125摩托車發(fā)動機汽缸設計說明書

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　設計任務書 ………………………………………………………………………………3</p><p>　　引言…………………………………………………………………………………………5</p><p>　　原理部分……………………………………………………………………………………6<

2、/p><p>　　1 發(fā)動機工作原理 ……………………………………………………………………6</p><p>　　1.1 發(fā)動機性能術語與參數(shù) ………………………………………………………………6</p><p>　　1.2 四沖程汽油發(fā)動機的工作原理 ………………………………………………………8</p><p>　　1.3 二沖程發(fā)動機工作原理

3、………………………………………………………………10</p><p>　　摩托車發(fā)動機結構與設計部分………………………………………………………12</p><p>　　1 發(fā)動機機體 …………………………………………………………………………12</p><p>　　1.1 汽缸直徑………………………………………………………………………………13</p>

4、<p>　　1.2 氣缸工作容積、燃燒室容積和氣缸總容積…………………………………………13</p><p>　　1.3 壓縮比…………………………………………………………………………………14</p><p>　　1.4 氣缸工作內(nèi)壓力、氣缸總推力………………………………………………………14</p><p>　　1.5 氣功蓋……………………………

5、……………………………………………………15</p><p>　　1.6 燃燒室…………………………………………………………………………………16</p><p>　　2 曲柄連桿機構的受力分析與平衡………………………………………………17</p><p>　　2.1 曲柄連桿比……………………………………………………………………………17</p>

6、<p>　　2.2 曲柄連桿機構運動學…………………………………………………………………17</p><p>　　2.3 連桿的角位移、角速度、角加速度…………………………………………………18</p><p>　　3 活塞運動分析 ………………………………………………………………………19</p><p>　　3.1 活塞位移 ………………………………

7、………………………………………………19</p><p>　　3.2 活塞速度分析 …………………………………………………………………………20</p><p>　　3.3 活塞的加速度 …………………………………………………………………………22</p><p>　　3.4 熱力強度 ………………………………………………………………………………23</p&g

8、t;<p>　　4 活塞組…………………………………………………………………………………24</p><p>　　4.1 活塞 ……………………………………………………………………………………24</p><p>　　4.2 氣環(huán) ……………………………………………………………………………………28</p><p>　　4.3 油環(huán) ……………………

9、………………………………………………………………31</p><p>　　4.4 活塞銷 …………………………………………………………………………………32</p><p>　　5 連桿、曲軸組…………………………………………………………………………34</p><p>　　5.1 連桿 ……………………………………………………………………………………34<

10、/p><p>　　5.1.1連桿承受的載荷………………………………………………………………………34</p><p>　　5.1.2連桿小頭的安全系數(shù)…………………………………………………………………35</p><p>　　5.1.3連桿大頭的強度驗算…………………………………………………………………36</p><p>　　5.2曲軸銷的設計

11、……………………………………………………………………………38</p><p>　　5.3 曲軸 ……………………………………………………………………………………38</p><p>　　5.3.1 組合式曲軸 …………………………………………………………………………39</p><p>　　設計小結 …………………………………………………………………………………4

12、4</p><p>　　附圖…………………………………………………………………………………………46</p><p>　　參考文獻 …………………………………………………………………………………49</p><p>　　機械零件畢業(yè)設計任務書</p><p>　　題目：設計南方NF—125摩托車發(fā)動機汽缸部件</p><p

13、>　　a、技術參數(shù)和原始數(shù)據(jù)</p><p><b>　　b、設計參數(shù)系列</b></p><p>　　c、設計參數(shù)代號（組數(shù)）組合選定</p><p>　　沖程數(shù)4 冷卻方式：風冷 總排量 180ml 壓縮比6：1 工作阻力1.3Mpa</p><p>　　d、畢業(yè)設計基本要求</p&

14、gt;<p>　　1、全面了解南方NF—125型摩托車基本結構、原理、性能，現(xiàn)場測繪發(fā)動機汽缸部件，所得數(shù)據(jù)設計依據(jù)或參考。</p><p>　　2、 了解二沖程、四沖程發(fā)動機汽缸工作原理，著重分析變速、原理、結構、零件材料、機加工及熱處理工藝。</p><p>　　3、分析該發(fā)動機汽缸部件的運動、動力分析，確定其極限狀態(tài)。</p><p>　　4、

15、按所選技術參數(shù)，設計發(fā)動機汽缸部件結構</p><p>　　（1） 按有關理論、資料進行計算、校核，確定結構參數(shù)。如：曲軸、連桿、活塞、汽缸等零部件之間的布局。</p><p>　?。?） 繪制發(fā)動機汽缸體部件裝配圖一張。要求用零號圖紙。圖形、尺寸標注、技術要求、明細表、字體等必須符合國家標準GB4457.(1—4)-84,GB4458.(1—4)-84及其它相關標準。</p>

16、<p>　　（3） 繪制關鍵零件工作（零件）圖兩張，用二號或三號圖紙。要求視圖布局合理，表達準確無誤且符合國家標準。</p><p>　?。?） 按機械零件畢業(yè)設計指導書要求，完成一萬字幅的設計說明書一份。要求格式正確，字跡工整清晰，一律用</p><p><b>　　碳素墨水書寫。</b></p><p>　　（5） 零件圖可用

17、微機繪制，零號裝配圖一律用手工繪制。</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　畢業(yè)設計是機械設計課程重要的綜合性與實踐性教學環(huán)節(jié)，用時2.5周，是一門獨立的考查課程。通過畢業(yè)設計可綜合運用機械設計課程和其他先修課程的知識，分析和解決機械設計問題，進一步鞏固、加深和拓寬所學的知識。作為機械類工科學生，完成了此項教學環(huán)節(jié)，也就為完成本科學業(yè)及將

18、來的畢業(yè)設計奠定了良好的基礎。</p><p>　　傳統(tǒng)的畢業(yè)設計題目常選用通用機械的傳動裝置，例如以齒輪減速器為主體的機械傳動裝置。其主要內(nèi)容包括：傳動裝置的總體設計；傳動零件、軸、軸承、聯(lián)軸器等的設計計算和選擇；裝配圖和零件圖設計；編寫設計計算說明書。近幾年來，通過與兄弟院校的交流與探討，經(jīng)過反復論證和可行性分析，結合本地區(qū)特點，選擇以摩托車發(fā)動機傳動和變速部分為主的新設計課題，設計方法采用常規(guī)手段與微機輔助

19、相結合。題目和教學方法的改革有如下一些特點：</p><p>　　1.新題目較經(jīng)典課題更具復雜性和體現(xiàn)時代氣息，涉及的機構及零部件增多，所覆蓋的知識面更廣泛，結構設計難度加大，設計時要求學生綜合考慮諸多因素，自己分析和解決問題，可以幫助學生樹立正確的設計思想，增強創(chuàng)新意識和競爭意識。</p><p>　　2.熟悉掌握機械設計的一般規(guī)律，提高分析問題和解決問題的能力。同時通過計算、給圖，進一

