90KW四冲程连杆组设计案例.docx

武汉理工大学《汽车发动机设计》课程设计说明书 PAGE 34 PAGE  学 号：  题 目90KW四冲程柴油机曲轴设计学 院专 业班 级姓 名指导教师 年月日 目 录 0前言3 1柴油机的结构参数3 1.1初始条件3 1.2发动机类型3 1.2.1冲程数的选择3 1.2.2冷却方式3 1.2.3汽缸数与气缸布置方式3 1.3基本参数3 1.3.1缸径比的选择3 1.3.2气缸工作容积V，缸径D的选择3 2热力学计算4 2.1热力循环基本参数的确定4 2.2发动机的压缩过程4 2.3发动机的膨胀过程5 2.4P-V图的绘制5 2.5P-V图的调整5 3运动学计算6 3.1活塞位移6 3.2活塞速度6 3.3活塞加速度7 3.4连杆运动规律7 4动力学计算8 4.1质量转换8 4.2相关力的计算9 4.3 总体参数选择11 5连杆零件结构设计12 5.1连杆的工作条件和设计要求12 5.2连杆材料的选择12 5.3连杆主要结构尺寸12 5.3.1连杆长度12 5.3.2连杆小头12 5.3.3连杆大头12 5.3.4杆身结构设计13 6.连杆强度校核13 6.1连杆小头强度校核13 6.2连杆杆身强度校核17 6.3连杆大头强度校核18 小结19 参考文献19 90KW四行程柴油机连杆设计 0前言 这学期学院为我们专业开始了《汽车发动机设计》，为期3周，我们要充分利用这次课程设计的机会，了解国内外发动机的发展现状，并尽可能发挥我们的能力，保质保量地完成此次课程设计。本设计主要工作任务是1.0L四行程柴油机曲轴的设计。 1. 柴油机的结构参数 1．1初始条件 平均有效压力：，初步取1.0Mpa 活塞平均速度：m＜18 m∕s 发动机排量：V=1.0L 1．2发动机类型 1.2.1冲程数的选择 已知发动机的冲程数选择为四冲程，即τ=4 1.2.2冷却方式 水冷 1.2.3气缸数与气缸布置方式 由于发动机排量较小，故采用直列式两缸机。 1.3基本参数 1.3.1行程缸径比S∕D的选择 根据参考文献【内燃机学】得相应柴油机的行程缸径比在1.0至1.2之间。 1.3.2气缸工作容积V，缸径D的选择 根据内燃机学的基本计算公式： 其中 ——发动机的有效功率，初步取为30kw ——发动机的平均有效压力，初步取为1.0Mpa ——汽缸的工作容积，=0.5L ——发动机的汽缸数目 ，依题为2 ——发动机的转速 ——活塞的平均速度，依题为 18m/s ——发动机活塞的行程 ——发动机汽缸直径 ——为发动机的行程数，依题为4 由=1.0MPa，=30kw，=2，=4，=0.5L，通过计算得=84mm，=90mm，=0.499L， =1.07，=3600r/min， =10.8m/s。 1.3.2连杆长度L 与曲柄连杆比λ=R/L 一般λ值在1/3～1/5 之间。取λ=0.25， 2热力学计算 通常根据内燃机所用的燃料，混合气形成方式，缸内燃烧过程（加热方式）等特点，把活塞式内燃机的理想循环分为三类，即混合加热理想循环、定压加热理想循环、定容加热理想循环。柴油机实际循环近似看成混合加热理想循环。柴油机的工作过程包括进气、压缩、做功和排气四个过程。在本设计过程中，先确定热力循环基本参数然后重点针对压缩和膨胀过程进行计算，绘制P-V图并校核。 2.1热力循环基本参数的确定 根据参考文献【内燃机原理】 压缩多变指数=1.35～1.37，初步取=1.35； 膨胀过程绝热指数=1.22～1.28，初步取=1.25； 压缩始点的压强（为当地大气压值，=0.101 MPa） 则选取εc=18。 压力升高比的选择： λp在1.3～2.0之间。取=2 初始膨胀比的选择：一般情况下???1.1 ~ 1.7，初取??=1.5 2.2绝热压缩过程 通常情况下，压缩始点的压强= ?0.8 ~ 1?P0（为当地大气压值， =0.103Mpa，），则=0.09 MPa，将压缩过程近似看作可逆多变过程，由上一步n=1.35，并利用PVn=const，压缩始点体积=0.5294L，压缩终点压力=4.457 MPa，压缩终点体积=0.0294L。 2.3定容加热过程 压缩终点压力=4.457 MPa，则定容终点压力pc=λp*=8.914MPa 2.4定压膨胀过程 初始膨胀比为ρ=1.5，则定压膨胀终点 Vd=*ρ=0.0441L 2.5绝热膨胀过程 由n2=1.