GXY4110ZLQ柴油機(jī)設(shè)計(jì)——配氣機(jī)構(gòu)

1、目 錄前言 1第一章 整機(jī)總體設(shè)計(jì) 2第一節(jié) 設(shè)計(jì)目的及設(shè)計(jì)原則 2第二節(jié) 主要技術(shù)參數(shù)的選定 2第三節(jié) 整機(jī)整體布置及主要零部件結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 6第四節(jié) 主要附件規(guī)格及型號 14第五節(jié) 各種螺栓擰緊力矩 16第六節(jié) 主要零件的配合間隙 17第二章 熱力學(xué)計(jì)算 20第一節(jié) 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 20第二節(jié) 熱化學(xué)計(jì)算 22第三節(jié) 各工作過程參數(shù)的計(jì)算 24第四節(jié) 各指示參數(shù)的計(jì)算及校核 27前 言內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)和發(fā)明可以追溯到1860年，萊諾依爾(Lenoir)首先發(fā)明了一種大氣壓力式內(nèi)燃機(jī)。歷經(jīng)幾代科學(xué)家的努力，內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)得到極大提高，性能日趨完善。1892年，德國的工程師魯?shù)婪?#183;狄塞爾提出了

2、一種新型內(nèi)燃機(jī)的專利，即在壓縮終了將液體燃油噴入缸內(nèi)，利用壓縮終了氣體的高溫將燃油點(diǎn)燃，它可以采用大的壓縮比和膨脹比，沒有爆燃，熱效率可以比當(dāng)時其他的內(nèi)燃機(jī)高一倍。這種構(gòu)想5年之后終于變成了一個實(shí)際的機(jī)器，即壓燃式發(fā)動機(jī)柴油機(jī)。內(nèi)燃機(jī)發(fā)展迄今已達(dá)到了一個較高水平。50年代初興起的增壓技術(shù)在發(fā)動機(jī)上的廣泛應(yīng)用和70年代開始的電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)在發(fā)動機(jī)研制即應(yīng)用，這兩個發(fā)展趨勢至今都方興未艾，而隨著能源的短缺和環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。內(nèi)燃機(jī)正面臨著排氣凈化法規(guī)和燃油消耗法規(guī)進(jìn)一步強(qiáng)化的嚴(yán)重挑戰(zhàn)，從而促進(jìn)了各種基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的發(fā)展，使當(dāng)代內(nèi)燃機(jī)技術(shù)達(dá)到一個新的水平。我國的內(nèi)燃機(jī)發(fā)展起步晚，技術(shù)水平和工藝

3、水平落后。產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)伐，爭取在最短的時間內(nèi)迎頭趕上世界水平。量上和世界水平相比還有較大的差距。這樣就要求我們加大研制和開發(fā)的步我們設(shè)計(jì)的GXY4110ZLQ柴油機(jī)是在玉柴的柴油機(jī)的基礎(chǔ)之上，減少缸數(shù)及對一些關(guān)鍵部位進(jìn)行改進(jìn)而設(shè)計(jì)使之得到強(qiáng)化。GXY4110ZLQ用以裝配中型載貨車和輕型客車，在小型的越野車上也適用。我們在設(shè)計(jì)中盡可能的選用了YC6112ZLQ柴油機(jī)的零部件及附件，保證用原來的生產(chǎn)線和工藝來生產(chǎn)出新產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。在設(shè)計(jì)中運(yùn)用了AutoCAD平面制圖、proe三維繪圖、Word文檔，力求設(shè)計(jì)更完美、更成熟。由于是第一次運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行的柴油機(jī)設(shè)計(jì)，所以在設(shè)計(jì)中難免存

4、在錯漏，希望老師能予以批評指正，使GXY4110ZLQ柴油機(jī)的設(shè)計(jì)更加符合客觀實(shí)際。第一章 GXY4110ZLQ整機(jī)總體設(shè)計(jì)第一節(jié) 設(shè)計(jì)目的及設(shè)計(jì)原則柴油機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性好，熱效率高，工作可靠，耐久性好，功率使用范圍大，潛力大，如今柴油機(jī)被廣泛應(yīng)用于各類車型。我們參考玉柴YC6112ZQ機(jī)，設(shè)計(jì)GXY4110ZLQ機(jī)。設(shè)計(jì)原則：內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)工作中的“三化”要求及“七大”設(shè)計(jì)要求?！叭本褪钱a(chǎn)品系列化，零部件通用化，零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化；“七大”設(shè)計(jì)要求就是動力性要求、環(huán)境性要求、燃油經(jīng)濟(jì)性要求、可靠性和耐久性要求、結(jié)構(gòu)緊湊性要求、制造工藝性要求、使用性能要求。我們參照玉柴的YC6112ZQ機(jī)設(shè)計(jì)GXY4