20、步熟悉和運用技術標準、規(guī)范、設計手冊等有關設計資料，進行全面的機械設計基本技能的訓練，為畢業(yè)設計打下良好的基礎。</p><p>　　3.設計過程能理論聯(lián)系實際，學生們對新穎實用的內(nèi)容更感興趣，可充分調(diào)動學生的積極性和主觀能動性。</p><p><b>　　發(fā)動機工作原理</b></p><p>　　1.1 發(fā)動機性能術語與參數(shù)</p&

21、gt;<p><b>　　1、汽缸</b></p><p>　　汽缸內(nèi)孔直徑(簡稱缸徑)用符號D表示，單位為</p><p><b>　　2．上止點、下止點</b></p><p><b>　　(1)止點</b></p><p>　　活塞在汽缸內(nèi)作往復運動的兩個極

22、限位置，稱為止點。</p><p><b>　　(2)上止點</b></p><p>　　活塞離曲軸旋轉(zhuǎn)中心的最遠位置</p><p><b>　　(3)下止點</b></p><p>　　活塞離曲軸旋轉(zhuǎn)中心的最近位置</p><p><b>　　3．沖程</

23、b></p><p>　　上止點和下止點間的距離(簡稱沖程)用符號S表示，單位為mm。</p><p><b>　　S＝2r</b></p><p>　　式中 r——曲柄半徑(即由曲軸旋轉(zhuǎn)中心至曲柄銷中心的距離)。</p><p><b>　　4．汽缸工作容積</b></p>

24、<p>　　活塞在汽缸內(nèi)由上止點移動至下止點所掃過的空間容積，稱為汽缸工作容積，</p><p>　　Vh表示，單位為ml。</p><p>　　若為多缸發(fā)動機，則汽缸工作容積為各缸工作容積之和，用符號v’h表示，單位為ml。</p><p>　　V’h=ivh 式中 i——汽缸數(shù)。</p><p><b>　　5

25、．燃燒室容積</b></p><p>　　活塞位于上止點時，活塞上方由活塞、汽缸蓋所圍成的空間容積，稱為燃燒室容積。用符號Vc表示，單位為ml。</p><p><b>　　6．氣缸容積</b></p><p>　　活塞位于下止點時．活塞上方的全部空間容積，稱為汽缸總容積。用符號Vn表示，單位為ml。</p><

26、p><b>　　Va＝Vh+Vc</b></p><p><b>　　7．壓縮比</b></p><p>　　汽缸總容積與燃燒室容積的比值，稱為壓縮比。用符導表示。</p><p><b>　　8．工作循環(huán)</b></p><p>　　發(fā)動機在連續(xù)運轉(zhuǎn)、對外輸出功率時，要

27、不斷重復地進(掃)氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣，這一工作過程稱為工作循環(huán)。</p><p><b>　　9．發(fā)動機功率</b></p><p>　　發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，曲軸實際對外輸出的功率，稱為發(fā)動機功率，也稱為有效功率。用符號Pe表示，單位為kw。；</p><p>　　式中Pe——發(fā)動機曲軸輸出扔矩，N·M。</p>&l

28、t;p>　　n——發(fā)動機曲軸相應轉(zhuǎn)速，r／min</p><p>　　發(fā)動機銘牌上標明的功率值，稱為標定功率。</p><p>　　10．有效燃油消耗率(俗稱比油耗)</p><p>　　發(fā)動機單位有效功在1小時內(nèi)的耗油量稱為有效燃油消耗率。用符號ge表示,單位為g／kw*h。</p><p>　　式中 Gb――單位時間的耗油量，g／s

29、 。</p><p>　　11．升功率 </p><p>　　發(fā)動機在標定工況下，每升汽缸工作容積所發(fā)出的有效功率，稱為升功率。用符號Nl表示，單位為kw／L。升功率是評定發(fā)動機動力性能與強化程度的重要指標。</p><p>　　式中 —標定功率，kw。</p><p>　　發(fā)動機油門(或節(jié)氣門)保持一定開度，其扔矩、功率隨轉(zhuǎn)速變化而

30、變化的曲線稱為速度特性曲線。油門(或節(jié)氣門)全開時的速度特性曲線，稱為外特性曲線(曲線1)，曲線2、3為油門(或節(jié)氣門)部分開度時的速度特性曲線。</p><p>　　功率Pe外特性曲線I：由功率的計算公式可知，功率Pe與Me*n。成正比。當轉(zhuǎn)速M從很低的數(shù)值增加時，Me增加，因而Pe迅速增大，直至Mmax點。繼續(xù)提高n，Me雖有些降低，但Me·n的乘積是增大的，因此Pe仍繼續(xù)增大，但增加得不如前一段那

31、樣快。在M增至np時，Me*n值最大，因此Pe達到最大值(Pemax)。此后，由于Me急速下降，使Me*n減小，因而Pe曲線發(fā)生轉(zhuǎn)折，Pe顯著下降，ge顯著增加。通常，摩托車發(fā)動機的標定功率為(0.8～0.9)Pmax，相應的轉(zhuǎn)速n作為標定轉(zhuǎn)速。</p><p>　　1.2 四沖程汽油發(fā)動機的工作原理</p><p>　　在闡述四沖程汽油發(fā)動機的工作原理之前，先來介紹什么叫活塞的上止點、下

32、止點和活塞沖程:</p><p>　　活塞在汽缸內(nèi)作往復運動的兩個極限位置，稱為止點?；钊\動到離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠時的位置稱為上止點，如圖1-2-1（a）所示；活塞運動到離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近時的位置成為下止點，如圖1-2-1（b）所示。上止點和下止點之間的距離，稱為活塞沖程，以S表示。曲軸轉(zhuǎn)一周，活塞要走兩個沖程。</p><p>　　四沖程汽油發(fā)動機的工作原理是：曲軸旋轉(zhuǎn)兩周，活塞往復移動

33、兩次，完成進氣、壓縮、燃燒、排氣四個工作</p><p>　　過程，如圖1-2-2所示。</p><p>　　進氣沖程：進氣沖程開始時，活塞在上止點，燃燒室內(nèi)充滿了前一工作循環(huán)所殘留的廢氣。當活塞由上止點向下止點移動時，燃燒室的容積變大，形成真空度，同時通過齒輪帶動凸輪旋轉(zhuǎn)，使凸輪的凸起部分頂開進氣門。燃油通過化油器與空氣混合形成可燃混合氣進入氣缸【圖1-2-2（a）】。</p>

34、;<p>　　壓縮沖程：活塞自下止點向上止點移動【圖1-2-2（b）】，此時凸輪的凸起部分已經(jīng)轉(zhuǎn)了過去，進氣門關閉。由于凸輪只轉(zhuǎn)過1/4周，所以排氣門仍關閉著。隨著活塞向上移動，燃燒室容積減少，可燃混合氣被壓縮。當活塞到達上止點時，燃燒室中的可燃混合氣壓力為0.6~0.9MPa，溫度升到300℃左右，壓縮沖程完成。</p><p>　　(3) 燃燒沖程：在壓縮沖程接近上止點時【圖1-2-2（c）】

