【正文】 應(yīng)保證起動磨損少。起動可靠性是內(nèi)燃機(jī)工作可靠性的重要表現(xiàn)之一。起動系統(tǒng)的作用就是在正常使用條件下，通過起動機(jī)將蓄電池儲存的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，帶動發(fā)動機(jī)以足夠高的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，以順利起動發(fā)動機(jī)。ECU 接受各中傳感器送來的信號經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，輸出信號（缸序信號和點(diǎn)火信號）并通過電能輸出級傳到點(diǎn)火執(zhí)行器。鑒于上面因素，XD474 汽油機(jī)采用有分電器式電控點(diǎn)火系統(tǒng)。而用 ECU廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 19控制的點(diǎn)火系統(tǒng)，則可方便地解決以上問題。點(diǎn)火系統(tǒng)性能的好壞將直接影響汽油機(jī)的燃燒過程，因而對汽油機(jī)的性能有重大的影響。泵體為鋁合金壓鑄件，機(jī)油濾清器采用工業(yè)細(xì)毛氈折疊式機(jī)油濾。采用全流式方式濾清，濾清器串聯(lián)于機(jī)油泵和主油道之間。這樣潤滑效果較好，能更有效地保證發(fā)動機(jī)的正常工作。一個良好的潤滑系統(tǒng)應(yīng)滿足下列各項(xiàng)的要求：以一定的壓力（壓力不能過高也不能過低）和一定的油量（油量不應(yīng)過多也不應(yīng)過少）供油至摩擦表面；廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 18能夠自動地將機(jī)油濾清，清除機(jī)油中的機(jī)械雜質(zhì)，經(jīng)常保持機(jī)油清潔；能夠自動地冷卻機(jī)油，不斷地散發(fā)出傳給機(jī)油的熱量，將油溫保持在一定的范圍以內(nèi)；潤滑系統(tǒng)的部件功率消耗小，機(jī)油耗量少；工作可靠，油路不會堵塞和不會有漏油現(xiàn)象。 為使內(nèi)燃機(jī)潤滑良好，必須使用合適的機(jī)油，必須用專門的機(jī)油濾清器不斷對機(jī)油進(jìn)行濾清，在必要時(shí)采用強(qiáng)制冷卻裝置，使機(jī)油溫度不超過允許的數(shù)值。因此，潤滑系在減少機(jī)械損失、提高機(jī)械效率、延長內(nèi)燃機(jī)使用壽命等方面起著重要的作用。摩擦表面上的機(jī)油可以沖掉摩擦表面上的機(jī)械雜質(zhì)，減少磨料磨損，帶走摩擦熱量，保證軸承等在合適的溫度狀態(tài)下工作。 [1]三、潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)的主要任務(wù)是供應(yīng)一定數(shù)量的機(jī)油至摩擦表面，并起冷卻和清潔磨粒作用，還增加活塞與活塞環(huán)的密封性；在個別情況下，它還擔(dān)負(fù)起受熱零件的冷卻和傳力控制的任務(wù)。冷卻系統(tǒng)分兩路，一為水路，由水泵、內(nèi)燃機(jī)冷卻水套、散熱器、調(diào)溫設(shè)備和管道等組成。冷卻水泵采用離心式水泵，水泵與風(fēng)扇同軸，其間安置一個皮帶輪，通過三角皮帶同輸出軸上的皮帶輪相連從而被帶動旋轉(zhuǎn)進(jìn)入工作狀態(tài)。采用五葉片軸流式風(fēng)扇?，F(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率不斷提高，熱負(fù)荷也越來越高，一個良好的冷卻系統(tǒng)應(yīng)滿足下列要求：散熱能力能滿足內(nèi)燃機(jī)在各種工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的需要；冷卻系統(tǒng)消耗功率小，起動后能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到正常的工作溫度；體積小、重量輕，又便于拆裝維修；使用可靠，壽命長，制造成本低；從冷卻系統(tǒng)的性能來看，閉式強(qiáng)制冷卻是最完善的冷卻系統(tǒng)，XD474 汽廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 17油發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)采用閉式強(qiáng)制冷卻系統(tǒng)，故該發(fā)動機(jī)能在冷卻水溫95～100℃下正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)還可以減少冷卻液的蒸發(fā)損失。