jx493柴油機(jī)總體設(shè)計(jì)及曲軸詳細(xì)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文絕對(duì)

1、<p>　　密級(jí)： </p><p><b>　　科學(xué)技術(shù)學(xué)院</b></p><p>　　NANCHANG UNIVERSITY COLLEGE OF</p><p>　　SCIENCE AND TECHNOLOGY </p><p>　　學(xué) 士 學(xué) 位 論 文</p><

2、;p>　　THESIS OF BACHELOR</p><p>　　題 目：JX493柴油機(jī)總體設(shè)計(jì)及曲軸詳細(xì)設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 科 部： 理工學(xué)科部 </p><p>　　專 業(yè)： 車輛工程（汽車及應(yīng)用） </p><p>　　班

3、 級(jí)： 07車輛 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 70129xxxxx </p><p>　　學(xué)生姓名： xxx 　 　 </p><p>　　指導(dǎo)教師： XXX

4、 　　 </p><p>　　起訖日期： 2011年3月－2011年5月　　 　　 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘　要...................................................................I Abstract

5、.............................................................. II </p><p>　　緒論 .............................................................1</p><p>　　1.1 選題的依據(jù)及意義...............................

6、...................1　</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) .........................................1　 </p><p>　　1.3 JX493型柴油機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù).............................................2 </p><p>　　

7、第二章 JX493型柴油機(jī)總體設(shè)計(jì) ............................................3　 </p><p>　　2.1 機(jī)體組的設(shè)計(jì) .....................................................3</p><p>　　2.2曲柄連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ..............................

8、..................5　　 </p><p>　　2.3 配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ...................................................10</p><p>　　2.4 柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng) ...............................................12</p><p>　　

9、2.5 柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .............................. ...............13　　 </p><p>　　2.6 潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ...................................................13</p><p>　　2.7 啟動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ...............................

10、.....................14</p><p>　　2.8 總體布置方案設(shè)計(jì) ..................................................14</p><p>　　第三章 JX493型柴油機(jī)曲軸詳細(xì)設(shè)計(jì)........................................15 </p><p>　　

11、3.1 曲軸設(shè)計(jì)概述 ......................................................15</p><p>　　3.2 曲軸的設(shè)計(jì) ........................................................16</p><p>　　3.3曲軸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 ..........................

12、......................20</p><p>　　設(shè)計(jì)總結(jié). ............................................................36</p><p>　　參考文獻(xiàn) ..............................................................36</p>&

13、lt;p>　　謝 辭 ...............................................................37</p><p>　　JX493柴油機(jī)總體設(shè)計(jì)及曲軸詳細(xì)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　[摘要]：</b></p><p>　　近幾年來(lái)，由于經(jīng)濟(jì)體制的改革和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城區(qū)物

14、流行業(yè)蓬勃發(fā)展，對(duì)輕型卡車和商務(wù)車的需求量與日俱增，這給輕型車用柴油機(jī)帶來(lái)了無(wú)限商機(jī)。原機(jī)型主要用于城市間的長(zhǎng)距離運(yùn)輸，對(duì)于城市交通路況需要重新設(shè)定參數(shù)，以改善燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能。</p><p>　　柴油機(jī)的總體布置和各附件的布置對(duì)內(nèi)燃機(jī)的外形尺寸和工作可靠性、使用方便性都有很大的影響。應(yīng)在保證拆裝、維修方便的前提下，盡可能直接可靠地固定在機(jī)體和氣缸蓋上，并且不使任何附件過(guò)于突出。盡量不用外接的機(jī)油管和冷卻液

15、管，而采用在零件上開(kāi)通道代替，以減少泄露的可能。減少零件數(shù)不僅改善了其可靠性，而且有利于降低成本。對(duì)本課題對(duì)曲軸進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和分析驗(yàn)算,并給出了合理的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　[關(guān)鍵詞]：JX493 交通運(yùn)輸 四缸 柴油機(jī) 曲軸 設(shè)計(jì)</p><p>　　A holistic design of the JX493 diesel and its Crankshaft d

16、esign</p><p>　　[Abstract]：</p><p>　　In recent years, because of the economic system reform and the rapid development of market economy, urban logistics industry of booming development, the deman

17、d for light trucks and MPV for small increases, the great opportunities brought by diesel engines. The original machine is mainly used for long distance transportation between the cities, for the urban traffic traffic re

18、set the parameter to improve fuel economy and emission performance.</p><p>　　The overall arrangement and diesel engines of layout of the attachment of internal-combustion engine size and shape the working re

19、liability, use convenient has very big effect. Should keep tear open outfit, convenient maintenance, directly under the premise of as much as possible in the body and reliable fixed on the cylinder head, and not to any a

20、ccessories too outstanding. As far as possible need not external oil pipe and cooling liquid pipe, and use in parts of the open road, in order to redu</p><p>　　[Keywords]：JX493 , Transportation , Four cylind

21、ers , diesel , Crankshaft , Design</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1　選題的依據(jù)及意義</p><p>　　JX493柴油機(jī)是江鈴發(fā)動(dòng)機(jī)廠生產(chǎn)的自主品牌發(fā)動(dòng)機(jī)，是在引進(jìn)日本五十鈴4JB1柴油機(jī)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的，主要用于1-2t小型卡車、貨車及轎車，同時(shí)也用于發(fā)電機(jī)組、叉車、拖拉

22、機(jī)和小型船舶。</p><p>　　由于最近幾年經(jīng)濟(jì)體制的改革和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城區(qū)物流行業(yè)蓬勃發(fā)展，對(duì)輕型卡車和商務(wù)車的需求量與日俱增，這給輕型車用柴油機(jī)帶來(lái)了無(wú)限商機(jī)。原機(jī)型主要用于城市間長(zhǎng)距離運(yùn)輸，對(duì)于城市交通路況需要重新設(shè)定參數(shù)，以改善燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性。</p><p>　　內(nèi)燃機(jī)的外形尺寸和工作可靠性、使用方便性都受柴油機(jī)的總體布置和各附件的布置的很大影響。應(yīng)在保證拆裝、維

23、修方便的前提下，盡可能直接可靠地固定在機(jī)體和氣缸蓋上，并且不使任何附件過(guò)于突出。盡量不用外接的機(jī)油管和冷卻液管，而采用在零件上開(kāi)通道代替，以減少泄露的可能。減少零件數(shù)不僅改善了其可靠性，而且有利于降低成本。對(duì)本課題對(duì)曲軸進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和分析驗(yàn)算,并給出了合理的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　1.2　國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　?。ㄒ唬?、國(guó)外柴油機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展</p

