【正文】 心距=220mm 燃油消耗率=210g/KWh 機(jī)體組的設(shè)計(jì) 柴油機(jī)機(jī)體組主要由氣缸體、氣缸蓋、氣缸蓋襯墊以及油底殼等組成。各運(yùn)動(dòng)件的潤(rùn)滑和受熱、機(jī)體的冷卻也都要通過(guò)機(jī)體組來(lái)實(shí)現(xiàn)。：氣缸體的功用是柴油機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)的裝配基體，所有其他零部件和輔助系統(tǒng)均裝置于集體的內(nèi)外。由于6200柴油機(jī)是水冷式，氣缸體還包括曲軸箱。 根據(jù)氣缸體與油底殼安裝平面的位置不同，通常氣缸體分為一般式、龍門式和隧道式。這種氣缸體優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體高度小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工，曲軸拆裝方便；缺點(diǎn)是剛度和強(qiáng)度較差。它的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度和剛度都好，能承受較大的機(jī)械負(fù)荷；但其缺點(diǎn)是工藝性較差，結(jié)構(gòu)笨重，加工較困難。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好，但其缺點(diǎn)是加工精度要求高，工藝性較差，曲軸拆裝不方便。滿足曲軸強(qiáng)度和剛度好的情況下，結(jié)構(gòu)緊湊、便于加工維修，應(yīng)盡可能的減小整機(jī)尺寸和質(zhì)量。此次將采用龍門式機(jī)體(如圖2－1所示），其特點(diǎn)是油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心。　　　　　　　　　　?。簹飧滋追譃楦墒健袷胶蜔o(wú)缸套式氣缸套三種。但成本較高。優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體剛度大，氣缸中心距小，質(zhì)量輕，加工工藝簡(jiǎn)單。 濕式氣缸套外壁與冷卻液直接接觸，壁厚5～8mm，利用上下定位環(huán)帶實(shí)現(xiàn)徑向定位，軸向定位靠氣缸套上部凸緣與機(jī)體頂部相應(yīng)的支承面配合實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是機(jī)體剛度差，容易漏水。 氣缸套材料為： 氣缸套材料：應(yīng)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性和耐熱耐腐蝕性、保油性和潤(rùn)滑性。　?。簹飧咨w的主要功用是密封氣缸的上部，與活塞、氣缸等共同構(gòu)成燃燒室，同時(shí)氣缸蓋也為其他零部件提供安裝位置。為了保證氣缸的良好密封，氣缸蓋既不能損壞，也不能變形。為了使氣缸蓋的溫度分布盡可能的均勻，避免進(jìn)、排氣門座之間發(fā)生熱裂紋，應(yīng)對(duì)氣缸蓋進(jìn)行良好的冷卻。要求其有足夠的強(qiáng)度、良好的 耐熱性；同時(shí)材料還應(yīng)具有良好的澆鑄工藝性。觸火面形狀應(yīng)符合圖紙要求。受壓面和各種道腔應(yīng)分別符合規(guī)定的壓力試驗(yàn)要求，各安裝座孔尺寸、形狀都應(yīng)符 合精度要求。氣缸直徑在 400mm 以下的氣缸蓋材料多用。氣缸蓋的形式的選擇：由于本次采用凸輪軸上置式，為了使結(jié)構(gòu)緊湊，整體長(zhǎng)度較小，故選用整體式，其特點(diǎn)是其特點(diǎn)是氣缸蓋剛度大，且在備件儲(chǔ)存、修理用制造等方面比較優(yōu)越。：柴油機(jī)燃燒室的功用是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。 本次設(shè)計(jì)采用直噴式。其功用是保持氣缸密封不漏氣，冷卻液和機(jī)油不泄漏保持。所以氣缸襯墊應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度，并且要耐壓、耐熱和耐腐蝕。按所用材料的不同，氣缸襯墊可分為金屬—石棉襯墊、金屬—復(fù)合材料襯墊和全金屬襯墊等多種?！　。浩涔τ檬莾?chǔ)存機(jī)油、保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。 油底殼的選用：油底殼一般用薄鋼板沖壓或用鑄鐵?！∏B桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。曲柄連桿機(jī)構(gòu)由活塞組、連桿組和曲軸飛輪組等零件組成。