【正文】 mass of [piston piston rings piston pin connecting rod section A Fig 2 ] For measuring pistonassembly inertial force the mass of connecting rod section A 87 g is added to pistonassembly mass as it is always in translational motion 22 Forces Acting on the Connecting Rod According to Fig 1 and the full bridge straingage circuit fitted at a distance of 790 mm from the bigend bearing center Fig 2 the ponent of forces in the axial direction at the point where strain gages are fitted is given by 2 FSTG is the force acting along the connecting rod principal axis measured by the strain gauge circuit FC is the inertial force of connecting rod section B _Fig 2_ 。 12 月＝ 173 萬件月 日生產(chǎn)量兩班制＝月生產(chǎn)量247。 102＝ 208 萬件年 月生產(chǎn)量＝年生產(chǎn)量247。 4179。 1α 179。 4＝ 20 萬件 計(jì)算年生產(chǎn)綱領(lǐng)需用下式 N＝ N179。米 最大扭矩轉(zhuǎn)速 1200 轉(zhuǎn)分 12 小時(shí)功率時(shí)的平均有效壓力 7 千克平方厘米 12 小時(shí)功率時(shí)的燃油消耗率 ≤ 185 克馬力小時(shí) 壓縮比 161 噴油順序 1342 重量 360 千克 32 柴油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)作用 3 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作條件 34 連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿組通常由連桿體連桿大頭蓋連桿螺栓及螺母連桿大頭軸瓦等零件組成如圖 3 所示 連桿組在工作中要把活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并作用在活塞組上的力傳給曲軸所以它要承受氣體壓力活塞組往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性力連桿組自身擺動(dòng)產(chǎn)生的慣性力連干大頭旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生慣性力以及連桿螺栓擰緊連桿大頭蓋時(shí)的預(yù)緊力等所以連桿組是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)中受力狀況最為復(fù)雜的一個(gè)組件此外連桿小頭襯套與活塞銷連桿軸瓦與 曲柄銷所構(gòu)成的兩對(duì)軸承摩擦副也是在極為嚴(yán)酷的條件下工作的 由于連桿組受力情況復(fù)雜所以要求它們具有足夠的強(qiáng)度和剛度否則將會(huì)造成嚴(yán)重的后果 技術(shù)要求 技術(shù)要求如下 1為使連桿大小頭運(yùn)動(dòng)副之間配合良好大頭孔尺寸公差取為 IT5表面粗糙度Ra 不大于 04μ m 小頭孔尺寸取為 IT6 表面粗糙度 Ra 不大于 16μ m 同時(shí)對(duì)他們的圓柱度亦相應(yīng)地規(guī)定了嚴(yán)格地要求 2 大小頭孔的中心距影響到氣缸的壓縮比進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的效率因此兩孔中心尺寸公差等級(jí)應(yīng)不低于 IT8 大小頭孔中心線在兩個(gè)相垂直的方向上的平行度誤差會(huì)使活塞在氣缸中傾斜致缸壁磨 損不均縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命同時(shí)也使曲軸的連桿軸頸磨損加劇一般規(guī)定兩孔軸線在連桿軸線平面內(nèi)的平行度公差不低于 7 級(jí)在垂直于該平面內(nèi)的平行度公差不低于 8 級(jí) 3 連桿大小頭兩端面對(duì)大頭孔中心線的垂直度誤差過大將加劇連桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩端面的磨損甚至引起燒傷一般規(guī)定其垂直度公差等級(jí)不低于 9 級(jí) 4 兩螺栓孔軸線對(duì)大頭接合面的垂直度為 002100mm 否則會(huì)使連桿螺栓受力情況惡化以致體蓋結(jié)合不好軸瓦與曲軸軸頸產(chǎn)生不均勻磨損 5 為保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)對(duì)連桿小頭質(zhì)量和大頭質(zhì)量差別分別給予較嚴(yán)格規(guī)定允差177。約178。