【正文】 由噴咀噴出的清潔潤滑油，最后流回油底殼內(nèi)。它具有工作可靠、結構簡單、制造方便、能產(chǎn)生較高的壓力等優(yōu)點。 潤滑油泵經(jīng)過吸油濾網(wǎng)從油底殼吸入潤滑油，壓出的油，通過潤滑油濾清 潤滑系統(tǒng)示意圖凸輪軸軸承曲軸主軸承12 3 456781油壓表；2機油冷卻器；3 機油粗濾器；4機油精濾器；5調(diào)壓閥；6機油泵；7 油底殼；8旁通閥 本科生畢業(yè)設計（論文） 37 器和潤滑油冷卻器后進入機體主油道，再經(jīng)主油道分配到各主軸承及連桿軸承。同時采用壓力潤滑和飛濺潤滑兩種方式，分別實現(xiàn)柴油機各摩擦表面，以及壓力油可以到達的部位都采用壓力潤滑。 （ 2） 壓力潤滑。 潤滑方式： （ 1） 飛濺潤滑。 （ 4） 密封作用。 （ 2） 冷卻作用。 要保證柴油機正常運轉，必須設法盡量減少零件表面的摩擦。當兩零件相對運動時，表面上微觀凸起處產(chǎn)生相互擠壓而被擦落，阻礙著兩物體相對運動，出現(xiàn)摩擦現(xiàn)象。 本科生畢業(yè)設計（論文） 35 當柴油機工作負荷增加時，轉速勢必降低，飛鐵的離心力隨著減少，作用于滑管的彈簧力超過了飛鐵的離心力，迫使滑管向下移動， 拉動了噴油泵的調(diào)節(jié)齒桿，使供油量增大，曲軸轉速因之停止降低。 自噴油泵壓出的高壓燃油，經(jīng)過高壓油管進入噴油器，再經(jīng)過油道和針閥體上的三個油孔進入壓力室，當燃油壓力超過規(guī)定時，壓力油迫使針閥升起，燃油通過軸針周圍環(huán)形空間噴出，成為空心圓錐狀的油霧。 噴油泵裝在機體上，用墊片來調(diào)節(jié)它的誒之的高低，增減墊片可以使各噴油泵的開始供油時間調(diào)節(jié)到一致。當柱塞螺旋槽將套筒回油孔開啟時，燃油即油柱塞頂部直槽流向被螺旋槽開放的回油孔，于是高壓解除，供油停止。出油閥座緊壓在油泵套筒的頂面上，閥座和套筒的貼合平面經(jīng)過精密研磨，可以在燃油的高壓下仍能保持緊 本科生畢業(yè)設計（論文） 34 密不漏，出油閥在出油閥彈簧的作用下與閥座密合。由直槽和螺旋槽與頂部溝通。 一、噴油泵 4110 型內(nèi)燃機采用轉子分配泵，噴油泵為單體式，安裝在柴油機右側操作的已滿。直接噴射燃料室又可分為統(tǒng)一式、半分開式、球形油膜式及復合式等型式。 燃燒室的作用是合理地組織燃燒室內(nèi)氣流運動，促進燃料與空氣更完善的混合，并迅速地分布到整個燃燒室的每一角落，保證燃燒過程更加完善。濾清底側有放油螺塞，旋下螺塞，可以放出沉淀污物和積水。如圖 所示。 慣性油浴式空氣濾清器油槽內(nèi)的潤滑油量，應保持在規(guī)定的油平面刻線處。 排氣管的排氣溫度很高，必須能夠承受高溫作用。 四、進排氣系統(tǒng) 進排氣系統(tǒng)包括進氣管、排氣管、空氣濾清器和消聲器。如圖 所示 為保證柴油機各系統(tǒng)工作協(xié)調(diào)，有些輔助系統(tǒng)旋轉速度和與曲軸相對位置要求保持嚴格的關系。這樣可借助推桿較小的移動而得到必要的氣門移動距離。它的作用是改變推桿 的運動方向，驅(qū)動氣門啟閉。如圖 所示。軸套用鍵連接在滾輪軸上，轉動滾輪軸就可以改變了搖臂和凸輪間的相對位置，從而改變了凸輪考試推動搖臂的時間，噴油泵供油時間也就得到調(diào)節(jié)。 