【正文】 490型號(hào)柴油機(jī)性能曲線圖摘 要490型號(hào)柴油機(jī)是配套40ps拖拉機(jī)以及收割機(jī)的首選動(dòng)力，經(jīng)過一系列改裝和調(diào)整后可用于固定排灌動(dòng)力、發(fā)電機(jī)組和小型載重汽車上。本文除了包括曲柄連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)外，還包括進(jìn)排氣及配氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，燃油輸送及噴射系統(tǒng)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)、潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)。s main motion parts designs as well as some servosystem39。 步入新世紀(jì)以后，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的客觀環(huán)境正經(jīng)歷著巨大變化，環(huán)保和節(jié)能是當(dāng)今全球汽車行業(yè)無法回避的兩大主題。490系列四缸直噴柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，憑借其強(qiáng)大的環(huán)保高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)迅速填補(bǔ)了國內(nèi)市場(chǎng)的空白，將成為國產(chǎn)柴油機(jī)市場(chǎng)新的黑馬。柴油機(jī)的性能指標(biāo)取決于各工作參數(shù)，而其工作參數(shù)又取決于其結(jié)構(gòu)參數(shù)，并且柴油機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)之間存在著有機(jī)的內(nèi)在聯(lián)系。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 490柴油機(jī)主要用于農(nóng)業(yè)機(jī)械。北京內(nèi)燃機(jī)總廠引進(jìn)與鐵牛55型拖拉機(jī)配套的4115型柴油機(jī)。我國現(xiàn)生產(chǎn)的車用柴油機(jī)就其技術(shù)來源而言，引進(jìn)系列和自主開發(fā)系列基本上是平分秋色。國外大中型汽車基本上都用柴油機(jī)，而我國重型車動(dòng)力以柴油機(jī)為主，中型和輕型車還有較大比例的汽油機(jī)，轎車類仍然是汽油機(jī)一統(tǒng)天下。 研究內(nèi)容和方法 本論文主要研究的內(nèi)容是490農(nóng)用柴油機(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。第二章　柴油機(jī)的總體設(shè)計(jì) 柴油機(jī)的總布置一、柴油機(jī)的總體布置柴油機(jī)右面布置著：機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、噴油泵、調(diào)速器、高低壓輸油管、油濾清器等主要易出現(xiàn)故障的部件。氣缸蓋和缸體都是整體鑄造的，結(jié)構(gòu)輕巧。柴油機(jī)后方，在曲軸后端凸緣用螺釘將甩油盤和飛輪固定在一起。177。6176。6176。排氣持續(xù)時(shí)間 259176。490型柴油機(jī)采用整體龍門式氣缸體和濕式氣缸套，濕式氣缸套較厚，剛性較好，與缸體間形成水道，其下端通常以耐熱的橡膠封水圈來密封，防止冷卻水泄漏。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋內(nèi)布置有冷卻水道。氣缸蓋和機(jī)體之間裝有氣缸墊用以保證燃燒室的密封，防止高溫高壓燃?xì)獾男孤?，同時(shí)密封潤滑油和冷卻水的通道。