【文章內容簡介】 附表 2 動 力 計 算 用 表 α 176。 Sx+Sc PG′ PG Pj PJ P PN Pt T Z 0 － 0 611 0 0 10 － 597 20 － 554 30 － 485 40 － 396 50 － 293 60 － 184 70 － 80 － 90 － 100 － 206 110 － 120 － 130 － 140 － 150 － 160 － 170 － 180 0 0 190 200 210 220 230 240 畢業(yè) 本科 論文（設計） 實際循環(huán)熱 計算 和動力計算 14 α176。 Sx+Sc PG′ PG Pj PJ P PN Pt T Z 250 260 206 270 280 290 300 310 293 320 396 330 485 340 554 350 － 597 360 － 611 0 0 370 － 597 375 － 574 380 － 554 390 485 400 396 410 293 420 184 430 440 450 460 206 470 480 490 500 畢業(yè) 本科 論文（設計） 實際循環(huán)熱 計算 和動力計算 15 α176。 Sx+Sc PG′ PG Pj PJ P PN Pt T Z 510 520 － 530 － 540 － 0 0 550 － 560 － 570 － 580 － 590 － 600 － 610 － 620 － 206 630 － 640 － 650 － 660 － 184 670 － 293 680 － 396 690 － 485 700 － 554 710 － 597 720 － 0 611 0 0 動力計算關系式詳見 燃機動力學 相關章節(jié) 畢業(yè) 本科 論文（設計） 實際循環(huán)熱 計算 和動力計算 16 作 圖 方 法 ㈠ 活塞位移圖 （附圖 1） 勃留克斯法： 首先以 O 點為圓心，以曲柄半徑 r 為半徑作一圓，自 O 點向死點方向偏移 rλ /2距離，得到 O′點；自 O′作曲柄的平行線 O′ C，交曲柄圓圓周于 C 點；自 C 點對 AO 作投影，得到 C′點。則 A C′即為在此曲柄位置的位移。 ㈡ 活塞速度圖 （附圖 2） 簡諧曲線合成法： 因為速度由兩部分組成，則可用簡諧曲線法作出此兩條曲線。 ㈢ 活塞加速度圖 （附圖 3） 托列法： 取活塞沖程 S = 2r 為橫坐標，在活塞的上死點位置 A點和下死點位置 B點上分別作垂線 AC 和 BD，其長度各相當于： AC = rω 2（ 1+λ）； BD = rω 2（ 1 λ），將 C點和 D 點連成一直線 CD，再由 CD 與 AB 的交點 E 處作一垂線，在垂線上取 F 點使 EF =3λ rω 2。連接CF 及 FD 線。將 CF 及 FD分為若干等份，再將 CF 及 FD 上各同號點（相應點）連成直線，最后作 CD 曲線切于以上各直線； CD 曲線表示活塞在不同位置的加速度值。 PG、 PG′、 Pj、 P、 Pt、 PN、 T、 Z 與曲柄轉角α的關系曲線，由 附表 2 繪出。 ㈣ 曲柄銷負荷圖 （附圖 7） 以相當于連桿長 L為半徑，以 O″為中心作一圓，以同一比例尺由圓心 O″向下量一段長度相當于曲柄半徑 r 的線段 O″ O′。再以 O′為圓心，取任意長度為半徑作一輔助圓，并在圓周上作若等分標以 A、 B、 C、 D??等標記，由圓心 O′對上述等分點 A、 B、 C、 D??