【導(dǎo)讀】本文為6P125ZQ型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的部分。畢業(yè)設(shè)計(jì)由圖紙工作，外語(yǔ)文獻(xiàn)。6P125ZQ型柴油機(jī)零部件的設(shè)計(jì)包括整機(jī)和活塞連桿組的設(shè)計(jì)。進(jìn)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(jié)構(gòu)強(qiáng)度，減小了應(yīng)力集中。連桿蓋用兩個(gè)螺栓與連桿體連接，螺栓同時(shí)又起到定位的作用。設(shè)計(jì)中共有圖紙4張，其中手畫(huà)圖1張，機(jī)畫(huà)圖3張，清單明細(xì)見(jiàn)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(dòng)機(jī)的振動(dòng)特。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)參照了以往的成功經(jīng)驗(yàn)，又在張紀(jì)鵬老師的悉心指導(dǎo)下做了部分修改。由于本人的水平有限，設(shè)計(jì)時(shí)間倉(cāng)促，難免有些錯(cuò)誤，請(qǐng)審閱老師給予批評(píng)指正。

　　

【正文】 型柴油機(jī)高速，強(qiáng)載的特點(diǎn)，將活塞裙部設(shè)計(jì)成變橢圓中凸形裙部（如圖）。 青島大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)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(biāo)方程為 )21(4 21 ?Co sDDe ??? 其中， D D2 分別為橢圓長(zhǎng)短軸，θ =00時(shí)為活塞的孔軸線， e 為橢圓度。在整個(gè)裙部長(zhǎng)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(cè)表面形狀： 采用中凸形裙部，其橢圓度為 。這種形狀不僅適應(yīng)活塞的溫度分布，而且能保證裙部有良好的潤(rùn)滑條件及較高的承載能力。中凸點(diǎn)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(diǎn)處的橫截面橢圓長(zhǎng)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(yàn)研究。 試驗(yàn)表明，活塞裙部與缸套的配缸間隙大小，將直接影響柴油機(jī)的機(jī)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(jù)柴油機(jī)的熱負(fù)荷，機(jī)械負(fù)荷以及活塞，缸套的材質(zhì)，并且通過(guò)多種方案試驗(yàn)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(guò)試驗(yàn)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(cè)得的機(jī)油消耗為 克 /千瓦小時(shí)。 活塞銷 座的加強(qiáng)措施 柴油機(jī)由非增壓改為增壓以后，活塞銷座的機(jī)械負(fù)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 （１）把兩段銷座內(nèi)端內(nèi)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(shí)的應(yīng)力集中。 （２）提高銷座內(nèi)圓面的加工精度，其粗糙度為０ .２。 （３）銷座承壓面積計(jì)算（比壓計(jì)算）銷座內(nèi)徑 d1＝４６毫米，銷座每側(cè)有效支撐長(zhǎng)度ls=29 毫米，則銷座比壓 ][49312 MpaMpaldpzq ???。 連桿設(shè)計(jì) 連桿的功用是連接活塞和曲軸，把活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變 成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并將活塞承受的力傳送給曲軸。連桿主要承受活塞銷傳來(lái)的氣體作用力和活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力。此外，由于連桿變速擺動(dòng)而產(chǎn)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(duì)于連桿，要同時(shí)進(jìn)行強(qiáng)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(jié)構(gòu)強(qiáng)度，減小了應(yīng)力集中。連桿蓋用兩個(gè)螺栓與連桿體連接，螺栓同時(shí)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 與國(guó)內(nèi)外同類型柴油機(jī)相比，從尺寸比較看相對(duì)偏小，可見(jiàn)下表 表 幾種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿對(duì)比 機(jī) 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(qiáng)度安全系數(shù)計(jì)算分析 按增壓后標(biāo)定功率１６９ＫＷ； PZ=(110kg/cm2)。柴油機(jī)轉(zhuǎn)速 n＝２３００ r/min。材料選用４０Ｃ r；計(jì)算所得結(jié)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(dòng)機(jī)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(jì)算結(jié)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(hào)見(jiàn)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(qiáng)度、韌度和疲勞強(qiáng)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(jié)合精度。 （３）、為改善應(yīng)力集中，在螺栓臺(tái)肩過(guò)渡處原來(lái)直角過(guò)渡采用Ｒ１圓角過(guò)渡。 （４）、提高了連桿螺栓臺(tái)面與孔的垂直度精度，改善螺栓的變力狀態(tài)。 青島大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)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(qiáng)度。 6P125ZQ 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)仰視圖結(jié)構(gòu)分析 6P125ZQ 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)仰視圖（外形圖）從一個(gè)側(cè)面向我們展 示了此型號(hào)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)。通過(guò)此圖，并在結(jié)合其他視圖的基礎(chǔ)上，可以清晰地看出發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)組成部分，以及各部分在裝配成一個(gè)整體時(shí)的相互位置關(guān)系以及連接方式，是進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)零部件裝配以及安裝發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的重要參考資料。分析此圖，對(duì)整體結(jié)構(gòu)和各零部件結(jié)構(gòu)及連接方式有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。從仰視圖上看發(fā)動(dòng)機(jī)，在連接方式上，殼體與內(nèi)部零部件主要采用螺栓連接，對(duì)個(gè)別需要潤(rùn)滑的部件要在緊固的基礎(chǔ)上加以密封。