柴油機(jī)各系統(tǒng)-設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)

　　

【正文】 輸油泵 3—粗濾器 4精濾器 5噴油泵 6—噴油器 7溢流閥 本機(jī)在油底殼的吸油盤上裝有粗濾器。精濾采用紙質(zhì)濾芯。柴油從油箱流入濾杯，經(jīng)過(guò)紙質(zhì)濾芯過(guò)濾，雜質(zhì)被留在濾芯外，清潔的柴油從濾芯內(nèi)腔流出，經(jīng)輸油管流向噴油泵。油泵選擇一只兩缸的整體泵。噴油器選擇兩只4孔的噴油器，具體型號(hào)可以和原機(jī)一樣。儲(chǔ)油裝置：柴油機(jī)的儲(chǔ)油池有干式和濕式之分。干式油底殼不作儲(chǔ)存機(jī)油用，機(jī)油儲(chǔ)存在另一專門機(jī)油箱中，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，僅適用于軍用車輛、高要求越野車和礦山、工地用自卸車以及一些船用柴油機(jī)。因?yàn)楦墒接偷讱な拐_(tái)柴油機(jī)的管路增多，設(shè)備和布置復(fù)雜，在這里選濕式油底殼。并且，本機(jī)為固定的發(fā)電機(jī)組，因而沒(méi)有較大的傾斜，因而也不必要另設(shè)儲(chǔ)油箱。為防止漏油，在油底殼和機(jī)體之間用一層橡膠墊片密封。機(jī)油輸送裝置：本機(jī)選用齒輪泵作為輸送裝置。這種泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)加工方便，工作可靠，壽命長(zhǎng)。如果作為外購(gòu)件的話，成本應(yīng)該比較低。機(jī)油冷卻和濾清裝置：選擇管片水冷式機(jī)油冷卻器作為冷卻裝置。濾清器由離心式精濾器和紙質(zhì)濾心的機(jī)濾器并聯(lián)組成。 (2－6)機(jī)油每小時(shí)帶走的熱量每小時(shí)加入柴油機(jī)的總熱量比例系數(shù)% . %. (2－7)有效熱效率，一般在35%左右，取35% (2－8) 機(jī)油密度，一般為085—0。9kg/L,。c—機(jī)油比熱容，—℃，機(jī)油溫差，一般為812℃，取10。通過(guò)公式的估算得循環(huán)油量 =（L/h）本機(jī)采用壓力潤(rùn)滑和飛濺潤(rùn)滑相結(jié)合的潤(rùn)滑方式。對(duì)于相對(duì)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(rùn)滑。這種方式潤(rùn)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(rùn)滑。 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。主要尺寸將在活塞一節(jié)中。 進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)和原機(jī)一樣，采用螺旋氣道，在氣門座上方的氣道內(nèi)做成螺旋形,流經(jīng)氣道的空氣一部分在氣道內(nèi)形成繞氣門中心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),其強(qiáng)度僅與氣道本身結(jié)構(gòu)有關(guān)。另一部分近于切向氣道,形成繞氣缸中心的旋轉(zhuǎn),其強(qiáng)度與氣道相對(duì)于氣缸的布置有關(guān)。它能夠產(chǎn)生中等或較高渦流強(qiáng)度。第二章JX493Q1增壓柴油機(jī)總體設(shè)計(jì)方案柴油機(jī)的總體設(shè)計(jì)包括：機(jī)體組和曲柄連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、燃油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、起動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及增壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 機(jī)體組的設(shè)計(jì) 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體主要是由機(jī)體、氣缸蓋、氣缸襯墊、氣缸蓋罩、主軸承蓋以及油底殼等組成。