同時(shí)通過連桿組將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)，使作用于活塞上的燃?xì)鈮毫D(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ兀ㄟ^曲軸向外輸出。連桿大頭剖分成兩半，可拆部分稱連桿蓋，兩者配對(duì)加工，同一側(cè)打有配對(duì)號(hào)，用連桿螺栓擰緊。曲軸受到燃?xì)鈮毫屯鶑?fù)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量慣性力及其力矩的作用，受力情況復(fù)雜。根據(jù)氣門在發(fā)動(dòng)機(jī)上的安裝位置，配氣機(jī)構(gòu)分為頂置氣門式和側(cè)置氣門式兩種。進(jìn)氣系統(tǒng)由空氣濾清器及進(jìn)氣管等組成。四、燃料供給與調(diào)節(jié)系統(tǒng)燃油供給系統(tǒng)包括燃油貯存及濾清、供給及調(diào)節(jié)幾個(gè)主要部分。（見圖23）柴油機(jī)在進(jìn)行工作時(shí)，負(fù)荷會(huì)經(jīng)常發(fā)生變化，機(jī)手不可能隨著外界負(fù)荷的頻繁變化，不停地改充數(shù)油門的位置來適應(yīng)負(fù)荷的變化，因而需要增設(shè)調(diào)速器。潤滑系統(tǒng)示意圖見圖24所示。（3）清洗作用 利用潤滑油的流動(dòng)，帶走由于摩擦而產(chǎn)生的金屬磨屑和其它雜質(zhì)，通過濾清保持潤滑油和摩擦面的清潔。工作時(shí)受熱零件的熱量先傳給水，再通過散熱器或直接將水中的熱量散入大氣。這種布置的目的是為了充分利用迎風(fēng)氣流。起動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置和輔助裝置兩部分。490柴油機(jī)采用電機(jī)起動(dòng)，電機(jī)起動(dòng)裝置體積小、起動(dòng)迅速、操作方便。采用的是立式結(jié)構(gòu)濕式缸套，最小壁厚為6mm，水套厚5mm，氣缸中心距=（曲柄銷長度為40mm）+（主軸徑長度為36mm）+2（曲柄臂厚度為22mm），所以本柴油機(jī)缸心距確定為120mm。如圖32所示。 ③在氣缸體的內(nèi)壁和各缸之間的隔板上分別加加強(qiáng)筋和行架結(jié)構(gòu)，從而提高氣缸體的剛度。（見圖31所示）本機(jī)氣缸套選擇優(yōu)質(zhì)高磷鑄鐵。③缸套表面處理，主要有鍍鉻、高頻淬火、磷化處理和氮化等。不要在塵土很多的環(huán)境下，空氣濾清器和機(jī)油濾清器的選用、使用和保養(yǎng)必須給予重視，否則氣缸會(huì)遭到強(qiáng)烈的磨料磨損。 b構(gòu)成燃燒室（與氣缸壁和活塞頂一起）。 c保證高溫部分能得到較強(qiáng)的冷卻，使氣缸蓋的溫度分布均勻，盡可能減小熱應(yīng)力，避免出現(xiàn)熱疲勞裂紋。 圖33 氣缸蓋與蓋罩示意圖一般缸徑小于105mm時(shí)，一般多采用整體式氣缸蓋。 b具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能夠承受氣缸蓋螺栓預(yù)緊力和接合面的變形力，在高溫、高壓氣體的作用下不易損壞。 ③材料與結(jié)構(gòu)：如圖34所示密封襯墊有兩道石棉密封圈，靠近氣缸的一道為石棉制品，表面涂以石墨，靠外的一道也是石棉制品，中間有一個(gè)低碳鋼密封環(huán)，外表面鍍銅，利用鋼環(huán)的彈性起密封作用?；钊h(huán)帶又稱密封部，是銷座以上安裝活塞環(huán)的部位，其作用是保證工作容積的密封性?；钊湃霘飧變?nèi)，%～%預(yù)留。 ⑴活塞材料與工藝 活塞材料選用共晶鋁硅合金（鑄鋁、鍛鋁）其特點(diǎn)是質(zhì)量小，導(dǎo)熱性好，適用于一般發(fā)動(dòng)機(jī)。頂部：組成燃燒室，易熱裂、壓碎，要求加工應(yīng)光潔，材料應(yīng)耐熱。 ⑶活塞的基本尺寸選擇第一環(huán)位置：根據(jù)活塞環(huán)的布置確定活塞壓縮高度時(shí)，首先須定出第一環(huán)的位置，即火力岸高度h。