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　曲柄连杆机构

　　一、功用与组成

　　曲柄连杆机构的功用是：将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。

　　曲柄连杆机构由以下三部分组成：

　　1．机体组主要包括气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖和气缸垫等不动件。

　　2．活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等运动件。

　　3．曲轴飞轮组主要包括曲轴，飞轮和扭转减振器、平衡轴等机构。

　　二、工作条件及受力分析

　　曲柄连杆机构是在高温、高压、高速以及有化学腐蚀的条件下工作的。在发动机作功时，气缸内的更高温度可达2500k以上，更高压力可达5mpa～9mpa，现代汽车发动机更高转速可达3000r／min～6000r／min，则活塞每秒钟要行经约100～200个行程，可见其线速度是很大的。此外，与可燃混合气和燃烧废气接触的机件(如气缸、气缸盖，活塞等)还将受到化学腐蚀。

　　由于曲柄连杆机构是在高压下作变速运动，因此它在工作时的受力情况是很复杂的。在此只对受力情况作一简单分析。

　　曲柄连杆机构受的力主要有气体压力，往复惯性力，旋转运动件的离心力以及相对运动件接触表面的摩擦力。

　　(一)气体压力

　　在工作循环中，气缸内气体压力是不断变化的。作功行程压力更高，其瞬间更高压力机可达3mpa～5mpa柴油机可达5mpa～9mpa，这意味着作用在曲柄连杆机构上的瞬间冲击力可达数万牛顿(n)。下面分析各机件作功行程的受力情况。

　　气体压力对气缸盖和活塞顶作用有大小相等，方向相反的力，分别用集中力p′p，和pp表示。作用力pp经活塞传到活塞销上，分解为np和sp两个力。np垂直于气缸壁，它使活塞的一个侧面压向气缸壁，称为侧压力。该力以o为支点形成一个与曲轴转向相反的力矩m′p有使发动机向左翻倒的倾向，故被称为翻倒力矩。力sp通过活塞销推压连杆，并沿连杆方向传到曲柄销上，使曲柄销处受压。sp又可分解为沿曲轴方向的法向力rp和垂直于曲柄方向的切向力tp。力rp使曲轴主轴颈处受压并使曲轴弯曲；力tp除了也具有力rp的类似作用外，它以曲柄半径为力臂产生的扭矩m还可使曲轴扭转变形，但也正是此扭矩能够对外输出动力，因而它是分解后一有效的力。

　　依此法分析，气体压力较小的压缩冲程的受力状况。进、排气行程气体压力很小，可以忽略。

　　综上所述，气体压力使气缸盖承受向上的推力，活塞顶承受向下的椎力、活塞侧面与气缸。

原理

　　利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理，将原动机的机械能变为电能输出。同步发电机由定子和转子两部分组成。定子是发出电力的电枢，转子是磁极。定子由电枢铁芯，均匀排放的三相绕组及机座和端盖等组成。转子通常为隐极式，由励磁绕组、铁芯和轴、护环、中心环等组成。汽轮发电机的极数多为两极的，也有四极的。

　　转子的励磁绕组通入直流电流，产生接近于正弦分布磁场(称为转子磁场)，其有效励磁磁通与静止的电枢绕组相交链。转子旋转时，转子磁场随同一起旋转、每转一周，磁力线顺序切割定子的每相绕组，在三相定子绕组内感应出三相交流电势。发电机带对称负载运行时，三相电枢电流合成产生一个同步转速的旋转磁场。定子磁场和转子磁场相互作用，会产生制动转矩。从汽轮机输入的机械转矩克服制动转矩而作功。发电机可发出有功功率和无功功率。所以，调整有功功率就得调节汽机的进汽量。转子磁场的强弱直接影响定子绕组的电压，所以，调发电机端电压或调发电机的无功功率必须调节转子电流。

　　发电机的有功功率和无功功率几何相加之和称为视在功率。有功功率和视在功率之比称为发电机的功率因数(力率)，发电机的额定功率因数一般为0.85。

　　供给发电机转子直流建立转子励磁的系统称为发电机励磁系统。大型发电机励磁方式分为：

　　1、自并激励磁系统。它励励磁是由一台与发电机同轴的交流发电机产生交流电，经整流变成直流电，给发电机转子励磁。

　　2、它励励磁系统；自并激励磁是将来自发电机机端的交流电经变压器，再整流变成直流电，作为发电机转子的励磁。