柴油机整体设计毕业设计

目录

一、概述

1、毕业设计的选题依据 (1)

2 、设计的内容 (1)

二、X2105增压型柴油机总体设计选型

1、总体方案布置设计 (2)

1、机体和油底壳的设计 (3)

2、气缸盖和燃烧室的设计 (4)

3、活塞组的设计 (5)

4、连杆组的设计 (6)

5 、曲轴飞轮组总体设计及轴承设计 (8)

6 、配气机构的设计 (9)

7 、燃油供给与调节系统的设计 (10)

8 、润滑系统的设计 (11)

9 、冷却系统的设计 (13)

10 、起动系统的设计 (14)

11 、废气涡轮增压 (15)

三、参考文献

一概述

1、选题的依据及意义

柴油机的发展，已有八十多年的历史.通过这一长期的不断改进和提高，以及发展到了比较完善的地步。由于它的热效率高，适应性好，功率范围广，已广泛应用于农业，工业，交通运输业和国防建设事业。因此柴油机的发展，对国名经济和国防建设都具有十分重要的意义。

X2105柴油机多应用于农业方面，有可靠耐用、维修方便、适用面广等特点。

2、设计的内容

近几年来，由于农业的迅速发展，农用发动机也随着蓬勃发展，这给农用柴油机带来了无限商机。但与此同时，原来的农用柴油机，由于体型笨重，振动大，噪声响，排放也较差，已不适合当前经济发展和客户需求。此时客户普遍需求一种振动小，噪音低，排放好，体积小，功率大，结构紧凑，起动好，烟度小，燃油消耗率低的农用柴油机，同时该机型也可用于小型发电机组的配套。基于此，提出X2105型柴油机的增压改进设计，本设计任务主要是进行发动机总体设计和曲轴设计，以达到预期设计要求。

1、设计要求

（1）预期达到的X2105增压柴油机的性能指标为

型式：直列、水冷、四冲程、直喷式进气方式:废气涡轮进气增压

气缸数：2 缸径×行程（mm）：105×120

12小时标定功率/转速（kw/r/min）：22/1500

标定工况燃油消耗率（g/kw.h）:<230

机油消耗率（g/kw.h）：2.04

（3）在满足上述性能指标的前提下进行X210型柴油机的总体设计。

（4）在总体设计的基础上进行曲轴的详细设计。

三、X2105增压柴油机总体设计选型

1总体布置方案设计

总体布置设计上以燃烧室为核心协调处理气缸盖和配气机构布置，以运动件为核心协调处理曲柄连杆机构的形状和储存，以及机体的结构安排。从自由端看喷油泵和进气管布置在右侧，起动机、发电机、及排气管布置在左侧，水泵和风扇布置在机体前端，皮带轮靠张紧轮张紧，飞轮端带功率输出装置。凸轮轴采用上置式布置，运动件少，往复运动质量较小，刚度最大，能量损失小。气门采用顶置式布置，齿轮传动室包括四个齿轮，分别是曲轴正时齿轮、机油泵齿轮、喷油泵齿轮和惰轮。前端由齿轮传动室和油底壳上攻六个螺钉与前桥托架相连。进排气管的布置有利于气缸盖进排气道的设计，也便于拆装。飞轮壳和曲轴后油封盖布置后端飞轮带有功率输出装置，机油泵布置在机体底面上，有助于吸油。

2、机体和油底壳的设计

机体是构成发动机的骨架，是曲柄连杆机构，配气机构和发动机各系统主要零件的装配集体。各种运动件的润滑和受热机体的冷却也都要通过机体组来实现。是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。、

2.1.1 气缸体

气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体上半部有一个或若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的方向。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。气缸体应具有足够的强度和刚度，根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气缸体结构形式不同分为以下三种形式。

（1）一般式气缸体

其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。这种气缸体的优点的机体高度小、重量轻、结构紧凑、便于加工、曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差。

（2）龙门式气缸体

其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚度都好，能承受较大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，，结构笨重，加工较困难。

（3）隧道式气缸体

这种形式的气缸体曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚动轴承，主轴承孔较大，曲轴从气缸体后部装入。其优点是结构紧凑、刚度和强度好，但其缺点是加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。

由于龙门式汽缸体强度和刚度都很小，且能承受较大的机械负荷。因此本设计为改型设计，机体采用龙门式机体，为保证加工的通用性、机体的缸心距仍为140mm，该距离在涉及范围之内。

材料的选用：本机型为中型货车主机，根据中型货车条件，柴油机要求振动小、噪音低，质量轻。选用铸铁机体。

2.1．2 气缸套

气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种：如右图所示。

（1）干式气缸套

特点是气缸套不直接与冷却水接触，壁厚较薄，一般为1~3mm。

它具有整体式气缸体的优点，强度和刚度都较好，气缸中心距较小。

但加工比较复杂，内外表面都需要进行精加工，拆装不方便，散热差，

温度分布不均匀，容易发生局部变形。

（2）湿式气缸套

特点是气缸套装入气缸体外壁直接与冷水接触，壁厚一般为5~9mm，它散热良好，气缸套仅在上、下各有一圆环地带和气缸体接触，冷却均匀，加工容易。湿缸套的优点是在汽缸体上没有密闭的水套，因而铸造方便，容易拆卸更换，冷却效果也较好；其缺点是汽缸体的刚度差，易于漏水，漏气。

本设计选用湿式气缸套，其结构尺寸及材料为：

（1）气缸套材料应具有良好的机械强度、耐磨性和耐热耐腐蚀性、保油性和润滑性。本机选用价格低廉，并且得到广泛应用的铸铁作为材料。

（2）主要尺寸：

凸缘高度h=（0.06-0.08）D，取8mm