5、110ZLQ柴油機(jī)，吸收有益部分，對其進(jìn)行改進(jìn)和設(shè)計(jì)，使其向降低油耗、大功率、重量輕和結(jié)構(gòu)簡單的方向發(fā)展。同時為了降低成本，本機(jī)力圖采用通用件和玉柴原有生產(chǎn)線，這樣GXY4110ZLQ機(jī)不僅保持了原樣機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，而且具有獨(dú)特的特點(diǎn)。第二節(jié) 主要技術(shù)參數(shù)的選定及分析一、基本參數(shù)的介紹氣缸排列方式 直立 氣門配置形式 頂置 氣缸數(shù) 4 沖程數(shù) 4 缸徑×沖程（mm×mm） 110×112活塞總排量 (L) 4.527 壓縮比 17 外形尺寸 長×寬×高 (mm) 847.8×664×843二、性能參數(shù)的介紹標(biāo)定功率（kW）： 10

6、0 標(biāo)定轉(zhuǎn)速（r/min）： 2800 最大扭矩（Nm）： 392 最大扭矩轉(zhuǎn)速(r/min)： 16001800 全負(fù)荷最低燃油耗（g/kWh）： 220 機(jī)油燃油消耗比（）： 0.5 渦輪后排氣溫度（）： 537 排氣煙度（FSN）： 1000 r/min煙度 3.0 三、結(jié)構(gòu)形式及參數(shù)介紹燃燒室形式 直噴式型 工作順序 1342 曲軸旋轉(zhuǎn)方向 逆時針 潤滑方式 壓力、飛濺混合式冷卻方式 閉式強(qiáng)制循環(huán)水冷卻 起動方式 電起動 往復(fù)質(zhì)量/連桿大頭質(zhì)量 2.90/2.11kg 配氣相位：進(jìn)氣門開（上止點(diǎn)前） 14°進(jìn)氣門關(guān)（下止點(diǎn)后） 44°排氣門開（下止點(diǎn)前） 56

7、76;排氣門關(guān)（上止點(diǎn)后） 12°氣門間隙(冷態(tài))： 排氣門（mm） 0.45±0.05mm進(jìn)氣門（mm） 0.40±0.05mm靜態(tài)供油提前角 810°CA四、運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)的介紹最大爆發(fā)壓力（bar） 180大氣狀態(tài)P0/T0(bar/K) 1/298五、主要技術(shù)參數(shù)分析內(nèi)燃機(jī)的主要參數(shù)，如平均有效壓力、活塞平均速度、轉(zhuǎn)速、氣缸直徑和活塞行程等，反映了內(nèi)燃機(jī)的工作性能和設(shè)計(jì)質(zhì)量。這些參數(shù)要針對設(shè)計(jì)任務(wù)的要求合理選擇，既要反映市場需求，也要符合技術(shù)發(fā)展的實(shí)際情況。在保證所要求的功率以及燃料經(jīng)濟(jì)性最佳的前提下，盡可能提高功率輸出直接關(guān)系到內(nèi)燃機(jī)性能的優(yōu)劣，也是

8、內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)。根據(jù)有效功率的公式： Ne=0.7854 (kW)式中：平均有效壓力（MPa）； Cm活塞平均速度（m/s）； 活塞排量（L）； 氣缸數(shù)； 沖程數(shù)； n 轉(zhuǎn)數(shù)(r/min)； D 氣缸直徑（mm）?？梢?，要提高有效功率，獲得好的動力性能，可以從以下幾方面考慮： (一)平均有效壓力平均有效壓力的發(fā)動機(jī)單位氣缸容積所發(fā)出的有效功，在其它條件相同的情況下，值越高，柴油機(jī)的動力性能越好。平均有效壓力是標(biāo)志內(nèi)燃機(jī)整個循環(huán)過程的有效性及內(nèi)燃機(jī)制造完善性指標(biāo)之一，其與熱力循環(huán)類型、混合氣的形成方式、燃料的種類、燃燒和換氣過程的質(zhì)量、進(jìn)氣壓力和溫度及機(jī)械效率等有關(guān)，其中充量系數(shù)、有效熱效

9、率、機(jī)械效率對的影響最大。平均有效壓力可用下式表示： (MPa)式中，充量系數(shù) 過量空氣系數(shù) 有效熱效率 燃料低熱值（kJ/） 進(jìn)氣壓力（MPa） 進(jìn)氣溫度（K） 理論空氣量（/）經(jīng)計(jì)算， = 10.48 MPa (二)活塞平均速度Cm活塞平均速度Cm對內(nèi)燃機(jī)性能、工作可靠性和使用壽命有很大的影響。一般說，Cm增大，發(fā)動機(jī)負(fù)荷增大，磨損加劇，壽命下降；同時由于進(jìn)排氣流速增大，進(jìn)排氣阻力增大，V就會下降。因此要使Cm得到提高就必須相應(yīng)地提高材料的耐磨性，增大氣門直徑，進(jìn)行特殊的熱處理，有較高的加工精度。這樣做的結(jié)果至使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝復(fù)雜。目前一般認(rèn)為增壓柴油機(jī)的Cm不應(yīng)超過15m/s?；钊骄?/p>

