【正文】 輸油泵 3—粗濾器 4精濾器 5噴油泵 6—噴油器 7溢流閥 本機在油底殼的吸油盤上裝有粗濾器。精濾采用紙質濾芯。柴油從油箱流入濾杯，經(jīng)過紙質濾芯過濾，雜質被留在濾芯外，清潔的柴油從濾芯內腔流出，經(jīng)輸油管流向噴油泵。油泵選擇一只兩缸的整體泵。噴油器選擇兩只4孔的噴油器，具體型號可以和原機一樣。儲油裝置：柴油機的儲油池有干式和濕式之分。干式油底殼不作儲存機油用，機油儲存在另一專門機油箱中，結構復雜，僅適用于軍用車輛、高要求越野車和礦山、工地用自卸車以及一些船用柴油機。因為干式油底殼使整臺柴油機的管路增多，設備和布置復雜，在這里選濕式油底殼。并且，本機為固定的發(fā)電機組，因而沒有較大的傾斜，因而也不必要另設儲油箱。為防止漏油，在油底殼和機體之間用一層橡膠墊片密封。機油輸送裝置：本機選用齒輪泵作為輸送裝置。這種泵結構簡單，機加工方便，工作可靠，壽命長。如果作為外購件的話，成本應該比較低。機油冷卻和濾清裝置：選擇管片水冷式機油冷卻器作為冷卻裝置。濾清器由離心式精濾器和紙質濾心的機濾器并聯(lián)組成。 (2－6)機油每小時帶走的熱量每小時加入柴油機的總熱量比例系數(shù)% . %. (2－7)有效熱效率，一般在35%左右，取35% (2－8) 機油密度，一般為085—0。9kg/L,。c—機油比熱容，—℃，機油溫差，一般為812℃，取10。通過公式的估算得循環(huán)油量 =（L/h）本機采用壓力潤滑和飛濺潤滑相結合的潤滑方式。對于相對速度高，以及飛濺不能達到要求的部位，如曲軸軸承、連桿軸瓦，氣門和氣門搖臂等處均采用壓力潤滑。這種方式潤滑效果好，并且有強烈的清洗和冷卻作用。而氣缸壁、活塞銷、凸輪軸承處則采用飛濺潤滑。 本設計采用直噴式，型燃燒室，空間混合為主，中等強度的進氣渦流擠壓渦流。主要尺寸將在活塞一節(jié)中。 進氣道的設計和原機一樣，采用螺旋氣道，在氣門座上方的氣道內做成螺旋形,流經(jīng)氣道的空氣一部分在氣道內形成繞氣門中心的旋轉運動,其強度僅與氣道本身結構有關。另一部分近于切向氣道,形成繞氣缸中心的旋轉,其強度與氣道相對于氣缸的布置有關。它能夠產生中等或較高渦流強度。第二章JX493Q1增壓柴油機總體設計方案柴油機的總體設計包括：機體組和曲柄連桿機構的設計、配氣機構的設計、燃油系統(tǒng)的設計、冷卻系統(tǒng)的設計，潤滑系統(tǒng)的設計、起動系統(tǒng)的設計以及增壓系統(tǒng)的設計。 機體組的設計 汽車發(fā)動機機體主要是由機體、氣缸蓋、氣缸襯墊、氣缸蓋罩、主軸承蓋以及油底殼等組成。機體是汽缸體與曲軸箱的連鑄體。機體是發(fā)動機中最大的零件，在發(fā)動機工作時，機體承受拉、壓、彎、扭等不同形式的機械負荷，同時還因為氣缸壁面與高溫燃氣直接接觸而承受很大的熱負荷。因此，機體應具有足夠的強度和剛度，且耐磨損和耐腐蝕，并應對氣缸進行適當?shù)睦鋮s，以免機體損壞和變形。機體也是最重的零件，應該力求結構緊湊、質量輕，以減小整機的尺寸和質量。在此設計中，采用灰鑄鐵材料。在機體壁和前后壁的內外表面以及缸間的橫隔板上鑄有加強肋，在減少機體質量的同時保證機體有足夠的強度和剛度。在集體的前后壁和橫隔板上鑄有支撐曲軸的主軸承座以及滿足潤滑需要的縱橫油道，氣缸外壁鑄有冷卻水套和布水室，已增加散熱。采用直列式，干式汽缸套，平底式機體，直列式特點是機體寬度小而且高度和長度大，干式汽缸套的優(yōu)點是機體剛度大，汽缸中心距小，質量輕和加工工藝簡單。平底式機體的地面與曲軸軸線齊平，高度小、質量輕加工方便。