【正文】 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 。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。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。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。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。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。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。在壓縮載荷和連桿組作平面運動時產(chǎn)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。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。外表面滲碳淬硬，再經(jīng)精磨和拋光等精加工。 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。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。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。斷面為梯形?；?5176?；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?；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。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?；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。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。油底殼內設有擋板，用以減輕汽車顛簸時油面的震蕩。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(chǎn)生，也減少了工業(yè)污染，是當前的發(fā)展方向。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。在本次設計中采用整體式汽缸蓋。氣缸蓋是結構復雜的箱形零件。為了保證氣缸的良好密封，氣缸蓋既不能損壞，也不能變形。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。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。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。主要尺寸將在活塞一節(jié)中。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。 (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。這種泵結構簡單，機加工方便，工作可靠，壽命長。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。油泵選擇一只兩缸的整體泵。燃油系由油箱、柴油濾清器、輸油泵、輸油管、噴油泵、高壓油管、噴油器、回油管等組成。在曲軸齒輪和凸輪軸齒輪間安裝正時齒輪。本機選用4CrSi2Mo，這種材料具有高熱強度和耐腐蝕性，Mo能使氣門耐磨性、熱穩(wěn)定性和高溫強度得到加強。排氣門：排氣門的工作條件比較惡劣。本機仿照原機采用平頂氣門。布置時，將進，排氣道布置于發(fā)動機的兩側。故本機采用具有最大截面系數(shù)的I型橫截面結構。但也有不能承受過大彎矩，剛度較差的缺點。機體加強筋設計：按力的傳遞要求，在直列龍門式機體的橫截面主軸承座處、螺栓搭子上布置橫筋和豎筋。機體內水道的布置：設計時水道布置于機體的上部，使氣缸套上部先進行冷卻，而下部可以利用溫差產(chǎn)生對流來進行冷卻。