其工作條件極為惡劣，它是在高溫、高負(fù)荷、高速運(yùn)動(dòng)、潤(rùn)滑不良以及冷卻困難等情況下工作的?！　』钊浩涔τ檬浅惺軞怏w壓力，并通過(guò)活塞銷和連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)，活塞頂部還是燃燒室的組成部分?；钊牧系倪x用：為滿足上面的基本要求，活塞材料宜采用質(zhì)輕和導(dǎo)熱性能好的輕合金。為了滿足高強(qiáng)度化程度柴油機(jī)的需要，還要求進(jìn)一步提高活塞的高溫強(qiáng)度和高溫硬度，活塞一般都采用高強(qiáng)度共晶硅鋁合金，故本次設(shè)計(jì)應(yīng)采用共晶硅鋁合金?！　。?）活塞頂部 其功用是承受氣體壓力，它是燃燒室的組成部分，其形狀、位置、大小都和燃燒室的具體形式有關(guān)，都是為滿足可燃混合氣形成和燃燒的要求，其頂部形狀可分為三大類，平頂活塞、凸頂活塞、凹頂活塞。 活塞頂部的選型：采用凹頂式活塞。實(shí)驗(yàn)表明，采用熱涂層材料（TBGS）處理活塞表面，不僅柴油機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲小，馬力強(qiáng)，燃料消耗低。從而改善后燃，降低熱負(fù)荷，改善排放。　?。?）活塞頭部：指第一道活塞環(huán)槽到活塞銷孔以上部分。它有數(shù)道環(huán)槽，用以安裝活塞環(huán)，起密封作用。從活塞頂部開(kāi)始，第一道安裝氣環(huán)，第二道安裝氣環(huán)，弟三道環(huán)安裝油環(huán)。其功用為對(duì)活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力。其特點(diǎn)為： 　　 1）質(zhì)量輕，比全裙式活塞輕 10％～20％，適應(yīng)高速發(fā)動(dòng)機(jī)減小往復(fù)慣性力的需要。 　　3）能夠避免與曲軸平衡重發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉?；钊h(huán)：本設(shè)計(jì)采用兩道氣環(huán)，一道油環(huán)。高速以及潤(rùn)滑困難的條件下工作的活塞環(huán)，是發(fā)動(dòng)機(jī)所有零件中工作壽命最短的，活塞環(huán)槽的磨損是影響活塞使用壽命的重要因素。油環(huán)是刮除氣缸壁上多余的機(jī)油，并在氣缸壁面上涂布一層的機(jī)油膜，防止了機(jī)油竄入氣缸燃燒，又可以減小活塞、活塞環(huán)與氣缸壁的磨損和摩擦阻力。 活塞銷：活塞銷的功用是連接活塞和連桿小頭，并把活塞承受的氣體壓力傳給連桿。所以活塞銷一般都做成空心圓柱體，本次設(shè)計(jì)采用兩段截錐與一段圓柱組合結(jié)構(gòu)。另外，活塞銷與活塞銷座孔和連桿小端孔配合采用浮動(dòng)式。 　 　連桿組的設(shè)計(jì) 連桿組包括連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸承等零件?！　∵B桿體：連桿分為三個(gè)部分：連桿小頭 、連桿桿身 和連桿大頭（包括連桿蓋)等。工作中活塞頂面所受氣體壓力由連桿傳給曲軸， 將往復(fù)機(jī)械功變?yōu)榍S轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。為了潤(rùn)滑活塞銷與襯套，在小頭和襯套上銑 有油槽或鉆有油孔以收集發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)飛濺上來(lái)的潤(rùn)滑油并用以潤(rùn)滑。在前在活塞銷設(shè)計(jì)中，小頭與活塞銷連接，其方式都是采用全浮式。其特點(diǎn)是活塞銷在連桿小頭孔和活塞銷孔中轉(zhuǎn)動(dòng)，可以保證活塞銷沿圓周磨損均勻。　　　3）連桿大頭 連桿大頭除應(yīng)具有足夠的剛度外，還應(yīng)外形尺寸小，質(zhì)量輕，拆卸發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)能從氣缸上端取出。連桿大頭的連接形式有平切式和斜切式：如圖22所示：　　　　　　　　　　　　　　圖22　連桿的連接形式 本次設(shè)計(jì)采用斜切式，一般柴油機(jī)由于曲柄銷直徑較大，因此連桿大頭的外形尺寸相應(yīng)較大，為了拆裝方便，必須采用斜切口連桿。斜切口連桿的連桿螺栓由于承受較大的剪切力而容易發(fā)生疲勞破壞。 連桿的材料選擇：由于連桿大小端軸承與活塞銷（或十字頭銷）及曲柄銷產(chǎn)生摩擦磨損。在連桿擺動(dòng)平面（柴油機(jī)的橫向）內(nèi)的彎曲比 另一方向的彎曲要大些。