10、度Cm和轉(zhuǎn)速n、行程缸徑比S/D有關(guān)。為了保證V應(yīng)盡量使Cm低些；在Cm保持不變的情況下，轉(zhuǎn)速增大，行程缸徑比就相對下降，S/D下降就意味著S可能小，即活塞行程較小。行程過短也有其缺點(diǎn)，S/D的影響因素是多方面的。本機(jī)還采用一些措施來克服高速燃燒的困難；用鋁合金代替鋼材鑄出的活塞以減小其質(zhì)量，從而減小因高速而產(chǎn)生的慣性力。本機(jī)n=2800rpm，S/D=112/110,由公式：Cm=n·S/30經(jīng)計(jì)算得Cm =10.45m/s，在增壓柴油機(jī)Cm15 m/s的常規(guī)范圍內(nèi)。經(jīng)代入數(shù)據(jù)核算，得Ne=104.08kW，而設(shè)計(jì)要求Ne=105 kW，誤差為0.0087%，符合要求。(三)氣缸直

11、徑和氣缸數(shù)發(fā)動機(jī)功率與氣缸的直徑D的平方成正比，因此設(shè)計(jì)發(fā)動機(jī)時選用較大的缸徑也是提高功率的一種措施。對于中小功率的高速柴油機(jī)，缸徑通常為80160毫米。因?yàn)楦讖教?，往?fù)運(yùn)動件慣性力就過大，就得增加重量，提高強(qiáng)度。氣缸數(shù)i與缸徑D、轉(zhuǎn)速n密切相關(guān)。在同樣的功率要求下，缸數(shù)越多，缸徑越小，則轉(zhuǎn)速可以提高，且發(fā)動機(jī)機(jī)緊湊輕巧、運(yùn)轉(zhuǎn)均勻。目前車用發(fā)動機(jī)多采用直列式，四、六缸結(jié)構(gòu)。本機(jī)氣缸直徑D符合國家標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)時應(yīng)注意產(chǎn)品系列化，零部件的通用化以提高勞動生產(chǎn)率，降低成本和提高質(zhì)量。(四)強(qiáng)化指標(biāo)×Cm強(qiáng)化指標(biāo)×Cm與單位活塞面積所作功率（升功率）成正比。它一方面代表了功率和轉(zhuǎn)速

12、的強(qiáng)化程度，另一方面又代表了發(fā)動機(jī)機(jī)械負(fù)荷的高低。一般內(nèi)燃機(jī)的強(qiáng)化指標(biāo)都不超過140，超過140就要采用相應(yīng)的措施來提高機(jī)械的剛度和強(qiáng)度。本機(jī)的×Cm =10.48×10.45=109.516140，即其對材料強(qiáng)度和工藝要求適中。(五)升功率是從發(fā)動機(jī)有效功率的角度對其氣缸工作容積的利用率作總的評價，它與和n的乘積成正比。是評定一臺發(fā)動機(jī)整機(jī)動力性能和強(qiáng)化程度的重要指標(biāo)之一，值越大，發(fā)動機(jī)強(qiáng)化程度越高，發(fā)動機(jī)一定功率下的尺寸越小。本機(jī)的 (kW/L)。 (六)比重量G/Ne比重量是單位千瓦的重量（凈重）（kg/kW），表征工作過程的強(qiáng)化程度和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完善程度，降低這一數(shù)值

13、，就可以節(jié)約金屬材料，降低制造成本降低整機(jī)重量，使之更輕便。因此在保證強(qiáng)度，剛度和制造條件可行的情況下，應(yīng)盡可能降低比重量。第三節(jié) 整機(jī)整體布置及主要零部件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、整機(jī)整體布置介紹(一)曲軸布置本機(jī)的機(jī)體采用龍門式結(jié)構(gòu)，曲軸為全支撐整體式曲軸，從發(fā)動機(jī)飛輪端看，曲軸逆時針轉(zhuǎn)動。曲軸通過主軸頸上的主軸瓦和主軸承蓋支承在機(jī)體上，四個連桿軸頸與連桿大頭相連。前端及帶輪與減振器結(jié)合件用起動爪固定。后端為飛輪，輸出功率。曲軸的第五軸頸裝有止推片，防止曲軸前后竄動，曲軸主軸瓦上下之分，軸瓦上的油孔要對準(zhǔn)機(jī)體上的油孔。曲軸用滑動軸承支承。(二)連桿布置連桿用40Cr合金鋼鍛造，桿身與蓋采用45°

