柴油机设计(活塞连杆组)Word文档下载推荐.docx

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在阐述活塞连杆组设计过程的同时也对主要零部件的设计要点作了总结。

本说明书中重点论述了387柴油机活塞连杆组的设计依据与设计过程。

关键词：

柴油机，活塞，连杆

THEDESIGNOF387DIESELENGINE（PARTSOFPISTONGROUP）

ABSTRACT

Thispapermainlyintroducesthedesignofthe387dieselenginepartsofpistongroup.Inthisdesign,consideringthe387dieselenginesaremainlyappliedinsmallandmedium-sizedmachinery,agriculturalproductionenvironmentisbad,needoftenhasbetterperformanceforinternalmachineryproductsprovideenoughpower.TheDiesel387whichdesignedthistimeisonthebasisoftheoldDiesel387andincreasingthepistonstroke,withitspowerperformanceandeconomicalefficiencyenhanced.However,becauseoftheworkitineraryincreased,itsbalancebecameworse,noiseandvibrationalsoincreased.Sointhisdesign,Ihavetotakesomecertainmeasures.CombustionChamberusinginjectiontype,easytostart,energysavingeffect,andcanmaketheefficiencyandperformanceimprovedgreatly.Theenginespeedis3000r/min,about27kW/12hcalibrationpower,speedandthecurrentlowpowerofthecarneeds.Throughtheparametersandprocessperformancecontrolcanmakefuelconsumptionin245g/kW.Thispaperdiscussesthedesignrequirementsandcharacteristicsofthecylinderimportantparts。

Mymaintaskistodesign387enginepartsofpistongroup.Onthefirst,accordingtothediesel’sperformancetarget,Ishouldtochoosethemainperformancemarkofthediesel.Theninthelightofthedesignof387dieselpartsofpistongrouptodesignthestructure.Whenexplainedtheprocessofthepartsofpistongroupdesign,Ialsosummarizedthemainparts.Thisthesisfocusedonexpoundingthefoundationandprocessofthe387dieselenginepartsofpistongroupdesign.

