買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 油機（機體）設(shè)計  摘要  本次畢業(yè)設(shè)計主要研究如何提高單缸柴油機的性能，在 盡可能輕巧的前提下，以提高柴油機性能，滿足市場的需要。針對 柴油機的動力性不足，采用擴大剛勁和增大行程的的方法來改善其動力性；并對改進后的柴油機進行強化措施，以彌補動力性提高后帶來的發(fā)動機受力過大的問題。經(jīng)過參考文獻、并小組討論后，決定把缸徑由 95大到 100成由原來的 115大到 120改進為 柴油機。首先需要對改進后的機型進行熱力計算，得到 其各種經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)和示功圖，然后進行動力計算，得到其各種動力性能指標(biāo)；其次，要進行曲柄連桿機構(gòu)與機體最小工作間隙的校核等；再次，開始進入總體設(shè)計階段與主要零部件的改進；最后，要進行壓縮比校核、氣門活塞是否相碰，是否相碰、曲軸平衡計算等。  本說明書完成了其中的一部分工作，主要完成了對 體最小見習(xí)的校核和機體的設(shè)計。計算得到了 柴油機的各種經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)和示功圖；校核得到了曲柄連桿機構(gòu)與機體最小工作間隙，并畫出琵琶線；根據(jù)動力計算的結(jié)果對機體受力較大的位置進行了分析并對其進行了加強 ；完成了機體和相關(guān)零部件的設(shè)計。  在柴油機設(shè)計改進的過程中，需要綜合考慮多方面的因素和影響。其中熱計算參數(shù)的選擇在參考原機型和有關(guān)文獻后，由小組討論后定出。根據(jù)熱計算所得結(jié)果和最小間隙校核所得的結(jié)果，再加上其他同學(xué)提供的動力計算的結(jié)果和各個機構(gòu)的尺寸，認(rèn)為把 1100 型柴油機是可行的。  關(guān)鍵詞 ：  油機，機體，熱計算，校核    F (is on to        of on 195     to of  s is of is to    to up of 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 on      in  is 5mm 00of is 15mm 20of -V of  is in of of is of s is  of as of 195, of of of of of  be in                                in is on in in  文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第一章前言   述  油機在農(nóng)用機械上用途多而廣。在國內(nèi)外都有較長的研發(fā)歷史，普遍應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械。作為配套動力 ,其動力性、經(jīng)濟性及冷啟動性能等各方面指標(biāo)已不能滿足配套指標(biāo)需要，與國外先進水平相差更大。針對我國農(nóng)機發(fā)展的現(xiàn)狀，后來開始研制 柴油機。  柴油機 是在 油機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，缸徑和行程等主要結(jié)果參數(shù)都發(fā)生了改變。 柴油機為基本型， 12 小時功率 /轉(zhuǎn)速 為：  11/2000 (千瓦 /轉(zhuǎn) /分 ) 。   動機機體主要構(gòu)造  現(xiàn)代發(fā)動機機體主要由氣缸體、氣缸蓋、氣缸蓋襯墊以及油底殼等組成。機體組是發(fā)動機的支架，有曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)和發(fā)動機各系統(tǒng)主要零件的裝配基體。各運動件的潤滑也需要通過機體的冷卻來實現(xiàn)。因此可以說，機體組把發(fā)動機各個機構(gòu)和系統(tǒng)連成一個整體，并保持了他們之間必要的相互關(guān)系。  水冷發(fā)動機的氣缸體和曲軸箱常做成一體，可稱為 氣缸體 曲軸箱，也可簡稱為氣缸體。氣缸體上半部有一個或若干個活塞在其中運動導(dǎo)向的圓柱形空腔，成為氣缸；下半部為支撐曲軸的曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運動的空間。作為發(fā)動機各個機構(gòu)和系統(tǒng)的裝配機體，氣缸體本身應(yīng)具有足夠的強度和剛度。其形式一般分為一般式、龍門式、隧道式。氣缸工作表面由于經(jīng)常與高溫高壓燃氣相接買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 觸，且有活塞在其中做高速往復(fù)運動，所以必須耐高溫、耐腐蝕、耐磨損，一般可以從氣缸的材料、加工精度、和結(jié)構(gòu)等方面來采取措施。