35、，燃燒室中的可燃混合氣被火花塞發(fā)生的電火花點燃，可燃混合氣迅速爆發(fā)燃燒，氣體壓力急劇升高，達到3.0~4.5MPa,溫度高達2000℃左右?；钊艿礁邏簹怏w的推動，由上止點向下止點運動，通過連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn)做功。此時，進、排氣門均關閉。</p><p>　?。?） 排氣沖程：由于飛輪的慣性，使曲軸連續(xù)轉(zhuǎn)動，帶動活塞由下止點向上止點移動【圖1-2-2（d）】。這時，凸輪頂開排氣門，廢氣通過排氣門排出，直到活塞運動

36、到上止點為止，完成了一個工作循環(huán)。</p><p>　　從四沖程汽油發(fā)動機的工作原理中可知，在全部四個沖程中，進、排氣門開啟和關閉一次，曲軸旋轉(zhuǎn)兩周（720°），活塞往復運動各兩次。在所有4個沖程中，只有第三沖程（燃燒沖程）是做功沖程，其余都是輔助沖程。發(fā)動機的運轉(zhuǎn)，首先需要有外力將曲軸轉(zhuǎn)動，以便進行進氣和壓縮。當可燃混合氣爆發(fā)燃燒推動活塞做功后，由于曲軸和飛輪的慣性，其他兩個沖程才得以繼續(xù)進行。<

37、;/p><p>　　1.3 二沖程發(fā)動機工作原理</p><p>　　活塞連續(xù)運行兩個沖程(即曲軸旋轉(zhuǎn)一周)完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機，稱為二沖程發(fā)動機。</p><p>　　下面以一種利用密封的曲軸室作為掃氣泵的單缸二沖程汽油機為例，對照其工作原理圖1-3-1和示功圖1-3-2來介紹它的基本工作過程。</p><p>　　圖1-3-1 單缸二沖

38、程汽油機工作原理圖</p><p>　　1．火花塞 2．燃燒室 3．汽缸 4．排氣口 5．掃氣口 6．進氣閥 7．進氣口 8．曲軸箱</p><p>　　第一沖程——輔助沖程</p><p>　　輔助沖程是活塞自下止點向上止點移動，事先已充人活塞上方汽缸內(nèi)的可燃混合氣被壓縮，同時，來自化油器的新鮮可燃混合氣又被吸人活塞下方密封的</p><p&g

39、t;　　曲柄室內(nèi)的過程。如圖1-2-2(a)所示，當輔助沖程開始時，活塞位于下止點(d點)，汽缸內(nèi)己充入可燃混合氣和上一工作循環(huán)未排凈的殘余廢氣。曲軸旋轉(zhuǎn)通過連桿帶動活塞向上止點移動，活塞首先關閉掃氣口(A點)，結束曲軸箱向汽缸內(nèi)的掃氣。緊接著活塞關閉排氣口(“點)，結束汽缸內(nèi)殘余廢氣和極少量可燃混合氣的排出，將封閉在汽缸內(nèi)的混合氣壓縮，其壓力和溫度隨之升高，在活塞接近上止點(c點)時，火花塞發(fā)出的火花點燃被壓縮的混合氣，從而完成壓縮過

40、程。</p><p>　　如圖1-2-2(a)所示，在壓縮過程進行的同時，活塞下方密封的曲軸箱容積逐漸擴大，從而形成真空度，在外界大氣壓的作用下，新鮮的可燃 </p><p>　　圖1-3-2 單缸二沖程汽油機示功圖</p><p>　　混合氣使自化油器被吸人曲軸箱，進行著進氣過程。</p><p>　　在示功圖1-

41、3-2上，曲線d—h－a。段表示部分換氣過程；曲線a—c段表示壓縮過程；曲線d—h—a—c段表示輔助沖程。</p><p>　　第二沖程——做功(燃燒膨脹)沖程</p><p>　　做功沖程是活塞自上止點向下止點移動，活塞下方進行著可燃混合氣預壓的過程。</p><p>　　如圖1-2-2(b)所示，當做功沖程開始時，活塞位于上止點(c點)，燃燒室內(nèi)可燃混合氣燃燒，

42、汽缸內(nèi)的高溫高壓燃氣推動著活塞向下止點移動做功，活塞對曲軸箱內(nèi)的可燃混合氣進行預先壓縮?；钊谙滦羞^程中，首先開啟排氣口(6點)，開始排出廢氣(這時的排氣稱為先期排氣)，如圖1-2-2(c)所示。緊接著活塞開啟掃氣口(／點)，曲軸搞內(nèi)已被預先壓縮的可燃混合氣被導人汽缸上部，即開始進行掃氣，如圖1-2-2(d)所示，此時，掃氣和排氣兩個過程是重疊進行的。</p><p>　　在示功圖1-3-2上．曲線c—z段表示燃

43、燒過程；曲線z—b段表示膨脹(做功)過程；曲線b—f表示先期排氣過程；曲線b—f—d段表示部分換氣過程；二沖程沒有單軸的進、排氣沖程，其換氣(排氣和掃氣)是在下止點前后進行的，即在b—f—d—h—a段完成的。</p><p>　　做功沖程結束時，活塞又回到下止點。至此，單缸二沖程汽油機只經(jīng)歷了活塞往復各一次共兩個沖程，完成了進氣和掃氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣等過程，完成一個工作循環(huán)。在示功圖1-3-2上表示為封閉曲

44、線d—h—a—c—z—b—f—d。</p><p>　　同單缸四沖程汽油機一樣，單缸二沖程汽油機做功沖程結束后，曲軸依靠飛輪的慣性作用繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，上述各個過程又依次重復進行，使單缸二沖程汽油機能連續(xù)地對外輸出功率。</p><p>　　摩托車發(fā)動機結構與設計</p><p><b>　　1 發(fā)動機機體</b></p><p&

45、gt;<b>　　氣缸體</b></p><p>　　氣缸體的作用除形成氣缸工作容積外，還用作活塞運動導向，其圓柱形空腔稱為氣缸。</p><p>　　由于氣缸壁表面經(jīng)常與高溫高壓燃氣接觸，活塞在汽缸內(nèi)作高速運動（最高速度可達100km/s）并施加側壓力，以及氣缸壁與活塞環(huán)幾活塞外圓表面之間反復摩擦，而其潤滑條件由較差，所以氣缸體必須耐高溫、耐高壓、耐腐蝕，還應具有足

46、夠的剛度和強度。</p><p>　　氣缸體的材料一般用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵，為了提高氣缸的耐磨性，可以在鑄鐵中加入少量的合金元素，如鎳、鉻、鉬、磷、硼等。</p><p>　　汽缸內(nèi)壁按二級精度珩磨加工，其工作表面有較高的關潔度，并且形狀和尺寸精度也都比較高。</p><p>　　為了保證氣缸壁表面能在高溫下正常工作，必須對汽缸體和氣缸蓋隨時加以冷卻。發(fā)動機有風冷和水冷兩種