但是冷卻過度也是有害的。在發(fā)動機(jī)工作期間，與高溫燃?xì)庀嘟佑|的零件受到強(qiáng)烈的加熱。冷卻系統(tǒng)既要防止發(fā)動機(jī)過熱，也要防止冬季發(fā)動機(jī)過冷。[19]二、 冷卻系統(tǒng)發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)主要由水泵、散熱器、風(fēng)扇、節(jié)溫器、補(bǔ)償水桶、發(fā)動機(jī)機(jī)體和氣缸蓋中的水套以及其他附加裝置等組成。該系統(tǒng)中用到的基本傳感器有空氣流量計(jì)、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器。XD474 的汽油泵裝在油箱內(nèi)，采用軸針式電磁噴油器。汽油由汽油泵從油箱中泵出，經(jīng)過汽油濾清器，除去雜質(zhì)及水分后，再送至汽油脈動減震器，以減少其脈動。燃料系統(tǒng)的功用是向氣缸提供燃燒時(shí)所需的汽油量。怠速時(shí)，由怠速調(diào)整螺釘和怠速空氣調(diào)整器調(diào)整流經(jīng)旁通道的空氣來實(shí)現(xiàn)?？諝饨?jīng)過空氣濾清器、空氣流量計(jì)、節(jié)氣門、進(jìn)氣總管、進(jìn)氣支管進(jìn)入各缸。電控汽油噴射系統(tǒng)由空氣系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。減速斷油功能，也能降低排放，節(jié)省汽油。能提供各種工況下最適當(dāng)?shù)幕旌蠚饪杖急?，且汽油霧化好，各缸分配均勻，使燃燒效率提高。在發(fā)動機(jī)起動時(shí)，可以用 ECU 計(jì)算出起動供油量，并且能使發(fā)動機(jī)順利經(jīng)過暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。在汽車加減速行駛的過渡運(yùn)轉(zhuǎn)階段，空燃比控制系統(tǒng)能夠迅速響應(yīng)，使汽車加減速反應(yīng)靈敏?？紤]到化油器空燃比控制精度低和排放控制要求等因素，XD474 汽油機(jī)采用電控汽油噴射系統(tǒng)。廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 15第三節(jié) 五大系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、 燃油供給系統(tǒng)汽油機(jī)燃油系統(tǒng)的功用是，根據(jù)汽油機(jī)各種不同工況的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的可燃混合氣，供入氣缸，使之在臨近壓縮終了時(shí)點(diǎn)火燃燒而膨脹做功。 氣門彈簧的作用是防止氣門開啟時(shí)，因慣性力使氣門脫離搖臂調(diào)整螺釘，造成氣門運(yùn)動規(guī)律失去控制，同時(shí)氣門關(guān)閉時(shí)，將氣門壓合在氣門座上，以防止漏氣。搖臂是一個雙臂杠桿，兩臂承受較大彎曲應(yīng)力，所以應(yīng)保證它有一定抗彎強(qiáng)度，為了在較小的重量下獲得較大剛度，兩臂采用“丁”字形截面，搖臂采用空心軸。氣門導(dǎo)管設(shè)計(jì)成沒有任何臺肩的圓柱形，采用灰鑄鐵材料。氣門錐角采用 45 度，氣門頭部背錐角采用 20 度。每缸兩個進(jìn)氣門，兩個排氣門，每個進(jìn)（排）氣門配備一根變節(jié)距的氣門彈簧。XD474 型汽油機(jī)采用頂置氣門、頂置凸輪軸。此外，凸輪與從動件在高接觸應(yīng)力下的接觸疲勞和磨損、氣門彈簧的疲勞破壞，都是內(nèi)燃機(jī)重要的可靠性問題。氣門又是燃燒室表面的一部分承受高溫和高壓。 配氣機(jī)構(gòu)受到氣體壓力，慣性力和彈簧力的作用，在急劇變化的高速下工作、承受很大的載荷。XD474 的配氣機(jī)構(gòu)有凸輪軸、搖臂、挺住、氣門和氣門彈簧組成。XD474 機(jī)采用頂置凸輪軸，有四對進(jìn)排氣控制凸輪，它們按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)和 2 的氣缸工作順序工作，相互間成 90176。四沖程內(nèi)燃機(jī)都采用氣門凸輪式配氣機(jī)構(gòu)，因?yàn)檫@種機(jī)構(gòu)工作可靠，尤其是進(jìn)排氣門能夠持久地保證燃燒室的密封性。曲軸前端裝減震器，在曲軸和機(jī)體之間設(shè)置止推軸承，曲軸軸向間隙應(yīng)保持△ =～（mm） 。因此，曲軸應(yīng)有足夠的抗彎曲、抗扭矩的疲勞強(qiáng)度和剛度；軸頸應(yīng)有足夠大的承壓表面和耐磨性；曲軸的質(zhì)量應(yīng)盡量??