发动机动力学计算实验

课程名称：发动机动力学 课程代码：8200240 发动机动力学计算基本内容

以495型柴油机为例：

一已知条件

缸径D 活塞行程S 压缩比ε 连杆长度L 燃烧室型式 发火顺序 供油提前角 排气提前角 计算转速 95mm 115mm 20 210mm 涡流式 1-3-4-2 18±2°CA 下止点前43°CA 3000，2900，2800，2600r/min

二 动力学计算的主要内容

（一）活塞运动规律的运算

活塞位移x, 速度v，加速度J的计算，并绘制曲线图

x?f(?),v?f?(),J? ?f (（二）曲柄连杆机构的动力计算

1，作用在活塞上的气体压力的计算

A，进气行程

??0?18?CA0

'''——气缸内绝对压力计算时候取pgpg?pg?p0(bar)，pg?pa?0.9p0

p0——大气压力取p0?1bar

B，压缩行程

pg?pa(??180?3?6CA0

Van1s?hcn1，Va——气缸总容积，Va?Vh?Vc )?p0?pa()?p0（bar）

Vcxx?hcVh——气缸工作容积，Vh?Vc——燃烧室容积，Vc??D24?S

Vh ??1Vcx——压缩过

兵工自动化Or na c nd s r t d n e I u t y Au om a i n to

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发动机转子叶片的动力学分析唐驾时，彭海(南大学机械与运载工程学院工程力学系，长沙 4 0 8 )湖 1 0 2

摘要：为更好地了解和掌握发动机叶片的固有振动特性，对某发动机转子叶片进行模态分析和谐响应分析。利 用大型有限元计算软件 A S S采用三维实体单元建立有限元模型，到了不同材质叶片的前 8阶固有频率和振型， NY,得 并将分析结果与实验结果比较。结果表明：钛合金更适合作为叶片的铸造材料；在简谐载荷作用下，叶顶的响应要远大于叶根部的响应值；采用 2节点的三维实体单元计算精度高；定轴转动叶片的离心力载荷主要影响叶片的扭转 0振动频率。

关键词：转子叶片；模态分析；振动；有限元中图分类号：T 2 1 . P 7 2文献标志码：A

T eDy a c a y i fE g n t rBl d h n mi s An l sso n i eRo o a eT n i s i Pe g Ha a

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

桨叶的平面形状主要有哪几种？ 确定桨叶平面形状的参数主要有哪些？ 桨叶的切面形状主要有哪些？

确定桨叶的切面形状的主要参数有哪些？ 什么是桨叶的切面迎角？其正负是如何确定的？ 什么是桨叶角？其方向如何确定？ 什么是桨距和总距？ 什么是来流角？

用作用与反作用定律来说明升力产生的原理？（论述题） 详细说明曲面附面层为什么会产生气流分离现象？（论述题） 影响升力的主要因素有哪些？ 什么叫做临界迎角？

低速运动中，桨叶的阻力主要有哪些？桨叶产生阻力的根本原

因是什么？ 14 15 16 17 18 19

什么是附面层？

附面层形成的主要原因是什么？ 附面层的流态主要有哪几种？ 影响压差阻力的因素主要有哪些？ 什么是桨叶的展长和弦长？ 什么是桨叶的展弦比和根尖比？

20 21 22 23 24 25 26 27 分？ 28

什么是桨叶的翼型，其常见的形状有哪几种？ 桨叶翼型的特点，一般用哪些参数来说明？ 什么是翼弦的相对厚度？ 什么是翼型的最大厚度位置？ 什么是翼型的中弧线？ 什么是翼型的后缘角？