但b太小，就使制造工藝?yán)щy。一般= 5mm，= = 4mm。（見圖36）為此，一般適當(dāng)增大活塞銷直徑提高銷的彎曲剛度，減少彎曲變形。為此，選取活塞銷的主要尺寸d =33mm，l = 75mm，活塞銷座厚度8mm。另外， 以促進(jìn)裙部表面潤滑油膜的形成同時(shí)為增強(qiáng)裙部剛性，在下裙內(nèi)側(cè)設(shè)置加強(qiáng)筋，而橢圓，活塞溫度是頂端高，裙端低，故軸向外形呈上小下大的曲線形，～，如圖38所示?；钊N長度L=D=， 取L=75mm。其中把環(huán)壓向環(huán)槽側(cè)面，形成所謂的第二密封面，而則大大加強(qiáng)第一密封面[10]。第二、三道應(yīng)該錯(cuò)開90176?；钊h(huán)的使用性能取決于環(huán)本身結(jié)構(gòu)及環(huán)的組合，為強(qiáng)化第一道環(huán)，使之能適應(yīng)活塞的擺動(dòng)，且活塞上行下行時(shí)均可在環(huán)的下周面上形成潤滑油膜摩擦而不易燃燒，選用多孔鍍鉻平環(huán)。⑸燃燒室形狀討論 490型柴油機(jī)采用球型燃燒室（見圖37），其混合氣主要是油膜蒸發(fā)混合形成。隨著燃燒的進(jìn)行，大量熱量輻射到油膜上，是油膜加速蒸發(fā)，不斷提供新鮮混合氣，保證迅速的燃燒。之間。490型柴油機(jī)連桿大頭選用平切口連桿。連桿材料上選取國內(nèi)90系列較常用的40Cr[11]。它通常是用半徑連桿比來說明的，值越大，連桿越短，則發(fā)動(dòng)機(jī)總高度越小。d===38mm， = d=，取=46mm。 ④連桿大頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：采用平切口結(jié)構(gòu)。由于曲軸受力復(fù)雜，幾何斷面形狀比較特殊，在設(shè)計(jì)曲軸時(shí)，至今還沒有一個(gè)能完全反映客觀實(shí)際的理論公式可供通用。490型柴油機(jī)采用整體式曲軸，其結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、工作可靠?，F(xiàn)在，球墨鑄鐵曲軸越來越得到重視，球墨鑄鐵材料經(jīng)正火處理后的機(jī)械性能已經(jīng)接近或超過一般中碳鋼，盡管鋼的疲勞強(qiáng)度比球墨鑄鐵高，但曲軸的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鋼曲軸難免會(huì)有油孔、過度圓角和材質(zhì)上留有缺陷而造成應(yīng)力集中，從而降低了曲軸的疲勞強(qiáng)度。曲軸前端裝有皮帶輪和啟動(dòng)爪[12]。軸頸的直徑越大，曲軸的剛度便越大，但軸頸直徑過大，會(huì)引起表面圓周速度增大，導(dǎo)致摩擦損失和機(jī)油溫度的提高。采用短而粗的主軸頸可提高曲軸扭振的自振頻率，減小在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)產(chǎn)生共振的可能性。=D=。二、 飛輪 在發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)中，只有一個(gè)沖程作功，飛輪的功用就是把傳到曲軸上的一部分能量儲(chǔ)存起來，用以克服進(jìn)氣、壓縮、排氣沖程中的阻力，使曲軸旋轉(zhuǎn)均勻，并能克服發(fā)動(dòng)機(jī)短時(shí)間超負(fù)荷工作，飛輪還有便于起動(dòng)及輸出功率的作用。⑵材料、工藝、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①一般用灰鑄鐵，當(dāng)輪緣速度超過50米/秒時(shí)要采用球鐵或鑄鋼。飛輪的材料為合金鑄鐵，安裝時(shí)由六個(gè)螺栓和一個(gè)定位銷將飛輪固定在曲軸的法蘭盤上。用高錫鋁合金軸瓦，它的機(jī)械強(qiáng)度高，減磨性能高，耐腐蝕，制造成本低。