往復機的基本結構方案，是利用曲軸連桿機構，將活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動。

由于活塞的往復運動所造成的慣性力和慣性力矩，不能得到完全平衡，這是往復機結構本身存在的缺陷。

這些不平衡的力和力矩，隨著發動機轉速的提高而急劇增大，作用在發動機軸承上的慣性負荷顯著增加，并引起振動和噪音的增大。

特別是隨著發動機不斷向高速發展時，活塞連桿機構和氣閥機構表現出明顯的弊病。

同時，活塞的平均速度，由于受到現有金屬材料性能的限制，通常不得超過允許值，也限制了往復機向高速方向發展。

加之往復機的運動機構復雜，這些因素是往復機進步提高功率降低重量和體積的嚴重障礙。

而旋轉發動機機與往復式發動機比較，它的優點是結構簡單，體積小，重量輕，發動機振動很小，動轉平穩，此外制造成本也比較低。

特別是在要求發動機高轉速大功率的使用場合，轉子發動機的優越性就更為突出。

但是，轉子發動機也還存在著不少問題，例如低速動力性差，起動性能和耐久性也有待進步提高等等。

基于以上幾種原因，我們希望有種發動機能夠定程度上結合了旋轉發動機與往復發動機的優點。

即具有旋轉發動機的旋轉特性，也具有往復機的曲柄連桿機構。

它能夠利用旋轉特性很好地解決曲柄連桿機構存在的慣性力問題，而且根除了四桿機構的急回特性。

而正在此時，老師向我們提出了晉江企業已經設計出了種擺動發動機，而且做成了樣機，還成功發動起來。

只是這個樣機結構設計時存在著些不合理性，以至于后來發生了故障。

由于這種擺動發動機具有較好的市場開拓前景，我們在對樣機的理解上大膽地提出了改進與創新。

而所有的這些我們都將在下面的文章中做出詳細的說明。

往復發動機基本工作原理.二沖程發動機工作原理及換氣過程汽油機是將汽油和空氣混合成可燃混合氣，然后進入氣缸用電火花點燃。

首先，我們以曲柄軸箱掃氣二沖程發動機為例說明下二沖程汽油機的工作過程。

二沖程汽油機的工作沖程如下工作原理．第沖程活塞自下止點向上移動，三個氣孔被關閉后，在活塞上方，已進入氣缸的可燃混合氣體被壓縮而活塞下方的曲柄軸箱內因容積增大，形成定的真空度，在進氣孔露出時，可燃混合氣體自化油器經進氣孔流入曲柄軸箱內。

擺動，活塞，發動機，結構設計，畢業設計，全套，圖紙內容提要內燃機的發明，帶動了汽車的發展，給世人在“行”上帶來極大的便利，使得窨距離縮小，人們的工作速度得以提高。