機(jī)體是汽缸體與曲軸箱的連鑄體。機(jī)體是發(fā)動(dòng)機(jī)中最大的零件，在發(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，同時(shí)還因?yàn)闅飧妆诿媾c高溫燃?xì)庵苯咏佑|而承受很大的熱負(fù)荷。因此，機(jī)體應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，且耐磨損和耐腐蝕，并應(yīng)對(duì)氣缸進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s，以免機(jī)體損壞和變形。機(jī)體也是最重的零件，應(yīng)該力求結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕，以減小整機(jī)的尺寸和質(zhì)量。在此設(shè)計(jì)中，采用灰鑄鐵材料。在機(jī)體壁和前后壁的內(nèi)外表面以及缸間的橫隔板上鑄有加強(qiáng)肋，在減少機(jī)體質(zhì)量的同時(shí)保證機(jī)體有足夠的強(qiáng)度和剛度。在集體的前后壁和橫隔板上鑄有支撐曲軸的主軸承座以及滿足潤(rùn)滑需要的縱橫油道，氣缸外壁鑄有冷卻水套和布水室，已增加散熱。采用直列式，干式汽缸套，平底式機(jī)體，直列式特點(diǎn)是機(jī)體寬度小而且高度和長(zhǎng)度大，干式汽缸套的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體剛度大，汽缸中心距小，質(zhì)量輕和加工工藝簡(jiǎn)單。平底式機(jī)體的地面與曲軸軸線齊平，高度小、質(zhì)量輕加工方便。氣缸蓋工作條件及要求 氣缸蓋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。氣缸蓋材料采用灰鑄鐵鑄造。氣缸蓋是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱形零件。其上加工有進(jìn)、排氣門座孔，氣門導(dǎo)管孔，噴油器安裝孔(柴油機(jī))。在氣缸蓋內(nèi)還鑄有水套、進(jìn)排氣道和燃燒室或燃燒室的一部分。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋有整體式、分塊式和單體式3種結(jié)構(gòu)形式。在本次設(shè)計(jì)中采用整體式汽缸蓋。整體式汽缸蓋結(jié)構(gòu)緊湊，可縮短汽缸中心距。當(dāng)汽缸直徑小于105時(shí)，一般都采用整體式汽缸蓋。 氣缸襯墊（1） 氣缸襯墊的功用、工作條件及要求 氣缸襯墊是機(jī)體頂面與氣缸蓋底面之間的密封件。其作用是保持氣缸密封不漏氣，由機(jī)體流向氣缸蓋的冷卻和機(jī)油不泄露。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。（2） 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。在本次設(shè)計(jì)中采用金屬—復(fù)合材料襯墊，因?yàn)闆](méi)有石棉夾層，從而消除襯墊中氣囊的產(chǎn)生，也減少了工業(yè)污染，是當(dāng)前的發(fā)展方向。全金屬襯墊強(qiáng)度高，抗腐蝕能力強(qiáng)，多用于強(qiáng)化程度較高的發(fā)動(dòng)機(jī)上。，油底殼 油底殼的主要功用是儲(chǔ)存機(jī)油和封閉機(jī)體。油底殼用薄鋼板沖壓。油底殼內(nèi)設(shè)有擋板，用以減輕汽車顛簸時(shí)油面的震蕩。此外，為了保證汽車傾斜時(shí)機(jī)油泵能正常吸油，通常將油底殼局部做得較深。油底殼底部設(shè)放油螺塞。放油螺塞帶磁性，可以吸引機(jī)油中的鐵屑。