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485柴油机的配气机构的设计

485柴油机的配气机构的设计
485柴油机的配气机构的设计

485柴油机设计(配气机构)

摘要

本设计介绍了485柴油机配气机构的设计,主要是其各零部件的设计。本次设计的485柴油机主要用于轻型载货车。

配气机构的功用就是实现换气过程,即根据发动机气缸的工作顺序,定时的开启和关闭进排气门,以保证气缸排出废气和吸进新鲜空气。配气机构设计的好坏直接影响发动机整体的经济性和动力性,因此配气机构的设计在发动机整体设计上占有相当重要的作用。在气门选择上,采用每缸两个气门的方案,其优点是比较简单、可靠,对于自然吸气式柴油机可以提高新鲜空气的进气量,降低气缸的热负荷,增加气缸的耐久性和使用寿命。气门的驱动采用凸轮轴—挺柱—推杆—摇臂—气门机构。凸轮轴布置形式是下置式,采用的是整体式凸轮轴,这样的凸轮轴结构简单,加工精度高,能有良好的互换性。

本次配气机构的设计,主要包括进、排气门的设计,气门弹簧的设计,以及凸轮轴的设计。编写Matlab程序,计算得到挺柱升程表,绘出挺柱升程、速度、加速度曲线。

关键词:柴油机,配气机构,凸轮轴,气门

THE DESIGN OF VALVE TIMING MECHANISM

OF 485 DIESEL ENGINES

ABSTRACT

This thesis introduces the design of valve timing mechanism of 485 diesel engines, mainly the design of its various components. The 485 diesel engine in this design is mostly used in light truck.

The function of valve timing mechanism is to realize the exchange process, namely according to engine cylinder working order, ensure that the intake and exhaust valves open and close at the proper time. The valve gear play a direct impact on the economy and power parameters of the engine, therefore, the design of gas distribution agency in the overall design of the engine play a rather important role. Arranging two-valve per cylinder, the advantages are that it is relatively simple, reliable, for the naturally aspirated diesel engines can improve the fresh air into the cylinder, reduce the heat load of the cylinder to increase the durability of the cylinder and use life. The driving mechanism of valves is camshaft, tappet, pushrod, rocker, valve train. Camshaft arrangement is under the form of home-style, using the integral camshaft, such camshafts have simple structure, high precision machining, and good interchangeability.

This design, including exhaust valve, intake valve, valve spring, and camshaft. Write Matlab program, calculate tappet lift table, map the curves of tappet lift, speed and acceleration.

KEY WORDS: Diesel engine, Valve timing mechanism, Camshaft, Valve

目录

前言 (1)

第一章485柴油机的设计要求 (3)

第二章485柴油机工作过程热计算 (6)

§2.1485柴油机工作过程热计算已知参数 (6)

§2.2485柴油机工作过程热计算 (6)

§2.2.1 一般参数的计算 (6)

§2.2.2 进排气过程计算 (7)

§2.2.3 压缩终点参数计算 (8)

§2.2.4 燃烧过程的计算 (8)

§2.2.5 膨胀终点参数的计算 (8)

§2.2.6 指示参数的计算 (9)

§2.2.7 有效参数的计算 (9)

第三章485柴油机主要性能参数的选择 (10)

§3.1平均有效压力

P (10)

me

§3.2活塞平均速度

C (10)

m

§3.3行程缸径比D

S/ (11)

§3.4曲柄连杆比L

R/ (12)

§3.5气缸中心距 (13)

第四章配气机构总体布置 (14)

§4.1气门数目、布置和驱动 (14)

§4.2凸轮轴的布置和传动 (14)

第五章气门组的设计 (15)

§5.1气门的设计 (15)

§5.1.1 气门的工作条件与设计要求 (15)

§5.1.2 气门的结构和设计 (16)

§5.1.3 气门材料的选择 (19)

§5.2气门导管的设计 (19)

§5.3气门通路面积的校核 (20)

第六章气门弹簧的设计 (23)

§6.1气门弹簧概述 (23)

§6.2气门弹簧尺寸的确定 (23)

§6.3气门弹簧的校核 (28)

§6.3.1 气门弹簧的强度校核 (28)

§6.3.2 气门弹簧的共振校核 (29)

第七章凸轮轴与气门传动件的设计 (31)

§7.1凸轮轴的设计 (31)

§7.1.1 凸轮轴的设计要求及结构 (31)

§7.1.2 凸轮轴尺寸的设计 (31)

§7.2挺柱的设计 (35)

§7.3推杆和摇臂的设计 (36)

结论 (37)

参考文献 (38)

附录 (39)

前言

柴油机的发展,已有一百多年的历史,通过这一长时间的不断改进和更新,已经发展到了比较完善的程度。由于它的效率高,适应性好、功率范围广,柴油机已广泛应用于农业、工业、交通运输业和国防建设事业。因此,柴油机工业的发展,对国民经济、国防建设以及人民生活都具有十分重要的意义。近三十年来,柴油机朝着提高柴油机功率,降低油耗、污染和噪声以及提高工作可靠性和延长使用寿命的方向发展。

我国柴油机产业自20世纪80年代以来有了较快发展,但我国柴油机产业的整体发展仍然面临着许多问题。

1、我国重型柴油车的产量在逐年增加,中型、轻型车柴油化步伐也在加快,但在微型汽车、轿车领域,柴油车所占比例仍很少。

2、柴油机行业投入不足,严重制约了生产工艺水平、规模发展和自主开发能力的提高。现在,我国柴油机技术基础薄弱,还不具备完整的全新柴油机产品和关键零部件开发能力。

3、我国柴油机技术的落后、产品质量差以及车辆使用中维修保养措施不力,导致低性能、高排放柴油车在使用中对城市环境和大气质量造成不良影响,使社会产生"厌柴"心理。

4、柴油品质差、柴油标准的修订严重滞后于汽车工业发展的需要,对柴油机技术的发展以及各种新技术、改善柴油机排放措施的应用造成障碍。

我国柴油机技术的攻关重点应放在电控技术、排放后处理技术、整机开发和匹配技术等关键技术研究和材料开发上,加快开发与配套主机更加适应的节能、节材和高可靠性的新一代机型。现有产品要提高可靠性、降低噪音和烟度,下一步应推广直喷化、轻量化、多缸化,同时还应提高柴油品质,为各类柴油机新技术的应用奠定基础。

