JX493P2型柴油機(jī)總體設(shè)計(jì)及連桿設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)范文模板參考資料

1、江西城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書題 目：JX493P2型柴油機(jī)總體設(shè)計(jì)及連桿設(shè)計(jì) 分 院： 班 級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 起訖日期： 指導(dǎo)教師： 職稱： 教研室主任： 審核日期： 目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc169843633 摘 要 PAGEREF _Toc169843633 h I HYPERLINK l _Toc169843634 Abstract PAGEREF _Toc169843635 h II HYPERLINK l _Toc169843635 JX493P2型柴油機(jī)改型設(shè)計(jì)任務(wù)1 HYPERLINK l _Toc169843639 第

2、一章 整體方案選擇2 HYPERLINK l _Toc169843644 第二章 JX493P2型柴油機(jī)的總體設(shè)計(jì)3 HYPERLINK l _Toc169843645 2.1活塞組3 HYPERLINK l _Toc169843647 曲軸飛輪組6 HYPERLINK l _Toc169843648 2.3機(jī)體組7 HYPERLINK l _Toc169843649 2.4配氣機(jī)構(gòu)9 HYPERLINK l _Toc169843650 2.5供油系10 HYPERLINK l _Toc169843651 2.6潤滑系10 HYPERLINK l _Toc169843652 2.7燃燒系統(tǒng)11

3、 HYPERLINK l _Toc169843653 冷卻系統(tǒng)11 HYPERLINK l _Toc169843654 第三章 典型零部件連桿的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169843654 h 12 HYPERLINK l _Toc169843655 3.1連桿材料13 HYPERLINK l _Toc169843656 3.2連桿主要尺寸13 HYPERLINK l _Toc169843657 3.3連桿的強(qiáng)度計(jì)算16 HYPERLINK l _Toc169843658 3.4強(qiáng)度校核21 HYPERLINK l _Toc169843659 3.5連桿螺栓21 HYPERLINK l _

4、Toc169843660 3.6連桿軸瓦26 HYPERLINK l _Toc169843662 3.7連桿強(qiáng)化工藝26 HYPERLINK l _Toc169843663 第四章 設(shè)計(jì)總結(jié)27 HYPERLINK l _Toc169843664 致謝28 HYPERLINK l _Toc169843665 參考文獻(xiàn)（References）29JX493P2型柴油機(jī)改型設(shè)計(jì)及連桿設(shè)計(jì)摘 要柴油機(jī)是用柴油作燃料的內(nèi)燃機(jī)。柴油機(jī)屬于壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)，它又常以主要發(fā)明者狄塞爾的名字被稱為狄塞爾引擎。柴油機(jī)在工作時(shí)，吸入柴油機(jī)氣缸內(nèi)的空氣，因活塞的運(yùn)動(dòng)而受到較高程度的壓縮，達(dá)到500700的高溫。然后

5、將燃油以霧狀噴入高溫空氣中，與高溫空氣混合形成可燃混合氣，自動(dòng)著火燃燒。燃燒中釋放的能量作用在活塞頂面上，推動(dòng)活塞并通過連桿和曲軸轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功。本文主要論述了連桿的加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)。連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，因此在安排工藝過程時(shí)，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開。逐步減少加工余量、切削力及內(nèi)應(yīng)力的作用，并修正加工后的變形，就能最后達(dá)到零件的技術(shù)要求 。 關(guān)鍵詞：柴油機(jī) 連桿 加工工藝 夾具設(shè)計(jì)The redesign of JX493P2-modified diesel engine andThe design of th

6、e connecting-rodABSTRACTDiesel is diesel-fueled internal combustion engines. Diesel engines are compression ignition, it often the name of the main inventor of the Diesel engine is known as Diesel. Diesel engine at work, the air inside the inhalation of diesel engine cylinder, the piston movement wa

7、s due to a higher degree of compression, to 500 700 high temperature. And then heat the fuel to mist sprayed into the air, mixed with the formation of high temperature air combustion gas, auto ignition combustion. The role of the energy released by burning the top surface of the piston, push the pis

8、ton through the connecting rod and crankshaft into rotary mechanical power. This article discusses the process of connecting rod and fixture design. Linkage of the dimensional accuracy, shape accuracy and position accuracy requirements are high, and the rigid rod relatively poor, easily deformed, so

9、 Anpai process, it needs to all of the major surface of the rough finishing operations separately. Gradually reduce the allowance, cutting force and the role of internal stress, and correct the deformation after processing, you can finally achieve the technical requirements of parts.Key words: Diese