對氣缸和氣缸蓋的冷卻方式分為水冷和風(fēng)冷。氣缸套又分為干式和濕式兩種。干式的優(yōu)點是氣缸體剛度 大，氣缸中心矩小，缺點是傳熱較差，溫度分布不均勻，容易發(fā)生局部變形，同時加工面較多，加工要求高，拆裝要求也較高。濕式的優(yōu)點是在氣缸體上沒有密閉的水套，鑄造方便，容易拆裝更換，冷卻效果也較好，缺點是氣缸體的剛度差，以漏水、漏氣。  氣缸蓋的主要功能是密封氣缸蓋上部，并于活塞頂部和氣缸一起形成燃燒室。同時也為其他零件提供安裝位置。氣缸蓋的材料應(yīng)當(dāng)用導(dǎo)熱性好、機械強度和熱強度高、鑄造性能好的材料，如優(yōu)質(zhì)的灰鑄鐵或合金鑄鐵或鋁合金等了。  氣缸蓋襯墊是氣缸蓋底面和頂面之間的密封件，保證燃燒室不漏氣，在設(shè)計時應(yīng)滿足如下要 求：在高溫高壓燃氣下具有足夠的強度不易損壞；具有一定的的彈性，以保證密封；拆裝方便，能重復(fù)使用，壽命長。目前比較多用的材料是金屬 石棉。  油底殼的主要功用是存儲潤滑油并封閉曲軸箱。油底殼受力很小，一般采用薄鋼板沖壓而成，在有些發(fā)動機上為了加強油底殼內(nèi)既有的散熱，采用鋁合金制造的油底殼，在殼的底部還鑄有相應(yīng)的散熱肋片。為保證在發(fā)動機縱向傾斜的時候機油泵能經(jīng)常吸到機油，油底殼后部一般作的較深，油底殼內(nèi)設(shè)有擋油板，防止汽車行駛時油面波動過大，油底殼底部裝有放油螺栓。   內(nèi)外機體的設(shè)計現(xiàn)狀  該機型的原型機 是 農(nóng)用機械上用途多而廣。在國內(nèi)外都有較長的研發(fā)歷史，普遍應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械。柴油機是目前被產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的各種動力機械中熱效率最高、  能量利用率最好、最節(jié)能的機型，污染物排放比汽油機少，因此在車用動力方面的優(yōu)勢最為明顯，  全球車用動力 "柴油化 "趨勢業(yè)已形成。在歐洲， 90%的商用車及 33%的轎車為柴油車。在美國， 90%的商用車為柴油車。在日本， 38%的商用車為柴油車，  轎車為柴油車。  經(jīng)過多年的研究、大量新技術(shù)的應(yīng)用，柴油機最大的問題煙度和噪聲取得重大突破，達到了汽油機的水平，國外柴油機目 前一般采用的先進技術(shù)有 1、高壓噴射和電控噴射技術(shù)，此技術(shù)是目前國外降低柴油機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，可是燃油充分霧化，各缸的燃油和空氣混合達到最佳，從而降低排放，提高整機性能。 2、增壓中冷技術(shù)，采用渦輪增壓增加柴油機的空氣量，提高燃燒的過量空氣因數(shù)是降低大負(fù)荷工況排氣煙度、 3、排氣再循環(huán)（ 術(shù)， 冷 能保持其他污染物的低水平。  第二章總體方案設(shè)計   計參數(shù)分 析與確定  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 進前后參數(shù)對照  原機型：             式 ：               臥 式、水冷、四沖程、渦流式  缸徑 行程 (毫米 )：   95115  12小時功率 /轉(zhuǎn)速 ：  千瓦 /轉(zhuǎn) /分 (馬力 /轉(zhuǎn) /分 )： 000 (12/2000) 標(biāo)定工況燃油消耗率 ： 克 /千瓦 小時 (克 /馬力 小時 )：     起動方式 ：           手搖起動  用途 ：               農(nóng)用運輸車  設(shè)計機型：           式 ：               臥 式、水冷、四沖程、渦流式  缸徑 行程 (毫米 )：   1001 20 12小時功率 /轉(zhuǎn)速 ：   千瓦 /轉(zhuǎn) /分 (馬力 /轉(zhuǎn) /分 )： 11/2000 (15/2000) 標(biāo)定工況燃油消耗率 ： 克 /千瓦 小時 (克 /馬力 小時 )： 起動方式 ：           手搖起動  用途 ：               農(nóng)用運輸車   程缸徑比 S/D 行程缸徑比 S/D 是對柴油機結(jié)構(gòu)和性能有最大影響的參數(shù) ,在氣缸直徑和活塞平均速度確定之后 ,就可合理地 選擇 S/D,并應(yīng)考慮以下因素 : 1、選擇較小的 S/D，可減小柴油機的高度、寬度、重量；  2、小的 S/D 可以縮小行程 S，加大曲軸的連桿軸徑和主軸徑重疊度，提高曲軸的彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度，以及疲勞強度；     3、當(dāng) S/油機的轉(zhuǎn)速可以提高，從而提高升功率，但與此同時，增加了運動件的慣性力和柴油機的噪聲；  4、 S/別是對直噴式燃燒室的柴油機，為保持一定的壓縮比 以及燃燒室容積與壓縮容積之比值 ( /必將使活塞與氣缸蓋之間需要更小的間隙 ,這就增加制造上的困難。