3105柴油機(jī)設(shè)計(jì)(氣缸蓋)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-20 06:51 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 有效性和內(nèi)燃機(jī)制造完善性的指標(biāo)之一。平均有效壓力Pme與燃料的種類(lèi)、燃燒和換氣的質(zhì)量、進(jìn)氣溫度和壓力以及機(jī)械效率等有關(guān)。平均有效壓力Pme與充氣效率，指示熱效率和過(guò)量空氣系數(shù)之比有關(guān)、機(jī)械效率成正比，當(dāng)然也與是否增壓直接有關(guān)。二、 活塞的平均速度VmVm是表征發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化程度的主要參數(shù)。Vm=2*s*n/60=s*n/30式中，s為活塞的行程（mm）；n為發(fā)動(dòng)機(jī)得轉(zhuǎn)速（r/min）。在結(jié)構(gòu)參數(shù)不變的情況下，Vm提高，實(shí)際上就是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高，可以使內(nèi)燃機(jī)功率增加，但是Vm會(huì)帶來(lái)許多的副作用，例如，摩擦損失增加、機(jī)械效率下降、熱負(fù)荷增加，慣性力增加、震動(dòng)加劇、壽命降低，進(jìn)排氣流速增加、充氣效率下降等。一般情況下，對(duì)柴油機(jī) Vm≤13m/s。三、 氣缸直徑D和氣缸數(shù)Z車(chē)用柴油機(jī)的氣缸直徑D在80~160mm之間，機(jī)車(chē)和船用柴油機(jī)的氣缸直徑根據(jù)需要可以做的很大，但是速度隨著氣缸的直徑的增加要降低，否則會(huì)產(chǎn)生很大的慣性力。 氣缸數(shù)Z與氣缸直徑D、轉(zhuǎn)速n有著密切的聯(lián)系，在同樣功率要求下，氣缸數(shù)越多，氣缸直徑就可以縮小，轉(zhuǎn)速就可以繼續(xù)提高。氣缸數(shù)增加，平均有效壓力線性提高，發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度增加，平衡性改善，通過(guò)增加氣缸數(shù)是比較好的提高內(nèi)燃機(jī)功率的辦法。四、 行程S行程S增加，可以提高平均有效壓力，但是在氣缸直徑不變的情況下，S的增加即行程缸徑比S/D增加，導(dǎo)致活塞普年均速度Vm增加，有磨損加速、壽命降低等問(wèn)題。一般S的變化主要用于：（1） 調(diào)節(jié)整機(jī)排量 Vh*Z=∏*D*D*S*Z/4（2） 調(diào)節(jié)耐久性 減小行程S，即降低S/D，可以減小側(cè)鄉(xiāng)力和 Vm，減小磨損。（3） 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩值 M≤Ft*r=Ft*S/2 式中，F(xiàn)t為切向力。167。 基本尺寸的確定氣缸蓋的基本尺寸一般參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定最后用實(shí)驗(yàn)的方法確定。（1）高度 氣缸蓋的高度影響剛度、強(qiáng)度、和冷卻效果以及氣墊的密封性，螺栓的應(yīng)力和氣缸蓋的安裝應(yīng)力。 H =（~）D，視燃燒室形式、氣道布置、水套布置而定。對(duì)于3105柴油機(jī)：D=105mm，H=（~）D=~126mm 取H=95mm。（2）底面厚度 氣缸蓋的底面厚度與缸徑和柴油機(jī)強(qiáng)化程度密切相關(guān)，它影響著柴油機(jī)工作的可靠性。一般底面厚度為10mm~15mm，以保證氣缸蓋有足夠的抗彎剛度和強(qiáng)度。對(duì)于3105柴油機(jī)：取底面厚度為10mm。第三章 3105柴油機(jī)氣缸蓋的設(shè)計(jì)167。 概述及設(shè)計(jì)要求氣缸蓋的作用是密封氣體，并與活塞共同形成燃燒空間；氣缸蓋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常布置了進(jìn)，排氣道和為了潤(rùn)滑裝在汽缸蓋上配氣機(jī)構(gòu)零件的機(jī)油孔道等。在水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)中，氣缸蓋上設(shè)有冷卻水道，而在風(fēng)冷式內(nèi)燃機(jī)中，氣缸蓋設(shè)有散熱片。同時(shí)，在氣缸蓋上還裝有噴油器，或電火花塞，進(jìn)排氣管和氣門(mén)及其傳動(dòng)件等。它承受著螺栓預(yù)緊力和燃燒室，內(nèi)燃燒壓力的作用，同時(shí)氣缸蓋燃燒室與排氣門(mén)附近，受到高溫作用，而水腔又受到強(qiáng)烈冷卻，進(jìn)氣道流過(guò)冷空氣，各個(gè)部位溫度很不均勻，容易產(chǎn)生熱應(yīng)力，反復(fù)作用往往形成熱疲勞裂紋。這些裂紋通常出現(xiàn)在氣門(mén)座和火花塞之間，特別是鼻梁區(qū)，再加上鑄造殘余應(yīng)力也大，因此氣缸蓋工作狀況的好壞，對(duì)汽油機(jī)工作性能和可靠性有著重大影響。