485柴油机结构简单、维修方便、制造成本也较低、比较省油,且具有较大的输出扭矩。由于485柴油机具有许多方面的优点,所以不论在国外还是在国内,其应用越来越广泛,特别是轻型运输车辆,把485柴油机作为其首选动力。随着国民经济建设和生产的发展,485柴油机已越来越广泛地得到应用,它为我国国民经济的发展作出了不可磨灭的贡献。

总之,本次设计的485柴油机具备动力大、油耗低、使用可靠性高、经久耐用、经济省油和维修方便等优点,是更省油,更清洁的环保机型。特别是其强劲的动力,合理的价格必将深受广大客户青眯。因此,此机型在未来的市场应用中有很大的发展潜力。

第一章485柴油机的设计要求

485柴油机主要应用于农用、轻型载重汽车、工程机械等车辆中。从485柴油机的使用范围就可以知道其特点。其材料尽可能采用一般钢材,零部件工艺性要好,要适合于大量生产,而且这类柴油机除了和其他机械一样,都要求产品重量轻、体积小、质量好、效率高、结构简单、使用方便和维修、保养简单,对于这一类柴油机是具体要求可以概括为:

一、经济性指标

柴油机的经济性指标通常都是以燃油消耗率和机油消耗率作为柴油机经济性的主要指标。

柴油机的燃油消耗率是随运转工况的不同而变化的,一般常以额定工况时每千瓦时有效功率所消耗的燃油克数作为衡量指标(有的采用外特性最低的燃油消耗率作为衡量指标)。燃油消耗率主要与柴油机的工作过程、燃烧室结构以及机械效率等有密切关系。高速柴油机在额定工况时的燃油消耗率一kw h?间。

般在215-285g/()

二、动力性指标

柴油机的动力性指标是指柴油机的额定功率、额定转速及扭矩,这些指标是根据与之配套的使用要求而确定的。一台柴油机的功率,根据不同的使用要求,需要随工况而变化。现代农用柴油机,为了具备良好的动力性,其性能、结构和使用情况随地区不同而差别悬殊,而且大部分柴油机的工作环境恶劣,同时使用负荷不均匀,有时超负荷,有时较低负荷运行,而且有时候可能连续工作几十个小时,因此这类柴油机应有较好的动力性。

三、可靠性与耐久性指标

柴油机的可靠性是指柴油机在设计规定的使用条件下,具有持续工作、不致因故障而影响柴油机正常工作的能力。可靠性指标通常是以在保证期内不停车故障次数、停车故障次数以及更换主要零件和非主要零件的数目来表示。目前,一般还只采用保证期中的故障情况以及使用寿命作为衡量柴油机可靠性指标,并以使用寿命作为衡量柴油机耐久性的指标。使用寿命是指柴油机从开始使用到第一次大修前累计运转的小时数,或车辆行驶的公里数。

柴油机的大修期一般决定于气缸套和曲轴磨损到达规定极限的时间(即此时柴油机不能继续正常工作),中小型工程机械的柴油机使用寿命大约在6000-10000小时。本次设计中的485柴油机主要应用在轻型卡车、农用运输车、装卸车、叉车等各种中小型工程机械中,其工作负荷变化较大,因此要有较高的可靠性与耐久性指标[3-5]。

四、运转性指标

柴油机的运转性指标,主要是指操纵使用是否方便,运转是否平稳,起动性与加速性的好坏以及噪声与排放污染等。操纵使用方便是指使用人员不需要很特别的专门技能,可方便操作、维护、保养。运转平稳是指柴油机平衡良好,振动小。起动性好即指柴油机起动迅速可靠,一般柴油机要求在-5℃气温下不附加任何辅助装置就能顺利起动。加速性好是指速度提升得快,一般在柴油机在短时间内能够达到所需的速度。噪声与排放污染是指柴油机在运转时噪声和排放要在一定的范围内。

五、紧凑性指标

柴油机的紧凑性指标,通常是指柴油机的重量和外形尺寸指标。衡量柴油机的外形尺寸指标是单位体积功率。它是评价柴油机结构紧凑性和金属材料利用程度的一个指标。衡量柴油机重量的指标是比重量。本次设计的485柴油机主要应用于中小型工程机械,因此紧凑性指标较低[1]。

六、“三化”问题

所谓三化问题是指产品系列化、零部件通用化和设计标准化。

1. 产品系列化。柴油机的用途虽然十分广泛,但是从生产和管理的角度看,却希望产品的类型不要过多。机型少就便于集中力量进行深入研究,也便于组织大规模生产。为此目的,国家拟订出以缸径为基本尺寸的系列型谱。型谱中同一系列的柴油机,缸径和基本结构相同,通过改变缸数以及其他结构上的变形来满足多方面的不同需要。同一系列柴油机应该作到多数零件或总成,尤其是易损件通用。

2. 零部件通用化。意义如上所述。事实上,工业中使用广泛的产品其规格已经标准化了,所以零部件通用化也包含了凡是能采用标准件时就采用标准件的含义。

3. 零件设计标准化。它是指在设计中应按国家机械制图标准绘图,并尽可能地按照有关标准制定技术条件。

但是发动机要想同时满足上述全部要求是相当困难的,因为这些要求是相互矛盾的。因此应在保证主要要求的前提下,尽可能的满足其他要求。对于农用来说主要应具有足够的使用寿命,其他要求都是次要的[6-8]。