如間隙不能保證，將使發(fā)動機各項性能指標(biāo)難以達到要求。  本次設(shè)計中行程缸徑比為 S/D= 柄連桿比  曲柄連桿比是曲柄半徑與連桿長度的比值，是一項確定連桿長度的重要參數(shù)，行程 擇 的值主要考慮以下因素：  1、選擇較大的 值，使連桿短、重量輕，往復(fù)和離心力小，有利于柴油機的高速化，并可降低直列式柴油機的高度或減小 V 型柴油機的高度和寬度，減輕柴油機的重量；  2、較大的 值會增大連桿擺角和活塞側(cè)壓力，對缸套和活塞的磨損不利；  3、在選擇連桿長度時，要保證活塞在下止點時不與曲軸平衡塊相碰，活塞在上止點時曲柄不與缸套相碰；  本次設(shè)計中，曲柄半徑 R 為 60桿長度為 210以連桿比 =R/L= 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 心距0直接影響發(fā)動機的緊湊性。影響0 （ 1）兩缸之間的主軸承寬度；  （ 2）曲柄銷的寬度；  （ 3）氣缸套的形式；  （ 4）相鄰氣缸間水套的厚度大?。? （ 5）主軸承采用滑動軸承，還是滾動軸承。  氣缸單列布置的內(nèi)燃機，0本次 設(shè)計中將采用濕式缸套水冷。濕式缸套的壁厚決定于內(nèi)燃機的指標(biāo)和缸套材料。在設(shè)計時一般取厚度為（ D。根據(jù)一般鑄造工藝條件的可能性，封閉水套的最小斷度為 4到 5以綜合考慮以上因素，缸心距定為 100 缸數(shù) i 氣缸數(shù)是柴油機的重要參數(shù)之一，按給定功率和轉(zhuǎn)速來選擇氣缸數(shù)時?？紤]以下因素：  （ 1）氣缸數(shù)目較多，可使柴油機輸出的扭矩均勻，平衡性和氣動性較好；  （ 2）缸數(shù)少則發(fā)動機結(jié)構(gòu)簡單，但結(jié)構(gòu)就越不緊湊，運轉(zhuǎn)中振動噪聲大且平穩(wěn)性差；  （ 3）選用較多的氣缸數(shù)后，零 件數(shù)量和制造工時增加，成本增高；  （ 4）選擇氣缸數(shù)目，還需考慮柴油機配套所提出的外形尺寸和重量要求，以及系列柴油機的功率范圍等因素。  本次設(shè)計 的氣缸數(shù)目為 1。   塞平均速度柴油機總體設(shè)計和主要零件結(jié)構(gòu)型式影響甚大。  在功率給定以后可以算出平均有效壓力?；钊谐毯透讛?shù)保持不變，提高活塞平均速度可使氣缸直徑減小。柴油機體積小、重 量輕。但提高活塞平均速度受到下列因素的制約：  （ 1）提高活塞平均速度后，使運動件的慣性力增大，柴油機的機械負(fù)荷增大；  （ 2）提高活塞平均速度，使柴油機零件的磨損加快，縮短了柴油機的檢修期；  （ 3）活塞平均速度的提高，使摩擦功率的損失迅速增加，機械效率降低，燃油消耗率升高；  （ 4）進排氣阻力隨活塞平均速度的提高而增加，使充氣效率下降；  （ 5）隨著活塞平均速度的提高，柴油機的平衡、振動、和噪聲等問題都突出出來，一般柴油機的噪聲強度與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 因此，選擇活塞平均速度應(yīng)綜合考慮各方面的因素，不能 一味的提高。   缸直徑 D 采用較大的氣缸直徑是提高功率的一個措施。單缸徑增大后柴油機外形尺寸與比重量相應(yīng)增大。而氣缸直徑與缸數(shù)和轉(zhuǎn)速有著密切的關(guān)系。同樣的功率下，缸數(shù)越多，剛勁可縮小，轉(zhuǎn)速可提高。  本次設(shè)計所選擇的缸徑為 100 縮比  壓縮比直接影響柴油機的性能，如機械負(fù)荷、起動性能以及主要零件的結(jié)構(gòu)尺寸。在一定范圍內(nèi)，柴油機的熱效率隨壓縮比的增加而提高。增大壓縮比也可使柴油機的起動性能獲得改善。但壓縮比的提高將使氣缸最高爆發(fā)壓力相應(yīng)上升，機械負(fù)荷增加，最柴油機的使用壽命有影響 。  選擇最佳壓縮比應(yīng)綜合考慮分析燃燒室的形狀、熱效率、起動性能和機械負(fù)荷等各方面的影響。  選擇最佳壓縮比應(yīng)綜合考慮分析燃燒室的型式、熱效率、起動性能和機械負(fù)荷等各方面的影響，新設(shè)計的柴油機的壓縮比，一般是先參考同類型的產(chǎn)品的參數(shù)，作為初步數(shù)據(jù)，再通過實驗來確定。  本發(fā)動機選擇的壓縮比為 19 計原則   濟性指標(biāo)  本機型的經(jīng)濟性同其它機型一樣，都是以燃油消耗率和機油消耗率作為主要指標(biāo)。內(nèi)燃機的燃油消耗率是隨著運轉(zhuǎn)工況的不同而變化的，一般常以標(biāo)定工況的燃油消耗率為指標(biāo)。