發動機曲軸偏心對降低摩擦損失的應用研究

李歡，劉彤，章家續，李瑞欣，陳尚尚

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

概述

隨著人們對美好環境的追求，國家排放法規和油耗要求越來越嚴苛，汽車行業針對發動機，開展了系列減排和降低油耗的深入研究，如小型化、熱管理、泵氣損失、能量管理、降低摩擦損失等。本文從降低曲軸系的摩擦損失其中一種方案進行詳細闡述。根據經驗，發動機最大有13kw是摩擦損失，這部分損失是我們需要降低的重點。產生摩擦損失的零件有活塞連桿組、曲軸、前端輪系、凸輪軸、氣門和挺柱等，其中，曲軸和活塞連桿的摩擦損失占總機械摩擦損失的40%，若降低此部分的摩擦損失，將對發動機的節能減排有一定的貢獻。

內燃機中采用曲柄連桿機構的型式很多，按運動學觀點可分為三類，即：中心曲柄連桿機構、偏心曲柄連桿機構和主副連桿式曲柄連桿機構。其中，中心曲柄連桿機構的特點是氣缸中心線通過曲軸的旋轉中心，并垂直于曲柄的回轉軸線，這種型式的曲柄連桿機構在內燃機中應用最為廣泛。偏心曲柄連桿機構（簡稱曲軸偏心）是指曲軸的旋轉中心偏離中心線一段距離，最大爆發壓力出現時的連桿擺角在膨脹過程中減小，活塞側壓力隨之減小，可降低活塞組件摩擦損失。本文研究的某發動機曲軸向主推力側偏心布置8mm。通過計算，對比曲軸偏心與中心布置活塞的速度特性及活塞對缸孔的側向力，研究對摩擦損失的影響。

1 計算過程

1.1 發動機缸內壓力曲線如下：

圖1 缸內壓力曲線

1.2 建立計算模型

圖2 中心曲柄連桿機構簡圖

圖3 偏心曲柄連桿機構簡圖

由發動機相關參數可知：

對于中心曲柄連桿機構：

郜教授提出，兩個小數相乘已失去了“相同加數求和”的含義，對于一個算式，如果僅知道怎么算，不知道何時這樣算，顯然是計算教學的缺失，他認為小數乘法的起點不應該是怎樣算的問題，而是如何理解兩個小數相乘的過程。

l=0.1337m，r=0.0424m，連桿比λ=r/l=0.31713；

綜上所述，在互聯網時代，實現傳統媒體和新媒體的融合，是長期且具有挑戰性的一項任務。傳統媒體與新媒體有著不同的傳播方式，但是也具備不同的優勢和文化價值，所以，廣播電視行業要對自己的弊端進行及時改正，同時融合新媒體的優點，提升自身的新穎性和質量。因此，行業首先要做到的就是明確廣播電視媒體的發展目標，再根據國家行業相關的要求，在不違反規定的前提下創新技術，構建與客戶之間全新的用戶關系，遵循市場規律，從用戶的習慣和實際需求出發，打造成熟的專業團隊，進一步為廣播電視媒體與互聯網思維的融合提供后備力量，進一步促進國內媒體行業的發展。

對于偏心曲柄連桿機構，

1.3 活塞運動特性計算

由《內燃機設計》可知，中心曲柄連桿機構的活塞速度Vc簡化表達式：

活塞上止點處加速度即α=2.601°時，actop=14377.020 m/ s2

中心曲柄連桿機構的活塞加速度ac簡化表達式：

偏心曲柄連桿機構的活塞速度Vo簡化表達式：

偏心曲柄連桿機構的活塞加速度ao簡化表達式：

取額定功率點即4850rpm帶入計算，并帶入以上參數，可得：

蘇區干部的言傳身教，示范帶動了蘇區工農群眾反陋俗文化，使他們思想輕松、精神愉悅，“常常有感覺現在生活滿意的表示”，從落后愚昧生活形態向健康文明生活形態轉變。正如《贛西南(特委)劉士奇給(中央的綜合)報告》指出：“沒有人敬神，菩薩都燒了。廟宇祠堂變成了農民工人士兵的政府辦公室，或者是游戲場”“許多農民的家里以前貢(供)著家神‘天地君親師位’的，現在也換以‘馬克思及諸革命先烈精神’”[4]P356。

兩種機構的活塞運動特性曲線對比如圖4圖5所示，

圖4 活塞速度曲線對比

圖5 活塞加速度曲線對比

當活塞加速度為零時，活塞速度最大。

那是個長著一對貓眼的女人，把紅色的凱迪拉克小轎車停在建材城的門口，牽著金毛狗去了高檔家具廳。大福在后面盯著她。能開凱迪拉克車的是有錢人，能養金毛寵物的是有錢人，能買紫檀木家具的更得是有錢人。幾個因素綜合起來，大福斷定這女人是個非常有錢的人！他心里竊喜，找了個理想位置蹲著。等貓眼女人訂完家具抱著金毛犬出來，喜滋滋地坐上凱迪拉克轎車，系好完全帶。當貓眼女人把凱迪拉克小轎車開到家具城門口，剛要加速時，大福噌地沖出去，凱迪拉克小轎車的前杠正好不輕不重地撞到他屁股上。他大叫一聲，向前一躍摔倒在地上，順勢把手里的紅墨水倒在地上。