為保證油底殼用薄鋼板與機(jī)體之間的密封，油底殼的密封凸緣應(yīng)具有一定得剛度曲柄連桿機(jī)構(gòu)由活塞組、連桿組、和曲軸飛輪組的零件組成。活塞是發(fā)動(dòng)機(jī)中工作條件最嚴(yán)酷的零件。作用在活塞上的有氣體力和往復(fù)慣性力。活塞頂與高溫燃?xì)庵苯咏佑|，使活塞頂?shù)臏囟群芨摺；钊趥?cè)壓力的作用下沿氣缸壁面高速滑動(dòng)，由于潤(rùn)滑條件差，因此摩擦損失大，磨損嚴(yán)重。活塞材料：采用鋁合金活塞，用含硅12%左右的共晶硅合金制造外加鎳和銅，以提高熱穩(wěn)定性和高溫力學(xué)性能。在鋁合金中增加硅的含量，可以提高活塞的耐磨性。活塞可視為由頂部、頭部和裙部等3部分構(gòu)成。為了使內(nèi)燃機(jī)整體結(jié)構(gòu)緊湊、減小整機(jī)高度和質(zhì)量，減小往復(fù)慣性力，活塞總高度H、特別是壓縮高度H1要盡可能縮小。根據(jù)內(nèi)燃機(jī)學(xué)表111活塞的主要尺寸比例尺寸比例H1/D H/D H2/D h/D d/D柴油機(jī) 其中H2指活塞裙部高度、H活塞總高度、h火力岸高度、d活塞銷孔直徑選定：H1=46 H=85 H2=58 h=10 d=20 活塞環(huán)活塞環(huán)有氣環(huán)和油環(huán)之分氣環(huán)的主要功用是密封和傳熱。保證活塞與氣缸壁間的密封，防止氣缸內(nèi)的可燃混合氣和高溫燃?xì)饴┤肭S箱，并將活塞頂部接受的熱傳給氣缸壁，避免活塞過(guò)熱。油環(huán)的主要功用是刮除飛濺到氣缸壁上的多余的機(jī)油，并在氣缸壁上涂布一層均勻的油膜。活塞環(huán)工作時(shí)受到氣缸中高溫、高壓燃?xì)獾淖饔茫⒃跐?rùn)滑不良的條件下在氣缸內(nèi)高速滑動(dòng)。由于氣缸壁面的形狀誤差，使活塞環(huán)在上下滑動(dòng)的同時(shí)還在環(huán)槽內(nèi)產(chǎn)生徑向移動(dòng)。這不僅加重了環(huán)與環(huán)槽的磨損，還使活塞環(huán)受到交變彎曲應(yīng)力的作用而容易折斷。活塞環(huán)材料及表面處理 根據(jù)活塞環(huán)的功用及工作條件，制造活塞環(huán)的材料應(yīng)具有良好的耐磨性、導(dǎo)熱性、耐熱性、沖擊韌性、彈性和足夠的機(jī)械強(qiáng)度。活塞環(huán)材料為優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵，第一道活塞環(huán)外圓面進(jìn)行鍍鉻處理。多孔性鉻層硬度高，并能儲(chǔ)存少量機(jī)油，可以改善潤(rùn)滑減輕磨損。 ．氣環(huán) 氣環(huán)開口形狀： 開口形狀對(duì)漏氣量有一定影響。直開口工藝性好，但密封性差；階梯形開口密封性好，工藝性差；斜開口的密封性和工藝性介于前兩種開口之間，斜角一般為30176。或45176。所以在此設(shè)計(jì)中選擇斜開口形狀。 氣環(huán)斷面形狀：如下圖，有矩形環(huán)、錐面環(huán)、扭曲環(huán)、梯形環(huán)、桶面環(huán)、開槽環(huán)、頂岸環(huán)。在這里，活塞第一道環(huán)選用梯形環(huán)。斷面為梯形。其主要優(yōu)點(diǎn)是抗粘結(jié)性好。當(dāng)活塞頭部溫度很高時(shí)，竄入第一道環(huán)槽中的機(jī)油容易結(jié)焦并將氣環(huán)粘住。在側(cè)向力換向活塞左右擺動(dòng)時(shí)，梯形環(huán)的側(cè)隙、徑向間隙都發(fā)生變化將環(huán)槽中的膠質(zhì)擠出。第二道環(huán)采用扭曲環(huán)，由于扭曲環(huán)的上下側(cè)面與環(huán)槽的上下側(cè)面相接觸，從而防止了環(huán)在環(huán)槽內(nèi)上下竄動(dòng)，消除了泵油現(xiàn)象，減輕了環(huán)對(duì)環(huán)槽的沖擊而引起的磨損。在作功行程中，巨大的燃?xì)鈮毫ψ饔糜诃h(huán)的上側(cè)面和內(nèi)圓面，足以克服環(huán)的彈性內(nèi)力使環(huán)不再扭曲。