氣缸蓋工作條件及要求 氣缸蓋承受氣體力和緊固氣缸蓋螺栓所造成的機械負荷，同時還由于與高溫燃氣接觸而承受很高的熱負荷。為了保證氣缸的良好密封，氣缸蓋既不能損壞，也不能變形。為此氣缸蓋應具有足夠的強度和剛度。為了使氣缸蓋的溫度分布盡可能的均勻，避免進、排氣門座之間發(fā)生熱裂紋，應對氣缸蓋進行良好的冷卻。氣缸蓋材料采用灰鑄鐵鑄造。氣缸蓋是結構復雜的箱形零件。其上加工有進、排氣門座孔，氣門導管孔，噴油器安裝孔(柴油機)。在氣缸蓋內還鑄有水套、進排氣道和燃燒室或燃燒室的一部分。水冷發(fā)動機的氣缸蓋有整體式、分塊式和單體式3種結構形式。在本次設計中采用整體式汽缸蓋。整體式汽缸蓋結構緊湊，可縮短汽缸中心距。當汽缸直徑小于105時，一般都采用整體式汽缸蓋。 氣缸襯墊（1） 氣缸襯墊的功用、工作條件及要求 氣缸襯墊是機體頂面與氣缸蓋底面之間的密封件。其作用是保持氣缸密封不漏氣，由機體流向氣缸蓋的冷卻和機油不泄露。氣缸襯墊應該具有足夠的強度，并且要耐壓、耐熱和耐腐蝕。另外，還需要有一定的彈性。（2） 按所用材料的不同，氣缸襯墊可分為金屬—石棉襯墊、金屬—復合材料襯墊和全金屬襯墊等多種。在本次設計中采用金屬—復合材料襯墊，因為沒有石棉夾層，從而消除襯墊中氣囊的產生，也減少了工業(yè)污染，是當前的發(fā)展方向。全金屬襯墊強度高，抗腐蝕能力強，多用于強化程度較高的發(fā)動機上。，油底殼 油底殼的主要功用是儲存機油和封閉機體。油底殼用薄鋼板沖壓。油底殼內設有擋板，用以減輕汽車顛簸時油面的震蕩。此外，為了保證汽車傾斜時機油泵能正常吸油，通常將油底殼局部做得較深。油底殼底部設放油螺塞。放油螺塞帶磁性，可以吸引機油中的鐵屑。為保證油底殼用薄鋼板與機體之間的密封，油底殼的密封凸緣應具有一定得剛度曲柄連桿機構由活塞組、連桿組、和曲軸飛輪組的零件組成?；钊前l(fā)動機中工作條件最嚴酷的零件。作用在活塞上的有氣體力和往復慣性力?；钊斉c高溫燃氣直接接觸，使活塞頂?shù)臏囟群芨??；钊趥葔毫Φ淖饔孟卵貧飧妆诿娓咚倩瑒?，由于潤滑條件差，因此摩擦損失大，磨損嚴重?；钊牧希翰捎娩X合金活塞，用含硅12%左右的共晶硅合金制造外加鎳和銅，以提高熱穩(wěn)定性和高溫力學性能。在鋁合金中增加硅的含量，可以提高活塞的耐磨性?；钊梢暈橛身敳俊㈩^部和裙部等3部分構成。為了使內燃機整體結構緊湊、減小整機高度和質量，減小往復慣性力，活塞總高度H、特別是壓縮高度H1要盡可能縮小。根據(jù)內燃機學表111活塞的主要尺寸比例尺寸比例H1/D H/D H2/D h/D d/D柴油機 其中H2指活塞裙部高度、H活塞總高度、h火力岸高度、d活塞銷孔直徑選定：H1=46 H=85 H2=58 h=10 d=20 活塞環(huán)活塞環(huán)有氣環(huán)和油環(huán)之分氣環(huán)的主要功用是密封和傳熱。保證活塞與氣缸壁間的密封，防止氣缸內的可燃混合氣和高溫燃氣漏入曲軸箱，并將活塞頂部接受的熱傳給氣缸壁，避免活塞過熱。油環(huán)的主要功用是刮除飛濺到氣缸壁上的多余的機油，并在氣缸壁上涂布一層均勻的油膜?；钊h(huán)工作時受到氣缸中高溫、高壓燃氣的作用，并在潤滑不良的條件下在氣缸內高速滑動。由于氣缸壁面的形狀誤差，使活塞環(huán)在上下滑動的同時還在環(huán)槽內產生徑向移動。這不僅加重了環(huán)與環(huán)槽的磨損，還使活塞環(huán)受到交變彎曲應力的作用而容易折斷?；钊h(huán)材料及表面處理 根據(jù)活塞環(huán)的功用及工作條件，制造活塞環(huán)的材料應具有良好的耐磨性、導熱性、耐熱性、沖擊韌性、彈性和足夠的機械強度?