內燃機是發動機的種。

發動機是把種形式的能轉變為機械能的機器。

發動機是汽車拖拉機飛機和船舶等動力機械的動力之源，是它們的“心臟”，其性能是決定這些機器使用性能好壞的關鍵。

往復式發動機由于受自身結構的限制，已經不太適用于高轉速大功率的工作場合。

通過對往復式發動機與旋轉式發動機的結構特點與工作原理進行對比分析后。

作者試求設計種能夠結合往復式發動機與旋轉式發動機特點于身的新型發動機擺動活塞式發動機。

首先，針對擺動活塞式發動機的工作原理進行設計與分析。

這種新型發動機既具備傳統發動機的曲柄連桿機構，又具備了旋轉式發動機的旋轉特性。

它利用扇形活塞轉子在定角度范圍內旋轉的擺動，通過活塞銷帶動曲柄連桿機構的運動，最終將力傳到曲軸上作為動力輸出。

其次，針對擺動活塞式發動機的總體結構進行設計。

即主要針對發動機的重要傳動機構曲柄連桿機構進行結構分析與設計，其中包括發動機氣缸燃燒室活塞連桿組以及曲軸等部件的結構設計與分析。

最后，借鑒目前廣泛使用的發動機輔助機構冷卻系統與潤滑系統。

對冷卻與潤滑系統的結構及部件進行分析介紹，以致能充分完善發動機的總體結構。

關鍵詞發動機擺動式發動機掃氣作用浮式連接包瓦現象平衡重擺動活塞式發動機工作原理.工作原理.曲柄搖桿機構傳動分析擺動活塞式發動機結構設計.傳統發動機的組成結構介紹.曲柄連桿機構的設計.主軸的設計.氣缸端蓋及軸承蓋的設計.裝配草圖潤滑系統.潤滑的作用與設計要求.幾種常見的潤滑方式.潤滑系統的設計冷卻系統.傳統發動機水冷卻系統的組成.冷卻系統的設計總結參考文獻致謝附錄前言內燃機的發明，帶動了汽車的發展，給世人在“行”上帶來極大的便利，使得窨距離縮小，人們的工作速度得以提高。

近年來隨著電子技術的發展，又使汽車發動機如虎添翼，成為高新技術的集成。

汽車用內燃機作動力并發展成為支柱產業，在歷史上有幾次革命性的進步，第次是石油作為內內燃機的燃料，這使發動機擺脫了最初建立在煤氣為燃料基礎上的固定式發動機，從而邁向移動式的車用動力。

第二次革命是汽車生產的工業化。

第三次是電子技術與發動機技術相結合。

電子技術最初在汽油機上的應用是實現電子點火，然后到電控燃油噴射，至今天點火和噴射的集成管理。

兩楔形塊的位置確定出來，從而完成氣缸的尺寸設計。

活塞連桿組的設計．扇形活塞的設計考慮到力如果從主軸輸出的話，主軸的尺寸就會顯得比較大，整個結構都會因此而顯得比較龐大，為此我們將搖桿定在活塞上，即將活塞銷置于活塞上的小孔內活塞銷孔。

