曲柄連桿機(jī)構(gòu)

　　一、功用與組成

　　曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用是：將燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運(yùn)動的機(jī)械能，再通過連桿將活塞的往復(fù)運(yùn)動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而對外輸出動力。

　　曲柄連桿機(jī)構(gòu)由以下三部分組成：

　　1．機(jī)體組主要包括氣缸體、曲軸箱、油底殼、氣缸套、氣缸蓋和氣缸墊等不動件。

　　2．活塞連桿組主要包括活塞、活塞環(huán)、活塞銷和連桿等運(yùn)動件。

　　3．曲軸飛輪組主要包括曲軸，DY80B康明斯偉力發(fā)電機(jī)組，飛輪和扭轉(zhuǎn)減振器、平衡軸等機(jī)構(gòu)。

　　二、工作條件及受力分析

　　曲柄連桿機(jī)構(gòu)是在高溫、高壓、高速以及有化學(xué)腐蝕的條件下工作的。在發(fā)動機(jī)作功時，氣缸內(nèi)的更高溫度可達(dá)2500k以上，更高壓力可達(dá)5MPa～9MPa，現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)更高轉(zhuǎn)速可達(dá)3000r／min～6000r／min，則活塞每秒鐘要行經(jīng)約100～200個行程，可見其線速度是很大的。此外，與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸的機(jī)件(如氣缸、氣缸蓋，活塞等)還將受到化學(xué)腐蝕。

　　由于曲柄連桿機(jī)構(gòu)是在高壓下作變速運(yùn)動，因此它在工作時的受力情況是很復(fù)雜的。在此只對受力情況作一簡單分析。

　　曲柄連桿機(jī)構(gòu)受的力主要有氣體壓力，往復(fù)慣性力，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動件的離心力以及相對運(yùn)動件接觸表面的摩擦力。

　　(一)氣體壓力

　　在工作循環(huán)中，氣缸內(nèi)氣體壓力是不斷變化的。作功行程壓力更高，其瞬間更高壓力機(jī)可達(dá)3MPa～5MPa柴油機(jī)可達(dá)5MPa～9MPa，這意味著作用在曲柄連桿機(jī)構(gòu)上的瞬間沖擊力可達(dá)數(shù)萬牛頓(N)。下面分析各機(jī)件作功行程的受力情況。

　　氣體壓力對氣缸蓋和活塞頂作用有大小相等，方向相反的力，分別用集中力P′p，和Pp表示。作用力Pp經(jīng)活塞傳到活塞銷上，分解為Np和Sp兩個力。Np垂直于氣缸壁，它使活塞的一個側(cè)面壓向氣缸壁，稱為側(cè)壓力。該力以O(shè)為支點形成一個與曲軸轉(zhuǎn)向相反的力矩M′p有使發(fā)動機(jī)向左翻倒的傾向，故被稱為翻倒力矩。力Sp通過活塞銷推壓連桿，并沿連桿方向傳到曲柄銷上，使曲柄銷處受壓。Sp又可分解為沿曲軸方向的法向力Rp和垂直于曲柄方向的切向力Tp。力Rp使曲軸主軸頸處受壓并使曲軸彎曲；力Tp除了也具有力Rp的類似作用外，它以曲柄半徑為力臂產(chǎn)生的扭矩M還可使曲軸扭轉(zhuǎn)變形，但也正是此扭矩能夠?qū)ν廨敵鰟恿?，因而它是分解后一有效的力?/p>

　　依此法分析，氣體壓力較小的壓縮沖程的受力狀況。進(jìn)、排氣行程氣體壓力很小，可以忽略。

　　綜上所述，氣體壓力使氣缸蓋承受向上的推力，活塞頂承受向下的椎力、活塞側(cè)面與氣缸。

原理

　　利用導(dǎo)線切割磁力線感應(yīng)出電勢的電磁感應(yīng)原理，將原動機(jī)的機(jī)械能變?yōu)殡娔茌敵?。同步發(fā)電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子是發(fā)出電力的電樞，轉(zhuǎn)子是磁極。定子由電樞鐵芯，均勻排放的三相繞組及機(jī)座和端蓋等組成。轉(zhuǎn)子通常為隱極式，由勵磁繞組、鐵芯和軸、護(hù)環(huán)、中心環(huán)等組成。汽輪發(fā)電機(jī)的極數(shù)多為兩極的，也有四極的。

　　轉(zhuǎn)子的勵磁繞組通入直流電流，產(chǎn)生接近于正弦分布磁場(稱為轉(zhuǎn)子磁場)，其有效勵磁磁通與靜止的電樞繞組相交鏈。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子磁場隨同一起旋轉(zhuǎn)、每轉(zhuǎn)一周，磁力線順序切割定子的每相繞組，在三相定子繞組內(nèi)感應(yīng)出三相交流電勢。發(fā)電機(jī)帶對稱負(fù)載運(yùn)行時，三相電樞電流合成產(chǎn)生一個同步轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)磁場。定子磁場和轉(zhuǎn)子磁場相互作用，會產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。從汽輪機(jī)輸入的機(jī)械轉(zhuǎn)矩克服制動轉(zhuǎn)矩而作功。發(fā)電機(jī)可發(fā)出有功功率和無功功率。所以，調(diào)整有功功率就得調(diào)節(jié)汽機(jī)的進(jìn)汽量。轉(zhuǎn)子磁場的強(qiáng)弱直接影響定子繞組的電壓，所以，調(diào)發(fā)電機(jī)端電壓或調(diào)發(fā)電機(jī)的無功功率必須調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電流。

　　發(fā)電機(jī)的有功功率和無功功率幾何相加之和稱為視在功率。有功功率和視在功率之比稱為發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)(力率)，發(fā)電機(jī)的額定功率因數(shù)一般為0.85。

　　供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直流建立轉(zhuǎn)子勵磁的系統(tǒng)稱為發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)。大型發(fā)電機(jī)勵磁方式分為：

　　1、自并激勵磁系統(tǒng)。它勵勵磁是由一臺與發(fā)電機(jī)同軸的交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交流電，經(jīng)整流變成直流電，給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵磁。

　　2、它勵勵磁系統(tǒng)；自并激勵磁是將來自發(fā)電機(jī)機(jī)端的交流電經(jīng)變壓器，再整流變成直流電，作為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的勵磁。

1、主題內(nèi)容與適用范圍

　　本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了中小功率柴油機(jī)產(chǎn)品噪聲限值。

　　本標(biāo)準(zhǔn)適用于缸徑160mm以下，標(biāo)定功率小于等于1176kW的中小功率往復(fù)活塞式柴油機(jī)（以下簡稱柴油機(jī)）

　　缸徑超過160mm而小于等于200mm的柴油機(jī)和特種用途的柴油機(jī)亦可參照本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

　　本標(biāo)準(zhǔn)不適用于多缸風(fēng)冷柴油機(jī)。

　　2、引用標(biāo)準(zhǔn)

　　GB1859內(nèi)燃機(jī)噪聲聲功率級的測定準(zhǔn)工程法。

　　3、測量方法

　　柴油機(jī)噪聲的測定方法應(yīng)符合GB1859的規(guī)定。

　　4、噪聲限值

　　柴油機(jī)標(biāo)定工況下的噪聲應(yīng)符合下列規(guī)定：

　　a.多缸柴油機(jī)噪聲功率級LW應(yīng)小于等于表1規(guī)定的限值。

　　b.單缸柴油機(jī)噪聲功率級LW應(yīng)小于等于表2規(guī)定的限值。

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