第二章 485柴油机工作过程热计算

在柴油机设计开始阶段,根据选定的参数进行工作过程热计算,其主要作用有:

1) 对柴油机的动力性能和经济性能参数起一定的校核作用;提供柴油机主要热力参数之间相互关系的简单计算方法。

2) 提供在设计阶段零部件强度计算的依据。

3) 为柴油机的性能改进提供初步的理论依据。

§2.1 485柴油机工作过程热计算已知参数

485柴油机工作过程热计算的已知参数见表2-1所示。

表2-1 485柴油机的相关参数

参数名称

参数值 参数名称 参数值 有效功率e P (kW)

30 压缩比c ε 18 柴油机转速n(r/min)

2600 最高燃烧压力max p (MPa) 8 气缸数i

4 过量空气系数a φ 1.7 气缸直径(mm)

85 充量系数c φ 0.85 活塞行程S(mm) 100

§2.2 485柴油机工作过程热计算

本章对485柴油机工作过程进行热计算,分以下七个部分:1) 一般参数计算;2) 进排气过程计算;3) 压缩终点参数计算;4) 燃烧过程计算;5) 膨胀终点参数计算;6) 指示参数计算;7) 有效参数计算。

§2.2.1 一般参数的计算

一、气缸工作容积s V (L)

24s D V S π=?=2851004

π?=0.567L

毕业设计__配气机构的设计

毕业设计说明书配气机构的设计 姓名: 所属院校: 专业: 班级: 学号: 指导教师:

目录 概述 1、配气机构的功用 (6) 2、配气机构的设计要求 (6) 3、配气机构计算参数的确定 (7) 一、凸轮轴的设计: 1、凸轮轴的设计要求 (7) 2、凸轮轴的结构 (7) 3、凸轮轴的选材 (7) 4、凸轮轴的支承轴颈轴承的材料 (7) 5、凸轮轴的定位方式 (7) 6、凸轮轴的最小尺寸定位方式 (7) 7、凸轮轴的热处理工艺 (8) 8、凸轮轴的损坏形式 (8) 9、凸轮轴的计算 (9) 二、凸轮的设计

1、凸轮设计的要求 (10) 2、凸轮基圆设计 (11) ①基圆半径的确定 (13) ②凸轮位置的确定 (13) ③配气相位与凸轮的作用角 (14) ④凸轮顶部的圆弧半径 (14) 三、挺柱的设计 1、挺柱的结构 (10) 2、挺柱的材料 (15) 3、平面挺柱导向面与导向孔之间挤压应力的计算 (16) 4、平面挺柱的最大速度 (16) 5、凸轮与挺柱间接触应力的计算 (17) 6、挺柱导向面直径r d与长度r L按照下面的公式确定 (18) 7、挺柱头部球面支座的设计 (19) 8、凸轮和挺柱的主要损坏形式及其预防 (19) 四、推杆的设计 1、推杆的功能 (20) 2、推杆的材料 (20)

3、推杆的结构形式 (20) 4、尺寸设计 (20) 5、推杆稳定性安全系数的确定 (20) 6、推杆球头与挺柱球面支座,推杆球头与摇臂调节螺钉球面支座间接触应力的计算..........................................................................................................................21五、摇臂的设计 1、摇臂的工作原理 (22) 2、摇臂的结构 (22) 3、摇臂比 (22) 4、摇臂润滑 (22) 5、摇臂的定位 (23) 6、摇臂的材料 (23) 7、摇臂与气门杆顶面间接触应力的计算 (23) 六、气门组的设计 1、气门的设计 (25) ?1)气门设计的基本要求 (25) ?2)气门的工作条件分

柴油机并机方案

辛普森柴油发电机组并机方案 (SIMPSON MICROPRO I 并机系统) 一、MICROPRO I 型并机系统功能 1.系统组成: 发电机系统包括2台辛普森柴油发电机组,1个并机柜和1个并机汇流输出柜组成。 由“MICROPRO I ”构成的并机系统示意图 并机系统组成:由MICROPRO I 构成的并机控制屏、并机汇流输出柜及PLC 负载分组控制系统(可选单元)、燃油自动补给系统(可选单元)组成,2台机组相应配一个并机输入柜。并机柜的一次线路、负载开关的品牌、型号规格及电柜的外型结构视具体工程而定。 RS485通讯电缆 柴油发电机组A 柴油发电机组B 分合闸控制 分合闸控制 至用户负载 ABB 空气断路器A MICROPRO I 控制器A MICROPRO I 控制器B

2.并机系统的特点、功能和适用范围: 2.1 并机系统的自动程度高,机组的投入运行、切出运行、同步合闸、卸载 分闸、负载分配均自动进行,令发电供电系统实现无人监管。 2.2 并机系统工作状况稳定,操作人员容易掌握使用方法。 2.3全面的保护功能:逆功率保护、过流保护(由断路器和MICROPRO I完成)、 发电机组故障分闸保护、超载保护、电压故障保护、急停功能。 2.4 基本功能: a)手动开机。 b)同步显示。 c)自动同步检测。 d)自动并机,可通过设定相关参数,机组根据负载的大小自动投入运 行或切出。 e)自动平衡分配功率。 f)自动切出卸载功能:多台机组在并机运行时,如其中一台机组需切 出运行,该机组会自动将负载逐渐转移到其它机组,在负载接近为 0时(大小可调),自动分闸。 g)负载分组控制(可选项):多台机组在并机运行时,如其中一台机 组故障,PLC负载分组控制系统会立刻卸掉所设定的次要负载,保 证其它运行的机组有足够的功率为主要负载供电。 h)燃油自动补给(可选项):对机组的燃油供给实现自动无人值守控 制。 2.5 可选功能: a) 市电高低压故障检测功能。 b) 市电故障自动启动发电机组功能。

