【文章內(nèi)容簡介】 要選用合適的軸承和保證良好的潤滑條件。（三） 、曲軸飛輪組曲軸是發(fā)動機的最重要機件之一，發(fā)動機的全部功率都通過它輸出。它的尺寸參數(shù)在很大程度上不僅影響著發(fā)動機的整體尺寸和重量，而且也在很大程度上影響著發(fā)動機的可靠性與壽命。曲軸在周期性變化的氣體力、慣性力及其力矩的共同作用下工作，承受彎曲和扭轉(zhuǎn)交變載荷。因此，曲軸應(yīng)有足夠的抗彎曲、抗扭矩的疲勞強度和剛度；軸頸應(yīng)有足夠大的承壓表面和耐磨性；曲軸的質(zhì)量應(yīng)盡量??；對各軸頸的潤滑應(yīng)該充分。本機曲軸采用整體式曲軸，同時采用 45 號鋼模鍛，采用分路供油。曲軸前端裝減震器，在曲軸和機體之間設(shè)置止推軸承，曲軸軸向間隙應(yīng)保持△ =～（mm） 。a二、配氣機構(gòu)內(nèi)燃機的配氣機構(gòu)應(yīng)保證各氣缸換氣良好，充氣系數(shù)盡可能高。四沖程內(nèi)燃機都采用氣門凸輪式配氣機構(gòu)，因為這種機構(gòu)工作可靠，尤其是進排氣門能夠持久地保證燃燒室的密封性。當然這種機構(gòu)高速運轉(zhuǎn)時易于發(fā)生振動、噪音和不正常磨損等問題，所以要特別注意使它具有良好的動力特性。XD474 機采用頂置凸輪軸，有四對進排氣控制凸輪，它們按順時針方向旋轉(zhuǎn)和 2 的氣缸工作順序工作，相互間成 90176。角排列布置。XD474 的配氣機構(gòu)有凸輪軸、搖臂、挺住、氣門和氣門彈簧組成。 配氣機構(gòu)的功用是按照發(fā)動機各缸的工作順序和工作循環(huán)的要求，定廣西大學學士學位論文 XD474 汽油機設(shè)計—凸輪專題 14時的開啟和關(guān)閉各缸的進排氣門，以便引進新的充量和排出廢氣。 配氣機構(gòu)受到氣體壓力，慣性力和彈簧力的作用，在急劇變化的高速下工作、承受很大的載荷。配氣機構(gòu)的運動件應(yīng)該具有較小的質(zhì)量和較大的剛度，以使配氣機構(gòu)具有良好的動力特性。氣門又是燃燒室表面的一部分承受高溫和高壓。尤其是排氣門，受到高溫燃燒氣體的沖刷，是發(fā)動機中溫度最高的零件。此外，凸輪與從動件在高接觸應(yīng)力下的接觸疲勞和磨損、氣門彈簧的疲勞破壞，都是內(nèi)燃機重要的可靠性問題。發(fā)動機對配氣機構(gòu)的要求是：要使進氣充分，排氣干凈，泵氣損失小，以保證發(fā)動機的動力性指標和經(jīng)濟性指標；結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長；制造工藝性好，調(diào)整簡便。XD474 型汽油機采用頂置氣門、頂置凸輪軸。凸輪軸通過挺住控制搖臂擺動來控制氣門開與閉。每缸兩個進氣門，兩個排氣門，每個進（排）氣門配備一根變節(jié)距的氣門彈簧。進氣門的工作溫度較低采用 40Cr 合金結(jié)構(gòu)鋼材料，排氣門的工作溫度較高采用高溫下仍有良好熱穩(wěn)定性和強度4Cr9Si2 材料。氣門錐角采用 45 度，氣門頭部背錐角采用 20 度。進氣門座不鑲?cè)Γ艢忾T采用合金鑄鐵的鑲?cè)?。氣門導管設(shè)計成沒有任何臺肩的圓柱形，采用灰鑄鐵材料。 搖臂的作用是將推桿和凸輪傳來的運動和作用力，改變方向傳給氣門使其開啟。搖臂是一個雙臂杠桿，兩臂承受較大彎曲應(yīng)力，所以應(yīng)保證它有一定抗彎強度，為了在較小的重量下獲得較大剛度，兩臂采用“丁”字形截面，搖臂采用空心軸。它與凸輪軸接觸的那個臂為圓弧面。 氣門彈簧的作用是防止氣門開啟時，因慣性力使氣門脫離搖臂調(diào)整螺釘，造成氣門運動規(guī)律失去控制，同時氣門關(guān)閉時，將氣門壓合在氣門座上，以防止漏氣。本機每個氣門配備一根變節(jié)距的氣門彈簧，采用變節(jié)距的彈簧，既可減少彈簧數(shù)量，又可防止發(fā)動機在運轉(zhuǎn)過程中，彈簧發(fā)生共振以致斷裂。