柴油机配气机构毕业设计方案说明指导书.doc
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1、485柴油机设计(配气机构)摘要本设计简介了 485柴油机配气机构设计,重要是其各零部件设计。 本次设计485柴油机重要用于轻型载货车。配气机构功用就是实现换气过程,即依照发动机气缸工作顺序,定 时启动和关闭进排气门,以保证气缸排出废气和吸进新鲜空气。配气机构 设计好坏直接影响发动机整体经济性和动力性,因而配气机构设计在 发动机整体设计上占有相称重要作用。在气门选取上,釆用每缸两个气门 方案,其长处是比较简朴、可靠,对于自然吸气式柴油机可以提高新鲜空 气进气量,减少气缸热负荷,增长气缸耐久性和使用寿命。气门驱 动采用凸轮轴一挺柱一推杆一摇臂一气门机构。凸轮轴布置形式是下置式, 采用是整体式凸轮
2、轴,这样凸轮轴构造简朴,加工精度高,能有良好 互换性。本次配气机构设计,重要涉及进、排气门设计,气门弹簧设计, 以及凸轮轴设计。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。核心词:柴油机,配气机构,凸轮轴,气门THE DESIGN OF VALVE TIMING MECHANISM OF 485 DIESEL ENGINESABSTRACTThis thesis introduces the design of valve timing mechanism of 485 diesel engines,mainly the design of its various
3、 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 pla
4、y 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
5、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 integ
6、ral camshaft,such camshafts have simple structure,high precision machining,and good interchangeability.This design,including exhaust valve,intake valve,valve spring,and camshaft. Write Mat lab program,calculate tappet lift table,map the curves of tappet lift,speed and acceleration.KEY WORDS:Diesel e
7、ngine,Valve timing mechanism,Camshaft,Valve第一章485柴油机设计规定3第二章485柴油机工作过程热计算62.1 485柴油机工作过程热计算已知参数62.2 485柴油机工作过程热计算62.2.1 普通参数计算62.2.2进排气过程计算72.2.3压缩终点参数计算82.2.4燃烧过程计算82.2.5膨胀终点参数计算82.2.6批示参数计算92.2.7有效参数计算9第三章485柴油机重要性能参数选取103.1平均有效压力p 10vme3.2活塞平均速度Cw103.3行程缸径比113.4曲柄连杆比123.5气缸中心距13第四章配气机构总体布置144.1气门
8、数目、布置和驱动144.2凸轮轴布置和传动14第五章气门组设计155.1气门设计155.1.1气门工作条件与设计规定155.1.2气门构造和设计165.1.3气门材料选取195.2气门导管设计195.3气门通路面积校核20第六章气门弹簧设计236.1气门弹簧概述236.2气门弹簧尺寸拟定236.3气门弹簧校核286.3.1气门弹簧强度校核286.3.2气门弹簧共振校核29第七章凸轮轴与气门传动件设计317.1凸轮轴设计317.1.1凸轮轴设计规定及构造317.1.2凸轮轴尺寸设计317.2挺柱设计357.3推杆和摇臂设计36 i仑37参照文献38附录39柴油机发展,已有一百近年历史,通过这一长
9、时间不断改进和更 新,己经发展到了比较完善限度。由于它效率高,适应性好、功率范畴 广,柴油机已广泛应用于农业、工业、交通运送业和国防建设事业。因而, 柴油机工业发展,对国民经济、国防建设以及人民生活都具备十分重要 意义。近三十年来,柴油机朝着提高柴油机功率,减少油耗、污染和噪声以 及提高工作可靠性和延长使用寿命方向发展。国内柴油机产业自20世纪80年代以来有了较快发展,但国内柴油机产 业整体发展依然面临着许多问题。1、国内重型柴油车产量在逐年增长,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、柴油机行业投入局限性,严重制约了生产工艺水平、规模发展和自主开
10、发能力提高。当前,国内柴油机技术基本薄弱,还不具备完整全新柴油 机产品和核心零部件开发能力。3、国内柴油机技术落后、产品质量差以及车辆使用中维修保养办法不 力,导致低性能、高排放柴油车在使用中对都市环境和大气质量导致不良影 响,使社会产生厌柴心理。4、柴油品质差、柴油原则修订严重滞后于汽车工业发展需要,对柴 油机技术发展以及各种新技术、改进柴油机排放办法应用导致障碍。国内柴油机技术攻关重点应放在电控技术、排放后解决技术、整机开 发和匹配技术等核心技术研究和材料开发上,加快开发与配套主机更加适应 节能、节材和高可靠性新一代机型。既有产品要提高可靠性、减少噪音 和烟度,下一步应推广直喷化、轻量化、