；對各軸頸的潤滑應(yīng)該充分。它的尺寸參數(shù)在很大程度上不僅影響著發(fā)動機(jī)的整體尺寸和重量，而且也在很大程度上影響著發(fā)動機(jī)的可靠性與壽命。此外，為了減少磨損，還要選用合適的軸承和保證良好的潤滑條件。大頭設(shè)計(jì)合理的加強(qiáng)筋，盡量縮短連桿螺栓的距離，采用 45176。因此 XD474 汽油機(jī)的 λ 取 1/,屬于中等連桿比。常用連桿比 λ 的范圍為 1/4～1/。目前，連桿設(shè)計(jì)的趨向是采用短連桿方案。但是，為了增加連桿的強(qiáng)度和剛度，不能簡單地依靠加大結(jié)構(gòu)尺寸來達(dá)到。若強(qiáng)度不夠，連桿螺栓、連桿蓋甚至連桿體都可能斷裂。根據(jù)連桿組的工作條件，連桿主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變載荷。連桿組主要受壓縮、拉伸和彎曲等交變負(fù)荷。連桿小頭與活塞銷相連接，與活塞一起作往復(fù)運(yùn)動，連桿大頭與曲柄銷連接和同曲軸一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。連桿組的作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并把作用在活塞組上的力傳給曲軸?？紤]本機(jī)設(shè)計(jì)的輸出功率不大，故選擇用45 號鋼模鍛。為保證雙、三聯(lián)齒條與輸出軸上的離合器齒套的嚙合，在齒條的一側(cè)用定位塊定位，又可防止齒條竄動?；钊N采用浮動式結(jié)構(gòu)，這種形式使得活塞銷與銷座的相對滑動速度小，磨損小，而且均勻?；钊共坎捎猛闲健Ｔ诳紤]材料選擇時(shí)必須考慮材料強(qiáng)度、剛度、密度、耐磨性、耐高溫性等?；钊M的主要作用是與氣缸組成燃燒室，承受燃?xì)庾饔茫鬟f作用力；密封氣缸，防止燃?xì)庑孤┘皾櫥透Z入燃燒室；將活塞頂部接受的熱量傳給氣缸壁，進(jìn)而傳給冷卻介質(zhì)；配氣，完成進(jìn)氣、壓縮和排氣功能。（一） 、活塞組活塞組包括活塞、活塞銷和活塞環(huán)等在氣缸里作往復(fù)運(yùn)動的零件，它們是活塞式發(fā)動機(jī)中工作條件最嚴(yán)酷的組件。 [1]～[6]第二節(jié) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)和配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一、曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)的主要運(yùn)動機(jī)構(gòu)，其功用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時(shí)將作用于活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對外輸出的轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)動汽車車輪轉(zhuǎn)動。氣缸體和油底殼之間墊有軟木墊，用來密封機(jī)油防止外漏。油底殼為濕式，主要用來存儲機(jī)油，同時(shí)還具有散熱作用和防止機(jī)油飛濺，減少氧化及清除泡沫的作用。在裝配發(fā)動機(jī)擰緊氣缸蓋螺栓時(shí)，為了避免氣缸蓋襯墊和氣缸蓋局部變形，引起壓力不均勻，必須依次由氣缸蓋的中央向四周對角逐漸擰緊，并分三次擰緊。該機(jī)型每缸用 4 個螺栓，采用優(yōu)質(zhì)合金鋼 40Cr 材廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 11料。mDdsi ? ?氣缸蓋螺栓的布置盡量相對氣缸中心線均勻分布，各氣缸螺栓中心線沿氣缸周邊切線布置，以增強(qiáng)密封能力。因?yàn)闅飧字睆?D105mm,所以該機(jī)型選用整體式的氣缸蓋，采用合金鑄鐵。2. 要根據(jù)混合氣形成和燃燒方式布置出合理的燃燒室形式，氣門、氣道布置合理，力求使內(nèi)燃機(jī)性能良好。氣缸蓋的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鑄造殘余應(yīng)力很大。三、 氣缸蓋設(shè)計(jì) 氣缸蓋的作用是密封氣缸，并與活塞共同形成燃燒室空間，并承受高溫高壓燃?xì)庾饔?。濕缸套一般用兩個定位帶支承在氣缸體中作為徑向定位。濕缸套的壁厚決定于內(nèi)燃機(jī)的指標(biāo)和缸套材料。因此，氣缸套外壁還應(yīng)有抗“穴蝕作用” 。因此，氣缸鏡面還必須具有一定的磨性。因此要求氣缸套要有足夠的強(qiáng)度和剛度，并保證在工作時(shí)不致有過大的變形。