油環(huán)油環(huán)類型：油環(huán)有槽孔式、槽孔撐簧式和鋼帶組合式3種類型。在本次設(shè)計(jì)中油環(huán)選用的是鋼帶組合式。其結(jié)構(gòu)形式很多， 鋼帶組合油環(huán)由上、下刮片和軌形撐簧組合而成。撐簧不僅使刮片與氣缸壁貼緊，而且還使刮片與環(huán)槽側(cè)面貼緊。這種組合油環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是接觸壓力大，既可增強(qiáng)刮油能力，又能防止上竄機(jī)油。另外，上下刮片能單獨(dú)動(dòng)作，因此對(duì)氣缸失圓和活塞變形的適應(yīng)能力強(qiáng)。 活塞銷 活塞銷用來(lái)連接活塞和連桿，并將活塞承受的力傳給連桿或相反。活塞銷在高溫條件下承受很大的周期性沖擊負(fù)荷，且由于活塞銷在銷孔內(nèi)擺動(dòng)角度不大，難以形成潤(rùn)滑油膜，因此潤(rùn)滑條件較差。為此活塞銷必須有足夠的剛度、強(qiáng)度和耐磨性，質(zhì)量盡可能小，銷與銷孔應(yīng)該有適當(dāng)?shù)呐浜祥g隙和良好的表面質(zhì)量。 活塞銷材料及結(jié)構(gòu) 活塞銷的材料為低碳鋼。外表面滲碳淬硬，再經(jīng)精磨和拋光等精加工。這樣既提高了表面硬度和耐磨性，又保證有較高的強(qiáng)度和沖擊韌性。 活塞銷的結(jié)構(gòu)形狀很簡(jiǎn)單，基本上是一個(gè)厚壁空心圓柱。其內(nèi)孔形狀有圓柱形、兩段截錐形和組合形。圓柱形孔加工容易，但活塞銷的質(zhì)量較大；兩段截錐形孔的活塞銷質(zhì)量較小，且因?yàn)榛钊N所受的彎矩在其中部最大，所以接近于等強(qiáng)度梁，但錐孔加工較難。在這里 我們選用組合型活塞銷。連桿組包括連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸承等零件。習(xí)慣上常常把連桿體、連桿蓋和連桿螺栓合起來(lái)稱作連桿，有時(shí)也稱連桿體為連桿。連桿組的功用及工作條件： 連桿組的功用是將活塞承受的力傳給曲軸，并將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。連桿小頭與活塞銷連接，同活塞一起作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；連桿大頭與曲柄銷連接，同曲軸一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)連桿作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)。連桿組主要受壓縮、拉伸和彎曲等交變負(fù)荷。最大壓縮載荷出現(xiàn)在作功行程上止點(diǎn)附近，最大拉伸載荷出現(xiàn)在進(jìn)氣行程上止點(diǎn)附近。在壓縮載荷和連桿組作平面運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的橫向慣性力的共同作用下，連桿體可能發(fā)生彎曲變形。 連桿組材料： 強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼45模鍛，并采用提高強(qiáng)度的工藝措施，如毛坯經(jīng)調(diào)質(zhì)，噴丸強(qiáng)化。連桿尺寸：連桿長(zhǎng)度l=172mm，小頭半徑R1=，大頭半徑R2=，連桿螺栓2xM12連桿構(gòu)造 ：連桿由小頭、桿身和大頭構(gòu)成。桿身斷面為工字形，剛度大、質(zhì)量輕、適于模鍛。桿身內(nèi)加工有油道，用來(lái)潤(rùn)滑小頭襯套和冷卻活塞，在小頭的頂部加工出噴油孔。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。在本次設(shè)計(jì)中，采用的是平切口連桿。平切口連桿體大端的剛度較大，因此大頭孔受力變形較小，而且平切口連桿制造費(fèi)用較低。連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。