【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 塞、凸頂活塞、凹頂活塞。本次設(shè)計(jì)采用凹頂式活塞。 活塞頂部的選型：采用凹頂式活塞。其特點(diǎn)是有利于可燃混合氣的燃燒；提高壓縮比，防止碰氣門；為了提高鋁合金活塞頂?shù)哪蜔嵝裕朔桨冈诨钊砻娌捎猛繉硬牧希═BGS），因而起到了熱阻的作用，降低冷卻帶走的熱損失、減少了冷卻水量，從而發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和重量得到減小。實(shí)驗(yàn)表明，采用熱涂層材料（TBGS）處理活塞表面，不僅柴油機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲小，馬力強(qiáng)，燃料消耗低。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)涂有柴油機(jī)隔熱涂層的柴油機(jī)部件在點(diǎn)火過程中產(chǎn)生了兩個(gè)主要變化： 　　1)首先縮短了預(yù)燃期。從而改善后燃，降低熱負(fù)荷，改善排放。 　　2)其次點(diǎn)火時(shí)產(chǎn)生的峰值明顯減小, 從而減少了氮氧化合物和未燃燒的碳?xì)浠?合物，使油煙進(jìn)一步完全氧化同時(shí)還可以減少由排出尾氣而帶走的熱量損失，降低煙氣，提高點(diǎn)火效率，節(jié)約燃料。　?。?）活塞頭部：指第一道活塞環(huán)槽到活塞銷孔以上部分。其功用為安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸；防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)；將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。它有數(shù)道環(huán)槽，用以安裝活塞環(huán)，起密封作用。本次設(shè)計(jì)的活塞有三道環(huán)槽。從活塞頂部開始，第一道安裝氣環(huán)，第二道安裝氣環(huán)，弟三道環(huán)安裝油環(huán)。　?。?）活塞裙部：是指從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，它包括裝活塞銷的銷座孔。其功用為對(duì)活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力。裙部的選型：本次設(shè)計(jì)采用拖鞋式裙部。其特點(diǎn)為： 　　 1）質(zhì)量輕，比全裙式活塞輕 10％～20％，適應(yīng)高速發(fā)動(dòng)機(jī)減小往復(fù)慣性力的需要。 　 　2）裙部彈性好，可以減小活塞與氣缸的配合間隙。 　　3）能夠避免與曲軸平衡重發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉。另外，為了減小活塞裙部的熱膨脹量，在活塞裙部開縱向膨脹槽和橫向絕熱槽，可使活塞留有膨脹余地?；钊h(huán)：本設(shè)計(jì)采用兩道氣環(huán)，一道油環(huán)。兩道氣環(huán)的主要功用為了更好的密封，另外也起導(dǎo)熱作用，由于在高溫、高壓。高速以及潤(rùn)滑困難的條件下工作的活塞環(huán)，是發(fā)動(dòng)機(jī)所有零件中工作壽命最短的，活塞環(huán)槽的磨損是影響活塞使用壽命的重要因素。特別是第一道環(huán)槽，為了增強(qiáng)環(huán)槽的耐磨性，在工作表面添加多孔性鉻，為了消除有害的泵油作用，提高表面的接觸應(yīng)力，防止活塞環(huán)在一環(huán)槽內(nèi)上下竄動(dòng)而造成的泵油作用，因此，第二道氣環(huán)采用扭曲環(huán)。油環(huán)是刮除氣缸壁上多余的機(jī)油，并在氣缸壁面上涂布一層的機(jī)油膜，防止了機(jī)油竄入氣缸燃燒，又可以減小活塞、活塞環(huán)與氣缸壁的磨損和摩擦阻力。引外，油環(huán)也起到封氣的輔助作用，為了更好的起到上太作用，本次設(shè)計(jì)第三道油環(huán)采用開槽螺旋油環(huán)，它具有提高環(huán)的徑向壓力，保證油環(huán)與氣缸壁均勻而穩(wěn)定的貼合，減少磨損用降低機(jī)油耗量，并具有較高的彈性保持性。 活塞銷：活塞銷的功用是連接活塞和連桿小頭，并把活塞承受的氣體壓力傳給連桿?；钊N在高溫下周期地承受很大的沖擊載荷，其本身又作擺轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而且處于潤(rùn) 滑條件很差的情況下工作，因此，要求活塞銷具有足夠的強(qiáng)度和剛度，表面韌性好，耐磨性好，重量輕。