【正文】 桿是發(fā)動(dòng)機(jī)中傳動(dòng)力的重要零件，它把活塞上的往復(fù)慣性力傳遞給曲軸以輸出功率，連桿在工作過(guò)程中主要承受裝配載荷和交變載荷的作用，工作較苛刻。475柴油機(jī)是四缸機(jī)，活塞行程為90mm，標(biāo)定功率為24KW；某些企業(yè)的渦流475柴油機(jī)普遍存在油耗高、排氣溫度高等問(wèn)題，若能把475型柴油機(jī)的渦流燃燒系統(tǒng)造成直噴式燃燒系統(tǒng)，能夠使油耗大幅度降低、煙度排放少，特別嚴(yán)格的排放法規(guī)的實(shí)施，迫使人們?cè)诒３衷醒芯砍晒耐瑫r(shí)，換一個(gè)角度去探索各種燃燒室及其供油系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)匹配的問(wèn)題，475柴油機(jī)采用螺旋進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)，促進(jìn)空氣和燃油的混合；采用啞鈴型的燃燒室，增大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量提高渦流強(qiáng)度，形成很好的進(jìn)氣渦流改善煙度排放，大幅度降低低速時(shí)的煙度排放；供油提前角的范圍廣，并且最佳供油提前角減少，因而降低噪音、振動(dòng)和良好的低速轉(zhuǎn)矩特性；為了適應(yīng)475型柴油機(jī)直噴化的需要，選用BQ泵。 活塞銷 23第三章 連桿強(qiáng)度校核 24167。 連桿的材料 11167。 高速柴油機(jī)設(shè)計(jì)的要求 4167。 連桿組的設(shè)計(jì) 11167。 活塞組的設(shè)計(jì) 16167。國(guó)家的排放法規(guī)日益嚴(yán)格，國(guó)家對(duì)柴油機(jī)的微粒排放的關(guān)注度也日益提高，原來(lái)375柴油機(jī)存在的微粒和煙度的排放較高，針對(duì)這方面的缺點(diǎn)開發(fā)水冷直噴的燃燒室，其良好的燃油經(jīng)濟(jì)性、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、起動(dòng)容易優(yōu)點(diǎn)，不僅能夠有效的降低微粒和煙度的排放，而且能夠降低油耗，從而滿足現(xiàn)代的節(jié)能減排的新觀念，該優(yōu)點(diǎn)亦符合農(nóng)村購(gòu)買標(biāo)準(zhǔn)之一。目前，在中小型柴油機(jī)方面開展的研究工作大都放在減少?gòu)U氣排放，因此出現(xiàn)深盆頂活塞的應(yīng)用，這是專為改善燃燒狀況減少碳?xì)浠衔锒O(shè)計(jì)的。 高速柴油機(jī)設(shè)計(jì)的要求高速柴油機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列基本要求：最佳的使用性能 包括最佳的動(dòng)力性能、最小的外形尺寸、最輕的總質(zhì)量，能滿足各種特定用途對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的要求。因此在設(shè)計(jì)階段，在燃燒過(guò)程的組織、排放后處理等方面，應(yīng)考慮采取相應(yīng)的措施[1]。167。中、小型有風(fēng)冷品種，但品種不多。但由于技術(shù)和成本的原因，此次設(shè)計(jì)暫且不用增壓系統(tǒng)。 柴油機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定高速柴油機(jī)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)有如下眾所周知的關(guān)系 （11）式中，Pe為有效功率（kw）；Pme為平均有效壓力（kpa）；n為轉(zhuǎn)速（r/min）；i為氣缸數(shù)；Vs為每缸活塞排量（l）；τ為沖程數(shù)[2]。轉(zhuǎn)速的選定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨其配套對(duì)象而異?；钊骄俣鹊拇_定活塞平均速度是表征柴油機(jī)高速性和強(qiáng)化程度的一項(xiàng)主要指標(biāo)，對(duì)柴油機(jī)總體設(shè)計(jì)和主要零件結(jié)構(gòu)型式影響甚大。