廣西大學學士學位論文 XD474 汽油機設(shè)計—凸輪專題 15第三節(jié) 五大系統(tǒng)設(shè)計一、 燃油供給系統(tǒng)汽油機燃油系統(tǒng)的功用是，根據(jù)汽油機各種不同工況的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的可燃混合氣，供入氣缸，使之在臨近壓縮終了時點火燃燒而膨脹做功?，F(xiàn)代汽油機的燃料供給系統(tǒng)一般有兩種類型——化油器式燃油供給系和燃油噴射系統(tǒng) [7]?？紤]到化油器空燃比控制精度低和排放控制要求等因素，XD474 汽油機采用電控汽油噴射系統(tǒng)。除實現(xiàn)了空然比的精確控制以外，與化油器供油方式相比，電子控制汽油噴射還具有以下幾方面的優(yōu)越性：在進氣系統(tǒng)，由于沒有像化油器供油那樣的喉管部位，進氣壓力損失小。在汽車加減速行駛的過渡運轉(zhuǎn)階段，空燃比控制系統(tǒng)能夠迅速響應(yīng)，使汽車加減速反應(yīng)靈敏。當車在不同地區(qū)行駛時，對大氣壓力或外界環(huán)境溫度變化引起的空氣密度變化，可以進行適量的空燃比修正。在發(fā)動機起動時，可以用 ECU 計算出起動供油量，并且能使發(fā)動機順利經(jīng)過暖機運轉(zhuǎn)。使發(fā)動機起動更容易，且暖機性能提高。能提供各種工況下最適當?shù)幕旌蠚饪杖急?，且汽油霧化好，各缸分配均勻，使燃燒效率提高。因此，能有效地降低排放，節(jié)省汽油。減速斷油功能，也能降低排放，節(jié)省汽油。XD474 汽油機采用電控多點噴射系統(tǒng)以及順序噴射、閉環(huán)控制、直接檢測進氣量方式。電控汽油噴射系統(tǒng)由空氣系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成?？諝夤┙o系統(tǒng)為發(fā)動機可燃混合氣的形成提供必需的空氣。空氣經(jīng)過空氣濾清器、空氣流量計、節(jié)氣門、進氣總管、進氣支管進入各缸。一般行駛時，空氣量由節(jié)氣門控制。怠速時，由怠速調(diào)整螺釘和怠速空氣調(diào)整器調(diào)整流經(jīng)旁通道的空氣來實現(xiàn)?？諝鉃V清器采用紙式空氣濾清器，流量計采用熱膜式。燃料系統(tǒng)的功用是向氣缸提供燃燒時所需的汽油量。汽油供給系統(tǒng)由油箱、汽油泵、汽油濾清器、汽油壓力脈動減震器、噴油器、汽油壓力調(diào)廣西大學學士學位論文 XD474 汽油機設(shè)計—凸輪專題 16節(jié)器及汽油分配管等組成。汽油由汽油泵從油箱中泵出，經(jīng)過汽油濾清器，除去雜質(zhì)及水分后，再送至汽油脈動減震器，以減少其脈動。這樣具有一定壓力的汽油流至汽油分配管，再經(jīng)各供油支管送至各缸噴油器，噴油器在 ECU 的噴油指令下噴油。XD474 的汽油泵裝在油箱內(nèi)，采用軸針式電磁噴油器。電子控制系統(tǒng)的功用是根據(jù)各傳感器的信息，由計算機進行綜合分析和處理，通過執(zhí)行裝置控制噴油量等，使發(fā)動機具有最佳性能。該系統(tǒng)中用到的基本傳感器有空氣流量計、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器。修正傳感器有曲軸位置傳感器、水溫傳感器、氧傳感器、爆燃傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等。[19]二、 冷卻系統(tǒng)發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)主要由水泵、散熱器、風扇、節(jié)溫器、補償水桶、發(fā)動機機體和氣缸蓋中的水套以及其他附加裝置等組成。 冷卻系統(tǒng)的功用是使發(fā)動機在所有工況下都保持在適當?shù)臏囟确秶鷥?nèi)。冷卻系統(tǒng)既要防止發(fā)動機過熱，也要防止冬季發(fā)動機過冷。在發(fā)動機冷啟動之后，冷卻系統(tǒng)還要保證發(fā)動機迅速升溫，盡快達到正常的工作溫度。在發(fā)動機工作期間，與高溫燃氣相接觸的零件受到強烈的加熱。