燃油消耗率主要與內(nèi)燃機 的工作過程、燃燒室結(jié)構(gòu)以及機械效率等有密切關(guān)系。   力性指標(biāo)  本機型的動力性指標(biāo)是指它的額定功率、額定轉(zhuǎn)速及扭矩，這些指標(biāo)的確定決定于與之配套的使用要求。根據(jù)不同的使用要求，需要隨工況而變化。本次設(shè)計的 油機的 12 小時功率 /轉(zhuǎn)速 ： 千瓦 /轉(zhuǎn) /分 (馬力 /轉(zhuǎn) /分 )： 11/2000 (15/2000)。   靠性與耐久性指標(biāo)  本機型的可靠性是指 油機在設(shè)計規(guī)定的使用條件下，具有持續(xù)工作、不致因故障而影響柴油機正常工作的能力，可靠性指標(biāo)通常是以在保證期內(nèi)不停車故障次數(shù) 、停車故障次數(shù)以及更換主要零件和非主要零件的數(shù)目來表示。使用壽命是指內(nèi)燃機從開始使用到第一次大修前累計運轉(zhuǎn)的小時數(shù)，或車輛行駛的公里數(shù)。內(nèi)燃機的大修期一般決定于氣缸套和曲軸磨損到規(guī)定極限的時間（即此時內(nèi)燃機不能繼續(xù)正常工作）。   量外形尺寸指標(biāo)        買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 質(zhì)量、外形尺寸是評價設(shè)         表 2燃機的比重范圍  計的緊湊性和金屬利用程度的指標(biāo)不同用途的內(nèi)燃機對質(zhì)量和外形尺寸的指標(biāo)要求不盡相同。衡量內(nèi)燃機質(zhì)量的指標(biāo)是比質(zhì)量（ kg/表 2,衡量內(nèi)燃機外形尺寸緊湊性的指標(biāo)是體積功 率（  千瓦 /立方米）。   公害指標(biāo)  內(nèi)燃機的噪聲主要來自燃燒噪聲、氣體流動噪聲和機械噪聲三個方面。內(nèi)燃機噪聲的大小用聲壓級來表示，一般還要對各種數(shù)據(jù)進行計權(quán)處理，仿照人耳的聽力，一般采用 于燃燒噪聲來說，主要取決于缸內(nèi)氣壓的壓力升高率。一切有利于縮短滯燃期和減少該期間燃油注入量或者減少可燃混和氣數(shù)量的措施，都利用降  低燃燒噪聲，比如增壓、分段噴射、推遲噴油提前和減小點火提前角等降低壓縮比也是很見效的措施，一般與增壓同時采用，否則會降低內(nèi)燃機的動力性。對于流動噪聲，主要通過進排氣消聲器來控 制。機械噪聲主要通過合理設(shè)置風(fēng)扇結(jié)構(gòu)和合理控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來達到控制目的。   造、使用、維護指標(biāo)  內(nèi)燃機首先要求好用，能滿足各種性能的要求，同時也要求使用方便（操縱性號，啟動性好）、好修和好造。為了達到這個目的，應(yīng)使各調(diào)整部位便于接近，結(jié)構(gòu)簡單合理，工藝性良好。   動機主要零部件的設(shè)計   塞組設(shè)計  活塞組由活塞、活塞銷、活塞環(huán)等組成。其主要功用是：組成燃燒室，承受燃氣作用力，并把它傳給連桿；密封氣缸，以防止燃氣泄漏及潤滑油竄入燃燒室；將活塞承受的熱量傳給氣缸壁面，進而傳給 冷卻介質(zhì)；將連桿的側(cè)壓力傳給氣缸壁。活塞的工作條件非常惡劣，它不僅要承受很強的機械負(fù)荷和很高的熱負(fù)荷，而且在高速滑動時潤滑不良，活塞和活塞環(huán)磨損劇烈，容易失效。這就要求活塞組的設(shè)計滿足下列要求：在保證強度和剛度的前提下具有最小的重量，要有良好的密封性，受熱少又便于散熱，磨損盡量減到最小。   桿設(shè)計  連桿組由連桿體、大頭蓋、連桿襯套、連桿螺拴及連桿軸瓦等零件組成，其功用是連接活塞與曲軸，將活塞上的氣體壓力傳給曲軸，并將活塞的往復(fù)運動變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。設(shè)計連桿組時要盡量結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊， 可靠耐用；在保證具有足夠強度和剛度的前提下，盡可能減輕重量，以降低慣性力；盡量縮短長度，以降低發(fā)動機的總體尺寸和總重量；大小頭軸承工作可靠，耐磨性好；連桿螺栓疲勞強度高，連接可靠，易于制造，成本低。   滑系統(tǒng)  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 潤滑系統(tǒng)的功用是在發(fā)動機工作時連續(xù)不斷的把數(shù)量足夠的潔凈潤滑油輸送到全部傳動件的摩擦表面，并在摩擦表面之間形成油膜，實現(xiàn)液體潤滑，從而減小摩擦阻力，降低功率消耗，減輕機件磨損，以達到提高發(fā)動機工作可靠性和耐久性的的目的。  