相对于高速发动机,在对曲轴连杆机构运动进行分析计算时,曲柄可近似看作是等角速度旋转运动。
曲轴的角速度为:
(2-1)
当曲柄作等角速度旋转时,A点作往复运动,B点作等速圆周运动,AB杆作由旋转运动和往复运动合成的一种复杂的平面运动。这与发动机的运动基本一致,因此曲柄滑块机构的运动分析能清楚显示发动机的工作情况。
曲柄如图示方向旋转,当曲柄转角α=0°时,B点和A点分别运动至最高点A1和B1,称发动机运动至上止点,当曲柄转角α=180°时, B点和A点分别运动至最低点A2和B2,称发动机运动至下止点。
取λ为曲柄与连杆的长度比:
(2-2)
2。1。1连杆的角位移
根据图2-1可以得出,
或 (2-3)
即 (2-4)
图2-2 β随α的变化曲线
由图2-2可以看出,当α为90°和270°时,连杆角位移最大,即
(2-5)
2。1。2连杆的角速度
连杆摆动角速度的公式为:
(2-6)
图2-3 角速度随α的变化曲线
由图2-3可以看出,当α为0或180°时,连杆摆动绝对角速度最大,即
(2-7)
2。1。3连杆的角加速度
图2-4 角加速度随α的变化曲线
连杆摆动角加速度的公式为:
(2-8)
由图2-4可以看出,当α为90°或270°时,连杆绝对摆动角加速度最大,即
(2-9)
2。1。4活塞的运动分析
由图2-1可知活塞的位移:
(2-10)
结合式(2-4),可以得到活塞的位移:
(2-11)
图2-5 活塞速度随α的变化曲线
图2-6 活塞加速度随α的变化曲线
活塞的速度v和加速度a为:论文网
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(2-13)
当发动机最大曲轴转速n=10500r/min时,曲柄的角速度为
rad/s (2-14)