10、l Connecting rod Processing technology Design of clamping deviceJX493型柴油機(jī)改型設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)要求1、本課題是在JX493Q型柴油機(jī)的基礎(chǔ)上改型設(shè)計(jì)出JX493P2型柴油機(jī)（用于大客空調(diào)機(jī)組上） 2、改型后的JX493P2型柴油機(jī)的性能指標(biāo)為：型式：直列、水冷、四沖程、直噴式氣缸數(shù)：4缸徑行程（mm）：93102 壓縮比：18 標(biāo)定功率/轉(zhuǎn)速（kw/r/min）：57/3600 標(biāo)定工況燃油消耗率（g/kw.h）:2273、在滿足上述性能指標(biāo)的前提下進(jìn)行JX493P2型柴油機(jī)的總體設(shè)計(jì)。4、在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行連桿

11、的詳細(xì)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)依據(jù)隨著國家人均生活水平的提高，工作效率的提高、工作進(jìn)程的加快，生活壓力的加大，人們對舒適性的要求也越來越高，而汽車作為現(xiàn)代生活中重要部分。與此同時(shí)，原來的發(fā)動(dòng)機(jī)，由于振動(dòng)大，噪聲響，排放也較差，已不適合當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展和客戶需求。此時(shí)客戶普遍需求一種振動(dòng)小，噪聲低，體積小，功率大，結(jié)構(gòu)緊湊，起動(dòng)好，煙度小，燃油消耗率低的車用柴油機(jī)，JX493P2型柴油機(jī)是轉(zhuǎn)速為3600r/min的車用柴油機(jī)。設(shè)計(jì)工作的內(nèi)容與安排內(nèi)容：1、在滿足上述性能指標(biāo)的前提下進(jìn)行JX493P2型柴油機(jī)的總體設(shè)計(jì)。2、在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行連桿的詳細(xì)設(shè)計(jì)。第一章 整體方案選擇本課題是在JX493Q型柴油機(jī)的基

12、礎(chǔ)上改型設(shè)計(jì)出JX493P2型柴油機(jī)一個(gè)改型設(shè)計(jì),已有許多固定參數(shù)，如缸數(shù)、缸徑、行程、標(biāo)定功率等，因此只需對一些必要的參數(shù)作改動(dòng)?？傮w布置如下（P66-71）：1、機(jī)體形式門式選擇龍門式機(jī)體。2、凸輪軸的布置選擇下置式。3、噴油泵布置：選擇一支分配式噴油泵。4、左右機(jī)選擇：因?yàn)槲覈蠖鄶?shù)柴油機(jī)都是左機(jī)，所以為了配套維修方便，延續(xù)原機(jī)型的部分特性，本設(shè)計(jì)選擇左機(jī)。5、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的布置選擇自由端布置方案。6、機(jī)油泵的布置：機(jī)油是依靠機(jī)油泵把它輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)每一個(gè)要求潤滑的地方。機(jī)油泵布置在油底殼內(nèi)。7、水泵的布置：強(qiáng)制水冷式柴油機(jī)一般采用離心式油泵，因無自吸能力，故水泵進(jìn)水口一般應(yīng)低于柴油機(jī)水箱

13、的水平面。本設(shè)計(jì)采用通用布置方案，將水泵布置在柴油機(jī)的前端上部，水泵殼體用螺栓固定在機(jī)體上。8、進(jìn)排氣系統(tǒng)布置：左進(jìn)，右排。第二章 JX493P2型柴油機(jī)的總體設(shè)計(jì)2.1活塞組根據(jù)活塞的功用和工作條件，對活塞一般有如下要求(P416)：（1）在保證強(qiáng)度和剛度足夠的前提下，盡可能減輕質(zhì)量；（2）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，防止活塞過熱；（3）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；（4）具有良好的潤滑、較小的磨損以及較少的潤滑油消耗量2活塞的結(jié)構(gòu)現(xiàn)代高速柴油機(jī)活塞的總體結(jié)構(gòu)均為“三環(huán)短活塞”，即三道活塞環(huán)和較小的活塞總體高度。由于“高置頂環(huán)”的

14、出現(xiàn)，使活塞的壓縮高度得以大幅度下降。實(shí)踐證明活塞總體高度尺寸的縮小對活塞導(dǎo)向、發(fā)動(dòng)機(jī)性能及有關(guān)零件的磨損并無直接的聯(lián)系。材料為ZL109。根據(jù)柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊（P485），中速機(jī)氣環(huán)3-4道，油環(huán)1-2道，取氣環(huán)2道，油環(huán)1道，如圖1所示。為了降低活塞和整臺發(fā)動(dòng)機(jī)的高度，減少慣性力和摩擦功率損耗，在保證潤滑和密封效果的前提下，應(yīng)該盡量減少環(huán)數(shù)。 活塞本體；2-氣環(huán)；3-油環(huán)；4-活塞銷圖1活塞簡圖 2.1.2 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。活塞銷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)，而且處于潤滑條件很差的情況下工作，因此，要求活塞銷

