摆动活塞式发动机的结构设计摘要置确定出来，从而完成气缸的尺寸设计。活塞连杆组的设计．扇形活塞的设计考虑到力如果从主轴输出的话，主轴的尺寸就会显得比较大，整个结构都会因此而显得比较庞大，为此我们将摇杆定在活塞上，即将活塞销置于活塞上的小孔内活塞销孔。因此活塞方面随着气体的压力，方面又要将力通过活塞销传给连杆。它直接承爱高温高压的燃气压力，并在气缸中高速往复运动。图为活塞的示意图图参考样机的设计以及考虑活塞的强度要求，我们先将扇形活塞的角度定为左右，其宽度与气缸宽度致均为。扇形活塞下方的直板为扫气板，其作用就是将气体充分地扫进燃烧室内。而为了便于实现活塞与活动缸壁的密封，我们将扇形活塞与活动缸壁做成体，因此我们从上图中便可看出，扇形活塞后加突出的圆盘即为活动缸壁。由于还要在活动缸壁上加工出环槽用以密封，因此，缸壁的半径取，厚度取，缸壁的半径决定了气缸台阶的半径也为。扫气板由于也要开密封槽，厚度也取。而扇形活塞内径则依主轴进行设计，这在下面的设计中再做介绍。．摇杆长度的设计扇形活塞上半部有小孔即为活塞销孔。活塞销孔中心到扇形活塞中心的距离即为摇杆的长度。由扇形活塞的受力可知，扇形活塞的侧面受到力作用。其力的作用中心约位于扇型活塞直径的处，即是.考虑到机构设计数据的简单和连杆与主轴的干涉，取大值，定为。这样在整个曲柄摇杆机构中摇杆的长度就出来了。．扇形活塞材料的选择由于活塞承受高温气体的加热，般最高燃烧温度高达度以上，活塞侧面最高温度达度，这会使材料的机械强度显著下降。同时，活塞在气缸中高速运动，活塞与气缸壁之间摩擦严重。因此扇形活塞最好用强度高重量轻热膨胀系数小导热性好的材料制造。铸铁活塞虽有强度高，热膨胀系数小等优点，但重量大，导热性差，所以在中小型高速内燃机中很少采用。铝合金活塞重量轻，导热性好，用于中小型高速内燃机可以满足强度要求，因而应用非常广泛。但是，其主要缺点却是热膨胀系数大。．扇形活塞与气缸的间隙活塞在高速摆动时，要求活塞与气缸顶壁间有恒定的最佳间隙，以减小摩擦和磨损。如果间隙过小，由于铝合金膨胀系数大，内燃机热车时活塞会在气缸中卡住。反之，间隙过大，内燃机冷车时密封效果就会大打折扣。为此我们参考了目前广泛使用的最佳间隙量后，对活塞顶壁的尺寸公差及制造精度做出了确定。．扇形活塞的密封既然气缸与活塞之间留有间隙，若不加以密封，气缸中的气体会向排气口漏气，造成压缩压力降低，发动机性能变坏。另外，气缸与活塞之间多余的机油，若不刮掉，就会串入燃烧室烧掉，使耗油增加，产生燃烧室严重积碳排气冒蓝烟等不良现象。为了解决这个问题，我们在活塞顶部装有密封环。而为了便于实现活塞与活动缸壁的密封，我们将扇形活塞与活动缸壁做成体，如上图所看到的圆盘状外形，这样就省去了活塞与活动缸壁的密封问题，而我们只要在“活动缸壁”上开些槽，用以密封扇形活塞与气缸即可。在此为了很好地密封，我们采用双密封环进行密封，这样加上扇形活塞顶壁的密封环密封，就可以将扇形活塞与外界很好地隔开。．密封环的设计密封环按其功用不同分为气环和油环。气环用来密封气缸，并将活塞顶部的热量传给气缸壁由冷却水散走。油环是用来刮掉气缸顶壁多余的机油，并使机油在气缸壁上分布均匀，改善气缸与活塞的润滑条件。气环切有开口，具有弹性，在自由状态下的外径大于气缸直径。将气环装入气缸之后，在弹力作用下其外圆表面紧贴在气缸顶壁上，活塞左右摆动时密封环的上下端面紧压在槽的相应端面上，所以只有通过微小的开口间隙泄漏，其漏气量在高速燃机中是微乎其微的。气缸内的气体穿过第密封环后压力降低到，穿过每二环后压力降低到.，穿过第三环后压力就更小了，环后的背压使密封环更加贴紧气缸顶壁，气缸内气体压力越高，密封就越可靠。气环能够防止气体从气缸漏气，但不能防止机油串入燃烧室。因为气环在活塞槽中左右留有间隙，背后也有间隙，以防止它在受热膨胀时卡死在槽中。但是，这些间隙的存在，又产生了新的矛盾气环泵油现象。当活塞向左运动时，在环与气缸顶壁之间的摩擦力和环的惯性力作用下，使环压紧在槽的右端面，而其左面则充满机油。当活塞向右运动时，环压向槽的右端，并把机油向左挤。如此反复，便将机油压入燃烧室，这种现象称为气环的泵油作用。油环就是为了解决这个矛盾而设置的。如图的左视图所示，油环外圆柱端面上车出道槽，槽底加工出穿通的狭缝或许多小孔，当油环随活塞向下动动时，油环外圆如象刀口样，便将气缸壁上多余的机油刮下，使之经狭缝或小孔流向活塞销。从上述密封环的工作原理中可以看出，它处在高温高压高速以及润滑极其困难的条件下工作，尤其是第环的工作条件更为严重。密封环在使用中磨损严重，弹性也不易保持，结果会失去封气和刮油作用。这种矛盾的存在，促使密封环的结构不断向前发展。因此，密封环的工作可靠性和使用耐久性，是我们观察和了解密封环的结构以及在使用中必须要注意的问题。．