凸輪軸有鑄鐵 軸承，前端軸承有凸緣，用以承受軸向力，凸輪軸承必須按記號成對裝配。因此，對凸輪軸的要求是凸輪表面具有較高 氣門彈簧鎖緊裝置211卡塊；2彈簧座 本科生畢業(yè)設計（論文） 29 的耐磨性，凸輪軸要有足夠的韌性和剛度，能承受沖擊載荷，受力后變形較小。 凸輪軸是由若干個氣門與排氣凸輪和支承軸頸所構成，通常做成一個整體軸。彈簧座中間有一倒錐孔。兩個彈簧制成不同旋向，以防止一根彈簧斷裂后掉入另一彈簧圈內(nèi)卡住。另外還要求彈簧具有較高的疲勞強度。 氣門導管一般采用鑄鐵或鐵基粉末冶金制成。裝在氣缸蓋內(nèi)。氣門冷間隙：進氣門為 ，排氣門 。排氣門錐角選擇 45176。如圖 所示。由于進排氣工作條件不同，故采用不同材料做 0 氣門1桿部 ；2頭 部12 本科生畢業(yè)設計（論文） 27 成。因此，對氣門提出以下要求： （ 1） 具有足夠的熱強度，在高溫下能夠承受很大的沖擊負荷作用。 一、氣門組件 氣門組件包括氣門、氣門導管、氣門彈簧和彈簧座及其鎖緊裝置等零件。并要求結構簡單，工作可靠，調(diào)整維修方便。 氣門 式配氣機構109876123451氣門 ；2氣 門導管；3氣 門彈簧；4氣 門鎖夾；5彈 簧座；6搖臂 ；7搖 臂軸支座；8 推桿 ；9挺 柱；1 0凸輪 軸 本科生畢業(yè)設計（論文） 26 柴油機工作時，每一工作循環(huán)中，進氣和排氣過程所占時間極為短暫。 為防止工作時曲軸產(chǎn)生軸向竄動，曲軸上均設有止推面，裝置在機 體的止推軸承內(nèi)，使兩者之間保持一定的配合間隙。曲軸斷裂裂縫大多數(shù)都出現(xiàn)在這個部位。 潤滑油一般是由機體上的油道主軸承處，然后再通過曲軸內(nèi)部的油道送到連桿軸頸上去。 4110型柴油機采用整體式。它的缺點是加工困難。 曲軸結構型式可分為整體式與組合式兩大類。當柴油機運轉到三個輔助沖程時，飛輪便放出所“儲存”的能量，使曲軸仍然保持原有轉速，使柴油機運轉保持較好的均勻性。綜述， 4110 型柴油機采用的是整體式曲軸且是全支撐結構，其中曲柄銷的直徑和長度分別為 mmdcp 66?和 mmlcp 45?，主軸頸的直徑和長度分別為 mmdcj 77?和 mmlcj 50?，曲柄臂厚度和寬度分別為mmhcw 30? 和 mmbcw 120? ，曲柄圓角 R=2mm 。曲柄銷直徑與連桿軸承比壓、曲軸強度、剛度、連桿尺寸、 曲 軸的組成12346751自由 端；2曲柄； 3連桿軸 頸；4主 軸頸；5功率 輸出端；6曲拐； 7平衡塊 本科生畢業(yè)設計（論文） 24 曲軸旋轉質(zhì)量、曲軸扭振頻率有關。 曲軸功率輸出端（又稱飛輪端）是指曲軸最后一個曲拐以外的部分，用來安裝飛輪，并作為與被驅(qū)動機械連接用。根據(jù)柴油機 數(shù)目和排列方式不同，若干個曲拐按照一定的方位排列構成完整的曲軸。同時曲軸軸頸與軸承間產(chǎn)生摩擦而造成嚴重的磨損。經(jīng)常承受著交變負荷作用，很容易引起疲勞破壞而斷裂，因此連桿螺栓一般都采用韌性較高的優(yōu)質(zhì)合金鋼或優(yōu)質(zhì)碳素鋼制成。 連桿大頭的兩部分用連桿螺栓連接在一起。 — 60176。 連桿大頭一般都做成分開型式。 當連桿小頭銅套采用強制潤滑時，一般在桿身工字截面內(nèi)鉆有油孔。 