《四冲程内燃机设计机械原理课程设计报告书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《四冲程内燃机设计机械原理课程设计报告书（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 课程设计报告书题目：四冲程内燃机设计学 院 机械与汽车工程学院 专 业 车辆工程 学生姓名 学生学号 指导教师 邱志成 邹焱飚 课程编号 130160 课程学分 2.0 起始日期 2014.6.30-2014.7.11 教师评语一、设计态度 严谨认真 较认真 不认真二、设计报告书计算过程 完整 基本完整 不完整计算结果 正确 基本正确 错误多书面撰写 规范 较规范 不规范三、设计图结构设计 合理 基本合理 不合理制图水平 规范 较规范 不规范图面质量 良好 中等 较差四、综合设计能力 强 一般 较差五、答辩 清晰 基本清晰 不清晰 教师签名： 日 期：成绩评定成绩： 优 良 中 合格 不合格
2、备注目录一、四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路4二、绘制内燃机机构简图6三、绘制连杆机构位置图6四、作出机构15个位置的速度和加速度多边形7五、动态静力分析10六、计算飞轮转动惯量（不计构件质量）17七、计算发动机功率18八、对曲柄滑块进行机构部分平衡19九、排气凸轮（凸轮）的轮廓设计20十、四冲程工作内燃机的循环图27参考文献29一、四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路 根据设计任务书，我们需要解决以下问题：凸轮的参数是多少？如何能让机构正常循环工作？为了解决这个问题，我们需要对整个机构从运动及力学的角度分析。首先，需要明确四冲程内燃机的工作原理：内燃机是通过吸气、压缩、燃烧、排气四个过程
3、不断重复进行的。如果在四个冲程里完成吸气、压缩、做功（燃烧、膨胀）、排气的循环动作，就叫做四冲程。相应的内燃机叫四冲程内燃机。第一冲程，即吸气冲程。这时曲轴向下转动，带动活塞向下，同时通过齿轮带动凸轮向下旋转，是凸轮的突起部分顶开进气阀门，雾状汽油和空气混合的燃料被吸入气缸。第二冲程，即压缩冲程。曲轴带动活塞向上，凸轮的突起部分已经转两个过去，进气阀门被关闭，由于凸轮只转了周，所以排气阀门仍然处于关闭状态。活塞向上运动时，将第一冲程吸入的可燃气体压缩，被压缩的气体的压强达到0.61.5兆帕，温度升高到300摄氏度左右。第三冲程是做功冲程。在压缩冲程末火花塞产生电火花，混合燃料迅速燃烧，温度骤然
4、升高到2000摄氏度左右，压强达到35兆帕。高温高压烟气急剧膨胀，推动活塞向下做功，此时曲柄转动半周而凸轮转过周，两个气阀仍然紧闭。第四冲程是排气冲程。由于飞轮的惯性，曲柄转动，使活塞向上运动，这时由于凸轮顶开排气阀，将废气排出缸外。四个冲程是内燃机的一个循环，每一个循环，活塞往复两次，曲柄转动两周，进排气阀门各开一次。图1 1、已知条件： 活塞行程 H=220 (mm) 活塞直径 D160（mm）活塞移动导路相对于曲柄中心的距离 e68 (mm)行程速比系数 K1.08 连杆重心C至A点的距离 0.35曲柄重量 135 (N)连杆重量 125 (N)活塞重量 200（N）曲柄的转速 640
5、(rpm)连杆通过质心C的转动惯性半径 0.15 ()发动机的许用速度不均匀系数 1/90曲柄不平衡的重心到O点的距离 (mm)开放提前角 进气门：；排气门：齿轮参数：=3.5 (mm) ；=20；=1=14; =72; =36凸轮I 行程 7 mm 凸轮II的行程 = 6 mm凸轮I的基圆半径 = 55 mm 凸轮II的基圆半径 = 60 mm凸轮II的偏心距 = 0 mm 凸轮I 偏心距 = 0 mm2、求连杆的长度和曲柄的长度 设连杆的长度为、曲柄长度为 又=912.99mm =476.46mm- (1) =471.58mm =23.33 =16.41 =261.60mm- (2) 联立
6、（1）、（2）式求解，可求出连杆的长度及曲柄的长度。 图2二、绘制内燃机机构简图按照比例尺1：5，根据第五组数据，绘制内燃机机构简图，空出凸轮的结构，并对凸轮与排气装置的连接方式进行修改。三、绘制连杆机构位置图以活塞在最高位置时为起点，将曲柄回转一周按顺时针分为十二等分，然后找出活塞在最低位置时和活塞速度为最大时的曲柄位置（即曲柄旋转一周共分为十五个位置）并作出机构各位置时的机构位置图，求出滑块的相对位移。当活塞在最高位置时位起点，曲柄点的编号为，由点开始，顺时针方向把圆等分为12等分，得、，等点。当滑块在最低位置时，曲柄上点的编号为。 可近似以为，当曲柄在和位置时，滑块速度为最大值。图3四、
