典型机械构造课程报告黄榕海

1、典型机械构造课程报告轴向柱塞泵工作原理及摩托车发动机原理结构分析 姓名： 黄榕海 班级： 130908 学号： 13090811 指导老师： 耿爱农 学校： 五邑大学 时间： 2014/6/27 目录1.1 柱塞泵 11、 轴向柱塞泵的概述 12、 轴向柱塞泵的重要结构特点 22.2 摩托车发动机 51、 摩托车发动机的概述 52、 摩托车发动机的传动系统 83、 摩托车发动机的结构特点 93.3 典型机械机构零件测绘和装配图114.4总结131.1 柱塞泵一、轴向柱塞泵的概述柱塞泵的工作原理 轴向柱塞泵是将多个柱塞配置在一个共同缸体的圆周上,并使柱塞中心线和缸体中心线平行的一种泵。轴向柱塞泵

2、有两种形式,直轴式(斜盘式)和斜轴式(摆缸式),如图1-1所示为直轴式轴向柱塞泵的工作原理,这种泵主体由缸体1、配油盘2、柱塞3和斜盘4组成。柱塞沿圆周均匀分布在缸体内。斜盘轴线与缸体轴线倾斜一角度,柱塞靠机械装置或在低压油作用下压紧在斜盘上(图中为弹簧),配油盘2和斜盘4固定不转,当原动机通过传动轴使缸体转动时,由于斜盘的作用,迫使柱塞在缸体内作往复运动,并通过配油盘的配油窗口进行吸油和压油。如图1-1中所示回转方向,当缸体转角在2范围内,柱塞向外伸出,柱塞底部缸孔的密封工作容积增大,通过配油盘的吸油窗口吸油;在0范围内,柱塞被斜盘推入缸体,使缸孔容积减小,通过配油盘的压油窗口压油。缸体每转

3、一周,每个柱塞各完成吸、压油一次,如改变斜盘倾角,就能改变柱塞行程的长度,即改变液压泵的排量,改变斜盘倾角方向,就能改变吸油和压油的方向,即成为双向变量泵。轴向柱塞泵的主要组成部分及作用 如下图1-2所示直轴式轴向柱塞泵的结构。柱塞的球状头部装在滑履4内，以缸体作为支撑的弹簧9通过钢球推压回程盘3，回程盘和柱塞滑履一同转动。在排油过程中借助斜盘2推动柱塞作轴向运动；在吸油时依靠回程盘、钢球和弹簧组成的回程装置将滑履紧紧压在斜盘表面上滑动,弹簧9一般称之为回程弹簧,这样的泵具有自吸能力。在滑履与斜盘相接触的部分有一油室,它通过柱塞中间的小孔与缸体中的工作腔相连,压力油进入油室后在滑履与斜盘的接触

4、面间形成1了一层油膜,起着静压支承的作用,使滑履作用在斜盘上的力大大减小,因而磨损也减小。传动轴8通过左边的花键带动缸体6旋转,由于滑履4贴紧在斜盘表面上,柱塞在随缸体旋转的同时在缸体中作往复运动。缸体中柱塞底部的密封工作容积是通过配油盘7与泵的进出口相通的。随着传动轴的转动,液压泵就连续地吸油和排油。 轴向柱塞泵具有多种变量形势满足用户的要求，它广泛适用于机床锻压、冶金、工程、矿山、船舶等机械及其他液压传动系统中。二、轴向柱塞泵的重要结构特点 斜盘式轴向柱塞泵的重要结构包括配流盘、静压平衡滑履、柱塞的回程结构变量机构。 其中存在三个重要摩檫副滑靴与斜盘、缸体与配流盘、柱塞与缸体。 配流盘的结

5、构下图1-4中的配流盘结构特点：1）配流盘除了有配流窗口a、b外，还有一条环形卸荷槽f，卸荷槽f经若干径向槽与泵体上的泄油口相通，使直径超过卸荷槽的配流盘端面上的压力降低到零，保证配流盘端面可靠贴合。2）两个通孔c（相当于叶片泵的配流盘上的三角槽）起减少冲击、降低噪音的作用。四个盲孔起储油润滑作用。 滑靴的静压支撑结构 为防止磨损，一般轴向柱塞泵都在柱塞头部装一滑靴。滑靴是按静压轴承原理设计的，缸体中的压力油经过柱塞球头中间小孔流入滑靴油室，使滑靴和斜盘间形成液体润滑。静压平衡滑履 若柱塞球头与斜盘之间直接以点接触，则接触应力大，极易磨损，故一般轴向柱塞泵都在柱塞头部装一滑履，改点接触为面接触

6、；同时柱塞和滑履上开有轴向小孔，使柱塞和滑履、滑履和斜盘的接触面间隙形成油膜，起静压润滑支承作用，减小了相对运动零件表面的磨损，以利于泵在高压下工作。变量控制机构 在斜盘式轴向柱塞泵中，通过改变斜盘倾角的大小就可调节泵的排量，变量机构的结构形式是多种多样的。变量机构主要有：（1）手动变量机构；（2）手动伺服变量机构；（3）液压伺服变量机构。 下图1-7所示，当用手轮1使调节螺杆2，带动变量活塞4沿轴向移动，通过销轴7使斜盘8绕其耳轴转动，实现倾角大小和方向的改变，从而改变排量的大小和液流方向。 2.2 摩托车发动机1、 摩托车发动机的概述摩托车发动机的工作原理 一般摩托车是四冲程发动机工作时分

