【正文】 應(yīng)用較多的是金屬 — 石棉氣缸墊，石棉之間夾有金屬絲或金屬屑，而外覆銅皮或鐵皮；水孔和燃燒室周?chē)碛描傔呍鰪?qiáng)，以防被高溫燃?xì)鉄龎?，安裝氣缸墊時(shí)，應(yīng)注意把 光滑的一面朝氣缸體，否則容易被氣體沖壞。為此氣缸蓋應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛 度 ，同時(shí)通過(guò)良好的冷卻，使溫度分布盡可能均勻。水箱和油箱都安裝在機(jī)體上部。 曲軸箱剛架結(jié)構(gòu)主要從有利于承受柴油機(jī)支撐的發(fā)作用力和整個(gè)機(jī)體的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度出發(fā)，將加強(qiáng)筋布置成放射形結(jié)構(gòu)。是柴油機(jī)最重的零件， 因此 應(yīng)該力求結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕，以減小整 機(jī)的尺寸和質(zhì)量。各運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑和受熱、機(jī)體的冷卻也都要通過(guò)機(jī)體組來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此可以說(shuō) 機(jī)體組把柴油機(jī)的各種機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成為一個(gè)整體，保持了它們之間必要的相互關(guān)系。 由于本機(jī)是 6110 型柴油機(jī)，其總體布置：從發(fā)動(dòng)機(jī)前端看，進(jìn)氣管布置在右側(cè)，排氣管在左側(cè)；齒輪室布置在右端，齒輪室由四個(gè)齒輪組成（曲軸正時(shí)齒輪、凸輪軸正時(shí)齒輪、主動(dòng)起動(dòng)齒輪和從動(dòng)起動(dòng)齒輪）；機(jī)油泵、高壓油泵裝在齒輪室蓋內(nèi)；左端裝有飛輪，其功率從飛輪端輸出；本機(jī)采用閉式壓力循環(huán)水冷的冷卻方式，為此在機(jī)體上不設(shè)有貯水箱，在氣缸蓋的底部裝有放水閥；機(jī)體上部還裝有油箱 ；機(jī)體下部裝有油底殼； 在氣缸蓋上裝有汽缸蓋罩蓋。 第二章 柴油機(jī)總體布置 柴油機(jī)的總體布置和各附件的布置對(duì)內(nèi)燃機(jī)的外形尺寸和工作可靠性、使用方便性都有很大的影響。 主要技術(shù)規(guī)格 柴油機(jī)類(lèi)型 :水冷四沖程直列式頂置式氣門(mén) 進(jìn)氣方式 :自然吸氣 氣缸數(shù)－缸徑?jīng)_程 :6110mm 130mm 壓縮比 :17 燃燒形式 :直接噴射 潤(rùn)滑方式 :壓力循環(huán)飛濺復(fù)合式 冷卻方式 :閉式壓力循環(huán) 起到方式 :電啟動(dòng) 電機(jī)停止方式 :燃油控制系統(tǒng) 輸出功率 :110 千瓦 /2400 轉(zhuǎn) 標(biāo)定功率燃油消耗率 :236g/kwh 冷起動(dòng)溫度 :25℃ 排氣溫度 :600℃ 研究?jī)?nèi)容和方法 本論文主要研究的內(nèi)容是 6110 柴油機(jī)，包括熱力計(jì)算和動(dòng)力計(jì)算，以及各個(gè)系統(tǒng)零件的設(shè)計(jì)選擇。隨著世界汽車(chē)保有量的不斷增加，車(chē)輛的污染物排放已經(jīng)成為了大氣環(huán)境的主要污染源。 由上可知，世界各國(guó)柴油機(jī)的產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)，應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，在各經(jīng)濟(jì)部門(mén)和國(guó)防工業(yè)中，柴油機(jī)都占有極其重要的低位。軍用艦艇也仍然以柴油機(jī)為主。隨著大功率中速柴油機(jī)的發(fā)展，柴油機(jī)在固定式電站的應(yīng)用也已逐漸得到推廣。在 25000 噸以下的船舶中，柴油機(jī)是目前最經(jīng)濟(jì)的動(dòng)力裝置，其數(shù)量更是占?jí)旱苟鄶?shù)。此外，汽油機(jī)也用于中、小型載重汽車(chē)，小型農(nóng)業(yè)、林業(yè)機(jī)械等。 就當(dāng)前各國(guó)動(dòng)力機(jī)械的發(fā)展情況來(lái)看，在現(xiàn)有各種原動(dòng)機(jī)中，包括蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、水輪機(jī)柴油機(jī)、汽油機(jī)、煤氣機(jī)以及核動(dòng)力裝置等，其中蒸汽輪機(jī)和核動(dòng)力裝置主要用于大型固定式電站、大型遠(yuǎn)洋航輪和軍用艦艇上。 關(guān)鍵詞： 61六缸、柴油機(jī)、曲軸設(shè)計(jì)、活塞設(shè)計(jì) Abstrac A more advanced diesel engines, not only have a stateoftheart performance, but also to have the life and reliability. X6110 type diesel generator set, construction machinery and ships can also be used for research and development, with large trucks. The model has low noise, emissions, power, pact, good start, smoke a small, good economy, low fuel consumption. The