7、作出机构15个位置的速度和加速度多边形1、速度分析，画出速度多边形单位：V-m/s, w-rad/s大小 ？ lAO ?方向 /BE AO AB表1 机构15个位置的速度参数数值AA0A1A2A3A4A5A6A7VBA7.235.602.701.104.606.707.506.00VC24.705.796.807.066.345.434.715.25VB04.407.000.905.463.200.70-2.20W219.6215.207.332.9812.4818.1820.3516.28AA8A9A10A11A2A9A6VBA2.901.405.007.000.803.407.23VC26
8、.707.427.065.257.247.424.71VB-5.40-7.80-7.90-4.607.20-8.000W27.873.8013.5718.992.179.2319.62画图基本步骤：确定极点p；根据的大小和方向过极点p画出即pa；过a画出的方向AO；过p画出的方向导轨，与交于b；pb即为；ab即为；取ac=0.35ab，则即为； = /。图4 速度多边形2、分析加速度，画出加速度多边形 大小 ？ ? 方向 BE AO BA BA=484.3作出机构的15个位置的加速度多变形，见2号图纸，各位置参数数值如表2。表2 机构15个位置的加速度参数数值AA0A1A2A3A4A5A6A7
9、aBAnm/s2141.8485.0919.783.2857.42121.81152.6397.69aBAt m/s284296.80460.60476.60389.20182.0042.00294.00aBA m/s2168.00313.60457.80476.00392.00224.00154.00308.00a2 rad/s2227.93805.361249.831291.621056.09493.85113.97797.76aC2 m/s2528.00448.00336.00322.00378.00422.80413.00432.60aB m/s2630.00464.80152.60-
10、126.00-266.00-308.00-336.00-392.00AA8A9A10A11A2A9A6aBAn m/s222.825.3267.84132.961.7431.37141.84aBAt m/s2482.00533.00376.00140.00490.00475.00109.20aBA m/s2504.00546.00380.80189.00476.00476.00182.00a2 rad/s21307.901446.291020.27379.891329.611288.90296.31aC2 m/s2392.00322.00364.00475.00318.50322.00424.
11、20aB m/s2-385.00-182.00196.00476.001.2028.00-350.00画图基本步骤：定极点p；根据的大小和方向作出即pa；过a，由的大小和方向画出即at；过t作出的方向；过p作出的方向导轨，与的方向交于b，则pb即为，tb即为；ab即；取，即；。图5速度多边形五、动态静力分析动态静力分析根据理论力学中所讲的达朗伯原理，将惯性力视为一般外力加在构件上，仍可采用静力学方法对其进行受力分析。这样的力分析称为动态静力分析。求出机构在各位置时各运动副的反力及应加于曲柄OA的平衡力矩（每人完成五个位置）。各种数据都要列表表示。1、计算活塞上的气体压力 （N） -活塞的面积 （）图6由图可知，在特殊位置（如14，13，12，24，23，22）处，气体压力非常大，相信为电火花点燃，气体爆炸，内燃机工作时的点。2、求作用于构件上惯性力。 (N) (N) 在这一步时，需要注意惯性力的方向均与加速度或角加速度相反。惯性力是指当物体加速时，惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向，若是以该物体为坐标原点，看起来就仿佛有一股方向相反的力作用在该物体上，因此称之为惯性力。惯性力实际上并不存在，实际存在的只有原本将物体加速的力。3、求出活塞上受力的大小及方向 (N)
