【正文】 和燃燒的改善有很好的作用，但其鑄造要求高，成本高，在目前排放指標(biāo)不是很高的情況下我們?nèi)圆捎枚忾T。進(jìn)氣系統(tǒng)是否增壓 采用增壓可改善排放，增大功率，降低燃油消耗等，特別在改善排放方面，增壓及增壓中冷具有決定性的作用。V型布置則主要為了縮短6缸以上多缸機(jī)的長(zhǎng)度，以利于發(fā)動(dòng)機(jī)與各種機(jī)型更完善的匹配。氣缸布置 氣缸布置形式有直列立式，臥式；V型；W型；X型。簽于風(fēng)冷機(jī)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(shè)計(jì)為水冷方式。冷卻方式 目前世界各國(guó)生產(chǎn)的機(jī)型仍以水冷為主。燃油噴射系統(tǒng)轉(zhuǎn)速較低，便于設(shè)計(jì)制造，且壽命較長(zhǎng)，可靠性好。在轉(zhuǎn)速不變的情況下通過增壓可較大幅度的提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。 柴油機(jī)類型的確定四沖程及兩沖程 目前我國(guó)使用的機(jī)型均為四沖程，國(guó)外絕大部分機(jī)型也是四沖程。若要設(shè)計(jì)成功一臺(tái)理想的發(fā)動(dòng)機(jī)，針對(duì)其具體用途進(jìn)行設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。對(duì)高速柴油機(jī)而言，產(chǎn)量最大的配套是各種車輛，其它依次為拖拉機(jī)和各種農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械等。因此在設(shè)計(jì)階段，在燃燒過程的組織、排放后處理等方面，應(yīng)考慮采取相應(yīng)的措施[1]。最佳的環(huán)保性能目的在于減少有害物質(zhì)的排放。首先在結(jié)構(gòu)上要保證發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的剛度，在各種工況下工作時(shí)，各零部件不允許發(fā)生不正常的變形和振動(dòng)。（2）最佳的制造經(jīng)濟(jì)性 包括優(yōu)化設(shè)計(jì)，使整機(jī)及零部件具有良好的加工工藝性；選用價(jià)廉適用的制造材料；選用優(yōu)質(zhì)、價(jià)廉的零配件；降低不必要的加工精度。2 柴油機(jī)總體設(shè)計(jì)方案 高速柴油機(jī)設(shè)計(jì)的要求高速柴油機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列基本要求：最佳的使用性能 包括最佳的動(dòng)力性能、最小的外形尺寸、最輕的總質(zhì)量，能滿足各種特定用途對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的要求。針對(duì)柴油機(jī)連桿小頭斷裂的問題，在進(jìn)行連桿設(shè)計(jì)中通過對(duì)不同的連桿小頭壁厚和連桿小頭的過渡圓角進(jìn)行有限元分析，選擇合適的過渡圓角和小頭壁厚以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而連桿大頭采用“工”字形結(jié)構(gòu)時(shí)，其安全系數(shù)比連桿大頭采用圓形結(jié)構(gòu)提高40%以上，其重量也比圓形結(jié)構(gòu)輕。連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)中傳動(dòng)力的重要零件，它把活塞上的往復(fù)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。近十年來(lái)，開發(fā)能滿足Pz高達(dá)25Mpa的活塞的要求越來(lái)越迫切。所以活塞的工藝設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能有至關(guān)重要的影響。柴油機(jī)作為各種機(jī)械的動(dòng)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(fù)運(yùn)動(dòng)，且在高溫、高壓和液體潤(rùn)滑困難等條件下工作，所以是一種容易磨損的配件。375柴油機(jī)一般用于農(nóng)用運(yùn)輸和動(dòng)力，國(guó)內(nèi)農(nóng)用機(jī)械配套動(dòng)力要求動(dòng)力充足可靠性高、經(jīng)濟(jì)性好，柴油機(jī)以其低速扭矩大、經(jīng)濟(jì)性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)占據(jù)主流，在農(nóng)業(yè)機(jī)械化的大背景下，原來(lái)柴油機(jī)笨重，油耗高，功率低等已不能夠滿足新時(shí)代的要求，為了適應(yīng)國(guó)內(nèi)農(nóng)用機(jī)械功率增長(zhǎng)的需要，在原來(lái)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的375柴油機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)在排量、功率、動(dòng)力性能等都有一定的增加，并且節(jié)省材料。