平切口連桿利用連桿螺栓上一段精密加工的圓柱面與精密加工的螺栓孔來(lái)實(shí)現(xiàn)連桿蓋的定位。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。連桿螺栓： 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。連桿螺栓用優(yōu)質(zhì)合金鋼制造。經(jīng)調(diào)質(zhì)后滾壓螺紋，表面進(jìn)行防銹處理。 曲軸（1）．曲軸的功用及工作條件 曲軸的功用是把活塞、連桿傳來(lái)的氣體力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩，用以驅(qū)動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)以及其他輔助裝置。曲軸在周期性變化的氣體力、慣性力及其力矩的共同作用下工作，承受彎曲和扭轉(zhuǎn)交變載荷。因此，曲軸應(yīng)有足夠的抗彎曲、抗扭轉(zhuǎn)的疲勞強(qiáng)度和剛度；軸頸應(yīng)有足夠大的承壓表面和耐磨性；曲軸的質(zhì)量應(yīng)盡量小；對(duì)各軸頸的潤(rùn)滑應(yīng)該充分。 （2）．曲軸材料 采用球墨鑄鐵曲軸。球墨鑄鐵價(jià)格便宜，耐磨性能好，軸頸不需硬化處理，同時(shí)金屬消耗量少，機(jī)械加工量也少。為提高曲軸的疲勞強(qiáng)度，消除應(yīng)力集中，軸頸表面應(yīng)進(jìn)行噴丸處理，圓角處要經(jīng)滾壓處理。 (3)．曲軸構(gòu)造 本設(shè)計(jì)采用全支撐、整體式曲軸。全支承的優(yōu)點(diǎn)是提高曲軸的剛度和彎曲強(qiáng)度，并可減輕主軸承的載荷。對(duì)于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，每四個(gè)活塞行程作功一次，即只有作功行程作功，而排氣、進(jìn)氣和壓縮三個(gè)行程都要消耗功。因此，曲軸對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩呈周期性變化，曲軸轉(zhuǎn)速也不穩(wěn)定。為了改善這種狀況，在曲軸后端裝置飛輪。 飛輪是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大的盤形零件，其作用如同一個(gè)能量存儲(chǔ)器。在作功行程中發(fā)動(dòng)機(jī)傳輸給曲軸的能量，除對(duì)外輸出外，還有部分能量被飛輪吸收，從而使曲軸的轉(zhuǎn)速不會(huì)升高很多。在排氣、進(jìn)氣和壓縮三個(gè)行程中，飛輪將其儲(chǔ)存的能量放出來(lái)補(bǔ)償這三個(gè)行程所消耗的功，從而使曲軸轉(zhuǎn)速不致降低太甚。 除此之外，飛輪還有下列功用：飛輪是摩擦式離合器的主動(dòng)件；在飛輪輪緣上鑲嵌有供起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)用的飛輪齒圈；在飛輪上還刻有上止點(diǎn)記號(hào)，用來(lái)校準(zhǔn)點(diǎn)火定時(shí)或噴油定時(shí)以及調(diào)整氣門間隙。飛輪結(jié)構(gòu)形狀的特征是其大部分質(zhì)量集中在輪緣上，所以輪緣做的又寬又厚，以便在較小的飛輪質(zhì)量下獲得較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。飛輪材料為灰鑄鐵。飛輪尺寸：根據(jù)柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)， 取飛輪外徑D = 310；飛輪內(nèi)徑D1=260mm； 飛輪厚度b =62 mm 。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（1）.氣門的工作條件氣門的工作條件非常惡劣。首先，氣門直接與高溫燃?xì)饨佑|，受熱嚴(yán)重，而散熱困難，因此氣