14、;斜切口齒形定位結(jié)合，用兩個M16×1.5的螺栓固緊。連桿與活塞的連接采用活塞銷。(三)活塞及活塞銷布置活塞用661高稀土鋁合金。每個活塞上裝有兩道氣環(huán)和一道油環(huán)。裙部下端平行于銷軸方向，銑去部分變成拖鞋式裙部；活塞銷座上壓入兩個鋼環(huán)，增大了銷座的剛度和強(qiáng)度?；钊N為空心圓錐形結(jié)構(gòu)，與銷座孔裝配用過渡配合，采用熱裝，活塞銷與連桿小頭的配合是間隙配合，故活塞銷為浮式銷。(四)氣缸蓋布置氣缸蓋為合金鑄鐵件，采用兩缸一蓋結(jié)構(gòu)，前后缸蓋可以互換。進(jìn)排氣道分置于缸蓋兩側(cè)。排氣道一側(cè)鑄有推桿安裝孔，進(jìn)氣道一側(cè)噴油器銅套。氣缸蓋上方裝有氣缸蓋罩，在前缸蓋上設(shè)置有加油口，罩內(nèi)有氣門搖臂機(jī)構(gòu)。在排氣管

15、一側(cè)安裝有出水總管，缸蓋與缸體用螺栓相連，其間有缸。(五)進(jìn)排氣門的布置 進(jìn)排氣道的布置對內(nèi)燃機(jī)性能有很大的影響，影響進(jìn)氣阻力和廢氣能量的利用。為了氣門驅(qū)動方便，采用一進(jìn)、一排的兩氣門方案。因柴油機(jī)壓縮比高，故采用頂置氣門機(jī)構(gòu)。本機(jī)進(jìn)、排氣道布置于氣缸兩側(cè)，在總體布置上將凸輪軸布置在排氣道一側(cè)，將噴油泵和噴油器布置在進(jìn)氣道一側(cè)。(六)飛輪布置飛輪位于曲軸后端，由7個螺栓固定。飛輪斷面為一光潔面，有2個銷孔和8個M10螺釘孔供安裝傳遞扭矩的離合器用。飛輪螺栓分三次均勻扭緊。(七)空氣壓縮機(jī)、空氣濾清器、節(jié)溫器的布置本機(jī)采用Z0.15/g單缸風(fēng)冷活塞式微型空壓機(jī)，布置在柴油機(jī)右側(cè)齒輪室的后面，由齒

16、輪傳動，其后端軸尖上裝有聯(lián)軸器，用于驅(qū)動噴油泵。本機(jī)采用KD2209型空濾器，每兩缸共用一個，空濾器上通大氣，下連進(jìn)氣管。在冷卻水出水總管處設(shè)置了兩個145型蠟式雙閥節(jié)溫。(八)傳動機(jī)構(gòu)布置為了使傳動機(jī)構(gòu)簡單，凸輪軸布置在盡可能接近曲軸的機(jī)體中部，盡量縮短凸輪軸與曲軸之間的距離。1凸輪軸正時齒輪2正時惰齒輪3高壓油泵齒輪4曲軸正時齒輪5中間齒輪 圖1-1 傳動機(jī)構(gòu)簡圖6機(jī)油泵驅(qū)動齒輪 曲軸齒輪為主動輪，上方通過正時惰齒輪帶動凸輪軸齒輪及高壓油泵齒輪，下方則通過中間齒輪驅(qū)動機(jī)油泵。外部為皮帶傳動的由曲軸的皮帶盤通過三角皮帶驅(qū)動冷卻水泵和充電發(fā)動機(jī)。 (九)曲軸油底殼油底殼安裝在機(jī)體底部，為使機(jī)體

17、結(jié)構(gòu)簡單，又有較好密封，油底殼結(jié)合面橫跨在齒輪室和飛輪離合器罩上。二、主要零部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(一)曲軸飛輪組曲軸的尺寸參數(shù)在很大程度上影響發(fā)動機(jī)的整體尺寸、重量、可靠性和壽命。因此必須正確選擇曲軸的尺寸參數(shù)、結(jié)構(gòu)型式、材料和工藝，以獲得最經(jīng)濟(jì)，最合理的效果。由于曲軸的破壞80是彎曲疲勞產(chǎn)生的，所以曲軸設(shè)計(jì)首先要保證彎曲疲勞強(qiáng)度。剛度方面則保證它有盡可能高的彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度。GXY4110ZLQ機(jī)采用整體式曲軸，它有工作可靠、重量輕的特點(diǎn)，且剛度和強(qiáng)度較高，加工表面較少。曲軸材料采用稀土鎂合金球墨鑄鐵，加工時正火處理，軸頸表面淬火處理，以提高曲軸的塑性和韌性。飛輪是一種動能儲存器，它起著調(diào)節(jié)曲軸轉(zhuǎn)速

18、變化和穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的作用。由于四缸機(jī)曲軸的二階往復(fù)慣性力得不到平衡，所以GXY4110ZLQ柴油機(jī)的飛輪設(shè)計(jì)上要比YC6112ZQ機(jī)的飛輪要厚一些。另外YC6112ZQ機(jī)的飛輪殼是整體式飛輪需從飛輪殼下方往里裝，由于飛輪笨重，裝配不方便，所以將整體式改良為分開式。先裝上靠近機(jī)體的那一部分，再裝飛輪，然后裝上飛輪殼外部的部分，這樣就方便許多，同時由于螺栓裝在飛輪殼外部邊緣，強(qiáng)度更得到保障。(二)連桿組連桿組包括連桿體、連桿蓋、連桿軸瓦和連桿螺栓。連桿體常分為連桿小頭，桿身和大頭。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。連桿體除了上下的運(yùn)動還有左右擺動，做復(fù)

