295柴油机连杆工艺规程及工艺说明书.docVIP

第一章 工艺规程设计 1. 1柴油机工作原理 柴油机的工作是由进气、 压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的,这四 个过程构成了一个工作循环。 活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称 为四冲程柴油机。 第一冲程 —— 进气, 它的任务是使气缸内充满新鲜空气。 当进气冲程开始时, 活塞位于上止点,气缸内的燃烧室中还留有一些废气。 当曲轴旋转时,连杆使活塞由上止点向下止点移动,同时, 利用与曲轴相联 的传动机构使进气阀打开。 随着活塞的向下运动, 气缸内活塞上面的容积逐渐增 大:造成气缸内的空气压力低于进气管内的空气压力,进气开始, 由于存在残余 废气,所以稍高于大气压力 P0。在进气过程中由于空气通过进气管和进气阀时 产生流动阻力,所以进气冲程的气体压力低于大气压力,其值为 0.085~ 0.095MPa ,在整个进气过程中,气缸内气体压力大致保持不变。 当活塞向下运动接近下止点时, 冲进气缸的气流仍具有很高的速度, 惯性很 大,为了利用气流的惯性来提高充气量,进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。 虽然此时活塞上行,但由于气流的惯性,气体仍能充人气缸。 第二冲程 —— 压缩。 压缩时活塞从下止点间上止点运动, 这个冲程的功用有 二,一是提高空气的温度, 为燃料自行发火作准备:二是为气体膨胀作功创造条 件。当活塞上行,进气阀关闭以后,气缸内的空气受到压缩,随着容积的不断细 小, 空气的压力和温度也就不断升高, 压缩终点的压力和湿度与空气的压缩程度 有关, 即与压缩比有关, 一般压缩终点的压力和温度为:Pc =4~8MPa,Tc =750~ 950K 。 柴油的自燃温度约为 543— 563K , 压缩终点的温度要比柴油自燃的温度高很 多,足以保证喷入气随的燃油自行发火燃烧。 喷入气缸的柴油,并不是立即发火的,而且经过物理化学变化之后才发火, 这段时间大约有 0.001~0.005秒,称为发火延迟期。因此, 要在曲柄转至上止点 前 10~35°曲柄转角时开始将雾化的燃料喷入气缸, 并使曲柄在上止点后 5~10°时,在燃烧室内达到最高燃烧压力,迫使活塞向下运动。 第三冲程 —— 燃烧膨胀。在这个冲程开始时,大部分喷入燃烧室内的燃料都 燃烧了。 燃烧时放出大量的热量, 因此气体的压力和温度便急剧升高, 活塞在高 温高压气体作用下向下运动,并通过连秆使曲轴转动,对外作功。 所以这一冲程 又叫作功或工作冲程。 随着活塞的下行, 气缸的容积增大,气体的压力下降,工作冲程在活塞行至 下止点,排气阀打开时结束。 第四冲程 —— 排气。 排气冲程的功用是把膨胀后的废气排出去, 以便充填新 鲜空气, 为下一个循环的进气作准备。 当工作冲程活塞运动到下止点附近时, 排 气阀开起,活塞在曲轴和连杆的带动下, 由下止点向上止点运动, 并把废气排出 气缸外。 由于排气系统存在着阻力, 所以在排气冲程开始时, 气缸内的气体压力 加比大气压力高 0.025— 0.035MPa ,其温度 Tb =1000~1200K 。为了减少排气时 活塞运动的阻力,排气阀在下止点前就打开了。 排气阀一打开, 具有一定压力的 气体就立即冲出缸外,缸内压力迅速下降, 这样当活塞向上运动时, 气缸内的废 气依靠活塞上行排出去。 为了利用排气时的气流惯性使废气排出得干净, 排气阀 在上止点以后才关闭。 排气冲程结束之后, 又开始了进气冲程, 于是整个工作循环就依照上述过程 重复进行。由于这种柴油机的工作循环由四个活塞冲程即曲轴旋转两转完成的, 故称四冲程柴油机。 1. 2 连杆功用,受力分析 , 工艺特点。 连杆是发动机的主要零件之一。 连杆的功用是将活塞承受的力传给曲轴, 从 而使得活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动。 连杆承受活塞销穿来的气体作用力及其本身摆动和活塞组成往复运动是的 惯性力,这些力的大小和方向都是周期性变化的。因此,连杆受到的是压缩,拉 伸和弯曲等交变载荷。 这就要求连杆在质量尽可能小的情况下, 有足够的强度和 刚度。如果连杆的刚度不够,则可能产生的后果是:其大头孔失圆,导致连杆大 头轴瓦因油膜破坏而烧损;连杆杆身弯曲, 造成活塞与气缸偏磨。 活塞环漏气和 窜油等。 连杆一般用中碳钢或合金钢经模锻或锟锻而成, 然后经过机械加工和热 处理。 本次设计的为 295柴油机的连杆,它是有连杆体、连杆盖、定位套、活塞销 轴承和螺钉等组成。它的大头孔与曲轴的曲轴颈配合,小头孔与活塞销配合。 在 小头孔的顶端有一个油孔,依靠飞溅润滑把润滑油注入小头孔内。工作时, 连杆 小头与销之间有相对转动, 因此小头孔中一般压入减摩的青铜衬套。 有的连杆在 连杆体内钻通一个连接大小头孔的深油孔, 把由曲轴颈来的润滑油强制通过深油 孔注入小头孔内,但这种深油孔加工较困难,因此不被采用。 为