連桿桿身是大頭與小頭之間的連接部分。連桿小頭直徑 40mm 。它的作用是通過活塞銷與活塞組相連，將作用于活塞上的氣體壓力和往復慣性力傳遞給連桿。 因此，要求連桿應具備做夠的強度和剛度。 兩端4 5 176。外圓有很高的精度和光潔度，不允許有鉆孔、開槽或出現(xiàn)梢紋、缺口現(xiàn)象，內(nèi)控做成圓柱形、圓錐形或圓柱與圓錐組合形。在取出和裝入活塞時，要現(xiàn)將活塞放在水中加熱到 90— 120℃，然后用木錘輕輕敲進或敲出 ；不可強行敲打或硬壓。 本科生畢業(yè)設計（論文） 20 活塞銷承受著復雜的力的作用，這些力的大學大小和方向都在不斷地改變著。油環(huán)的外表面有環(huán)形槽，槽底有穿 通的開口，用來引出積聚在槽內(nèi)的潤滑油。高溫使環(huán)的彈性和疲勞強度大大削弱。油環(huán)的功用是將氣缸壁上過多的潤滑油刮下，防止機油竄入燃燒室。從活塞高度方向來看，活塞頂部受到熱負荷和氣體壓力作用大，變形也大，而裙部變形小；從活塞銷座處來看，沿活塞銷軸向的變形要比銷軸垂直方向大得多。為使活塞裙部承受側壓力的兩側承壓均勻，并使裙部與缸壁間保持最小而又安全的間隙，要求活塞在工作時必須具有正確的圓柱形。此外還借助于飛濺到活塞內(nèi)腔的機油帶走一部分熱量。 鋁合金的特點是：比重小，僅為鑄鐵的三分之一；導熱性好，導熱系數(shù)比鑄鐵高 1— 2 倍 ；加工工藝性好；耐磨性好。 4）活塞組沿氣缸內(nèi)壁高速往復運動，有承受連桿擺動運動時的側壓力作用，引起嚴重的磨損，要求活塞組各零件具有良好的耐磨性。 本科生畢業(yè)設計（論文） 17 3） 密封氣缸，防止燃氣漏入曲軸箱內(nèi)，并阻止過多的機油竄入氣缸內(nèi)。 曲柄連桿機構設計 曲柄連桿機構是由活塞組、連桿組、曲軸和飛 輪等部件所組成。 四、油底殼 油底殼的作用封閉曲軸箱，防止贓物進入柴油機機體內(nèi)。 4110 型柴油機采用單缸式。 三、氣缸蓋 氣缸蓋壓在氣缸套上凸緣平面上，用氣缸蓋螺栓緊固在氣缸體上。氣缸套 的上端有一凸緣作為氣缸套安裝定位用，安裝時凸緣下端面與機體缸套座孔上端面應緊密貼合，上端面則與氣缸蓋下平面緊密貼合，在兩貼合面中間加有墊片，以密封氣缸工作容積及冷卻水腔，如圖 所示。 二、 氣缸套 氣缸套的主要功用： （ 1） 與活塞、氣缸蓋構成氣體壓縮、燃燒和膨脹的工作空間； （ 2） 作為活塞往復運動的導向面； （ 3） 向周圍冷卻介質(zhì)傳遞一部分熱量，以保證活塞組件和氣缸套本身在高溫、高壓環(huán)境中正常的工作。 為保證主軸承座孔在工作時具有一定的幾何精度，除要求主軸承座與蓋具有足夠的剛度外，還必須保持兩者之間可靠地連接。而 4110 型柴油機采用龍門式，龍門式的曲軸箱的主軸承座為一整體結構，與曲軸箱橫隔板連成一體 。 氣缸體的頂部裝有氣缸蓋螺栓，用作固定汽缸蓋。 4110 型柴油機采用水冷式柴油機氣缸體， 如圖 所示。機體前端的箱體內(nèi)安裝傳動齒輪和潤滑油泵；后端則為動力輸出端。 本科生畢業(yè)設計（論文） 13 第三章 4110 型柴油機的結構設計 機體組件設計 機體組件包括機體（氣缸體 曲軸箱）、氣缸套、氣缸蓋、油底殼等零件，是柴油機的固定部分。 4176。177。