24、><p>　　現(xiàn)代的調(diào)整高性能柴油機(jī)由于熱效率比汽油機(jī)高、污染物排放比汽油機(jī)少， 作為汽車動(dòng)力應(yīng)用日益廣泛。西歐國(guó)家不但載貨汽車和客車使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)， 而且轎車采用柴油機(jī)的比例也相當(dāng)大。最近， 美國(guó)聯(lián)邦政府能源部和以美國(guó)三大汽車公司為代表的美國(guó)汽車研究所理事會(huì)正在開(kāi)發(fā)新一代經(jīng)濟(jì)型轎車同樣將柴油機(jī)作為動(dòng)力配置。 </p><p>　　下面是國(guó)外柴油機(jī)應(yīng)用的一些先進(jìn)技術(shù)：</p>&

25、lt;p>　　共軌。國(guó)外柴油機(jī)目前一般采用共軌新技術(shù)、四氣門技術(shù)和渦輪增壓中冷技術(shù)相結(jié)合，使發(fā)動(dòng)機(jī)在性能和排放限值方面取得較好成效，能滿足歐3排放限值法規(guī)的要求。</p><p>　　高壓噴射和電控噴射技術(shù)。高壓噴射和電控噴射技術(shù)是目前國(guó)外降低柴油機(jī)排放的重要措施之一，高壓噴射和電控噴射技術(shù)的有效采用，可使燃油充分霧化，各缸的燃油和空氣混合達(dá)到最佳，從而降低排放，提高整機(jī)（車）性能。</p>

26、<p>　　增壓中冷技術(shù)。采用渦輪增壓增加柴油機(jī)的空氣量，提高燃燒的過(guò)量空氣因數(shù)是降低大負(fù)荷工況排氣煙度、PM 排放量以及燃油消耗的有效措施。有效的空—空中冷系統(tǒng)，可使增壓空氣溫度下降到50℃以下，有助于NOX的低排放和PM的下降，故目前重型車用柴油機(jī)普遍是增壓中冷，不僅有助于低排放而且燃油經(jīng)濟(jì)性良好。此外，渦輪前排氣旁通閥的應(yīng)用，不僅能降低PM和CO排放，還可以改善渦輪增壓柴油機(jī)的瞬態(tài)性能和低速扭矩。</p>

27、<p>　　排氣再循環(huán)（EGR）技術(shù)的應(yīng)用。EGR 是目前發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)內(nèi)燃機(jī)中普遍采用的技術(shù)，其工作原理是將少量廢氣引入氣缸內(nèi)，這種不可再燃燒的 CO2 及水蒸汽廢氣的熱容量較大，能使燃燒過(guò)程的著火延遲期增加，燃燒速率變慢，缸內(nèi)最高燃燒溫度下降，破壞 NOX 的生成條件。EGR技術(shù)可使機(jī)動(dòng)車NOX排放明顯降低，但對(duì)重型車用柴油機(jī)而言，目前傾向于使用中冷EGR技術(shù)，因?yàn)槠洳粌H能明顯降低NOX，還能保持其他污染物的低水平。<

28、/p><p>　　后處理技術(shù)。柴油機(jī)后處理的目標(biāo)是進(jìn)一步改善PM和NOX排放。 目前主要采用加裝氧化型催化轉(zhuǎn)化器和研究開(kāi)發(fā) NOX 催化轉(zhuǎn)化器以及具有良好再生能力的微粒捕集器。</p><p>　　柴油柴油的生產(chǎn)和貯存條件，是保證柴油發(fā)動(dòng)機(jī)（車）正常運(yùn)轉(zhuǎn)延長(zhǎng)使用壽命和保持低排放的重要保證。 例如瑞典的一級(jí)柴油使用中可減少CO排放達(dá)54%，HC 和 NOX 排放達(dá)10%，PM 排放減少14%～4

29、7%。 發(fā)達(dá)國(guó)家已普遍使用燃料清凈劑，既能節(jié)省燃料，又能清除積碳、降低排放。</p><p>　　降低機(jī)油消耗。柴油機(jī)排放的顆粒物中，有相當(dāng)一部分來(lái)自餾分較重的機(jī)油的燃燒。 為了滿足日益嚴(yán)格的柴油機(jī)（車）排放限值標(biāo)準(zhǔn)的要求，必須把來(lái)自機(jī)油的燃燒降至最低限度， 即在保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，最大限度地減少機(jī)油的消耗。為了降低柴油機(jī)的機(jī)油消耗， 活塞環(huán)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和制造及缸套間的科學(xué)配置非常重要。</p>

30、<p>　?。ǘ?、我國(guó)柴油機(jī)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展</p><p>　　我國(guó)柴油機(jī)總體技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到國(guó)外80年代末90年代初水平， 一些國(guó)外柴油機(jī)近幾年開(kāi)始采用的排放控制技術(shù)在少數(shù)國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)上也有應(yīng)用。但我國(guó)柴油機(jī)產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展仍然面臨著許多問(wèn)題。</p><p>　　我國(guó)重型柴油車的產(chǎn)量在逐年增加，中型、輕型車柴油化步伐也在加快，但在微型汽車、轎車領(lǐng)域，柴油車所占比例仍為零。

31、而另一方面，我國(guó)中型柴油機(jī)市場(chǎng)已呈現(xiàn)供大于求，輕型柴油機(jī)市場(chǎng)也趨向飽和，但骨干企業(yè)正在生產(chǎn)的多數(shù)產(chǎn)品從技術(shù)角度已應(yīng)是淘汰產(chǎn)品，發(fā)展?jié)摿Σ淮蟆?lt;/p><p>　　現(xiàn)在，我國(guó)柴油機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，整體技術(shù)水平落后于國(guó)際先進(jìn)水平10至20年， 也落后于國(guó)內(nèi)車用汽油機(jī)的發(fā)展，還不具備完整的全新柴油機(jī)產(chǎn)品和關(guān)鍵零部件開(kāi)發(fā)能力。 許多國(guó)外已經(jīng)普遍采用的技術(shù)在我國(guó)仍處于研究階段，有些甚至仍是空白。</p><

32、;p>　　我國(guó)柴油機(jī)技術(shù)落后、產(chǎn)品質(zhì)量差以及車輛使用中維修保養(yǎng)措施不力，導(dǎo)致低性能、高排放柴油車在使用中對(duì)城市環(huán)境和大氣質(zhì)量造成不良影響，使社會(huì)產(chǎn)生"厭柴"心理。</p><p>　　柴油品質(zhì)差、柴油標(biāo)準(zhǔn)的制修訂嚴(yán)重滯后于汽車工業(yè)發(fā)展的需要，對(duì)柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及各種新技術(shù)、改善柴油機(jī)排放措施的應(yīng)用造成障礙。</p><p>　　專家指出，應(yīng)逐步減少行政干預(yù)，加強(qiáng)