47、。用風冷卻時，在汽缸體和氣缸蓋外表面鑄有許多散熱片，易增大冷卻面積，保證散熱充分。用水冷卻時在汽缸體內(nèi)制有水套。</p><p><b>　　1.1 氣缸直徑 </b></p><p>　　氣缸直徑是指氣缸內(nèi)徑，與活塞相配合，是發(fā)動機的重要參數(shù)，許多主要的尺寸如曲柄銷直徑、氣門直徑、活塞結構參數(shù)等，都要根據(jù)氣缸直徑來選取。</p><p>&l

48、t;b>　　參數(shù)設計：</b></p><p>　　氣缸直徑已標準化，其直徑值按一個優(yōu)先系列合一個常用系列來選取。因此根據(jù)有關資料可確定氣缸的直徑為： D=68mm</p><p>　　1.2 氣缸工作容積、燃燒室容積和氣缸總容積</p><p>　　上止點和下止點之間的氣缸容積，稱為氣缸工作容積（也稱為總排量）（圖1.2.1）。氣缸工作容積與

49、氣缸直徑的平方、活塞沖程的大小成正比。氣缸直徑越大、工作容積越大、發(fā)動機的功率也就相應地增大。</p><p>　　氣缸工作容積的計算公式為</p><p><b>　　(1.2-1)</b></p><p>　　式中：——氣缸工作容積(ml);</p><p>　　D—— 氣缸直徑（mm）; </p>&

50、lt;p>　　S —— 活塞行程（mm;）</p><p>　　N —— 氣缸數(shù)目。</p><p><b>　　參數(shù)設計：</b></p><p>　　因設計要求的是單缸發(fā)動機的排氣量</p><p>　　為180ml，那么其活塞行程為：</p><p>　　同時活塞行程S =2r；r為曲

51、軸半徑</p><p><b>　　那么：</b></p><p><b>　　1.3 壓縮比</b></p><p>　　氣缸總容積與燃燒室容積的比值，稱為壓縮比。壓縮比表示活塞由下止點到上止點時，可燃混合氣在氣缸內(nèi)被壓縮多少倍。此處壓縮比=6：1。</p><p>　　1.4 氣缸工作內(nèi)壓力、氣

52、缸總推力</p><p>　　氣缸工作內(nèi)壓力是一個變量，隨作功行程的開始，數(shù)值急劇下降。高質(zhì)量的氣缸在跳火燃燒的瞬間，內(nèi)壓力可達3～5MPa。</p><p>　　氣缸總推力是指一個周期內(nèi)氣缸對外實際作功量。其計算式為：</p><p><b>　　(1.4-1)</b></p><p>　　式中：F——氣功總推力（N）

53、;</p><p>　　——氣缸效率；一般＝30％;——氣缸工作內(nèi)壓力（MPa）；</p><p>　　D ——氣缸直徑（mm）。 </p><p><b>　　參數(shù)設計：</b></p><p><b>　　氣功工作內(nèi)壓力：</b></p><p><b>　　＝

54、</b></p><p><b>　　1.5 氣功蓋</b></p><p>　　氣功蓋用螺柱與氣缸體－曲軸箱或氣缸體固連在一起。為了增加密封性，氣缸體和氣缸蓋之間加有氣缸襯墊。氣缸蓋的作用主要是封閉氣缸上部，并與活塞頂部和氣缸壁共同形成燃燒室。燃燒室有很多種形式，不同形式的燃燒室氣功蓋的結構又有所不同。</p><p>　　四行程

55、頂置氣門發(fā)動機的氣缸蓋上有進、排氣門座及氣門導管，并設有進氣道和排氣道，裝有進、排氣管等。對氣缸蓋螺栓連接靜強度計算：</p><p><b>　　(1.5-1)</b></p><p>　　對螺栓的疲勞強度進行精確校核：</p><p>　　(1.5-2)　　 (1.5-3)</p><p>　　(1.5-4)

56、 　　　　 (1.5-5)</p><p>　　式中：——螺栓材料的對稱循環(huán)拉壓疲勞極限。 </p><p>　　——試件的材料特性，即循環(huán)應力中平均應力的折算系數(shù)，對于合金鋼為0.2～0.3</p><p>　　——拉壓疲勞強度綜合影響系數(shù)</p><p><b>　　——安全系數(shù)</b></

57、p><p><b>　　參數(shù)設計：</b></p><p>　　由于有密封性，=1.5～1.8F，此處可取</p><p><b>　　則</b></p><p>　　材料可選10.9級的合金鋼，查表得：，</p><p>　　靜載荷時，S=1.5,所以　　</p>

58、<p><b>　　則 </b></p><p><b>　　變載荷時：</b></p><p>　　對于合金鋼螺栓，～ </p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　查表得：，。取</b></p&g

59、t;<p>　　則 ,即，所以 </p><p>　　可取D=8.5mm </p><p><b>　　1.6 燃燒室</b></p><p>　　燃燒室的種類較多，有鍥形、盆形、菱形、半球形等燃燒室。半球形燃燒室結構呈半球形，比起鍥形、盆形燃燒室更為緊湊，面容比最小。因進、排氣門分別置于氣缸軸線的兩側，故其配氣

60、機構比較復雜。但有利于促進燃料的完全燃燒和減少排氣中的有害成分，對提高經(jīng)濟性和排氣凈化有利。</p><p>　　有關計算結果： 表1</p><p>　　氣缸的材料：質(zhì)灰鑄鐵</p><p>　　2 曲柄連桿機構的受力分析與平衡</p><p><b>　　2.1 曲柄連桿比</b><

61、/p><p>　　曲柄連桿臂時指曲柄半徑與連桿長度之比，簡稱為連桿比，用表示。由下式定義</p><p><b>　　(2.1-1)</b></p><p>　　式中：——曲柄半徑，即曲柄銷中心到曲軸中心之間的距離；</p><p>　　——連桿長度，即連桿大小頭軸線之間的距離。</p><p>　　

62、連桿比不僅影響曲柄連桿機構的運動特性，而且影響發(fā)動機的外形尺寸。值越大，連桿越矩，發(fā)動機的總高度（立式發(fā)動機）或總寬度（臥式發(fā)動機）越小。對于V形發(fā)動機，其總高度和總寬度都會減少。連桿過矩時易導致活塞在運動過程中與曲柄相碰。因此一般情況下現(xiàn)代摩托車發(fā)動機的連桿比，盡可能地采用矩連桿。</p><p><b>　　參數(shù)設計：</b></p><p>　　取λ＝1/4；

63、 那么連桿長度： l＝ r/λ= 25.5/(1/4) =102 mm</p><p>　　2.2 曲柄連桿機構運動學</p><p>　　曲柄連桿機構運動學是研究曲柄連桿機構各主要零件的運動規(guī)律，分析其作用力和力矩及發(fā)動機的平衡和曲軸的扭轉(zhuǎn)振動的一門科學。</p><p>　　在計算時，曲軸的轉(zhuǎn)動可以近似看成等速轉(zhuǎn)動，這是因為高速發(fā)動機在穩(wěn)定工況下工作時，由于扭

