【正文】 ?????? = 可取范圍： ～ ，符合要求。 中小型高速柴油機(jī)用銅或鋼和鋁皮制成油、水和氣孔的卷邊板，厚度一般為 ~ 。在運(yùn)輸、貯存和安裝中不易損壞和生銹。與缸墊相接觸的零件，不應(yīng)發(fā)生化學(xué)和電解作用。 167。 關(guān)于螺栓結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量采用柔性螺栓。 間距均勻布置，但不宜大于缸徑，應(yīng)盡可能取小些，同時(shí)螺栓應(yīng) 盡可能靠近缸邊。 氣缸蓋螺栓數(shù)目及布置方案與氣缸蓋結(jié)構(gòu)型式、氣道、水孔、推桿孔位置及缸心距有關(guān)。所以氣缸蓋的進(jìn)水孔原則上應(yīng)均布于氣缸的周圍，每缸 4 ~ 8 個(gè)，以免形成死區(qū)。 （ 3） 將進(jìn)排氣門座之間加工成 R 圓弧的小坑，以減薄此處的火力面壁 厚，有利于熱量的傳遞，同時(shí)，還可減少熱應(yīng)力而避免熱疲勞裂紋。加上這里金屬的厚薄差別很大，溫度分布不均勻，往往出現(xiàn)裂紋。 氣缸蓋的冷卻 氣 缸蓋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各點(diǎn)間的溫差很大，熱應(yīng)力比機(jī)械應(yīng)力還大。喉口處的面積為進(jìn)口面積的 80～ 90%，從喉口到氣門座應(yīng)有一段引流，進(jìn)氣道喉口直徑為進(jìn)氣門直徑的 92～ 96%。氣 道喉口直徑為排氣門直徑的 92～ 96%。為了氣門驅(qū)動方便，當(dāng)采用兩氣門時(shí)，一般都將氣門中心線的連接線放在平行 車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 曲軸軸線方向。 燃燒室、噴油器與氣缸最好同心布置，但在二氣門的氣缸蓋上對稱布置有困難，三者中心線不得不互相錯(cuò)開，并且由于進(jìn)氣門比排氣門大，使燃燒室中心和噴油器向排氣門一側(cè)偏移（見圖 32） [ 1 4]。通過經(jīng)驗(yàn)公式 : Ddsi )~(? Ddse )~(? 取 30?sid ； 26?sed 。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，這個(gè)距離一般取 D 為宜 [ 3]。 喉口尺寸的選擇和布置 氣缸蓋底板上的氣門座孔通常叫做喉口。本次設(shè)計(jì)的 480 高速柴油機(jī)要求為直接噴射式柴油機(jī)。 氣缸蓋火力面的布置 氣缸蓋的設(shè)計(jì)應(yīng)從火力面的布置開始。 缸蓋其余尺寸確定 小型柴油機(jī)氣缸蓋頂面有 1176。 目前多數(shù) 柴油機(jī)缸蓋按缸徑大小來選擇底面壁厚。當(dāng)然，這樣做要增加一 些內(nèi)燃機(jī)高度和重量，但綜合效果還是利多于弊?，F(xiàn)代中小型高速柴油機(jī)氣缸蓋的高度，特別是多缸整體氣缸蓋的高度，有適當(dāng)加大的趨勢。 氣缸蓋主要尺寸的確定 167。但是單體式氣缸蓋 在結(jié)構(gòu)上就比較困難，因?yàn)楦鞑糠直诤衽c泥芯截面尺寸受到造型和澆鑄條件的限制而不能按缸徑比例縮小，這樣就不能在保證有適當(dāng)?shù)谋诤窈湍嘈境叽绲臈l件下得到既有足夠的氣道面積又有先進(jìn)的氣缸中心距。 4）受力不均勻，熱應(yīng)力較高，易翹曲，變形大，密封 性差。 氣缸中心距可取的較小，結(jié)構(gòu)緊湊，零部件數(shù)量少。 車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 167。處在研究階段的有聚合物復(fù)合材料與蠕墨鑄鐵?？梢姎飧咨w材料的導(dǎo)熱系數(shù)要大，熱膨脹系 數(shù)要小。 氣缸蓋的材料 選擇合適的材料是設(shè)計(jì)工作的重要環(huán)節(jié)之一。 六、材料的選擇應(yīng)綜合考慮鑄造性、焊接性和耐磨性，要具有良好的強(qiáng)度及導(dǎo)熱性，熱膨脹系數(shù)要小，成本低廉。 