33、宏觀調(diào)控。不同類型車輛均應(yīng)以滿足法規(guī)為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)支持技術(shù)先進(jìn)柴油車的使用； 加大對(duì)柴油機(jī)的科技投入，開(kāi)展重點(diǎn)科技項(xiàng)目攻關(guān)工作； 采取切實(shí)可行的措施以提高車用柴油的品質(zhì)， 并盡快制定車用柴油標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　國(guó)內(nèi)外知名汽車專家們呼吁：應(yīng)當(dāng)用一分為二的觀點(diǎn)來(lái)看待各種車用動(dòng)力的發(fā)展，以完善的法規(guī)、科學(xué)的政策引導(dǎo)車輛的使用，以是否滿足標(biāo)準(zhǔn)限值作為衡量一個(gè)產(chǎn)品能否在市場(chǎng)銷售的唯一標(biāo)。我國(guó)柴油機(jī)技術(shù)的攻關(guān)重點(diǎn)應(yīng)

34、放在電控技術(shù)、 排放后處理技術(shù)、整機(jī)開(kāi)發(fā)和匹配技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)研究和材料開(kāi)發(fā)上；把高速公路使用8噸以上柴油載貨車作為我國(guó)柴油車發(fā)展的重點(diǎn)，并為發(fā)展柴油轎車做好前期準(zhǔn)備。</p><p>　　1.3　JX493型柴油機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p><b>　　預(yù)期達(dá)到性能指標(biāo)為</b></p><p>　　進(jìn)氣方式:自然吸氣

35、 氣缸數(shù)－缸徑×沖程:4-93mm×102mm </p><p>　　柴油機(jī)類型:水冷 四沖程 直列式 頂置式氣門 </p><p>　　壓縮比:18.2 電機(jī)停止方式:燃油控制系統(tǒng) </p><p>　　輸出功率:57千瓦/3600 轉(zhuǎn) 最大扭矩:172牛米/2000轉(zhuǎn) </

36、p><p>　　怠速:750轉(zhuǎn) 最大空轉(zhuǎn):4200轉(zhuǎn) </p><p>　　全負(fù)荷最低燃油消耗率:224g/kwh </p><p>　　在滿足上述性能指標(biāo)的前提下進(jìn)行JX493型柴油機(jī)的總體設(shè)計(jì)。</p><p>　　在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行曲軸的詳細(xì)設(shè)計(jì)。</p><p>　　

37、第二章 JX493型柴油機(jī)總體設(shè)計(jì)</p><p>　　柴油機(jī)的總體布置和各附件的布置對(duì)內(nèi)燃機(jī)的外形尺寸和工作可靠性、使用方便性都有很大的影響。應(yīng)在保證拆裝、維修方便的前提下，盡可能直接可靠地固定在機(jī)體和氣缸蓋上，并且不使任何附件過(guò)于突出。盡量不用外接的機(jī)油管和冷卻液管，而采用在零件上開(kāi)通道代替，以減少泄漏的可能。減少零件數(shù)不僅改善了其可靠性，而且有利于降低成本。對(duì)本課題可以從以下方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p&g

38、t;<p>　　2.1 機(jī)體組的設(shè)計(jì)</p><p>　　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。機(jī)體組是發(fā)動(dòng)機(jī)的支架，是曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)主要零件的裝配基體。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)。因此可以說(shuō)機(jī)體組把柴油機(jī)的各種機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成為一個(gè)整體，保持了它們之間必要的相互關(guān)系。</p><p>　　2.1.1氣缸

39、體：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。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，機(jī)體承受拉、壓、彎、扭等不同形式的機(jī)械負(fù)荷，氣缸工作表面由于經(jīng)常與高溫、高壓的燃?xì)庀嘟佑|，且有活塞在其中作調(diào)整往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以氣缸體應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，且具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕的性能，并應(yīng)對(duì)氣缸進(jìn)行適當(dāng)冷卻，以免機(jī)體損壞和變形。由于JX493柴油機(jī)是水冷式，氣缸體還包括曲軸箱。是柴油機(jī)最重的零件，應(yīng)該力求結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕，以

40、減小整機(jī)的尺寸和質(zhì)量。 </p><p>　　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。</p><p>　　一般式氣缸體特點(diǎn)是油底殼安裝平面和曲軸旋轉(zhuǎn)中心在同一高度。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。</p><p>　　龍門式氣缸體其特點(diǎn)是油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心

41、。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。</p><p>　　隧道式氣缸體這種形式的氣缸體曲軸的主軸承孔為整體式，采用滾動(dòng)軸承，主軸承孔較大，曲軸從氣缸體后部裝入。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。</p><p>　　根據(jù)以上特點(diǎn)我們將采用龍門式氣缸體，氣缸體材料選用灰鑄鐵。<

42、/p><p>　　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。此次設(shè)計(jì)的氣缸數(shù)為4缸，采用直列式布置（直列式氣缸體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易）。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。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?！　　　　　　　　　　?lt;/p><p>　　2.1.2氣缸套的選用：氣缸套分為干式、濕式和

43、無(wú)缸套式氣缸套三種。無(wú)氣缸套式機(jī)體即不鑲嵌任何氣缸套的機(jī)體，在機(jī)體上直接加工出氣缸，優(yōu)點(diǎn)是可以縮短氣缸中心距，使機(jī)體尺寸和質(zhì)量減小。但成本較高。 </p><p>　　干式氣缸套不與冷卻液接觸，壁厚為2～3mm，外表面和氣缸套座孔內(nèi)表面均須精加工，以保證必要的位型精度和便于拆裝。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。缺點(diǎn)是傳熱較差，溫度分布不均勻，容易發(fā)生局部形變。 </p><

44、;p>　　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)。濕式氣缸套的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體上沒(méi)有密封水套，容易鑄造，傳熱好，溫度分布比較均勻，修理方便，不必將發(fā)動(dòng)機(jī)從汽車上拆下就可更換氣缸套。缺點(diǎn)是機(jī)體剛度差，容易漏水。</p><p>　　根據(jù)以上特點(diǎn)我們將采用濕式氣缸套。</p><p>　　氣缸套結(jié)構(gòu)尺

45、寸及材料為：</p><p>　　(1)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。本機(jī)選用價(jià)格低廉，并且的到廣泛應(yīng)用的鑄鐵作為材料。</p><p><b>　　(2)主要尺寸:</b></p><p>　　1）凸緣高度 h=(0.06-0.08)D 取h=8mm</p><p&g