original model is mainly used for longdistance intercity transportation, the need to reset the parameters for urban traffic conditions, in order to improve fuel economy and emissions performance. The overall layout of the diesel engine and attachment size and shape of the layout of the internal bustion engine reliability, ease of use are greatly affected. Should ensure that under the premise of convenient disassembly, repair, and as directly as possible to reliably fixed in the body and the cylinder cover, and any attachments are too. As far as possible without external oil pipe and the coolant tube, while the use of open channel instead of on the part to reduce the possibility of leakage. Reduce the number of parts not only to improve its reliability, but also help to reduce costs. This topic on the piston of the detailed design and analysis of checking, and gives a reasonable design. Key words: 6110, six cylinder, diesel engine crankshaft, piston design, design 第一章 前言 選題背景 和意義 柴油機(jī)的發(fā)展 ,已經(jīng)有八十多年的歷史。應(yīng)在保證拆裝、維修方便的前提下，盡可能直接可靠地固定在機(jī)體和氣缸蓋上，并且不使任何附件過(guò)于突出。 6110 型柴油機(jī)就是針對(duì)配備大型貨車(chē)而進(jìn)行開(kāi)發(fā)和研制的同時(shí)也可用于發(fā)電機(jī)組、工程機(jī)械和船舶。該機(jī)型 噪音低，排放好，功率大，結(jié)構(gòu)緊湊，啟動(dòng)好，煙 度小，經(jīng)濟(jì)性好，燃油消耗率低。盡量不用外接的機(jī)油管和冷卻液管，而采用在零件上開(kāi)通道代替，以減少泄露的可能。通過(guò)這一長(zhǎng)時(shí)期的不斷改進(jìn)和提高，已經(jīng)發(fā)展到了比較完善的程度。水輪機(jī)多限于水電站。但是，由于汽油機(jī)所用燃料的價(jià) 格和燃料消耗率均較柴油 機(jī)為高，因此，在其它經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，就不能與柴油機(jī)競(jìng)爭(zhēng)。在 1966 年以前， 30000 噸以上的海輪主要采用蒸汽輪機(jī)，而以后，則采用柴油機(jī)的已逐漸增多?，F(xiàn)代大功率中速柴油機(jī)已能經(jīng)濟(jì)地使用于發(fā)電量為 100000KW 的電站，而且不久，柴油機(jī)電站的發(fā)電量將要達(dá)到 202000KW。 從全球的角度來(lái)看，柴油機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)一直十分激烈，因而促進(jìn)了其技術(shù)的不斷創(chuàng)新和 發(fā)展。它對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)四個(gè)現(xiàn)代化將起十分重要的主用。面對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)境壓力。通過(guò)實(shí)際循環(huán)熱計(jì)算、動(dòng)力計(jì)算，可以得到 6110 柴油機(jī)的各個(gè)特性曲線。應(yīng)在保證拆裝、維修方便的前提下， 各種附件 可能直接可靠地固定在機(jī)體和氣缸蓋上，并且 盡量 不使任何附件過(guò)于突出。 第三章 發(fā)動(dòng)機(jī)的總體設(shè)計(jì) 31：機(jī)體組的設(shè)計(jì)： 機(jī)體組的作用是作為發(fā)動(dòng)機(jī)各機(jī)構(gòu)、各系統(tǒng)的裝配基體，而且其本身的許多部分又分別是曲柄連桿結(jié)構(gòu)、配氣結(jié)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)的組成部分。 氣缸體 氣缸體的功用是柴油機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)的裝配基體 ， 所有其他零部件和輔助系統(tǒng)均裝置于集體的內(nèi)外。根據(jù)氣缸體與油底殼安裝平面的位置不同，通常氣缸體分為一般式、龍門(mén)式和隧道式。加強(qiáng)筋的寬度取 8mm。 氣缸蓋與氣缸蓋襯墊 氣缸蓋的主要作用是密封氣缸上部，并與活塞頂部和氣缸一起形成燃燒室，同時(shí)氣缸蓋也為其他零部件提供安裝位置。故本機(jī)中氣缸蓋的材料采用 QT5007 鑄鐵，又因氣門(mén)布置方式為頂置式，發(fā)動(dòng)機(jī)缸徑為 110mm，在 105150mm之間，所以氣缸蓋結(jié)構(gòu)選用分體式，氣缸蓋一般壁厚 5mm，火力板壁厚 8mm。