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由图2-5可得，活塞的平均速度和最大速度分别为

                  m/s               (2-15)

        m/s      (2-16)

由图2-6可得，当α=0时，活塞取得最大加速度：

       m/s2     (2-17)

2。2 连杆的受力分析

在发动机工作中，连杆受交变载荷，在连杆结构截面上必定存在拉应力、压应力和弯曲应力。这些应力是连杆发生破坏的主要原因，因此有必要对连杆进行静强度分析。

工作中的连杆主要受拉和受压。对于四冲程发动机，连杆最大拉伸工况出现进气冲程开始时，此时活塞运动至上止点附近，连杆所受载荷为活塞组和连杆小端部分连杆质量的往复惯性力；连杆的最大压缩工况出现在膨胀冲程开始时，此时活塞再次运动至上止点附近，连杆所受载荷为作用于活塞上的燃气爆发推力减去前述的惯性力。

因此，在连杆的静强度分析中，通常要考虑燃气的爆发压力、连杆的质量换算、活塞组件和连杆组件的往复惯性力和离心惯性力。

2。2。1气体压力的计算

在发动机做功行程中，活塞受到的燃气压力为：

                                                     (2-18)

其中：Pj为气缸内气体的绝对压力，单位为MPa；

P0为连杆位置气体的绝对压力，单位为MPa；

D为气缸直径，单位为mm。

对于一般发动机，P0通常取0。1MPa，Pj随时间呈周期性变化。

本文发动机最大爆发压力Pjmax=8。22MPa，所以最大燃气爆发压力产生的气体推力为：

         N     (2-19)

方向沿着活塞缸轴线向下。

2。2。2连杆的质量换算

为了便于计算，我们用两个假想的集中于连杆大小端中心的质量m1、m2代替连杆组实际的质量m3。质量m1只做往复直线运动，质量m2只做绕中心O的旋转运动，如图2-7。

图2-7 连杆的质量换算

其中m1，m2，m3满足下列条件：

（a）总质量相比于原来连杆质量保持大小不变，即：

                                                         (2-20)

（b）重心相比于原来连杆重心保持位置不变，即：

                                                       (2-21)

结合式（2-20）与（2-21）可得小端与大端换算质量分别为：

                                                           (2-22)

                                                           (2-23)

其中，l1为质心到小端中心的长度，l2为质心到大端中心的长度。

运用三维建模软件Pro/E对连杆进行建模，并进行质量计算可得：

g    mm    mm

由此可计算小端和大端的换算质量为：

                   g                    (2-24) (责任编辑：qin)