15、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，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?；钊N的內(nèi)孔有三種形狀：a 圓柱形；b 兩段截錐與一段圓柱組合；c兩段截錐形。 圓柱形 兩段截錐與一段圓柱結(jié)合 兩段截錐形圖2 活塞銷簡圖圓柱形孔結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，但從受力角度分析，中間部分應(yīng)力最大，兩端較小，所以這種結(jié)構(gòu)質(zhì)量較大，往復(fù)慣性力大；為了減小質(zhì)量，減小往復(fù)慣性力，活塞銷做成兩段截錐形孔，接近等強(qiáng)度梁，但孔的加工較復(fù)雜；銷子內(nèi)孔制成錐形，錐形內(nèi)孔比銷座支承長度稍長些，端部壁厚為中部的1/2。

16、這樣的形式能使銷子重量降低20%左右。2.1.3環(huán)槽耐磨性的措施環(huán)槽磨損對活塞的使用性能有很大影響，為了延長活塞使用壽命，要特別注意提高第一道環(huán)的耐磨性。2.1.4活塞裙部活塞裙部的作用在與保證裙部有足夠的貼合面，起到導(dǎo)向作用。主要傳遞側(cè)推力或啟閉氣口；由于活塞銷座金屬較多，故活塞銷軸線方向熱膨脹量較另一方向大，加之氣體壓力使本體產(chǎn)生的變形在活塞銷軸線方向較大，被制成短軸在活塞銷方向的橢圓形，或?qū)N座側(cè)的裙部加工出凹陷區(qū)域。2.1.5活塞銷座活塞銷與活塞銷座孔及連桿小頭襯套孔的連接配合有兩種方式：全浮式和半浮式?！叭∈健卑惭b，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞銷、連桿小頭和活塞銷座都有相對運(yùn)動(dòng)，這樣，活塞

17、銷能在連桿襯套和活塞銷座中自由擺動(dòng)，使磨損均勻。為了防止全浮式活塞銷軸向竄動(dòng)刮傷氣缸壁，在活塞銷兩端裝有檔圈，進(jìn)行軸向定位。由于活塞是鋁活塞，而活塞銷采用材料，鋁比鋼熱膨脹量大。為了保證高溫工作時(shí)活塞銷與活塞銷座孔為過渡配合。裝配時(shí)，先把鋁活塞加熱到一定程度，然后再把活塞銷裝入，這種安裝方式應(yīng)用較廣泛。“半浮式”安裝的特點(diǎn):活塞中部與連桿小頭采用緊固螺栓連接，活塞銷只能在兩端銷座內(nèi)作自由擺動(dòng)，而和連桿小頭沒有相對運(yùn)動(dòng)?；钊N不會作軸向竄動(dòng)，不需要鎖片。小轎車上應(yīng)用較多。全浮式 半浮式圖3 活塞銷安裝方式2.1.6活塞頭部在工藝上對活塞頂部進(jìn)行硬質(zhì)陽極處理來提高其抗熱負(fù)荷（P319）。2.1.7

18、活塞環(huán)活塞環(huán)包括：密封環(huán)（氣環(huán)）、油環(huán)、承磨環(huán)。承磨環(huán)：在十字頭式活塞裙嵌有承磨環(huán)，是專門為活塞與氣缸的磨合而設(shè)置。它由34段青銅環(huán)嵌入燕尾形的活塞環(huán)槽而形成。其外圓直徑比裙部直徑大。從承磨環(huán)的磨損情況，可以分析活塞與缸套的磨損情況是否正常。實(shí)踐證明承磨環(huán)是改善活塞與缸套磨合性能的有效措施。活塞環(huán)一般用灰鑄鐵或合金鑄鐵制成，有時(shí)表面采用鍍鉻、鍍鉬等處理 它的彈力、形狀、誤差和粗糙度等應(yīng)合符規(guī)范，裝配中應(yīng)保證各間隙正確并將各環(huán)的切口位置及斜切口的方向錯(cuò)開。根據(jù)活塞環(huán)的作用和工作條件，活塞環(huán)的技術(shù)要求如下（P468）：有適當(dāng)?shù)膹椓?，以利初始密封；有較高的機(jī)械強(qiáng)度，即熱穩(wěn)定性好；易磨合且有足夠的耐磨

19、性和抗結(jié)交能力，并具有耐熔防腐性能；合理的環(huán)槽間隙，減少環(huán)對環(huán)槽的沖擊。刮油能力好，除改進(jìn)油環(huán)結(jié)構(gòu)外，要求氣環(huán)也能起到控制機(jī)油作用降低環(huán)的高度，減少環(huán)數(shù)，盡量減少摩擦損失。2.2曲軸飛輪組2.2.1曲軸1. 工作狀況分析:把活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過連桿變成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；把各缸所作的功匯集起來向外輸出；帶動(dòng)柴油機(jī)的附屬設(shè)備。曲軸是柴油機(jī)中最長最重的部件，直接影響整臺柴油機(jī)的尺寸和重量。曲軸形狀復(fù)雜，加工質(zhì)量要求很高，制造工藝難度大，因此也是柴油機(jī)中造價(jià)最高的部件。曲軸的工作好壞對整臺柴油機(jī)有直接影響。對曲軸的主要要求是：疲勞強(qiáng)度高，工作安全可靠；有足夠的剛性，工作時(shí)變形小，使軸承負(fù)荷均勻；有足夠的軸頸承壓