64、轉(zhuǎn)的不均勻性而引起的曲軸旋轉(zhuǎn)角速度的變化不大。</p><p>　　曲軸的角速度可以寫為</p><p><b>　　ω＝ </b></p><p>　　式中：n——曲軸轉(zhuǎn)速，。</p><p>　　曲柄銷中心的切向速度和向心加速度分別為：</p><p>　　＝

65、(2.2-1)</p><p>　?。?(2.2-2)</p><p>　　式中：r——曲軸半徑，m。</p><p>　　在討論連桿、活塞的運動規(guī)律時，不用時間t表達，而是用曲軸轉(zhuǎn)角，并且規(guī)定：將活塞處于上止點位置所對應的曲軸位置作為曲軸轉(zhuǎn)角的起點（即＝0），因而，活塞的速度、加速度的方向朝著曲軸中心線方向為正，背離曲軸中心線方向為負。

66、</p><p><b>　　參數(shù)設計：</b></p><p><b>　　曲柄的角速度：</b></p><p>　　曲柄銷中心的切向速度和向心加速度分別為：</p><p><b>　　＝ </b></p><p><b>　?。?

67、 </b></p><p>　　2.3 連桿的角位移、角速度、角加速度 </p><p>　　對于活塞中心線通過曲軸中心線的曲柄連桿機構（圖2.3.1）。曲柄半徑r與連桿長度l的比值：λ＝r/l</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　sin ＝sin (2.3-

68、1)</p><p>　　于是可得到連桿的角位移</p><p>　?。?</p><p>　　當＝90°和270°時連桿的角位移為最大，即 圖2.3.1曲柄連桿機構 </p><p>　　＝arcsin（1/4）=14.48 rad/s</p>&

69、lt;p>　　連桿擺動的角速度 </p><p>　　當為0°和180°時，連桿角速度為最大值，rad/s</p><p>　　當為90°和270°時，連桿角速度為0。</p><p><b>　　連桿擺動的角加速度</b></p><p>　　當和時，159270.8ra

70、d/</p><p>　　當和時，連桿的角加速度為0。</p><p><b>　　3 活塞運動分析</b></p><p><b>　　3.1 活塞位移</b></p><p>　　對于活塞中心線過曲軸中心線的曲柄連桿機構（圖2.3.1）?；钊男谐蘏＝2r，活塞的位移 (3.1-1

71、)</p><p>　　最大位移量： mm</p><p>　　由牛頓二項式，可將展開，則</p><p>　　在實際計算中取前兩項已足夠精確。則活塞的位移可寫成</p><p>　　位移X隨λ和的變化關系可以用圖像表示（圖3.1.2）.由圖像和公式都可以看出：曲軸轉(zhuǎn)角從0°和90°時活塞的位移值，比從90°和

72、180°時活塞的位移值大，而且λ值越大，其差值也越大。</p><p>　　3.2 活塞速度分析</p><p>　　活塞速度的精確數(shù)值為</p><p><b>　　(3.2-1)</b></p><p>　　對活塞的速度也可以進行近似計算，其近似值由對位移的近似計算式微分得到：</p><

73、;p><b>　　(3.2-2)</b></p><p>　　因此，活塞速度是兩個速度分量之和，可以看成是由和兩個簡諧部分組成。其圖像如圖3.1.1所示。</p><p>　　3.2.1活塞的最大速度</p><p>　　當＝90°時v＝rω，此時活塞速度等于曲柄銷中心的圓周速度。但這并不是活塞的最大速度?；钊谧畲笏俣葧r的曲柄

74、轉(zhuǎn)角可以用對微分求極值的方式求得：</p><p><b>　　即</b></p><p><b>　　解此方程得：</b></p><p><b>　　(3.2.1-1)</b></p><p>　　因為時不合理的，所以方程的合理根只能取

75、(3.2.1-2)</p><p><b>　　(3.2.1-3)</b></p><p>　　由式可以看出：活塞在最大速度式的小于90°或大于270°。即活塞的最大速度出現(xiàn)在偏向上止點一側。</p><p>　　不同的λ值其最大速度時的值也不同，λ值越大活塞速度的最大值也越大，相應的曲軸轉(zhuǎn)角也偏向上止點一側。</p&

76、gt;<p>　　3.2.2活塞平均速度</p><p>　　曲柄旋轉(zhuǎn)一周時活塞的速度不斷發(fā)生變化，時快時慢，時正時負。＝0°～180°時v為正值；＝180°～360°時v為負值；＝0°、180°、360°時v＝0°；</p><p>　　＝90°、270°時v＝rω。<

77、/p><p>　　活塞的平均速度 </p><p>　　式中：S——活塞行程； n——發(fā)動機轉(zhuǎn)速； T——曲軸轉(zhuǎn)動一周所需的時間。</p><p>　　活塞的平均速度雖然只能粗略地估計活塞運動的快慢，但它是表征發(fā)動機性能指標的重要參數(shù)。它從一個方面反映樂發(fā)動機的強化程度，同時也在一定程度上放映樂活塞和氣功之間相互摩擦的強烈程度。隨著活塞平均速度的提

78、高，活塞和氣功磨損加劇。</p><p><b>　　參數(shù)設計：</b></p><p><b>　　活塞平均速度：</b></p><p>　　3.3 活塞的加速度</p><p>　　活塞加速度的精確值由下式求出</p><p>　　(3.3-1) &

79、lt;/p><p>　　活塞加速度的近似值由下式求出 </p><p><b>　　(3.3-2)</b></p><p>　　因此活塞加速度也可以看作是兩個簡諧運動之和，如圖3.2.2.1所示。</p><p>　　3.3.1活塞加速度的極值</p>

80、;<p>　　活塞加速度的極值是指活塞的最大正加速度和最大負加速度，由下式求得：</p><p><b>　　或 </b></p><p>　　若 ，＝0°或 ＝180°相應的加速度為</p><p>　　或 (3.3.1-1)</p><p>　　若 則 ，相應的加速度為：

81、</p><p><b>　　參數(shù)設計：</b></p><p><b>　　活塞最大正加速度</b></p><p><b>　　3.4 熱力強度</b></p><p>　　材料受熱時會產(chǎn)生變形，如果變形受到限制就會在材料中產(chǎn)生熱應力。在熱負載的反復作用下，熱應力會使材料受

82、到疲勞破壞。比如一旦發(fā)動機氣缸蓋的溫度分布不均勻?qū)a(chǎn)生很大的熱應力，就容易導致其產(chǎn)生裂紋。熱力強度是指材料抵抗熱疲勞破壞的能力。</p><p>　　各種材料在受熱變形受到限制時產(chǎn)生的熱應力大小可用熱應力特性（）表示，其中材料的熱膨脹系數(shù)，E為彈性模量，為導熱系數(shù)。為了比較材料的熱力強度，用材料的拉伸強度與（）相比得到熱力強度系數(shù)。熱應力特性（）愈小，熱應力愈小，熱力強度系數(shù)愈大，熱力強度愈大。由此可見：材料的導