46、t;　　2）氣缸壁厚δ = (0.035-0.068)D 取δ=7mm毫米 </p><p>　　3）氣缸套長(zhǎng)度 L=（1.40-2.20 )S 取L＝220mm</p><p>　　2.1.3氣缸蓋：氣缸蓋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。承受氣體力和緊固氣缸蓋螺栓所造成的機(jī)械負(fù)荷，同時(shí)還由于與高溫燃?xì)饨佑|而承受很

47、高的熱負(fù)荷。為了保證氣缸的良好密封，氣缸蓋既不能損壞，也不能變形。為此氣缸蓋應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。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。</p><p>　　氣缸蓋是一個(gè)負(fù)荷嚴(yán)重而結(jié)構(gòu)又十分復(fù)雜的重要機(jī)件。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。氣缸蓋的結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的剛性。觸火面形狀應(yīng)符合圖紙要求。有足夠圓弧過(guò)度且光潔完整

48、。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。尤其是各個(gè)閥座孔與閥錐面應(yīng)保持良好的密封狀態(tài)。氣缸直徑在 400mm 以下的氣缸蓋材料多用。</p><p>　　氣缸蓋的材料及的選擇：由于發(fā)動(dòng)機(jī)缸徑為93mm，小于400mm，因此選用灰鑄鐵作為氣缸蓋材料。</p><p>　　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

49、，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。但其在縮小中心距方面受到一定的限制。</p><p>　　2.1.4燃料室：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。是在高溫、高負(fù)荷下工作，承受著氣體力、慣性力產(chǎn)生的靜載荷和振動(dòng)負(fù)荷，同時(shí)受到熱應(yīng)力和熱腐蝕的作用。 </p><p>　　燃燒室的選擇：由于深盆型燃燒

50、室能將活塞頂上的凹坑加深，凹坑口徑縮小，形成有渦流的深坑形燃燒室。與淺盆型燃燒室相比，深ω型 燃燒室對(duì)燃油系統(tǒng)要求降低，由于利用進(jìn)氣渦流加強(qiáng)混 合氣形成，使空氣利用率大大提高，一般過(guò)量空氣系數(shù)在 1.3—1.5，并保持燃油消耗率低和起動(dòng)容易的優(yōu)點(diǎn)，所以在小型高速柴油機(jī)上獲得廣泛應(yīng)用。由于JX493型柴油機(jī)采用優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度灰鑄鐵鑄造而成的整體式氣缸蓋。為了與氣缸蓋形成的燃燒室能夠使柴油燃燒更充分。燃燒室形狀采用深ω形燃燒室，其特點(diǎn)是

51、其特點(diǎn)是動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和起動(dòng)性好，適合于高速柴油機(jī)需求。但其最高燃燒溫度與壓力高、工作粗暴、NOx和碳煙排放高，且對(duì)轉(zhuǎn)速變化敏感。通常用于缸徑為80-140mm之間、轉(zhuǎn)速<4500r/min的發(fā)動(dòng)機(jī)。　　　　　　　　　　　　　　</p><p>　　2.1.5氣缸襯墊：氣缸襯墊是機(jī)體頂面與氣缸蓋底面之間的密封件。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。氣缸襯墊的工作條件是承受擰緊氣缸蓋螺栓時(shí)造成

52、的壓力，并受到氣缸內(nèi)燃燒氣體高溫、高壓的作用以及機(jī)油和冷卻液的腐蝕。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。另外，還需要有一定的彈性，以補(bǔ)償機(jī)體頂面和氣缸蓋底面的粗糙度和不平行度以及發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)反復(fù)出現(xiàn)的變形。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。眾所周知，石棉是有毒材料，而全金屬襯墊價(jià)格昂貴，這里我將選用金屬—復(fù)合材料襯墊，并且它具有強(qiáng)度高，密封效果好。它的結(jié)構(gòu)如圖2－

53、2所示：</p><p>　　2.1.6油底殼：其功用是儲(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。油底殼底部還裝有放油螺塞，通常放油螺塞上裝有永久磁鐵，以吸附潤(rùn)滑油中的金屬屑，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損。</p><p>　　油底殼的選用：油底殼一般用薄鋼板沖壓或用鑄鐵。本次設(shè)計(jì)采用鑄鐵材料，因?yàn)樗哂袕?qiáng)度和剛度大，不易變形，且密封性好、磨損少。</p><

54、p>　　2.2　曲柄連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　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)。其功用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將作用于活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)動(dòng)螺旋桿轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　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。</p><p>　　2.2.1　活塞組：活塞組由活塞、活塞環(huán)和活塞銷組成，是活塞式

55、內(nèi)燃機(jī)中的重要組件。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。在保證強(qiáng)度和剛度足夠的前提下， 針對(duì)以上的工作條件，活塞盡可能減輕質(zhì)量；盡量減少活塞頂從燃燒氣體吸收熱量，又能盡快地將所吸收的熱量散走， 防止活塞過(guò)熱；既要保證燃燒室良好的氣密性，又應(yīng)盡可能減少活塞組的摩擦損失；摩擦副具有良好的潤(rùn)滑、較小的磨損以及較少的潤(rùn)滑油消耗量。</p><p>　　1、活塞：其功用是承

56、受氣體壓力，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。它應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，傳力可靠；導(dǎo)熱性能好，要耐高壓、耐高溫、耐磨損；質(zhì)量小，重量輕，盡可能地減小往復(fù)慣性力；耐熱的活塞頂及彈性的活塞裙；活塞與氣缸壁間有較小的摩擦系數(shù)。</p><p>　　活塞材料的選用：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。同時(shí)，還要求其熱強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好，因此鋁合金就成了現(xiàn)代柴油機(jī)活塞的

57、首選材料。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。</p><p>　　活塞的結(jié)構(gòu)：活塞可分為三部分，活塞頂部、活塞頭部和活塞裙部。</p><p>　?。?）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

58、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。本次設(shè)計(jì)采用凹頂式活塞。</p><p>　　活塞頂部的選型：采用凹頂式活塞并且具有ω型燃燒室。其特點(diǎn)是有利于可燃混合氣的燃燒；提高壓縮比，防止碰氣門；為了提高鋁合金活塞頂?shù)哪蜔嵝?，此方案在活塞表面采用涂層材料（TBGS），因而起到了熱阻的作用，降低冷卻帶走的熱損失、減少了冷卻水量，從而發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和重量得到減小。實(shí)驗(yàn)表明，采用熱涂層材料（TBGS）處理

