【正文】 設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，零部件的主要形狀，相互關(guān)系，附件的布置和各系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)的安排。通過繪制發(fā)動(dòng)機(jī)縱、橫剖面圖，能培養(yǎng)學(xué)生的識圖和繪圖能力，以及對已學(xué)知識的綜合運(yùn)用能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定一定的基礎(chǔ)。要求學(xué)生對發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行深入全面的了解，作出分析評價(jià)，將其優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用到設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)上，并認(rèn)真負(fù)責(zé)地對待自己畫的每一條線，和貫徹有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。2）訓(xùn)練效果分析195柴油機(jī)從結(jié)構(gòu)上來講，是最簡單的發(fā)動(dòng)機(jī)，通過195柴油機(jī)縱橫剖面圖繪制的訓(xùn)練，使學(xué)生全都掌握了：（1） 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，零部件的主要形狀，相互關(guān)系，附件的布置和各系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)的安排。（2） 通過繪制發(fā)動(dòng)機(jī)縱、橫剖面圖，培養(yǎng)了學(xué)生的識圖和繪圖能力，以及對已學(xué)知識的綜合運(yùn)用能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定一定的基礎(chǔ)。（3） 學(xué)生對發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行了深入全面的了解，作出分析評價(jià)，將其優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用到設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)上，并認(rèn)真負(fù)責(zé)地對待自己畫的每一條線。（4） 熟悉了有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。、強(qiáng)度計(jì)算和繪制連桿零部件圖1）目的（1）校核零件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，繪制零件圖，促使學(xué)生復(fù)習(xí)和掌握所學(xué)知識，進(jìn)行工程師必備的基本功訓(xùn)練。（2）分析發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與受力情況，作為強(qiáng)度，設(shè)計(jì)連桿。培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生設(shè)計(jì)、繪圖、分析和計(jì)算能力。2）訓(xùn)練效果分析通過對連桿設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握了： （1）如何分析零件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和受力，如何進(jìn)行計(jì)算和校核。（2）如何確定設(shè)計(jì)要求，建立完整的零件的設(shè)計(jì)步驟、思維。 按《西華大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)說明書規(guī)范化要求》的格式要求進(jìn)行撰寫，通過訓(xùn)練，使學(xué)生們掌握了： 1)設(shè)計(jì)說明書的編制格式，為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。2)對整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，訓(xùn)練學(xué)生收集資料，分析資料，利用資料，組織資料的能力。3)訓(xùn)練文字編輯能力。 2柴油機(jī)工作過程計(jì)算 已知條件 195柴油機(jī)已知條件 表21缸 徑：D=95 mm氣缸數(shù)：i=1標(biāo)定功率：Ne=有效油耗ge =235g/標(biāo)定轉(zhuǎn)速：N=2000r/m壓縮比：19~21每缸工作容積：V=(L)曲柄半徑和連桿長度比：R/L=1/4大氣狀態(tài)：PO=1bar、TO=288K燃燒室形式，分隔式燃燒室冷卻方式等。開式蒸發(fā)冷卻過量空氣系數(shù)：α=；最高燃燒壓力：Pz=75bar；殘余廢棄系數(shù)：γ=；排氣終點(diǎn)溫度：Tr=850K；示功圖豐滿系數(shù)：Φi=；機(jī)械效率：ηm=；進(jìn)氣加熱溫升：△T=20℃；平均多變壓縮指數(shù)：n1=；平均多變膨脹指數(shù)：n2=。