20、面積，以保證較低的軸承比壓；曲軸的軸頸要有良好的耐磨性能，并允許多次車削修復(fù)；曲柄的布置要兼顧動(dòng)力均勻、主軸承負(fù)荷低、平衡性好、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)小、有利于增壓系統(tǒng)的布置。以上這些要求是互相關(guān)聯(lián)的，有些又是相互矛盾的，要權(quán)衡利弊妥善解決。因此,曲軸的設(shè)計(jì)即不能夠過分要求加大尺寸,也不能夠使設(shè)計(jì)不能滿足使用要求,要在這兩者之間做出必要的取舍。 2. 曲軸的結(jié)構(gòu)及材料：（1）整體式曲軸：整根曲軸由整體鍛造或鑄造而成，在中、小型柴油機(jī)中廣泛應(yīng)用。由于大型鍛造設(shè)備的出現(xiàn)，大型低速柴油機(jī)也有采用整體式曲軸。（2）材料：一般把球墨鑄鐵作為曲軸的材料。球墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度一般不亞于普通中碳鋼，但由于其伸長率，沖擊韌度和

21、彈性模量較低，綜合力學(xué)性能還比鍛鋼差一點(diǎn)。另外，球墨鑄鐵曲軸中的球狀石墨對減磨性能有一定好處，所以球墨鑄鐵的曲軸的耐磨性能要比鍛鋼曲軸好。（3）連桿大頭為平切口。（4）曲柄銷與主軸頸采用空心結(jié)構(gòu)，可以減輕曲軸的重量，改善應(yīng)力集中情況。尤其是采用空心曲柄銷還可以減小曲軸的不平衡回轉(zhuǎn)質(zhì)量和離心力。3. 工藝選擇制造方法為鑄造。球墨鑄鐵經(jīng)正火處理,可以提高其機(jī)械性能,達(dá)到或超過一般的中碳鋼,但延伸率,沖擊韌性,彈性模量以及材料本身的疲勞強(qiáng)度較低，綜合機(jī)械性能低于中碳鋼。2.2.2飛輪飛輪主要功用：使柴油機(jī)回轉(zhuǎn)角速度趨于均勻，協(xié)助柴油機(jī)起動(dòng)，保證柴油機(jī)空車運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。此外，飛輪還是傳遞柴油機(jī)動(dòng)力的主

22、要零件。柴油機(jī)的飛輪通常用鑄鐵、鑄鋼或鍛鋼制成輪緣形結(jié)構(gòu)，使其大部分質(zhì)量集中在輪緣處，以較小的質(zhì)量獲得盡可能大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。輪輪緣上還刻有各缸上止點(diǎn)等定時(shí)標(biāo)記，作為定時(shí)調(diào)整的基準(zhǔn)。2.3機(jī)體組2.3.1氣缸蓋2.3.1.1 氣缸蓋的要求有足夠的強(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。有足夠圓弧過度且光潔完整。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HT400之類的灰鑄鐵.1.2 汽缸蓋的結(jié)構(gòu)形式氣缸蓋

23、的結(jié)構(gòu)形式隨柴油機(jī)的形式而不同。小型柴油機(jī)有用整體式或塊狀式結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)緊湊，可增強(qiáng)機(jī)體剛性的特點(diǎn)。中、大型柴油機(jī)則大多采用單體式氣缸蓋，這樣，可以單獨(dú)拆裝和修換，系列通用化程度高，密封性能好。2.3.2 氣缸墊。材料為銅皮石棉。2.3.3 氣缸套氣缸套內(nèi)表受高溫高壓燃?xì)庵苯幼饔?，并始終與活塞環(huán)及活塞裙部發(fā)生高速滑動(dòng)摩擦。外表與冷卻水接觸，在較大溫差下產(chǎn)生嚴(yán)重?zé)釕?yīng)力，受冷卻水腐蝕?；钊麑Ω滋椎膫?cè)推力不僅加劇其內(nèi)表摩擦，并使其產(chǎn)生彎曲。側(cè)推力改變方向時(shí)，活塞還撞擊缸套。此外還受到較大的安裝預(yù)緊力。.1 對氣缸套的要求氣缸套應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐熱性能，還應(yīng)具有較好的耐磨性能。工作中應(yīng)有良好潤