59、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。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)涂有柴油機(jī)隔熱涂層的柴油機(jī)部件在點(diǎn)火過(guò)程中產(chǎn)生了兩個(gè)主要變化：</p><p>　　1)首先縮短了預(yù)燃期。從而改善后燃，降低熱負(fù)荷，改善排放。</p><p>　　2)其次點(diǎn)火時(shí)產(chǎn)生的峰值明顯減小, 從而減少了氮氧化合物和未燃燒的碳?xì)浠?合物，使油煙進(jìn)一步完全氧化同時(shí)還可以減少由排出尾氣而帶走的熱量損失，降低煙氣，提高點(diǎn)火

60、效率，節(jié)約燃料。</p><p>　?。?）活塞頭部：指第一道活塞環(huán)槽到活塞銷孔以上部分。其功用為安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸；防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)；將頂部吸收的熱量通過(guò)活塞環(huán)傳給氣缸壁。它有數(shù)道環(huán)槽，用以安裝活塞環(huán)，起密封作用。本次設(shè)計(jì)的活塞有三道環(huán)槽。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)。</p><p>　?。?）活塞裙部：是指從油環(huán)槽下端面起至

61、活塞最下端的部分，它包括裝活塞銷的銷座孔。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。</p><p>　　裙部的選型：本次設(shè)計(jì)采用拖鞋式裙部。</p><p><b>　　其特點(diǎn)為：</b></p><p>　　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。</p><p&g

62、t;　　2）裙部彈性好，可以減小活塞與氣缸的配合間隙。</p><p>　　3）能夠避免與曲軸平衡重發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉。另外，為了減小活塞裙部的熱膨脹量，在活塞裙部開(kāi)縱向膨脹槽和橫向絕熱槽，可使活塞留有膨脹余地。　</p><p>　　2、活塞環(huán)：本設(shè)計(jì)采用兩道氣環(huán)，一道油環(huán)。兩道氣環(huán)的主要功用為了更好的密封，另外也起導(dǎo)熱作用，由于在高溫、高壓。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

63、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。特別是第一道環(huán)槽，為了增強(qiáng)環(huán)槽的耐磨性，在工作表面添加多孔性鉻，為了消除有害的泵油作用，提高表面的接觸應(yīng)力，防止活塞環(huán)在一環(huán)槽內(nèi)上下竄動(dòng)而造成的泵油作用，因此，第二道氣環(huán)采用扭曲環(huán)。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。引外，油環(huán)也起到封氣的輔助作用，為了更好的起到上太作用，本

64、次設(shè)計(jì)第三道油環(huán)采用開(kāi)槽螺旋油環(huán)，它具有提高環(huán)的徑向壓力，保證油環(huán)與氣缸壁均勻而穩(wěn)定的貼合，減少磨損用降低機(jī)油耗量，并具有較高的彈性保持性。</p><p>　　活塞環(huán)結(jié)構(gòu)尺寸：由《柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》確定氣環(huán)、油環(huán)的環(huán)槽軸向高度，氣環(huán)高度取2.4mm，油環(huán)高度取6.5mm。由于氣環(huán)和油環(huán)應(yīng)有相應(yīng)的間隙，則第一道環(huán)槽2.45mm,第二道環(huán)槽2.5mm，第三道環(huán)7.0mm。</p><p>　　

65、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?；钊N在高溫下周期地承受很大的沖擊載荷，其本身又作擺轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而且處于潤(rùn) 滑條件很差的情況下工作，因此，要求活塞銷具有足夠的強(qiáng)度和剛度，表面韌性好，耐磨性好，重量輕。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)。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　</p><p>　　活塞銷的材料及連接方式的選擇：本次設(shè)計(jì)并

66、采用低碳鋼和低碳合金鋼制成，外表面經(jīng)滲碳淬火處理以提高硬度，精加工后進(jìn)行磨光，有較高的尺寸精度和表面光潔度。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。采用浮動(dòng)式銷兩端有防上軸向竄動(dòng)的限位裝置，活塞銷能在連桿襯套和活塞銷座中自由擺動(dòng)，使磨損均勻，這樣不會(huì)擦傷缸套。</p><p>　　活塞銷的尺寸設(shè)計(jì)：1）外徑d=(0.28～0.48)D,取d=40mm；2）內(nèi)徑d0=(0.45～0.65)d,取d0=2

67、0mm；3）長(zhǎng)度l=(0.82～0.88)D,取l=90mm。</p><p>　　2.2.2　連桿組的設(shè)計(jì)</p><p>　　連桿組包括連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸承等零件。其功是傳力，將往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　1、連桿體：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。其結(jié)構(gòu)：連接活塞與曲軸，將活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為

68、曲軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。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。</p><p>　　1） 連桿小頭：小頭是活塞銷的軸承，由于工作時(shí)小頭孔與活塞銷之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以常常在連桿小頭孔中壓入減磨的青銅襯套。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。連桿小頭的連接形式有全浮式和半浮式。在前在活塞銷設(shè)計(jì)中，小頭與活塞銷連接，其方式都是

69、采用全浮式。本次也是采用全浮式。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。</p><p>　　2）連桿桿身 連桿桿身通常做成"I"字形斷面，因?yàn)閯偠却?、質(zhì)量輕、抗彎強(qiáng)度好，大圓弧過(guò)渡，且上小下大，采用壓力法潤(rùn)滑的連桿，桿身中部都制有連通大、小頭的油道。</p><p>　　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

70、輕，拆卸發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)能從氣缸上端取出。連桿大頭是剖分的，連桿蓋用螺栓或螺柱緊固，為使結(jié)合面 在任何轉(zhuǎn)速下都能緊密結(jié)合，連桿螺栓的擰緊力矩必須足夠大。連桿大頭的連接形式有平切式和斜切式：如圖2-3所示：</p><p>　　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。連桿蓋裝合到連桿體上時(shí)須嚴(yán)格定位，以防止連桿蓋橫向位移。斜切口連桿的連桿螺栓由于承

71、受較大的剪切力而容易發(fā)生疲勞破壞。為此，應(yīng)該采用能夠承受橫向力的定位方法。</p><p>　　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。受壓縮載荷時(shí)連桿會(huì)產(chǎn)生縱向彎曲。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。此外由于連桿左右擺動(dòng)角速度周期變化以及產(chǎn)生的擺動(dòng)慣性力矩都增加連桿縱向彎曲的程度，為適應(yīng)受力復(fù)雜和運(yùn)動(dòng)復(fù)雜的惡劣工作條件。連桿組件必須具備足夠的剛

72、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。為此連桿都用優(yōu)質(zhì)鋼材模鍛后加工制造，本次設(shè)計(jì)采用的材料為有35CrM，并采用調(diào)質(zhì)熱和噴丸處理。

