【正文】 ~6500 工程機械與拖拉機 1500~2800 2021~3600 內(nèi)燃機車、發(fā)電機組 900~1500 2800~3600 摩托車、摩托艇 5000~10000 中小型農(nóng)用機械 1200~3000 3000~6000 畢業(yè)設(shè)計說明書 5 船舶（高速） 1000~2021 1500~2500 船舶（低速） 300~850 最大扭矩 maxeM 和最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速 實際上內(nèi)燃機給出的轉(zhuǎn)矩指標都是最大扭矩。 （ 1） 燃油消耗 率 eg 【（ g/（ kw *h））】 降低 eg 的措施主要有指示效率和機械效率。內(nèi)燃機的大修期一般決定于缸套和曲軸磨損到達極限尺寸的時間（小時數(shù)），此時內(nèi)燃機不能繼續(xù)正常工作，使用中的對外表現(xiàn)通常為：內(nèi)燃機啟動困難甚至無法啟動、排氣冒藍煙、機油消耗量明顯加大、動力性明顯下降、內(nèi)燃機工作噪聲變大等。 低公害指標 內(nèi)燃機的噪聲主要來自燃燒噪聲、氣體流動噪聲和機械噪聲三個方面。 排放 畢業(yè)設(shè)計說明書 7 汽車的排放，就是內(nèi)燃機的排放，說到對于環(huán)境和空氣的污染，實際上是內(nèi)燃機的排放污染。進行產(chǎn)品設(shè)計時，平均有效壓力 應(yīng)根據(jù)同類型發(fā)動機的實際數(shù)據(jù)來初步選定，在本次設(shè)計中，初步選定 meP =。 畢業(yè)設(shè)計說明書 8 行程缸徑比： S/D＝ ~ S=（ ~） D=99~ mm 取 S＝ 120 mm??3 。 三、 應(yīng)滿足用戶對 柴油 機 配套所提出的各項合理要求。 機體由稀土灰鑄鐵鑄造，機體 采用隧道式機體 ，以保證機體的結(jié)構(gòu)剛度。曲軸平衡采用完全平衡方案，其上安裝四 個平衡塊。 曲軸是在不斷周期性變化的氣體壓力、往復(fù)和旋轉(zhuǎn)運動質(zhì)量的慣性力以及它們的力矩（扭矩和彎矩）共同作用下工作的，使曲軸既扭轉(zhuǎn)又彎曲，產(chǎn)生疲勞應(yīng)力狀態(tài)。如果曲軸彎曲剛度不夠，就會大大惡化活塞、連桿、軸承等重要零件的工作條件，影響它們的工作可靠性和耐磨性，甚至使曲軸箱局部損壞。例如，為了提高曲軸的剛度而增大主軸頸和曲柄銷直徑，對 軸承工作而言，可以降低軸承比壓，但高轉(zhuǎn)速下軸承圓周速度變大，從而引起摩擦功率損失增加，軸承溫度升高，降低了軸承工作的可靠性。借以初步確定曲軸的基本尺寸，然后進行結(jié)構(gòu)細節(jié)的設(shè)計、強度復(fù)核、曲軸樣品試驗，最后確定曲軸的結(jié)構(gòu)、尺寸與加工工藝等。上述方法需反 復(fù)進行，并最終確定曲軸的尺寸，平衡塊的大小和布置方式，潤滑油道的布置， 完成曲軸兩端的設(shè)計，繪制出曲軸零件圖。 組合 式 曲軸 組合式曲軸是把曲軸分成很多便于制造的單元體，然后將各部分組合裝配而成。 （ 2）、 套合式曲軸 （全套合或半套合） 它的曲柄銷，主軸頸，曲柄臂均分開制造，然后用 “ 紅套 ” 或液壓 壓入等方法連接起來。 畢業(yè)設(shè)計說明書 14 167。 綜上分析，我采用 球 墨鑄 鐵 曲軸。但是，曲柄銷加粗伴隨著連桿大頭加大，使不平衡旋轉(zhuǎn) 質(zhì)量的離心力增大，對曲軸及軸承的工作帶來不利。但是為了最大限度地增加曲軸的剛度，加粗主軸徑是有很大好處的?，F(xiàn)代高速內(nèi)燃機曲柄的形狀大多采用橢圓形和圓形。為了增大曲軸圓角半徑，且不 縮短軸頸有效工作長度，可采用沉割圓角，設(shè)計沉割圓角時應(yīng)該保證曲柄臂有足夠厚度。潤 滑油通常先進入主軸承再進入連桿軸承。從保證潤滑考慮，希望主軸頸油孔開在最大軸頸壓力作用線方 向 。 圖 32 所示為本次潤滑油道的布置方案 ??8 。 平衡塊的重心應(yīng)盡量遠離曲軸中心線，以提高平衡效果。在一些柴油機中由于中央主軸承的負荷大而增加其長度，并用它作止推軸承。飛輪裝于輸出端，柴油機產(chǎn)生的功率經(jīng)輸出端輸出，但在某些工程機械或農(nóng)用柴油機上，曲軸自由端也可輸出部分乃至全部功率。 飛輪的作用 由于曲軸所發(fā)出的扭矩 M? 