連桿組件必須具備足夠的剛度和抗沖擊疲勞強(qiáng)度，同時(shí)盡可能質(zhì)量輕，連桿軸承應(yīng)耐磨可靠，連桿螺栓應(yīng)有較高疲勞強(qiáng)度和聯(lián)接可靠。 　　連桿軸瓦：其功用是承載連桿軸頸和曲軸軸頸所施加的作用力、保持油膜穩(wěn)定、使軸承平穩(wěn)地工作并減少摩擦損失。 　 軸瓦的選型：本次設(shè)計(jì)的采用薄壁白合金軸瓦，白合金具有較好的表面性能（抗咬 合性、嵌藏性和順應(yīng)性等）、耐腐蝕和耐磨性能。本設(shè)計(jì)連桿螺栓采用40Cr，經(jīng)調(diào)質(zhì)后滾壓螺紋，表面進(jìn)行防銹處理?！∏S飛輪組的設(shè)計(jì) 曲軸飛輪組由曲軸、主軸瓦、飛輪、飛輪螺栓、皮帶輪、正時(shí)齒輪、扭轉(zhuǎn)減振器、啟動(dòng)抓組成，如圖所示，其功用是將動(dòng)力輸出。本設(shè)計(jì)采用球墨鑄鐵材料，因?yàn)榍蚰T鐵具有成本低，耐磨性好，吸振能力強(qiáng)，缺口敏感性低，抗扭疲勞強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。正火可提高曲軸的疲勞強(qiáng)度和耐磨性。三道主軸瓦寬度相同可以通用。本次設(shè)計(jì)采用鋼背式，材料為低錫合金?！　∏S扭轉(zhuǎn)減振器：其功用是吸收曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能量，使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，可靠工作。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、工作可靠?！　★w輪的設(shè)計(jì)：其功用是將在作功行程中輸入于曲軸的功能的一部分貯存起來(lái)，用以在其他行程中克服阻力，帶動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)越過(guò)上、下止點(diǎn)，保證曲軸的旋轉(zhuǎn)角速度和輸出轉(zhuǎn)矩盡可能均勻，并使發(fā)動(dòng)機(jī)有可能克服短時(shí)間的超載荷，同時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給離合器。飛輪材料的選用：飛輪應(yīng)質(zhì)量盡可能小的前提下具有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，輪緣做的寬而厚。飛輪外緣上的齒圈采用熱壓配。 　 　配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 配氣機(jī)構(gòu)的功用是按照發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉氣缸的進(jìn)、排氣門，使新鮮空氣(柴油機(jī))得以及時(shí)進(jìn)入氣缸，廢氣得以及時(shí)從氣缸排出。JX493型柴油機(jī)采用氣門式配氣機(jī)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)氣門式配氣機(jī)構(gòu)。　　氣門：氣門的功用是燃燒室的組成部分，是氣體進(jìn)、出燃燒室通道的開(kāi)關(guān)，承受沖擊力、高溫沖擊、高速氣流沖擊。本次設(shè)計(jì)采用氣門頂置式，其特點(diǎn)是具有氣門升程大、氣門間隙調(diào)整方便，并且曲軸與凸輪軸轉(zhuǎn)速之比為2：1?！　∶扛讱忾T數(shù)：本次設(shè)計(jì)采用兩氣門。進(jìn)氣門頭部直徑比排氣門大15％～30％，目的是增大進(jìn)氣門通過(guò)斷面面積，減小進(jìn)氣阻力，增加進(jìn)氣量。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，受熱面積小，進(jìn)、排氣都采用這種，另外，進(jìn)氣門：一般為30176。排氣門：一般為45176?！　忾T材料：由于氣門是高溫、高速、沖擊大、潤(rùn)滑條件很差下的條件下工作的。本次進(jìn)氣門一般用中碳合金鋼鉻鋼制造?！　忾T桿：其功用為為氣門的運(yùn)動(dòng)傳遞。由于其工作溫度較高，潤(rùn)滑困難，易磨損，容易斷，因此較高的加工精度，表面經(jīng)過(guò)熱處理和磨光，保證同氣門導(dǎo)管的配合精度和耐磨性。 接受氣門傳來(lái)的熱量。因此在氣門座鑲嵌氣門座圈可以延長(zhǎng)氣缸蓋的使用壽命?！　忾T導(dǎo)管：其功用是為氣門的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，保證氣門直線運(yùn)動(dòng)兼起導(dǎo)熱作用。所以選用用含石墨較多的合金鑄鐵材料。由于兩缸柴油機(jī)容易發(fā)生共