分別連線，并使其延長交于 O″圓周上。在 O″圓周的交點上標以 4??等標記，再作 O″對 4??點的連線。顯然， O″ O″ O″ O″ 4 等線代表連桿在該瞬時的相應位置。由 O″點沿連桿方向取一段長度，相當 于某一瞬時的作用力 Pt，連結各瞬 Pt的端點就可以得到Pt的極坐標圖。由 O″點沿曲柄方向向下作長度相當于 PLB 的線段 O″ O1，則以 O1為極點的力圖就是曲柄銷負荷 RB 的力圖，圖中不僅表明了各瞬時 RB 的大小和方向，而且還表明了 RB在曲柄銷上的作用點。 ㈤ 曲柄銷磨耗圖 （附圖 8） 理論磨耗圖的理論基礎是基于軸頸的磨損量與其上的作用負荷成正比這一關系。為此我們可以作一大圓，在圓內沿徑向線段選用一定的比例尺，然后根據(jù)各α角的曲柄銷負荷，按比例在徑向方向量取一段距離，以受力點為中心左右各作 60176。圓弧區(qū)域（表示受力是在 120176。的一段圓弧內均勻分布），即認為這就是在該α角下作用負荷所產生的磨損量。然后換一角度，再用以上同樣的步驟量取同樣的距離，并在前一次磨損量的基礎上疊加起來，如此反復一直到曲柄轉角轉滿 720176。時為止，最后將疊加的磨損情況在內邊連成曲線，即形成理論磨損圖。 畢業(yè) 本科 論文（設計） 實際循環(huán)熱 計算 和動力計算 17 ㈥ 連桿軸承負荷圖 （附圖 10） 取一張描圖紙復置在曲柄銷負荷圖上，首先描出連桿圖的輻射線并且給它們逆時針方向標以 4等，然后把 描圖紙轉過 180176。，即：使紙上 O″ O線與曲柄銷負荷圖上的 O″ 6 線重合，因為曲柄負荷圖的極點是 O1點所以還要把描圖紙向下 移動 O″ O1，目的是使 O″與曲柄銷負荷圖上的 O1 點重合，然后在透明紙上描下曲柄銷負荷圖上的 O 點，并標以 0 號，然后使透明紙逆時針方向轉動，讓 O″ 1 線與曲柄銷負荷圖 O16線重合。然后在描圖紙上描下曲柄銷負荷圖上的 1 點，并標以 1 號。依次類推，最后把描圖紙上的各標點號按順序連成曲線，就得到整個基本周期內連桿軸承的負荷圖。 ㈦ 主軸承負荷圖 （附圖 11） 主軸承負荷圖與連桿軸承負荷圖相似，但是因為曲軸是作旋轉運動，所以主軸承與主軸頸上相應點的相對關系，就較連桿軸承與曲柄銷關系簡單，所以用描圖紙復置在主軸頸負荷圖上逐點繪出即可。 ? 圖例詳見附錄 本科畢業(yè)論文（設計） 機體與氣缸蓋的設計 18 第四章 機體與氣缸蓋的設計 中小型高速柴油機的氣缸體與曲軸箱一般都做成一體，總稱為機體。機體構成柴油機的骨架，機體內安裝著柴油機所以主要零件和附件。為了保證柴油機活塞、連桿、曲軸、氣缸等主要零件工作可靠、耐久，它們互相之間必須嚴格保持精確的相對位置，因此在機體設計中必須對重要表面的尺寸、幾何形狀、相互位置等提出很嚴格的公差要求。 2105 型柴油機機體為半隧道式全支撐滑動軸承結構，潤滑油孔，冷卻水道直接在曲軸箱中鉆孔或鑄出。 內燃機機體在曲軸箱部分的基本尺寸決定于連桿曲軸組件自由運動的需要，使它們能在機體內自由運動，另一方面則又要使機體外形盡可能緊湊。為此，可以根據(jù)連桿運動軌跡的外包絡線 P 來確定曲軸箱內壁的最小尺寸。為了保證機體與運動件在任何情況下不相碰，必須考慮各零件的制造公差、機件的變形和磨損的影響等因素，留出足夠的間隙。根據(jù)經驗，曲軸箱內壁與連桿運動軌跡間的最小距離應為510 毫米。另外凸輪軸不應與包絡線 P 相碰；活塞運動到下止點時，曲軸平衡塊不與活塞相碰；包絡線 P 不與機體內壁相碰。