KEYWORDS：

dieselengine,thepiston,theconnectingrod,

目录

第一章前言 1

§

1.1柴油机技术概述及发展趋势 1

1.1.2柴油机技术的发展趋势 1

1.2我国柴油机技术的发展 2

第二章整体设计 4

2.1柴油机设计的总体要求 4

2.2柴油机的设计要求 4

2.3387柴油机简介 5

2.4柴油机主要零部件的设计 6

2.4.1活塞 6

2.4.2连杆 6

2.4.3曲轴飞轮组 7

2.4.4气缸盖 7

2.4.5机体组 8

第三章活塞组零件的参数选择 9

3.1活塞组的工作条件 9

3.1.1机械负荷 9

3.1.2热负荷 9

3.1.3活塞高速滑动，润滑不良 9

3.2活塞的设计 9

2.2.2活塞的材料 9

3.2活塞头部的设计 10

3.2.4活塞裙部的设计 13

3.3活塞销的设计 14

3.4塞环和活塞环槽的设计 16

3.4.1活塞环的工作情况和设计要求 16

3.4.2活塞环的组合和结构 16

3.4.3活塞环和环槽的参数选择 18

3.5活塞组的重量 19

第四章活塞的应力分析和强度校核 20

4.1、活塞的校核 20

4.2、活塞销的受力与校核 21

4.3、活塞环的校核 23

第五章连杆组零件参数的选择 25

5.1连杆的工作情况 25

5.2连杆的材料 25

5.3连杆长度的确定 25

5.4连杆小头的设计 26

5.4.1、小头结构形式 26

5.4.2、小头尺寸 26

5.4.3、连杆衬套 27

5.5连杆杆身的设计 27

5.6连杆大头的设计 28

5.6.1、连杆大头的剖分形式 29

5.6.2、连杆大头的定位方式 29

5.6.3、连杆大头的主要尺寸 29

5.7连杆组的重量及惯性力 30

第六章连杆的受力分析和强度校核 30

6.1连杆小头 30

6.2连杆大头 34

6.3连杆杆身 34

结论 36

参考文献 37

致谢 38

38

第一章前言

活塞式内燃机自19世纪60年代问世以来，经过不断改进和发展，已是比较完善的机械。

它热效率高、功率和转速范围宽、配套方便、机动性好，所以获得了广泛的应用。

全世界各种类型的汽车、拖拉机、农业机械、工程机械、小型移动电站和战车等都以内燃机为动力。

海上商船、内河船舶和常规舰艇，以及某些小型飞机也都由内燃机来推进。

世界上内燃机的保有量在动力机械中居首位，它在人类活动中占有非常重要的地位。

1.1柴油机技术概述及发展趋势

1882年德国人狄赛尔（RudolfDiesel）提出了柴油机工作原理，1896年制成了第一台四冲程柴油机。

一百多年来，柴油机技术得以全面的发展，应用领域越来越广泛。

大量研究成果表明，柴油机是目前被产业化应用的各种动力机械中热效率最高、能量利用率最好、最节能的机型。

装备了最先进技术的柴油机，升功率可达到30～50kW/l，扭矩储备系数可达到0.35以上，最低燃油耗可达到198g/kW·

h，标定功率油耗可达到204g/kW·

h；

柴油机被广泛应用于船舶动力、发电、灌溉、车辆动力等广阔的领域，尤其在车用动力方面的优势最为明显，全球车用动力“柴油化”趋势业已形成。

在美国、日本以及欧洲100%的重型汽车使用柴油机为动力。

在欧洲，90%的商用车及33%的轿车为柴油车。

在美国，90%的商用车为柴油车。

在日本，38%的商用车为柴油车，9.2%的轿车为柴油车。

据专家预测，在今后20年，甚至更长的时间内柴油机将成为世界车用动力的主流。

世界汽车工业发达国家政府对柴油机发展也给予了高度重视，从税收、燃料供应等方面采取措施促进柴油机的普及与发展。

1.1.2柴油机技术的发展趋势

现代高性能柴油机由于热效率比汽油机高、污染物排放比汽油机少，作为汽车动力应用日益广泛。

西欧国家不但载货汽车和客车使用柴油发动机，而且轿车采用柴油机的比例也相当大。

最近，美国联邦政府能源部和以美国三大汽车公司为代表的美国汽车研究所理事会正在开发的新一代经济型轿车同样将柴油机作为动力配置。

经过多年的研究、大量新技术的应用，柴油机最大的问题烟度和噪声取得重大突破，达到了汽油机的水平[4]。

现在，科技的发展日新月异，柴油机新技术的开发和应用所需要的时间也越来越短。

1.2我国柴油机技术的发展

我国柴油机产业起步相对较晚，但是自20世纪80年代以来有了较快的发展。

随着一批先进机型和技术的引进，我国柴油机总体技术水平已经达到国外80年代末90年代初水平，一些国外柴油机近几年开始采用的排放控制技术在少数国产柴油机上也有应用。

最新开发投产的柴油机产品的排放水平已经达到欧Ⅲ排放限值要求，一些甚至可以达到欧Ⅳ排放限值要求。

但我国柴油机产业的整体发展仍然面临着许多问题，与国外柴油机相比还有一定的差距。

我国柴油机产业的整体发展面临着许多问题：

（1）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；

（2）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及各种新技术、改善柴油机排放措施的应用造成障碍；

（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机在使用中对城市环境和大气质量造成不良的影响。

随着环保法规的日益严格，光靠增压中冷技术已不能满足日益严格的环保要求，这就需要更新的柴油机电控喷射技术来支持。

现在国内的柴油机电控喷射系统正处在开发阶段。

比如上海内燃机研究所、无锡油泵油嘴研究所等正在积极研究之中。

无锡油泵油嘴研究所已把部分成果应用到双燃料机上实现了天然气和液化石油气的电控化，目前正进行匹配试验。

根据目前我国发动机的状况，提高我国柴油机技术水平急需解决下列的关键技术：

1、关键零部件技术：

如油泵油嘴和增压中冷。

2、燃油品质：

优质低硫的柴油是柴油机满足日益严格的排放法规的前提。

3、电控技术：

柴油机电控技术对于发动机综合性能的优化和提高至关重要。

4、排放后处理关键技术：

如废气再循环技术（EGR），微粒捕集技术以及NOx催化转化技术。

5、整机开发及匹配技术：

如柴油机燃油、进气及燃烧系统的匹配与优化技术，重型车用及轿车用柴油机技术。

6、柴油机的制造、工艺及材质等技术。

随着中国机械工业的发展，特别是制造工艺水平的提高，相信中国的内燃机工业也会有一个很大