（4）進(jìn)、排氣阻力隨活塞平均速度的提高而增加，使充氣效率降低。提高Pe值可使功率增加，比重量下降。而氣缸直徑與缸數(shù)和轉(zhuǎn)速有著密切的關(guān)系。因此S/D的選擇應(yīng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的具體要求[3]。所以氣缸中心距是決定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的整機(jī)緊湊性的綜合因素，而兩者又是矛盾的。 連桿的工作情況 連桿組的功用是將作用在活塞上的氣體壓力傳給曲軸，并將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，與連桿大頭一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，連桿桿身作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先保證連桿具有足夠的疲勞強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度。 連桿長(zhǎng)度的確定 連桿長(zhǎng)度是設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)慎重選擇的一個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)，它一般用連桿比來(lái)表示，即。其結(jié)構(gòu)如圖21所示。應(yīng)該盡量使小頭具有足夠的承壓面積，以便使小頭孔與活塞銷之間相互壓緊的單位面積壓力不超過(guò)許用值。青銅襯套與活塞銷的配合間隙△大致在（～）d的范圍內(nèi)，～，由于此設(shè)計(jì)選用全浮式活塞銷，故可使銷和襯套的間隙梢大，～，即襯套的內(nèi)徑為mm。 從鍛造工藝方面看，工字型截面兩臂過(guò)薄和圓角半徑過(guò)小都是不利的。 連桿大頭的設(shè)計(jì)連桿大頭聯(lián)結(jié)連桿和曲軸，要求有足夠的強(qiáng)度和剛度，否則將影響薄壁軸瓦和連桿螺栓，甚至整機(jī)工作可靠性。一、連桿大頭的剖分形式采用斜切口的剖分方式，切口角為45度。這樣的定位方式常用在車用柴油機(jī)的斜切口的連桿上。由于活塞頂部直接與高溫燃?xì)庵芷谛越佑|，燃?xì)獾淖罡邷囟瓤蛇_(dá)2500K以上，因此活塞的溫度也很高，例如活塞頂部的溫度可高達(dá)600～700K[7]?；钊惺艿臍鈮毫蛻T性力是周期性變化的，因此活塞的不同部分會(huì)受到交變的拉伸、壓縮和彎曲載荷；并且由于活塞各部分的溫度極不均勻，活塞內(nèi)部將產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力。為了克服這一缺點(diǎn)，一般要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械加工或熱處理上采用各種措施加以彌補(bǔ)[7,14]。汽油機(jī)活塞頂部多采用平頂，其優(yōu)點(diǎn)是吸熱面積小，制造工藝簡(jiǎn)單。的直口型，因?yàn)楹砜诘臒嶝?fù)荷很高，這樣做是為了防止喉口開裂，便于制造。它能夠在較小的過(guò)量空氣系數(shù)時(shí)有較好的燃燒過(guò)程，從而獲得較好的性能指標(biāo)。近十年來(lái)，由于成功地減活塞環(huán)數(shù)目，使活塞高度H縮短約10%。 中速機(jī) 氣環(huán)3～4道，油環(huán)2道(少數(shù)用一道)（2)發(fā)展趨勢(shì)：減少環(huán)數(shù)。取決于活塞環(huán)的背面間隙(即活塞環(huán)內(nèi)圓面與環(huán)槽底之間的間隙)，背盈大小與活塞的熱膨脹有關(guān)，并對(duì)環(huán)的背壓有一定影響。 （2）必須保證環(huán)岸有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，并進(jìn)行驗(yàn)算。就整個(gè)活塞而言，在內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)活塞的溫度沿軸線方向自上而下降低，其頂部溫度高，壁厚，熱膨脹量大；裙部相反。