是個周期變化的量，當它大于有效阻力矩時，曲軸就加速，反之就 減速，造成曲軸轉(zhuǎn)速的波動，減小這種波動的措施有兩種：一是增加內(nèi)燃機的氣缸數(shù)，另一措施是在曲軸上加裝飛輪。發(fā)動機轉(zhuǎn)速波動會產(chǎn)生一系列不良后果?？梢婏w輪是一種動能儲存器，它起著調(diào)節(jié)曲軸轉(zhuǎn)速變化穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的作用 ??12 。 主軸承的工作條件 內(nèi)燃機曲軸的主軸承在工作中受到?jīng)_擊性的氣體爆發(fā)壓力和活塞連桿組慣性力的動負荷作用，由動力計算可知，其最高平均壓力達 20~30MPa，面實際上從潤滑理論分析可知，潤滑油膜中局部最高油膜壓力可達平均 壓力的6~10 倍。油中機械雜質(zhì)也逐漸積累，使軸承和軸頸表 面遭受損傷。由于摩擦，軸頸表面產(chǎn)生高溫，達到 150℃以上，導(dǎo)致機油粘度下降，承載能力下降。 4. 瓦背與減摩層有足夠的結(jié)合強度，不因剪切力和熱應(yīng)力而分層。 2. 銅基合金 隨著發(fā)動機的不斷強化，對減摩材料疲勞強度要求大大提高。 167。由于主軸承下軸瓦為主要承壓面，因此本次設(shè)計將油槽開在上軸瓦上 。由于受所學(xué)知識的多少，實踐經(jīng)驗等因素的制約，我們還不可能提出更好的理論和 改進意見。 b=。 scanf(%f%f%f,amp。 I2=PI*b*c*S/8/4/g。 I1=A**1000000*y*z*N/x/n/n/n。 n=2200。 最后，我對 在 這次 設(shè)計過程中為我提供幫助的同學(xué) 們 也表示忠心 的 感謝 。 內(nèi)燃機的發(fā)展經(jīng)歷了相當長的過程，它到今天已經(jīng)比較完善。 軸瓦結(jié)構(gòu)設(shè)計與主要尺寸的確定 1. 主軸瓦厚度 t 已知主軸頸直徑 1D =80 mm,由于薄壁軸瓦結(jié)構(gòu)輕巧，制造精度高，互換性好，適于大量生產(chǎn)的特點，本次設(shè)計采用薄壁軸瓦。 3. 鋁基合金 鋁基合金的基本成分為鋁、錫、銅。錫基白合金具有優(yōu)異的減摩性能和嵌藏性，而且工藝性好；缺點是疲勞強度低和高溫硬度和強度明顯降低。 167。曲軸軸瓦一般由鋼瓦背與減摩層組合而成，瓦畢業(yè)設(shè)計說明書 25 背保證整個軸瓦的機械強度，而薄的減摩層保證良好的摩擦性能。如有足夠潤滑油通過摩擦表面，則除了可以冷卻軸承外，還有可能使軸承牌完全的液體摩擦狀態(tài)，即軸承和軸頸兩摩擦表面完全為一層油膜所隔開面不直接接觸，但是這種理想的液體摩擦狀態(tài)在實際內(nèi)燃機工作過程中并不能完全等到保證。 表 41 不同缸數(shù) i 四沖程發(fā)動機的扭矩不均勻系數(shù) ? 和盈虧功系數(shù) ? （《內(nèi)燃機設(shè)計》 袁兆成 表 61） i ? ? 1 10~20 ~ 2 8~15 ~ 3~4 5~10 ~ 6 ~ ~ 畢業(yè)設(shè)計說明書 22 8 ~ ~ 12 ~ ~ 由任務(wù)給定的數(shù)據(jù)，選取各種相關(guān)系數(shù)： 運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù) ? = 150； 飛輪轉(zhuǎn)動慣量占內(nèi)燃機總轉(zhuǎn)動慣量的分數(shù) ? =； 盈虧功系數(shù) ? =； 飛輪的轉(zhuǎn)動慣量： 36f nPI e???? ? ?? （ 42） =36 2 2 0 026501 ???? =（ kg 2m? ） 由初步確定的尺寸按 52 式可計算出飛輪的重量： ? ?gDDbdGD m 41422 8 ?? ? （ 43） c? HT250 的密度，取 310? 3Kgm ? ?2442?????? ????????G =（ N） 再由式 53 可計算出假設(shè)飛輪的轉(zhuǎn)動慣量： 239。 二、 增加發(fā)動機轉(zhuǎn)動慣量， 使角速度波動率減小。但發(fā)動機所帶動的聳動裝置的有效阻力矩一般是定值。為提高曲軸的扭轉(zhuǎn)剛度，最后一道主軸承至曲軸法蘭的軸段應(yīng)盡量短粗，甚至其直徑和曲軸法蘭相同，這樣也便于套裝油封。 本次設(shè)計采用止推片的止推方式，并且安裝在中央主軸承上 ??10 。 曲軸的軸向定位 圖 334 為防止曲軸的軸向定位，保證工作正常，曲軸需設(shè)有軸向定位。