【文章內(nèi)容簡介】 和耐熱耐腐蝕性、保油性和潤滑性。本機(jī)選用價(jià)格低廉，并且的到廣泛應(yīng)用的鑄鐵作為材料。 (2)主要尺寸 : 1）凸緣高度 h=()D 取 h=8mm 2）氣缸壁厚δ = ()D 取δ =7mm毫米 3）氣缸套長度 L=（ )S 取 L＝ 220mm 氣缸蓋：氣缸蓋的主 要功用是密封氣缸的上部，與活塞、氣缸等共同構(gòu)成燃燒室，同時(shí)氣缸蓋也為其他零部件提供安裝位置。承受氣體力和緊固氣缸蓋螺栓所造成的機(jī)械負(fù)荷，同時(shí)還由于與高溫燃?xì)饨佑|而承受很高的熱負(fù)荷。為了保證氣缸的良好密封，氣缸蓋既不能損壞，也不能變形。為此氣缸蓋應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。為了使氣缸蓋的溫度分布盡可能的均勻，避免進(jìn)、排氣門座之間發(fā)生熱裂紋，應(yīng)對氣缸蓋進(jìn)行良好的冷卻。 耐熱性；同時(shí)材料還應(yīng)具有良好的澆鑄工藝性。氣缸蓋的結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的剛性 。觸火面形狀應(yīng)符合圖紙要求。有足夠圓弧過度且光潔完整。受壓面和各種道腔應(yīng)分別符合規(guī)定的壓力試驗(yàn)要求，各安裝座孔尺寸、形狀都應(yīng)符 合精度要求。尤其是各個(gè)閥座孔與閥錐面應(yīng)保持良好的密封狀態(tài)。氣缸直徑在 400mm 以下的氣缸蓋材料多用。 氣缸蓋的材料及的選擇：由于發(fā)動(dòng)機(jī)缸徑為 93mm，小于 400mm，因此選用灰鑄鐵作為氣缸蓋材料。 5 氣缸蓋的形式的選擇：由于本次采用凸輪軸上置式，為了使結(jié)構(gòu)緊湊，整體長度較小，故選用整體式，其特點(diǎn)是其特點(diǎn)是氣缸蓋剛度大，且在備件儲存、修理用制造等方面比較優(yōu)越。但其在縮小中心 距方面受到一定的限制。 燃料室：柴油機(jī)燃燒室的功用是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。是在高溫、高負(fù)荷下工作，承受著氣體力、慣性力產(chǎn)生的靜載荷和振動(dòng)負(fù)荷，同時(shí)受到熱應(yīng)力和熱腐蝕的作用。 燃燒室的選擇：由于深盆型燃燒室能將活塞頂上的凹坑加深 ， 凹坑口徑縮小 ， 形成有渦流的深坑形燃燒室 。 與淺盆型燃燒室相比，深ω 型 燃燒室對燃油系統(tǒng)要求降低，由于利用進(jìn)氣渦流加強(qiáng)混 合氣形成 ， 使空氣利用率大大提高 ， 一般過量空氣系數(shù)在 — ， 并保持燃油消耗率低和起動(dòng)容易的 優(yōu)點(diǎn)，所以在小型高速柴油機(jī)上獲得廣泛應(yīng)用。由于 JX493型柴油機(jī)采用優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度灰鑄鐵鑄造而成的整體式氣缸蓋。為了與氣缸蓋形成的燃燒室能夠使柴油燃燒更充分。燃燒室形狀采用深ω形燃燒室，其特點(diǎn)是其特點(diǎn)是動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和起動(dòng)性好，適合于高速柴油機(jī)需求。但其最高燃燒溫度與壓力高、工作粗暴、 NOx和碳煙排放高，且對轉(zhuǎn)速變化敏感。通常用于缸徑為 80140mm之間、轉(zhuǎn)速 4500r/min的發(fā)動(dòng)機(jī)。 ： 氣缸襯墊是機(jī)體頂面與氣缸蓋底面之間的密封件。其 功 用是 保 持氣缸密封不 漏氣，冷卻液和機(jī)油不泄漏保持 。 氣缸襯墊 的工作條件是 承受擰緊氣缸蓋螺栓時(shí)造成的壓力，并受到氣缸內(nèi)燃燒氣體高溫、高壓的作用以及機(jī)油和冷卻液的腐蝕。 所以 氣缸襯墊應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度，并且要耐壓、耐熱和耐腐蝕。另外，還需要有一定的彈性，以補(bǔ)償機(jī)體頂面和氣缸蓋底面的粗糙度和不 平行 度以及發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)反復(fù)出現(xiàn)的變形。按所用材料的不同，氣缸襯墊可分為金屬 — 石棉襯墊、金屬 — 復(fù)合材料襯墊和全金屬襯墊等多種。 眾所周知，石棉是有毒材料，而 全金屬襯墊 價(jià)格昂貴，這里我將選用 金屬 — 復(fù)合材料襯墊 ，并且它具有強(qiáng)度高，密封效果好。它的結(jié)構(gòu)如圖 2－ 2所示： 油底殼： 其 功用是儲存機(jī)油、保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。油底殼底部還裝有放油螺塞，通常放油螺塞上裝有永久磁鐵，以吸附潤滑油中的金屬屑，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損。 