油底殼中的機油經(jīng)集濾器、機油泵（附設(shè)限壓閥）、機油濾清器（附旁通閥） 、機油散熱器進入主油道。機油散熱器上裝有限壓閥，當(dāng)油壓過高時，限壓閥開啟，機油直接由此閥進入主油道，避免機油散熱器損壞。主油道中的機油通過各支油道分別流向增壓器（若柴油機為自然吸氣式則無增壓器）、壓氣機、噴油泵、經(jīng)推桿到搖臂軸、凸輪軸軸頸、曲軸主軸頸和連桿軸頸等處進行壓力潤滑。為了保證活塞的冷卻，對應(yīng)各缸處有機油噴嘴，來自于主油道的機油直接噴到活塞內(nèi)腔。  此外，潤滑系統(tǒng)主油道中裝有機油壓力過低傳感器，能自動報警；油底殼底部有磁性放油螺塞；竄入曲軸箱及氣缸體內(nèi)腔的油氣可通過油氣分離器，使凝結(jié)下來的機油 回到油底殼。分離出來的氣體則通過增壓器壓氣機進入柴油機進氣管。   料供給系統(tǒng)  柴油機燃料供給系統(tǒng)由柴油箱、輸油泵、柴油濾清器、高壓油泵、噴油器、調(diào)速器等組成。作用是適時適量地把柴油以一定壓力通過噴油器直接噴入汽缸，使柴油在缸內(nèi)形成混合氣并燃燒作功。  典型的燃料供給系統(tǒng)由低壓油路和高壓油路組成。低壓油路部件包括柴油箱、柴油濾清器和輸油泵等，高壓油路部件包括噴油泵、高壓油管、噴油器和調(diào)速器等。另外，柴油機燃燒室也可算作燃料供給系統(tǒng)的一部分。   卻系統(tǒng)  水冷內(nèi)燃機冷卻系一 般由水泵、水套、節(jié)溫器、散熱器、冷卻風(fēng)扇等組成。作用是將內(nèi)燃機受熱零件的熱量及時散發(fā)到大氣中，保證內(nèi)燃機在適宜的溫度下工作。   動系統(tǒng)  起動系統(tǒng)是利用發(fā)動機以外的能源使發(fā)動機運轉(zhuǎn)，常用的電起動系統(tǒng)由蓄電池、直流電動機、傳動機構(gòu)、控制機構(gòu)等組成。  本機型采用手搖式啟動。   卻系統(tǒng)  本機型采用水冷方式，水冷內(nèi)燃機冷卻系一般由水泵、水套、節(jié)溫器、散熱器、冷卻風(fēng)扇等組成。作用是將內(nèi)燃機受熱零件的熱量及時散發(fā)到大氣中，保證內(nèi)燃機在適宜的溫度下工作。   動機機體設(shè)計  機體是發(fā)動機 整臺機器的骨架和外殼，各個零部件和輔助系統(tǒng)的元件都安裝在機體上。機體在設(shè)計時一定要保證其具有一定的強度和足夠的剛度。機體的外輪廓尺寸應(yīng)該緊湊以減小質(zhì)量；機體設(shè)計是應(yīng)遵循制造與維修方便的原則；還應(yīng)保證各連接面有一定的表面光潔度以保證密封，防止漏水、漏氣和漏潤滑油。   體的設(shè)計要求  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 機體的總體設(shè)計原則是：在盡可能輕巧的前提下，盡量提高剛度（降低變形、振動噪聲）。  具體要求如下：  保證零部件的正確的幾何形狀和各零部件之間的正確的配合關(guān)系。假如剛度不夠，就會使氣缸孔 和主軸承孔發(fā)生變形，嚴(yán)重時導(dǎo)致氣缸中心線不垂直于主軸承中心線以及各主軸承孔不同心，結(jié)果會引起有關(guān)運動之間相互配合關(guān)系的改變、加速零件的磨損、降低內(nèi)燃機的性能和使用壽命，嚴(yán)重時零件會遭到破壞。  方面減少機體各部位的熱應(yīng)力，另一方面應(yīng)控制機體溫度在一定的許可值內(nèi)。當(dāng)用鑄鐵材料時，在接近燃燒室的地方，溫度不得超過 350；用鋁合金時不得超過 250。因為鑄鐵材料在 400鋁合金材料在 250以上時，金屬材料的強度會下降很多，同時，為了防止機油變質(zhì)，活塞在上止點第一道活塞環(huán)處的氣缸內(nèi)表面溫度 不應(yīng)大于 180  腐蝕、耐穴蝕、有較高的使用壽命。   化”政策，即系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化政策，便于制造和維修。  止漏水、漏氣和漏油。  7將氣缸體與上曲軸箱鑄成一個整體，形成一個良好的空間梁板組合結(jié)構(gòu)，如圖（ 2 除非是比較大型的內(nèi)燃機才采用氣缸體與曲軸箱分開的結(jié)構(gòu)。  圖 2氣缸之間加隔板，以提高機體橫向剛度。  9降低上下曲軸箱的剖分面。  10采 用全支撐曲軸。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11剖分面處采用梯形框架。  12采用下軸承蓋和下曲軸箱一體的整體式，缸蓋螺栓最好與主軸承布置在同一平面內(nèi)。  13機體表面布置加強肋。   2 機體材料的選取  發(fā)動機是由氣缸體和氣缸蓋兩大部分組成，通過螺栓相互連接起來。所以在發(fā)動機制造過程中兩者可以使用不同的材料。  機體材料應(yīng)具有足夠的強度、良好的澆注性和切削性，且價格要低，因此常用的缸體材料是鑄鐵、合金鑄鐵。