机械原理课程设计说明书：单缸柴油机主体机构.pdf

机械原理

课程设计说明书

设计题目：单缸柴油机主体机构

院（系、部）：工程学院

专业：农业机械化及其自动化

班级：121

学号：

设计者：

指导教师：

2014年6月9日

机械原理课程设计

目录

目录

1、机构简介与设计数据

（1）机构简介

（2）设计数据

2、设计内容及方案分析

（1）齿轮机构的设计

（2）凸轮机构的设计

3、设计体会

4、主要参考文献

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机械原理课程设计

单缸四冲程柴油机

1、机构简介与设计数据

（1）机构简介

柴油机（如附图1（a））是一种内燃机，他将燃料燃烧时所产生的热

能转变成机械能。往复式内燃机的主体机构为曲柄滑块机构，以气缸内的

燃气压力推动活塞3经连杆2而使曲柄1旋转。

本设计是四冲程内燃机，即以活塞在气缸内往复移动四次（对应曲柄

两转）完成一个工作循环。在一个工作循环中，气缸内的压力变化可由示

功图（用示功器从气缸内测得，如附图1（b）所示），它表示汽缸容积（与

活塞位移s成正比）与压力的变化关系，现将四个冲程压力变化做一简单

介绍。

进气冲程：活塞下行，对应曲柄转角θ=0°→180°。进气阀开，燃气

开始进入汽缸，气缸内指示压力略低于1个大气压力，一般以1大气压力

算，如示功图上的a→b。

压缩冲程：活塞上行，曲柄转角θ=180°→360°。此时进气完毕，

进气阀关闭，已吸入的空气受到压缩，压力渐高，如示功图上的b→c。

做功冲程：在压缩冲程终了时，被压缩的空气温度已超过柴油的自燃

的温度，因此，在高压下射入的柴油立刻爆燃，气缸内的压力突然增至最

高点，燃气压力推动活塞下行对外做功，曲柄转角θ=360°→540°。随着

燃气的膨胀，气缸容积增加，压力逐渐降低，如图上c→b。

排气冲程：活塞上行，曲柄转角θ=540°→720°。排气阀打开，废气

被驱出，气缸内压力略高于1大气压，一般亦以1大气压计算，如图上的

b→a。

进排气阀的启闭是由凸轮机构控制的。凸轮机构是通过曲柄轴O上的

齿轮Z1和凸轮轴上的齿轮Z2来传动的。由于一个工作循环中，曲柄转两

转而进排气阀各启闭一次，所以齿轮的传动比i12=n1/n2=Z1/Z2=2。

由上可知，在组成一个工作循环的四个冲程中，活塞只有一个冲程是

对外做功的，其余的三个冲程则需一次依靠机械的惯性带动。

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机械原理课程设计

附图1（a）

附图1（b）

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（2）设计数据

设计数据表1

设计内曲柄滑块机构的运动分析曲柄滑块机构的动态经历分析及飞轮转动惯量的确定

容