19、雜的平面運(yùn)動。連桿是一細(xì)長桿件，其載荷是壓縮和拉伸。壓縮載荷會引起平行和垂直于曲軸軸線平面內(nèi)的彎曲。連桿擺動的角速度和轉(zhuǎn)動慣性力矩也使連桿承受附加彎矩。因連桿主要承受的是氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變載荷，所以設(shè)計(jì)時首先要保證連桿具有足夠的疲勞強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度。要達(dá)到這個目的就必須選用高強(qiáng)度的材料，合理的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，并采取提高強(qiáng)度的工藝措施。目前，連桿設(shè)計(jì)的趨向是采用短連桿方案。常用連桿比的范圍為1/41/3.2。GXY4110ZLQ機(jī)的為1/3.6，屬于中等連桿比。桿身設(shè)計(jì)一般采用“工”字形截面鋼，以加強(qiáng)連桿的結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度；小頭設(shè)計(jì)采用三圓弧過渡，小頭部做成梯形。大頭設(shè)計(jì)合理的加強(qiáng)筋，

20、盡量縮短連桿螺栓的距離，采用45°斜切口措施，使安裝方便，達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)效果。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。(三)活塞組活塞的工作環(huán)境最嚴(yán)酷，它面臨高溫高壓，并長期處于一個有著很強(qiáng)腐蝕性的環(huán)境?；钊乃俣群芨?，其離心力和摩擦都非常的大。該機(jī)型的燃燒室是直噴式型?；钊诃h(huán)帶部加工有三道環(huán)槽，活塞裙部考慮到可能會與平衡塊相碰，在下端非承壓部(平行銷軸方向)銑掉兩會半托鞋式群部，活塞裙部在氣缸軸線上為橢圓形，以利于受力變形,活塞側(cè)表面為桶形，適應(yīng)活塞溫度分布而且能保證裙部有良好的潤滑條件以及承載能力?；钊脻櫥蛧娚淅鋮s其頭部?；钊N座部分，對稱布置較粗的加

21、強(qiáng)筋合活塞裙部相連。增強(qiáng)活塞頂部的強(qiáng)度。銷空內(nèi)壁光潔度較高，在銷座孔兩端開有活塞銷擋圈槽?；钊h(huán)分氣環(huán)和油環(huán)兩種，活塞環(huán)是靠本身的彈力作用在環(huán)側(cè)面和背面的氣體壓力來達(dá)到密封效果的?；钊N用材料為206r，其表面進(jìn)行滲碳處理?；钊N與銷座之間為浮動式配合，為了防止活塞銷的軸向移動，采用彈性擋圈安裝在活塞銷座孔兩端的擋圈槽內(nèi)。由于銷座的負(fù)荷是向外逐漸減少的，所以銷座長度內(nèi)可以采用不等厚銷。為了在最輕的重量下獲得最大的剛度。銷一般加工為中空，錐形內(nèi)孔。(四)氣缸蓋氣缸蓋位于氣缸體上面，其由合金鑄鐵材料制成，為整體式剛性好。每缸設(shè)有兩個進(jìn)、排氣門，進(jìn)氣門總的通過斷面較大，充氣效率較高，滿足了高功率、低

22、排放的要求。排氣門的直徑適當(dāng)減少，使其工作溫度相應(yīng)降低，提高工作的可靠性。進(jìn)排氣道分布于兩側(cè)，按直噴式燃燒系統(tǒng)的要求，進(jìn)氣道產(chǎn)生一定的渦流。氣缸蓋的進(jìn)排氣口裝有高強(qiáng)度耐熱鋼制成的氣門座圈，磨損后可以更換（標(biāo)準(zhǔn)尺寸或加大尺寸）。此機(jī)型的噴油器的安裝孔則垂直安裝于各氣門中間位置，更有利于噴油形成混合氣的質(zhì)量，缸蓋所有螺栓長度相同，搖臂軸座的緊固另有專門螺栓。此外，氣缸蓋內(nèi)部有水道用于缸蓋的冷卻、油道用于搖臂的潤滑和回油。(五)氣缸體氣缸體采用整體式龍門結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)剛度與強(qiáng)度好2，在縱向平面中的抗彎剛度和繞曲軸軸線的扭轉(zhuǎn)鋼度較高，制造工藝簡單，使氣缸與曲軸箱合為一體。本機(jī)用普通灰鑄鐵HT200鑄造

