课程设计报告书
题目：四冲程内燃机设计
学 院 机械与汽车工程学院 专 业 车辆工程 学生姓名 学生学号
指导教师 邱志成 邹焱飚 课程编号 130160 课程学分 2.0 起始日期 2014.6.30-2014.7.11
一、设计态度 □严谨认真 □较认真 □不认真 二、设计报告书 计算过程 □完整 □基本完整 □不完整 计算结果 □正确 □基本正确 □错误多 书面撰写 □规范 □较规范 □不规范 教 师 评 语 三、设计图 结构设计 □合理 □基本合理 □不合理 制图水平 □规范 □较规范 □不规范 图面质量 □良好 □中等 □较差 四、综合设计能力 □强 □一般 □较差 五、答辩 □清晰 □基本清晰 □不清晰 教师签名： 日 期： 成 绩 评 定 备 注 成绩： □优 □良 □中 □合格 □不合格
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目录
一、四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路 ........................... 4 二、绘制内燃机机构简图 ............................................. 6 三、绘制连杆机构位置图 ............................................. 6 四、作出机构15个位置的速度和加速度多边形 .......................... 7 五、动态静力分析 .................................................. 10 六、计算飞轮转动惯量（不计构件质量） .............................. 17 七、计算发动机功率 ................................................ 18八、对曲柄滑块进行机构部分平衡 .................................... 19九、排气凸轮（凸轮Ⅱ）的轮廓设计 .................................. 20十、四冲程工作内燃机的循环图 ...................................... 27参考文献 .......................................................... 29
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一、四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路
根据设计任务书，我们需要解决以下问题：凸轮的参数是多少？如何能让机构正常循
环工作？为了解决这个问题，我们需要对整个机构从运动及力学的角度分析。
首先，需要明确四冲程内燃机的工作原理：内燃机是通过吸气、压缩、燃烧、排气四个过程不断重复进行的。如果在四个冲程里完成吸气、压缩、做功（燃烧、膨胀）、排气的循环动作，就叫做四冲程。相应的内燃机叫四冲程内燃机。
第一冲程，即吸气冲程。这时曲轴向下转动，带动活塞向下，同时通过齿轮带动凸轮向下旋转，是凸轮的突起部分顶开进气阀门，雾状汽油和空气混合的燃料被吸入气缸。
第二冲程，即压缩冲程。曲轴带动活塞向上，凸轮的突起部分已经转两个过去，进气阀门被关闭，由于凸轮只转了1/4周，所以排气阀门仍然处于关闭状态。活塞向上运动时，将第一冲程吸入的可燃气体压缩，被压缩的气体的压强达到0.6～1.5兆帕，温度升高到300摄氏度左右。
第三冲程是做功冲程。在压缩冲程末火花塞产生电火花，混合燃料迅速燃烧，温度骤然升高到2000摄氏度左右，压强达到3～5兆帕。高温高压烟气急剧膨胀，推动活塞向下做功，此时曲柄转动半周而凸轮转过1/4周，两个气阀仍然紧闭。
第四冲程是排气冲程。由于飞轮的惯性，曲柄转动，使活塞向上运动，这时由于凸轮顶开排气阀，将废气排出缸外。
四个冲程是内燃机的一个循环，每一个循环，活塞往复两次，曲柄转动两周，进排气阀门各开一次。
图1
1、已知条件：
活塞行程 H=220 (mm) 活塞直径 D＝160（mm）
活塞移动导路相对于曲柄中心的距离 e＝68 (mm)
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