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）柴油機(jī)連桿加工工藝及銑螺栓座面夾具設(shè)計(jì) 1 前 言 跨入二十一世紀(jì)加入世界貿(mào)易組織當(dāng)前的中國作為一個(gè)社會(huì)持續(xù)進(jìn)步經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長的楷模隨時(shí)迎接著世人或挑剔或羨慕的眼光我們和祖國一起站在新世紀(jì)的起點(diǎn)面對(duì)著迎面而來的機(jī)遇和挑戰(zhàn)除了要不斷豐富自己的知識(shí)和才干更要看清當(dāng)前世界發(fā)展的形勢國家經(jīng)濟(jì)政治要強(qiáng)大必須有強(qiáng)有力的重工業(yè)作為支撐于是振興東北老工業(yè)基地便成了一個(gè)擺在我們眼前的鮮明目標(biāo) 為響應(yīng)這一要求無數(shù)工人技術(shù)人員正在辛勤的拋灑著汗水釋放著自己的智慧 貢獻(xiàn)著自己的力量我作為一名吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)即將畢業(yè)的本科生當(dāng)然也希望能盡微薄之力鑒于此在調(diào)研一汽大柴二金工車間柴油機(jī)連桿機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)上對(duì)柴油機(jī)連桿的機(jī)械加工工藝進(jìn)行一些分析與研究 我只是一個(gè)普通的學(xué)生還沒有任何實(shí)際經(jīng)驗(yàn)要說馬上就能夠運(yùn)用自己的專業(yè)知識(shí)做什么高深的研究設(shè)計(jì)是不可能的但是我想這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的重點(diǎn)不是看我這次設(shè)計(jì)的高瞻遠(yuǎn)矚性因?yàn)楫吘棺约航?jīng)驗(yàn)以及知識(shí)非常有限做出來的結(jié)果不可能盡善盡美重點(diǎn)是要我們學(xué)會(huì)利用校內(nèi)的大量資源和所能接觸到的書籍媒體更系統(tǒng)地掌握學(xué)習(xí)和研究問題的方法利用畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)鍛煉自己分 析問題與解決問題的能力了解工作的大致程序也能初步積累工程技術(shù)人員需要必備的經(jīng)驗(yàn)以便為日后離開校園的學(xué)習(xí)和工作打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)而以我們現(xiàn)在的程度需要付出更多的努力才能真正成為一名機(jī)械領(lǐng)域的有用之才 這次設(shè)計(jì)歷時(shí)三個(gè)月主要完成的任務(wù)有在已有的知識(shí)基礎(chǔ)上制定出合理的柴油機(jī)連桿加工工藝選擇其中一道工序銑螺栓座面進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行說明書的編寫工作在工序編排的過程中充分考慮多方面影響因素結(jié)合中國機(jī)械行業(yè)現(xiàn)行的技術(shù)及裝備條件在夾具設(shè)計(jì)過程中使用了當(dāng)前普遍使用的 AutoCAD 中國現(xiàn)在處于飛速發(fā)展和向世界市場全面進(jìn)軍的階段需要 國人都能以飽滿的熱情投入到自己的崗位中去二十一世紀(jì)這個(gè)知識(shí)時(shí)代各個(gè)國家的競爭異常激烈歸根結(jié)蒂是經(jīng)濟(jì)上的競爭一個(gè)國家只要綜合國力強(qiáng)大則其他事業(yè)也隨之繁榮因?yàn)檎问菫榻?jīng)濟(jì)服務(wù)只要經(jīng)濟(jì)真正繁榮那么國家也就能真正找到適合我國國情的政治方略而通過歷史可以清晰看到每當(dāng)一個(gè)朝代經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的時(shí)候那么這時(shí)也是文化走向繁榮的轉(zhuǎn)唳點(diǎn)總之衷心希望中國的機(jī)械行業(yè)能蒸蒸日上引領(lǐng)世界的機(jī)械事業(yè)共同前進(jìn) 2 緒論 概述 21 柴油機(jī)發(fā)展概況 從 18世紀(jì)末 19世紀(jì)初的工業(yè)革命的一團(tuán)蒸汽發(fā)展為至今的柴油機(jī)可謂歷程坎坷浸有數(shù)代科學(xué)家及工程師的心 血而至今仍在發(fā)展中 工業(yè)革命是以蒸汽機(jī)的發(fā)明為標(biāo)志的因?yàn)樗侨祟惞I(yè)發(fā)展的一個(gè)里程碑實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力來源的質(zhì)的飛躍蒸汽機(jī)時(shí)代設(shè)置鍋爐將燃料置于其內(nèi)燃燒以產(chǎn)生蒸汽再將蒸汽導(dǎo)入蒸汽機(jī)中作機(jī)械功這種設(shè)計(jì)因?yàn)橛绣仩t的存在所以整個(gè)裝置體積龐大燃料效率低人們就試想將燃料直接加入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部而進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換這就產(chǎn)生了內(nèi)燃機(jī) 內(nèi)燃機(jī)是在機(jī)器內(nèi)部進(jìn)行燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于外部燃燒的蒸汽機(jī)來說而稱為內(nèi)燃機(jī) 1878 年鄂圖 Otto〔 1〕繼承前人成果成功研制了以煤氣為燃料電火花點(diǎn)燃的四沖程內(nèi)燃機(jī)成為發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展歷程的里程碑不久有人提出利用氣缸內(nèi)壓縮 空氣的高溫度去點(diǎn)燃噴射而入的燃料壓燃式內(nèi)燃機(jī) 柴油機(jī)的發(fā)明者是德國工程師魯?shù)婪?78。