23、而成,壁厚為35毫米,氣缸體與曲軸箱鑄成一體,內(nèi)燃機(jī)支撐在曲軸箱上,采用均勻的加強(qiáng)筋加固，與油底殼的結(jié)合面較寬，整個氣缸體有足夠的強(qiáng)度和剛度。氣缸體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)干式薄壁鋼質(zhì)缸套，并且缸套表面加工成良好的深溝平臺網(wǎng)紋結(jié)構(gòu)，使其有很好的耐磨性和密合性。機(jī)體的結(jié)構(gòu)和受力情況很復(fù)雜。它是安裝運(yùn)動件和附件的支撐架，通常又是支撐柴油機(jī)的安裝基礎(chǔ)。氣缸體左右兩側(cè)為回油腔。這樣的結(jié)構(gòu)有利于隔音、降噪。氣缸上平面安裝氣缸蓋，用銷定位、螺栓緊固氣缸蓋。曲軸箱部分有六個軸承座半圓孔，它們和軸承蓋共同組成五個完整的軸承孔，用于安裝曲軸。曲軸箱下平面采用油底殼扣緊密封。(六)配氣機(jī)構(gòu) 詳見第四章配氣機(jī)構(gòu)專題的設(shè)計(jì)。(七)潤

24、滑系統(tǒng)本機(jī)的潤滑系統(tǒng)如圖1-2所示。圖1-2 潤滑線路主油道沿氣缸體縱向布置，經(jīng)分油道向主軸承和經(jīng)副油道向冷卻噴鉤供油，并分別通過曲軸上的油道潤滑連桿軸承和凸輪軸軸承。機(jī)油泵采用轉(zhuǎn)子布置在機(jī)子的前方側(cè)面，由曲軸主動齒輪通過中間軸驅(qū)動，機(jī)油泵體安裝在前住軸承蓋上。機(jī)油泵由集濾器從油底殼吸取機(jī)油，通過主油道輸送。油底殼位于機(jī)體下方，其設(shè)有帶支撐的回油接管，一般直通到油面以下，方便油氣分離器回油。油底殼下部設(shè)有放油螺塞，供更換機(jī)油時放油用。(八)冷卻系統(tǒng)本機(jī)的冷卻系統(tǒng)采用強(qiáng)制閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)主要由水箱、水泵、風(fēng)扇、出水總管、節(jié)溫器等部件組成。其任務(wù)是保證內(nèi)燃機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水泵和風(fēng)扇是主

25、要冷卻部件，由風(fēng)扇、皮帶論、水泵殼、水封、水泵軸、水泵葉輪及蓋板等構(gòu)成，水封采用陶瓷石墨結(jié)構(gòu)。水泵布置在機(jī)體前端上部，水殼體用螺栓固定在機(jī)體上，風(fēng)扇和水泵裝在同一軸上；由曲軸端皮帶輪驅(qū)動，利用發(fā)動機(jī)皮帶輪作為張緊輪，水泵采用離心式水泵，進(jìn)水管與水泵的泵體鑄成一體。為了使柴油機(jī)在工作過程中冷卻水溫得到較好調(diào)節(jié)，冷卻水出水總管設(shè)置兩個145型蠟式雙閥節(jié)溫器。當(dāng)水溫低于76時，冷卻水只經(jīng)循環(huán)管流水，稱之為小循環(huán)；當(dāng)水溫高于76后，節(jié)溫器打開，這時冷卻水需經(jīng)冷卻水箱后再回到進(jìn)水管進(jìn)入水泵；當(dāng)水溫達(dá)到86以上時，節(jié)溫器全部打開，小循環(huán)管口封閉，冷卻水全部經(jīng)水箱冷卻后進(jìn)入水泵，稱之為大循環(huán)。柴油機(jī)正常工作

26、時，出水溫度通?？刂圃?295。機(jī)油溫度通?？刂圃?5115。冷卻液循環(huán)路線圖見圖1-3。圖1-3 冷卻液循環(huán)路線圖(九)進(jìn)排氣管總成進(jìn)排氣管的布置：進(jìn)氣支管裝在機(jī)體的左側(cè)面，排氣支管裝在機(jī)體的右側(cè)面，該布置的目的是進(jìn)排氣管分開，進(jìn)氣管不被加熱，以提高充氣效率。進(jìn)氣管總成的作用是將新鮮、清潔、增壓后的空氣提供給發(fā)動機(jī)的各個工作氣缸。它由進(jìn)氣管、進(jìn)氣管墊片、進(jìn)氣接管、進(jìn)氣接管墊片、安裝螺栓、墊圈等組成。進(jìn)氣管總成結(jié)構(gòu)可參照GXY4110ZLQ機(jī)（如圖1-4），本機(jī)的進(jìn)氣管為整體式結(jié)構(gòu)，位于氣缸蓋的左側(cè)。為了盡可能降低進(jìn)氣阻力，進(jìn)氣管的內(nèi)通道應(yīng)流暢。進(jìn)氣管為鑄鋁件，進(jìn)氣管墊片為整體式，其材料為非石

