【導讀】本文為6P125ZQ型柴油發(fā)動機的設計說明書的部分。畢業(yè)設計由圖紙工作，外語文獻。6P125ZQ型柴油機零部件的設計包括整機和活塞連桿組的設計。進行加工，采用“ω”形燃燒室。連桿采用４０Ｃr鋼，模鍛成型，桿身截面呈“工”字。連桿大頭及桿身的連接均為圓弧連接，螺栓頭支承面也用圓弧連接，提高了結構強度，減小了應力集中。連桿蓋用兩個螺栓與連桿體連接，螺栓同時又起到定位的作用。設計中共有圖紙4張，其中手畫圖1張，機畫圖3張，清單明細見后面部分。外文翻譯1份為《采用氫-天然氣混合燃料的單缸發(fā)動機的振動特。本次畢業(yè)設計參照了以往的成功經驗，又在張紀鵬老師的悉心指導下做了部分修改。由于本人的水平有限，設計時間倉促，難免有些錯誤，請審閱老師給予批評指正。

　　

【正文】 型柴油機高速，強載的特點，將活塞裙部設計成變橢圓中凸形裙部（如圖）。 青島大學畢業(yè)設計論文 19 活塞裙下邊緣倒角下邊緣油環(huán)槽下邊緣D 圖 33 活塞裙部橢圓度變化規(guī)律 （ 1） 裙部橫截面橢圓： 采用正失曲線橢圓，其極坐標方程為 )21(4 21 ?Co sDDe ??? 其中， D D2 分別為橢圓長短軸，θ =00時為活塞的孔軸線， e 為橢圓度。在整個裙部長度上，各截面的橢圓度變化規(guī)律為從 （下端）到 （油環(huán)槽下邊緣）。 （ 2） 活塞裙部側表面形狀： 采用中凸形裙部，其橢圓度為 。這種形狀不僅適應活塞的溫度分布，而且能保證裙部有良好的潤滑條件及較高的承載能力。中凸點選在距裙部下邊緣 20 毫米處（即距銷孔中心線 30 毫米處）。中凸點處的橫截面橢圓長軸，為活塞裙部的配缸直徑尺寸 D2，125 ???D 毫米。裙部噴 涂石墨，石墨層厚度 毫米，以改善初期磨合性能。 （ 3） 活塞裙部配缸間隙的確定及試驗研究。 試驗表明，活塞裙部與缸套的配缸間隙大小，將直接影響柴油機的機油耗量、活塞與缸套的撞擊噪聲以及其他性能?；钊涓组g隙的確定，是根據柴油機的熱負荷，機械負荷以及活塞，缸套的材質，并且通過多種方案試驗而確定的。在保證噪聲要求和其他性能的前提下，采用了較小的配缸間隙。通過試驗確定最佳配缸間隙為：裙部 毫米，頭部 毫米。在此配缸間隙下所測得的機油消耗為 克 /千瓦小時。 活塞銷 座的加強措施 柴油機由非增壓改為增壓以后，活塞銷座的機械負荷將增加近１ /３。在基本尺寸不變的情況下，為了提高銷座的承載能力，采取如下措施： 青島大學畢業(yè)設計論文 20 （１）把兩段銷座內端內外邊緣改為半徑為Ｒ２的圓弧，以減少銷軸和銷座發(fā)生變形時的應力集中。 （２）提高銷座內圓面的加工精度，其粗糙度為０ .２。 （３）銷座承壓面積計算（比壓計算）銷座內徑 d1＝４６毫米，銷座每側有效支撐長度ls=29 毫米，則銷座比壓 ][49312 MpaMpaldpzq ???。 連桿設計 連桿的功用是連接活塞和曲軸，把活塞的往復運動轉變 成曲軸的旋轉運動，并將活塞承受的力傳送給曲軸。連桿主要承受活塞銷傳來的氣體作用力和活塞往復運動時的慣性力。此外，由于連桿變速擺動而產生的慣性力矩，還使連桿承受一定的彎矩。這些力和力矩的大小和方向都是周期性變化的。因此，連桿受到的是壓縮、拉伸和彎曲等交變載荷。對于連桿，要同時進行強度和剛度的校核。連桿采用４０Ｃ r 鋼，模鍛成型，桿身截面呈“工”字形。連桿大頭及桿身的連接均為圓弧連接，螺栓頭支承面也用圓弧連接，提高了結構強度，減小了應力集中。連桿蓋用兩個螺栓與連桿體連接，螺栓同時又起到定位的作用。 