發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu) 主要包括了進(jìn)氣系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、點(diǎn)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(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)不全 面，所以在結(jié)合其他成員圖后可以清楚地看到各個(gè)系統(tǒng)的工作路線，通過(guò)結(jié)合圖更深刻地理解了各個(gè)部分的功用。 柴油機(jī)的燃油供給系統(tǒng)包括噴油器、噴油泵和調(diào)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(jù)柴油機(jī)的混和氣的特點(diǎn)，將燃油霧化成細(xì)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(jī)的運(yùn)行工況和氣缸的工作順序，以一定的規(guī)律適時(shí)、定量地向噴油器輸送高壓燃油。調(diào)速器的功用是根據(jù)負(fù)荷的變化，自動(dòng)增減噴油泵的供油量，是柴油機(jī)能夠以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速運(yùn)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(zhì)。油水分離器是用來(lái)出去柴油中的水分，一般安裝在燃油箱和輸油泵之間。 進(jìn)氣系統(tǒng)主要包括空氣濾清器和進(jìn)氣支管?？諝鉃V清器主要是屢出空氣中的雜質(zhì)或灰塵，讓潔凈的空氣進(jìn)入氣缸。另外空氣濾清器還可以消減進(jìn)氣噪聲。進(jìn)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(mén)體分配到各缸進(jìn)氣管。 發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括排氣支管、排氣管和消聲器。由于此發(fā)動(dòng)機(jī)采用了渦輪增壓，廢氣首先經(jīng)過(guò)渦輪機(jī)再排出。 冷卻系統(tǒng)，在 6P125ZQ 型柴油機(jī)的設(shè)計(jì)我們采用了水冷的方式，利用水泵提高冷卻液的壓力，以達(dá)到冷卻的目的。其結(jié)構(gòu)主要包括水泵、散熱器、冷卻風(fēng)扇、節(jié)溫器、補(bǔ)償水桶、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體和氣缸蓋中的水套以及其他附屬裝置等組成。 潤(rùn)滑系統(tǒng)主要由機(jī)油泵，機(jī)油濾清器，機(jī)油冷卻器，油底殼以及集濾器等組成。功用青島大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 23 就是在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)連續(xù)不斷地把數(shù)量足夠的潔凈潤(rùn)滑油輸送到全部傳動(dòng)件的摩擦表面，并在摩擦表面形成油膜，實(shí)現(xiàn)液體潤(rùn)滑，從而減少摩擦阻力、降低機(jī)油消耗、減輕機(jī)件磨損、以達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作可靠性和耐久 性的目的。 發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓系統(tǒng)采用廢氣渦輪增壓，主要由渦輪機(jī)和壓氣機(jī)構(gòu)成，將發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣能量推動(dòng)渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，由此驅(qū)動(dòng)與渦輪同軸的壓氣機(jī)實(shí)現(xiàn)增壓。這種增壓方式能有效地利用排氣的能量進(jìn)行增壓，所以經(jīng)濟(jì)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(dòng)機(jī)仰視圖 青島大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 第 4章 總結(jié) 通過(guò)這次 6P125ZQ 型柴油機(jī)零部件的設(shè)計(jì)工作，我在從前學(xué)習(xí)理論和知識(shí)的基礎(chǔ)上對(duì)內(nèi)燃機(jī)活塞連桿組的工作原理的有了更深刻的理解，對(duì)內(nèi)燃機(jī)其它結(jié)構(gòu)也有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，并初步掌握了內(nèi)燃機(jī)活塞連桿組的設(shè)計(jì)方法。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，對(duì)內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造，內(nèi)燃機(jī)原理及內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)有了更高層次上的理解，同時(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)工藝零件公差串聯(lián)起來(lái)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)所用到的知識(shí)有了整體的認(rèn)識(shí)。使自己的理論知識(shí)得到了進(jìn)一步的充實(shí)鞏固和提高。制圖過(guò)程中，聯(lián)系發(fā)動(dòng)機(jī)的拆裝實(shí)習(xí)，將理論和實(shí)物很好的聯(lián)系起來(lái)，不僅復(fù)習(xí)了以往學(xué)習(xí)的知識(shí)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)由了新的認(rèn)識(shí)，而其增強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力。 幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我受益匪淺，不但對(duì)書(shū)本理論上的知識(shí)有了更深的理解，還學(xué)到了許多平時(shí)課堂上學(xué)不到的東西。理論與實(shí)際應(yīng)用的結(jié) 合，學(xué)以致用。增強(qiáng)了自己分析解決問(wèn)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(jìn)一步的提高。 畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次全面的匯總和檢測(cè)，同時(shí)也是一個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程，豐富自己知識(shí)的機(jī)會(huì)。設(shè)計(jì)過(guò)程中我們所學(xué)到的知識(shí)必定使我們?cè)谝院蟮墓ぷ髦惺芤?，同時(shí)為我們即將步入社會(huì)，參加工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 青島大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)工作中，我得到了張紀(jì)鵬老師的精心指導(dǎo)和耐心幫助，才得以 順利完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。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(shè)計(jì)過(guò)程中遇到 的難題，張老師淵博的知識(shí)和對(duì)工作、對(duì)科學(xué)的一絲不茍的態(tài)度，更是我所要學(xué)習(xí)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(chéng)摯的敬意。 青島大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 參考文獻(xiàn) [1]周龍保，劉巽俊，高宗英 .內(nèi)燃機(jī)學(xué) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020， 7. 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