27、棉纖維與合成橡膠。 圖1-4 進(jìn)氣管總成及其安裝 圖1-5 排氣管總成排氣總口留有裝消聲器法蘭，排氣管墊片采用紫銅皮包石棉結(jié)構(gòu)。排氣管總成的作用是保證發(fā)動機(jī)燃燒廢氣通暢地排向大氣。排氣管總成結(jié)構(gòu)見圖1-5。排氣管為耐熱鑄鐵件，墊片為4片，增壓器安裝法蘭處的墊片為 合金鋼制，不可用一般材料代替。排氣管螺栓擰緊力矩為85N·m。排氣管外面包圍著的是排氣管罩，可以降低柴油機(jī)表面溫度。(十)增壓器渦輪增壓裝置主要是由渦輪室和增壓器組成(圖1-6)。渦輪室的進(jìn)氣口與發(fā)動機(jī)排氣歧管相連，排氣口則接在排氣管上，增壓器的進(jìn)氣口與空氣濾清器管道相連，排氣口接在進(jìn)氣歧管上，最后渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和

28、增壓器內(nèi)，二者同軸剛性聯(lián)接。 圖1-6 渦輪增壓裝置第四節(jié) 主要附件規(guī)格及型號 本機(jī)型采用的主要附件規(guī)格及型號見表1-1。表1-1 主要附件規(guī)格及型號序號名 稱參數(shù)形式燃油噴射泵型號BH4P120R1402型式P71001噴油器總成型號/型式P型/多孔式偶件型號DLLA150P082殼體標(biāo)記KBELP004D啟噴壓力（MPa）26±1 2燃油濾清總成型式紙質(zhì)雙級濾芯旋裝式流量2.5L，壓降小于3Kpa耐壓（KPa）2003水分離器型式紙質(zhì)濾芯旋裝式流量2.5L，壓降小于7Kpa耐壓（KPa）2004機(jī)油濾清器型式紙質(zhì)濾芯旋裝式流量60L/min，壓降小于25Kpa耐壓（KPa）160

29、0 5節(jié) 溫 器型式芯體組合型開啟溫度（）81±2全開溫度（）956機(jī) 油 泵型式轉(zhuǎn)子式額定流量（L/min） 80（壓力0.45Mpa） 7水泵型式離心式額定流量（L/min）280揚(yáng)程（m）14.58風(fēng)扇型式軸流吸風(fēng)式規(guī)格4909起 動 電 機(jī)型號QD2634電壓（V）24功率（kW）5.2 10空氣壓縮機(jī)型式水冷單缸活塞式工作壓力 0.8MPa額定排量(1740r/mi）（L/min）21011充電發(fā)電機(jī)型號JFW2321F 電壓（V）28功率（kW）1.54（或根據(jù)配套設(shè)計(jì)定）12皮帶型號及規(guī)格8PK1660或按需要13增壓器型號GT30型式廢氣渦輪定壓14輸油泵型式葉片式型

30、號SYB-13第五節(jié) 各種螺栓擰緊力矩正規(guī)生產(chǎn)廠大多數(shù)是采用轉(zhuǎn)角法上緊的數(shù)值，即：分23次上緊到參考擰緊力矩值后，尚需繼續(xù)分二次各旋轉(zhuǎn)60100轉(zhuǎn)角才能確保擰緊。本機(jī)型各主要零件的規(guī)定擰緊力矩見表1-2，其它沒有具體規(guī)定的螺栓擰緊力矩按表1-3。表1-2 主要零件的擰緊力矩名 稱擰緊力矩N·m名 稱擰緊力矩N·m主軸承螺栓190220油底殼放油螺塞40連桿螺栓160190機(jī)油泵安裝螺栓25氣缸蓋螺栓200230搖臂軸支座螺栓75凸輪軸正時齒輪螺栓90主油道螺塞60氣門間隙調(diào)整螺釘鎖緊螺母30惰齒輪軸螺栓220節(jié)溫器座固定螺栓75噴油泵齒輪螺栓60節(jié)溫器蓋螺栓22增壓器至排氣

31、管螺柱30凸輪軸止推片螺栓30增壓器至排氣管螺母50曲軸后油封座螺栓30減振器螺栓285水泵安裝螺栓65壓圈聯(lián)接螺栓65水泵殼體螺栓30飛輪殼螺栓（側(cè)面）130飛輪殼螺栓（頂面）190飛輪螺栓169224雙平衡軸軸蓋螺栓60正時齒輪室蓋螺栓30進(jìn)氣管螺栓35排氣管螺栓85油底殼螺栓45起動機(jī)螺栓90高壓油管管接螺母28空壓機(jī)齒輪螺母250噴油器安裝螺栓18表1-3 沒有具體規(guī)定的螺栓擰緊力矩螺 栓擰緊力矩N.mM615M830 M1040 M1290 M14120第六節(jié) 主要零件的配合間隙本機(jī)采用的主要零件的配合間隙見表1-4。表1-4主要零件的配合間隙序號配合部件 規(guī)定值(mm)配合性質(zhì)配合

