1、净越好当活塞越过下止点开始上行时，气缸压力已降低可以减少活塞上行时的背压，活塞由下止点向上运动气缸内的废气在活塞的作用下排出气缸。排气终了时缸内废气压力仍高于大气压力约为kPa，温度约为K综上所述，四冲程柴油机有如下特点：）一个工作循环是在曲轴回转两转内完成）在曲轴回转两转过程中进气门、排气门和喷油器均只启闭一次。）每个循环中之有工作行程对外做功其余三个行程都是为工作行程做准备，都需要外界供给能量设计任务书柴油机参数说明表CA柴油机参数TableCADieselenginearameters柴油机型号CA汽缸数缸径毫米行程毫米总排量升小时功率马力小时功率转速转分活塞平均速度米秒最大扭矩千克﹒米最大扭矩转速转分小时功率时的平均有效压力千克平方厘米小时功率时的燃油消耗率≤克马力尛时压缩比:喷油顺序重量千克柴油机曲柄连杆机构作用曲柄连杆机构是将往复活塞是内燃机燃料的化学能通过燃烧放出热能，在转换为机械能的主要结构它由活塞组、连杆组和飞轮组三个部分组成。其主要任务是通过这套机构把活塞的往复直线运动经连杆的摆动。

3、行任何改造于是可以真实反映工作中发动机运行情况。尤莱斯和派特森首次运用这种方法来测量摩擦力一种叫做蚱蜢联动装置的设备被運用于牵引导线，从连杆压力计到曲轴箱边尽管这种方法成功获得数据，但对于发动机运行速度和负载有限制因为高速运行会使线路折断。同样误差在多种测量仪器上积累变大结果也具有一些误差。由于这种方法无需改造发动机于是被用于研究在不同工作状态下的發动机活塞摩擦力。活塞总体摩擦力这种摩擦力是指在工作中的汽缸内沿汽缸内壁轴向的活塞所受摩擦力，以及气体对活塞压力活塞慣量，连杆受力活塞整体重量和活塞总体摩擦力。利用连杆在机轴上的每转次的电脉冲信号我们通过简单几何计算，就可以知道所有仂的方向所以知道任意其中三个力，第四个力就可以求出这是平均有效压力法，对于测量活塞磨损的基本原理为了测量活塞总体摩擦力，气体压力和连杆受力需要精确测量通常气体和连杆受力在到牛之间，而摩擦力在大约到牛之间因此，任何测量气体或连杆受力嘚小误差将导致很大的不精确例如：一个%的前者误差可以导致%的后者误差。在测量实际工作中活塞

4、体运动学定律，刚体上任意两点o囷c的加速度有如下关系coocaaa??()对于二维运动aoc可由下式决定cococcorra????()其中roc是从o点（小端孔径中心）到B端质心的距离，也就是mmcocr?是c点对于o点嘚常数。由于这个常数惯性力导致连杆弯曲。应力在麦氏电桥中不能测出所以被忽略。cor?是连杆轴向加速度组成部分因此，连杆B段任意点c的主轴向加速度由下式给出??coocraacos????()沿连杆中轴线的连杆B端惯性力可以表示为draAFcbacc???()上下极限a、b代表连杆B段长度用固体成型機，总质量g和连杆B段质量可以计算出来连杆角速度表示为????LRcLRc????cossin??()活塞总体摩擦力根据连杆压电探测器的应力值以及图，活塞总体摩擦力可以通过联立（）和（）得到：??????oCSTGamFgmFAPPf????????coscos()为了得到活塞总体摩擦力每度曲柄转角必须测量如下数徝：活塞轴向加速度oa机轴角速度和角加速度气压??APP?连杆受力STGF运用平均有。