所以活塞銷一般都做成空心圓柱體，本次設(shè)計(jì)采用兩段截錐與一段圓柱組合結(jié)構(gòu)?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　』钊N的材料及連接方式的選擇：本次設(shè)計(jì)并采用低碳鋼和低碳合金鋼制成，外表面經(jīng)滲碳淬火處理以提高硬度，精加工后進(jìn)行磨光，有較高的尺寸精度和表面光潔度。另外，活塞銷與活塞銷座孔和連桿小端孔配合采用浮動(dòng)式。采用浮動(dòng)式銷兩端有防上軸向竄動(dòng)的限位裝置，活塞銷能在連桿襯套和活塞銷座中自由擺動(dòng)，使磨損均勻，這樣不會(huì)擦傷缸套。 　 　連桿組的設(shè)計(jì) 連桿組包括連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸承等零件。其功是傳力，將往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?！　∵B桿體：連桿分為三個(gè)部分：連桿小頭 、連桿桿身 和連桿大頭（包括連桿蓋)等。其結(jié)構(gòu)：連接活塞與曲軸，將活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工作中活塞頂面所受氣體壓力由連桿傳給曲軸， 將往復(fù)機(jī)械功變?yōu)榍S轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 　　1） 連桿小頭：小頭是活塞銷的軸承，由于工作時(shí)小頭孔與活塞銷之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以常常在連桿小頭孔中壓入減磨的青銅襯套。為了潤(rùn)滑活塞銷與襯套，在小頭和襯套上銑 有油槽或鉆有油孔以收集發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)飛濺上來的潤(rùn)滑油并用以潤(rùn)滑。連桿小頭的連接形式有全浮式和半浮式。在前在活塞銷設(shè)計(jì)中，小頭與活塞銷連接，其方式都是采用全浮式。本次也是采用全浮式。其特點(diǎn)是活塞銷在連桿小頭孔和活塞銷孔中轉(zhuǎn)動(dòng)，可以保證活塞銷沿圓周磨損均勻?！　　?）連桿桿身 連桿桿身通常做成I字形斷面，因?yàn)閯偠却?、質(zhì)量輕、抗彎強(qiáng)度好，大圓弧過渡，且上小下大，采用壓力法潤(rùn)滑的連桿，桿身中部都制有連通大、小頭的油道。　　　3）連桿大頭 連桿大頭除應(yīng)具有足夠的剛度外，還應(yīng)外形尺寸小，質(zhì)量輕，拆卸發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)能從氣缸上端取出。連桿大頭是剖分的，連桿蓋用螺栓或螺柱緊固，為使結(jié)合面 在任何轉(zhuǎn)速下都能緊密結(jié)合，連桿螺栓的擰緊力矩必須足夠大。連桿大頭的連接形式有平切式和斜切式：如圖22所示：　　　　　　　　　　　　　　圖22　連桿的連接形式 本次設(shè)計(jì)采用斜切式，一般柴油機(jī)由于曲柄銷直徑較大，因此連桿大頭的外形尺寸相應(yīng)較大，為了拆裝方便，必須采用斜切口連桿。連桿蓋裝合到連桿體上時(shí)須嚴(yán)格定位，以防止連桿蓋橫向位移。斜切口連桿的連桿螺栓由于承受較大的剪切力而容易發(fā)生疲勞破壞。為此，應(yīng)該采用能夠承受橫向力的定位方法。 連桿的材料選擇：由于連桿大小端軸承與活塞銷（或十字頭銷）及曲柄銷產(chǎn)生摩擦磨損。受壓縮載荷時(shí)連桿會(huì)產(chǎn)生縱向彎曲。在連桿擺動(dòng)平面（柴油機(jī)的橫向）內(nèi)的彎曲比 另一方向的彎曲要大些。此外由于連桿左右擺動(dòng)角速度周期變化以及產(chǎn)生的擺動(dòng)慣性力矩都增加連桿縱向彎曲的程度，為適應(yīng)受力復(fù)雜和運(yùn)動(dòng)復(fù)雜的惡劣工作條件。連桿組件必須具備足夠的剛度和抗沖擊疲勞強(qiáng)度，同時(shí)盡可能質(zhì)量輕，連桿軸承應(yīng)耐磨可靠，連桿螺栓應(yīng)有較高疲勞強(qiáng)度和聯(lián)接可靠。為此連桿都用優(yōu)質(zhì)鋼材模鍛后加工制造，本次設(shè)計(jì)采用的材料為有35CrM，并采用調(diào)質(zhì)熱和噴丸處理。 　　連桿軸瓦：其功用是承載連桿軸頸和曲軸軸頸所施加的作用力、保持油膜穩(wěn)定、使軸承平穩(wěn)地工作并減少摩擦損失。軸瓦分上、下兩個(gè)半片。 　 軸瓦的選型：本次設(shè)計(jì)的采用薄壁白合金軸瓦，白合金具有較好的表面性能（抗咬 合性、嵌藏性和順應(yīng)性等）、耐腐蝕和耐磨性能?！　