；钊h(huán)材料為優(yōu)質灰鑄鐵，第一道活塞環(huán)外圓面進行鍍鉻處理。多孔性鉻層硬度高，并能儲存少量機油，可以改善潤滑減輕磨損。 ．氣環(huán) 氣環(huán)開口形狀： 開口形狀對漏氣量有一定影響。直開口工藝性好，但密封性差；階梯形開口密封性好，工藝性差；斜開口的密封性和工藝性介于前兩種開口之間，斜角一般為30176?；?5176。所以在此設計中選擇斜開口形狀。 氣環(huán)斷面形狀：如下圖，有矩形環(huán)、錐面環(huán)、扭曲環(huán)、梯形環(huán)、桶面環(huán)、開槽環(huán)、頂岸環(huán)。在這里，活塞第一道環(huán)選用梯形環(huán)。斷面為梯形。其主要優(yōu)點是抗粘結性好。當活塞頭部溫度很高時，竄入第一道環(huán)槽中的機油容易結焦并將氣環(huán)粘住。在側向力換向活塞左右擺動時，梯形環(huán)的側隙、徑向間隙都發(fā)生變化將環(huán)槽中的膠質擠出。第二道環(huán)采用扭曲環(huán)，由于扭曲環(huán)的上下側面與環(huán)槽的上下側面相接觸，從而防止了環(huán)在環(huán)槽內上下竄動，消除了泵油現(xiàn)象，減輕了環(huán)對環(huán)槽的沖擊而引起的磨損。在作功行程中，巨大的燃氣壓力作用于環(huán)的上側面和內圓面，足以克服環(huán)的彈性內力使環(huán)不再扭曲。油環(huán)油環(huán)類型：油環(huán)有槽孔式、槽孔撐簧式和鋼帶組合式3種類型。在本次設計中油環(huán)選用的是鋼帶組合式。其結構形式很多， 鋼帶組合油環(huán)由上、下刮片和軌形撐簧組合而成。撐簧不僅使刮片與氣缸壁貼緊，而且還使刮片與環(huán)槽側面貼緊。這種組合油環(huán)的優(yōu)點是接觸壓力大，既可增強刮油能力，又能防止上竄機油。另外，上下刮片能單獨動作，因此對氣缸失圓和活塞變形的適應能力強。 活塞銷 活塞銷用來連接活塞和連桿，并將活塞承受的力傳給連桿或相反。活塞銷在高溫條件下承受很大的周期性沖擊負荷，且由于活塞銷在銷孔內擺動角度不大，難以形成潤滑油膜，因此潤滑條件較差。為此活塞銷必須有足夠的剛度、強度和耐磨性，質量盡可能小，銷與銷孔應該有適當?shù)呐浜祥g隙和良好的表面質量。 活塞銷材料及結構 活塞銷的材料為低碳鋼。外表面滲碳淬硬，再經(jīng)精磨和拋光等精加工。這樣既提高了表面硬度和耐磨性，又保證有較高的強度和沖擊韌性。 活塞銷的結構形狀很簡單，基本上是一個厚壁空心圓柱。其內孔形狀有圓柱形、兩段截錐形和組合形。圓柱形孔加工容易，但活塞銷的質量較大；兩段截錐形孔的活塞銷質量較小，且因為活塞銷所受的彎矩在其中部最大，所以接近于等強度梁，但錐孔加工較難。在這里 我們選用組合型活塞銷。連桿組包括連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸承等零件。習慣上常常把連桿體、連桿蓋和連桿螺栓合起來稱作連桿，有時也稱連桿體為連桿。連桿組的功用及工作條件： 連桿組的功用是將活塞承受的力傳給曲軸，并將活塞的往復運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動。連桿小頭與活塞銷連接，同活塞一起作往復運動；連桿大頭與曲柄銷連接，同曲軸一起作旋轉運動，因此在發(fā)動機工作時連桿作復雜的平面運動。連桿組主要受壓縮、拉伸和彎曲等交變負荷。最大壓縮載荷出現(xiàn)在作功行程上止點附近，最大拉伸載荷出現(xiàn)在進氣行程上止點附近。