在這種情況下，若不進行適當?shù)睦鋮s，發(fā)動機將會過熱，工作過程惡化，零件強度降低，機油變質(zhì)，零件磨損加劇，最終導致發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性、可靠性及耐久性的全面下降。但是冷卻過度也是有害的。過度冷卻或使發(fā)動機長時間在低溫下工作，均會使散熱損失及摩擦損失增加，零件磨損加劇，排放惡化，發(fā)動機工作粗暴，發(fā)動機功率下降及燃油消耗率增加?，F(xiàn)代內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速和功率不斷提高，熱負荷也越來越高，一個良好的冷卻系統(tǒng)應(yīng)滿足下列要求：散熱能力能滿足內(nèi)燃機在各種工況下運轉(zhuǎn)時的需要；冷卻系統(tǒng)消耗功率小，起動后能在短時間內(nèi)達到正常的工作溫度；體積小、重量輕，又便于拆裝維修；使用可靠，壽命長，制造成本低；從冷卻系統(tǒng)的性能來看，閉式強制冷卻是最完善的冷卻系統(tǒng)，XD474 汽廣西大學學士學位論文 XD474 汽油機設(shè)計—凸輪專題 17油發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)采用閉式強制冷卻系統(tǒng)，故該發(fā)動機能在冷卻水溫95～100℃下正常運轉(zhuǎn)，同時還可以減少冷卻液的蒸發(fā)損失。冷卻強度的調(diào)節(jié)，主要靠蠟式節(jié)溫器來完成。采用五葉片軸流式風扇。風扇的葉型有特殊要求，其葉身型面是簡單的圓弧，五個葉片等角度分布。冷卻水泵采用離心式水泵，水泵與風扇同軸，其間安置一個皮帶輪，通過三角皮帶同輸出軸上的皮帶輪相連從而被帶動旋轉(zhuǎn)進入工作狀態(tài)。散熱器加水口上裝有散熱器蓋，主要用來密封散熱器，使發(fā)動機整個冷卻系統(tǒng)成為一個閉式冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)分兩路，一為水路，由水泵、內(nèi)燃機冷卻水套、散熱器、調(diào)溫設(shè)備和管道等組成。另一部分為氣路，由風扇、散熱器和空氣導流裝置等組成。 [1]三、潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)的主要任務(wù)是供應(yīng)一定數(shù)量的機油至摩擦表面，并起冷卻和清潔磨粒作用，還增加活塞與活塞環(huán)的密封性；在個別情況下，它還擔負起受熱零件的冷卻和傳力控制的任務(wù)。摩擦表面上的油膜，能夠防止金屬表面直接接觸，減少零件之間的摩擦和磨損。摩擦表面上的機油可以沖掉摩擦表面上的機械雜質(zhì)，減少磨料磨損，帶走摩擦熱量，保證軸承等在合適的溫度狀態(tài)下工作。氣缸壁上的油膜，還可以保護摩擦表面，減少腐蝕性磨損。因此，潤滑系在減少機械損失、提高機械效率、延長內(nèi)燃機使用壽命等方面起著重要的作用。潤滑系統(tǒng)對內(nèi)燃機的性能指標和工作可靠性也有重大的影響。 為使內(nèi)燃機潤滑良好，必須使用合適的機油，必須用專門的機油濾清器不斷對機油進行濾清，在必要時采用強制冷卻裝置，使機油溫度不超過允許的數(shù)值。 現(xiàn)代內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速和功率不斷提高，熱負荷也越來越高。一個良好的潤滑系統(tǒng)應(yīng)滿足下列各項的要求：以一定的壓力（壓力不能過高也不能過低）和一定的油量（油量不應(yīng)過多也不應(yīng)過少）供油至摩擦表面；廣西大學學士學位論文 XD474 汽油機設(shè)計—凸輪專題 18能夠自動地將機油濾清，清除機油中的機械雜質(zhì)，經(jīng)常保持機油清潔；能夠自動地冷卻機油，不斷地散發(fā)出傳給機油的熱量，將油溫保持在一定的范圍以內(nèi)；潤滑系統(tǒng)的部件功率消耗小，機油耗量少；工作可靠，油路不會堵塞和不會有漏油現(xiàn)象。起動后，能及時供油至摩擦面；能防止腐蝕性磨損；能對活塞環(huán)、活塞和缸壁起密封作用；修理和維護（調(diào)整、加油、檢查）方便； XD474 汽油機采用復(fù)合式潤滑系，既用壓力潤滑，又用飛濺潤滑，以壓力潤滑為主。