发动机曲轴偏心对降低摩擦损失的应用研究

李欢，刘彤，章家续，李瑞欣，陈尚尚

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

概述

随着人们对美好环境的追求，国家排放法规和油耗要求越来越严苛，汽车行业针对发动机，开展了系列减排和降低油耗的深入研究，如小型化、热管理、泵气损失、能量管理、降低摩擦损失等。本文从降低曲轴系的摩擦损失其中一种方案进行详细阐述。根据经验，发动机最大有13kw是摩擦损失，这部分损失是我们需要降低的重点。产生摩擦损失的零件有活塞连杆组、曲轴、前端轮系、凸轮轴、气门和挺柱等，其中，曲轴和活塞连杆的摩擦损失占总机械摩擦损失的40%，若降低此部分的摩擦损失，将对发动机的节能减排有一定的贡献。

内燃机中采用曲柄连杆机构的型式很多，按运动学观点可分为三类，即：中心曲柄连杆机构、偏心曲柄连杆机构和主副连杆式曲柄连杆机构。其中，中心曲柄连杆机构的特点是气缸中心线通过曲轴的旋转中心，并垂直于曲柄的回转轴线，这种型式的曲柄连杆机构在内燃机中应用最为广泛。偏心曲柄连杆机构（简称曲轴偏心）是指曲轴的旋转中心偏离中心线一段距离，最大爆发压力出现时的连杆摆角在膨胀过程中减小，活塞侧压力随之减小，可降低活塞组件摩擦损失。本文研究的某发动机曲轴向主推力侧偏心布置8mm。通过计算，对比曲轴偏心与中心布置活塞的速度特性及活塞对缸孔的侧向力，研究对摩擦损失的影响。

1 计算过程

1.1 发动机缸内压力曲线如下：

图1 缸内压力曲线

1.2 建立计算模型

图2 中心曲柄连杆机构简图

图3 偏心曲柄连杆机构简图

由发动机相关参数可知：

对于中心曲柄连杆机构：

郜教授提出，两个小数相乘已失去了“相同加数求和”的含义，对于一个算式，如果仅知道怎么算，不知道何时这样算，显然是计算教学的缺失，他认为小数乘法的起点不应该是怎样算的问题，而是如何理解两个小数相乘的过程。

l=0.1337m，r=0.0424m，连杆比λ=r/l=0.31713；

综上所述，在互联网时代，实现传统媒体和新媒体的融合，是长期且具有挑战性的一项任务。传统媒体与新媒体有着不同的传播方式，但是也具备不同的优势和文化价值，所以，广播电视行业要对自己的弊端进行及时改正，同时融合新媒体的优点，提升自身的新颖性和质量。因此，行业首先要做到的就是明确广播电视媒体的发展目标，再根据国家行业相关的要求，在不违反规定的前提下创新技术，构建与客户之间全新的用户关系，遵循市场规律，从用户的习惯和实际需求出发，打造成熟的专业团队，进一步为广播电视媒体与互联网思维的融合提供后备力量，进一步促进国内媒体行业的发展。

对于偏心曲柄连杆机构，

1.3 活塞运动特性计算

由《内燃机设计》可知，中心曲柄连杆机构的活塞速度Vc简化表达式：

活塞上止点处加速度即α=2.601°时，actop=14377.020 m/ s2

中心曲柄连杆机构的活塞加速度ac简化表达式：

偏心曲柄连杆机构的活塞速度Vo简化表达式：

偏心曲柄连杆机构的活塞加速度ao简化表达式：

取额定功率点即4850rpm带入计算，并带入以上参数，可得：

苏区干部的言传身教，示范带动了苏区工农群众反陋俗文化，使他们思想轻松、精神愉悦，“常常有感觉现在生活满意的表示”，从落后愚昧生活形态向健康文明生活形态转变。正如《赣西南(特委)刘士奇给(中央的综合)报告》指出：“没有人敬神，菩萨都烧了。庙宇祠堂变成了农民工人士兵的政府办公室，或者是游戏场”“许多农民的家里以前贡(供)着家神‘天地君亲师位’的，现在也换以‘马克思及诸革命先烈精神’”[4]P356。

两种机构的活塞运动特性曲线对比如图4图5所示，

图4 活塞速度曲线对比

图5 活塞加速度曲线对比

当活塞加速度为零时，活塞速度最大。

那是个长着一对猫眼的女人，把红色的凯迪拉克小轿车停在建材城的门口，牵着金毛狗去了高档家具厅。大福在后面盯着她。能开凯迪拉克车的是有钱人，能养金毛宠物的是有钱人，能买紫檀木家具的更得是有钱人。几个因素综合起来，大福断定这女人是个非常有钱的人！他心里窃喜，找了个理想位置蹲着。等猫眼女人订完家具抱着金毛犬出来，喜滋滋地坐上凯迪拉克轿车，系好完全带。当猫眼女人把凯迪拉克小轿车开到家具城门口，刚要加速时，大福噌地冲出去，凯迪拉克小轿车的前杠正好不轻不重地撞到他屁股上。他大叫一声，向前一跃摔倒在地上，顺势把手里的红墨水倒在地上。