在壓縮載荷和連桿組作平面運動時產生的橫向慣性力的共同作用下，連桿體可能發(fā)生彎曲變形。 連桿組材料： 強度優(yōu)質結構鋼45模鍛，并采用提高強度的工藝措施，如毛坯經(jīng)調質，噴丸強化。連桿尺寸：連桿長度l=172mm，小頭半徑R1=，大頭半徑R2=，連桿螺栓2xM12連桿構造 ：連桿由小頭、桿身和大頭構成。桿身斷面為工字形，剛度大、質量輕、適于模鍛。桿身內加工有油道，用來潤滑小頭襯套和冷卻活塞，在小頭的頂部加工出噴油孔。連桿大頭除應具有足夠的剛度外，還應外形尺寸小，質量輕，拆卸發(fā)動機時能從氣缸上端取出。連桿大頭是剖分的，連桿蓋用螺栓或螺柱緊固，為使結合面在任何轉速下都能緊密結合，連桿螺栓的擰緊力矩必須足夠大。在本次設計中，采用的是平切口連桿。平切口連桿體大端的剛度較大，因此大頭孔受力變形較小，而且平切口連桿制造費用較低。連連桿蓋裝合到連桿體上時須嚴格定位，以防止連桿蓋橫向位移。平切口連桿利用連桿螺栓上一段精密加工的圓柱面與精密加工的螺栓孔來實現(xiàn)連桿蓋的定位。斜切口連桿的連桿螺栓由于承受較大的剪切力而容易發(fā)生疲勞破壞。連桿螺栓： 工作時連桿螺栓承受交變載荷，因此在結構上應盡量增大連桿螺栓的彈性，而在加工方面要精細加工過渡圓角，消除應力集中，以提高其抗疲勞強度。連桿螺栓用優(yōu)質合金鋼制造。經(jīng)調質后滾壓螺紋，表面進行防銹處理。 曲軸（1）．曲軸的功用及工作條件 曲軸的功用是把活塞、連桿傳來的氣體力轉變?yōu)檗D矩，用以驅動汽車的傳動系統(tǒng)和發(fā)動機的配氣機構以及其他輔助裝置。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，承受彎曲和扭轉交變載荷。因此，曲軸應有足夠的抗彎曲、抗扭轉的疲勞強度和剛度；軸頸應有足夠大的承壓表面和耐磨性；曲軸的質量應盡量??；對各軸頸的潤滑應該充分。 （2）．曲軸材料 采用球墨鑄鐵曲軸。球墨鑄鐵價格便宜，耐磨性能好，軸頸不需硬化處理，同時金屬消耗量少，機械加工量也少。為提高曲軸的疲勞強度，消除應力集中，軸頸表面應進行噴丸處理，圓角處要經(jīng)滾壓處理。 (3)．曲軸構造 本設計采用全支撐、整體式曲軸。全支承的優(yōu)點是提高曲軸的剛度和彎曲強度，并可減輕主軸承的載荷。對于四沖程發(fā)動機來說，每四個活塞行程作功一次，即只有作功行程作功，而排氣、進氣和壓縮三個行程都要消耗功。因此，曲軸對外輸出的轉矩呈周期性變化，曲軸轉速也不穩(wěn)定。為了改善這種狀況，在曲軸后端裝置飛輪。 飛輪是轉動慣量很大的盤形零件，其作用如同一個能量存儲器。在作功行程中發(fā)動機傳輸給曲軸的能量，除對外輸出外，還有部分能量被飛輪吸收，從而使曲軸的轉速不會升高很多。在排氣、進氣和壓縮三個行程中，飛輪將其儲存的能量放出來補償這三個行程所消耗的功，從而使曲軸轉速不致降低太甚。 除此之外，飛輪還有下列功用：飛輪是摩擦式離合器的主動件；在飛輪輪緣上鑲嵌有供起動發(fā)動機用的飛輪齒圈；在飛輪上還刻有上止點記號，用來校準點火定時或噴油定時以及調整氣門間隙。飛輪結構形狀的特征是其大部分質量集中在輪緣上，所以輪緣做的又寬又厚，以便在較小的飛輪質量下獲得較大的轉動慣量。飛輪材料為灰鑄鐵。飛輪尺寸：根據(jù)柴油機設計手冊， 取飛輪外徑D = 310；飛輪內徑D1=260mm； 飛輪厚度b =62 mm 。氣門式配氣機構由氣門組和氣門傳動組兩部分組成（1）.氣門的工作條件氣門的工作條件非常惡劣。首先，氣門直接與高溫燃氣接觸，受熱嚴重，而散熱困難，因此氣