氣缸蓋中亦有水道連通機(jī)體中的冷卻水套，并與水箱想通；在氣缸蓋的底下裝有放水閥。 本設(shè)計(jì)中機(jī)型的燃燒室 是四角ω型，同時(shí)減少噴油提前角、提高噴油壓力、增加噴孔數(shù)目、減少噴孔直徑，這些措施明顯的改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能。 （ 1） 材料和工藝 材料為 95 型硼鑄鐵，采用離心鑄造工藝，并對(duì)離心鑄造后的硼鑄鐵缸套進(jìn)行氧化處理，使汽缸內(nèi)壁形 成網(wǎng)絡(luò)狀的硬化軌跡，以增強(qiáng)缸套的耐磨性和耐熱性。為了使橡膠圈能產(chǎn)生必要的彈力，槽的斷面與橡膠圈的斷面不同，缸套中槽斷面采用矩形，使缸套裝入機(jī)體后密封圈產(chǎn)生變形，達(dá)到密封的目的。其零件和附件的種類(lèi)和數(shù)量取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能要求。因?yàn)?110 柴油機(jī)為直列式四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，所以曲軸選用整體式全支承曲軸 （選用這種支承，可以提高曲軸的彎曲強(qiáng)度和剛度，并且減輕了主軸承載荷，減小了磨損） ，一般采用滾動(dòng)軸承。根據(jù)《內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)》中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)， L2 =（ ~） D ， 取 L2 = 44 mm 所取的 L2值偏向下極限， L2/D2 = ，這是因?yàn)樵诒∮湍さ臈l件下，軸承的長(zhǎng)度比 L2/D2 = 左右有最大的泵載能力。根據(jù)《內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)》中的統(tǒng)計(jì)數(shù)值，一般 F2/ F = ~ 則： F2/ F = D2L2/1/4π D2 = 72 44/1/4π 1102 = 可見(jiàn)，其計(jì)算結(jié)果在其統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)，故屬可信。曲柄形狀應(yīng)合理，大多選用橢圓形或圓形，以改善應(yīng)力的分布情況。由于曲軸的扭轉(zhuǎn)破壞大多數(shù)是從應(yīng)力集中的油孔邊緣或過(guò)度圓角處開(kāi)始的。 Ⅵ、曲軸兩端結(jié)構(gòu)、止推和油封 曲軸上帶動(dòng)輔助系統(tǒng)的正時(shí)齒輪和皮帶輪一般裝在曲軸的前端，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便。止推軸承只能設(shè)置一個(gè)，以使曲軸相對(duì)于機(jī)體能自由地沿軸向做熱膨脹。 飛輪的設(shè)計(jì) 飛輪用 螺栓和定位銷(xiāo)與曲軸后端相聯(lián)，并用一個(gè) M30 的螺母緊固，螺栓用墊片鎖緊，為了方便檢查機(jī)體的配氣定時(shí)和供油角度，在飛輪外圓上刻有上止點(diǎn)標(biāo)記和曲軸轉(zhuǎn)角的度數(shù)。 Ⅲ、圓周速度的校核 飛輪旋轉(zhuǎn)時(shí)由于材料本身離心力的作用會(huì)產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，對(duì)于灰鑄鐵飛輪來(lái)說(shuō)，圓周速度ν = π D2n/60000 不超過(guò) 35~50m/s， 否則選用球墨鑄鐵甚至鑄鋼、鍛鋼飛輪。 連桿組的材料和工藝 本設(shè)計(jì)中材料選用 45 鋼。 連桿結(jié)構(gòu)和尺寸 （ 1） 連桿體 連桿體通常分為連桿小頭、桿身和連桿大頭三部分。 取 D1 = 41mm d 小頭襯套外徑 d 根據(jù)《內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)》統(tǒng)計(jì)可知，一般 d =（ ~ ） d1 ， 即 d = 35mm 連桿小頭與活塞銷(xiāo)相連，工作時(shí)，小頭與銷(xiāo)之間有先對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此小頭孔中一般壓入減摩的青銅襯套。 Ⅲ、連桿桿身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 桿身也承受突變載荷，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。連桿大頭與連桿蓋分開(kāi)面垂直于連桿軸線，即就是我們所說(shuō)的平切口連桿。為了結(jié)構(gòu)緊湊，軸瓦厚度 δ 2趨于減薄，一般汽車(chē)軸瓦δ 2 = ~ 3 mm。減摩合金具有保持油膜、減少摩擦阻力和加速磨合的作用。此外，在考慮到軸瓦的過(guò)盈可能在分界面附近引起微量變形，因此將軸瓦做成中間厚，兩端薄。裝配時(shí)，這兩個(gè)凸鍵分別嵌入連桿大頭和連桿蓋上的相應(yīng)凹槽中。在本機(jī)的螺栓設(shè)計(jì)中，盡可能地采用提高疲勞強(qiáng)度的措施。 為了防止發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)自動(dòng)松動(dòng)，安裝時(shí)，須用防松膠或其他鎖緊裝置緊固。 （ 1） 氣門(mén)的布置 本設(shè)計(jì)中發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)采用氣門(mén)頂置式配氣機(jī)構(gòu)，其進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都倒掛在氣缸頂上。在這種情況下，