由 ac=0，可得α=72.72°Vcmax=22.500m/s；α=287.27°Vcmax=-22.500 m/s

由 ao=0，可得α=72.72°Vomax=22.480m/s；α=287.27°Voma=22.516 m/s

對于中心曲柄連桿機構，

孫日東，郭立新，程明建，等.貝塞爾高斯光束在各向異性湍流中的傳輸特性[J].光子學報，2018，47(12)：1201002

活塞上止點處加速度即α=0°時，

actop= 14406.713m/s2

Pj=mj*a

actop= -7469.203 m/s2

l=0.13386mm，r=0.0424m，連桿比λ=r/l=0.31675，e=0.008m，偏心率ξ=e/r=0.18868；

文[1]給出了用空間向量與三角函數的解決問題的方法,得到了一般性的結論,拜讀后很受啟發.然而,從應用于教學的角度來看,感到有進一步完善的必要.也就是解決問題的過程對學生來說稍顯復雜,數學基礎一般的學生,很可能會滿懷好奇地開始,未多久便被煩瑣的運算弄得暈頭轉向,最后可能無功而返,這可能不利于培養學生數學學習的積極情感.由此引發了筆者的思考,為使該問題的教學價值得以充分發揮,是否有較為簡潔、在教師引導下學生容易發現或容易接受的解決問題的方法呢?

不必在每筆交易之前都進行資信調查，多數時候廠家可直接參考已設定的經銷商信用額度做決策。對于欠款較多或超過信用額度的經銷商，必須定期進行資信調查；至于在信用額度內或欠款較少的經銷商，則不必經常大費周折，可采取不定期方式，進行小范圍的資信調查，從而節省資信調查的人力、物力和時間等成本。

活塞下止點處加速度即α=184.989°時，actop=-7484.330 m/s2

表1 活塞運動特性對比表

1.4 活塞側向力計算

圖6 活塞受力簡圖

作用在活塞頂面上的工質有效壓力 Pg與作用在活塞銷中心的往復慣性力Pj均沿缸孔中心，所以二者合力可直接相加：

mj：運動件往復質量，由表1可知

活塞下止點處加速度即α=180°時，

對于偏心曲柄連桿機構：

P=Pg+Pj

mj=430.9g；

高校的信息化發展經歷的校園局域網到數字校園再到智慧校園3個階段，在發展過程中，“重應用輕安全”的思想還是比較嚴重的。投入主要對應用系統的功能建設，網絡安全的投入不足，對網絡數字安全的意識不強。沒有從根本上意識到，數據資源是智慧校園中最重要的資源。保障數據資源的安全是大數據時代下智慧校園建設中重中之重的工作。

頭孢丙烯掩味微丸的制備及其丸芯的處方工藝優化…………………………………………………… 王 瑋等（19）：2622

a：活塞加速度，

由圖6可知活塞側向力PN= P*tgβ

選取4500rpm，并選取最大爆發壓力前后共5個曲軸相位點進行比較計算。

由圖1缸內壓力曲線可知，

最大爆發壓力Pmax=7.44Mpa，

最大爆發壓力的相位角α=34°，由正弦定理：l/sinα=r/sinβ，求得

中心曲柄連桿機構β=7.411°

偏心曲柄連桿機構β=7.402°

李叔淺：恨水先生，又寫了個悲劇。我最不愛悲劇。因為人生本來已經是場悲劇。悲劇不是我想說的，我想說的是，

計算結果如表2所示：

表2 活塞側向力對比表

2 結果分析

由中心曲柄連桿機構和偏心曲柄連桿結構的運動學和動力學分析結果，參見表1和表2，可知：

1）曲軸偏心8mm后活塞最大速度：活塞下行時最大速度降低0.089%，活塞上行時最大速度增加0.071%；

好，你去吧。我明天中午回，記得給我留一盤，別給你媽都送去。好久沒吃你包的餃子了……哎，來了來了……老婆，大家催我了，就這樣，我掛了。

2）曲軸偏心8mm后活塞平均速度：增加0.202%；

3）曲軸偏心8mm后活塞加速度：上止點處加速度降低0.206%，下止點處加速度增加0.203%；也就是曲軸偏心后的活塞的運動特性影響了缸內進氣，但影響較小可忽略不計。

曲軸偏心8mm后活塞主推力側側向力降低，在4500rpm最大爆發壓力點為，側向力降低了0.121%，相較非偏心設計，摩擦損失有一定的降低。

如果學校不結合產業，“閉門造車”培養出來的人才肯定不適應生產一線，行業企業不參與人才培養模式的制定、課程的設置等，也將制約職業教育的發展。因此，鼓勵行業企業深度參與職業院校的教學內容的設置勢在必行。如從職業院校的校級到系部級別，都要設立專業建設指導委員會，主要由行業企業的現場專家組成。人才培養方案的制定要通過專業建設指導委員會的審定。

3 結語

通過本文某發動機曲軸偏心布置與曲軸中心布置計算對比分析，主推力側的側向力降低了約0.2%，可有效的降低發動機的摩擦損失，提高發動機的機械效率。曲軸偏心布置對整機的整體包絡影響較小，因此對一般的發動機很容易實現曲軸偏心布置，具有實際應用意義。

[1] 吳兆漢等.內燃機設計.[M]北京理工大學出版社.

[2] 張寶成,蘇鐵雄,張林先.內燃機動力學.[M]國防工業出版社.