P0 = 1bar；T0 =288k 195柴油機(jī)額定工況工作過程計(jì)算 排氣沖程 （1）高速四沖程非增壓柴油機(jī)終點(diǎn)壓力： = bar （2）高速四沖程非增壓柴油機(jī)排氣溫度可以利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算終點(diǎn)溫度： =778 k 進(jìn)氣沖程 選擇殘余廢棄收縮系數(shù) δ= 終點(diǎn)壓力：= 1 bar 終點(diǎn)溫度： = K充氣效率： = 壓縮沖程 （1）壓縮終點(diǎn)壓力： = bar （2）壓縮終點(diǎn)溫度： = K （3）壓縮過程中任意點(diǎn)的汽缸內(nèi)容積： (4) 壓縮過程中任意點(diǎn)的氣缸內(nèi)壓力： 其中代表壓縮過程中任意點(diǎn)的汽缸容積。 燃燒過程 （1）理論所需空氣量： = Kmol/Kg燃料 （2）新鮮充量： = Kmol （3）燃燒產(chǎn)物總量： = Kmol （4）理論分子變更系數(shù)： = （5）實(shí)際分子變更系數(shù)： = (6) 最高燃燒壓力 Pz = 75 bar (選定)(7) 壓力升高比 = (8) 燃燒重點(diǎn)溫度Tz的計(jì)算 燃料的低熱值:Hu = 42500 (KJ/Kg) 熱量利用系數(shù) 又因?yàn)? 將的值帶入下面所示的方程組,即可解出Tz的值: 從而解得 Tz = 2165 K (9) 初期膨脹比：= 1 (1) 后期膨脹比： (2) 膨脹終點(diǎn)壓力： = 2 bar (3) 膨脹終點(diǎn)溫度： = 873 K (4) 膨脹過程任意點(diǎn)壓力 指示性指標(biāo)的計(jì)算 （1）平均指示壓力：= bar = bar （2）指示熱效率：= （3） 指示燃油消耗率： （4）有效熱效率：= （5）有效燃油消耗率：= g/ （6） 平均有效壓力：= bar （7）有效功率： = PV示功圖 3 連桿設(shè)計(jì) 連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 連桿小頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 連桿小頭與活塞銷相連，工作時(shí)，連桿小頭與活塞銷之間有相對轉(zhuǎn)動(dòng)，因此連桿小頭孔中一般壓入減摩的青銅襯套。同時(shí)，為了潤滑活塞銷和襯套，在小頭和襯套上鉆出集油孔或銑出集油槽，用來收集發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程時(shí)被激濺上來的機(jī)油，以便潤滑活塞銷和襯套。有的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿小頭采用壓力潤滑，在連桿桿身內(nèi)鉆有縱向的壓力油通道。 連桿小頭位于活塞銷內(nèi)腔，特點(diǎn)是：尺寸小、軸承比壓高、溫度較高；軸承表面相對運(yùn)動(dòng)速度較低，擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，不利于形成油鍥或者承載油膜。連桿徑向尺寸和外表面是否加工有關(guān)，外表面不加工的連桿小頭，其，全部經(jīng)過機(jī)械加工的連桿小頭，在之間。 為了耐磨，在小頭孔內(nèi)還壓有耐磨襯套。設(shè)計(jì)連桿小頭的任務(wù)是確定其結(jié)構(gòu)尺寸（小頭軸承孔直徑d1和寬度B外形尺寸D襯套外徑d）和潤滑方式。其中dB1已在活塞組設(shè)計(jì)中確定，一般柴油機(jī)B1≈d1。據(jù)統(tǒng)計(jì)，小頭的外徑一般比孔徑大20%35%，即D1=（～）d，小頭的最小徑向厚度大于4毫米。該尺寸可按強(qiáng)度、剛度條件確定。有的連桿小頭，外徑中心向上下各偏差e，以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，并相對減輕了重量，一般e=（～）D。 綜上所述，得出本次設(shè)計(jì)的連桿小頭的尺寸為：D1=Φ50 mm, d=Φ40（0177。）mm。 連桿桿身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 工字型斷面的平均相對高度H/D=～(柴油機(jī))，高度比H/B=～。工字行桿件的寬度B初步值可按以下經(jīng)驗(yàn)公式求出：，其中D、S分別為氣缸直徑和行程。 桿身也承受交變載荷，可能產(chǎn)生疲勞破壞和變形，連桿高速擺動(dòng)時(shí)的橫向慣性也會使連桿彎曲變形，因此桿身必須有足夠的斷面積，并消除產(chǎn)生應(yīng)力集中的因素。 為使連桿從小頭到大頭傳力比較均勻，一般把桿身斷面H從小頭到大頭逐漸加大，桿身到小頭到大頭的過度必須用足夠大的圓角半徑。 對工作可靠的發(fā)動(dòng)機(jī)的統(tǒng)計(jì)表明，現(xiàn)代汽油機(jī)連桿桿身平均斷面積fm與活塞面積Fp之比fm/Fp=～，～。為了在較小重量下得到較大的剛度，高速內(nèi)燃機(jī)的連桿桿身斷面都是“工”字型的，而且其長軸應(yīng)在連桿擺動(dòng)平面內(nèi)。計(jì)算選取，R=60mm，取L=210mm；取=33mm。 連桿大頭的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 連桿大頭聯(lián)接連桿和曲軸，要求有足夠的