密封环材料的选择密封环般用耐温耐磨的优质灰摆动活塞式发动机的结构设计摘要摆动,活塞,发动机,结构设计,毕业设计,全套,图纸内容提要内燃机的发明，带动了汽车的发展，给世人在“行”上带来极大的便利，使得窨距离缩小，人们的工作速度得以提高。内燃机是发动机的种。发动机是把种形式的能转变为机械能的机器。发动机是汽车拖拉机飞机和船舶等动力机械的动力之源，是它们的“心脏”，其性能是决定这些机器使用性能好坏的关键。往复式发动机由于受自身结构的限制，已经不太适用于高转速大功率的工作场合。通过对往复式发动机与旋转式发动机的结构特点与工作原理进行对比分析后。作者试求设计种能够结合往复式发动机与旋转式发动机特点于身的新型发动机摆动活塞式发动机。首先，针对摆动活塞式发动机的工作原理进行设计与分析。这种新型发动机既具备传统发动机的曲柄连杆机构，又具备了旋转式发动机的旋转特性。它利用扇形活塞转子在定角度范围内旋转的摆动，通过活塞销带动曲柄连杆机构的运动，最终将力传到曲轴上作为动力输出。其次，针对摆动活塞式发动机的总体结构进行设计。即主要针对发动机的重要传动机构曲柄连杆机构进行结构分析与设计，其中包括发动机气缸燃烧室活塞连杆组以及曲轴等部件的结构设计与分析。最后，借鉴目前广泛使用的发动机辅助机构冷却系统与润滑系统。对冷却与润滑系统的结构及部件进行分析介绍，以致能充分完善发动机的总体结构。关键词发动机摆动式发动机扫气作用浮式连接包瓦现象平衡重摆动活塞式发动机工作原理.工作原理.曲柄摇杆机构传动分析摆动活塞式发动机结构设计.传统发动机的组成结构介绍.曲柄连杆机构的设计.主轴的设计.气缸端盖及轴承盖的设计.装配草图润滑系统.润滑的作用与设计要求.几种常见的润滑方式.润滑系统的设计冷却系统.传统发动机水冷却系统的组成.冷却系统的设计总结参考文献致谢附录前言内燃机的发明，带动了汽车的发展，给世人在“行”上带来极大的便利，使得窨距离缩小，人们的工作速度得以提高。近年来随着电子技术的发展，又使汽车发动机如虎添翼，成为高新技术的集成。汽车用内燃机作动力并发展成为支柱产业，在历史上有几次革命性的进步，第次是石油作为内内燃机的燃料，这使发动机摆脱了最初建立在煤气为燃料基础上的固定式发动机，从而迈向移动式的车用动力。第二次革命是汽车生产的工业化。第三次是电子技术与发动机技术相结合。电子技术最初在汽油机上的应用是实现电子点火，然后到电控燃油喷射，至今天点火和喷射的集成管理。短短几十年，发动机成为高新技术的集成。无论是燃油经济性动力性废气排放水平等等，是任何种其他动力机械所无法比拟的。这切都来源于电子技术发挥的作用。汽车内燃机是通过燃料的燃烧，把燃料的化学能转化为热能，再将热能转化为机械功的热动力机械。热力学燃烧学和机械学的理论分析表明，内燃机是热效率最高的热力机械，但仍存在着巨大的节能及降低尾气污染的潜力。内燃机.内燃机的概述内燃机是发动机的种。发动机是把种形式的能转变为机械能的机器。能够将燃料中的化学能经过燃烧转变为热能，并通过定的结构使之再转化为机械能的发动机也称为热机。内燃机是热机的种，他区别于其他形式热机的特点，是燃料在机器内部燃烧，燃料燃烧时放出大量的热量，使燃烧后的气体膨胀推动机械做功。燃气是实现热能向机械能转化的媒介物质，这种媒介物质称为工作介质。发动机可以根据不同的特征来分类按所用燃料分有汽油发动机柴油发动机和其他代用燃料发动机。汽油发动机是用电火花强制点燃由汽油与空气组成的可燃混合气，使之燃烧并产生热能，故汽油机又称强制点火式发动机。柴油机使用的柴油是直接喷入发动机气缸，在高温高压条件下自燃而产生热能，故柴油机又称压燃式发动机。按完成个工作循环所需要的活塞冲程数分有四冲程发动机和二冲程发动机。按结构特点分有水冷发动机和风冷发动机单缸发动机和多缸发动机。多缸发动机根据各缸的排列方式，又有直列式发动机和形发动机等。汽车发动机大多采用水冷式多缸发动机。按活塞的运动方式分有往复活塞式发动机和旋转发动机。往复活塞发动机的活塞为上下运动，旋转发动机的活塞是旋转的。现代汽车用的内燃机绝大多数为往复活塞式内燃机。为了方便叙述我们对各种型式的内燃机都简称为内燃机或发动机。本文主要介绍的便是在旋转活塞式发动机上进行改造，而得出的摆动活塞式发动机，其工作冲程为二冲程。发动机是汽车拖拉机飞机和船舶等机器的动力源，是它们的“心脏”，其性能是决定这些机器使用性能好坏的关键。往复机已有百年的历史了，经过长期使用和发展，到目前，不论是二冲程还是四冲程，可以说已经达到了比较完善的程度。它的最大优点是经济可靠，因此在工农业和交通运输业中，直占据主要地位。.选题的背景众所周知，往复机的基本结构方案，是利用曲轴连杆机构，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。由于活塞的往复运动所造成的惯性力和惯性力矩，不能得到完全平衡，这是往复机