基本尺寸分析（ 如圖） 圖 34 連桿尺寸 青島大學畢業(yè)設計論文 21 與國內外同類型柴油機相比，從尺寸比較看相對偏小，可見下表 表 幾種類型的發(fā)動機連桿對比 機 型 D X S 材 料 Pe H/D B/H t/H 6BB１ （日） 102X110 45＊ 6130（中） 130X140 42CrMo 6135Z（中） 135X140 40Cr VOLVOTD（瑞典） 130X150 BFL413 120X125 含 Ni 合金 OM403 125X130 6P125ZQ 125X140 40Cr １ . 疲勞強度安全系數(shù)計算分析 按增壓后標定功率１６９ＫＷ； PZ=(110kg/cm2)。柴油機轉速 n＝２３００ r/min。材料選用４０Ｃ r；計算所得結果： 桿身安全系數(shù) n= 小端安全系數(shù) n= 大端安全系數(shù) n= 一般車輛發(fā)動機小端，大端安 全系數(shù)在２ .５ ５ .０之間，桿身的安全系數(shù)在２ .０ ２ .５，從計算結果可知安全系數(shù)基本可滿足要求，稍偏低一些。 ２ . 確定基本尺寸 (符號見圖 34) 表 確定的連桿尺寸 d=46mm。 L1=192mm。 d1=50mm。 H=38mm。 d2=62mm。 t=8mm。 b1=45mm。 B=25mm。 L=255mm。 。 （１）、為了有效的提高的強度、韌度和疲勞強度，選用４０Ｃ r作為連桿材料，連桿螺栓采用３５Ｃ rMOA，螺母 采用４０Ｃ r ,螺紋部分鍍銅改善其自鎖能力。 （２）、提高了螺栓孔平面的粗糙度要求，以提高螺栓與孔平面的結合精度。 （３）、為改善應力集中，在螺栓臺肩過渡處原來直角過渡采用Ｒ１圓角過渡。 （４）、提高了連桿螺栓臺面與孔的垂直度精度，改善螺栓的變力狀態(tài)。 青島大學畢業(yè)設計論文 22 （５）、為使小端襯套增加承載能力，采用鋼背卷制的高錫鋁合金襯套做第二方案，以滿足小端的可靠性和耐久性要求。 （６）、表面采用噴丸處理提高其疲勞強度。 6P125ZQ 柴油發(fā)動機仰視圖結構分析 6P125ZQ 柴油發(fā)動機仰視圖（外形圖）從一個側面向我們展 示了此型號的柴油發(fā)動機的整體結構。通過此圖，并在結合其他視圖的基礎上，可以清晰地看出發(fā)動機的各個組成部分，以及各部分在裝配成一個整體時的相互位置關系以及連接方式，是進行發(fā)動機零部件裝配以及安裝發(fā)動機時的重要參考資料。分析此圖，對整體結構和各零部件結構及連接方式有進一步的認識。從仰視圖上看發(fā)動機，在連接方式上，殼體與內部零部件主要采用螺栓連接，對個別需要潤滑的部件要在緊固的基礎上加以密封。發(fā)動機的機構 主要包括了進氣系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)等幾大系統(tǒng)。由于仰視圖看到的發(fā)動機結構不全 面，所以在結合其他成員圖后可以清楚地看到各個系統(tǒng)的工作路線，通過結合圖更深刻地理解了各個部分的功用。 柴油機的燃油供給系統(tǒng)包括噴油器、噴油泵和調速器等主要部件及燃油箱、輸油泵、油水分離器、燃油濾清器、噴油提前器和高壓油泵等。噴油器的主要功用是根據柴油機的混和氣的特點，將燃油霧化成細微的油滴，并將其噴射到燃燒室的特定的部位。噴油泵的功用是按照柴油機的運行工況和氣缸的工作順序，以一定的規(guī)律適時、定量地向噴油器輸送高壓燃油。調速器的功用是根據負荷的變化，自動增減噴油泵的供油量，是柴油機能夠以穩(wěn)定的轉速運行。輸油泵 的主要功用是保證有足夠數(shù)量的柴油自燃油箱輸送到噴油泵，并維持一定量的供油壓力，以克服管路及燃油濾清器阻力，使柴油在低壓管路中循環(huán)。燃油濾清器的功用是屢出柴油中的雜質。油水分離器是用來出去柴油中的水分，一般安裝在燃油箱和輸油泵之間。 