83、熱性愈好，膨脹系數(shù)愈小，高溫疲勞強度愈搞.</p><p>　　有關計算結果 表3</p><p>　　連桿材料： 45號鋼。</p><p><b>　　4 活塞組</b></p><p><b>　　4.1 活塞</b></p><p

84、>　　活塞一般呈圓柱形，其結構如圖4.1.1所示。活塞與氣缸為間隙配合，自阿氣缸內(nèi)作往復運動，其主要作用式承受氣缸中的氣體壓力</p><p>　　所造成的作用力，并將這些力通過活塞銷傳</p><p>　　給連桿，以推動曲軸旋轉(zhuǎn)；活塞頂部還與氣</p><p>　　缸壁、氣缸蓋共同組成燃燒室。由于活塞頂部直接與高溫高壓燃氣接觸，燃氣的最高溫度可達2500K，

85、因此活塞的溫度很高，頂部中心的溫度可達600～700K。高溫一方面使活塞材料的機械強度顯著下降（在600K溫度下約下降50%）,另一方面還會使活塞的熱膨脹量增大，影響活塞與相關零件的配合?；钊敳吭谧鞴π谐虝r承受這燃氣帶沖擊性的壓力。對于汽油機活塞，瞬時最大壓力值高達3～5MPa。對于柴油機瞬時最大壓力值可達6～9MPa,采用增壓時則更高。高壓導致活塞的側壓力大，引起活塞變形，加速或活塞外表面的磨損?；钊跉夤χ凶鞲咚偻鶑瓦\動，其承受的

86、氣壓力和慣性力呈周期性變化，因此活塞的不同部位分別受到交變的拉伸、壓縮或彎曲載荷；并且由于活塞的溫度各部位極不均勻，使活塞的內(nèi)部產(chǎn)生一定的熱應力。所以要求活塞的質(zhì)量盡可能小，熱膨脹導熱性能好和耐磨。目前廣泛采用的活塞材料使共晶硅鋁合金。</p><p>　　4.1.1活塞的壓縮高度</p><p>　　活塞頂面至活塞銷中心之間的距離稱為活塞的壓縮高度，如圖4.1中的H1 。</p&g

87、t;<p>　　現(xiàn)代摩托車發(fā)動機活塞的壓縮高度希望取較小的值，以減少活塞的尺寸和重量。要減少活塞的壓縮高度應從兩方面入手；一要降低火力的高度；二要減少活塞環(huán)的數(shù)量和厚度。</p><p>　　一般情況下，四行程發(fā)動機活塞的壓縮高度取H1 ＝0.45～0.57D。</p><p>　　4.1.2火力岸高度</p><p>　　第一道活塞環(huán)槽的上邊至活塞頂

88、面的距離稱為活塞的火力岸高度，如圖4.1中的H4 。</p><p>　　減少H4會增強第一道環(huán)的導熱能力，從而</p><p>　　可以降低活塞頂部的溫度，防止爆燃。一般來說，火力岸高度的大少要根據(jù)試驗后確定。</p><p><b>　　4.1.3環(huán)帶高度</b></p><p>　　第一道環(huán)的上邊至最后一道環(huán)下邊之

89、間的距離稱為環(huán)帶高度，如圖4.1中的H3。</p><p>　　減少環(huán)帶高度也就減少了活塞的壓縮高度，從而減少了活塞的慣性力和摩擦損失，這對提高發(fā)動機的功率和使用壽命很有好處。減少環(huán)帶高度必須減少活塞環(huán)數(shù)或減少活塞環(huán)的厚度及環(huán)岸高度b?，F(xiàn)代四行程發(fā)動機一般采用二道氣環(huán)和一道油環(huán)。氣環(huán)的厚度一般為0.8～1.5mm。環(huán)岸要求有足夠的強度，使其在最大氣壓下不致被損壞。第一道環(huán)的環(huán)岸高度b1 一般為1.5～2.5c（c

90、指環(huán)槽高度），第二道環(huán)的環(huán)岸高度b2為1～2c。</p><p>　　4.1.4環(huán)岸的強度校核</p><p>　　在爆發(fā)壓力作用下，第一道氣環(huán)緊壓在第一環(huán)岸上。第一環(huán)岸的受力情況如圖4.1.4所示，在P1、P2合力的作用下，環(huán)根產(chǎn)生很大的彎曲和剪切應力，擋這些應力超過材料的強度極限時，環(huán)岸就會產(chǎn)生斷裂。</p><p>　　由試驗可知；當P1≈0.9Pmax，P2

91、≈0.2Pmax時，可以</p><p>　　把環(huán)岸看成一個厚度為b、內(nèi)外圓直徑為D’和D的圓環(huán)形</p><p>　　板，并沿內(nèi)圓柱面固定。然后把環(huán)岸看成簡單的懸臂梁進行估算。Pmax為最大爆發(fā)壓力。</p><p>　　設D’=0.9D,作用在環(huán)岸根的應力為：</p><p>　?。?.1.4-1） </p><p&g

92、t;　　式中：——活塞環(huán)槽深。</p><p>　　環(huán)岸根部危險斷面的抗彎斷面系數(shù)的近似值為</p><p><b>　?。?.1.4-2）</b></p><p>　　環(huán)岸根部危險斷面上的彎曲應力為</p><p><b>　?。?.1.4-3）</b></p><p>　

93、　環(huán)岸根部危險斷面的剪切應力 為</p><p><b>　?。?.1.4-4）</b></p><p>　　合應力 </p><p>　　考慮倒鋁合金活塞在高溫下的強度下降及岸根的應力集中，其許應力取</p><p>　　參數(shù)計算：環(huán)岸根部危險斷面上的彎曲應力為<

94、/p><p>　　環(huán)岸根部危險斷面的剪切應力 為</p><p><b>　　合應力</b></p><p><b>　　符合要求。</b></p><p>　　有關活塞的尺寸設計結果： 表4.1</p><p>　　活塞的材料： 高硅鋁合金</p>

95、<p><b>　　見附圖一</b></p><p><b>　　4.2 氣環(huán)</b></p><p>　　氣環(huán)安裝在氣缸頭部的活塞環(huán)槽中。其作用使保證活塞與氣缸壁之間的密封，防止氣缸中的高溫高壓燃氣大量漏入曲軸箱；另外，活塞頂部的熱量大部分右氣環(huán)傳給氣缸壁，再由冷卻水或空氣帶走。</p><p>　　在氣環(huán)所

96、起的密封和導熱兩大作用中，主要是密封作用。因為密封好，說明氣環(huán)與氣缸壁貼河緊密，導熱自然會好。如果氣環(huán)的密封性不好，高溫燃氣將直接從氣環(huán)與氣缸壁之間的縫隙中漏入曲軸箱，活塞環(huán)直接與漏出的高溫高壓燃氣接觸。此時不但由于氣環(huán)與氣缸壁結合不嚴不能很好地導熱，相反使氣環(huán)地吸熱量增加，最后必將導致活塞河活塞環(huán)被燒壞。</p><p>　　活塞環(huán)地厚度在保證強度河可靠性地情況下越薄越好，薄的活塞環(huán)有利于減少活塞的壓縮高度，有

