2110柴油機設計-資料下載頁

【導讀】等功率、節(jié)能的柴油機。目前，該機型已經廣泛運用于我國的農用工程機械，小型發(fā)電等領域。2110柴油機與同類機型相比，具有先進的動力性，經濟性。和可靠性，在國內農用機械用戶中具有很強的優(yōu)勢。高，也實現(xiàn)了增加其運用范圍的目的。需注意的加工過程以及檢驗產品時強度校核等內容。的干涉問題，同時用Ricardo計算方法解決曲軸疲勞強度問題。的對曲軸飛輪組的設計問題進行了研究。

　　

【正文】 的數(shù)據，選取各種相關系數(shù)： 運轉不均勻系數(shù) ? = 150； 飛輪轉動慣量占內燃機總轉動慣量的分數(shù) ? =； 盈虧功系數(shù) ? =； 飛輪的轉動慣量： 36f nPI e???? ? ?? （ 42） =36 2 2 0 026501 ???? =（ kg 2m? ） 由初步確定的尺寸按 52 式可計算出飛輪的重量： ? ?gDDbdGD m 41422 8 ?? ? （ 43） c? HT250 的密度，取 310? 3Kgm ? ?2442?????? ????????G =（ N） 再由式 53 可計算出假設飛輪的轉動慣量： 239。4m fGD gI? （ 44） 2 5 1 0 2 7 5 4 2??????? ???fI =（ kg 2m? ） 畢業(yè)設計說明書 23 由于 ff II ?? ，所以，此飛輪合格 ??14 。 編程計算見附錄 1。 畢業(yè)設計說明書 24 第五章 主軸承設計 167。 主軸承的工作條件 內燃機曲軸的主軸承在工作中受到沖擊性的氣體爆發(fā)壓力和活塞連桿組慣性力的動負荷作用，由動力計算可知，其最高平均壓力達 20~30MPa，面實際上從潤滑理論分析可知，潤滑油膜中局部最高油膜壓力可達平均 壓力的6~10 倍。由于負荷是交變的，會在合金層內形成疲勞應力狀態(tài)，易使合金層產生微小裂縫，當裂紋發(fā)展并與其裂縫相匯時，合金層就會疲勞剝落。 其次，高速內燃機中，軸承與軸頸之間的相對滑動摩擦速度可高達 10m/s以上。在如此高速下運動，即使是液體摩擦，也會產生大量摩擦熱，使軸瓦工作表面溫度升高到 150℃。如有足夠潤滑油通過摩擦表面，則除了可以冷卻軸承外，還有可能使軸承牌完全的液體摩擦狀態(tài)，即軸承和軸頸兩摩擦表面完全為一層油膜所隔開面不直接接觸，但是這種理想的液體摩擦狀態(tài)在實際內燃機工作過程中并不能完全等到保證。 因為內燃機，尤其是汽車拖拉機類型的運輸式內燃機，使用工況經常 變動，起動和制動頻繁，容易發(fā)生所謂的邊界摩擦，這時兩個摩擦面依靠分子間的引力，各自吸附一層幾個分子厚的潤滑油膜，金屬表面完全被這一層邊界油膜所隔開。一旦邊界油膜破裂，金屬材料就可能相接接觸，發(fā)生固體摩擦，造成強烈磨損，甚至表面熔化，互相括號在一起，這是軸承損壞的根源，必須避免。 隨著內燃機工作時間的增加，呈泡沫狀和霧化狀的發(fā)動機機油，在 100℃左右的高溫作用下不斷被氧化變質，形成有機酸，對軸承表面產生腐蝕作用。油中機械雜質也逐漸積累，使軸承和軸頸表 面遭受損傷。 此外，曲軸以及曲軸箱等制造有誤差，在工作中還可能發(fā)生變形，使軸頸與軸承之間產生局部的負荷集中，影響軸承的正常工作。 根據這些具體的工作情況，在內燃機中一般都應用由多層金屬或合金構成的軸承。因為 一般具有較高力學性能的材料，其表面摩擦性能就不好；反之，具有良好表面摩擦性能的材料機械強度一般較差，單金屬軸瓦不能滿足調整重負荷曲軸軸承的要求。曲軸軸瓦一般由鋼瓦背與減摩層組合而成，瓦畢業(yè)設計說明書 25 背保證整個軸瓦的機械強度，而薄的減摩層保證良好的摩擦性能。具體來說，軸瓦的工作條件是： 1. 很高的動負荷作用。容易形成疲 勞應力狀態(tài)，造成金屬層剝落。 2. 