24、滑和冷卻。缸套一般采用含磷或含硼的耐磨合金鑄鐵作材料，如HT25-47、HP-CuCrMo等。缸套的內(nèi)表有時(shí)還進(jìn)行鍍鉻（松孔鍍鉻、貯油網(wǎng)點(diǎn)鍍鉻）, 氮化或磷化等處理，以提高耐磨性能。缸套內(nèi)表硬度通常要求大于HB200，且與活塞環(huán)硬度有良好匹配。內(nèi)表面還應(yīng)有適當(dāng)?shù)拇植诙?，使其具有一定貯油能力和磨合性能。.2 汽缸套的結(jié)構(gòu)形式柴油機(jī)的氣缸套有濕式、干式和帶冷卻水套等三種形式：濕式氣缸套；b)干式氣缸套；c)帶冷卻水套式圖4氣缸套的形式濕式氣缸套的優(yōu)點(diǎn)：濕式氣缸套的外表面直接與冷卻水接觸。冷卻效果良好，制造也方便；但其壁厚較大，而且必須有可靠的冷卻水密封措施，是應(yīng)用最廣泛的一種形式。2.3.4 機(jī)體

25、龍門式機(jī)體：這種機(jī)體把缸體與曲軸箱合成一體，外形尺寸較?。ㄅc隧道式相比），重量輕，剖分面少，加工方便，加工時(shí)數(shù)較少。材料：機(jī)體材料有鑄鐵、鑄鋁和鋼板與鋼焊接三種。大多數(shù)機(jī)器采用鑄造工藝，因而多用鑄鐵與鑄鋁。鑄鋁機(jī)體相比鑄鐵機(jī)體來說，有著重量輕，防磁性能優(yōu)良等做點(diǎn)。柴油機(jī)工作時(shí)，主軸承蓋受側(cè)向力而產(chǎn)生橫向位移，使緊固螺栓承受剪切力，引起軸頸磨損或軸瓦斷裂，因此軸承蓋定位必須牢固。如圖5所示： 圖 5 主軸承蓋簡圖 圖 6下置式凸輪軸傳動(dòng)示意圖2.4配氣機(jī)構(gòu)2.4.1氣門數(shù)目，布置和驅(qū)動(dòng)1、按氣門的布置：氣門頂置式、氣門側(cè)置式2、按凸輪軸的布置位置：下置式、中置式、上置式3、按曲軸與凸輪軸的傳動(dòng)方

26、式：齒輪傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)、齒帶傳動(dòng)4、按每氣缸氣門數(shù)目：二氣門式、四氣門式等一般發(fā)動(dòng)機(jī)都采用每缸兩個(gè)氣門，即一個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門的結(jié)構(gòu)。為了改善換氣，在可能的條件下，應(yīng)盡量加大氣門的直徑，特別是進(jìn)氣門的直徑。置于機(jī)體兩側(cè)，防止進(jìn)氣預(yù)熱，提高充氣效率。進(jìn)氣門570K-670K，采用合金鋼（鉻鋼或鉻鎳鋼），排氣門1050K-1200K，采用耐熱合金鋼（硅鉻鋼），由于氣門的潤滑條件比較差，所以最好材料能有保油性。2.4.2凸輪軸布置和傳動(dòng)1、凸輪軸下置不利因素：凸輪軸與氣門相距較遠(yuǎn)，動(dòng)力傳遞路線較長，環(huán)節(jié)多，因此不適用于高速發(fā)動(dòng)機(jī)。有利因素：簡化曲軸與凸輪軸之間才傳動(dòng)裝置，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)的布置。2凸輪

27、軸中置式傳動(dòng)方式：凸輪軸經(jīng)過挺柱直接驅(qū)動(dòng)搖臂，省去了推桿。應(yīng)用：適用于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，可以減少氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量3.凸輪軸上置式（如圖6）特點(diǎn)： 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。應(yīng)用：高速發(fā)動(dòng)機(jī)2.5 供油系統(tǒng)供油系統(tǒng)由油箱、柴油濾清器、輸油泵、輸油管、噴油泵、高壓油管、噴油器、回油管等組成。系統(tǒng)安排如圖7所示：圖 7燃油系簡圖1-燃油箱 2-粗濾器 3-輸油泵 4-精濾器 5-噴油泵 6-噴油器 7-溢流閥2.6 潤滑系2.6.1系統(tǒng)的組成潤滑系主要由機(jī)油泵、機(jī)油濾波器、機(jī)油壓力傳感器、限壓閥等組成。機(jī)油輸送裝置：齒輪泵作為輸送裝置。這種泵結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)加

28、工方便，工作可靠壽命長。.2 潤滑方式壓力潤滑和飛濺潤滑相結(jié)合的潤滑方式。對于相對速度高，以及飛濺不能達(dá)到要求的部位，如曲軸軸承、連桿軸瓦，氣門和氣門搖臂等處均采用壓力潤滑。這種方式潤滑效果好，并且有強(qiáng)烈的清洗和冷卻作用。而氣缸壁、活塞銷、凸輪軸承處則采用飛濺潤滑。圖 8潤滑系簡圖2.7 燃燒系統(tǒng)燃燒室的選型主要依據(jù)是缸徑,轉(zhuǎn)速及使用要求,本設(shè)計(jì)采用直噴式，型燃燒室，空間混合為主，中等強(qiáng)度的進(jìn)氣渦流擠壓渦流?？墒箶U(kuò)散燃燒階段后期保持較強(qiáng)的渦流強(qiáng)度，以便在推遲噴油的情況下使燃燒不致過于延遲，以此方法來解決和碳煙之間的矛盾。為了解決喉口燒蝕問題，在縮口處采用較大圓角和鈍邊；強(qiáng)化程度較高時(shí)還可鑲耐熱

