。1国内外发展现状 ...................................................... 1 1.2研究的主要内容 ....................................................... 1 第二章 总体方案的设计 ..................................................... 2 2。1原始参数的选定 ...................................................... 2 2.2原理性方案设计 ....................................................... 2 2。3 结构的设计 ......................................................... 3 2。4 确定设计方案 ....................................................... 3 第三章 中心曲柄连杆机构的设计 ............................................ 5 3。1 气缸内的作用力分析 ................................................. 5 3.2 惯性力的计算 ........................................................ 5 第四章 活塞以及连杆组件的设计 ............................................. 8 4。1 设计活塞组件 ....................................................... 8 4.2 设计活塞销 .......................................................... 9 4.3 活塞销座 ............................................................ 9 4。4 连杆的设计 ......................................................... 9 第五章 曲轴的设计 ....................................................... 11 5.1 曲轴的材料的选择 ................................................... 11 5。2 确定曲轴的主要尺寸和结构细节 ...................................... 11 第六章 曲柄连杆机构的创建 ............................................... 13 6.1 活塞的创建 ......................................................... 13 6.2 连杆的创建 ......................................................... 14 6.3 曲轴的创建 ......................................................... 16 6.4 曲柄连杆机构其它零件的创建 ......................................... 18 第七章 活塞及连杆的装配 ................................................. 19 7．1添加活塞组件 ....................................................... 19 7.2添加连杆体组件 ...................................................... 19 发动机曲柄连杆机构设计更新版 ii / 26 7。3曲轴连杆的连接 ..................................................... 20 总结 ....................................................................... 22 参考文献 ................................................................... 23 结束语 ..................................................................... 24

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1 / 26 第一章 绪论 1.1 国内外发展现状 水冷式四冲程往复活塞式内燃机是目前使用最广泛的内燃机，应用于轿车、公交车和柴油机的中型和重型卡车.最出名的发动机,是转子活塞式发动机,也称为转子式发动机，但应用很少。

就全球的汽车发展而言，汽车发动机技术，具有优良的性能，更好的燃油经济性和动力性能，得到越来越广泛的关注。发动机会越来越向环境保护和节能的方向发展。

1。2研究的主要内容 以桑塔纳2000AJR型的发动机为例，对发动机中的曲柄滑块机构,进行深入的分析及研究，研究内容如下： （1）对曲柄滑块机构的力学进行分析，对曲柄滑块机构的主要部件进行强度、刚度计算,以便满足设计所需要的要求。

（2)分析活塞，活塞销,活塞销座的设计要求，确定主要结构的尺寸。 (3）应用Pro / E软件建模来装配曲柄滑块机构的相关组件，最后组装成一个完整的机构. 发动机曲柄连杆机构设计更新版

2 / 26 第二章 总体方案的设计 2。1原始参数的选定 以桑塔纳2000AJR型的内燃机为例，它主要性能参数如表2。1所示: 表2—1 桑塔纳2000AJR型内燃机参数 气缸的数目 四缸

供油的方式 电控喷射 排量的大小/L 1.80 气缸的直径/mm 80.965 冲程/缸径 1。088 连杆的长度/mm 135 曲轴的半径/mm 42。6 转矩 N.m/r/min 160/1400 额定功率/kW 76(5300 r/min) 最大扭矩/(N·m） 162(3600 r/min) 点火顺序 1—3—4-2 2。2原理性方案设计 连杆是发动机的动力传输系统，是完成能量转换的主要运动部分。活塞连杆组:活塞、活塞销、连杆；曲轴部件：曲轴、飞轮、曲轴正齿轮的三个部分.工作原理是：在燃料燃烧的能量，推动活塞上下移动,然后通过连杆带动曲轴圆周运动.吸入空气，排出废气,配备进口和排气系统，推动活塞往复运动。四缸发动机的工作循环包括四个冲程:进气、压缩、做功和排气。进气冲程:汽油发动机将汽缸和油门之外混合空气吸入发动机，形成可燃混合气并吸入气缸。压缩冲程:为了使可燃混合物快速燃烧，产生更大压力,产生更高的动力引擎，所以对混合气体进行压缩，因此,需要压缩。做功冲程：在做功中，进、排气阀关闭,活塞上到顶点附近时的火花塞旁时，点燃可燃混合气体。混合物燃烧.排气冲程:生成废气体后,活塞到达下止点后再向上移动,继续将废气排出来完成一个工作循环。 发动机曲柄连杆机构设计更新版 3 / 26 2.3 结构的设计 根据运动学的角度来看，连杆可分为三类: 中心曲柄连杆机构、偏心曲柄连杆机构和主副连杆式曲柄连杆机构。根据设计要求,中心曲柄连杆的特点符合标准。 中心曲柄连杆机构

它的特点是气缸的中心线通过曲轴的旋转中心及轴垂直于曲柄。这种类型的发动机曲柄连杆机构是使用范围最广的。一般单一式内燃机和活塞式内燃机曲柄连杆机构属于这一类。

2.4 确定设计方案 通过对三种连杆的比较，设计选型为中心曲柄连杆机构,中心曲柄连杆机构图如图2-1所示, 曲轴中心为O，曲柄为OB，连杆为AB，曲柄销中心为B，A为连杆小头孔中心或活塞销中心为A。

图2—1 中心曲柄连杆机构运动简图