相對滑動速度高。由于摩擦，軸頸表面產生高溫，達到 150℃以上，導致機油粘度下降，承載能力下降。 3. 機油在長期高溫下被氧化變質，形成有機酸，腐蝕金屬表面。 4. 有時形成干摩擦，使金屬表面熔化、粘合、撕裂。 5. 由于制造誤差和機械變形，造成邊緣負荷。 167。 材料要求 1. 有很高的機構攻耐熱性。 2. 有足夠的減摩性能，抗咬粘性、順應性、嵌藏性。 3. 有較好的耐蝕性。 4. 瓦背與減摩層有足夠的結合強度，不因剪切力和熱應力而分層。 167。 常用軸承材料 1. 白 合金（巴氏合金） 1) 錫基白合金 該合金含銅 3%~5%，含銻 7%~12%，其余是錫。錫的主要目的是提高硬度，加銅是為了防止錫偏析。錫基白合金具有優(yōu)異的減摩性能和嵌藏性，而且工藝性好；缺點是疲勞強度低和高溫硬度和強度明顯降低。 2） 鉛基白合金 該合金含錫 %~%，含銻 %~%，其余是鉛。這種合金成本低，耐疲勞性、減摩性高，高溫硬度下降少；缺點是耐摩性稍差。主要用于負荷不太高的汽油機。 2. 銅基合金 隨著發(fā)動機的不斷強化，對減摩材料疲勞強度要求大大提高。因此在中高速柴油機和車用柴油機上， 高強度減摩合金的銅鉛合金軸瓦的鉛青銅合金軸瓦被大量采用。銅鉛合金中含鉛 25%~35%，其余為銅；鉛青銅中含鉛 5%~25%，含錫 3%~10%，其余為銅?？紤]到銅和鉛的熔點和密度相關懸殊，在結晶過程中容易出現(xiàn)偏析，會使性能惡化，還可加入少量的其他元素如硫、鎳、銻等，畢業(yè)設計說明書 26 以減輕以上現(xiàn)象。 3. 鋁基合金 鋁基合金的基本成分為鋁、錫、銅。比較起來，鋁基合金的耐疲勞性、減摩性、耐蝕性最好，其中含錫 6%的低錫鋁合金性能更好。銅鉛合金次之，白合金最差。鋁基合金軸承目前主要用于高速大功率、中速柴油機和車用柴油機上，有廣泛應用的 趨勢；缺點是線膨脹系數(shù)較高。 167。 軸瓦的瓦背材料 內燃機的工作條件對瓦背所提出的要求如下： 1. 瓦背與合金 層的粘結性能良好，即應該有足夠的粘結強度。 2. 軸瓦與軸承座必須是過盈配合，因此瓦背應具有足夠的屈服強度 ??15 。 167。 軸瓦結構設計與主要尺寸的確定 1. 主軸瓦厚度 t 已知主軸頸直徑 1D =80 mm,由于薄壁軸瓦結構輕巧，制造精度高，互換性好，適于大量生產的特點，本次設計采用薄壁軸瓦。 初步選取 主軸承厚度 t： t/D=（ ~） D=~ 取 t=； 主軸承內徑 d： d=80mm 外徑 1d ： 1d =d+2t=87mm 2. 軸承寬度 B 和油槽 1）寬度 B 內燃機曲軸各軸承的寬度一般取決于發(fā)動機的總體布置。現(xiàn)代高速內燃機為了獲得緊湊的外形尺寸，總是盡量縮短氣缸中心距，以致主軸承的寬度與內徑之比縮短到 B/ d＝ ~,初步選取 B＝（ ~） d＝ 28~32 mm ??16 。 2）油 槽 試驗證明，在其他條件不變的情況下，油膜壓力與軸承寬度的三次方成正比，所以當軸承面積相同時，開油槽軸承的承載能力僅為無油槽軸承的 1/4。由于主軸承下軸瓦為主要承壓面，因此本次設計將油槽開在上軸瓦上 。 畢業(yè)設計說明書 27 第 六 章 結論 本次設計是一次綜合性較強的設計，聯(lián)系到了我在大學四年里所學的所有課程，使我對內燃機設計工作有了一個全新的認識。 通過本次設計，我明確了發(fā)動機產品的的設計過程，加深了我對所學專業(yè)知識的理解，鍛煉了自己制圖和識圖的能力，特別是鍛煉了自己用計算機繪圖的能力，培養(yǎng)了自己和 同學間協(xié)作的精神，這是自己走向工作崗位前的一筆寶貴的財富。 本次設計雖然只是遵循前人的經驗，在已有的框架上建立起自己的機器，但是在這個過程中，我學會了曲軸和飛輪的總體設計過程和它們的計算過程，我相信，在以后的工作中，它們會給我?guī)順O大的方便的。 