山东理工大学：《内燃机设计》课程教学资源（PPT讲稿）第四章 内燃机曲柄连杆机构受力分析（4.1-4.2）

第二篇内燃机动力学 曲柄连杆机构受力分析 平衡问题 曲轴系统的扭转振动

第二篇 内燃机动力学 曲柄连杆机构受力分析 平衡问题 曲轴系统的扭转振动

·曲柄连杆机构受力分析 Why研究受力情况？ 分析中做了哪些简化？ 分析步骤： 1。根据实测的示功图或对工作过程的循环模 拟计算来确定气体作用力的变化情况； 2。根据运动学求出的各运动件的加速度，求 出惯性力的变化情况，从而得到总的作用力 及力矩； 3。在此基础上，进一步分析这些力和力矩对 内燃机平衡与振动的影响

• 曲柄连杆机构受力分析 Why 研究受力情况？ 分析中做了哪些简化？ 分析步骤： 1。根据实测的示功图或对工作过程的循环模 拟计算来确定气体作用力的变化情况； 2。根据运动学求出的各运动件的加速度，求 出惯性力的变化情况，从而得到总的作用力 及力矩； 3。在此基础上，进一步分析这些力和力矩对 内燃机平衡与振动的影响

·曲轴系统的扭转振动 ·由于曲轴以及连于其上的活塞、连杆与飞 轮等组成的轴系并非绝对刚体，因此在周 期性变化的载荷作用下会产生弯曲振动与 扭转振动。因为一般曲轴弯曲振动的自振 频率较高，比内燃机常用转速高很多，产 生弯曲危险共振的可能性较小。 ·因此本篇仅介绍曲轴的扭转振动

• 曲轴系统的扭转振动 • 由于曲轴以及连于其上的活塞、连杆与飞 轮等组成的轴系并非绝对刚体，因此在周 期性变化的载荷作用下会产生弯曲振动与 扭转振动。因为一般曲轴弯曲振动的自振 频率较高，比内燃机常用转速高很多，产 生弯曲危险共振的可能性较小。 • 因此本篇仅介绍曲轴的扭转振动

第四章内燃机曲柄连杆机构受力分析 本章内容： ■第一节概述 ■第二节中心曲柄连杆机构运动学*（重点内容) ·第三节偏心曲柄连杆机构运动学 ·第四节主副连杆式曲柄连杆机构运动学 ·第五节曲柄连杆机构运动零件的质量换算*（重点内容) ■第六节中心曲柄连杆机构中的作用力和力矩*（重点内容） 。第七节偏心曲柄连杆机构中的作用力和力矩 ■第八节主副连杆式曲柄连杆机构中的作用力和力矩 ■第九节作用在曲轴轴颈和轴承上的力 ■第十节多缸内燃机的总扭矩 。第十一节曲轴旋转的不均匀性与飞轮惯量的确定

本章内容： ◼ 第一节 概述 ◼ 第二节 中心曲柄连杆机构运动学**（重点内容） ◼ 第三节 偏心曲柄连杆机构运动学 ◼ 第四节 主副连杆式曲柄连杆机构运动学 ◼ 第五节 曲柄连杆机构运动零件的质量换算** （重点内容） ◼ 第六节 中心曲柄连杆机构中的作用力和力矩** （重点内容） ◼ 第七节 偏心曲柄连杆机构中的作用力和力矩 ◼ 第八节 主副连杆式曲柄连杆机构中的作用力和力矩 ◼ 第九节 作用在曲轴轴颈和轴承上的力 ◼ 第十节 多缸内燃机的总扭矩 ◼ 第十一节 曲轴旋转的不均匀性与飞轮惯量的确定 第四章 内燃机曲柄连杆机构受力分析

主要目的与要求： 1.掌握中心曲柄连杆机构中连杆、活塞 的速度、加速度计算方法 2.了解曲柄连杆机构质量换算的目的和 原则 3.掌握中心曲柄连杆机构中力和力矩的 传递和计算方法

主要目的与要求： 1.掌握中心曲柄连杆机构中连杆、活塞 的速度、加速度计算方法 2.了解曲柄连杆机构质量换算的目的和 原则 3.掌握中心曲柄连杆机构中力和力矩的 传递和计算方法

一、 概述 某柴油机曲柄连杆机构实体模型

某柴油机曲柄连杆机构实体模型 －、概述

一曲柄连杆机构的型式 a:中心曲柄连杆机构 b:偏心曲柄连杆机构 C; 主副连杆式曲柄连杆机构 b

一 曲柄连杆机构的型式 a：中心曲柄连杆机构 b：偏心曲柄连杆机构 c：主副连杆式曲柄连杆机构

中心曲柄连杆机构： 气缸中心线通过曲轴 的旋转中心，并垂直 于曲轴的回转轴线。 (目前应用广泛，单 列、V形和对置活塞 式内燃机)

中心曲柄连杆机构： 气缸中心线通过曲轴 的旋转中心，并垂直 于曲轴的回转轴线。 （目前应用广泛，单 列、V形和对置活塞 式内燃机）

偏心曲柄连杆机构：气 缸中心线垂直于曲轴的 回转轴线，但不通过曲 轴的旋转中心，气缸中 心线距离曲轴的回转轴 线有一偏移量e。,正偏 (偏向旋转方向的副推 力面)的目的是减小膨 张行程中活塞与气缸壁 间的最大侧压力。而负 偏可以减小拍击和噪声

偏心曲柄连杆机构：气 缸中心线垂直于曲轴的 回转轴线，但不通过曲 轴的旋转中心，气缸中 心线距离曲轴的回转轴 线有一偏移量e。正偏 （偏向旋转方向的副推 力面）的目的是减小膨 胀行程中活塞与气缸壁 间的最大侧压力。而负 偏可以减小拍击和噪声

主副连杆式曲柄连杆机构： 内燃机的一列气缸用主连 杆，其它各列气缸则用副 连杆，这些副连杆的下端 不是直接连接在曲柄销上， 而是通过副连杆销装在主 连杆的大头上，形成了 “关节式”运动，所以这 种机构有时也称为“关节 曲柄连杆机构”。（用于 航空星型内燃机，大功率 坦克和机车用V形内燃机)

主副连杆式曲柄连杆机构： 内燃机的一列气缸用主连 杆，其它各列气缸则用副 连杆，这些副连杆的下端 不是直接连接在曲柄销上， 而是通过副连杆销装在主 连杆的大头上，形成了 “关节式”运动，所以这 种机构有时也称为“关节 曲柄连杆机构”。（用于 航空星型内燃机，大功率 坦克和机车用V形内燃机）