油底殼的選用：油底殼一般用薄鋼板沖壓或用鑄鐵。本次設(shè)計(jì)采用鑄鐵材料，因?yàn)樗哂袕?qiáng)度和剛度大，不易變形，且密封性好、磨損少。 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。其功用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將作用于活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對外輸出的轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)動(dòng) 螺旋桿 轉(zhuǎn)動(dòng)。 曲柄連桿機(jī)構(gòu)由活塞組、連桿組和曲軸飛輪組 等 零件組成 。 活塞組：活塞組由活塞、活塞環(huán)和活塞銷組成， 是活塞式內(nèi)燃機(jī)中的重要組 圖 2－ 2 金屬－復(fù)合材料襯墊 6 件。其 工作條件極為惡劣，它是在高溫、高負(fù)荷、高速運(yùn)動(dòng)、潤滑不良以及冷卻困難等情況下工作的。在保 證強(qiáng)度和剛度足夠的前提下， 針對以上的工作條件，活 塞 盡可能減輕質(zhì)量；盡量減少活塞頂從燃燒氣體吸收熱量，又能盡快地將所吸收的熱量散走， 防止活塞過熱；既要保證燃燒室良好的氣密性，又應(yīng)盡可能減少活塞組的摩擦損失；摩擦副具有良好的潤滑、較小的磨損以及較少的潤滑油消耗量。 活塞：其功用 是承受氣體壓力，并通過活塞銷和連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)，活塞頂部還是燃燒室的組成部分。它應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，傳力可靠；導(dǎo)熱性能好，要耐高壓、耐高溫、耐磨損；質(zhì)量小，重量輕，盡可能地減小往復(fù)慣性力；耐熱的活塞頂及彈性的活塞裙；活塞與氣缸壁間有較小的摩擦系數(shù)。 活塞材料的選用：為滿足上面的基本要求，活塞材料宜采用質(zhì)輕和導(dǎo)熱性能好的輕合金。同時(shí)，還要求其熱強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好，因此鋁合金就成了現(xiàn)代柴油機(jī)活塞的首選材料。為了滿足高強(qiáng)度化程度柴油機(jī)的需要，還要求進(jìn)一步提高活塞的高溫強(qiáng)度和高溫硬度，活塞一般都采用高強(qiáng)度共晶硅 鋁合金，故本次設(shè)計(jì)應(yīng)采用共晶硅鋁合金。 活塞的結(jié)構(gòu)：活塞可分為三部分，活塞頂部、活塞頭部和活塞裙部。 （ 1）活塞頂部 其功用是承受氣體壓力 ， 它是燃燒室的組成部分 ， 其形狀 、 位置 、大小都和燃燒室的具體形式有關(guān) ， 都是為滿足可燃混合氣形成和燃燒的要求 ， 其頂部形狀可分為三大類 ， 平頂活塞 、 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：采用凹頂式活塞并且具有ω型燃燒室。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?， 此方案 在 活塞表面采用涂層材料 （ TBGS） ， 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。 （ 2）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)。 （ 3）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。 7 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。 活塞環(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。 活塞環(huán)結(jié)構(gòu)尺寸： 由《柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊》確定氣環(huán)、油環(huán)的環(huán)槽軸向高度，氣環(huán)高度取 ，油環(huán)高度取 。由于氣環(huán)和油環(huán)應(yīng)有相應(yīng)的間隙，則第一道環(huán)槽 ,第二道環(huán)槽 ，第三道環(huán) 。 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 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)。 活塞銷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。 活塞銷的尺寸設(shè)計(jì)： 1）外徑 d=(～ )D,取 d=40mm； 2）內(nèi)徑 d0=(～ )d,取 d0=20mm； 3）長度 l=(