发布时间 : 星期五 文章曲柄连杆机构毕业设计开题报告 - 图文更新完毕开始阅读
中 北 大 学
毕业设计开题报告
学 生 姓 名： 学 院、系： 专 业：
学 号：
设 计 题 目： 6 V150柴油机曲柄连杆机构运动学动
指导教师:
力学分析及斜切口连杆组结构设计
教授
年 月 日
毕 业 设 计 开 题 报 告
1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文 献 综 述 1.1 发动机的发展简史 汽车整体技术日新月异，而作为汽车的心脏——发动机技术的进步和创新步显得更受关注。回顾一下发动机的发展历程或许更能使你理解这一百多年来汽车技术所发生的巨大变革。发动机的不同形式，各有各自的优缺点。 18世纪中期，瓦特发明的蒸汽机引发了欧洲工业革命。1770年，法国人居纽成功地把蒸汽机运用到了车子上，制作了世界第一辆三轮蒸汽机车。虽然速度很慢，但开创了汽车的新时代。这种蒸汽发动机的缺陷是：热量浪费太大，效率不高，只有简单的往复式的线性运动。 1858年定居法国巴黎的里诺发明了煤气发动机（单缸、二冲程、无压缩和电点火的煤气机，输出功率为0.74—1.47KW，转速为100r/min，热效率为4%）。里诺的煤气发动机以煤气和空气的混合燃烧取代了往复式蒸汽机的蒸汽，用电池和感应线圈产生电火花。这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等，已经初步具备了现代发动机的基本雏形，是内燃机的初级产品，为现代汽车发动机的出现打下了结构设计方面的基础。 法国工程师德罗沙认识到，要想尽可能提高内燃机的热效率，就必须使单位气缸容积的冷却面积尽量减小，膨胀时活塞的速率尽量快，膨胀的范围（冲程）尽量长。在此
基础上，他在1862年提出了著名的等容燃烧四冲程循环：进气、压缩、燃烧和膨胀、排气。 1876年，德国人奥托制成了第一台四冲程往复活塞式内燃机（单缸、卧式、以煤气为燃料、功率大约为2.21KW、180r/min）。在这部发动机上，奥托增加了飞轮，使运转平稳，把进气道加长，又改进了气缸盖，使混合气充分形成。奥托把三个关键的技术思想：内燃、压缩燃气、四冲程融为一体，使这种内燃机具有效率高、体积小、质量轻和功率大等一系列优点。在1878年巴黎万国博览会上,被誉为“瓦特以来动力机方面最大的成就”。等容燃烧四冲程循环由奥托实现,也被称为奥托循环。 1886年1月29日，德国人奥姆勒和卡尔.本茨在里诺卧式气压煤气发动机以及四冲程理论的基础上制造出了第一台汽油发动机，使汽车正式进入汽油动力时代，1886年卡尔?本茨制造出世界上第一辆以汽油为动力的三轮汽车。该车装有卧置单缸二冲程汽油发动机,785CC容积,0.89匹马力,每小时行走15公里。 柴油发动机是燃烧柴油来获取能量释放的发动机。它是由德国发明家鲁道夫?狄塞尔于1892年发明的，柴油发动机的工作过程其实跟汽油发动机一样的，每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。 1957年，德国人汪克尔发明了转子活塞发动机，这是汽油发动机发展的一个重要分支。转子发动机的特点是利用内转子圆外旋轮线和外转子圆内旋轮线相结合的机构，无曲轴连杆和配气机构，可将三角活塞运动直接转换为旋转运动。它的零件数比往复活塞式汽油少40%，质量轻、体积小、转速高、功率大。与往复式发动机相比，转子发动机取消了无用的直线运动，因而同样功率的转子发动机尺寸较小，重量较轻，且振动和噪声较低，具有较大优势[1][2]。 曲柄连杆机构是往复式内燃机中的动力传递系统。曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动部分。在作功冲程中，它将燃料燃烧产生的热能活塞往复运动、由曲轴旋转运动转变为机械能，对外输出动力；在其它冲程中，则依靠曲柄和
飞轮的转动惯性、通过连杆带动活塞上下运动，为下一次作功创造条件。曲柄连杆机构的作用是提供燃烧场所，把燃料燃烧后气体作用在活塞顶上的膨胀压力转变为曲轴旋转的转矩，不断输出动力。一是将气体的压力变为曲轴的转矩，二是将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动[3]。 连杆在运动的过程中主要承受着气体压力和活塞组往复惯性力所产生的交变载荷，此外，由于连秆在运动过程中的变速摆动而产生惯性力矩，还使连杆承受数值较小的弯矩。如果连杆在交变载荷作用下发生断裂，则将导致恶性破坏事故，甚至整台内燃机报废；如果连杆刚度不足则会对曲柄连杆机构的工作带来不好的影响。可见，连杆工作的可靠性直接的影响着内燃机工作的可靠性[4]。 1.2 曲柄连杆机构运动学分析概述 内燃机中采用曲柄连杆机构的型式很多，按运动学观点可分为三类，即：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。其中，中心曲柄连杆机构的特点是气缸中心线通过曲轴的旋转中心，并垂直于曲柄的回转轴线。这种型式的曲柄连杆机构在内燃机中应用最为广泛．一般的单列式内燃机，采用并列连杆与叉形连杆的v形内燃机，以及对置式活塞内燃机的曲柄连杆机构都属于这一类[5]。 机构运动学分析是研究两个或两个以上物体间的相对运动，即位移、速度和加速度的变化关系。如右图所示，为中心轴式曲柄连杆机构简图。其中，已知的是： l一连杆长度，指连杆大、小头孔中心的距离： r一曲柄半径，指曲柄销中心与曲轴旋转中心的距离； a一曲轴转角，指曲轴偏离气缸中心线的角度； B一连杆摆角，指连杆中心线在其摆动平面内偏离气缸中心线的角度； W一曲轴旋转角速度； 通过这些，我们要研究和分析活塞的位移x，活塞的速度v，活塞的加速度a，连杆的速度和角加速度等[6][7]。