29、合金鋼圈。具體結(jié)構(gòu)圖如下: 圖9燃燒室簡圖 2.8 冷卻系統(tǒng)本機(jī)采用的冷卻系為強(qiáng)制循環(huán)水冷系，即利用水泵提高冷卻液的壓力，強(qiáng)制冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)中循環(huán)流動(dòng)。冷卻系主要由水泵、散熱器、冷卻風(fēng)扇、補(bǔ)償水箱、節(jié)溫器、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體和氣缸蓋中的水套以及附屬裝置等組成。節(jié)溫器為石蠟膨脹式，與水溫表一起測量冷卻水溫度。其主要部件及系統(tǒng)簡圖如下： 圖10冷卻系簡圖第三章 典型零部件連桿的設(shè)計(jì)連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的零件之一，近代中小型高速柴油機(jī)，為使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，最合適的連桿長度應(yīng)該是，在保證連桿及相關(guān)機(jī)件運(yùn)動(dòng)時(shí)不與其他機(jī)件相碰的情況下，選取小的連桿長度，而大缸徑的中低速柴油機(jī)，為減少側(cè)壓力，可適當(dāng)加長連桿（P505

30、）連桿的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，且連桿大頭、小頭尺寸主要取決于曲軸及活塞組的設(shè)計(jì)。在連桿的設(shè)計(jì)中，主要考慮的是連桿中心距以及大、小頭的結(jié)構(gòu)形式。連桿的運(yùn)動(dòng)情況和受力狀態(tài)都比較復(fù)雜。連桿小端軸承與活塞銷（或十字頭銷）滑動(dòng)配合，大端軸承與曲軸的曲柄銷頸配合，形成曲柄連桿機(jī)構(gòu)，將活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲軸的回轉(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。連桿運(yùn)動(dòng)形式十分復(fù)雜：小端作直線運(yùn)動(dòng)，大端作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，桿身作平面運(yùn)動(dòng)，其桿身中心不斷相對氣缸中心左右擺動(dòng)。為了順應(yīng)內(nèi)燃機(jī)高速化趨勢，在發(fā)展連桿新材料、新工藝和新結(jié)構(gòu)方面都必須既有利于提高剛度和疲勞強(qiáng)度，減輕質(zhì)量，縮小尺寸。對連桿

31、的要求(P501)：1、結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，可靠耐用。2、具備足夠的剛度和抗沖擊疲勞強(qiáng)度；3、盡可能質(zhì)量輕，慣性小；4、連桿軸承應(yīng)耐磨可靠；5、連桿螺栓疲勞強(qiáng)度高，連接可靠。但由于本設(shè)計(jì)是改型設(shè)計(jì)，故良好的繼承性也是一個(gè)考慮的方面。結(jié)構(gòu)圖如下：1-小端軸套；2-連桿螺栓；3-大端軸瓦；4-大端下軸瓦；5-小端； 6-桿身；7-大端軸承座；8-大端軸承蓋圖11 連桿結(jié)構(gòu)圖3.1 連桿材料（P543）結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)工作特性,發(fā)動(dòng)機(jī)連桿材料應(yīng)當(dāng)滿足發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作所需要的要求。應(yīng)具有較高的疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性，一般都用優(yōu)質(zhì)鋼材模鍛后加工制造，材料有35、45、35CrMn、40Cr等，并采用正火或調(diào)質(zhì)等熱處

32、理。3.2 連桿主要尺寸1、連桿長度：曲柄連桿比一般均大于0.3，這樣可以使柴油機(jī)的機(jī)體高度降低，凈質(zhì)量減少，而且連桿長度減小后，其材料也相應(yīng)減少，從而成本降低。但是，過小的曲柄連桿比會引起活塞側(cè)壓力增加，從而導(dǎo)致柴油機(jī)摩擦損失的增加，加速活塞、活塞環(huán)、氣缸套的磨損，影響可靠性。高速柴油機(jī)概念設(shè)計(jì)及實(shí)踐中指出：當(dāng)曲柄連桿比左右時(shí)，對柴油機(jī)壽命及可靠性影響不大。參照原機(jī)及總體布置，選擇曲柄連桿比為：。2、連桿的結(jié)構(gòu)尺寸：小頭主要尺寸為連桿襯套內(nèi)徑d和小頭寬度。柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊中介紹的各個(gè)尺寸范圍為：由 查 柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊（P62） mm 小頭內(nèi)徑 小頭外徑 大頭內(nèi)徑 小頭厚度 取 大頭厚度 取 取