內燃機的發(fā)展經歷了相當長的過程，它到今天已經比較完善。作為新一代的人，我們應賦予它新的元素。這就需要我們創(chuàng)造出具有現(xiàn)代水平的，更能滿足使用要求的，前所未有的新型內燃機。當然，這只是我的個人觀點。由于受所學知識的多少，實踐經驗等因素的制約，我們還不可能提出更好的理論和 改進意見。 總之，本次設計使我們各方面的能力得到了提高。是我們以后的工作和學習的寶貴經驗 畢業(yè)設計說明書 28 參考文獻 [1]. 周龍保 ． 內燃機學 .北京 : 機械工業(yè)出版社 ， 2021： 6－ 25 [2]. 袁兆成 ． 內燃機設計 .北京 : 機械工業(yè)出版社 ， 2021： 3－ 54 [3]. 吳兆漢 ． 內燃機設計 ． 北京 ： 機械工業(yè)出版社 ， 1989： 255－ 282 [4]. 楊連生 ． 內燃機設計 ． 北京 ： 中國農業(yè)出版社 ， 1981： 17－ 24 [5]. 朱仙鼎 ． 中國內燃機工程師設計手冊 朱仙鼎 ．上海： 上?？茖W技術出版社 ， 2021： 212－ 218 [6]. 陳家瑞 ． 汽車構造 ． 北京 ： 機械工業(yè)出版社 ， 1994： 6288 [7]. 閆蔭裳 ． 幾何精度學 ． 北京 ： 機械工業(yè)出版社 ， 1996： 2235 [8]. 姚建明 ． 柴油機的一般設計方法 ．上海： 上海內燃機研究 所 ： 325362 [9]. 徐灝 ． 機械設計手冊 ． 北京：機械工業(yè)出版社 ， 1991： 268341 [10]. 趙士林 ． 九十年代內燃機 ． 北京 ：機械工業(yè)出版社 ： 1865 [11] 蔣德明 ． 內燃機原理 ． 北京 ： 機械工業(yè)出版社 ， 1988： 1265 [12].符錫候 ， 楊杰民 ． 車輛用柴油機總體設計 ．上海： 上海交通大學出版社 ： 268351 [13]． 楊可楨 ． 機械設計基礎 ． 北京：高等教育出版社 ， 1998： 135221 [14].楊杰民 ． 現(xiàn)代汽車發(fā)動機技術 ． 上海 ： 上海交通大學出版社 ， 1999：134168 [15].H 李斯特 A 皮辛格 ． 內燃機設計總論 ． 機械工業(yè)出版社 ， 1975：165214 [16].史紹熙 ． 柴油機設計手冊 ． 中國農業(yè)機械出版社 1984： 555634 畢業(yè)設計說明書 29 致 謝 本次 設計是在劉老師的指導下完成的，劉老師在我設計的過程做了多方面的工作，特別是在圖紙的繪制過程中，由于我在這方面的欠缺，導致了一系列錯誤的出現(xiàn)，劉老 師花費了大量時間給我一一指出 并教我改正了錯誤 ，并且 教會 我作為一名內燃機設計工作者的一絲不茍的精神 。 同時，宗老師、王 老師在我觀察實驗室中有關零部件 和拆裝發(fā)動機 時，為我 細心的指導和幫助 ， 我 在這里一并表示感謝。 最后，我對 在 這次 設計過程中為我提供幫助的同學 們 也表示忠心 的 感謝 。畢業(yè)設計說明書 30 附錄 include define PI void main() { float I1,I2,D1,D2,S1,S2,S,A,x,y,z,g,b。 int N,n,c。 x=。 b=。 y=。 z=。 eP =26。 n=2200。 c=7340。 g=。 printf(Please input D1,D2,A:)。 scanf(%f%f%f,amp。D1,amp。D2,amp。A)。 I1=A**1000000*y*z*N/x/n/n/n。 S1=D1*D1*D1*D1。 S2=D2*D2*D2*D2。 S=S1S2。 I2=PI*b*c*S/8/4/g。 if(I2=I1) printf(Wrong!)。 else printf(%f %(%f %f %f,D1,D2,A)