這樣潤滑效果較好，能更有效地保證發(fā)動機的正常工作。機油儲存在油底殼里，并把機油泵布置在油底殼內(nèi)。采用全流式方式濾清，濾清器串聯(lián)于機油泵和主油道之間。機油泵采用內(nèi)齒輪式機油泵。泵體為鋁合金壓鑄件，機油濾清器采用工業(yè)細毛氈折疊式機油濾。 [1]～[6] 循環(huán)機油量 =（ ）vqminL 主油道壓力 = 油底殼機油溫度≤95 C0 油底殼貯油量 =（L）0V 四、點火系統(tǒng)點火系統(tǒng)的基本功用是在發(fā)動機各種工況和使用條件下，在氣缸內(nèi)適時、準確、可靠地以能量足夠的高電壓，使火花塞兩極間產(chǎn)生足夠強的火花，以點燃氣缸中被壓縮的可燃混合氣，從而使發(fā)動機做功。點火系統(tǒng)性能的好壞將直接影響汽油機的燃燒過程，因而對汽油機的性能有重大的影響。傳統(tǒng)的點火系統(tǒng)——蓄電池點火系統(tǒng)和磁電機點火系，其點火時刻的調(diào)整是依靠機械離心式調(diào)節(jié)裝置和真空式調(diào)節(jié)裝置完成的，由于機械的滯后、磨損及裝置本身的局限性，故不能保證點火時刻在最佳值。而用 ECU廣西大學學士學位論文 XD474 汽油機設(shè)計—凸輪專題 19控制的點火系統(tǒng)，則可方便地解決以上問題。因為用微機可考慮更多的對點火提前角影響的因素，使發(fā)動機在各工況下均能達到最近點火時刻，從而提高發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性、改善排放指標 [20]。鑒于上面因素，XD474 汽油機采用有分電器式電控點火系統(tǒng)。ECU 控制的點火系統(tǒng)主要 ECU、傳感器和點火執(zhí)行器三大部分組成。ECU 接受各中傳感器送來的信號經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，輸出信號（缸序信號和點火信號）并通過電能輸出級傳到點火執(zhí)行器。 [19]五、起動系統(tǒng)內(nèi)燃機不能依靠自身的力量從停車狀態(tài)下開始運轉(zhuǎn)，必須用外來的能量轉(zhuǎn)動曲軸，這種轉(zhuǎn)動內(nèi)燃機曲軸并保證內(nèi)燃機起動的裝置，稱為起動系統(tǒng)。起動系統(tǒng)的作用就是在正常使用條件下，通過起動機將蓄電池儲存的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，帶動發(fā)動機以足夠高的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，以順利起動發(fā)動機。起動系統(tǒng)的工作性能對內(nèi)燃機的可靠性、使用方便性、耐久性和使用燃料經(jīng)濟性等有很大的影響。起動可靠性是內(nèi)燃機工作可靠性的重要表現(xiàn)之一。如果起動不方便，不但增加操作者的勞動強度，而且使內(nèi)燃機喪失了機動性。好的起動系統(tǒng)不僅應(yīng)保證可靠起動，而且應(yīng)保證起動磨損少。所以，良好的起動性能，從來就是內(nèi)燃機的重要性能指標之一。起動系統(tǒng)要完成內(nèi)燃機的起動，必須同時具備以下五個條件：須供給足夠大的起動力矩，克服內(nèi)燃機的起動阻力矩；起動系統(tǒng)必須將曲軸加速到一定的轉(zhuǎn)速；在壓縮沖程終了時，所形成的混合氣具有著火限度以內(nèi)的過量空氣系數(shù)；在壓縮沖程終了時，空氣的溫度高于燃料燃點的溫度；每次爆發(fā)后的氣體功都應(yīng)大于阻力功，才能使內(nèi)燃機逐漸地上升到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；上述五個條件中，前兩個條件所需的動力必須由內(nèi)燃機的附屬設(shè)備即起動系統(tǒng)的動力裝置供給，它是內(nèi)燃機起動的必備條件。而只有同時具備了這五個條件，內(nèi)燃機才能起動。廣西大學學士學位論文 XD474 汽油機設(shè)計—凸輪專題