； 潤滑壓力： ～ 3 2cmkg ； 柴油機總重量： 815kg ； 外形尺寸（長 X寬 X高）： 1296 X 774 X 1102mm ； 配氣定時：進氣門 開：上止點前 20176。 （ 4）減少功率損失，提高機械效率 ①零部件間隙選擇要合適；②零部件的材料選擇要正確，在保證強度、剛度、硬度的條件下，還要保證其磨合性能最佳；③附件的選擇要合適，比如：風扇直徑、機油泵的大小等；④潤滑油選擇要恰當。柴油平均每馬 力小時的耗油量為 160 hpsg ? ，機油平均耗油量則為4～ 5 hpsg ? 。增大扭矩或增加轉速可提高功率，從而提高動力性能。在滿足鑄造要求的條件下，基本壁面要盡可能薄，減輕氣缸體的 重量，但局部要加厚，特別是在氣缸體的上下平面和前后壁面要加厚。柴油機的后面設置機油冷卻器，起動電機，機油濾清器以及進、排氣管道。油底殼內(nèi)的機油經(jīng)機油泵壓出，經(jīng)單向閥、調(diào)壓閥、機油冷卻器和機油濾清器，經(jīng)主油道，然后通過機體內(nèi)的油路，分別送往各摩擦表面，構成本柴油機機的潤滑系統(tǒng)。隨著凸輪行程的變化，通過挺柱推動推桿上下移動，又由推桿推動氣門搖臂控制著進、排氣門的開啟與關閉。 每個氣缸套上端裝有一個單體式氣缸蓋，將氣缸套頂端密封，構成柴油機工作容積。 本科生畢業(yè)設計（論文） 10 第二章 4110 型柴油機的總體設計 一、 4110 型柴油機總體布置 4110 型柴油機的機體為整體鑄件結構，上端為氣缸體部分，有四 個氣缸套座孔，呈直列式，座孔內(nèi)裝有濕式氣缸套。在曲軸轉過 180176。 720176。 表 4110 型柴油機各缸沖程交替順序表 曲軸轉角 曲軸位置 各缸工作過程 0176。 若多缸柴油機有 i 個氣缸，則間隔角度應為： i ??720? 則四缸柴油機為： ?? ?? 1804720? 多缸柴油各缸發(fā)火順序，可用氣缸編號中間以短橫線連接起來表示。 四沖程柴油機，曲軸轉動兩周（即 720176。 多缸柴油機具有兩個或兩個以上氣缸，各缸的活塞連桿機構，都連接在同一根曲軸上。 2） 壓縮過程 — 將吸入氣缸內(nèi)的空氣進行壓縮，使其溫度升高。 活塞連續(xù)運行四個沖程（即曲軸旋轉兩周）的過程中，完成一個工作循環(huán)（進氣 — 壓縮 — 燃燒膨脹 — 排氣 ）的柴油機，叫做四沖程柴油機。 而 4110 型柴油機的壓縮比，ε =17。 本科生畢業(yè)設計（論文） 6 同時壓縮比也表明了燃氣膨脹時體積變化倍數(shù)。當活塞位于上止點位置時，活塞頂上面的空間叫燃燒室。），活塞邊移動一個沖程。此時活塞與曲軸主軸中心距離最上止點下止點行程 曲柄 連桿機構原理圖12341活塞；2氣缸 體；3連桿；4曲軸 本科生畢業(yè)設計（論文） 5 近。因此，活塞移動位置與曲軸轉動位置是相對立的。連桿為兩端帶有孔的一直桿，一端與活塞相連；另一端與連桿軸相連。 活塞只能沿氣缸直線往復運動。如： 提高 4110 型柴 油機的額定轉速可提高其動力性能，將額定轉速提高到 2020r/min，在增加額定轉速的同時，活塞、連桿往復運動也隨之增快，導致曲軸發(fā)生很大的扭轉變形。 本次畢業(yè)設計的內(nèi)容是“ 4110 型柴油機總體設計”。 柴油機也有著其自身的劣勢，如：由于最高燃燒壓力高，結構比較笨重，轉速低，加速較慢；燃燒比比