∵B桿螺栓：由于工作時(shí)連桿螺栓承受交變載荷，因此在結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡量增大連桿螺栓的彈性，而在加工方面要精細(xì)加工過渡圓角，消除應(yīng)力集中，以提高其抗疲勞強(qiáng)度。本設(shè)計(jì)連桿螺栓采用40Cr，經(jīng)調(diào)質(zhì)后滾壓螺紋，表面進(jìn)行防銹處理。本設(shè)計(jì)取M12的螺紋規(guī)格?！∏S飛輪組的設(shè)計(jì) 曲軸飛輪組由曲軸、主軸瓦、飛輪、飛輪螺栓、皮帶輪、正時(shí)齒輪、扭轉(zhuǎn)減振器、啟動(dòng)抓組成，如圖所示，其功用是將動(dòng)力輸出?！　∏S：采用整體式全支承方式（選用這種支承，可以提高曲軸的彎曲強(qiáng)度和剛度，并且減輕了主軸承載荷，減小了磨損）。本設(shè)計(jì)采用球墨鑄鐵材料，因?yàn)榍蚰T鐵具有成本低，耐磨性好，吸振能力強(qiáng)，缺口敏感性低，抗扭疲勞強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。采用正火處理，正火后硬度為HB240~320。正火可提高曲軸的疲勞強(qiáng)度和耐磨性?！　≈鬏S瓦：其功用是承載連桿軸頸和曲軸軸頸所施加的作用力、保持油膜穩(wěn)定、使軸承平穩(wěn)地工作并減少摩擦損失，采用鋼背等厚軸瓦，材料為高錫鋁合金。三道主軸瓦寬度相同可以通用?！　≈雇戚S承：其功用是防止曲軸受軸向力作用而有軸向竄動(dòng)，起軸定定位作用，防止曲軸受熱膨脹卡死，從而允許它能自由伸長(zhǎng)。本次設(shè)計(jì)采用鋼背式，材料為低錫合金。安裝在主軸頸二瓦座。　　曲軸扭轉(zhuǎn)減振器：其功用是吸收曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能量，使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，可靠工作。本次采用橡膠扭轉(zhuǎn)減振器。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、工作可靠?！　≈鬏S承：其功用是保護(hù)軸頸及承孔，減輕摩擦和磨損，它們均承受交變載荷和高速摩擦，由于工作比壓高、滑動(dòng)速度高，是內(nèi)燃機(jī)中工作最嚴(yán)酷的軸承，因此軸承材必有具有足夠的搞疲勞強(qiáng)度，而且要摩擦小、耐磨損和耐腐蝕?！　★w輪的設(shè)計(jì)：其功用是將在作功行程中輸入于曲軸的功能的一部分貯存起來，用以在其他行程中克服阻力，帶動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)越過上、下止點(diǎn)，保證曲軸的旋轉(zhuǎn)角速度和輸出轉(zhuǎn)矩盡可能均勻，并使發(fā)動(dòng)機(jī)有可能克服短時(shí)間的超載荷，同時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給離合器。飛輪由輪緣、輪盤和輪轂三個(gè)部分組成。飛輪材料的選用：飛輪應(yīng)質(zhì)量盡可能小的前提下具有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，輪緣做的寬而厚。本次設(shè)計(jì)采用灰鑄鐵。飛輪外緣上的齒圈采用熱壓配。另外，根據(jù)此次發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式為電起動(dòng)，并在飛輪輪緣上刻各缸上止點(diǎn)等定時(shí)標(biāo)記，作為定時(shí)調(diào)整的基準(zhǔn)。 　 　配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 配氣機(jī)構(gòu)的功用是按照發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時(shí)開啟和關(guān)閉氣缸的進(jìn)、排氣門，使新鮮空氣(柴油機(jī))得以及時(shí)進(jìn)入氣缸，廢氣得以及時(shí)從氣缸排出。氣門式配氣機(jī)構(gòu)由氣門組和氣門傳動(dòng)組兩部分組成。JX493型柴油機(jī)采用氣門式配氣機(jī)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)氣門式配氣機(jī)構(gòu)。　氣門組：氣門組是由氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、彈簧座、鎖片等零件組成?！　忾T：氣門的功用是燃燒室的組成部分，是氣體進(jìn)、出燃燒室通道的開關(guān)，承受沖擊力、高溫沖擊、高速氣流沖擊。 氣門的布置型式：氣門的布置型式有氣門頂置式和氣門側(cè)置式兩種。本次設(shè)計(jì)采用氣門頂置式，其特點(diǎn)是