73、 </p><p>　　2、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。軸瓦分上、下兩個(gè)半片。</p><p>　　軸瓦的選型：本次設(shè)計(jì)的采用

74、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。</p><p>　　3、連桿螺栓：由于工作時(shí)連桿螺栓承受交變載荷，因此在結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡量增大連桿螺栓的彈性，而在加工方面要精細(xì)加工過(guò)渡圓角，消除應(yīng)力集中，以提高其抗疲勞強(qiáng)度。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。本設(shè)計(jì)取M12的螺紋規(guī)格。2.2.3　曲軸飛輪組的設(shè)計(jì)</p><p

75、>　　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。</p><p>　　1、曲軸：（詳細(xì)見(jiàn)第三章）采用整體式全支承方式（選用這種支承，可以提高曲軸的彎曲強(qiáng)度和剛度，并且減輕了主軸承載荷，減小了磨損）。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)。采用正火處理，正火后硬度為HB24

76、0~320。正火可提高曲軸的疲勞強(qiáng)度和耐磨性。</p><p>　　2、主軸瓦：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，采用鋼背等厚軸瓦，材料為高錫鋁合金。三道主軸瓦寬度相同可以通用。</p><p>　　3、止推軸承：其功用是防止曲軸受軸向力作用而有軸向竄動(dòng)，起軸定定位作用，防止曲軸受熱膨脹卡死，從而允許它能自由伸長(zhǎng)。本次設(shè)計(jì)采用鋼背式

77、，材料為低錫合金。安裝在主軸頸二瓦座。</p><p>　　4、曲軸扭轉(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。本次采用橡膠扭轉(zhuǎn)減振器。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、工作可靠。</p><p>　　5、主軸承：其功用是保護(hù)軸頸及承孔，減輕摩擦和磨損，它們均承受交變載荷和高速摩擦，由于工作比壓高、滑動(dòng)速度高，是內(nèi)燃機(jī)中工作最嚴(yán)酷的軸承，因此軸承材必有具有足夠的搞疲勞強(qiáng)度

78、，而且要摩擦小、耐磨損和耐腐蝕。</p><p>　　6、飛輪的設(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。飛輪由輪緣、輪盤和輪轂三個(gè)部分組成。</p><p>　　飛輪材料的選用：飛輪應(yīng)質(zhì)量盡可能小的前提下

79、具有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，輪緣做的寬而厚。本次設(shè)計(jì)采用灰鑄鐵。飛輪外緣上的齒圈采用熱壓配。另外，根據(jù)此次發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式為電起動(dòng)，并在飛輪輪緣上刻各缸上止點(diǎn)等定時(shí)標(biāo)記，作為定時(shí)調(diào)整的基準(zhǔn)。 </p><p>　　飛輪的基本尺寸的確定：首先根據(jù)柴油機(jī)結(jié)構(gòu)的總體布置以及傳動(dòng)裝置和飛輪齒圈的尺寸初步確定飛輪尺寸、b、h等（見(jiàn)圖2-8）。通常飛輪外徑,輪緣厚度。還應(yīng)滿足飛輪圓周速度小于或等于飛輪許用圓周速度的要求，因而飛輪外徑

80、應(yīng)滿足下式</p><p>　　式中 ——飛輪許用圓周速度，</p><p>　　鑄鐵飛輪 30～50 m/s。</p><p>　　（較大值用于小型高速柴油機(jī)，較小值由于大型柴油機(jī)）。</p><p>　　根據(jù)上述要求取=320mm，b=80mm，h=32mm。</p>&

81、lt;p>　　圖2-4 飛輪示意圖</p><p>　　2.3 　配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　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。氣門式配氣機(jī)構(gòu)由氣門組和氣門傳動(dòng)組兩部分組成。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)。</

82、p><p>　　2.3.1　氣門組：氣門組是由氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、彈簧座、鎖片等零件組成。</p><p>　　1、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。 </p><p>　　氣門的布置型式：氣門的布置型式有氣門頂置式和氣門側(cè)置式兩種。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)

83、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。目前國(guó)產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)都采用氣門頂置式配氣機(jī)構(gòu)。</p><p>　　3、每缸氣門數(shù)：本次設(shè)計(jì)采用兩氣門。即一個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門。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。</p><p>　　4、氣門的選型：本次設(shè)計(jì)的柴油機(jī)的進(jìn)、排氣門均為菌形氣門

84、，采用平頂式氣門頂。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30°，原因是在相同氣門升程情況下，錐角小時(shí)進(jìn)氣阻力?。坏捎陬^部邊緣較薄，剛度差，密封性及導(dǎo)熱性均差。排氣門：一般為45°。因其熱負(fù)荷較大。</p><p>　　5、氣門材料：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。氣門必須具有高的強(qiáng)度、剛度，耐磨性、耐腐蝕性和導(dǎo)熱性。本次進(jìn)氣門

85、一般用中碳合金鋼鉻鋼制造。排氣門則采用耐熱合金鋼硅鉻鋼制造。</p><p>　　6、氣門桿：其功用為為氣門的運(yùn)動(dòng)傳遞。使氣門直線運(yùn)動(dòng)。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。</p><p>　　7、氣門座與氣門座圈 ：其功用是靠其內(nèi)錐面與氣門錐面的緊密貼合密封氣缸。 接受氣門傳來(lái)的熱量。氣門座的溫度很高，

86、又承受頻率極高的沖擊載荷，容易磨損。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。本次氣門卒圈采用奧氏體鋼制成的氣門座圈。</p><p>　　8、氣門導(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。由于其工作溫度較高，潤(rùn)滑困難，易磨損。所以選用用含石墨較多的合金鑄鐵材料。</p><p>　　9、氣門彈簧：其功用是保證氣門關(guān)閉時(shí)能緊密地與氣門座或氣門座圈貼合，并克服在氣

87、門開(kāi)啟時(shí)配氣機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的慣性力，使傳動(dòng)件始終受凸輪控制而不相互脫離。由于兩缸柴油機(jī)容易發(fā)生共振，本次采用雙氣門彈簧，它具能削減共振，又能夠在一個(gè)彈簧發(fā)生折斷時(shí)繼續(xù)工作。選用的材料為高錳碳鋼。</p><p>　　2.3.2　氣門傳動(dòng)組的設(shè)計(jì)：</p><p>　　氣門傳動(dòng)組是由凸輪軸、挺柱等構(gòu)成。其功用是定時(shí)驅(qū)動(dòng)氣門開(kāi)閉，并保證氣門有足夠的開(kāi)度和適當(dāng)?shù)臍忾T間隙。</p><