二、要根據(jù)混合氣形成和燃燒方式布置出合理的燃燒室形式，氣門和氣道布置合理，力求使柴油機(jī)性能良好。 氣缸蓋的設(shè)計(jì)要求 氣缸蓋的工作條件是比較苛刻的，它要承受燃燒的高溫高壓氣體產(chǎn)生 的作用。 實(shí)踐證明，氣缸蓋底板的厚度受到鑄造條件的限制不會很薄，而且還有氣道、噴油器座、氣門導(dǎo)管座等部分加強(qiáng)了它的承載能力，所以由氣體壓力所產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力并非十分危險(xiǎn)。由預(yù)緊力而產(chǎn)生的應(yīng)力成為氣缸蓋的安裝應(yīng)力。氣缸蓋機(jī)械負(fù)荷的大小一般就用最高壓爆發(fā)力來衡量。 氣缸蓋的工作條件 氣缸蓋主要是用來密封氣缸，并與活塞、氣缸套共同形成燃燒空間， 并承受高溫高壓燃?xì)庾饔?。其外圍要與進(jìn)氣管組件、排氣管組件、配氣機(jī)構(gòu)組件、部分傳動組件、氣門室罩組件等發(fā)動機(jī)工作時(shí)所必須的一些輔助部件相連接。 機(jī)體的接近性要好（即易接近氣缸蓋、運(yùn)動件和附件等），便于零件和部件的裝拆、維修和搬運(yùn)。 依據(jù)受力情況，合理設(shè)計(jì)受力部位的結(jié)構(gòu)和形狀。 機(jī)體在設(shè)計(jì)時(shí)一定要保證其具有一定的強(qiáng)度和足夠的剛度。具體詳細(xì)見第三章。 要布置好進(jìn)、排氣道和氣缸蓋的螺栓。 曲軸組的設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括：曲柄銷，主軸頸，曲柄，平衡重，油孔的 位置和尺寸的設(shè)計(jì)以及飛輪的設(shè)計(jì)。它的尺寸參數(shù)在很大程度上不僅影響著發(fā)動機(jī)的整體尺寸和重量，而且也在很大程度上影響著發(fā)動機(jī)的可靠性與壽命。必須從材料選用、構(gòu)形設(shè)計(jì)、熱處理及表面強(qiáng)化等方面采取措施。 連桿必須具 有足夠的結(jié)構(gòu)剛度和疲勞強(qiáng)度。連桿把活塞和曲軸連接起來。 活塞的設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括：活塞頭部的設(shè)計(jì)，活塞銷座的設(shè)計(jì)，活塞裙部及其側(cè)面形狀的設(shè)計(jì)。 三、強(qiáng)烈的磨損 內(nèi)燃機(jī)在工作中產(chǎn)生的側(cè)向力是較大的，特別在短連桿內(nèi)燃機(jī)中其側(cè)向力更大。 二、承受很高的熱負(fù)荷 在內(nèi)燃機(jī)工作過程中，活塞頂直接和燃?xì)饨佑|，燃?xì)獾淖罡邷囟纫话氵_(dá)到 2021℃左右。 167。 壓縮比 ? 的確定 壓縮比反映了柴油機(jī)的強(qiáng)化程度，直接影響柴油機(jī)的性能、機(jī)械負(fù)荷、起動性能以及主要零件的結(jié)構(gòu)尺寸。目前λ值已大到 1/，常用范圍為 1/4～ 1/ [ 5]。 167。首先是對于給定工作容積的內(nèi)燃機(jī)來說，所發(fā)出的功率將會減小，即每升工作容 積所發(fā) 出的功率 將過低 ，這是不 利的； 其次， mC 過低對于像活塞環(huán)和氣缸壁這樣的摩擦副，由于表面間不能建立有效的潤滑油膜而使摩 擦加劇 。由 于 mC 直接關(guān)系活塞 相對于氣 缸壁的 滑動速度 ，從而也直接關(guān) 系到內(nèi) 燃機(jī)的壽 命和工 作可靠性 。本 次設(shè)計(jì) 機(jī)型 為非增 車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 壓柴油機(jī)。根據(jù)sasuetcme Tl pHp04 ???? （摘自《內(nèi)燃機(jī)原理》公式 220） 可知，合理組織燃燒過程，提高循環(huán)有效熱效率 et? ；改善換氣過程，提高氣缸的沖量系數(shù) c? ；提高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；減小機(jī)械損失等均可達(dá)到提高 mep 的目的。 