【正文】 （11）式中，Pe為有效功率（kw）；Pme為平均有效壓力（kpa）；n為轉速（r/min）；i為氣缸數(shù)；Vs為每缸活塞排量（l）；τ為沖程數(shù)[2]。此次設計為側置式，用齒輪傳動[1]。在節(jié)約能源上有巨大優(yōu)勢，所以此次設計采用直噴式，燃燒室形狀為ω型。燃燒室類型 燃燒室類型對于高速柴油機的燃燒過程和性能的影響很大，直接體現(xiàn)在燃油消耗率上。但由于技術和成本的原因，此次設計暫且不用增壓系統(tǒng)。此次設計為三缸，小缸徑柴油機，故采用直列立式氣缸布置。其所以有各種氣缸布置形式，是基于配套機型總體布置的要求，或有利于平衡、散熱等。水冷冷卻較均勻，熱負荷低，充氣效率、平均有效壓力及升功率高，氣缸冷卻效率高，且較均勻，活塞與缸套間隙較小，這些都有利于柴油機的進一步強化和降低廢氣排放。中、小型有風冷品種，但品種不多。因此，我們選擇的機型為四沖程柴油機。活塞組熱負荷低，工作過程易于組織，動力性和燃油經(jīng)濟性好，燃油消耗率低，機油消耗率低，且低速性能好，可以有較大的扭矩儲備，可以在較寬廣的轉速范圍內(nèi)獲得良好經(jīng)濟性能。四沖程柴油機四個行程完成一個工作循環(huán)，在相同的活塞排量和轉速下，非增壓時功率比二沖程柴油機低，但易于組織增壓，增壓比比較高。167。若要設計成功一臺理想的發(fā)動機，針對其具體用途進行設計是至關重要的。對高速柴油機而言，產(chǎn)量最大的配套是各種車輛，其它依次為拖拉機和各種農(nóng)業(yè)機械、工程機械等。 柴油機設計的內(nèi)容167。因此在設計階段，在燃燒過程的組織、排放后處理等方面，應考慮采取相應的措施[1]。最佳的環(huán)保性能 目的在于減少有害物質的排放。首先在結構上要保證發(fā)動機具有良好的剛度，在各種工況下工作時，各零部件不允許發(fā)生不正常的變形和振動。（2）最佳的制造經(jīng)濟性 包括優(yōu)化設計，使整機及零部件具有良好的加工工藝性；選用價廉適用的制造材料；選用優(yōu)質、價廉的零配件；降低不必要的加工精度。 高速柴油機設計的要求高速柴油機設計應滿足下列基本要求：最佳的使用性能 包括最佳的動力性能、最小的外形尺寸、最輕的總質量，能滿足各種特定用途對發(fā)動機性能的要求?！肮ぁ弊中谓Y構還能很好的控制大頭孔的變形，而連桿大頭與支撐面采用半圓弧的安全系數(shù)有很大的提高。環(huán)保節(jié)能是現(xiàn)代汽車的發(fā)展方向，因此對發(fā)動機連桿的要求是:不僅要有足夠的強度和剛度，而且要尺寸小、重量輕，為實現(xiàn)這一要求，現(xiàn)代汽車發(fā)動機零部件設計開發(fā)必須采用現(xiàn)代設計方法及技術。與球鐵相比，鍛鋼具有更高的機械強度和延伸率，只有選材和工藝處理適當，即能保證活塞工作安全可靠，由此產(chǎn)生了可以承受更高Pz的鍛鋼整體活塞和鋼頂鋼裙組合活塞，整體鍛鋼活塞適用于較小缸徑柴油機。目前，在中小型柴油機方面開展的研究工作大都放在減少廢氣排放，因此出現(xiàn)深盆頂活塞的應用，這是專為改善燃燒狀況減少碳氫化合物而設計的。發(fā)動機性能的優(yōu)劣很大程度決定于生產(chǎn)工藝和加工水平，工藝設計水平越高，機械加工能力越強，發(fā)動機性能越好。475柴油機以其結構簡單緊湊、重量輕、使用維修方便、可靠性能強，經(jīng)濟實用，廣泛的應用于農(nóng)用運輸機、輕卡、拖拉機小型工程機械、發(fā)電機組等作為動力。該柴油機可以配套拖拉機、農(nóng)用運輸機、排灌機械、收割機等農(nóng)用機械，也可以和空壓機、礦石機械翻斗機、小型發(fā)電機組等。國家的排放法規(guī)日益嚴格，國家對柴油機的微粒排放的關注度也日益提高，原來375柴油機存在的微粒和煙度的排放較高，針對這方面的缺點開發(fā)水冷直噴的燃燒室，其良好的燃油經(jīng)濟性、結構簡單、起動容易優(yōu)點，不僅能夠有效的降低微粒和煙度的排放，而且能夠降低油耗，從而滿足現(xiàn)代的節(jié)能減排的新觀念，該優(yōu)點亦符合農(nóng)村購買標準之一。 26第四章 結 論 27參考文獻 28致 謝 29前 言375柴油機是我國三缸柴油機系列中的主要產(chǎn)品，是我國經(jīng)濟體制改革不斷深入，農(nóng)村生產(chǎn)飛速發(fā)展的產(chǎn)物。 連桿小頭計算 24167。 活塞環(huán) 22167。 活塞組的設計 16167。 連桿桿身的設計 13167。 連桿長度的確定 12167。 在設計中應注意的地方 11167。 連桿組的設計 11167。 柴油機類型的確定 5167。 柴油機設計的內(nèi)容 4167。目 錄前 言 2第一章 柴油機總體設計方案 4167。 高速柴油機設計的要求 4167。 高速柴油機用途的確定 4167。 