配气机构答案

一、填空题 1.充气效率越高,进人气缸内的新鲜气体的量就__多_____,发动机研发出的功率就__高____。 2.气门式配气机构由__气门组___ 和___气门传动组______组成。 3.四冲程发动机每完成一个工作循环,曲轴旋转__2___周,各缸的进、排气门各开启___1____ 次,此时凸轮轴旋转___1___周。 4.气门弹簧座是通过安装在气门杆尾部的凹槽或圆孔中的___锁片____或___锁块____ 固定的。 5.由曲轴到凸轮轴的传动方式有下置式、上置式和中置式等三种。 6.气门由__头部___和 ___杆身____两部分组成。 7.凸轮轴上同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置与既定的___配气相位____相适应。 8.根据凸轮轴___旋向_____和同名凸轮的 ____夹角____可判定发动机的发火次序。 9.汽油机凸轮轴上的斜齿轮是用来驱动__机油泵___和__分电器____的。而柴油机凸轮轴上的斜齿轮只是用来驱动___机油泵____的。 10.在装配曲轴和凸轮轴时,必须将___正时标记____对准以保证正确的___配气相位__。 二、判断题 1.充气效率总是小于1的。 ( √ ) 2.曲轴正时齿轮是由凸轮轴正时齿轮驱动的。 ( X ) 3.凸轮轴的转速比曲轴的转速快1倍。 ( X ) 4.气门间隙过大,发动机在热态下可能发生漏气,导致发动机功率下降。( √ ) 5.气门间隙过大时,会使得发动机进气不足,排气不彻底。 ( √ ) 6.对于多缸发动机来说,各缸同名气门的结构和尺寸是完全相同的,所以可以互换使用。 ( X ) 7.为了安装方便,凸轮轴各主轴径的直径都做成一致的。 ( X ) 8.摇臂实际上是一个两臂不等长的双臂杠杆,其中短臂的一端是推动气门的。 ( X ) 9.非增压发动机在进气结束时,气缸内压力小于外界大气压。( X ) 10.发动机在排气结束时,气缸内压力小于外界大气压。( X ) 11.进气门迟闭角随着发动机转速上升应加大。( X ) 12.气门重叠角越大越好。( X )

配气机构答案

单元三配气机构 一、填空题 1.充气效率越高,进人气缸内的新鲜气体的量就__多_____,发动机研发出的功率就__高____。 2.气门式配气机构由__气门组___ 和___气门传动组______组成。 3.四冲程发动机每完成一个工作循环,曲轴旋转__2___周,各缸的进、排气门各开启 ___1____ 次,此时凸轮轴旋转___1___周。 4.气门弹簧座是通过安装在气门杆尾部的凹槽或圆孔中的___锁片____或___锁块____ 固定的。 5.由曲轴到凸轮轴的传动方式有下置式、上置式和中置式等三种。 6.气门由__头部___和___杆身____两部分组成。 7.凸轮轴上同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置与既定的___配气相位____相适应。 8.根据凸轮轴___旋向_____和同名凸轮的____夹角____可判定发动机的发火次序。 9.汽油机凸轮轴上的斜齿轮是用来驱动__机油泵___和__分电器____的。而柴油机凸轮轴上的斜齿轮只是用来驱动___机油泵____的。 10.在装配曲轴和凸轮轴时,必须将___正时标记____对准以保证正确的___配气相位__。 二、判断题 1.充气效率总是小于1的。( √) 2.曲轴正时齿轮是由凸轮轴正时齿轮驱动的。( X) 3.凸轮轴的转速比曲轴的转速快1倍。( X) 4.气门间隙过大,发动机在热态下可能发生漏气,导致发动机功率下降。( √) 5.气门间隙过大时,会使得发动机进气不足,排气不彻底。( √) 6.对于多缸发动机来说,各缸同名气门的结构和尺寸是完全相同的,所以可以互换使用。( X) 7.为了安装方便,凸轮轴各主轴径的直径都做成一致的。( X) 8.摇臂实际上是一个两臂不等长的双臂杠杆,其中短臂的一端是推动气门的。 ( X) 9.非增压发动机在进气结束时,气缸内压力小于外界大气压。(X) 10.发动机在排气结束时,气缸内压力小于外界大气压。(X)

第3章 柴油机配气机构气门热处理

第3章柴油机配气机构气门热处理 3.1气门的热处理工艺规范 对气门热处理的基本要求是表面的含碳量始终保持原来的水平,无脱碳和氧化。对奥氏体耐热钢气门应采用保护性气氛,要求不能引起钢的含碳量的变化。因此为了实现上述要求,气门的淬火(或固溶)和回火(或时效)应在可控气氛炉或盐浴炉内进行。 从制造流程中可知气门的制造方式取决于内燃机对气门的要求,在热处理过程中的热处理方法有明显不同。气门的调质要求杆部直线度≤0.15mm,端面或盘锥面跳动过≤0.15mm,个别气门的跳动和直线度控制在0.06mm。气门表面无裂纹、烧伤、过热及过烧现象,不得影响非加工表面的使用性能。 (1)整体低合金钢和马氏体耐热钢的热处理:对整体低合金结构钢和马氏体耐热钢制造的气门,热处理方式为调质处理(淬火+高温回火),以得回火索氏体组织,基体硬度在28~37HRC。热处理工艺流程为:淬火→一次回火→抛丸→调质→二次回火→二次抛丸→调质。两种材料的气门热处理工艺如图3-1所示。淬火加热在盐浴炉中进行,回火则在井式电阻炉中完成。

目前网带式可控气氛炉中、高温加热炉各项技术指标已经达到了处理气门的要求,另外个别气门厂采用深井式高温电阻炉处理马氏体耐热钢使用效果不错,但需要通保护性气体,以防气门的氧化和脱碳,氮化的纯度必须达到98%以上。需要注意一点,由于深井式高温电阻炉出炉时降温幅度大和加热速度慢,也没有办法进行预热,因此保温时间长于盐浴炉加热的时间。 气门回火保温结束后要快冷如水冷等,目的是40Cr、45Mn2等合金钢以及4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo等马氏体耐热钢均在450~700oC范围内有二次回火脆性,因此必须快速冷却,水温要低于80oC,多采用循环水做冷却介质。 常见马氏体耐热钢气门的一般热处理工艺规范见表3-1所示。