167。目前，為了適應(yīng)高速的要求，內(nèi)燃機(jī)在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)了不斷降低行程缸徑比的趨勢，但是對于柴油機(jī)來說不宜太低，因?yàn)椴焕谌紵蛼邭獾?。十五分鐘功率?32K W，轉(zhuǎn)速為 3400 r/ mi n。 480 柴油機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 內(nèi)燃機(jī)的主要參數(shù)包括：平均有效壓力 mep 、活塞平均速度 mC 、缸徑 D 和缸數(shù) i。 設(shè)計(jì)排氣管時(shí)，留有安排排氣制動裝置的位置。 要求外形尺寸小、重量輕，這能提高汽車駕駛員視野和便于在汽車上布置。 （ 3）最好的可靠性和最長的使用壽命 首先在結(jié)構(gòu)上要保證發(fā)動機(jī)具有良好的剛度，在各種工況下工作時(shí)，各零部 件不允許發(fā)生不正常的變形和振動。因此在設(shè)計(jì)階段，在燃燒過程的組織、排放后處理等方面，應(yīng)考慮采取相應(yīng)的措施。根據(jù)柴油機(jī)的設(shè)計(jì)要求對其主要參數(shù)進(jìn)行選擇。 柴油機(jī)的制造、工藝及材質(zhì)等技術(shù)。 車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 燃油品質(zhì)：優(yōu)質(zhì)低硫的柴油是柴油機(jī)滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)的前提?，F(xiàn)在國內(nèi)的柴油機(jī)電控噴射系統(tǒng)正處在開發(fā)階段。最新開發(fā)投產(chǎn)的柴油機(jī)產(chǎn)品的排放水平已經(jīng)達(dá)到歐Ⅲ排放限值要求，一些甚至可以達(dá)到歐Ⅳ排放限值要求。 今后， 內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展將著重于改進(jìn)燃燒過程，提高機(jī)械效率，減少散熱損失，降低燃 料消耗率；開發(fā)和利用非石油制品燃料、擴(kuò)大燃 車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 料資源；減少排氣中有害成分，降低噪聲和振動，減輕對環(huán)境的污染；采用高增壓技術(shù)，進(jìn)一步強(qiáng)化內(nèi)燃機(jī)，提高單機(jī)功率；研制復(fù)合式發(fā)動機(jī)、絕熱式渦輪復(fù)合式發(fā)動機(jī)等；采用微處理機(jī)控制內(nèi)燃機(jī)，使之在最佳工況下運(yùn)轉(zhuǎn)；加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的研究，以提高工作可靠性和壽命，不斷創(chuàng)制新型內(nèi)燃機(jī) 。 人們越來越發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)的無窮魅力：高扭矩、高壽命、低油耗、低排放 。據(jù)專家預(yù)測，在今后 20 年，甚至更長的時(shí)間內(nèi)柴油機(jī)將成為世界車用動力的主流。 h，標(biāo)定功率油耗可達(dá)到 204 g/ kW 概述 1882 年德國人狄賽爾（ R udolf Diesel）提出了柴油機(jī)工作原理，1896 年制成了第一臺四沖程柴油機(jī)。 隨著柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展，加上柴油汽車在動力性、經(jīng)濟(jì)性和大修期等方面比汽油車占優(yōu)勢，汽車柴 油化的趨勢越來越明顯。其應(yīng)用范圍越來越廣。 目前世界上內(nèi)燃機(jī)的擁有量大大超過了任何其它的熱力發(fā)動機(jī)，在國民經(jīng)濟(jì)中占有相當(dāng)重要的地位。 