但曲軸配置平衡塊后，重量增加，制造工藝復(fù)雜，曲軸系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動自振頻率降低。因為在曲柄垂直平面內(nèi)，曲柄銷表面彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力都比較小。集中供油多采用所謂假軸承結(jié)構(gòu)。 167。 根據(jù)表 31, 初步選取 曲柄臂厚度 h=（ ~） D=~ 取 h=24mm； 曲柄臂寬度 b=（ ~） D=~ 取 b=120mm??6 。 曲柄 臂： 曲柄臂是曲軸中最薄弱的部分之一，它在曲柄平面內(nèi)的抗彎剛度和強度都較差。曲柄銷的長度 2L 是再選定 2D 的基礎(chǔ)上考慮的。各部分尺寸多以與氣缸直徑的相對值表示，而氣缸直徑又是限制曲柄銷直徑的重要因素。 雖然鑄造曲軸主要是 球鐵曲軸有很多 缺點 ，例如 彎曲疲勞強度比較低，較容易發(fā)生斷裂，相同尺寸的球鐵曲軸與鍛造曲軸相比，剛度差。 （ 3）、 分段式曲軸 大型曲軸由于受到加工設(shè)備的限制，往往將曲軸分段制造，然后用凸緣連接起來，這種曲軸稱為分段式曲軸 。圓盤式組合曲軸各曲柄相同，這使得系列產(chǎn)品的 曲軸 制造十分方便。由于柴油機的爆發(fā)壓力較高，因而一般都采用全支承 曲 軸；僅有個別小缸徑柴油機為縮短缸心距，減少主軸承數(shù)，采用非全支承 曲軸。 2．依據(jù)柴油機相似原則以及設(shè)計者的經(jīng)驗，初步選 定曲柄銷，主軸頸和曲柄臂的尺寸。正是這些內(nèi)在的矛盾推動著曲軸的發(fā)展，而在曲軸強度矛盾的總體中，應(yīng)力集中處的最大應(yīng)力與該力作用點的材料抗力是它的主要矛盾。應(yīng)根據(jù)軸頸比壓，選取適當?shù)妮S承材料、軸頸硬度和加工精度，以保證曲軸和軸承有足夠的壽命； 4． 柄排列合理，以保證柴油機工作均勻；曲軸平衡性好，以減小振動和主軸承最大負荷； 5． 料選擇適當，以充分發(fā)揮材料強度潛力。 曲軸形狀復(fù)雜、應(yīng)力集中現(xiàn)象相當嚴重，特別在曲柄至軸頸的過渡圓角區(qū)、潤滑油孔附近以及加工粗糙的部位應(yīng)力集中現(xiàn)象尤為突出。 概述 曲軸是發(fā)動機 的主要運動件，其性能直接影響著發(fā)動機的可靠性和壽命。第一環(huán)為矩形環(huán)，外圓鍍鉻，第二環(huán)為扭曲環(huán)。 167。繪制 橫剖面 圖。 本次設(shè)計 的 轉(zhuǎn)速為2200r/min。 2110 型柴油機 的主要 參數(shù) 的選擇 內(nèi)燃機的主要參數(shù)包括： 平均有效壓力 Pme 、 活塞平均速度 Cm、缸徑和缸數(shù)。一切有利于縮短滯燃期和減少該期間燃油注入量的措施，都有利于降低燃燒噪聲，比如增壓、分段噴射、推遲噴油提前和減少點火提前角等。比如汽車發(fā)動機要求質(zhì)量和外形尺寸都要小，而工程機械和拖拉機則可稍大一些。 167。對于固定工況使用的柴油機是指標定功率時上網(wǎng)燃油消耗率。 ??1 轉(zhuǎn)速（ n） 柴油機由于其混合氣形成速度和燃燒速度比較慢的原因，轉(zhuǎn)速不會太高。 總之，柴油機的設(shè)計與開發(fā)是一個相當復(fù)雜的過程。編制產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)任務(wù)書，具體規(guī)定產(chǎn)品的各項技術(shù)經(jīng)濟指標和配套要求。 飛輪的作用是 將在作功行程中輸入曲軸的 能 量 的一部分貯存起來，用以 在其它行程中克服阻力，帶動曲柄連桿機構(gòu)越過上 、下止點，保證曲軸的旋轉(zhuǎn)角 速度和輸出扭矩盡可能均勻，并使發(fā)動機 可能克服短時間的超負荷，此外，在結(jié)構(gòu)上飛輪又往往用作汽車傳動系中摩擦離合器的驅(qū)動件。 本文主要完成了對 2110 型柴油機的總體方案的選擇，曲軸飛輪組的設(shè)計。 飛輪的作用 ..................................................................... 20 167。 曲軸的設(shè)計步驟 ...................................................