什么是翼型最大弯度和相对弯度？

桨叶各切面的相对气流情况尽管十分复杂，但总是包含哪些部

垂直于桨

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

桨叶的平面形状主要有哪几种？ 确定桨叶平面形状的参数主要有哪些？ 桨叶的切面形状主要有哪些？

确定桨叶的切面形状的主要参数有哪些？ 什么是桨叶的切面迎角？其正负是如何确定的？ 什么是桨叶角？其方向如何确定？ 什么是桨距和总距？ 什么是来流角？

用作用与反作用定律来说明升力产生的原理？（论述题） 详细说明曲面附面层为什么会产生气流分离现象？（论述题） 影响升力的主要因素有哪些？ 什么叫做临界迎角？

低速运动中，桨叶的阻力主要有哪些？桨叶产生阻力的根本原

因是什么？ 14 15 16 17 18 19

什么是附面层？

附面层形成的主要原因是什么？ 附面层的流态主要有哪几种？ 影响压差阻力的因素主要有哪些？ 什么是桨叶的展长和弦长？ 什么是桨叶的展弦比和根尖比？

20 21 22 23 24 25 26 27 分？ 28

什么是桨叶的翼型，其常见的形状有哪几种？ 桨叶翼型的特点，一般用哪些参数来说明？ 什么是翼弦的相对厚度？ 什么是翼型的最大厚度位置？ 什么是翼型的中弧线？ 什么是翼型的后缘角？

什么是翼型最大弯度和相对弯度？

桨叶各切面的相对气流情况尽管十分复杂，但总是包含哪些部

垂直于桨

型模系阀全 图 3
立建
元单宏的中件软 型模系阀单 图 2
。 图如，型模系阀全轴轮凸气排进起 用采，寸尺轴轮凸气排进根整据根 式形构机气配 图 1 3
。示所 图如型模 系阀单的起立建此据。 图如，式形柱挺面平驱直轴轮凸置顶双用采构结系阀机动发该 2.1
立建型模及式形构结系阀
。率效发研和量质品产升提，议建改更化优出提而进 ，题问的在存能可统系个整现发就段阶发研在而从 况情作工的器紧张压液及以 况情力受转 ， ， 运的条链，能性学力动的系阀全析分，统系动驱时正气配个整拟模件软 用应过通，统系动传条链的型典为统系动驱时正气配其，段阶发研于处正机动发某 AVL Excite Timing Drive AVL
：件软用应要主 轴轮凸；器紧张压液；条链；统系动驱时正气配：词键关 。能性的统系 动驱时正气配个整估评，性特态动的器紧张压液及以统系动传条链，统系系阀个整析分，拟 模学力动行进统系动驱时正气配机动发某对，件软 用应文本：要摘 ） 编邮，号 路云紫市肥合，司公限有份股车汽淮江（ 强立徐 析分算计学力动统系动驱时正气配机动发某 AVL Excite Timing Drive 99 230601
2．配气正时驱动系统结构形式及模型搭建
1．前言
Excite T

转动力学实验(一)

【目的】

A.了解转动力学中角加速度、角动量与能量不灭之意义。 B.测量各种不同形状物体之转动惯量。

【仪器】

纸箱内：A型底座(转动轴、光电管、滑轮支架已固定在上面)、铝制长条转动平台(含黑色立

杆)、圆盘、圆环、光电定时器、变压器、游标卡尺。

塑料袋内：黑色方形重锤(含螺丝螺帽)×2、金色50g圆形砝码×2、stop screws(小黑圆螺

丝＋方形螺帽)×2、挂钩、L型六角板手、布尺。

※ 注意：此仪器有许多小零件，请小心保管使用，勿使其松脱或遗落。实验前后清点请务必确实，以避免造成下个使用者困扰

【原理】

一质量为m的质点对一固定轴旋转，定义r为轴到质点的距离，转速或角速度w?切线速度v?rw，若此质点在与r垂直方向受力F，则此质点所受力矩

dvdw????r?F?r?m?sin90??mr2

dtdtdw定义转动惯量I?mr2，角加速度??

dt??则(1)式可写为??I?

d?，dt(1)

(2)

即一转动物体之角加速度大小与所受力矩成正比，其比例常数I表物体转动之难易程度。 若转动的物体是由许多质点组合，则

I??miri

2i?1n(3)

若转动的物体是有大小而非质点，则

I??r2dm

(4)