當(dāng)擰緊連桿螺栓時(shí)，軸瓦與瓦座應(yīng)過盈，而使配合很好的機(jī)械連桿螺栓常用優(yōu)質(zhì)鋼材制造，安裝時(shí)按一定擰緊扭矩?cái)Q緊。 第四章 內(nèi)燃機(jī)輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)輔助系統(tǒng)包括燃油供給系統(tǒng)，配氣系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，起動(dòng)系統(tǒng)。 圖42 氣門組結(jié)構(gòu)示意圖配氣相位的選定：進(jìn)氣門提前角為：24176。（一般范圍為40176。（一般范圍為40176。30176。（如圖42所示）二、 進(jìn)排氣門設(shè)計(jì)氣門材料選擇4Cr10Si2Mo，具有較高的耐高溫強(qiáng)度和良好的耐磨性，耐蝕性較好，熱膨脹系數(shù)小，切削性能也好，但它的導(dǎo)熱性差些。一般來說，考慮到吸氣作用，進(jìn)氣門直徑要比排氣門大15～20 %，以改善充氣效率，即=（～）=32～34mm，取用34mm.。兩種，進(jìn)氣門錐角選擇30176。氣門冷間隙：，熱間隙：。進(jìn)氣門挺桿上有環(huán)形槽，氣門挺桿底面是平的，為使工作表面均勻，氣門挺桿軸線相對(duì)凸輪軸線偏移1～3mm，使氣門挺柱桿旋轉(zhuǎn)，～。（見圖43）氣門是保證柴油機(jī)工作可靠性和耐久性的重要零件之一，對(duì)柴油機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。 圖44　BQ油泵與調(diào)速器組裝圖 一、BQ噴油泵的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及調(diào)整 490型柴油機(jī)選用BQ噴油泵，采用新穎的全封閉式機(jī)構(gòu)，因而結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好、重量輕、密封性好，同時(shí)該泵高速性好、供油能力大，配套范圍廣。不必調(diào)整由結(jié)構(gòu)和制造保證。在拆裝和維修時(shí)， 不要隨意改變其厚度。調(diào)整時(shí)還要保證每一套筒下的左右兩側(cè)墊片要一樣厚，否則會(huì)造成套筒擰人泵體后歪斜，致使柱塞轉(zhuǎn)動(dòng)不靈。各缸油量均勻性都是將緊法蘭式套筒的二個(gè)螺母松開后，相應(yīng)旋轉(zhuǎn)套筒即可完成。齒套下部有扁槽，與柱塞下方的扁位配合。該調(diào)速器具有自動(dòng)起動(dòng)加濃和油量校正裝置。由于調(diào)速杠桿運(yùn)動(dòng)的支點(diǎn)在杠桿中部，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高飛塊張開時(shí)，滑套向后運(yùn)動(dòng)，而油泵齒桿則向前運(yùn)動(dòng)， 以減少油量，這與號(hào)泵和型泵齒條運(yùn)動(dòng)方向不同。調(diào)速杠桿這一段運(yùn)動(dòng)便產(chǎn)生了齒桿的起動(dòng)行程。調(diào)速器裝有停車手柄， 停車手柄直接拔動(dòng)齒桿向前，可在發(fā)動(dòng)機(jī)任何工況下實(shí)現(xiàn)停車。校正器頂桿頭部頂住調(diào)速臂。（校正器見圖46）校正量的大小取決于頂桿與彈簧座之間的間隙值△ 。彈簧預(yù)緊力增加，校正行程開始轉(zhuǎn)速N1和校正行程結(jié)束轉(zhuǎn)速N2都降低，反之則相反。調(diào)速彈簧和起動(dòng)彈簧同時(shí)參加怠速工作，此時(shí)柴油機(jī)在較低轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，即怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。