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

对于中心曲柄连杆机构，

孙日东，郭立新，程明建，等.贝塞尔高斯光束在各向异性湍流中的传输特性[J].光子学报，2018，47(12)：1201002

活塞上止点处加速度即α=0°时，

actop= 14406.713m/s2

Pj=mj*a

actop= -7469.203 m/s2

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

文[1]给出了用空间向量与三角函数的解决问题的方法,得到了一般性的结论,拜读后很受启发.然而,从应用于教学的角度来看,感到有进一步完善的必要.也就是解决问题的过程对学生来说稍显复杂,数学基础一般的学生,很可能会满怀好奇地开始,未多久便被烦琐的运算弄得晕头转向,最后可能无功而返,这可能不利于培养学生数学学习的积极情感.由此引发了笔者的思考,为使该问题的教学价值得以充分发挥,是否有较为简洁、在教师引导下学生容易发现或容易接受的解决问题的方法呢?

不必在每笔交易之前都进行资信调查，多数时候厂家可直接参考已设定的经销商信用额度做决策。对于欠款较多或超过信用额度的经销商，必须定期进行资信调查；至于在信用额度内或欠款较少的经销商，则不必经常大费周折，可采取不定期方式，进行小范围的资信调查，从而节省资信调查的人力、物力和时间等成本。

活塞下止点处加速度即α=184.989°时，actop=-7484.330 m/s2

表1 活塞运动特性对比表

1.4 活塞侧向力计算

图6 活塞受力简图

作用在活塞顶面上的工质有效压力 Pg与作用在活塞销中心的往复惯性力Pj均沿缸孔中心，所以二者合力可直接相加：

mj：运动件往复质量，由表1可知

活塞下止点处加速度即α=180°时，

对于偏心曲柄连杆机构：

P=Pg+Pj

mj=430.9g；

高校的信息化发展经历的校园局域网到数字校园再到智慧校园3个阶段，在发展过程中，“重应用轻安全”的思想还是比较严重的。投入主要对应用系统的功能建设，网络安全的投入不足，对网络数字安全的意识不强。没有从根本上意识到，数据资源是智慧校园中最重要的资源。保障数据资源的安全是大数据时代下智慧校园建设中重中之重的工作。

头孢丙烯掩味微丸的制备及其丸芯的处方工艺优化…………………………………………………… 王 玮等（19）：2622

a：活塞加速度，

由图6可知活塞侧向力PN= P*tgβ

选取4500rpm，并选取最大爆发压力前后共5个曲轴相位点进行比较计算。

由图1缸内压力曲线可知，

最大爆发压力Pmax=7.44Mpa，

最大爆发压力的相位角α=34°，由正弦定理：l/sinα=r/sinβ，求得

中心曲柄连杆机构β=7.411°

偏心曲柄连杆机构β=7.402°

李叔浅：恨水先生，又写了个悲剧。我最不爱悲剧。因为人生本来已经是场悲剧。悲剧不是我想说的，我想说的是，

计算结果如表2所示：

表2 活塞侧向力对比表

2 结果分析

由中心曲柄连杆机构和偏心曲柄连杆结构的运动学和动力学分析结果，参见表1和表2，可知：

1）曲轴偏心8mm后活塞最大速度：活塞下行时最大速度降低0.089%，活塞上行时最大速度增加0.071%；

好，你去吧。我明天中午回，记得给我留一盘，别给你妈都送去。好久没吃你包的饺子了……哎，来了来了……老婆，大家催我了，就这样，我挂了。

2）曲轴偏心8mm后活塞平均速度：增加0.202%；

3）曲轴偏心8mm后活塞加速度：上止点处加速度降低0.206%，下止点处加速度增加0.203%；也就是曲轴偏心后的活塞的运动特性影响了缸内进气，但影响较小可忽略不计。

曲轴偏心8mm后活塞主推力侧侧向力降低，在4500rpm最大爆发压力点为，侧向力降低了0.121%，相较非偏心设计，摩擦损失有一定的降低。

如果学校不结合产业，“闭门造车”培养出来的人才肯定不适应生产一线，行业企业不参与人才培养模式的制定、课程的设置等，也将制约职业教育的发展。因此，鼓励行业企业深度参与职业院校的教学内容的设置势在必行。如从职业院校的校级到系部级别，都要设立专业建设指导委员会，主要由行业企业的现场专家组成。人才培养方案的制定要通过专业建设指导委员会的审定。

3 结语

通过本文某发动机曲轴偏心布置与曲轴中心布置计算对比分析，主推力侧的侧向力降低了约0.2%，可有效的降低发动机的摩擦损失，提高发动机的机械效率。曲轴偏心布置对整机的整体包络影响较小，因此对一般的发动机很容易实现曲轴偏心布置，具有实际应用意义。

[1] 吴兆汉等.内燃机设计.[M]北京理工大学出版社.

[2] 张宝成,苏铁雄,张林先.内燃机动力学.[M]国防工业出版社.