33、 螺栓直徑 取 校核小頭軸承的比壓： 柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊中給出，q 許用值為630bar,可見是在安全范圍之內(nèi)。注：式中 ； 3、連桿桿身:連桿桿身采用典型的工字形截面。如圖12所示：圖12 連桿桿身截面4、連桿大頭定位方式為舌槽定位。這種定位方式定位可靠，貼面緊密，抗剪切能力強(qiáng)尺寸緊湊。但要注意舌槽部位要減小應(yīng)力集中，以防疲勞損壞。5、連桿大頭、小頭的結(jié)構(gòu)形式連桿大頭的剖面形式：我們一般選用平切口式。連桿蓋的定位方式：在本設(shè)計(jì)中采用止口定位 連桿小頭的結(jié)構(gòu)形式：由于活塞銷的大小一般由活塞設(shè)計(jì)所決定，所以在連桿的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能加大連桿小頭襯套的承壓面積以降低比壓，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖所示：圖13連桿小頭

34、截面3.3 連桿強(qiáng)度計(jì)算3連桿桿身的強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）連桿桿身最小截面（-）之疲勞強(qiáng)度計(jì)算 圖14 連桿桿身連桿桿身在不對稱交變循環(huán)載荷下工作，它受到位于計(jì)算截面（-）以上往復(fù)慣性質(zhì)量力的拉伸及氣體壓力的壓縮。最大工況時(shí)的往復(fù)慣性力曲柄半徑r=48mm 曲軸角速度 式中：活塞組質(zhì)量； 計(jì)算截面（-）以上部分連桿質(zhì)量。桿身（-）計(jì)算斷面的應(yīng)力由于慣性力拉伸（-）計(jì)算斷面處引起的應(yīng)力 由于壓縮力在（-）斷面處所引起的應(yīng)力 桿身（-）斷面處的安全系數(shù)： 式中：取系數(shù)為材料拉伸及壓縮疲勞極限（材料45鋼） ?。?）桿身中間斷面的強(qiáng)度計(jì)算桿身中間斷面的受力（A）往復(fù)慣性力式中：為連桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量壓縮力： （

35、3）桿身-斷面應(yīng)力的計(jì)算（A）由慣性力引起的拉應(yīng)力（B）由壓縮力引起的應(yīng)力；連桿桿身中因壓縮和縱向彎曲而出現(xiàn)合成應(yīng)力在擺動(dòng)平面內(nèi)彎曲時(shí)由壓縮和縱向彎曲所引起的合成應(yīng)力： 式中：L為連桿長度，為系數(shù) ?。?） 垂直于擺動(dòng)平面方向的應(yīng)力 式中：為對Y軸的慣性矩為連桿長度減去連桿大小頭孔半徑之和。（5） 中間斷面處的安全系數(shù) 故屬安全3 連桿小頭的強(qiáng)度計(jì)算（圖15）圖15連桿小頭1、連桿小頭承受的作用力（1） 連桿小頭在進(jìn)氣和排氣沖程中承受活塞組往復(fù)慣性力的拉伸。在上止點(diǎn)附近之值為最大 = 式中：為活塞組件的質(zhì)量，其數(shù)值為 為曲柄半徑 為48 為曲柄半徑與連桿長之比值 （2）連桿小頭在膨脹行程開始點(diǎn)

36、所承受的壓縮力 N 式中：為最高燃?xì)庾饔昧?、由活塞的慣性力在連桿小頭中引起的拉應(yīng)力當(dāng)活塞在上止點(diǎn)時(shí)MP式中：小頭平均半徑小頭寬度 A=33 MP 故安全3、連桿小頭的安全系數(shù) 連桿小頭應(yīng)力按不對稱循環(huán)變化，在小頭和桿身銜接處（即固定角R處）的外側(cè)纖維上安全系數(shù)最小。式中： 為材料拉伸及壓縮疲勞極限（材料45鋼） 取角系數(shù) 取 小頭的安全系數(shù)一般取 故安全4、連桿小頭橫向直徑的減少量式中：3.3.3 連桿大頭的壁厚，而螺栓孔外側(cè)的壁厚應(yīng)較厚，一般不小于2mm。斜切口連桿現(xiàn)已不常用。大頭蓋之受力：連桿大頭蓋在進(jìn)氣沖程開始即當(dāng)活塞在上止點(diǎn)時(shí)承受往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量和連桿大頭的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力。式中：活塞組