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Abstract This thesis is about the design of gas distribution mechanism of 135 type diesel engine, mainly is the brief design mainly exercise on type 135 diesel engine parts and some auxiliary system design. Through the calculation of thermodynamic calculation, dynamic, and parts of reasonable design according to performance, so that the 135 diesel engine has the better economic performance and dynamic performance. In addition to this design includes a gas distribution mechanism, also includes the design of inlet and exhaust and the gas distribution system,. Key words: type 135; diesel engine; design; dynamic calculation

配气机构的作用及组成

1.配气机构的作用及组成 一、功用: 是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环或发火次序的要求,定时开启和关闭各气缸的进、排气门,使新鲜可燃混合气或空气得以及时进入气缸,废气得以及时从气缸排出。 二、组成: 气门组:气门及与之关联的零件; 气门传动组:从正时齿轮到推动气门动作的所有零件。 2.为什么要预留气门间隙?什么是气门间隙?为什么要留气门相位? 在气门杆尾端与摇臂端(侧置式气门机构为挺杆端)之间留有气门间隙,是为补偿气门受热后的膨胀之需的. 发动机发动时,气门将因气温升高而膨胀。如果气门以其传动件之间在冷态时无间隙或间隙过小,则在热态下,气门及其传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严,造成发动机在压缩和作功行程中的漏气,从而使功率下降,严重时甚至不易启动。为了消除这种现象,通常在发动机冷态装配时,在气门与其传动机构中预留一定的间隙,以补偿气门受热后的膨胀量。这一间隙被称为气门间隙。 但是,如果气门间隙留得太大,冷态下传动零件之间以及气门和气门座之间产生撞击,而且加速磨损,同时使得气门开启的持续时间减少,汽缸的充气情况变坏。 所以高级轿车上都采用液压挺柱,挺柱长度能自动变化,随时补偿气门的热膨胀量,故不需要预留气门间隙。 3.为什么有的配气机构中采用两个套装的气门弹簧 你所指两套装置的气门弹簧我可否理解成控制气门开闭的弹簧。 所有的气门弹簧都是大簧套小簧;并且是是旋向相反。 采取这种结构的原因是防止因为气门弹簧旋向的原因产生谐振,造成气门关闭不严,所以设置成旋向相反的两个气门弹簧,让它们的谐振频率相反进行抵消,消除谐振引起的气门关闭不严的现象 4.什么是点火提前角,其过大或过小有什么危害 点火提前角:从点火时刻起到活塞到达压缩上止点,这段时间内曲轴转过的角度称为点火提前角。 点火过早,会造成爆震,活塞上行受阻,效率降低,磨损加剧。点火过迟,气体做功效率低,排气声大。不论点火过早或过迟,都会影响转速的提升。 若点火提前角过大,则活塞还在向上止点运动时,气体压力已达很大的数值,活塞受到迎面而来的反向压力的作用,压缩行程的负功增加使发动机功率下降,甚至有时造成曲轴反转使发动机不能工作。而且点火提前角过大也易于发生不正常燃烧--爆燃。 若点火提前角过小,混合气的燃烧将在逐渐增大的容积内进行,因而燃烧最高压力降低,而且补燃增加,热损失增大,于是发动机功率下降,油耗增加,并使发动机过热 5.膜片弹簧式离合器特点? 6.从动盘摩擦片上的铆钉为什么要沉入摩擦片平面以下? 如果不沉头,摩擦的就不是摩擦片,而是铆钉了。 五、问答题 1.汽油机燃料供给系的作用是什么? 2.化油器的作用是什么? 3.主供油装置的作用是什么?它在哪些工况下参加供油? 4.为什么把加浓装置称为省油器? 5.在加速泵活塞与连接板之间为什么利用弹簧传力?

浅析柴油机配气机构的发展现状(1)

浅析柴油机配气机构的发展现状 论文关键词:柴油机配气机构动态设计 论文摘要:系统介绍了新技术和先进设计方法在柴油机配气机构设计中的应用,并就各种新技术对柴油机性能的影响进行了详尽分析,同时对配气机构的先进设计方法和传统设计方法的优缺点进行了综合比较。 配气机构对发动机性能具有重要影响。它的主要功能是实现柴油机的换气过程,根据气缸的工作次序,定时地开启和关闭进、排气门,以保证气缸吸人新鲜空气和排除废气’。在柴油机设计中,配气机构设计占有重要地位,其设计一质量不仅直接影响柴油机的技术性能、工作可靠性、耐久性和平稳性,而且还决定了发动机的结构紧凑性和制造、使用的成本,因此国内外对配气机构的研究都非常重视。 现今对柴油机的设计,一方面希望气门加速度较大,以使气门能够迅速开、关,从而得到较好的换气效果,以提高动力性和经济性;另一方面,希望载荷保持相对较小,以减少加速度,从而减少振动和噪声,延长使用寿命、2。随着计算数学和电子计算机在配气机构设计阶段的运用,通过选用不同的凸轮型线、包角、重叠角、气门直径、升程等参数,进行多种方案的计算,可从中选出最接近于所希望要求的方案,也可以通过设计参数的调整,从而获得接近于理想的充气效率和配气正时。目前,配气机构的研究在技术应用和设计方法上都取得了一定的进展。 1技术应用 1.1顶置凸轮轴技术 顶置气门配气机构.可以增大发动机的充气系数,使燃烧室的结构更加紧凑,从而使发动机有较好的性能指标。顶置气门配气机构根据凸轮轴的放置位置可以分为下置型凸轮轴和顶置型凸轮轴。下置型凸轮轴配气机构会在高速运转时产生较大的惯性力、振动和噪声,消耗较大的动力。为了解决这一问题,顶置凸轮轴技术应运而生。顶置凸轮轴技术的一种方式是将凸轮轴置于气门上方,从而省去了推杆、挺柱;另一种形式是将顶置凸轮轴放于气门室罩内,凸轮直接作用于气门上,从而省去了摇臂。顶置凸轮轴能够保证高速时气门工作良好,零件惯性力较小,工作较为平稳可靠。 1.2多气门技术 配气机构改进的关键在于如何提供更多的新鲜空气,而增加气门数则是提高流通面积、增加充气系数最有效的方法之一。如用两个进气门代替一个进气门,流通截面增加30%-35%,可以大大改进充气系数,并提升内燃机功率。多气门内燃机还可以降低燃油消耗,减少排污。研究表明,4气门内燃机燃油耗比2气门内燃机燃油耗低6%-8%。因此,多气门技术已成为内燃机发展中的一个重要方向。 1.3可变配气正时 常规内燃机的配气相位是按内燃机性能要求,通过试验确定较为合适配气相位。为了在更大的曲轴转速范围内提高功率指标,降低燃料消耗,现代多气门内燃机气门开启相位可以改变,升程也可以改变,称作可变气门结构一。通过可变配气机构对配气过程进行调节和控制,在低、中转速时,活塞运动速度低,气流动力学特性较差,因而要求“缩小”相位重叠角,以减少混合气倒流,保证低、中转速时有较好的扭矩曲线形状,显著地降低燃油消耗率。在高转速时,活塞运动速