但鋁合金的缸體使用越來越普遍，因為鋁合金缸體重量輕，導(dǎo)熱性水冷良好，冷卻液的容量可減少。啟動后，缸體很快達到工作 溫度，并且和鋁活塞熱膨脹系數(shù)完全一樣，受熱后間隙變化小，可減少沖擊噪聲和機油消耗。和鋁缸蓋熱膨脹系數(shù)相同，工作可減少冷熱沖擊所產(chǎn)生的熱應(yīng)力。氣缸與氣缸套水冷式發(fā)動機氣缸有三種結(jié)構(gòu)形式：無缸套、干式缸套、濕式缸套。無缸套氣缸：氣缸套與缸體制成一體，與活塞接觸的內(nèi)表面沒有鑲套，多數(shù)鑄鐵機體汽油機采用這種形式，它結(jié)構(gòu)簡單，加工面少，氣缸剛度也較好。為了提高氣缸表面的抗磨性，整體式結(jié)構(gòu)缸體全部采用一般鑄鐵或鋁合金。干式缸套：干式缸套是一個耐磨性好的薄壁套筒，將缸套壓入氣缸，再對內(nèi)表面進行精加工。干式缸套不與冷卻水之 接接觸，所以導(dǎo)熱性較差，氣缸套與氣缸孔加工要求較高，但缸體可采用一般鑄鐵，氣缸直徑小于 120高速發(fā)動機多采用干式缸套。濕式缸套：濕式缸套是一個直接與冷卻水接觸的厚壁套筒，厚壁應(yīng)保證有足夠的強度和剛度，一般為缸徑的 5%濕式缸套導(dǎo)熱性好，便于更換，機體鑄造簡單，材料可  按需選擇。缺點是機體剛度差，容易漏水。  最早的發(fā)動機氣缸蓋和缸體的材料一樣，都是由鑄鐵制造，但是相對于發(fā)動機缸體而言，缸蓋不需要太復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)而且結(jié)構(gòu)比較簡單，所以鋁被用作缸蓋材料比用作缸體材料實現(xiàn)的要早一些。所以有一些 發(fā)動機用鋁代替鑄鐵做氣缸蓋，就出現(xiàn)了鑄鐵缸體鋁制缸蓋這種結(jié)構(gòu)，但是這種結(jié)構(gòu)現(xiàn)在已經(jīng)很少被采用了。全鋁發(fā)動機已經(jīng)不再只屬于少數(shù)大廠的特有技術(shù)，在當(dāng)今的汽車上越來越多的被采用。常見機體材料的對照表如表 2 表 2目  鑄鐵機體  鑄鋁機體  機體重量  較重  較輕（輕 30%左右）  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 體尺寸的確定  曲軸箱的寬度取決于連桿大頭的外輪廓軌跡。主軸承上的隔板要承受較大的力，所以要厚一些。機體的上頂面要保持一定的剛度，厚度一般在 10后會影響機體上部的冷卻。機體水套的長度應(yīng)能保證當(dāng)活塞在下止點時活塞環(huán)能得到很好的冷卻。  缸心距0直接影響發(fā)動機的緊湊性。0 1）兩氣缸之間主軸承的寬度；（ 2）氣缸套的形式；（ 3）曲柄銷的寬度；（ 4）主軸承是滾動軸承還是滑動軸承；（ 5）相鄰氣缸間水套厚度的大?。唬?6）內(nèi)燃機是風(fēng)冷還是水冷（風(fēng)冷機0冷機的0為了得到系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計，一般把同一系列的水冷風(fēng)冷內(nèi)燃機的缸心距設(shè)計成一樣大，以便使用少量的工藝裝備生產(chǎn)多種型號的機型，并增加同一系列 不同型號機體間通用零件的數(shù)量。各種內(nèi)燃機的缸心距一般處在下列范圍內(nèi)：  水冷汽油機 ：干缸套或無缸套時，0 /缸套時，0 / 水 冷柴油機 ：  汽車用     0 /拉機用   0 /沖程機用0/要在氣道上布置掃氣）  0 /冷柴油機0 /為在氣缸外壁上要布置散熱器）   體的密封  （ 1）曲軸前后端與機體的密封  由于曲軸前后端與機體之間有高速的相對運動，同時處于機油很多的地方，所以要防止漏油。曲軸前端一般采用自緊式橡膠油封防止漏油，曲軸上的擋油盤減輕了油封的負(fù)擔(dān)， 使密封作用更加可靠。當(dāng)機油落入擋油盤外面時，由于盤高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力使油滴甩回到發(fā)材料性能  強度稍高，彈性模量 E=磁性能差，抗震性、剛度及對噪音減弱均較好  強度較低，彈性模量 E=磁性能優(yōu)越  材料價格  來源方便、價廉，廣泛應(yīng)用  來源較少，價貴，較少采用  制造工藝  具有良好的鑄 造和機械加工工藝  可鑄出形狀復(fù)雜的機體  用途  適用于各種機型  適用于比重要求高的中小型高速機  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 動機內(nèi)部，少量油落入郵溝內(nèi)，順圓周流下，回到油底殼。落入擋油盤與油封之間的機油，被由彈簧壓緊的油封密封唇口擋住，逐漸被擋油盤甩掉。 (如圖 2于軸頸的圓周速度較大，摩擦生熱，使橡膠容易老化變質(zhì)。因此，橡膠須具有很高的耐油、耐熱和抗老化性能。目前一般都用丁腈橡膠等合成橡膠，更好的是用氟橡膠。  