32、公差(mm)1排氣門座孔/排氣門座43.9844.006/43.9243.94過盈-0.086 -0.0422進(jìn)氣門座孔/進(jìn)氣門座外徑過盈-0.088 -0.0433缸蓋導(dǎo)管孔徑/氣門導(dǎo)管孔徑過盈-0.048 0.0134 4氣門導(dǎo)管孔徑/排氣門徑向間隙0.0510.09455氣門導(dǎo)管孔徑/進(jìn)氣門徑向間隙0.0250.0696氣門下沉深度間隙0.841.327氣門搖臂孔/氣門搖臂軸徑向間隙0.0200.098氣門挺柱孔/氣門挺柱徑向間隙0.0150.0539凸輪軸襯套孔徑/凸輪軸頸徑向間隙0.0760.12710正時惰齒輪襯套孔/惰輪軸徑向間隙0.0050.056 11正時惰齒輪厚/惰輪軸高軸

33、向間隙0.070.2512活塞環(huán)槽高/第一道氣環(huán)高軸向間隙0.10.12513活塞環(huán)槽高/第二道氣環(huán)高軸向間隙0.1050.15514活塞環(huán)槽高/油環(huán)高軸向間隙0.050.115活塞環(huán)壓入量規(guī)內(nèi)間隙間隙0.350.6516氣缸孔/活塞裙部最大直徑徑向間隙0.1260.164 17連桿大頭軸承孔(帶軸瓦)/連桿軸頸徑向間隙0.0180.030 18連桿襯套孔/活塞銷徑向間隙0.0720.15719主軸承孔(帶軸瓦)/主軸頸徑向間隙0.0750.12120活塞銷座孔/活塞銷徑向間隙0.0130.02421曲軸止推面/曲軸止推片37.0637.11/36.9136.96軸向間隙0.070.222隔圈

34、/凸輪軸止推片軸向間隙0.1040.22423齒輪之間的嚙合間隙間隙0.080.3024壓縮余隙間隙1.01.225進(jìn)氣門冷態(tài)間隙間隙0.4±0.0526排氣門冷態(tài)間隙間隙0.45±0.0527后油封襯套/曲軸大端單向最小間隙0.1第二章 GXY4110ZLQ熱力學(xué)計(jì)算熱力計(jì)算為發(fā)動機(jī)實(shí)際循環(huán)的近似計(jì)算，根據(jù)發(fā)動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對各熱力參數(shù)、指示參數(shù)、有效參數(shù)進(jìn)行估算。其作用有兩個方面：第一方面，在一臺新內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)過程中，大致確定氣缸內(nèi)的壓力和溫度變化情況，繪出示功圖，為以后所必須進(jìn)行的動力計(jì)算和強(qiáng)度校核提供原始數(shù)據(jù)。第二方面，可以對發(fā)動機(jī)方案設(shè)計(jì)中所確定的指標(biāo)、尺寸、結(jié)

35、構(gòu)起到一定程度的校核作用。第一節(jié) 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇一、過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)就是燃燒1kg燃料的實(shí)際空氣量與理論空氣量之比為過量空氣系數(shù)1。過量空氣系數(shù)是反映混合氣形成和燃燒完善程度及整機(jī)性能的一個指標(biāo)，應(yīng)力求減小過量空氣系數(shù)。增壓柴油機(jī)的一般在1. 72.2之間，對柴油機(jī)來說，過量空氣系數(shù)總是大于1的，以保證噴入氣缸的柴油能完全燃燒。柴油機(jī)在吸入氣缸的空氣量一定的情況下，小意味著可以向氣缸多噴油，吸入氣缸的空氣利用率就高，發(fā)出的功率就大，因此應(yīng)力求減小。因?yàn)楸緳C(jī)為四缸增壓兩氣門柴油機(jī)，空氣過量系數(shù)比非增壓機(jī)要高，為取得較好的性能，故取1.9。二、最高燃燒壓力本機(jī)為直噴式四缸增壓柴油機(jī)，空氣經(jīng)壓縮后，壓力會增大很多，其值一般100到200左右。取=180 bar三、排氣終點(diǎn)溫度四沖程增壓柴油機(jī)范圍為：500-800K。負(fù)荷增加時，后膨脹比減少，就上升；轉(zhuǎn)速n提高時，部分燃燒延至膨脹過程中進(jìn)行，也使上升；壓縮比大則膨脹比大，可被降低下來。GXY4110ZLQ屬高速柴油機(jī)，大，直噴式燃燒室使燃燒速度加快，燃燒較完善，后燃期縮短。故取=537K。四、機(jī)械效率所謂機(jī)械效率就是有效功率與指示功率之比。一般發(fā)動機(jī)=0.800.92，由于GXY4110ZLQ機(jī)的潤滑條件較好，磨損較小，但考慮到潤滑油品質(zhì)，故可取到0