進氣系統(tǒng)主要包括空氣濾清器和進氣支管?？諝鉃V清器主要是屢出空氣中的雜質或灰塵，讓潔凈的空氣進入氣缸。另外空氣濾清器還可以消減進氣噪聲。進氣支管的功用是將空氣與燃油混和氣從化油器或節(jié)氣門體分配到各缸進氣管。 發(fā)動機的排氣系統(tǒng)結構包括排氣支管、排氣管和消聲器。由于此發(fā)動機采用了渦輪增壓，廢氣首先經過渦輪機再排出。 冷卻系統(tǒng)，在 6P125ZQ 型柴油機的設計我們采用了水冷的方式，利用水泵提高冷卻液的壓力，以達到冷卻的目的。其結構主要包括水泵、散熱器、冷卻風扇、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屬裝置等組成。 潤滑系統(tǒng)主要由機油泵，機油濾清器，機油冷卻器，油底殼以及集濾器等組成。功用青島大學畢業(yè)設計論文 23 就是在發(fā)動機工作時連續(xù)不斷地把數(shù)量足夠的潔凈潤滑油輸送到全部傳動件的摩擦表面，并在摩擦表面形成油膜，實現(xiàn)液體潤滑，從而減少摩擦阻力、降低機油消耗、減輕機件磨損、以達到提高發(fā)動機工作可靠性和耐久 性的目的。 發(fā)動機的增壓系統(tǒng)采用廢氣渦輪增壓，主要由渦輪機和壓氣機構成，將發(fā)動機排出的廢氣能量推動渦輪機旋轉，由此驅動與渦輪同軸的壓氣機實現(xiàn)增壓。這種增壓方式能有效地利用排氣的能量進行增壓，所以經濟性很好，并可大幅度地降低有害氣體的排放和噪聲水平。 圖 35 6P125ZQ 發(fā)動機仰視圖 青島大學畢業(yè)設計論文 24 第 4章 總結 通過這次 6P125ZQ 型柴油機零部件的設計工作，我在從前學習理論和知識的基礎上對內燃機活塞連桿組的工作原理的有了更深刻的理解，對內燃機其它結構也有了進一步的認識，并初步掌握了內燃機活塞連桿組的設計方法。 通過本次設計，對大學四年所學的知識進行了系統(tǒng)的復習，對內燃機構造，內燃機原理及內燃機的設計有了更高層次上的理解，同時機械設計工藝零件公差串聯(lián)起來，對發(fā)動機設計所用到的知識有了整體的認識。使自己的理論知識得到了進一步的充實鞏固和提高。制圖過程中，聯(lián)系發(fā)動機的拆裝實習，將理論和實物很好的聯(lián)系起來，不僅復習了以往學習的知識，對發(fā)動機的結構由了新的認識，而其增強了自己的動手能力。 幾個月的畢業(yè)設計，使我受益匪淺，不但對書本理論上的知識有了更深的理解，還學到了許多平時課堂上學不到的東西。理論與實際應用的結 合，學以致用。增強了自己分析解決問題的能力。一定數(shù)量的繪圖工作量使我們繪圖能力得到了進一步的提高。 畢業(yè)設計使我們大學四年所學知識的一次全面的匯總和檢測，同時也是一個學習的過程，豐富自己知識的機會。設計過程中我們所學到的知識必定使我們在以后的工作中受益，同時為我們即將步入社會，參加工作打下了堅實的基礎。 青島大學畢業(yè)設計論文 25 致謝 本次畢業(yè)設計工作中，我得到了張紀鵬老師的精心指導和耐心幫助，才得以 順利完成本次畢業(yè)設計。特別是張老師在工作繁忙的情況下，依然給我們耐心的講解畢業(yè)設計過程中遇到 的難題，張老師淵博的知識和對工作、對科學的一絲不茍的態(tài)度，更是我所要學習的，使我受益匪淺。在此，我向張老師表示最衷心的感謝和最誠摯的敬意。 青島大學畢業(yè)設計論文 26 參考文獻 [1]周龍保，劉巽俊，高宗英 .內燃機學 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2020， 7. 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