圖 2軸前端密封  1  甩油盤    2 曲軸  3 密封圈     4 擋油盤  曲軸后端與機體的密封如圖 2總的來說，密封效果不是很理想，而且結(jié)果復(fù)雜，在填料時摩擦損失較大。  圖 2軸后端與機體的密封  a) 擋油盤 +回油螺紋  b) 擋油盤 +填料 c) 擋油盤 +回油螺紋 + 填料 d)自緊式油封（也可有擋油盤）   1 曲軸后端      2 擋油盤      3 回油螺紋  4 密封填料      5 橡膠油封    6 油封殼  （ 2）平面密封  平面密封 ，如圖 2包括進氣管與氣缸蓋、機體與油底殼及正時齒輪室蓋、氣門室罩與氣缸蓋頂面、氣缸蓋與機體等之間的密封，他們都要求可靠密封。這種密封一般都是通過螺栓壓緊置于被密封元件之間的彈性墊片來實現(xiàn)的。平面密封是否  可靠與被密封件的剛度、壓緊力的大小和分布以及密封墊片的材料和結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。常用的密封墊片材料有：  1）石棉板  2）油橡膠石棉板  3）耐油橡膠制成的 U 型圈及異性墊圈  圖 2缸蓋罩的橡膠密封 元件                      4）紙板                            買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5）最新的氣缸墊                圖 2釋  1 密封圈  2  翻邊耐油橡膠墊    3 異形耐油橡膠墊  本次設(shè)計 柴油機正時齒輪墊片使用的材料是軟鋼紙板 底殼墊片的材料為軟木板，其具體參數(shù)如下圖：  圖 21100 型柴油機正時齒輪墊片   體結(jié)構(gòu)改進   體結(jié)構(gòu)尺寸的改變  經(jīng)過校核與討論機體的缸徑由 95大到 100程由 115大到120此帶來缸體的橫向尺寸和縱向尺寸也發(fā)生了相關(guān)的變化。   善工作過程，增加平均有效壓力  平均有效壓力 0i v m Hp l i為指示熱效率 ；  v為充氣效率 ；  m為機械效率 ；    買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 s為進口狀態(tài)下空氣密度 ；  0   為過量空氣系數(shù) 。  提高 （ 1）提高充氣效率  提高充氣效率v的途徑主要是采用合理的進氣系統(tǒng) ,以減進氣阻力 ,增加進氣。  （ 2）提高指示熱效率i提高指示熱效率的途徑主要是提高壓縮比，柴油機由于依靠高溫高壓使柴油自發(fā)點火，所以壓縮比 一般在 14 22之間，直噴式柴油機的壓縮比取上限，分割式燃燒室柴油機的壓縮比取下限。降低傳熱損失（絕熱活塞、絕熱氣缸）也是提高指示熱效率的努力方向，但是會帶來很多問題，如活塞過渡膨脹造成拉缸等。加強燃燒室密封，是提高缸內(nèi)氣 體壓力、提高循環(huán)功的有效措施，主要方法就是合理設(shè)計活塞、控制最佳活塞間隙以及優(yōu)化設(shè)計活塞環(huán)，使活塞環(huán)在任何工況下都能可靠密封和傳遞活塞能量。這些方法也是提高機械效率的必要措施。  （ 3）提高機械效率m這包括：選擇最佳的運動副配合間隙和摩擦材料、選擇優(yōu)質(zhì)的機油、保持最佳熱狀況、減少活塞環(huán)數(shù)目、減少輔助系統(tǒng)消耗的功等，減小運動件的配合間隙、選擇優(yōu)良的摩擦材料、提高工藝水平是最直接的措施。  （ 4）調(diào)整燃油系統(tǒng)  對于柴油機還要注意燃油系統(tǒng)的調(diào)整，提 高空氣利用率，使過量空氣系數(shù)  接近 1。  （ 5）采用增壓提高空氣密度，這是提高充氣效率的重要途徑，發(fā)動機在結(jié)構(gòu)改變不大，重量改變很小的情況下，就能增加功率達 30%甚至更多。因為渦輪增壓利用了廢氣的能量，因此廢氣渦輪增壓的柴油機，燃料經(jīng)濟性較好。由于增壓后氣缸中的空氣密度和溫度升高，滯燃期縮短，使燃燒更為柔和，燃燒噪聲降低，此外，還可以降低排氣噪聲。當(dāng)然，廢氣渦輪增壓也會帶來一些副作用，如氣缸的機械負(fù)荷和熱負(fù)荷增加，水溫升高，冷卻系統(tǒng)負(fù)擔(dān)增加。   缸套的設(shè)計   缸套設(shè)計要求  （ 1）耐 磨性好  （ 2）有足夠的強度和剛度，盡量減小熱變性和安裝變形。  （ 3）外壁有耐腐蝕能力。  （ 4）防止漏水、漏氣、漏油。  （ 5）良好的冷卻  （ 6）便于定位   缸套材料  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 （ 1）高磷鑄鐵（磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為  ），耐磨性好，改善耐蝕性，但加入磷后變脆。  （ 2）含硼鑄鐵（硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)為  ，耐磨性更好，總體性高于含磷鑄鐵。  （ 3）球墨鑄鐵，主要優(yōu)點是吸油性好。   套結(jié)構(gòu)  缸套結(jié)構(gòu)分為以下三種：  （ 1）無缸套  （ 2）干缸套 ，如圖 2 圖 2缸套結(jié)構(gòu)  干缸套厚度一般為 2到 薄的已經(jīng)低于 缸心距比濕式缸套的小，主要缺點是干缸套一般與外缸套是過渡配合，干缸套不與冷卻水直接接觸，冷卻效果不是很好。一般用于 D<1053000r/上的高速柴油機中。  （ 3）濕缸套  濕缸套的壁厚決定于內(nèi)燃機的指標(biāo)和缸套材料，在設(shè)計時一般厚度取 67缸套冷卻效果好，更換方便，制造容易，機體清砂容易。但缸套剛度差，壁厚造成缸心距較大，易漏水。本次設(shè)計采用濕缸套。  具體參數(shù)如圖 2。  圖 21100 型柴油缸套  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 底殼  油底殼是 曲軸箱 的下半部，又稱為下曲軸箱。作用是封閉曲軸箱作為貯油槽的外殼，防止雜質(zhì)進入，并收集和儲存由柴油機各摩擦表面流回的潤滑油，散曲部分熱量，防止?jié)櫥脱趸? 油底殼多由薄鋼板沖壓而成，也有的是用鋁合金澆鑄成型的。其內(nèi)部裝有穩(wěn)油擋板，以避免柴油機顛簸時造成的油面震蕩激濺，有利于潤滑油雜質(zhì)的沉淀，側(cè)面裝有油尺，用來檢查油量。此外，油底殼底部最低處還裝有放油螺塞。  第三章  熱計算   原始參數(shù)  缸徑 D=95程 S=115算工況  按車用 12小時功率 2000轉(zhuǎn) /分 15馬力進行計算    壓縮比： =19 大氣壓力： 氣溫度：93K 燃料低熱值：0150料重量成分： C=文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 H=量空氣系數(shù)：c=氣終點壓力：  氣終點壓力：  氣終點溫度：  00K 新鮮充量在氣缸中加熱量： T =20C  最高燃燒壓力： P z=點熱量利用率：z=功圖豐滿系數(shù)： =械效率：m=均壓縮多變指數(shù)：1n=均膨脹多變指數(shù)：2n=余廢氣系數(shù)：r= 料熱化學(xué)計算  1、理論所需空氣量0 1 0 . 8 7 0 . 1 2 6 0 . 0 0 4L 0 . 4 9 50 . 2 1 1 2 4 3 2 0 . 2 1 1 2 4 3 2C H O 公斤分子 /公斤燃料  2、新鮮空氣量1 . 2 0 . 4 9 5 0 . 5 9 4 公斤分子 /公斤燃料  3、當(dāng) 1 時的燃燒產(chǎn)物0 . 8 7 0 . 1 2 60 . 7 9 0 . 7 9 0 . 4 9 5 0 . 5 2 61 2 2 1 2 2 公斤分子 /公斤燃料  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4、當(dāng)  時剩余空氣量  0- 1 L = 1 . 2 - 1 0 . 4 9 5 = 0 . 0 9 （ ） （ ）公斤分子 /公斤燃料  5、當(dāng)  時燃燒產(chǎn)物的總量 2M  2 0 0M = M + - 1 L = 0 . 5 2 6 + 1 . 2 - 1 0 . 4 9 5 = 0 . 6 2 5 （ ） （ ）公斤分子 /公斤燃料  6、理論分子變更系數(shù)0201M 0 . 6 2 5= = = 1 . 0 5 30 . 5 9 4M7、 實際分子變更系數(shù)  0 + 1 . 0 5 3 + 0 . 0 4= = = 1 . 0 5 11 + 1 + 0 . 0 4 氣過程參數(shù)計算  1、進氣終點溫度0 + T + T 2 9 3 2 0 0 . 0 4 8 0 0T = 3 3 1 . 7 31 1 0 . 0 4 2、充氣系數(shù)v00T 1 1 9 0 . 8 7 2 9 3 1 0 . 7 8 01 T 1 1 9 1 1 3 3 1 . 7 3 1 0 . 0 4av   縮過程  1、壓縮多變指數(shù)1、壓縮線計算：  壓縮過程中任意點的壓力紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1S()S x 式中： 12S 0 . 6 6 71 1 9 1c S S ( 1 ) ( c o s c o s 2 ) 44x A A R 式中： 60 0 . 2 8 6210 R 曲柄半徑，為 60毫米；  L 連桿長度，為 210毫米。    表 3縮過程  A/ C  190 200 210 220 230 240  b(2  250 260 270 280 290  b(2 、壓縮終點的壓力  . 3 6 2 P = P 0 . 8 7 1 9 4 7 . 7 1 / 公 斤 厘 米 4、壓縮終點溫度  . 3 6 1 T = T 3 3 1 . 7 3 1 9 9 5 7 . 4 9 5、壓力升高比