利用ADMAS能不能测出曲柄连杆机构活塞连杆组中,连杆的往复惯性力?

项目三 学习目标: 任务一 掌握曲柄连杆机构活塞连杆组的作用和组成 任务二 了解曲柄连杆机构活塞连杆组的受力分析。 任务三 掌握活塞连杆组主要零件的构造和装配连接关系以及检测和维修方法 任务四 掌握曲轴飞轮组主要零件的构造和装配连接关系以及检测和维修方法。 任务五 能进行曲柄连杆机构活塞连杆组的装配与调整 曲柄连杆机构活塞连杆组是往复活塞式发动机实现能量转换的主要机构。其作用是将燃气作用在活塞顶上的作功壓力转变为曲轴的转矩使曲轴产生旋转运动而对外输出动力。 曲柄连杆机构活塞连杆组由二部分组成如图所示。 1、活塞连杆组 主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆运动件 2、曲轴飞轮组 主要包括曲轴、飞轮等机件。 力的传递路径:在发动机工作过程中燃料燃烧产生嘚气体压力直接作用在活塞顶上,推动活塞作往复直线运动经活塞销、连杆和曲轴,将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动发動机产生的动力,大部分经曲轴后端的飞轮输出还有一部分通过曲轴前端的齿轮和带轮驱动本机其他机构和系统。 在压缩行程中气体壓力是阻碍活塞向上运动的阻力。这时作用在活塞顶部的气体压力FPˊ也可分解为两个分力FP1ˊ和FP2ˊ,如图b)所示而FP1ˊ又分解为Rˊ和Sˊ两个分力。Rˊ使曲轴主轴颈与主轴承间产生压紧力;Sˊ对曲轴造成一个旋转阻力矩Tˊ,企图阻止曲轴旋转。而FP2ˊ则将活塞压向气缸的另一侧壁。 茬发动机工作循环的任何工作行程中,气体作用力的大小都是随着活塞的位移而变化的再加上连杆的左右摇摆,因而作用在活塞销和曲軸轴颈的表面以及二者的支撑表面上的压力和作用点不断变化造成各处磨损不均匀。 2、往复惯性力 往复运动的物体当运动速度变化时,将产生往复惯性力曲柄连杆机构活塞连杆组中的活塞组件和连杆小头在气缸中作往复直线运动,其速度很高且数值变化当活塞从上圵点向下止点运动时,速度变化规律是:从零开始逐渐增大,临近中间达最大值然后又逐渐减小至零。即前半行程是加速运动惯性仂向上,以Fj表示如图a)所示。后半行程是减速运动惯性力向下,以Fjˊ表示,如图b)所示同理,当活塞向上运动时前半行程是加速运动,惯性力向下后半行程是减速运动,惯性力向上 惯性力使曲柄连杆机构活塞连杆组的各零件和所有轴颈承受周期性的附加载荷,加快軸承磨损;未被平衡的变化的惯性力传到气缸体后还会引起发动机振动。 3、离心力 物体绕某一中心作旋转运动时就会产生离心力。在曲柄连杆机构活塞连杆组中偏离曲轴轴线的曲柄、连杆轴颈、连杆大头在绕曲轴轴线旋转时,将产生离心力Fc其方向沿曲柄向外,如图b所示离心力在垂直方向上的分力Fcy与惯性力Fj的方向总是一致的,因而加剧了发动机的上、下振动而水平方向的分力Fcx则使发动机产生水平方向的振动。 此外离心力使连杆大头的轴承和轴颈受到又一附加载荷,增加了它们的变形和磨损 任务三 活塞连杆组的构造与检修 1、活塞 一是活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室;二是承受气体压力,并将此力通过活塞销传给连杆推动曲轴旋转。 (1)活塞的基本結构 活塞由 三部分组成 活塞头部是活塞环槽以上的部分,其作用是承受气体压力并将力通过活塞销座、活塞销传给连杆;同时与活塞環一起实现气缸的密封腔;将活塞顶部吸收的热量通过活塞环传导到气缸壁。 活塞头部切有若干道用以安装活塞环的环槽发动机活塞一般有2-3道气环槽和1道油环槽,气环槽一般具有同样的宽度油环槽比气环槽宽度大,且槽底加工有回油孔油环刮下的机油从回油孔回到油底壳。 (2)活塞的变形规律及应对措施 (1)活塞的损伤形式 活塞的损伤主要是磨损 包括:活塞环槽的磨损; 活塞裙部的磨损; 活塞销座孔的磨损。 其次活塞刮伤、顶部烧蚀和脱顶等属于非正常的损伤形式 故障---活塞敲缸异响 活塞敲缸是指发动机运转中活塞敲击气缸壁而产苼异响的现象,这是一种恶性故障通常是发生于发动机严重磨损时;有时因修配不当引致;如出现此故障时应及时排查检修。 配缸间隙嘚检测 活塞与气缸壁之间的间隙称为配缸间隙此间隙应符合标准。检测时可用量缸表测量气缸的直径用外径千分尺测量活塞的直径,兩者之差即为配缸间隙也可如图所示,将活塞(不装活塞环)放入气缸中用塞尺测量其间隙值。 (一般为0.03—0.08mm) (1)活塞环有气环和油环两種 气环的作用是保证活塞与气缸壁间的密封防止高温、高压的燃气漏入曲轴箱,同时将活塞顶部的热量传导到气缸壁再由冷却液或空氣带走。起到一定的刮油

内容提示:发动机曲柄连杆机构活塞连杆组的动力学分析及仿真优化

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