基于AWE的485Q型柴油机连杆的优化设计

第31卷第03期煤矿机械V01.31No.032010年03月CoalMineMachineryMar.2010 基于AWE的485Q型柴油机连杆的优化设计 王晓云.原思聪。罗丹 (西安建筑科技大学机电工程学院,西安710055) 摘要:以485Q型柴油机连杆为研究对象,采用有限元法作为主要研究手段,选用 SOLIDWORKS与ANSYS作为三维实体建模及有限元分析的软件平台。对连杆进行静力分析。分析 了连杆在最大压力、拉力状态下的应力及应变,找到连杆工作的危险部位;运用ANSYS WORKBENCH软件平台的DOE模块。以连杆的3个主要尺寸作为设计变量,以连杆质量、安全系 数作为目标函数进行优化设计.在保证连杆安全系数不变的情况下,减轻了质量。经校核此优化方 案安全可靠。 关键词:连杆;有限元分析;优化设计;ANSYS 中图分类号:TH611.22:THl3文献标志码:A文章编号:1003—0794(2010)03—0039—03 OptimizationDesignofConnectingRodof485QBasedonAWE WANGXiao-yun,YUANSi-cong,LUODan (DepartmentofMechanicalandElectricalEngineering,Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology,xi’an 710055,China) Abstract:Thefiniteelementanalysisoftheconnectingrodof485Qdesigncyclewasselectedas researchcontents.TheSOLIDWORKSandANSYSsoftwarewereusedastheentitymodelestablishment andanalyticalplatform.Doananalysisofstaticstrengthoftheconnectingrodtoevaluatethestressand strainandthedangeroussectorsoftheconnectingrodunderdifferentconditions;Intheotherside ANSYSWORKBENCHsoftwarewasselectedasadesignenvironmenttodostructureoptimization. Selectedthreeimportantdesigndimensionsasdesignvariable.Selectedthemassandsafetyfactor船 optimizationgoals.Finally,thebestdesigndimensionsweredecidedthroughcarefulcheck.Themagsof theconnectingrodof485Qwerereducedwhilethesafetyfactorofitincreased.Inconclusionofthe resultabove,reachthegoalofstructureoptimization. Keywords:connectingrod;FEM;optimizationdesign;ANSYS 0前言量样点,计算每个样点的相应结果并根据灵敏度来 连杆是内燃机的核心部件之一。其结构设计的衡量其与目标变量之间的权重关系,得到最优解。 优劣直接关系到内燃机T作的可靠性。采用优化设本文采用有限元分析方法结合DOE模块对连杆的 计不仅可以减轻连杆的质量.节约原材料;同时可求优化设计过程进行了探讨。 得连杆工作时所受应力的合理分布.减轻连杆的疲1连杆有限元分析 劳破坏。传统的优化设计均具有一定的数学模型.采本文以485Q型柴油机连杆为研究对象。连杆 用明确的目标函数和约束条件,对于结构实体连杆材料为45钢。弹性模量为2e11,泊松比为0.3,密度 来讲。数学模型的建立具有一定的难度,而所求结果为7.8e3。由于连杆是不规则的空间结构,用平面单 并不一定是最优解。ANSYSWORKBENCH软件平元或者梁单元很难模拟其实际结构,因此对连杆的 台的DOE模块。其目标函数和约束条件都具有一定有限元分析一般都是基于结构的三维实体模型进的隐含性.无须具体的数学模型,根据输入的设计行的。 变量的数目.利用蒙特卡罗抽样技术。采集设计变1.1有限元模型的建立束条件下的连杆机构点轨迹优化设计的方法.其设计结果较好地满足了设计任务的要求.并克服了常规设计法的缺陷.有效地解决了多约束条件下平面连杆机构的优化设计问题。参考文献:[1]何俊,程军,冯鉴.计算机辅助创新设计理论及T具开发的研究现状与展望[J].煤矿机械,2008,29(1o):196-198.-+-+-+一+-+---6--+-+-4-- [2]冯鉴,何俊,雷智翔.机械原理[il.成都:西南交通大学出版社, 2008. [3]郭仁生.基于MATLAB和Pf以NGINEER优化设计实例解析 [M].北京:机械工业出版社.2007. 作者简介:何俊(1970一),重庆人,丁学硕七,讲师,1999年毕业 于重庆大学机械制造及自动化专业.主要从事机械设计学、机构学 及创新设计等方面的研究,电子信箱:hejunllok@sina.com.一39一责任编辑:王海英收稿日期:2009—11-10万方数据