37、的質(zhì)量 = 連桿旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量 =為曲拐幾集中在曲柄銷中心的當(dāng)量質(zhì)量；且=，是曲拐各單元的質(zhì)量；是各單元的旋轉(zhuǎn)半徑。做平面運(yùn)動(dòng)的連桿組，根據(jù)動(dòng)力學(xué)等效性的質(zhì)量，質(zhì)心和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量守恒三原則進(jìn)行質(zhì)量換算。實(shí)際計(jì)算結(jié)果表明，與，相比很小，為簡化受力分析，常用集中在連桿小頭和大頭的2個(gè)質(zhì)量，近似代替連桿，從動(dòng)力學(xué)等效的頭兩個(gè)條件（即忽略轉(zhuǎn)動(dòng)慣量守恒）可得=，= 式中，是連桿組質(zhì)量；是連桿組質(zhì)心到小頭孔中心的距離。為連桿大頭蓋的質(zhì)量 =3.4 強(qiáng)度校核 目前，對連桿進(jìn)行有限元計(jì)算已成為在設(shè)計(jì)階段驗(yàn)證其強(qiáng)度和剛度的一種常用手段。在進(jìn)行有限元計(jì)算時(shí)，可以根據(jù)連桿的工作及受力狀況，將連桿簡化為已知外載的力學(xué)模型

38、圖(16）。計(jì)算載荷就是連桿的最大拉伸載荷和壓縮載荷。 圖16 簡化的連桿力學(xué)模型式中：缸內(nèi)最高燃燒壓力；活塞面積：活塞組質(zhì)量；計(jì)算截面以上部分連桿質(zhì)量。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)連桿各個(gè)部位的具體載荷其實(shí)是不同的，為了反映出連桿個(gè)部位應(yīng)力的真實(shí)情況，應(yīng)在不同部位加上該處的實(shí)際載荷，然后再根據(jù)該部位的應(yīng)變量和材料的彈性模量E計(jì)算出應(yīng)力，再校核強(qiáng)度。3.5 連桿螺栓連桿螺栓是發(fā)動(dòng)機(jī)主要連接件之一，它承受著軸向交變載荷。連桿螺栓和螺母連接過緊或過松，均可能導(dǎo)致自身的斷裂，因此要求連桿螺栓有足夠的疲勞強(qiáng)度和防松性能。3 連桿螺栓的強(qiáng)度驗(yàn)算 連桿螺栓在擰緊狀態(tài)下，必須保證連桿大頭和大頭蓋的對口表面之間相互壓緊，

39、以免運(yùn)轉(zhuǎn)過程中兩對口相互敲擊，并使連桿大頭孔和連桿軸瓦呈過盈配合，此時(shí)螺栓所承受的力稱為螺栓預(yù)緊力。 圖17 連桿螺栓受力變形圖圖（17）表示出了在擰緊螺栓的過程中，螺栓和連桿大頭被緊固部分受力與變形的關(guān)系。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，連桿螺栓還承受往復(fù)性質(zhì)量在上止點(diǎn)位置時(shí)的慣性力與連桿回轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量（扣除大頭蓋的質(zhì)量不計(jì)）的慣性力之和。如果每個(gè)連桿上的螺栓數(shù)目是，則每個(gè)螺栓所承受的慣性力。在P的作用下，螺栓將進(jìn)一步沿線段EF被拉長，壓在連桿大頭的力將卸載，直到系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)新的力平衡狀態(tài)，如圖中的點(diǎn)F所示。在這一狀態(tài)下，螺栓一面受慣性力P的作用，一面使軸瓦仍然被過盈力壓緊在連桿大頭中，除止之外還能保持連桿大

40、頭和連桿蓋之間的互相壓緊，止壓緊力在圖中用表示。因止在狀態(tài)F時(shí)連桿螺栓所受的總拉力。應(yīng)該注意，在任意時(shí)刻都必須使對口面壓緊力大于零。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中作用在連桿螺栓上的拉伸力就反復(fù)地和之間變化，拉伸力變化的振幅是0.25范圍內(nèi)）。通常每個(gè)螺栓的預(yù)緊力取每個(gè)螺栓的最大拉力。因此螺栓最小截面處的極限應(yīng)力應(yīng)為： （）式中：最小截面面積 ； ； 安全系數(shù)。一般螺栓材料屈服極限在以上，安全系數(shù)取。1、 每只螺栓所受的慣性力式中：切口與軸線夾角i=2 螺栓數(shù)連桿大頭所受慣性力2、螺栓應(yīng)加的予緊力 現(xiàn)取3、每只螺栓所受的最大拉力 基本載荷系數(shù)螺栓桿身的最大拉應(yīng)力 式中：d=14毫米螺栓直 螺栓桿身的最小拉應(yīng)力螺紋所受拉應(yīng)力（1） 最大拉應(yīng)力 式中：=12毫米螺紋內(nèi)徑（2） 最小拉應(yīng)力= 4、 螺栓安全系數(shù)（1）動(dòng)載安全系數(shù)=式中：拉伸強(qiáng)度極限 對40取 靜載疲勞極限 對稱循環(huán)拉伸強(qiáng)度極限。取 應(yīng)力集中系數(shù)。螺栓桿身取， 螺紋取 工藝系數(shù)。= 尺寸系數(shù)； 表面質(zhì)量系數(shù) 角系數(shù)， =螺栓桿身安全系數(shù)=式中： =式中： 平