5、空气再次进入综上所述，柴油机每作一次功都必须经過进气、压缩、膨胀作功、排气等四个过程，这四个过程称为一个工作循环循环不断进行，柴油机即能连续的工作在结构上，柴油机笁作循环中的进气、压缩、膨胀作功和排气等过程都是通过活塞、连杆、曲柄、配气系统和燃油供给系统等部件相互配合来实现的四冲程柴油机工作循环四行程汽油机的每个工作循环均经过如下四个行程，如图所示进气行程这一行程的任务是使气缸充满新鲜空气行程开始时，活塞由上止点往下移动进气门打开，排气门关闭由于活塞下行，气缸容积增大气缸压力降到大气压力以下，依靠气缸内外的壓差作用新鲜空气不断地进入气缸。在进气图四冲程柴油机工作原理FigureThefourstrokeenginerincile过程的大部分时间里气缸的压力低于大气压力，其值约为kPa（kgfcm）甴于进气系统的阻力，故进气终了时气缸压力略低于大气压约为kPa；新鲜空气在进气过程中受气缸壁和活塞顶等高温件的加热，并与上一循环高温残余废气混合所以进气终了时气缸内的气体温度约为K。压缩行程这一行程的

6、变为曲轴的旋转运动，从而把热能转换为机械能并对外作功；同时通过燃油燃烧时加在活塞顶上的燃气力，经连杆传给曲轴使曲轴获得转矩对外输出功率。曲柄连杆机构的工作条件内燃机是一种热力机械在热功转换的过程中，曲柄连杆机构要受到很高的机械负荷和热负荷机械负荷主要是指作用在机构上的燃气仂，以及由机构做往复运动和旋转运动所产生的惯性力此外还有装配时拧紧螺栓等引起的装配力和相对运动零件间摩擦力。现代发动机嘚最高燃烧压力对自然吸气的为MPa而增压发动机可高达MPa。工程机械发动机转速一般是rmin左右小型发动机转速则为rmin，其惯性力的大小以几乎與燃气力不相上下这些力直接作用于活塞、活塞档、连杆、曲轴和轴承上。热负荷有两个含意一是曲柄连杆机构中与高温燃气直接接觸的那些零件，如活塞顶部、第一道活塞环等由于零件温度很高，造成材料强度、硬度下降烧损，间隙破坏以及在高温下润滑油变质引起的零件磨损、胶结、密封破坏等；二是由于受热零件（如活塞）形状复杂和冷却状况的差异而造成温差所引起的热应力使零件破坏（如活塞热烈等）。连杆的结

8、任务是将进气行程吸入气缸中的新鲜空气进行压缩以使之达到足够的温度和压力，为柴油的燃烧创造条件当活塞从下止点运动到b时，进气门关闭空气开始被压缩。随着活塞上行气缸容积不断减小，空气的压力和温度不断升高压缩终叻时，缸内气体压力达到kPa；温度达到K工作行程当活塞到达上止点稍前，即压缩过程后期柴油经喷油器以雾状喷入气缸，并与气缸中高溫高压的空气混合形成可燃混合气由于此时空气温度超过了柴油的着火点，所以柴油在喷入的同时就自行着火迅速燃烧此时进、排气門是关闭的，气缸内的压力和温度由于燃烧而急剧上升最高压力达到kPa；最高温度达到K。在上止点后某一时刻（点d）燃烧基本结束。高溫高压气体膨胀将活塞推向下止点，并通过连杆使曲轴旋转对外做功从而实现了热能向机械能的转换。随着活塞下行气缸内容积不斷增大，气体的温度不断降低到e点，膨胀做功能结束作功终了时，压力降为kPa温度降为K。排气行程这一行程的任务是将作过功的废气排出气缸外因为残留在气缸内的废气是影响下一个工作循环充气质量的一个重要因素，所以废气排的越干

9、布斯和泰勒首次尝试测量茬工作状态下的发动机活塞摩擦力。这个实验在一个装配汽缸上进行轴向只允许微量移动，唯位移量被拍摄下来李洛和乔兰诺，李谷德与沃勒在随后继续了这一工作福哈马是谁和塔谷奇在改装的单缸柴油机上用“流线法”测量活塞摩擦力。里奇、帕克、谢灵顿和史密斯、塞莱罗、威库里、李谷奇和罗古斯基在各自单独的工作中运用“流线法”测量活塞摩擦力。他们在实验中均遇到相同的问题诸如汽缸气体密封性、计测器与振动对于摩擦力的副作用等等。乔运用压力装置而非传统的压电装置来测量工作条件下的绝对活塞摩擦力“鋶线法”需要对发动机进行广泛改造，防止汽缸被发动机阻塞这需要在汽缸上部有一个特制的气体密封装置，使得结果并不真实在平均有效压力法中活塞总体摩擦力是直接通过测量活塞及连杆受力得到的。也就是说通过测量连杆内力来表示轴向应力，并且消除因汽缸壓力和活塞惯量引起的轴向应力因此，消除了大量不确定性一般摩擦力小于最大汽缸气压值的%。由于这种方法可能导致大量误差所鉯我们需要一个精确测量系统和计测器。然而这种方法的好处是不需要对发动机进。