迪塞爾〔 2〕他于 1897 年左右首先制成了柴油機(jī)即向氣缸內(nèi)充入空氣并將其壓縮到溫度高于燃料的自燃點(diǎn)隨后將燃料噴入汽缸內(nèi)自燃并推動(dòng)活塞做功目前柴油機(jī)的發(fā)展日趨完善由于它的熱效率高適應(yīng)性好功率范圍廣已廣泛用于工業(yè)農(nóng)業(yè)交通運(yùn)輸及國防各個(gè)領(lǐng)域現(xiàn)代工程機(jī)械也多以柴油機(jī)為動(dòng)力源因此柴油機(jī)工業(yè)的發(fā)展對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)都具有十分重要的意義 1926 年瑞士的阿爾弗雷德178。貝西設(shè)計(jì)了利用廢氣能量來壓縮進(jìn)氣的廢氣渦輪增壓器并用于柴油機(jī)增壓柴油機(jī)的功 率大幅度增加其經(jīng)濟(jì)性也大大提高目前增壓已成為柴油機(jī)的重要發(fā)展趨勢 20世紀(jì) 70年代初由于石油危機(jī)導(dǎo)致原油價(jià)格成倍增長引起對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的重視為了減少內(nèi)燃機(jī)對(duì)日益短缺的石油基燃料的依賴各國正在加緊進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)代用燃料的研究工作以逐步減少汽油和柴油的用量 目前柴油機(jī)正朝著提高單機(jī)功率降低油耗污染和噪聲以及提高工作可靠性和延長使用壽命的方向不斷發(fā)展 本次課題研究的 CA498 柴油機(jī)屬于載重汽車用柴油機(jī)的一種這類柴油機(jī)的設(shè)計(jì)方面下列趨向值得注意 1．采用 V 型結(jié)構(gòu) 由于在中汽車噸位的日益增大和車速的普遍提高載重汽車用柴油機(jī)的功率也不斷增加從而發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)就增多一般六缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)均為直列式也是這類柴油機(jī)的主要形式由于 V 型結(jié)構(gòu)綜合了尺寸小和平衡好的優(yōu)點(diǎn)六缸以上的柴油機(jī)多采用 V 型 2．提高轉(zhuǎn)速 3．采用廢氣渦輪低增壓 多數(shù)汽車用柴油機(jī)采用低增壓發(fā)動(dòng)機(jī)不需要在結(jié)構(gòu)上做大的改變就可以得到增壓和非增壓兩種機(jī)型使用相同的曲軸傳動(dòng)系統(tǒng)而不致影響非增壓機(jī)型的摩擦損失和燃油消耗率因此采用低增壓是簡化柴油機(jī)系列的一個(gè)良好途徑 4．廢氣凈化和降低噪聲 柴油機(jī)排氣中的有害成分有氮氧化物 NOx 未燃碳?xì)浠衔?HC一氧化碳 CO二氧化硫 SO2和碳煙等由于降低 NOx比降低其他有害氣體更為昆南因此當(dāng)前廢氣凈化的主攻方向是降低 NOx目前降低 NOx的方法有推遲噴油定時(shí)改變?nèi)紵绞讲捎脧U氣再循環(huán)法改變進(jìn)氣條件使用還原催化劑等隨著柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的提高和升功率的增大噪聲也相應(yīng)加大了發(fā)動(dòng)機(jī)的總的噪聲輻射與發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的噪聲傳送性能及發(fā)動(dòng)機(jī)外表面的設(shè)計(jì)有關(guān)因此噪聲的輻射可以通過發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的設(shè)計(jì)而得到改善 四沖程柴油機(jī)工作原理 柴油機(jī)參數(shù)選擇 噴油壓力 1015MPa 壓縮比 1622 壓縮終了空氣壓力 3545MPa 發(fā)火后 69MPa 溫度 7501000K 發(fā)火后 20212500K 工作原理 柴油機(jī)是一種壓燃式的內(nèi)燃機(jī)柴油燃料在氣缸中燃燒從而產(chǎn)生高溫高壓的氣體推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)由曲軸對(duì)外做功從而完成燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能熱能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換 圖 1 氣缸及其附件簡圖 Figure1 Cylinder and accessories 