在機體內壁上有布置成不易歪扭變形的三角形加 強筋來提高機體強度。為了加強機體的局部強度 2105型柴油機最小壁厚取 7毫米，頂面為 18 毫米，底面 10毫米。此外，還應注意消除使機體產生變形的各種因素，如冷卻水套設計應保證機體溫度場盡量均勻，減少熱變形。 2105型柴油機在溫度相對較高的機體上部設有布水道，且后缸分水孔直徑（φ 14）比前缸（φ 12）大。機體材料應具有足夠的強度和良好的鑄造性能，同時成本低廉。2105 型柴油機機體材料采用 HT2040。 2105 型柴油機為濕式缸套，因為它冷卻較好，更換方便，制造容易。氣缸套上支承 定位帶直 徑略大于下支承 密封帶直徑 12 毫米，使拆裝方便。氣缸套總長度 h0 由發(fā)動機總布置條件決定：活塞在下死點時仍應在氣缸內得到良好的導向，同時氣缸套下緣不應與連桿運動軌跡發(fā)生干涉。根據(jù)統(tǒng)計。一般 h0=2S（ S 為活塞行程）。 缸套上部靠凸緣壓緊密封，下部有 2道耐熱耐油的圓斷面 O形橡膠密封圈封水。為使橡膠圈能產生必要的彈力，槽的斷面應該與圈的斷面不同，使缸套裝入機體后密封圈產生變形。為了便于安裝，槽的斷面面積比密封圈的斷面面積大些。 本科畢業(yè)論文（設計） 機體與氣缸蓋的設計 19 基于經濟性和普遍性考慮 2105 型柴油機氣缸套選材為高磷鑄鐵。 氣缸蓋是用來密封氣缸，組成燃燒室的，因此承受很大的熱負荷。 2105 型柴油機選材合金鑄鐵，制成整體式氣缸蓋。 2105 型柴油機采用頂置氣門，由于有氣道，加強了氣缸蓋的強度，同時氣缸蓋高度較高，因此其基礎壁厚在鑄造工藝許可條件下可以盡量薄，但燃燒壁面要加厚，有氣門的燃燒室壁面和氣缸蓋底面，為了保證變形小，防止氣門和氣缸蓋襯墊漏氣，其厚度應增加，并且在底面內側有加強筋。為了保證柴油機有盡可能高的充氣系數(shù)，使進排氣道有足夠大尺寸，氣道斷面應避免突變，所以從氣道喉口起進氣道的進口和排氣道的出口，通過面積均勻增加 20%左右，同時鑄造出的氣道表面要盡量光滑。 2105型柴油機氣缸蓋中每缸鑄有一噴水通道，對著排氣喉管與噴油器座之間的熱負荷最高部位噴水。這樣可以減輕三角地帶（即進排氣門座、噴油器座、燃燒室）的熱負荷。 為了保證燃燒室的密封，必須選用合理的氣缸襯墊。 2105 形柴油機采用金屬石棉板襯墊，其中心是混有粘結劑和加強填料的石棉外包銅皮或鋼皮，在氣缸孔和水孔、油孔周圍還有卷邊加強。其壓緊厚度為 2 毫米，有很好的彈性和耐熱性，能重復使用。 2105 型柴油機配有 M12 的螺栓用于連接缸體與缸蓋，材料 45 鋼，螺栓預緊力矩 公斤 /米。 大連水產學院本科畢業(yè)論文（設計） 連桿曲軸組件的設計 20 第五章 連桿曲軸組件的設計 柴油機的連桿組件包括連桿、連桿蓋、連桿軸瓦和連桿螺栓，是曲柄連桿機構中傳遞動力的重要組件。連桿組件承受的燃氣壓力可以達到很大數(shù)值，而高速運動產生的慣性力的影響又要求結構輕巧。所以連桿設計的一個主要要求，就是要在盡可能輕巧的結構下保證足夠的剛度和強度。因此必須選用高強度材料，合理的結構形狀和尺寸，采取提高剛度的工藝措施。 連桿材料的選擇及結構的設計 為了保證連桿在結構輕巧的條件下有足夠的強度和剛度，及 2105型柴油機的應用場合制造成本等多方面考慮，采用精選含碳量的優(yōu)質中碳結構鋼 45模鍛。連桿在機械加工前應經調質處理（淬火后高溫回火），以得到較高的綜合機械性能，既強又韌。為了提高連桿的疲勞強度，不經機械加工的表面