【文章內容簡介】 490500α176。Sx+ScPG′PGPjPJPPNPtTZ510520－530－540－00550－560－570－580－590－600－610－620－206630－640－650－660－184670－293680－396690－485700－554710－597720－061100動力計算關系式詳見燃機動力學相關章節(jié) 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 = rω2（1+λ）；BD = rω2（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 rω2。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。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。l 圖例詳見附錄 本科畢業(yè)論文（設計） 機體與氣缸蓋的設計第四章 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（φ14）比前缸（φ12）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?；诮洕院推毡樾钥紤]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。 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。大連水產學院本科畢業(yè)論文（設計） 連桿曲軸組件的設計第五章 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。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應經過噴丸處理。連桿還必須經過磁力探傷檢驗，以求工作可靠。連桿結構設計中首先確定的是連桿長度（連桿大小頭孔的距離），連桿長度通常用連桿比 λ= r/l 來確定，λ值越大，連桿越短，反之越長。連桿越短則發(fā)動機總高度越小，所以為使發(fā)動機緊湊輕巧，現(xiàn)代發(fā)動機設計總趨勢是盡量縮短連桿長度。λ常用的范圍是1/3 – 1/4，連桿長度應根據(jù)發(fā)動機的總體布置才能最后確定。過短的連桿在運動過程中有可能與氣缸套的下端相碰。在活塞行程S很短的發(fā)動機中，連桿過短還會引起活塞裙部與曲軸平衡塊相碰。綜合考慮2105型柴油機選定λ=1/4。在高速柴油機中慣性力與氣壓力相比相對較小，速度較低的最大扭矩工況對連桿強度是最危險的工況。連桿承受交變的壓縮和拉伸，可能產生疲勞破壞。為此，連桿桿身應該有足夠的斷面積，同時還要考慮消除應力集中的因素。所以2105型柴油機的連桿桿身斷面設計為工字形，這樣的形狀鍛造工藝性也較好。為使連桿從小頭到大頭傳力比較均勻，采用從小頭到大頭逐漸增大的設計，并且桿身到小頭的過渡處均有足夠大的圓角半徑。連桿小頭設計不僅要考慮強度問題，還應該兼顧摩擦面的比壓。所以常在連桿小頭內壓入耐磨的襯套。2105柴油機襯套的材料采用鑄造的耐磨錫青銅。連桿的大頭與曲軸連接，為了拆裝方便2105型柴油機的連桿大頭采用斜切口設計。連桿大頭的結構與尺寸基本上決定于曲柄銷直徑、連桿軸瓦厚度和連桿螺栓直徑。曲柄銷直徑根據(jù)曲軸強度以及連桿軸承的承壓能力確定，軸瓦厚度在保證結構緊湊的同時應盡量薄，連桿螺栓的尺寸則根據(jù)強度設計。斜切口連桿承受慣性力拉伸時，沿連桿體與連桿蓋的接合面方向作用著很大的橫向力，因此要采用強有力的定位元件才能保證它工作可靠。2105型柴油機采用多齒定位結構，這種結構定位可靠，尺寸緊湊。但同時還必須保證連桿體和連桿蓋互相配對的齒槽加工很精確，如果中間有幾個齒脫空，就大大降低了結合強度，引起大頭孔失圓。連桿螺栓的設計主要是根據(jù)連桿螺栓的屈服極限、預緊力及抗拉強度等綜合因素，一般可根據(jù)氣缸直徑D來選擇連桿螺紋的直徑。實際經驗有螺紋直徑（ – ）D，所以根據(jù)上述2105型柴油機采用合金鋼制成的M14連桿螺栓。 曲軸是發(fā)動機中最重要的機件之一，發(fā)動機的全部功率都通過它輸出。曲軸的設計需考慮以下幾個方面。曲軸是在不斷周期性變化的氣體壓力、往復慣性力、旋轉慣性力以及它們的力矩