為了改善鋁合金活塞的耐磨性，通常對(duì)活塞裙部進(jìn)行表面處理。如果把活塞銷偏移布置，則可使活塞較平穩(wěn)地從壓向氣缸的一面過(guò)渡到另一面，而且過(guò)渡時(shí)刻早于達(dá)到最高燃燒壓力的時(shí)刻，可以減輕活塞“敲缸”,減小噪聲，改善發(fā)動(dòng)機(jī)工作的平順性。并在缸壁上留下一層均勻分布的機(jī)油油膜，可以減小活塞、活塞環(huán)與氣缸壁的磨損和摩擦阻力，使機(jī)器可靠工作。最后一道油環(huán)選用螺旋撐簧油環(huán)，在油環(huán)背面加有撐簧，不但提高了環(huán)的壓力，而且環(huán)壓均勻、彈性穩(wěn)定，從而使油膜均勻磨損下降，機(jī)油耗下降。兩段截錐形內(nèi)孔的活塞銷質(zhì)量較小，又接近于等強(qiáng)度梁的要求，但孔的加工較復(fù)雜。C)小頭鋼的線膨脹系數(shù) =1(1/176。零部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛度和強(qiáng)度高，可以直接應(yīng)用于生產(chǎn)。本課題得以完成，可以說(shuō)劉老師傾注了大量的時(shí)間和精力。學(xué)會(huì)了一些查閱資料的具體方法。 連桿桿身的強(qiáng)度計(jì)算I取II斷面為計(jì)算截面已知:H=28毫米，B=20毫米，h=16毫米，b=5毫米，=?；钊N與活塞銷座孔和連桿小頭襯套孔的連接配合，一般多采用“全浮式”，即在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，活塞銷不僅可以在連桿小頭襯套孔內(nèi)，還可以在銷座孔內(nèi)緩慢的轉(zhuǎn)動(dòng)。 活塞銷活塞銷的功用是連接活塞和連桿小頭，將活塞承受的氣體作用力傳給連桿。375的活塞環(huán)設(shè)計(jì)有兩道氣環(huán)和一道油環(huán)。這就要求活塞的間隙盡可能的小[9，13]。四、活塞銷座 活塞的銷孔與活塞銷組成一對(duì)摩擦副，它將活塞頂部氣體作用力通過(guò)活塞銷座傳給活塞銷，然后再傳遞到連桿和曲軸。熱應(yīng)力隨活塞頂厚度增加而增大，活塞頂厚度(特別是鋼頂)只要厚到能承受燃?xì)鈮毫纯??？砂聪率焦浪銡猸h(huán)槽 D39。近代中速柴油機(jī)采用四道環(huán)。H1取決于第一道活塞環(huán)至頂面的距離h、環(huán)帶高度H5及上裙高度H4。四沖程柴油機(jī)的深坑形燃燒室總是布置在活塞上，這樣燃燒室表面不與冷卻水直接接觸，可以減少散熱損失。這里應(yīng)特別注意的是油束和燃燒室的正確配合，油束射程不足或過(guò)大都會(huì)使混合不均勻，影響排煙極限。柴油機(jī)的活塞常常設(shè)有各種各樣的凹坑，其具體形狀、位置和大小都必須于柴油機(jī)混合氣的形成或燃燒要求相適應(yīng)。鑄造鋁活塞在高溫時(shí)強(qiáng)度下降較小，制造成本低，但容易出現(xiàn)各種氣孔、縮松等鑄造缺陷。為此，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)目前采用的活塞材料是鋁合金，在個(gè)別汽車柴油機(jī)上的活塞采用高級(jí)鑄鐵或耐熱鋼鑄造?；钊敳吭谧龉π谐虝r(shí)，承受著燃?xì)獾膸_擊性的高壓力。三、連桿大頭的主要尺寸大頭孔直徑根據(jù)曲軸曲柄銷的設(shè)計(jì)尺寸為48mm，再考慮到軸瓦的尺寸，取D1=53mm連桿螺栓孔中心線中心線應(yīng)盡量靠近軸瓦，連桿螺栓孔中心距一般為=（～），取=，即=71mm，螺紋外側(cè)邊后不小于2～4 mm。也就是說(shuō)它在解決曲柄銷直徑和從氣缸中抽出連桿之間的矛盾。合理確定大頭的結(jié)構(gòu)尺寸和形狀，就是大頭設(shè)計(jì)的任務(wù)。此外，鍛造這種連桿時(shí)模具磨損也較大。在小頭和襯套上都開有集油孔和集油槽，用來(lái)收集和積存飛濺的潤(rùn)滑油[12]167。三、連桿襯套 為了減小活塞銷對(duì)連桿小頭的磨損，應(yīng)在小頭內(nèi)裝入襯套。由于襯套內(nèi)徑d要和活塞銷相配合，所以其公稱直徑是27mm。但的增大使二級(jí)往復(fù)慣性力及氣缸側(cè)壓力增大，并增加曲軸平衡塊與活塞、氣缸套相碰的可能性。167。 式中 Pg——?dú)怏w作用力； Pj——活塞連桿組的往復(fù)慣性力； β——連桿