88、;p>　　1、凸輪軸：其功用是驅(qū)動(dòng)和控制各缸氣門的開(kāi)啟和關(guān)閉，使其符合發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序、配氣相位和氣門開(kāi)度的變化規(guī)律等要求。由于其承受氣門彈簧的張力和氣門間歇性開(kāi)啟的沖擊載荷。 所以凸輪應(yīng)具有高的耐磨性、抗沖擊韌性和剛度，并且凸輪輪廓應(yīng)保證氣門的運(yùn)動(dòng)規(guī)律符合配氣相位的要求。本次設(shè)計(jì)的凸輪軸的材料為合金鑄鐵。凸輪軸各軸頸的工作表面要經(jīng)過(guò)高頻淬火后精磨。</p><p>　　凸輪軸布置形式：布置形式主要有上置式

89、、中置式、下置式。本次采用凸輪軸上置式結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是凸輪軸與氣門距離近，不需要推桿、挺柱，使往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣量減少，運(yùn)動(dòng)件少，傳動(dòng)鏈短，整個(gè)機(jī)構(gòu)的剛度大，適合于高速發(fā)動(dòng)機(jī)。凸輪軸通過(guò)液壓型挺柱直接驅(qū)動(dòng)氣門。</p><p>　　2、凸輪軸傳動(dòng)方式：傳動(dòng)方式有齒輪傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)和齒形帶傳動(dòng)。由于采用凸輪軸上置式，此次更好的與之相配合，則采用齒形帶式傳動(dòng)，具有噪聲小、成本低，工作性能好的特點(diǎn)。</p>&l

90、t;p>　　3、配氣定時(shí)：配氣定時(shí)是用曲軸轉(zhuǎn)角表示的、排氣門的開(kāi)啟時(shí)刻和開(kāi)啟延續(xù)時(shí)間，理論上講進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣各占 180°，但實(shí)際上這樣的方式往往會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)充氣不足或排氣不干凈，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率下降。</p><p>　　4、氣門間隙：為保證氣門關(guān)閉嚴(yán)密，通常發(fā)動(dòng)機(jī)在冷態(tài)裝配時(shí)，在氣門桿尾端與氣門驅(qū)動(dòng)零件（搖臂、挺柱或凸輪）之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙。冷態(tài)時(shí)，排氣門間隙大于進(jìn)氣門間隙，進(jìn)氣門間隙

91、約為 0.25-0.3mm，排氣門間隙約為 0.3-0.35mm，本設(shè)計(jì)中進(jìn)氣門間隙采用 0.28mm，排氣門采用0.32。</p><p>　　5、挺柱：其功用是將凸輪的推力傳給挺柱，承受凸輪施加的側(cè)向力。本次采用液壓型。</p><p>　　2.4 柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)</p><p>　　柴油機(jī)燃料供給系統(tǒng)的功用是柴油機(jī)供給系同時(shí)要完成柴油供給和空氣供給以及可燃

92、混合氣的形成、燃燒和廢氣的排出任務(wù)；按各種不同工況的要求，定時(shí)、定量、定壓并以一定的噴油質(zhì)量噴入燃燒室，使其與空氣迅速而良好地混合和燃燒，最后使廢氣排入大氣；根據(jù)負(fù)荷的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)循環(huán)供油量，保證穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，限制超速。其構(gòu)成由柴油箱、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、噴油器等構(gòu)成。</p><p>　　1、噴油器：其功用是將噴油泵供給的高壓柴油，以一定的壓力，呈霧狀噴入燃燒室。其應(yīng)具有霧化均勻；噴射干脆利落；無(wú)后滴現(xiàn)象；

93、油束形狀與方向，適應(yīng)燃燒室的特點(diǎn)。目前柴油機(jī)采用的噴油器都是閉式噴油器，有孔式和軸針式兩種。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用孔式噴油器，其特點(diǎn)是噴孔的位置和方向與燃燒室形狀相適應(yīng)，以保證油霧直接噴射在深w形燃燒室壁上； 噴射壓力較高；噴油頭細(xì)長(zhǎng)，噴孔小，加工精度高。另外在噴射器體和針閥體間設(shè)有定位銷，用來(lái)保證噴射時(shí)的準(zhǔn)確位置。</p><p>　　2、噴油泵：其功用是按照發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序

94、，負(fù)荷大小，定時(shí)、定量、定壓地向噴油器輸送高壓柴油。它對(duì)供給系統(tǒng)的重要性不言而喻，它應(yīng)具有各缸供油量相等；各缸供油提前角相等；各缸供油持續(xù)角一致；能迅速停止供油，防止噴油器發(fā)生滴漏現(xiàn)象的性能。噴油泵有三種：柱塞式噴油泵、轉(zhuǎn)子分配式噴油泵（VE）和噴油泵- 噴油器。</p><p>　?。?）、柱塞式噴油泵：其特點(diǎn)是性能良好，可靠，使用廣泛。</p><p>　　（2）、轉(zhuǎn)子分配式噴油泵（V

95、E）：其特點(diǎn)是靠轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)柴油的增壓與分配，體積小重量輕速度好。</p><p>　　（3）、噴油泵- 噴油器：其特點(diǎn)是將噴油泵和噴油器結(jié)合在一起，不需高壓油管，但驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜。</p><p>　　根據(jù)以上特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)采用性能良好可靠的柱塞式噴油泵。</p><p>　　3、柴油濾清器:其功用是除去柴油中的塵土、水分或其他機(jī)械雜質(zhì)和溫度變化及空氣的接觸過(guò)程從

96、柴油中析出少量的石蠟，以降低對(duì)精密偶件的磨損，從而提高功率，降低油耗?？煞譃椴裼痛譃V器和柴油細(xì)濾器。本次設(shè)計(jì)的柴油機(jī)采用柴油粗濾器。</p><p>　　4、輸油泵：其功用是保證低壓油路中柴油的正常流動(dòng)，克服柴油濾清器和管路中的阻力，并以一定的壓力向噴油泵輸送足夠量的柴油。并且滿足輸油量約為柴油機(jī)全負(fù)荷最大耗油量的3～4倍。其結(jié)構(gòu)型式可分為活塞式、轉(zhuǎn)子式、滑片式、齒輪式等。本次采用活塞式輸油泵。</p>