柴油機主要設計參數(shù)的確定 6第二章 主要零部件設計及計算 11167。 連桿的工作情況 11167。 連桿的材料 11167。 連桿小頭的設計 12167。 連桿大頭的設計 14167。 活塞 16167。 活塞銷 23第三章 連桿強度校核 24167。 連桿桿身的強度計算 25167。傳統(tǒng)的375柴油機母型是六十年代后期開發(fā)的產(chǎn)品，笨重而且燃油高、經(jīng)濟動力性能差，為此作者在國內(nèi)的現(xiàn)有生產(chǎn)條件下，借鑒國內(nèi)外先進設計理念與生產(chǎn)技術，在原有機型的基礎設計375柴油機，該375柴油機是三缸，自然吸氣，直列四沖程，水冷直噴，高速柴油機，在提高發(fā)動機的經(jīng)濟、動力性能的同時降低有害物的排放，同時仍然保持原機可靠性、耐久性、經(jīng)濟實用、使用維修方便的優(yōu)點，廣泛應用于農(nóng)用運輸機、拖拉機、小型機械，這些優(yōu)點使其更好的融入農(nóng)村生產(chǎn)，備受購買力相對較弱的農(nóng)民群體的歡迎，因此該產(chǎn)品的開發(fā)擁有很廣闊的市場。375柴油機一般用于農(nóng)用運輸和動力，國內(nèi)農(nóng)用機械配套動力要求動力充足可靠性高、經(jīng)濟性好，柴油機以其低速扭矩大、經(jīng)濟性好、可靠性高等優(yōu)點占據(jù)主流，在農(nóng)業(yè)機械化的大背景下，原來柴油機笨重，油耗高，功率低等已不能夠滿足新時代的要求，為了適應國內(nèi)農(nóng)用機械功率增長的需要，在原來的基礎上開發(fā)出來的375柴油機，該發(fā)動機在排量、功率、動力性能等都有一定的增加，并且節(jié)省材料。475柴油機是四缸機，活塞行程為90mm，標定功率為24KW；某些企業(yè)的渦流475柴油機普遍存在油耗高、排氣溫度高等問題，若能把475型柴油機的渦流燃燒系統(tǒng)造成直噴式燃燒系統(tǒng)，能夠使油耗大幅度降低、煙度排放少，特別嚴格的排放法規(guī)的實施，迫使人們在保持原有研究成果的同時，換一個角度去探索各種燃燒室及其供油系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)匹配的問題，475柴油機采用螺旋進氣道的設計，促進空氣和燃油的混合；采用啞鈴型的燃燒室，增大轉動慣量提高渦流強度，形成很好的進氣渦流改善煙度排放，大幅度降低低速時的煙度排放；供油提前角的范圍廣，并且最佳供油提前角減少，因而降低噪音、振動和良好的低速轉矩特性；為了適應475型柴油機直噴化的需要，選用BQ泵。柴油機作為各種機械的動力裝置，活塞是其主要的配件之一，由于它在氣缸內(nèi)以高速作勻速往復運動，且在高溫、高壓和液體潤滑困難等條件下工作，所以是一種容易磨損的配件。所以活塞的工藝設計對發(fā)動機性能有至關重要的影響。近十年來，開發(fā)能滿足Pz高達25Mpa的活塞的要求越來越迫切。連桿是發(fā)動機中傳動力的重要零件，它把活塞上的往復慣性力傳遞給曲軸以輸出功率，連桿在工作過程中主要承受裝配載荷和交變載荷的作用，工作較苛刻。針對柴油機連桿小頭斷裂的問題，在進行連桿設計中通過對不同的連桿小頭壁厚和連桿小頭的過渡圓角進行有限元分析，選擇合適的過渡圓角和小頭壁厚以達到設計要求，而連桿大頭采用“工”字形結構時，其安全系數(shù)比連桿大頭采用圓形結構提高40%以上，其重量也比圓形結構輕。第一章 柴油機總體設計方案167。最佳的經(jīng)濟性能 主要可以概括為下列三方面：（1）最佳的使用經(jīng)濟性 包括完善的工作過程，特別是組織良好的燃燒過程，以降低燃油消耗；精心設計潤滑系統(tǒng)，在保證發(fā)動機獲得良好潤滑的前提下降低潤滑油消耗量；具有良好的裝拆工藝性，易于裝拆、維修，減少維修費用的支出。（3）最好的可靠性和最長的使用壽命 這是發(fā)動機成功的重要標志。發(fā)動機的各易磨損件要有必要的壽命，所有摩擦副在設計時應考慮減摩措施和材料的配對等。日益嚴格的環(huán)保法規(guī)對柴油機的廢氣排放提出了更高的要求。167。 高速柴油機用途的確定發(fā)動機的具體用途是設計的重要依據(jù)，不針對具體用途無法設計一臺優(yōu)秀的發(fā)動機。各種用途對發(fā)動機的要求不同。本次設計的375柴油機是針對拖拉機和農(nóng)用汽車進行配套設計的，同時它也可以用于其它領域[1]。 柴油機類型的確定四沖程及兩沖程 目前我國使用的機型均為四沖程，國外絕大部分機型也是四沖程。在轉速不變的情況下通過增壓可較大幅度的提高發(fā)動機的功率。燃油噴射系統(tǒng)轉速較低，便于設計制造，且壽命較長，可靠性好。冷卻方式 目前世界各國生產(chǎn)的機型仍以水冷為主。簽于風冷機型在制造上要求較高、難度較大，大批量生產(chǎn)和銷售均有難度，此次設計為水冷方式。