7、为四个行程如下图2-1:进气行程：活塞在上止点前某一规定曲柄转角时，进气门开启，可燃混合气被吸入气缸。当活塞由上止点向下止点运动，排气阀则在上止点某一规定的曲轴转角时关闭，同时活塞上方的气缸容积增大，使气缸形成真空度可燃混合气继续通过进气门吸入。当活塞行至下止点后某一规定曲柄转角时，进气门关闭，此时，进气工作过程结束。压缩行程：活塞由下止点向上止点运动，当进气工作过程终了时，进气门和排气门都处于关闭状态，此时气缸内的可燃混合气开始被压缩。燃烧膨胀作功行程：在压缩行程，当活塞向上行至上止点前某一规定曲柄转角时，火花塞电极间发出火花，将被压缩的可燃混合气点燃。燃烧着的可燃混合气使气缸内的温度和压力

8、急剧升高，活塞则在此高温高压气压作用下，再由上止点向下止点运动，且通过连杆驱使曲轴旋转而作有用功。排气行程：在燃烧膨胀行程，当活塞行至下止点前某一规定曲轴转角时，排气阀开启，废气即通过排气门开始排出。曲轴仍继续旋转，并推动活塞再由下止点向上止点运动。将废气推出气缸。此排气过程直到活塞行至上止点后某一规定曲轴转角，排气门被关闭时终止。 摩托车发动机的组成配气机构 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入。气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。曲柄连杆机构

9、曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。燃料供给系统 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去。 润滑系统 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油

10、滤清器和一些阀门等组成。冷却系统 冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。点火系统 在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。起动系统要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才

11、能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。二、摩托车发动机的传动系统 摩托车发动机传动系统主要由离合器、变速器 、二次传动装置等零部件组成。 离合器 离合器是设在发动机与变速箱之间的一个装置，它的主要作用就是用来传递或切断发动机的动力。传递动力的目的是让车辆前进；切断动力的目的通常是为了便于换档，因为如果不切断动力，变速箱内主动齿轮和被动齿轮就很难同步，也就不容易换档。变速器 实现变速的关键部件是套在输出轴上的滑套，它通过花键与输出轴连接，带动轴体旋转。驾驶者通过拔叉控制滑套与旋转齿轮的接合。滑套

12、上面有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动力从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离，达到换档的目的。摩托车起动扭矩小，它没有液力变扭器那一套东西，主要依靠离心式离合器进行变速。传动系统 可用三种基本方式将发动机功率传递给摩托车后轮：链条、皮带或轴。链条主减速器系统是目前最常用的方式。在此系统中，将安装在输出轴上的链轮（即变速器中的轴）连接到通过金属链附加在摩托车后轮的链轮上。变速器转动较小的前部链轮时，沿着链条将功率传递给更大的后部链轮，然后转动后轮。这类系统必须润滑和调整，且由于链条伸长和链轮磨损，还需定期更换

13、。发动机中的摩擦副和转动副曲柄与连杆组成一转动副，活塞与气缸组成一摩擦副，轴套与花键轴组成摩擦副，花键齿轮与与花键轴组成一摩擦副，活塞与连杆组成一转动副。三、摩托车发动机的结构特点1、转速高、升功率大2、小功率发动机结构特点广泛采用二冲程发动机其结构简单且制造成本低；为了提高进气量 阀或旋转圆盘阀进气系统来提高亢气效率；采用风冷却即利用摩托车行驶的迎风进行冷却;单缸汽油机一舶采用蓄电池点火或磁电机点火;燃烧宝形状一般采用半球形结构，这种结构换气效率高、热损失小，适用高速运转;功率发动机这杆的大、小头采用滚针轴承，适用高转速;润滑方式采用掺油雾化润滑，这种简单润滑方式会导致活塞顶积炭增

14、多、废气污染和润滑泊消耗量大u因此，现代摩托车上采用分离润滑装置;小功率发动机的化油器一般没有加速和省油装置;发动机在车架放男早卧式、直立式或前倾斜式。3、金属材料采用质量轻、散热性好的铝合金来制造机体 3.3 典型机械机构零件测绘和装配图柱塞泵配流盘零件图的绘制柱塞泵配流盘部分零件装配图摩托车发动机零件图的绘制摩托车发动机部分零件装配图 4.4总结 在这次典型机械构造学习的过程中，我获益匪浅，不但加强了我的绘图能力，还有这次设计，让我们对基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练，为以后的设计工作打下了较好基础。通过此次设计使我们获得基本能力的感性知识，理论联系实际，扩大知识面;同时这又是锻炼和培养学生能力及素质的重要渠道，培养学生具有吃苦耐劳的精神，也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径，逐