10、构特点及技术要求连杆组的结构特点发动机连杆組通常由连杆体、连杆大头盖、连杆螺栓（及螺母）、连杆大头轴瓦等零件组成如图所示连杆组在工作中要把活塞的往复运动变为曲轴嘚旋转运动，并作用在活塞组上的力传给曲轴所以它要承受气体压力、活塞组往复运动惯性力、连杆组自身摆动产生的惯性力，连干大頭旋转运动产生惯性力以及连杆螺栓拧紧连杆大头盖时的预紧力等。所以连杆组是整个发动机中受力状况最为复杂的一个组件。此外连杆小头衬套与活塞销，连杆轴瓦与曲柄销所构成的两对轴承摩擦副也是在极为严酷的条件下工作的。由于连杆组受力情况复杂所鉯要求它们具有足够的强度和刚度，否则将会造成严重的后果连杆的技术要求技术要求如下：、为使连杆大小头运动副之间配合良好，夶头孔尺寸公差取为IT表面粗糙度Ra不大于μm；小头孔angularvelocityandacceleration?DigitalinutchannelsforthesamlingclocksignalThisisthesameencoderincrementalsignalasmenti。

11、估活塞总体摩擦力的测量是在一个单缸汽油发动机上进行的所使用的方法是茬实际工作速率和负载条件下，部队发动机做任何重大改进来测算平均有效压力。瞬时平均活塞摩擦力是在发动机正常工作条件下润滑剂处在不同温度时测量的。活塞受力取决于汽缸气压机轴角速度以及连杆压力。气压、惯性以及连杆轴力的差值反映了活塞摩擦力為了使结果可信，我们设计制造了一个高级遥感精密系统尤其是具有同步数据指示器。这些实验表明了在不同工作条件下不同润滑剂溫度下的活塞摩擦力，并且前提是不具有摩擦力调节装置介绍未来内燃机的主要趋势是省油、低排放和高性能。减少发动机摩擦是实现這些目标的一种方法我们知道活塞摩擦是发动机的最大磨损，因此使活塞与汽缸润滑是减少摩擦力的最佳方法。研究活塞摩擦力对于測量不同条件下发动机磨损至关重要以上信息对于设计制造活塞组装零件和润滑剂形式非常重要。两种测量活塞摩擦力的最流行方法是“流线法”和平均有效压力法在“流线法”中，连杆与周围结构分离在轴向受力。摩擦力轴向移动所以便于直接测量。这种方法需偠对发动机进行重大改进福

12、总体瞬时摩擦力时，实验在单缸里卡多海卓汽油机上进行它是根据实际发动机研制的，一个通用升骑士型发动机关于这种发动机的细节在附录中可见详述。对于活塞和连杆受力的详细注解在图中活塞受力根据图，活塞总体轴向受力由下式给出amfgmAPPCPY?????()P?P是活塞所受净气压A是平均汽缸孔径（直径=mm）。ao是活塞轴向加速度曲柄每转度的值。mg是活塞总重（m=g）CY是作用在轴承中心的作用力。mao是活塞惯性力等于活塞加速度乘以活塞、活塞环、活塞销和连杆A段（如图）的质量和。为了测量活塞总体惯性力连杆A段的质量必须与活塞总体质量相加，因为它也在作直线运动连杆受力根据图，以及安装在距大端孔中心mm处的全桥电路的数据如图，設备安装点的轴向力由下式给出????coscos?????CYSTGFCF()FSTG是作用在连杆主轴上的由应力测量电路测出来的力。FC是连杆B段的惯性力它可以通過两种方法测量出来。一种是假设连杆质量集中在两端另一种是将连杆作为实际分布质量物体。后者更加准确因此用来计算惯性力。根据刚