材料：機體材料有鑄鐵、鑄鋁和鋼板與鋼焊接三種。這種機體把缸體與曲軸箱合成一體，外形尺寸較?。ㄅc隧道式相比），重量輕，剖分面少，加工方便，加工時數(shù)較少。缸套的軸向定位采用定位凸肩，設在機體上部，這種定位加工簡單，拆裝方便。本機選用價格低廉，制造方便的高磷鑄鐵作為材料，~%.。2）、采用濕式氣缸套，機體內部水套的鑄造與清砂方便。~。本機為H=105mm,H/D=氣缸蓋底面厚度：根據(jù)《柴油機設計手冊》中推薦公式：計算，本機為：11．17氣缸蓋中亦有水道連通機體冷卻水套，并與水箱相通。氣缸蓋內部也有冷卻水套，其端面上的冷卻水孔與氣缸體的冷卻水孔相通以便得用循環(huán)水來冷卻燃燒室等高溫部分。噴油泵在進氣道一側，凸輪軸布置在排氣道一側，維修較方便。要分析進、排氣道同側或異側的優(yōu)缺點。、結構選擇本機采用一缸結構，噴油器采用斜裝方案，由于是二氣門結構，噴油器偏離氣缸中心線。所以通常要求作發(fā)電用的柴油機有較多的缸數(shù)。引用得 (2－3) 飛輪矩： (2－4) 發(fā)電用時：。公式： (2－1) M：發(fā)動機的輸出扭矩 發(fā)動機的阻力矩 發(fā)動機的轉動發(fā)慣量 (2－2)；：盈虧功系數(shù)。另外，球墨鑄鐵曲軸中的球狀石墨對減磨性能有一定好處，所以球墨鑄鐵的曲軸的耐磨性能要比鍛鋼曲軸好。并且原機器6110也是使用的整體式曲軸，考慮通用性和繼承性，以及加工能力的原則，在本設計中選擇整體式全支承曲軸。連桿軸瓦的背面有很高的光潔度。軸瓦分上、下兩個半片。安裝連桿蓋擰緊連桿螺栓螺母時，要用扭力板手分2～3次交替均勻地擰緊到規(guī)定的扭矩，擰緊后為了防止連桿螺栓松動,還應可靠的鎖緊。這種定位方式定位可靠，貼面緊密，抗剪切能力強尺寸緊湊。 校核小頭軸承的比壓： 《柴油機設計手冊》中給出，q 許用值為630bar,可見是在安全范圍之內的。小頭的結構尺寸：小頭主要尺寸為連桿襯套內徑d和小頭寬度。連桿長度：，這樣可以使柴油機的機體高度降低，凈質量減少，而且連桿長度減小后，其材料也相應減少，從而成本降低。盡量縮短長度，以降低發(fā)動機的總體尺寸和總重量。在內燃機運轉過程中，連桿小頭中心與活塞一起作往復運動，承受活塞組產(chǎn)生的往復慣性力；大頭中心與曲軸的連桿軸頸一起作往復運動，承受活塞連桿組往復慣性力和不包括連桿大頭蓋在內的連桿組旋轉質量慣性力；桿身作復合平面運動，以及壓縮載荷和本身擺動慣性力矩所產(chǎn)生的附加彎曲應力。 尺寸：外徑：d=(~)D, 取值：d=41mm.內徑：d0=(~)d， 取值：d0=20mm長度：l=(~)D, 取值： l=96mm.軸向定位：本機采用大多數(shù)柴油機所用的浮式活塞銷，工作時在銷座中有相對滑動。為了能夠避免活塞裙部與曲軸平衡塊或機體的主軸承座圈相碰，將裙部下端銑去兩塊，半徑為112mm，這樣，既能避免干涉，又使活塞重量減輕，并不影響活塞的導向長度。環(huán)槽磨損對活塞的使用性能有很大影響，為了延長活塞使用壽命，要特別注意提高第一道環(huán)的耐磨性。《柴油機設計手冊》介紹，對于小型高速柴油機/D為（）。取值：H=。2） 轉速n。根據(jù)《柴油機設計手冊》，中速機氣環(huán)34道，油環(huán)12道，取氣環(huán)2道，油環(huán)一道。3）機油濾清器：使循環(huán)流動的機油在送往運動零件表面之前得到凈化處理。減震緩沖作用：在運動零件表面形成油膜，起減震緩沖作用。清洗作用：機油在潤滑系內不斷循環(huán)，清洗摩擦表面，帶走磨屑和其它異物；冷卻作用：機油在潤滑系內循環(huán)還可帶走摩擦產(chǎn)生的熱量，起冷卻作用；像負荷輕（如氣缸），滑動速度低（如活塞銷），或潤滑條件有利（如凸輪和挺柱）也用飛濺潤滑。1）壓力潤滑：將具有一定壓力的潤滑油源源不斷地送往摩擦表面。由于有風扇的強力抽吸，空氣流由前向后高速通過散熱器。目前采用的水冷系大都是強制循環(huán)式水冷系，利用水泵強制水在冷卻系中進行循環(huán)流動。節(jié)溫器裝在冷卻水循環(huán)的通路中（一般裝在氣缸蓋的出水口），根據(jù)發(fā)動機負荷大小和水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線，以達到調節(jié)冷卻系的冷卻強度。3）水泵：對冷卻水加壓，加速冷卻水的循環(huán)流動，保證冷卻可靠。