内燃机 运动机件教程.doc

第4章 运动机件 4.1第四章说明 运动机件在整个柴油机中占有举足轻重的地位，所以课件第四章是内燃机结构课最重要的部分之一。第四章内容多、结构复杂，对课件开发小组来说是一个挑战。纵观整个第四章可以说，第四章是综合运用3dsmax等软件而制作完成的。3dsmax涉及的知识摄像机、材质、灯光、特殊光效等等实在过于复杂，而且本章中使用到的动画种类繁多，现在只对本章中所使用的动画进行一个简单的分类总结。至于软件的使用将在以后的小结中来阐述。 本章课件中使用到的动画大致可分为结构演示动画、结构组装动画、原理演示动画等。结构演示动画中，主要是表现物体结构特点，通过三维动画演示并用一些视觉效果来突出零件整体或局部结构中一般或特殊的地方，最主要的是让学习者通过观看动画对零件结构特点能有一目了然的效果。如在第四章的蛇形油管冷却活塞中，为突出活塞内的蛇形油管，在活塞结构演示后期蛇形管出现后将活塞外部设置为由0-0.2透明度的渐变透明动画，这样蛇形管的形态就很清晰了。 结构组装动画涉及动画技术因素较多，特别是对摄像机的复杂运动控制较繁琐，另外零件结构较复杂，数目较多，因此制作中会经常遇到很多问题。这就需要动画制作这对3dsmax有一定的认识和运用能力。 原理演示动画中，首先要求动画制作者本身对运动机件的工作原理有很清楚的了解，才能保证动画制作的正确性，如在制作多刚内燃机发火顺序是就要求动画制作这对多刚发火顺序有一个清楚的认识。如果动画制作者对发火顺序不能做到心中有数，那做出来的动画就可想而知了。 总之，对3dsmax动画制作和控制要涉及众多的修改命令和控制技巧，也要求动画制作者本身具有一定的内燃机专业知识。 在内燃机中运动机件，主要指曲柄连杆机构。由活塞组，连杆组和曲轴等部分组成。 4.2运动件受力状况 曲柄连杆机构的功用是将热能转变为机械功，也就是说燃料燃烧是的气体压力使活塞做直线运动，通过连杆变成曲轴旋转运动而对外输出有效功。旋转着的曲轴又使活塞不断地往复运动，从而保证了连续地实现柴油机的工作循环。 作用在曲柄连杆机构上的力主要有： 1：汽缸内的气体压力PI 2：运动机件的惯性力PII P PI+PII 受理分析如图4-1 将合力P分解得： 1．垂直于汽缸中心线的侧推力N； 2．沿连杆中心线的连杆力S 作用：侧推力N产生摩擦 连杆力S使连杆压缩或拉伸 3*图4-1 曲柄连杆受理分析 分解S为T，K 切向力T对曲轴中心的力矩 M T。R 法向力K引起曲轴弯曲 注意：根据牛顿第三定律，侧推力N对曲轴中心的力矩等于旋转力矩M，作用在机件上，与M方向相反。并使柴油机倾倒。故称为颠覆力矩。 4.3 活塞组 一．活塞组的组成 活塞组由活塞、活塞销、活塞环、衬套和活塞销盖。 二．活塞组的作用 1.与汽缸，汽缸盖共同构成发动机的密闭的工作空间防止燃气漏入曲轴箱，阻止过多的润滑油窜入汽缸内。 2.承受燃气压力，并将其传给连杆和曲轴。 3.承受侧推力，起到了导向作用。 4.二冲程发动机中还有控制气口的作用。 4.3.1活塞 一.活塞的工作条件 1.活塞承受很高的气体压力作用，如图4-2 中速机13-15MPa。 以PA6-280为例:PZ为13.5MPa，D 280mm受力 8.3×10N。且受力为周期性的冲击力，容易产生交变应力 和变形,引起疲劳破坏。 要求：活塞应具有足够的强度和刚度。 2.活塞承受往复惯性力的作用 3@图4-2 活塞工作条件 对于中高速机往复惯性力已经达到相当可观的程度。 要求：在保证强度的前提下，尽量减轻重量，以见效 往复惯性力，从而减少机械负荷。 3.活塞承受侧推力的作用 润滑不良，引起活塞裙部的磨损,活塞裙部材料有高的 耐磨性。 4.活塞受到高温燃气周期性的加热作用 高速大功率瞬时温度达2273K，活塞表面温度达623-773K，长期高温--材料强度下降，会出现热疲劳，热变形和龟裂。 结构要求：要求在保证强度的前提下，尽量减轻重量，以见效往复惯性力，从而减少机械负荷活。塞应具有足够的刚度和强度。 1 良好的结构形式，合理的散热和冷却方式，以减小热负荷。 2 材料有足够的抗热性，较好的导热性，，保证有足够的热强度。 3 热膨胀系数小，以保持与缸套的合理配合间隙。 二.活塞的结构形式 从有无冷却的角度可分为：非冷却活塞和冷却式活塞 整体铝活塞，整体油冷活塞，组合式油冷塞，组合式水冷活塞。 整体铝活塞 1 活塞的基本结构包括：顶部、环槽、活塞销座和裙部。活塞顶部、汽缸盖和汽缸壁组成燃烧室组成燃烧室。如图4-3 3@图4-3 整体吕活塞 @图4-4 活塞头部特点 2 活塞头部：从活塞顶至活塞销座以上最末一道环槽之间的部分成为活塞头部。开有数道环槽，2-3道气环槽，1-2道油环槽。高速机较少 ，低速机较多 。 a.活塞头部特点：