11、多缸化,同步还应提高柴油品质, 为各类柴油机新技术应用奠定基本。485柴油机构造简朴、维修以便、制导致本也较低、比较省油,且具备 较大输出扭矩。由于485柴油机具备许多方面长处,因此无论在国外还 是在国内,其应用越来越广泛,特别是轻型运送车辆,把485柴油机作为其 首选动力。随着国民经济建设和生产发展,485柴油机已越来越广泛地得 到应用,它为国内国民经济发展作出了不可磨灭贡献。总之,本次设计485柴油机具备动力大、油耗低、使用可靠性高、经 久耐用、经济省油和维修以便等长处,是更省油,更清洁环保机型。特别 是其强劲动力,合理价格必将深受广大客户青眯。因而,此机型在将来 市场应用中有很大发展潜力
12、。485柴油机重要应用于农用、轻型载重汽车、工程机械等车辆中。从485 柴油机使用范畴就可以懂得其特点。其材料尽量采用普通钢材,零部件 工艺性要好,要适合于大量生产,并且此类柴油机除了和其她机械同样,都 规定产品重量轻、体积小、质量好、效率高、构造简朴、使用以便和维修、保养简朴,对于这一类柴油机是详细规定可以概括为:一、经济性指标柴油机经济性指标普通都是以燃油消耗率和机油消耗率作为柴油机经 济性重要指标。柴油机燃油消耗率是随运转工况不同而变化,普通常以额定工况 时每千瓦时有效功率所消耗燃油克数作为衡量指标(有采用外特性最低 燃油消耗率作为衡量指标)。燃油消耗率重要与柴油机工作过程、燃烧室 构造
13、以及机械效率等有密切关系。高速柴油机在额定工况时燃油消耗率一 般在 sisdssg/aw./z)间。二、动力性指标柴油机动力性指标是指柴油机额定功率、额定转速及扭矩,这些指 标是依照与之配套使用规定而拟定。一台柴油机功率,依照不同使 用规定,需要随工况而变化。当代农用柴油机,为了具备良好动力性,其 性能、构造和使用状况随处区不同而差别悬殊,并且大某些柴油机工作环 境恶劣,同步使用负荷不均匀,有时超负荷,有时较低负荷运营,并且有时 候也许持续工作几十个小时,因而此类柴油机应有较好动力性。三、可靠性与耐久性指标柴油机可靠性是指柴油机在设计规定使用条件下,具备持续工作、不致因故障而影响柴油机正常工作
14、能力。可靠性指标普通是以在保证期内 不断车故障次数、停车故障次数以及更换重要零件和非重要零件数目来表 示。当前,普通还只采用保证期中故障状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指标。使用寿命是指柴 油机从开始使用到第一次大修前合计运转小时数,或车辆行驶公里数。柴油机大修期普通决定于气缸套和曲轴磨损到达规定极限时间(即此时 柴油机不能继续正常工作),中小型工程机械柴油机使用寿命大概在 6000-10000小时。本次设计中485柴油机重要应用在轻型卡车、农用运送 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,因而要 有较高可靠性与耐久性指标3_5。
15、四、运转性指标柴油机运转性指标,重要是指操纵使用与否以便,运转与否平稳,起 动性与加速性好坏以及噪声与排放污染等。操纵使用以便是指使用人员不 需要很特别专门技能,可以便操作、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,普通柴油机规定在-5C 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高得快,一 般在柴油机在短时间内可以达到所需速度。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范畴内。五、紧凑性指标柴油机紧凑性指标,普通是指柴油机重量和外形尺寸指标。衡量柴 油机外形尺寸指标是单位体积功率。它是评价柴油机构造紧凑性和金属材 料运用限度一种
16、指标。衡量柴油机重量指标是比重量。本次设计485 柴油机重要应用于中小型工程机械,因而紧凑性指标较低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原则化。1. 产品系列化。柴油机用途虽然十分广泛,但是从生产和管理角度 看,却但愿产品类型不要过多。机型少就便于集中力量进行进一步研究,也 便于组织大规模生产。为此目,国家拟订出以缸径为基本尺寸系列型谱。 型谱中同一系列柴油机,缸径和基本构造相似,通过变化缸数以及其她结 构上变形来满足多方面不同需要。同一系列柴油机应当作到多数零件或 总成,特别是易损件通用。2. 零部件通用化。意义如上所述。事实上,工业中使用广泛产品其规 格己经原
17、则化了,因此零部件通用化也包括了凡是能采用原则件时就采用标 准件含义。3. 零件设计原则化。它是指在设计中应按国家机械制图原则绘图,并尽 也许地按照关于原则制定技术条件。但是发动机要想同步满足上述所有规定是相称困难,由于这些规定是 互相矛盾。因而应在保证重要规定前提下,尽量满足其她规定。对 于农用来说重要应具备足够使用寿命,其她规定都是次要6-8。在柴油机设计开始阶段,依照选定参数进行工作过程热计算,其重要 作用有:1) 对柴油机动力性能和经济性能参数起一定校核作用;提供柴油机 重要热力参数之间互有关系简朴计算办法。2) 提供在设计阶段零部件强度计算根据。3) 为柴油机性能改进提供初步理论根据
18、。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已知参数见表2-1所示。表2-1 485柴油机有关参数参数名称参数值参致名称参数值有效功率t (kW)30压缩比18柴油机转速n(r/min)2600最高燃烧压力/ax (MPa)8气缸数i4过量空气系数1.7气缸直径(mm)85充量系数0.85活塞行程S(mm)1002.2 485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,分如下七个某些:1) 普通参数 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)批示参数计算;7)有效参数计算。2.2.1 般参数计算一、气缸
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