汽车发动机曲柄连杆机构结构设计及其实例分析

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/ab15976749.html,

汽车发动机曲柄连杆机构结构设计及其实例分析

作者：王九合

来源：《山东工业技术》2013年第08期

【摘要】曲柄连杆机构的运动件主要包括活塞组、连杆组、曲轴与轴承组。在进行零部

件设计时，首先，要分析其工作情况及对零件的要求，然后，根据内燃机的总体设计指标以及工厂生产条件选择适当的材料，并采取适当的措施以满足提出的要求。最后，决定零件的主要尺寸，并进行强度、刚度等方面的校核计算。

【关键词】曲柄连杆；结构设计；整体稳定性；空间刚度；疲劳断裂；组合变形；强度校核；经济性

0 引言

曲柄连杆机构即活塞组、连杆组和曲轴组。曲柄连杆机构是发动机中的能源转化机构，它将化学能转化为机械能，将活塞的往复运动传递给曲轴带动外设运转。

1 曲柄连杆机构的结构设计

1.1 活塞的结构设计

1.1.1 活塞的载荷

在内燃机中，活塞组是工作强度最大的组件之一。活塞的工作条件比较恶劣，其受到的主要载荷有以下几点：

1）承受很大的机械载荷

在内燃机工作中，活塞组承受的机械载荷包括气体压力、惯性力以及由此产生的侧向作用力。

近代内燃机中，汽油机的最大气体压力Pg max约为3-6MPa，非增压柴油机Pg max值约为6-9MPa，而增压柴油机Pg max值约为13-15MPa。

由于内燃机的转速不断提高，活塞的往复运动也日益增大，一般车用内燃机活塞平均速度一般可高达9～13m/s。由于加速度很大，活塞组在往复运动中会产生很大的惯性力，同时，

内燃机在速燃期，其压力升高率dp/dυ可达0.6-0.8MPa/（°）。所以对曲柄连杆机构来说，具有很大的冲击作用。