（2）水冷卻系統(tǒng)的主要部件：由散熱器、風扇、水泵、冷卻水套和節(jié)溫器等組成。a) 高壓油路主要包括噴油泵、調壓閥、共軌管、流量限制器、限壓閥和電控噴油器等。（2）燃油供給系統(tǒng)包括油箱，輸油泵，柴油濾清器，噴油泵，噴油器等。30176。排氣提前角 一般γ=40176。b)進氣門晚關：延長了進氣時間，在大氣壓和氣體慣性力的作用下，增加進氣量。（2）為滿足實際要求，常需要使進氣門早開、晚關，排氣門早開、晚關。(4)搖臂 搖臂實際上是一個雙臂杠桿，將推桿傳來的力改變方向，作用到氣門桿端打開氣門。挺柱常用鎳鉻合金鑄鐵或冷激合金鑄鐵制造，其磨擦表面應經(jīng)熱處理后研磨。3）凸輪軸的尺寸 凸輪軸直徑de：凸輪軸的斷面尺寸取決于軸的剛度和裝拆條件。其缺點是配氣機構質量較差。2）凸輪軸的布置形式a) 凸輪軸布置形式分為下置，中置，上置三種。氣門彈簧多為圓柱形螺旋彈簧，它的一端支承在氣缸蓋上，另一端壓靠在氣門桿尾端的彈簧座上，彈簧座用鎖片固定在氣門桿的尾端。在設計中選用平頂式。設計取r=450。為了改善換氣，在可能的條件下，應盡量加大氣門的直徑，特別是進氣門的直徑。頭部的工作溫度很高，尤其是排氣門的溫度，還要承受氣體壓力，氣門彈簧力以及傳動組零件慣性力的作用，其冷卻和潤滑條件較差。特點是進氣阻力小，燃燒室結構緊湊，氣流擾動大，能達到較高的壓縮力。3．6 配氣機構配氣系統(tǒng)由氣門組和傳動組零件組成。因此必須在潤滑系中設有機油濾清器，使循環(huán)流動的機油在送往運動零件表面之前得到凈化處理。因此，柴油機要滿足使用要求，就必須安裝調速器。調速器調速器是一種自動調節(jié)裝置，它是根據(jù)柴油機負荷的變化，自動增減噴油泵的供油量，從而保證柴油機的轉速穩(wěn)定在很小的范圍內變化。這種布置不需要油封結構，軸承潤滑較好，可以減少磨損。這種供油量隨轉速變化的關系稱為噴油泵的速度特性。 （3）噴油機構包括柱塞套，柱塞，柱塞彈簧，出油閥，出油閥座等組成。噴油泵（1）噴油泵是柴油供給系中最重要的另件，它的作用是按照柴油機的運行工況和氣缸的工作順序，按照一定的規(guī)律，適時的，定量的向噴油器輸送高壓燃油。目前采用的噴油器都是閉式噴油器，有孔式和軸針式兩種。飛輪是高速旋轉的零件，平衡性能要好，因此，飛輪與曲軸在制造時一起進行過動平衡實驗，在拆裝時為了不破壞它們之間的平衡關系，飛輪與曲軸之間應有嚴格不變的相對位置。b）為了防止曲軸的前后端沿著軸向漏油，曲軸應該有油封裝置。7）曲軸的軸向定位為了限制曲軸工作時前后竄動量，保證曲柄連桿機構的正確位置，需要軸向定位。這樣可以增加重量來達到平衡。設計平衡塊時應該盡量不增加曲軸的尺寸，但又要盡量增加重量。潤滑油經(jīng)主軸頸上的斜油道流向曲柄銷孔，以潤滑連桿軸瓦和曲柄銷。在曲軸后端還有安裝飛輪的凸緣。設計曲柄的形狀采用橢圓形，其中心偏離主軸頸中心28 mm，長軸為 80 mm，短軸 60 mm，如下圖所示。 增加曲柄臂厚度h，可使過渡圓角處的壓力流線分布更加的均勻，即可以提高它的強度和抗彎能力。如果Lp過長，則流過軸承的機油流量減少，冷卻差，軸承溫度升高，使?jié)櫥扯认陆?，軸承的承載能力反而降低。設計中，由于缸徑較大，曲柄銷直徑也較大，使不平衡的離心力也較大，為減小這種離心力，設計時曲柄銷做成空心的，同時還可以減少曲軸的質量，改善圓角應力的分布，提高曲軸強度。如果采用較大的 Dp。d）主軸頸過渡圓角R： 根據(jù)《柴油機設計手冊》，主軸頸圓角R約為D左右，取R = 。但是主軸頸過粗，會因軸承圓周速度過大，使摩擦損失增加，軸承溫度升高。1）主軸頸a）主軸頸：主軸頸是曲軸的支承部分，通過主軸承支承在曲軸箱的主軸承座中。在設計中選用球墨鑄鐵。它承受周期性變化的氣體壓力、往復慣性力、離心力以及由它產(chǎn)生的彎曲和扭轉載荷的作用。上曲軸箱與氣缸體鑄成一體，下曲軸箱用來貯存潤滑油，并封閉上曲軸箱，故又稱為油底殼。螺栓數(shù)目要足夠，以保證壓緊均勻，減小局部變形，密封可靠。在“鼻梁區(qū)”（氣門座孔和噴油器孔之間的區(qū)域），由于熱疲勞，最容易產(chǎn)生熱裂紋，應該首先保證有足夠的冷卻，設計中在鼻梁區(qū)鉆水孔以加強冷卻。在設計中選用“型”燃燒室，一個缸用一個蓋，即單體氣缸蓋，一缸一個進氣門一個排氣門。（2）在氣缸蓋內一般有近排氣道，氣門導管孔，冷卻水腔，潤滑油孔道，起動閥，安全閥等裝置，并裝有配氣機構和噴油器等零部件。