柴油機(jī)的發(fā)展已有一百多年的歷史，通過這一長時(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。 小型柴油機(jī)比汽油機(jī)節(jié)油 15%～ 30%，二氧化碳各種廢氣的排放也比汽油機(jī)的要低。此外，降低摩擦 損失、廣泛采用廢氣渦輪增壓并提高進(jìn)氣量、進(jìn)一步輕量化、高速化、低油耗、低噪聲和低污染，都是柴油機(jī)的重要發(fā)展方向。 柴油機(jī)技術(shù)概述及發(fā)展趨勢 167。 裝 備 了 最 先 進(jìn) 技 術(shù) 的 柴 油 機(jī) ， 升 功 率 可 達(dá) 到 30～50kW/l ，扭矩儲備系數(shù)可達(dá)到 以 上 ， 最 低 燃 油 耗 可 達(dá) 到198g/kW 柴油機(jī)被廣泛應(yīng)用于船舶動力、發(fā)電、灌溉、車輛動力 等廣闊的領(lǐng)域，尤其在車用動力方面的優(yōu)勢最為明顯，全球車用動力“柴油化”趨勢業(yè)已形成。 柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢 現(xiàn)代柴油 機(jī) 車無論是在動力性、環(huán)保性還是在舒適性、可靠性方面都已經(jīng)有了長足的進(jìn)步，甚至已經(jīng)超過了很多汽油 機(jī) 車 。 現(xiàn)在，科技的發(fā)展日新月異，柴油機(jī)新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用所需要的時(shí)間也越來越短，尤其是現(xiàn)代，隨著柴油機(jī)電控噴射和高壓共軌噴射，增壓中冷及后處理技術(shù)，以及排氣再循環(huán)（ EG R）技術(shù)等相關(guān)新技術(shù)的不斷應(yīng)用，柴油機(jī)的設(shè)計(jì)和制造已經(jīng)發(fā)生了革命性的變化 。隨著一批先進(jìn)機(jī)型和技術(shù)的引進(jìn)，我國柴油機(jī)總體技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到國外 80 年代末 90 年代 初水平，一些國外柴油機(jī)近幾年開始采用的排放控制技術(shù)在少數(shù)國產(chǎn)柴油機(jī)上也有應(yīng)用。 隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，光靠增壓中冷技術(shù)已不能滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，這就需要更新的柴油機(jī)電控噴射技術(shù)來支持。 根據(jù)目前我國發(fā)動機(jī)的狀況，提高我國柴油機(jī)技術(shù)水平急需解決下列的關(guān)鍵技術(shù) ： 關(guān)鍵零部件技術(shù)：如油泵油嘴和增壓中冷。 整機(jī)開發(fā)及匹配技術(shù)：如柴油機(jī)燃油、進(jìn)氣及燃燒系統(tǒng)的匹配與優(yōu)化技術(shù)，重型車用及轎車用柴油機(jī)技術(shù)。 柴油機(jī)的設(shè)計(jì)要求 柴油機(jī) 的總 體設(shè) 計(jì)是 在注 重節(jié) 約能 源的 同時(shí) 又加 強(qiáng)了對 排放 性的要求，提高了產(chǎn)品的適用性。日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)對柴油機(jī)的廢氣排放提出了更高的要求。 （ 2）最佳的制造經(jīng)濟(jì)性 包括優(yōu)化設(shè)計(jì)，使整機(jī)及零部件具有良好的加工工藝性；選用價(jià)廉適用的制造材料；降低不必要的加工精度。柴油機(jī)外部零件應(yīng)能防水防塵。這樣可以延長機(jī)器的壽命。 167。 在本次的柴油機(jī)的設(shè)計(jì)中，任務(wù)書中已經(jīng)給定缸數(shù)為四缸，缸徑為 80 mm。 行程缸徑比的確定 行程缸徑比也是