同時(shí)，氣缸蓋受熱時(shí)候引起的變形如果過(guò)大，會(huì)影響與氣缸的接合面和氣門(mén)座接合面的 密封，加速氣門(mén)座的磨損，產(chǎn)生氣門(mén)桿“咬死”，甚至造成漏氣，漏水和漏油等現(xiàn)象，使內(nèi)燃機(jī)無(wú)法工作。氣缸蓋的設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)柴油機(jī)的設(shè)計(jì)有著至關(guān)重要的作用，它關(guān)系到整個(gè)機(jī)器的高度和長(zhǎng)度；同時(shí)也關(guān)系到部分零件的設(shè)計(jì)，比如，氣門(mén)導(dǎo)桿，氣缸蓋罩、挺桿的設(shè)計(jì)。對(duì)配氣機(jī)構(gòu)、噴油器及螺栓等零部件的布置，要考慮調(diào)整與維修的方便。另外，氣缸蓋的形狀盡可能簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)，在拐角處圓角過(guò)度要平滑，各處相連壁厚不宜相差過(guò)大。實(shí)際上，氣缸蓋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀和結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，設(shè)計(jì)時(shí)要優(yōu)先考慮內(nèi)部氣道、燃燒室、噴油器或火花塞、氣門(mén)等功能部件的布置，然后在保證壁厚均勻、受力均勻、剛度足夠的條件下考慮內(nèi)部冷卻水套的布置。氣缸蓋的設(shè)計(jì)要求： 1）氣缸蓋應(yīng)根據(jù)混合氣形成和燃燒方式布置出合理的燃燒室、氣門(mén)和性能良好的氣道，力求使發(fā)動(dòng)機(jī)性能良好。 2）氣缸蓋各部分溫度應(yīng)盡可能均勻分布，工作溫度應(yīng)不超過(guò)其材料的臨界溫度，在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)均有足夠的強(qiáng)度。 3）氣缸蓋散熱片表面積的大小應(yīng)與散出的熱量相適應(yīng)。 4）發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，氣缸蓋不發(fā)生變形。5）氣缸蓋應(yīng)有良好的工藝性。167。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)167。 氣缸蓋結(jié)構(gòu)形式選擇水冷式內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋有整體式、分塊式和單體式三種。但氣缸直徑D﹤105mm時(shí)，一般多用整體式氣缸蓋，因?yàn)樗牧慵伲Y(jié)構(gòu)緊湊，制造成本低。如果選用單體式氣缸蓋在結(jié)構(gòu)上就比較困難，因?yàn)楦鞑糠直诤衽c泥芯截面尺寸受到造型和澆注條件的限制而不能按缸徑比例縮小，這樣就不能在保證有適當(dāng)?shù)谋诤窈托托境叽绲臈l件下得到既有足夠的氣道面積又有先進(jìn)的氣缸中心距。當(dāng)D＞140mm時(shí)，一般都用單體式（一缸一蓋）氣缸蓋。這樣可以使鑄造廢品率降低，尤其供給同一系列而缸數(shù)不同的內(nèi)燃機(jī)通用，便于組織系列化的批量生產(chǎn)，降低制造成本，且維修方便。當(dāng)125mm＜D＜140mm時(shí)，采用單體式、整體式和分塊式（每?jī)筛谆蛉滓簧w）或兼而有之。167?！〗Y(jié)構(gòu)工藝性 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，除了滿足產(chǎn)品的使用性能要求之外，還要滿足它的結(jié)構(gòu)工藝性，否則將影響零件的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，甚至無(wú)法生產(chǎn)。我們要保證產(chǎn)品在滿足使用要求的前提下，能以高的生產(chǎn)率，最少的勞動(dòng)量及材料消耗，以最低的成本制造出來(lái)。零件結(jié)構(gòu)要素標(biāo)準(zhǔn)化，是指螺紋等應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。零件結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化了，不僅簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)工作，也減少了工藝裝備的規(guī)格，還由于不需要專(zhuān)門(mén)的工藝裝備而縮短了零件的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低了制造成本。盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，比如缸蓋上的噴油器。這樣可以減少產(chǎn)品中零件的種類(lèi)，擴(kuò)大了零件制造批量等。盡量采用同樣的標(biāo)準(zhǔn)件，減少刀具和量具的種類(lèi)，簡(jiǎn)化工藝過(guò)程，降低缸蓋的制造成本零件的結(jié)構(gòu)要有可靠的定位面和加緊表面，要易于保證零件的加工。盡量保證缸蓋的安裝次數(shù)和加工次數(shù)，盡量減少缸蓋的加工表面，要保證刀具能
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