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6108柴油机曲轴的优化设计毕业设计.doc

泰然健康网
2025-06-06 17:35

6108柴油机曲轴的优化设计毕业设计 1 绪论 1.1柴油机的发展史和现状 1.1.1柴油机的发展史德国狄赛尔（Rudolf Diesel）100%的重型汽车用柴油机来提供动力。欧洲33%的轿车和90%的商务车是柴油车。美国有90%的商务车是柴油车。而日本38%的商务车是柴油车，9.2%的轿车是柴油车。随着技术的发展，柴油机将成为主流的车用动力。柴油机越来越受欢迎是由于其相对于其他机型的优越性，其优越性主要有以下几点： 1）大功率的柴油机，卓越的动力性能，压缩比通常为16至22，远高于汽油发动机的压缩比;汽油机功率一般为220千瓦，而通常柴油机功率为380KW，如果使用增压技术，柴油机功率可以得到进一步改善。从燃烧的方式而言，柴油机燃料通过喷嘴直接喷入燃烧室内然后压缩点火燃烧，不会有提前点火爆燃异常燃烧;柴油机可燃混合物分层混合，这很容易实现稀薄燃烧和分层燃烧;部分负荷运行超过满载，并且没有进气节流损失，柴油机机的性能优于汽油机[1]。 2）柴油机的燃油经济性燃烧方式它优越。一般汽油机的热效率为20～30%，柴油机的热效率30～40%。资料表明，以质量为0.8～1.5t轿车每百公里油耗：汽油车约为5～8.2L，非直喷式柴油车约为4.6～8L，直喷式柴油车约为5～6L，柴油车比汽油车30%左右柴油机耐久性好工作可靠性强。由于点火系统复杂，避免了油电路共存的麻烦只要起动转矩足够，喷油压力达到规定，就能启动工作。国际上柴油机大修里程一般为50万公里，汽油机一般只有30万公里。180 ?300马力。但是中国的柴油机产业的整体发展仍然面临诸多问题，主要有： 1）生产的重型柴油机车辆逐年增多，中，轻型柴油机车也加快了步伐，但在微型车，轿车领域，柴油机车辆的比例仍然为零。在另一方面，中国的市场中型柴油已经呈现出供大于求的迹象，轻型柴油机市场渐趋饱和，但骨干企业正在制造的大部分产品从技术上看应淘汰，发展潜力小[2]。 2）在柴油机行业投资不足，严重制约了生产技术水平，自主开发和规模发展能力的提高。现在，中国的柴油技术基础薄弱，整体技术水平落后国际先进水平10?20年，也落后于国内车用汽油发动机的发展，柴油发动机没有一个完整的新产品开发能力及关键零部件的开发能力。许多外国技术已广泛应用，但在中国仍处于研究阶段，有的甚至还是空白[2]。 3）我们的柴油机技术落后，产品质量差，车辆在使用中维修保养措施不力，造成性能低，高排放的柴油车在使用中对城市环境和空气质量带来了负面影响，产生了社会尚未完全接受的现状。 4）柴油燃料质量较差，柴油标准的修订落后于汽车行业发展的需求，阻碍柴油机技术的发展和各种新技术，以及改善柴油机排放技术的应用[3]。目前，人类社会的发展面临着两个问题。一，不可再生能源的耗尽；二，环境的逐步恶化，生态平衡的破坏。随着人类社会的可持续发展的呼声越来越高，工业生产是从浪费型经济（许多有用的资源以污染环境的废物形式排放）向高效经济（资源最大化转化为产品）[4]。可持续发展作为发展目标和模式，已被世人所接受，这是必然的选择和基本战略为了中国持经济的持续，健康，快速发展。全面实施可持续发展战略，包括汽车行业的可持续发展，节能减排，保护环境是汽车产业发展的两个先决条件。所以，追求和谐统一的汽车产业与资源环境的发展，构成了汽车产业可持续发展的基本框架。因此，中国应该全面发展柴油车[1]。大家都知道，相比汽油机柴油机有许多优点，如上面提到的，柴油机动力性好，优异的性能，经济性好，环保，大力发展柴油机车是符合用户的需求的，同时也满足汽车行业可持续发展。 1.2柴油机曲轴的发展趋势随着技术的不断发展和新的企业的出现，轿车可选的柴油机型号数量将达到与汽油机相当的水平，市场上将出现更多的小排量直列三缸或四缸的发动机，其他领域也将出现更多小排量发动机的机型，并且发动机的尺寸也会变的越来越小。柴油机之所以有较低的比油耗，也与改进柴油机设计分不开。如采用轻型活塞，减少活塞环数量，采用小型轴承和更先进的轴承平衡技术等。当然，这些成就是经历了半个多世纪的发展才取得的。曲轴是发动机中承受冲击载荷、传递动力的重要零件世界汽车工业发达国家对曲轴的加工十分重视，并不断改进曲轴加工工艺图2.1 曲轴的主要结构参数示意图曲轴、活塞、连杆组件以及机体有着紧密联系，曲轴设计不是孤立的。曲轴长度方向上的尺寸基本上取决于缸心距L0。曲柄半径等于活塞行程的一半。良好的曲柄设计方案应满足前述曲柄设计要求，并使其应力分布均匀合理，应力集中小。所以，曲轴的基本尺寸要根据发动机的总体布置来考虑。 2.2.1曲柄销的直径D2和长度L2的确定当计算曲轴颈尺寸时，应先考虑曲柄销的直径D2。在现代的发动机设计中，一般倾向于使用偏大的D2值，让曲柄销的比压力下降，使得连杆轴承工作的可