柴油機(jī)的燃油要經(jīng)過與空氣混合燃燒才能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芤谷加腿紵锌諝鈨H僅是燃燒的條件之一還必須使混合氣具有一定的溫度發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞在缸內(nèi)向下運(yùn)動(dòng)將空氣吸進(jìn)氣缸內(nèi)此時(shí)空氣的溫度很低活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)將空 氣迅速壓縮空氣的溫度和壓力都上升并達(dá)到足夠使柴油燃燒的溫度此時(shí)再將燃油以霧化狀態(tài)噴入燃油立即在高溫高壓的空氣中燃燒燃油燃燒后放出大量的熱能使燃?xì)獾膲毫囟燃眲≡龈咴跉飧字信蛎浲ㄟ^活塞推動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)對(duì)外做功膨脹終了即活塞做功行程終了活塞將作過功的廢氣排出所有工作循環(huán)結(jié)束發(fā)動(dòng)機(jī)做好準(zhǔn)備以便新鮮空氣再次進(jìn)入 綜上所述柴油機(jī)每作一次功都必須經(jīng)過進(jìn)氣壓縮膨脹作功排氣等四個(gè)過程這四個(gè)過程稱為一個(gè)工作循環(huán)循環(huán)不斷進(jìn)行柴油機(jī)即能連續(xù)的工作 在結(jié)構(gòu)上柴油機(jī)工作循環(huán)中的進(jìn)氣壓縮膨脹作功和排氣等過程都是通過活塞 連桿曲柄配氣系統(tǒng)和燃油供給系統(tǒng)等部件相互配合來實(shí)現(xiàn)的 四沖程柴油機(jī)工作循環(huán) 四行程汽油機(jī)的每個(gè)工作循環(huán)均經(jīng)過如下四個(gè)行程如圖 2 所示 1．進(jìn)氣行程 這一行程的任務(wù)是使氣缸充滿新鮮空氣行程開始時(shí)活塞由上止點(diǎn)往下移動(dòng)進(jìn)氣門 1打開排氣門 2關(guān)閉由于活塞下行氣缸容積增大氣缸壓力降到大氣壓力以下依靠氣缸內(nèi)外的壓差作用新鮮空氣不斷地進(jìn)入氣缸在進(jìn)氣過程的大部分時(shí)間里氣缸的壓力低于大氣壓力其值約為 8095kPa08095kgfcm2 由于進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力故進(jìn)氣終了時(shí)氣缸壓力略低于大氣壓約為 7888kPa 新鮮空氣在進(jìn)氣過程中受氣缸壁和活塞頂?shù)雀邷丶募訜岵⑴c上一循環(huán)高溫殘余廢氣混合所以進(jìn)氣終了時(shí)氣缸內(nèi)的氣體溫度約為 320340K 2．壓縮行程 這一行程的任務(wù)是將進(jìn)氣行程吸入氣缸中的新鮮空氣進(jìn)行壓縮以使之達(dá)到足夠的溫度和壓力為柴油的燃燒創(chuàng)造條件當(dāng)活塞從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 b 時(shí)進(jìn)氣門 1關(guān)閉空氣開始被壓縮隨著活塞上行氣缸容積不斷減小空氣的壓力和溫度不斷升高壓縮終了時(shí)缸內(nèi)氣體壓力達(dá)到 29404900kPa 溫度達(dá)到 770970K 3．工作行程 當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)稍前即壓縮過程后期柴油經(jīng)噴油器 3 以霧狀噴入氣缸并與氣缸中高溫高壓的空氣混合形成可燃 混合氣由于此時(shí)空氣溫度超過了柴油的著火點(diǎn)所以柴油在噴入的同時(shí)就自行著火迅速燃燒此時(shí)進(jìn)排氣門是關(guān)閉的氣缸內(nèi)的壓力和溫度由于燃燒而急劇上升最高壓力達(dá)到 58808820kPa 最高溫度達(dá)到17702770K 在上止點(diǎn)后某一時(shí)刻點(diǎn) d 燃燒基本結(jié)束高溫高壓氣體膨脹將活塞推向下止點(diǎn)并通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)對(duì)外做功從而實(shí)現(xiàn)了熱能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換隨著活塞下行氣缸內(nèi)容積不斷增大氣體的溫度不斷降低到 e 點(diǎn)膨脹做功能結(jié)束作功終了時(shí)壓力降為 290390kPa 溫度降為 10701170K 4．排氣行程 這一行程的任務(wù)是將作過功的廢氣排出氣缸 外因?yàn)闅埩粼跉飧變?nèi)的廢氣是影響下一個(gè)工作循環(huán)充氣質(zhì)量的一個(gè)重要因素所以廢氣排的越干凈越好當(dāng)活塞越過下止點(diǎn)開始上行時(shí)氣缸壓力已降低可以減少活塞上行時(shí)的背壓活塞由下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)氣缸內(nèi)的廢氣在活塞的作用下排出氣缸排氣終了時(shí)缸內(nèi)廢氣壓力仍高于大氣壓力約為 103123kPa 溫度約為 570970K 綜上所述四沖程柴油機(jī)有如下特點(diǎn) 1．一個(gè)工作循環(huán)是在曲軸回轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)內(nèi)完成 2．在曲軸回轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)過程中進(jìn)氣門排氣門和噴油器均只啟閉一次 3．每個(gè)循環(huán)中之有工作行程對(duì)外做功其余三個(gè)行程都是為工作行