因此活塞方面隨著氣體的壓力，方面又要將力通過活塞銷傳給連桿。

它直接承愛高溫高壓的燃氣壓力，并在氣缸中高速往復運動。

圖為活塞的示意圖圖參考樣機的設計以及考慮活塞的強度要求，我們先將扇形活塞的角度定為左右，其寬度與氣缸寬度致均為。

扇形活塞下方的直板為掃氣板，其作用就是將氣體充分地掃進燃燒室內。

而為了便于實現活塞與活動缸壁的密封，我們將扇形活塞與活動缸壁做成體，因此我們從上圖中便可看出，扇形活塞后加突出的圓盤即為活動缸壁。

由于還要在活動缸壁上加工出環槽用以密封，因此，缸壁的半徑取，厚度取，缸壁的半徑決定了氣缸臺階的半徑也為。

掃氣板由于也要開密封槽，厚度也取。

而扇形活塞內徑則依主軸進行設計，這在下面的設計中再做介紹。

．搖桿長度的設計扇形活塞上半部有小孔即為活塞銷孔。

活塞銷孔中心到扇形活塞中心的距離即為搖桿的長度。

由扇形活塞的受力可知，扇形活塞的側面受到力作用。

其力的作用中心約位于扇型活塞直徑的處，即是.考慮到機構設計數據的簡單和連桿與主軸的干涉，取大值，定為。

這樣在整個曲柄搖桿機構中搖桿的長度就出來了。

．扇形活塞材料的選擇由于活塞承受高溫氣體的加熱，般最高燃燒溫度高達度以上，活塞側面最高溫度達度，這會使材料的機械強度顯著下降。

同時，活塞在氣缸中高速運動，活塞與氣缸壁之間摩擦嚴重。

因此扇形活塞最好用強度高重量輕熱膨脹系數小導熱性好的材料制造。

鑄鐵活塞雖有強度高，熱膨脹系數小等優點，但重量大，導熱性差，所以在中小型高速內燃機中很少采用。

鋁合金活塞重量輕，導熱性好，用于中小型高速內燃機可以滿足強度要求，因而應用非常廣泛。

但是，其主要缺點卻是熱膨脹系數大。

．扇形活塞與氣缸的間隙活塞在高速擺動時，要求活塞與氣缸頂壁間有恒定的最佳間隙，以減小摩擦和磨損。

如果間隙過小，由于鋁合金膨脹系數大，內燃機熱車時活塞逆時針擺動至死點時，可燃性混合氣體已經被壓縮在左燃燒室內。

經火花塞點火后，壓縮氣體爆炸產生作用力，推動扇形活塞向右擺動，發動機開始工作。

此時左儲氣室開始進氣。

右工作室進氣已經完畢，右氣門關閉。

圖圖為扇形活塞運轉過定角度之后，右工作室工作沖程。

扇形活塞順時針擺動，左氣門進氣，左儲氣室增壓。

右工作室封閉，右工作室氣體被壓縮。

圖圖為扇形活塞繼續順時針擺動，左工作室開始排氣，左氣門保持開啟，左儲氣室與左工作室相貫通，左工作室開始進氣。

右工作室則繼續壓縮。

圖圖為扇形活塞繼續順時針擺動至死點，左氣門還是保持開啟，而左工作室與左儲氣室持續貫通，左工作室充氣工作此時已經完成。

右工作火花塞點火，右儲氣室進氣開始。

圖圖為右工作室工作沖程，扇形活塞逆時針擺動，右氣門保持開啟，右儲氣室持續進氣，且開始增壓。

左工作室開始壓縮，左氣門關閉。

圖圖為扇形活塞繼續逆時針擺動，右工作室已經開始排氣，右儲氣室與工作室已經貫通，壓縮氣體進入右工作室，右氣門保持開啟。

左工作室繼續壓縮，左氣門保持關閉。

此時工作沖程接近完畢，最后擺動至左死點，即圖所示位置，而后按圖說明完成次往復熱循環運動。

圖從以上原理圖我們可以看出二沖程擺動發動機機主要有以下優點每轉做功，因此升功率較大約為四沖程汽油機的倍，運轉比較平穩而且構造較簡單，重量也較輕，制造和維修都比較方便。

但是我們也看到了，不論將排氣口開得多大，都不能將廢氣從氣缸內排除得比較干凈，而且換氣時要損失部分做功沖程，再加上有部分混合氣體在掃氣時隨同廢氣流失，所以動力性較差。

此外，因做功頻率較大，所以熱負荷較高。

因此二沖程擺動發動機可以較多地應用在摩托車和些小型機具上，或用作些柴油機的起動機。

.曲柄搖桿機構傳動分析擺動活塞發動機的傳動是依靠個曲柄搖桿機構，通過燃料在燃燒室中燃燒，推動扇形活塞在氣缸內定范圍角度內作往復的擺動，通過個與活塞相連的連桿把活塞的擺動傳動到輸出軸上的曲柄，從而使曲柄帶動輸出軸轉動，實現從熱能向機械能的轉換如圖。

活塞在來回擺動個過程中，帶動曲軸轉動周。

圖．極位夾角曲柄搖桿機構搖桿處在兩個極位時，曲柄所在兩個位置之間的夾角稱為極位夾角。

．第二沖程活塞壓縮到上止點附近時，火花塞點燃混合氣體，高溫高壓的燃氣膨脹，推動活塞下移做功。

活塞下移做功時進氣孔關閉，密閉在曲軸箱內的可燃混合氣體沖入氣功，驅除廢氣，進行換氣過程。

此過程直進行到下沖程活塞上移，三個氣孔完全關閉為止。

總之，活塞上行時進行換氣壓縮曲柄軸箱進氣活塞下行時進行做功壓縮曲柄軸箱混合氣體換氣。

二沖程發動機的換氣過程二沖程發動機與四沖程發動機相比，由于省去單獨的進排氣沖程，必須在下死點前后很短的時間內同時進行進排氣，進排氣的時間差不多只有四沖程發動機的三分之，因此，必須用有壓力的新氣清除氣缸內的廢氣，稱為掃氣作用。