N485QA柴油机飞轮壳设计

1绪论 1.1机械制造工业在国民经济中的地位与作用 物质生产始终是人类社会生存发展的基础。制造业是人类财富在20世纪空前膨胀的主要贡献者,没有制造业的发展就没有今天人类的现代物质文明。 制造业是所有与制造有关行业的总体。它是国民经济的支柱产业之一。据统计,工业化国家中以各种形式从事制造活动的人员约占全国从业人数的四分之一。美国财富的68%来自制造业,日本国民生产总值的约50%由制造业创造,我国的制造业在工业总产值中占了约40%。“在我国,处于工业中心地位的制造业,特别是装备制造业,是国民经济持续发展的基础,是工业化、现代化建设的发动机和动力源,是参与国际竞争取胜的法宝,是技术进步的主要舞台,是提高人均收入的财源,国际安全的保障,发展现代文明的物质基础”。另一方面,制造业为国民经济各部门和科技、国防提供技术装备,是整个工业、经济与科技、国防的基础。 机械制造工业是制造业最重要组成之一。它是为用户创造和提供机械产品的行业,包括了机械产品的开发、设计、制造生产、流通和售后服务全过程。目前,机械制造业肩负着双重任务:一是直接为最终用户提供消费品;二是为国民经济个行业提供生产技术装备。因此,机械制造业是国家工业体系的重要基础和国民经济的重要组成部分,机械制造技术水平的提高与进步将对整个国民经济的发展和科技、国防实力生产生直接的作用和影响,是衡量一个国家科技水平的重要标志之一,在综合国力竞争中具有重要的地位。 我国的机械制造业已具有相当规模和一定的技术基础,成为我国工业体系中最大的产业之一。2008年实现销售收入21651亿元,占全国工业总销售收入的21%,利润257亿元、税收621亿元,均占全国工业同比的15%,出口创汇363亿元,占全国外贸出口额的20%。其发展速度高于同期全国工业的平均水平。 随着科技、经济、社会的日益进步和快速发展,日趋激烈的国际竞争及不断提高的人民生活水平对机械产品在性能、价格、质量、服务、环保及多样性、可靠性、准时性等方面提出的要求越来越高,对先进的生产技术装备、技术与国防

4110型柴油机总体设计

摘要 柴油机在现代动力机械中起着重要的作用。为了解和研究柴油机的总体结构及其动力性能,本次毕业设计涉及到“4110型柴油机总体设计”。文中详细地阐述了柴油机的机体组件、活塞连杆机构、配气机构、燃油系统、润滑系统、冷却系统、电气系统等七大系统的设计重点。理解柴油机工作原理、过程,并参照4110型柴油机原型及主要参数进行了柴油机的总体布局设计。通过热力、动力计算及使用情况的分析,对4110型柴油机提出了合理的建议并进行改进。经过改进,柴油机的动力性能和经济性能得以提升,以适应需求。此次毕业设计的选题意义在于提倡使用动力性能更好和节能环保的柴油机。 关键词:4110;柴油机;总体设计;改进;性能

Abstract Diesel engine plays an important role in modern power machinery. In order to make a further research of diesel engine, this paper is mainly concerned with the system design of 4110 type diesel engine. It is within the significant designing of airframe components、piston and crank mechanism、modified atmosphere mechanism、fuel system、lubricating system、cooling system and electrical system in detail. With the better understanding of diesel engine working principle and process or 4110 type diesel engine primary form and main parameters, the general layout design can be conducted as soon as possible. What is more, through the analysis of heat calculation、power calculation and uers′ feedback, reasonable su ggestions for the 4110 type diesel engine are put forward and then improved. As a result, power performance and economic performance are enhanced to meet demand for use. The important significance presented in this paper lies in advocating to use better power performance、energy conservation and environmental protection in diesel engine. Key Words:4110; diesel engine; system design; improvement; performance

485柴油机缸体螺栓底孔加工组合机床设计(多轴箱)

中文摘要 组合机床的研制和推广,是加速机械工业技术革命的有效途径之一,是机械工业,特别是汽车、拖拉机、电机、仪表等生产部门进行机床革新,推动生产发展的重要设备。而多轴箱是组合机床的重要部件之一。钻Φ12孔的组合机床多轴箱是根据485柴油机缸体具体零件设计。设计此机床可以大大提高生产效率和加工质量。在此设计中大量使用了机械设计方面的知识,并且参考了许多资料。 关键词:多轴箱;485柴油机缸体;主轴;传动轴;齿轮

Abstract Development and promotion of combined machine tool, is one of the effective ways to accelerate industrial technology revolution, is the machinery industry, especially the automobile, tractor, motor, instruments and other production departments for machine tool innovation, promote the development of production of major equipment. And multi axle box is one of the important components of machine tool. Drill hole modular machine tool with 12 multi axle box is based on the 485 diesel engine cylinder block specific parts design. The design of this machine can greatly improve the production efficiency and processing quality. In this design, mechanical design knowledge used a lot, and a lot of reference information. Keywords:Multi axle box; 485 diesel engine block; main shaft; transmission shaft; the gear