傳統(tǒng)的375柴油機(jī)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(jì)動(dòng)力性能差，為此作者在國(guó)內(nèi)的現(xiàn)有生產(chǎn)條件下，借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)設(shè)計(jì)理念與生產(chǎn)技術(shù)，在原有機(jī)型的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)375柴油機(jī)，該375柴油機(jī)是三缸，自然吸氣，直列四沖程，水冷直噴，高速柴油機(jī)，在提高發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)、動(dòng)力性能的同時(shí)降低有害物的排放，同時(shí)仍然保持原機(jī)可靠性、耐久性、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、使用維修方便的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于農(nóng)用運(yùn)輸機(jī)、拖拉機(jī)、小型機(jī)械，這些優(yōu)點(diǎn)使其更好的融入農(nóng)村生產(chǎn)，備受購(gòu)買力相對(duì)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(chǎng)?？梢娖鋺?yīng)用范圍之廣，發(fā)展速度之快。近二十多年來(lái)，柴油機(jī)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(zhǎng)使用壽命等方向發(fā)展。另外英國(guó)、法國(guó)、日本等國(guó)還生產(chǎn)應(yīng)用于小客車上的高速柴油機(jī)。目前，各國(guó)在農(nóng)業(yè)機(jī)械方面，功率在10PS以上時(shí)，柴油機(jī)獲得了廣泛的應(yīng)用。由于它的熱效率高，適應(yīng)性好，功率范圍廣，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，工業(yè)交通運(yùn)輸業(yè)和國(guó)防建設(shè)事業(yè)。中北大學(xué)2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書車用柴油機(jī)總體設(shè)計(jì)及曲柄連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄1 緒論 12 柴油機(jī)總體設(shè)計(jì)方案 3 高速柴油機(jī)設(shè)計(jì)的要求 3 柴油機(jī)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 3 高速柴油機(jī)用途的確定 3 柴油機(jī)類型的確定 3 柴油機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 43 主要零部件設(shè)計(jì)及計(jì)算 9 連桿組的設(shè)計(jì) 9 連桿的工作情況 9 連桿組的設(shè)計(jì)要求 9 在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的地方 9 連桿的材料 10 連桿長(zhǎng)度的確定 10 連桿小頭的設(shè)計(jì) 11 連桿桿身的設(shè)計(jì) 12 連桿大頭的設(shè)計(jì) 13 活塞組的設(shè)計(jì) 15 活塞設(shè)計(jì) 15 活塞環(huán) 23 活塞銷 244 連桿強(qiáng)度校核 26 連桿小頭計(jì)算 26 連桿桿身的強(qiáng)度計(jì)算 27 連桿大頭蓋的計(jì)算 285 結(jié)論 30參考文獻(xiàn) 31第 Ι 頁(yè) 共 Ⅱ 頁(yè) 致 謝 32第 Ⅱ 頁(yè) 共 Ⅱ 頁(yè) 中北大學(xué)2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書1 緒論柴油機(jī)的發(fā)展，已有八十多年的歷史。通過這一長(zhǎng)時(shí)期的不斷改進(jìn)和提高，已經(jīng)發(fā)展到了比較完善的程度。因此，柴油機(jī)的工業(yè)發(fā)展，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)都有十分重要的意義。在拖拉機(jī)方面，各國(guó)幾乎均采用柴油機(jī)，重型載重汽車也基本上都用柴油機(jī)作為動(dòng)力。由此可見柴油機(jī)的使用范圍廣泛，發(fā)展?jié)摿薮?。就高速柴油機(jī)而言從西德苯茨設(shè)計(jì)出一臺(tái)功率為1200PS，轉(zhuǎn)速為1650rpm的16缸V型柴油機(jī)開始到現(xiàn)在柴油機(jī)的速度系數(shù)可達(dá)到左右，短短的幾年中高速柴油機(jī)有了驚人的發(fā)展。375柴油機(jī)是我國(guó)三缸柴油機(jī)系列中的主要產(chǎn)品，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制改革不斷深入，農(nóng)村生產(chǎn)飛速發(fā)展的產(chǎn)物。國(guó)家的排放法規(guī)日益嚴(yán)格，國(guó)家對(duì)柴油機(jī)的微粒排放的關(guān)注度也日益提高，原來(lái)375柴油機(jī)存在的微粒和煙度的排放較高，針對(duì)這方面的缺點(diǎn)開發(fā)水冷直噴的燃燒室，其良好的燃油經(jīng)濟(jì)性、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、起動(dòng)容易優(yōu)點(diǎn)，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(diǎn)亦符合農(nóng)村購(gòu)買標(biāo)準(zhǔn)之一。該柴油機(jī)可以配套拖拉機(jī)、農(nóng)用運(yùn)輸機(jī)、排灌機(jī)械、收割機(jī)等農(nóng)用機(jī)械，也可以和空壓機(jī)、礦石機(jī)械翻斗機(jī)、小型發(fā)電機(jī)組等。發(fā)動(dòng)機(jī)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(shè)計(jì)水平越高，機(jī)械加工能力越強(qiáng)，發(fā)動(dòng)機(jī)性能越好。