燃燒過程中燃?xì)庾罡邷囟瓤蛇_(dá) 2022～2500 C，最高壓力可達(dá) 5～1510 帕，0 6因此它的內(nèi)壁直接受到高溫高壓的燃?xì)庾饔茫欢耐獗谟质艿嚼鋮s水的廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 10冷卻。機(jī)體與曲軸前后端面采用自緊式橡膠油封來防止漏油，平面密封材料選用耐油橡膠制成的 O行圈。0lDDl00l缸體頂面壁厚取 12mm，底面壁厚取 10mm,水套壁和橫隔板的厚度主要由鑄造條件決定取 4mm。水套的放水管應(yīng)布置在水套的最下部，保證在放水時(shí)能將水套中的水放盡，防止水套的存水將會在冬天凍結(jié)，使機(jī)體凍裂。水套的結(jié)構(gòu)還應(yīng)使整個內(nèi)燃機(jī)的冷卻盡可能均勻。為了冷卻氣缸，機(jī)體上部應(yīng)設(shè)置冷卻水套。左側(cè)安裝排氣管、機(jī)油濾清器，后端與汽車變速器和起動電機(jī)連接在一起。前端安裝著傳動機(jī)構(gòu)的正時(shí)齒輪，以及機(jī)油泵、水泵、風(fēng)扇。缸體是發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)。為了保證曲軸主軸承工作可靠，主軸承座應(yīng)有足夠的剛度。所以機(jī)體應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度以及縱向和橫向彎曲剛度。氣壓力使機(jī)體受到拉伸，而且在氣壓力的傳遞過程中，會使機(jī)體不同部分承受附加的彎曲和扭曲。為了保證內(nèi)燃機(jī)活塞、連桿、曲軸、氣缸等主要零件工作可靠、耐久，它們互相之間必須嚴(yán)格保持精確的相對位置，因此在機(jī)體設(shè)計(jì)中必須對重要表面的尺寸、幾何形狀、相互位置等提出很嚴(yán)格的公差要求。XD474 型汽油機(jī)機(jī)體包括氣缸體、主軸承蓋、油底殼等。 第二章 XD474 整體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則為了滿足生產(chǎn)及維修的方便，本機(jī)的零部件盡量通用且在設(shè)計(jì)及工藝上都應(yīng)有高度的繼承性，同時(shí)還必須滿足三化的要求，滿足用于重型貨運(yùn)汽車和大型客車以及重型工程機(jī)械的動力要求。雖然縮短了連桿長度，但是增大連桿擺角和活塞側(cè)壓力，對缸套磨損不利；在選則連桿長度時(shí)，要保證活塞在下止點(diǎn)時(shí)不與曲軸平衡塊相碰，活塞在上止點(diǎn)時(shí)曲柄不可與缸套相碰。缸心距的大小主要取決于氣缸蓋型式、氣缸套型式、直列式還是 V 型、水冷還是風(fēng)冷、以及曲軸的結(jié)構(gòu)型式和尺寸分配。氣缸中心距與缸徑的比值廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 8氣缸中心距及缸徑的比值，是表征汽油機(jī)長度的緊湊性和重量指標(biāo)的重要參數(shù)。升功率 hezVN/升功率 kw/L，它決定于 、n 和 ，表征著發(fā)?30/npe?ep?動機(jī)工作過程的完善性，也可以用來評定發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊性和外形尺寸大小。自重的減輕意味著功率消耗的節(jié)約或有效載重的增加，從而提高了運(yùn)輸效率。比重量比重量是單位千瓦的凈重（kg/kw） ，它表征工作過程的強(qiáng)化程度和結(jié)構(gòu)的完善程度。而 XD474 汽油機(jī)的強(qiáng)化指標(biāo)等于:內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展趨勢是強(qiáng)化程度的不斷提高，但是隨著強(qiáng)化程度的提高，發(fā)動機(jī)的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷相應(yīng)迅速增加，氣缸內(nèi)最高燃燒壓力和零件慣性力都隨之增大。e平均有效壓力 和活塞平均速度 的乘積通常稱為強(qiáng)化指標(biāo)（或稱mpmv強(qiáng)化程度） 。t廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 XD474 汽油機(jī)設(shè)計(jì)—凸輪專題 7 （五） 、評定參數(shù)發(fā)動機(jī)型式和主要參數(shù)選擇的合理性和結(jié)構(gòu)的完善性，常用以下三個參數(shù)來評定：強(qiáng)化指標(biāo) 一般 S 的變化主要用于：調(diào)節(jié)整機(jī)