直列四缸柴油机配气机构设计

毕业设计(论文)任务书

注:本任务书要求一式两份,一份系部留存,一份报教务处实践教学科。

直列四缸柴油机配气机构设计 摘要 气门配气机构是四冲程柴油机所特有的机构,它是按照发动机的点火次序和各缸工作循环的要求,定时开启和关闭进、排气门,完成换气过程。因此配气机构要满足:进、排气的定时和准确;气门关闭要严密可靠;气流阻力要小;结构简单拆装方便。 气门配气机构由气门组、气门传动组、凸轮轴传动机构三部分组成。气门组主要由:气门、阀座、气门导管、气门弹簧和连接键组成,195B型柴油机采用不带阀壳的气门组气门的开启和关闭是靠传动机构来实现的,传动机构可分为机械和液压传动机构。195B 型柴油机采用下置式传动形式,由凸轮、挺柱、推杆、摇臂、摇臂座、摇臂轴、调整螺钉等组成。凸轮轴与曲轴之间的传动机构与柴油机的型式、凸轮轴与曲轴的相对位置、气门传动机构的型式等有关,一般有齿轮传动和链传动。195B型柴油机采用齿轮传动,柴油机曲轴与凸轮轴的传动比为2:1. 配气机构控制发动机进排气过程,直接影响着发动机的性能,是衡量发动机可靠性的指标之一. 关键词:柴油机;配气机构;凸轮型线

ABSTRACT The valve train is one of the most important mechanisms in a internal combustion engine, whether the performances are good or bad, that affecting the power performance, economic performance, emissions performance of the engine, as well as affecting the reliability and wear performances of the whole engine. Along with the requests of the engine’s high power, super-speed, people demand a higher index. That is, when the engine runs under a high speed, it can still work steadily and dependably, which demand that the valve train system should have a high performance. Cam profile is the hard core of the valve train, which design is one of the important ways to carry out valve train optimal design. Simulation calculation and experimentation research are two important ways to carry out research and development on valve train of internal-combustion engine. Key words: Diesel engine; Valve train; Cam profile

495柴油机设计说明书

课程设计说明书 设计题目:柴油机的曲柄连杆机构设计班级:J动力(机械)1201 学号:4121106007 姓名:杨晨 指导老师:杜家益 日期:2015年1月12日

目录 1 任务要求 (1) 2 柴油机曲柄连杆机构动力计算 (2) 2.1 原始参数 (2) 2.2 动力计算 (3) 结论 (12) 致谢 (12) 参考文献 (13)

1任务要求 (1).柴油机的曲柄连杆机构设计 (2).计算活塞运动规律及曲柄连杆机构受力分析 (位移,速度,加速度,气体力,往复惯性力,连杆力,切向力,径向力,侧压力,单缸输出转矩,总转矩) (3).编写课程设计说明书 内容包括:封面,目录,原始资料及数据,设计计算及说明。参考资料及文献等,计算机打印,装订成册。

2 柴油机曲柄连杆机构的动力学计算 2.1 原始参数 原始参数及已知条件 1) 柴油机型号:495 2) 燃烧室形式:涡流室 3) 气缸直径D :95mm 4) 活塞行程S :115mm 5) 活塞平均速度(m/s):7.67 6) 总排量:0.817L 7) 标定转速(r/min):2000 8) 压缩比ε:18~20 9) 连杆长:210mm 10) 质量:活塞810g 连杆大头1382g ,小头505g 11) 曲柄半径R :57.5mm ; 12) 连杆比 2738.0== l R λ; 13) 活塞面积 2 2 65.784 cm D F p == π; 14) 标定功率e N :8.8kw (12PS ); 15) 曲轴旋转角速度s rad n /21030 == πω 22 2/4410 0s r a d =ω; 16) 曲轴销中心的切向速度s m R /075.12=ω; 17) 曲柄销中心的切向加速度22/75.2535s m R =ω;

485柴油机的配气机构的设计

485柴油机设计(配气机构) 摘要 本设计介绍了485柴油机配气机构的设计,主要是其各零部件的设计。本次设计的485柴油机主要用于轻型载货车。 配气机构的功用就是实现换气过程,即根据发动机气缸的工作顺序,定时的开启和关闭进排气门,以保证气缸排出废气和吸进新鲜空气。配气机构设计的好坏直接影响发动机整体的经济性和动力性,因此配气机构的设计在发动机整体设计上占有相当重要的作用。在气门选择上,采用每缸两个气门的方案,其优点是比较简单、可靠,对于自然吸气式柴油机可以提高新鲜空气的进气量,降低气缸的热负荷,增加气缸的耐久性和使用寿命。气门的驱动采用凸轮轴—挺柱—推杆—摇臂—气门机构。凸轮轴布置形式是下置式,采用的是整体式凸轮轴,这样的凸轮轴结构简单,加工精度高,能有良好的互换性。 本次配气机构的设计,主要包括进、排气门的设计,气门弹簧的设计,以及凸轮轴的设计。编写Matlab程序,计算得到挺柱升程表,绘出挺柱升程、速度、加速度曲线。 关键词:柴油机,配气机构,凸轮轴,气门

THE DESIGN OF VALVE TIMING MECHANISM OF 485 DIESEL ENGINES ABSTRACT This thesis introduces the design of valve timing mechanism of 485 diesel engines, mainly the design of its various components. The 485 diesel engine in this design is mostly used in light truck. The function of valve timing mechanism is to realize the exchange process, namely according to engine cylinder working order, ensure that the intake and exhaust valves open and close at the proper time. The valve gear play a direct impact on the economy and power parameters of the engine, therefore, the design of gas distribution agency in the overall design of the engine play a rather important role. Arranging two-valve per cylinder, the advantages are that it is relatively simple, reliable, for the naturally aspirated diesel engines can improve the fresh air into the cylinder, reduce the heat load of the cylinder to increase the durability of the cylinder and use life. The driving mechanism of valves is camshaft, tappet, pushrod, rocker, valve train. Camshaft arrangement is under the form of home-style, using the integral camshaft, such camshafts have simple structure, high precision machining, and good interchangeability. This design, including exhaust valve, intake valve, valve spring, and camshaft. Write Matlab program, calculate tappet lift table, map the curves of tappet lift, speed and acceleration. KEY WORDS: Diesel engine, Valve timing mechanism, Camshaft, Valve

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