97、利于減輕活塞重量；降低活塞環(huán)于氣缸之間的摩擦損失；遏制活塞環(huán)的振動。</p><p>　　目前廣泛采用的活塞環(huán)材料使合金鑄鐵（在優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵中加入銅、鉻、鉬等合金元素）。隨著發(fā)動機的強化，活塞環(huán)特別使第一環(huán)，承受著很大的沖擊載荷河熱負荷，因此要求活塞材料除了耐熱、耐磨以外，還應有高的強度和沖擊韌性。現(xiàn)代摩托車強化發(fā)動機常采用合金彈簧鋼（如60Si2CrA，其硬度為HRc45－55）制造活塞環(huán)。</p>

98、<p>　　為了提高活塞環(huán)的耐磨性，第一道環(huán)的工作表面常常鍍有多孔性鉻。多孔性鉻層強度高，并能儲存少量機油，可以提高潤滑性能。這種環(huán)的工作壽命比普通環(huán)高2～3倍。其余氣環(huán)一般鍍錫，以改善其磨合性。此處還可以用噴鉬來提高活塞環(huán)的耐磨性。</p><p>　　4.2.1氣環(huán)的工作狀態(tài)</p><p>　　活塞環(huán)裝入后與活塞環(huán)槽的上端面或下端面之間留有一定的間隙，這個間隙稱為活塞環(huán)的

99、邊隙；活塞環(huán)與活塞環(huán)的底部也留有一定的間隙，稱為背隙，以防止活塞環(huán)受熱膨脹而卡死在活塞環(huán)槽中。第一道的邊隙一般為0.02～0.1mm，第二道環(huán)的邊隙一般為0.02～0.08mm。</p><p>　　活塞環(huán)隨活塞在氣缸中作往復運動時，活塞環(huán)在活塞槽中的位置并不是固定的。在進氣行程中活塞環(huán)向下移動，由于氣環(huán)與氣缸壁之間的摩擦阻力及活塞環(huán)本身的運動慣性，活塞環(huán)與活塞槽的上端面接觸；在壓縮行程和排氣行程中活塞和活塞環(huán)（

100、指第一道環(huán)）有高溫高壓燃氣推動向下移動，使之和壓縮行程一樣，活塞環(huán)與活塞環(huán)槽的下端面接觸。</p><p>　　4.2.2氣環(huán)的類型</p><p>　　氣環(huán)的類型比較多，有矩形斷面氣環(huán)、扭曲環(huán)、錐面環(huán)、梯形環(huán)、桶面環(huán)、L形環(huán)、組合式氣環(huán)。</p><p>　　4.2.3活塞環(huán)的高度</p><p>　　活塞環(huán)的高度即活塞環(huán)的軸向尺寸。<

101、;/p><p>　　活塞環(huán)的高度b增大，環(huán)的導熱性能提高，但也會增大環(huán)的質(zhì)量，是慣性力增大，從而，一方面是環(huán)撞擊活塞環(huán)槽的力加大核摩擦面加大；另一方面導致活塞環(huán)處在懸浮狀態(tài)的時間延長（相對曲軸轉(zhuǎn)角），造成漏氣量增加。因此，活塞環(huán)高度有減少的趨勢。國內(nèi)摩托車氣環(huán)的高度一般為b＝1～2.5mm.</p><p><b>　　4.2.4自由端距</b></p>&

102、lt;p>　　自由端距是指活塞環(huán)在自由狀態(tài)時活塞環(huán)開口兩端頭之間的距離，用S。表示。根據(jù)前述，可知：S。與徑向壓力P。、環(huán)的徑向厚度t、材料的彈性模數(shù)E有關。當材料選定以后，材料的彈性模數(shù)E就定下來了，只要適當選擇t核S。就可以。S。增大，P。增加，其應力也增加。若S。減少，P。也減少，最大工作應力減少，但套裝應力會增大，因此S。只能在較少的范圍內(nèi)變動。對于灰鑄鐵活塞環(huán)一般</p><p>　　S./d＝1

103、3％～14％（d為氣缸直徑）；對于鋼活塞環(huán)一般為S./d＝7％～9％。</p><p><b>　　4.2.5徑向厚度</b></p><p>　　徑向厚度（用t表示）影響徑向壓力P。的大小，在b、E確定以后，影響彈力的因素有S。和t，即環(huán)的彈力可用S。和t來調(diào)整。</p><p>　　增加t值可減少環(huán)在環(huán)槽中的撞擊，并改善環(huán)的導熱作用，但t值

104、增大，活塞環(huán)槽的槽深加大，是活塞頭部的壁厚增大，質(zhì)量加大，并增加了安裝難度。</p><p><b>　　4.2.6開口間隙</b></p><p>　　活塞環(huán)進氣缸以后，在冷態(tài)下應留有一定的開口間隙，以便在正常工作狀態(tài)下兩端頭互部相碰。環(huán)的溫度是變化的，故在日本工業(yè)標準（JID），德國標準（DIN）和美國汽車工業(yè)標準（SAE）中，均規(guī)定在100°C的溫度下

105、來測量活塞環(huán)的開口間隙，其規(guī)定值如下表所示。</p><p>　　有關活塞環(huán)的尺寸設計結構： 表4.2</p><p>　　活塞環(huán)的材料： 60Si2CrA，其硬度為HRc45－55</p><p><b>　　4.3 油環(huán)</b></p><p>　　四行程汽油機的潤滑油存放在曲軸箱中，通過飛漲潤滑氣缸壁。由于大量的

106、潤滑油不均勻地飛到氣缸壁上，光靠氣環(huán)還不能式氣缸壁鋪上一層均勻的油膜，同時刮下氣缸壁上多余的機油，防止機油竄入燃燒室，所以四行程發(fā)動機至少設有一道油環(huán)。</p><p>　　油環(huán)安裝在氣環(huán)的下方，其作用是在氣缸壁上鋪涂一層均勻的機油膜，潤滑氣缸壁以減少活塞，活塞環(huán)與氣缸壁的磨損和摩擦力；刮除氣缸壁上多余的機油，防止機油竄入氣缸內(nèi)燃燒，形成積炭。此外，油環(huán)可以起封氣的輔助作用。</p><p&g

107、t;　　油環(huán)分普通油環(huán)和組合油環(huán)兩大類。</p><p><b>　　4.3.1普通油環(huán)</b></p><p>　　普通油環(huán)的材料一般是合金鑄鐵。其外圓面的中間切有一道凹槽，把油環(huán)分為上唇和下唇，在凹槽的底部加工有若干鉻排油小孔或狹縫。普通油環(huán)根據(jù)上下唇的倒角分布和大小有五種型式（圖4.3.1.1）；異向外倒角環(huán)的上下唇的外側都有倒角，上唇的刮油能力較下唇強；同向上