目前，在中小型柴油機(jī)方面開展的研究工作大都放在減少?gòu)U氣排放，因此出現(xiàn)深盆頂活塞的應(yīng)用，這是專為改善燃燒狀況減少碳?xì)浠衔锒O(shè)計(jì)的。與球鐵相比，鍛鋼具有更高的機(jī)械強(qiáng)度和延伸率，只有選材和工藝處理適當(dāng)，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(jī)。環(huán)保節(jié)能是現(xiàn)代汽車的發(fā)展方向，因此對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的要求是:不僅要有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且要尺寸小、重量輕，為實(shí)現(xiàn)這一要求，現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零部件設(shè)計(jì)開發(fā)必須采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及技術(shù)?！肮ぁ弊中谓Y(jié)構(gòu)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。最佳的經(jīng)濟(jì)性能 主要可以概括為下列三方面：（1）最佳的使用經(jīng)濟(jì)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(shè)計(jì)潤(rùn)滑系統(tǒng)，在保證發(fā)動(dòng)機(jī)獲得良好潤(rùn)滑的前提下降低潤(rùn)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(fèi)用的支出。（3）最好的可靠性和最長(zhǎng)的使用壽命 這是發(fā)動(dòng)機(jī)成功的重要標(biāo)志。發(fā)動(dòng)機(jī)的各易磨損件要有必要的壽命，所有摩擦副在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮減摩措施和材料的配對(duì)等。日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)對(duì)柴油機(jī)的廢氣排放提出了更高的要求。 柴油機(jī)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 高速柴油機(jī)用途的確定發(fā)動(dòng)機(jī)的具體用途是設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，不針對(duì)具體用途無(wú)法設(shè)計(jì)一臺(tái)優(yōu)秀的發(fā)動(dòng)機(jī)。各種用途對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求不同。本次設(shè)計(jì)的375柴油機(jī)是針對(duì)車輛進(jìn)行配套設(shè)計(jì)的，同時(shí)它也可以用于其它領(lǐng)域。四沖程柴油機(jī)四個(gè)行程完成一個(gè)工作循環(huán)，在相同的活塞排量和轉(zhuǎn)速下，非增壓時(shí)功率比二沖程柴油機(jī)低，但易于組織增壓，增壓比比較高。活塞組熱負(fù)荷低，工作過程易于組織，啟動(dòng)性能較好，動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性好，燃油消耗率低，機(jī)油消耗率低，且低速性能好，可以有較大的扭矩儲(chǔ)備，可以在較寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)獲得良好經(jīng)濟(jì)性能。因此，我們選擇的機(jī)型為四沖程柴油機(jī)。中、小型有風(fēng)冷品種，但品種不多。水冷冷卻較均勻，熱負(fù)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，機(jī)油消耗率較低，這些都有利于柴油機(jī)的進(jìn)一步強(qiáng)化和降低廢氣排放。其所以有各種氣缸布置形式，是基于配套機(jī)型總體布置的要求，或有利于平衡、散熱等。此次設(shè)計(jì)為三缸，小缸徑柴油機(jī)，故采用直列立式氣缸布置。但由于技術(shù)和成本的原因，此次設(shè)計(jì)暫且不用增壓系統(tǒng)。燃燒室類型 燃燒室類型對(duì)于高速柴油機(jī)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。在節(jié)約能源上有巨大優(yōu)勢(shì)，所以此次設(shè)計(jì)采用直噴式，燃燒室形狀為ω型。此次設(shè)計(jì)為側(cè)置式，用齒輪傳動(dòng)[1]。對(duì)上述參數(shù)的正確選擇是設(shè)計(jì)一臺(tái)優(yōu)秀發(fā)動(dòng)機(jī)的前提。m）及其儲(chǔ)備，功率與扭矩均隨發(fā)動(dòng)機(jī)的用途而異。我國(guó)載貨車與功率的匹配，一般遵循下列關(guān)系：輕型載貨車為12～15kw/t；中型載貨車為10～12kw/t；重型載貨車為6～10kw/t；載貨車的扭矩儲(chǔ)備要求略低，但亦應(yīng)達(dá)到10%以上。工程機(jī)械的配套動(dòng)力亦隨其工作能力的大小而定，如叉車，3噸配備功率30～35kw；5噸則為40～45k扭矩儲(chǔ)備要求很高，一般為20%～30%以上，有些機(jī)型要求高達(dá)40%～50%[1]。各種類型柴油機(jī)的使用轉(zhuǎn)速范圍亦不相同。但是轉(zhuǎn)速提高后，摩擦功率和噪聲急劇增加，運(yùn)動(dòng)件慣性力大，給燃燒過程的組織增加困難，從而影響柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，可靠性和使用壽命。目前我國(guó)輕型