壓力潤滑是以一定壓力將機(jī)油輸送到摩擦面的間隙中；主要應(yīng)用于負(fù)荷大，運(yùn)動(dòng)速度高的部件，如主軸頸、連桿軸頸等；飛濺潤滑依靠運(yùn)動(dòng)零件飛濺起來的油滴或油霧進(jìn)行潤滑，主要適用與外露、負(fù)荷較輕、運(yùn)動(dòng)速度較小的零部件，如氣缸壁、活塞銷等。具體潤滑油路見圖47。農(nóng)用柴油機(jī)油底殼的機(jī)油容量（升）： =（～ ） （41）式中表示柴油機(jī)有效功率（千瓦）。油底殼底部裝有磁性放油塞，以便吸取機(jī)油中的金屬屑，減少發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)零件的磨損。兩齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，充滿在齒輪齒槽間的機(jī)油沿油泵殼壁由進(jìn)油腔帶到出油腔，在進(jìn)油腔一側(cè)由于齒輪脫開嚙合以及機(jī)油被不斷帶出而產(chǎn)生真空，使油底殼內(nèi)的機(jī)油在大氣壓力作用下經(jīng)集濾器進(jìn)入進(jìn)油腔，而在出油腔一側(cè)由于齒輪進(jìn)入嚙合和機(jī)油被不斷帶入而產(chǎn)生擠壓作用，機(jī)油以一定壓力被輸出。汽車拖拉機(jī)機(jī)油泵的供油量（升/分）： =（～） （42）式中表示柴油機(jī)有效功率（千瓦）。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的功用是對(duì)在高溫條件下工作的零件加以冷卻，保持在適宜的溫度范圍內(nèi)，以保證工作可靠耐久。一路通過八個(gè)分孔均勻地進(jìn)入氣缸體水套冷卻氣缸套，然后經(jīng)小水孔進(jìn)入氣缸蓋水套，冷卻氣缸蓋。1－風(fēng)扇　2－皮帶輪3－三角皮帶　4－水泵殼　5－軸連軸承帶　6－擋水圈　7－水封橡皮碗　8－彈簧9－水封墊片　10－水泵葉輪　11－放水孔 圖412　490型柴油機(jī)的離心式水泵示意圖 三、水泵 水泵的功用是對(duì)冷卻水加壓，加速冷卻水在冷卻系中的循環(huán)流動(dòng)。水泵將水打入機(jī)體水套，此后冷卻水分成兩路：一路進(jìn)入缸套周圍水腔，另一路進(jìn)入缸蓋，首先冷卻噴油器。如滴水成流，則用頂絲將葉輪抽出，研磨水封墊與泵體座面。490型柴油機(jī)是四缸機(jī)，起動(dòng)力矩比較大，手起動(dòng)操作比較困難。490型號(hào)柴油機(jī)采用球型燃燒室，噴嘴為長型雙孔式，傾斜的布置在氣缸蓋上，噴油壓力為175公斤/厘米2，氣缸蓋上鑄有螺旋進(jìn)氣道，產(chǎn)生強(qiáng)烈的的進(jìn)氣渦流以促進(jìn)良好的混合氣的形成，因此燃燒過程比較完善，燃料消耗率也比較低。倆個(gè)連桿螺栓加工有定位帶以保證連桿蓋的定位。主軸瓦和連桿軸瓦都是采用高錫鋁合金薄壁軸瓦。氣門上都設(shè)有兩個(gè)氣門彈簧座和兩個(gè)氣門彈簧。綜上所述，本柴油機(jī)由于各大系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，使本機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)，屬于大功率、節(jié)約能源、改善環(huán)境的綠色環(huán)保機(jī)。 對(duì)于490型柴油機(jī)的幾點(diǎn)改進(jìn)建議490型農(nóng)用柴油機(jī)市場(chǎng)前景一片光明?？蛇M(jìn)一步增加噴孔數(shù)，減小噴孔直徑。致 謝從寒假開始我們就進(jìn)入了畢業(yè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作，經(jīng)過4個(gè)月的努力我按時(shí)完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。因?yàn)橛写蠹业膸椭?，我才能順利地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。同時(shí)，我也要對(duì)那些曾