如果在此期間，有可能把廢氣完全驅除，而用新鮮氣充滿氣缸，則與同樣大小同樣轉速的四沖程發動機相比，可使功率增大。

但如掃氣作用進行得不好，在氣缸中殘留下很多廢氣，與新氣混合，而且新氣中相當部分進入氣缸后并沒有留在缸內，而在掃氣期間短路經過排氣口流出缸外的話，則由于氣缸內空氣不足加上為了壓縮新氣要消耗定能量，功率就要受到影響。

如果是汽化器式發動機，新氣中含有燃料，短路溜走的燃料又會造成浪費。

這樣會使燃料消耗率增高很多，而且排氣污染更嚴重。

由此可見，對二沖程發動機來說，掃氣作用對性能影響特別大。

如果掃氣不良，壓縮空氣中廢氣率高，實際的混合氣體濃度將很稀，經常由于缺火使工作不穩定，有時也會因為壓縮過量，溫度過高而發生爆燃。

小負荷由于進氣節流，缺火會特別嚴重，甚至變成兩轉爆發次，像四沖程那樣。

由于二沖程的汽化器式發動機經濟性較差，如果能采用汽油直接噴射即可大大改善指標燃料消耗可下降左右。

二沖程原理應用于柴油機，效果顯著。

排氣口經開啟，膨脹過程就告結束，因此排氣口應盡可能晚開啟，但是它應保證掃氣孔緊跟著它開啟時，氣缸內的壓力能降低到足夠低，以避免廢氣倒流，同時還保證掃氣過程又足夠的時間，所以排氣口不能開的太晚。

由于氣口的存在，使發動機的實際壓縮比低于幾何壓縮比。

實際壓縮比應該為幾何壓縮比減去個排氣口相對高度，而對于擺動活塞則應該減去個排氣口的相對角度。

掃氣口的開啟時間也應該從類似的考慮確定。

應該注意的是，換氣過程中氣體的流量不僅是活塞的位置的函數，而且是時間的函數，故發動機的轉速越高，氣口相對高度或擺動活塞發動機的排氣相對角度就要越大。

至于掃氣口和排氣口的關閉時間，如果掃氣孔比排氣孔先關，新氣可能逃逸，過后充填也就不可能了。

所以最好是不對稱換氣，即排氣口先開先關，掃氣口后開后關。

短短幾十年，發動機成為高新技術的集成。

無論是燃油經濟性動力性廢氣排放水平等等，是任何種其他動力機械所無法比擬的。

這切都來源于電子技術發揮的作用。

汽車內燃機是通過燃料的燃燒，把燃料的化學能轉化為熱能，再將熱能轉化為機械功的熱動力機械。

熱力學燃燒學和機械學的理論分析表明，內燃機是熱效率最高的熱力機械，但仍存在著巨大的節能及降低尾氣污染的潛力。

內燃機.內燃機的概述內

（其他） 擺動活塞式發動機的結構設計開題報告.doc

（其他） 擺動活塞式發動機的結構設計論文.doc

（其他） 封面.doc

（圖紙） 后端蓋2.dwg

（其他） 進度考核表.doc

（圖紙） 連桿3.dwg

（圖紙） 氣缸1.dwg

（圖紙） 氣缸端蓋2.dwg

（圖紙） 曲軸2.dwg

（其他） 任務書.doc

（圖紙） 扇形活塞2.dwg

（其他） 外文翻譯--信息時代的機械工程.doc

（圖紙） 楔形塊3.dwg

（圖紙） 軸承端蓋3.dwg

（圖紙） 軸承座3.dwg

（圖紙） 主軸3.dwg

（圖紙） 裝配圖0.dwg

（其他） 最新封面及目錄.doc