108、倒角環(huán)的上下唇</p><p>　　的上側都有倒角，上下唇的刮油能力都較強；異向內(nèi)倒角環(huán)的上唇的下側給上唇的上側都有倒角，上唇的刮油能力較差；雙鼻式環(huán)的上下唇的下側都制有刮油槽，上下唇都有很強的刮油</p><p>　　能力；單鼻式環(huán)下唇的下側制有</p><p>　　刮油槽，下唇有很強的刮油能力。</p><p>　　油環(huán)的上唇上端面外緣一

109、般都有倒角，使油環(huán)在向上運動時能形成油楔，以減少摩擦和磨損。下唇的下端面除異向外倒角之外一般部倒角，或倒有很少的倒角，這樣可以增將向下刮油的能力。</p><p>　　油環(huán)的刮油作用如圖4.3.1.2所示?；钊蛏舷蛳逻\動時都可以鋪油和刮下多余的機油，刮下的油從排油小孔或狹縫中流入曲軸箱。</p><p>　　4.3.2 組合式油環(huán)</p><p>　　組合式油環(huán)如

110、圖4.3.2所示，由三個刮油鋼片，一個徑向襯環(huán)及一個軸向襯環(huán)組成。軸向襯環(huán)2夾在第二、三刮油片之間。徑向襯環(huán)3將三個刮油片緊壓在氣缸壁上。這種油環(huán)的有點是：刮油片很薄，對氣缸壁的比壓大，因而刮油作用強；三個刮油片各自軸立，故對氣缸的適應性較好，易于磨合；質(zhì)量小，因而產(chǎn)生的慣性力?。换赜屯反?，更易于刮油和鋪油。因此組合油環(huán)在高速發(fā)動機上應用較廣。缺點是零件多，三個</p><p>　　刮油片又必須鍍鉻，否則滑動性

111、不好，因此組合環(huán)的制造成本高。</p><p><b>　　4.4 活塞銷</b></p><p>　　活塞銷的作用是連接活塞與連桿小頭，將活塞承受的氣壓了傳給連桿。活塞銷在高溫下承受很大的周期性的沖擊載荷，潤滑條件又較差，因而要求活塞銷有足夠的剛度合強度，表面耐磨，質(zhì)量小。</p><p>　　活塞銷一般用低碳鋼或低碳合金鋼（如20Cr）制造

112、，經(jīng)表面參碳淬火處理，以提高表面硬度，使中心具有一定的沖擊韌性。表面需進行精磨和拋光。</p><p>　　活塞銷是一個空心的圓柱體，其內(nèi)孔形狀有圓柱形、兩端截錐形以及兩端截錐與中間一段圓柱形的組合形等。圓柱形孔容易加工，但為了保證一定的剛度，中間的孔不能過大，因而其質(zhì)量較大。兩端錐孔形的活塞銷的質(zhì)量較小，有接近等強度梁的要求（活塞銷所承受的彎矩在中部最大），但孔的加工校復雜。組合式結構則介于二者之間。</

113、p><p>　　活塞銷與活塞銷座的配合為滑動配合，以便發(fā)動機在運轉(zhuǎn)過程中活塞銷可以在活塞銷座孔中緩緩轉(zhuǎn)動，以使活塞銷各部分的磨損比較均勻，但間隙也不能過大，一般為0.01~0.02mm?；钊N裝入銷座孔中后兩端用卡環(huán)限位?；钊N與連桿小頭的連接，采用滾針軸承和軸套。</p><p>　　4.4.1活塞銷的剛度</p><p>　　活塞與活塞銷在受到氣壓力之后都會變形，由

114、于兩者變形的不協(xié)調(diào)，使銷與活塞銷座的接觸很不均勻，銷孔內(nèi)繃上緣出現(xiàn)尖峰負荷Pmax和相應的應力集中，如圖4.4.1.1所示。如果活塞銷的剛度不好，銷座又較硬實，往往會在A處產(chǎn)生斷裂。 在計算活塞銷的剛度時，為簡化計算，可作如下假定：</p><p>　　1?；钊N上的負荷分布是：由連桿小頭產(chǎn)生的均勻負荷；由活塞銷座產(chǎn)生的作用在支承面中點的集中載荷，如圖4.4.1.2所示。

115、 </p><p>　　2．B1＝0．5L。 圖4.4.1.1 活塞與活塞銷的變形</p><p>　　3. 活塞銷長度 L= =；即活塞的縱向斷面正好填滿活塞外圓。 則活塞銷的彎曲變形量可用下式表示：</p><p><b>　　mm</b&

116、gt;</p><p>　　式中：D一氣缸直徑； d1一活塞銷直徑； L一活塞銷長度；</p><p>　　Pz一氣缸內(nèi)最大壓力； δ一活塞銷壁厚。</p><p>　　圖4.4.1.2活塞銷的受力模型</p><p>　　一般情況下活塞銷作的剛度大，對銷的撓曲性變差，變形量應取小一些。一般汽油機 f≤0.0004。</p>

117、<p>　　設計參數(shù)：長度L=59cm</p><p><b>　　直徑d=15cm</b></p><p>　　活塞銷壁厚δ=2cm</p><p><b>　　見附圖二</b></p><p><b>　　5 連桿、曲軸組</b></p>&l

118、t;p><b>　　5.1 連桿</b></p><p>　　連桿的作用是將活塞承受的力傳給曲軸，從而推動曲軸作旋轉(zhuǎn)運動。因此，其兩端給安裝一個軸承，分別連接活塞銷于曲軸銷。</p><p>　　連桿一般用中碳鋼或中碳合金鋼，還可以采用低碳合金鋼（如20Cr、20MnB、20CrMo）模鍛成形，然后進行機械加工。中碳鋼制造的連桿一般要進行調(diào)質(zhì)處理；低碳合金鋼制成

119、的連桿大小頭內(nèi)孔要進行滲碳淬火等表面處理，淬火硬度為HRc60～65。</p><p>　　連桿于活塞連接的部分稱為連桿小頭，與曲軸銷連接的部分稱為連桿大頭，中間的部分稱為桿身。</p><p>　　為了潤滑活塞銷和軸承，自阿連桿小頭鉆有集油孔或銑有油槽，用以收集發(fā)動機運轉(zhuǎn)時被激漲起來的機油，以便潤滑。</p><p>　　連桿桿身通常做成“工”字形斷面，以保證在合

120、適的剛度和強度下有最小的質(zhì)量。</p><p>　　連桿大頭有剖分式和整體式兩種。整體式連桿倒頭相應的曲軸采用組合式曲軸，用軸承與曲柄銷相連。連桿大頭的內(nèi)孔表面有很高的關潔度，以便與連桿軸瓦（或滾針軸承）緊密結合。</p><p>　　摩托車單缸汽油機一般采用整體式連桿，大、小頭內(nèi)分別裝有滾柱或滾針軸承。</p><p>　　5.1.1 連桿承受的載荷</p&