?dw

申请上海交通大学硕士学位论文

发动机配气机构及链传动系动力学分析及性能优化

学校：上海交通大学

院系：机械与动力工程学院

班级：B0602097班

学号：1060209304

硕士生：刘刚

工程领域：动力机械及工程

导师：周校平

上海交通大学机械与动力工程学院

2009年2月

A Dissertation Submitted to Shanghai Jiao Tong University for

Master Degree

Numerical Simulation of Contact Analysis of Cam-Follower Model by TYCON

Author：Liu Gang

Specialty: Power Machinery and Engineering

Advisor: Prof. Zhou Xiaoping

School of Mechanical Engineering

Shanghai Jiao Tong University

February, 2009

上海交通大学

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学

《汽车发动机原理（车用内燃机）》实验大纲

指导老师 王辉

一、发动机试验的一般常识

（一）试验前的准备

1．了解试验目的；

2．熟悉试验项目程序、试验方法、工况选定以及要求记录的项目； 3．熟悉试验所用的仪器名称、规格、精度、安装方法； 4．了解试验用燃油、润滑油牌号；

5．明确水温、油温、排气温度的控制范围。

（二）试验中的注意事项

1．试验中，应使发动机保持一定的热力状态，特别是影响发动机性能的参数，如：水温、油温，一般情况下保持在80~90℃为宜；

2．发动机必须在工况稳定后方可测量记录参数，各参数测量同时进行。主要参数，如油耗、转速、转矩等。

（三）操作注意事项

1．起动前，应检查机油油量、燃油量及供水系统是否正常，各仪表是否正常；

2．起动后，发动机怠速运转暖机，检查机油压力是否正常，发动机是否漏油、漏水、漏气，是否有异常声音，待油温、水温达到要求值后开始进行试验；

3．调节工况时，加速、加载、减速、减载速度不要太快； 4．运转中，注意测试仪表的指示，倾听发动机的运转声音，观察发

1

动机外观，发现不正常现象应及时采取措施；

5．停机时应缓慢卸掉负荷，再低速运转一段时间，待机油温度降

发 动 机

1.涡喷发动机的工作原理 ？P10

涡喷发动机以空气为介质，进气道将所需的的外界空气以最小的流动损失送到压气机；压气机通过高速旋转的叶片对空气压缩做功，提高空气的压力；空气在燃烧室内和燃油混合燃烧，将燃料化学能转变成热能，生成高温高压燃气；燃气在涡轮内膨胀，将热能转为机械能，驱动涡轮旋转，带动压气机；燃气在喷管内继续膨胀，加速燃气，燃气以较高速度排出，产生推力。

2.涡轮发动机的特征，有几个特性?P P10 P67

特征：发动机作为一个热机，它将燃料的热能转变为机械能，同时作为一个推进器，它利用所产生的机械能使发动机获得推力。

发动机特性包括： 转速特性、高度特性、速度特性。

保持飞机高度和飞机速度不变段情况下，发动机推力和燃油消耗率随发动机转速的变化规律叫发动机转速特性。

在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞机速度不变时，发动机的推力和燃油消耗率随飞机的高度的变化规律叫高度特性。

在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞行高度不变时，发动机的推力和燃油消耗量随飞机速度（或马赫数）的变化规律叫速度特性 3.影响热效率的因素？P18

热效率表明，在循环中加入的热量有多少变为机械功。因素有加热比（涡轮前燃气总温），压气机增压比

发 动 机

1.涡喷发动机的工作原理 ？P10

涡喷发动机以空气为介质，进气道将所需的的外界空气以最小的流动损失送到压气机；压气机通过高速旋转的叶片对空气压缩做功，提高空气的压力；空气在燃烧室内和燃油混合燃烧，将燃料化学能转变成热能，生成高温高压燃气；燃气在涡轮内膨胀，将热能转为机械能，驱动涡轮旋转，带动压气机；燃气在喷管内继续膨胀，加速燃气，燃气以较高速度排出，产生推力。

2.涡轮发动机的特征，有几个特性?P P10 P67

特征：发动机作为一个热机，它将燃料的热能转变为机械能，同时作为一个推进器，它利用所产生的机械能使发动机获得推力。

发动机特性包括： 转速特性、高度特性、速度特性。

保持飞机高度和飞机速度不变段情况下，发动机推力和燃油消耗率随发动机转速的变化规律叫发动机转速特性。

在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞机速度不变时，发动机的推力和燃油消耗率随飞机的高度的变化规律叫高度特性。

在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞行高度不变时，发动机的推力和燃油消耗量随飞机速度（或马赫数）的变化规律叫速度特性 3.影响热效率的因素？P18

热效率表明，在循环中加入的热量有多少变为机械功。因素有加热比（涡轮前燃气总温），压气机增压比