97、;<p>　　5、調(diào)速器：其功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)供油量，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在很小的范圍內(nèi)變化。按功能分有兩速調(diào)速器、全速調(diào)速器、定速調(diào)速器和綜合調(diào)速器。在柴油機(jī)上裝設(shè)調(diào)速器是由柴油機(jī)的工作特性決定的。柴油機(jī)的負(fù)荷經(jīng)常變化，當(dāng)負(fù)荷突然減小時(shí)，若不及時(shí)減少噴油泵的供油量，則柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速將迅速增高，甚至超出柴油機(jī)設(shè)計(jì)所允許的最高轉(zhuǎn)速，這種現(xiàn)象稱“超速”或“飛 車”。相反，當(dāng)負(fù)荷驟然增大時(shí)，若不及時(shí)增加噴油泵的

98、供油量，則柴油機(jī)的轉(zhuǎn) 速將急速下降直至熄火。柴油機(jī)超速或怠速不穩(wěn)，往往出自于偶然的原因，駕駛員難于作出響應(yīng)。這時(shí)，惟有借助調(diào)速器，及時(shí)調(diào)節(jié)噴油泵的供油量，才能保持柴油機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。因此，柴油機(jī)防止超速和穩(wěn)定怠速的作用，就必須安裝調(diào)速器。本方案采用兩速式調(diào)速器。</p><p>　　2.5 　柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　冷卻系統(tǒng)的主要功用是把受熱零件吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，保

99、證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。在柴油機(jī)中燃油燃燒放出的熱量約為30%～33％要經(jīng)過(guò)氣缸、氣缸蓋和活塞等部件散向外界。為了能散出這些熱量，需要有足夠數(shù)量的冷卻介質(zhì)強(qiáng)制連續(xù)流經(jīng)受熱件，通過(guò)冷卻保證這些受熱部件的正常穩(wěn)定溫度。因而在多數(shù)柴油機(jī)中均設(shè)置冷卻系統(tǒng)，保證足夠而連續(xù)的冷卻介質(zhì)流量以及適當(dāng)?shù)睦鋮s介質(zhì)溫度。冷卻系主要由水泵、散熱器、節(jié)溫器等組成。</p><p>　　1、冷卻方式的選擇：冷卻系按照冷卻介質(zhì)不同可

100、以分為風(fēng)冷和水冷。由于水冷系冷卻均勻，效果好，而且發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪音小，故這里采用的是強(qiáng)制循環(huán)式水冷系統(tǒng)。</p><p>　　2、冷卻原理：自流冷卻系統(tǒng)是將外界的水引入，冷卻柴油機(jī)后排出，發(fā)動(dòng)機(jī)的自流水冷卻裝置的進(jìn)、出水口經(jīng)水管與發(fā)動(dòng)機(jī)相接，接發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水口的水管路上設(shè)有水泵和水箱，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵，在超過(guò)一定溫度時(shí)，節(jié)溫器控制閥轉(zhuǎn)向外接口，不斷的將新鮮的冷卻水通入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，從而達(dá)到冷卻效果，當(dāng)?shù)陀谝欢囟葧r(shí)，則節(jié)

101、溫器控制閥轉(zhuǎn)向內(nèi)接口，使冷卻液循環(huán)流動(dòng)。廣泛用于、小功率中低速柴油機(jī)。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。</p><p>　　3、水泵：其功用是對(duì)冷卻水加壓，使之在冷卻系中循環(huán)流動(dòng)。本次采用離心式水泵。具有結(jié)構(gòu)緊湊、泵水量大及因故障而停止工作時(shí)，不妨礙水在冷卻系內(nèi)部自然循環(huán)等優(yōu)點(diǎn)?！?lt;/p><p>　　4、節(jié)溫器：其功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大小和水溫的高低自動(dòng)改變水的循環(huán)流動(dòng)路線，從而控制通過(guò)散熱器冷卻水

102、的流量。以達(dá)到調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強(qiáng)度，本次采用雙閥型蠟式節(jié)溫器，其具有控制效果好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊。</p><p>　　2.6　潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　潤(rùn)滑系統(tǒng)的功用就是在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)連續(xù)不斷地把數(shù)量足夠，溫度適當(dāng)?shù)臐崈魴C(jī)油輸送到全部傳動(dòng)件的摩擦表面，并在摩擦表面之間形成油膜，實(shí)現(xiàn)液體摩擦，從而減小摩擦阻力、降低功率消耗、減輕機(jī)件磨損，以達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作 可靠性和耐久性的目的。

103、潤(rùn)滑系通常由機(jī)油泵、機(jī)油濾清器，各種閥，機(jī)油散熱器以及檢視設(shè)備等組成。</p><p>　　1、潤(rùn)滑方式：柴油機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的供油方式一般有：飛濺潤(rùn)滑、摻混潤(rùn)滑、壓力潤(rùn)滑、復(fù)合潤(rùn)滑等四種。在本設(shè)計(jì)中，采取的是復(fù)合潤(rùn)滑。對(duì)高速重負(fù)荷的摩擦表面， 如曲軸主軸承、連桿大頭軸承、凸輪軸軸承等，采用壓力潤(rùn)滑；而對(duì)于壓力較大， 輸油難以達(dá)到或承受負(fù)荷不大的摩擦部位，如氣缸壁、凸輪等則采用飛濺潤(rùn)滑；個(gè)別零部件，如水泵、發(fā)電機(jī)、起動(dòng)

104、機(jī)等軸承，則定期加注黃油潤(rùn)滑。</p><p>　　1、機(jī)油泵：其功用是提高機(jī)油壓力，保證機(jī)油在潤(rùn)滑系統(tǒng)內(nèi)不斷循環(huán)。目前發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系中廣泛采用的是（外接）齒輪式機(jī)油泵和（內(nèi)嚙合）轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵兩種。本次設(shè)計(jì)采用的是齒輪式機(jī)油泵（如圖2－5所示）。其特點(diǎn)是泵油壓力高，平衡。</p><p>　　2、濾清器：其功用是除去機(jī)油中的雜質(zhì)。本次采用紙質(zhì)濾芯式機(jī)油粗濾清器，其特點(diǎn)是具有較高的強(qiáng)度，抗腐蝕

105、能力和抗水濕性能，具有質(zhì)量小、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、濾清效果好、過(guò)濾阻力小、成本低、保養(yǎng)方便的特點(diǎn)。</p><p>　　3、機(jī)油冷卻方式：機(jī)油冷卻方式有空氣自然冷卻、空氣強(qiáng)制冷卻、水強(qiáng)制冷卻。這里采用水冷卻，采用強(qiáng)制式。</p><p>　　4、儲(chǔ)油裝置：其功用是存儲(chǔ)潤(rùn)滑油。由于柴油機(jī)使用條件不同，機(jī)油儲(chǔ)存方式有干式和濕式曲軸箱之分。本次選用濕式油底殼其特點(diǎn)是油泵從油底殼中抽出機(jī)油直接送到潤(rùn)