6S35ME—B9型柴油机主机基座设计计算
柴油机的一般设计方法
上海内燃机研究所 姚建明 2006.3
几种柴油机设计方法
完全新设计 老机型升级（扩缸、加行程、局部改进结构 等） 根据参考样机设计 ——完全参考 ——部份参考
根据参考样机的设计过程
参考样机设计首先需要做的第一项工作 是对样机进行全面技术分析，主要有以下两 项工作 样机性能
外特性 负荷特性（标定点及最大扭拒点） 排放 噪声
气门座
增压 非增压
气门座与气缸盖的过盈量=0.04～0.08mm
设计中一些结构尺寸
进排气道口大小
进气口面积=1.15～1.2排气口面积
气道口面积 =1.2 S
喉口面积S
设计中一些结构尺寸
气门导管长度
气门导管长度=5.5～7.5 气门导管内径
气缸盖底板厚
缸盖底板厚可比机体顶板厚小11～13%
气门升程
0.24～0.26D 0.23～0.25D 0.88
假定：喉口直径—气门座最小直径=0.012～0.015D
设计中一些结构尺寸
进气门头部刚性比较公式
Fw =
EBtbV 2 cos θ
磅/英寸2 转/分 英寸 磅/英寸2 HB 英寸 英寸
2 μpmax ND 3
式中：μ=气门座面间的摩擦系数，一般取0.1 Pmax=最大爆发压力 N D E B t b v θ = 发动机转速 =气门头部直径 =材料的弹性模量 =气门座面硬度 =气门头部厚度度 =气门座面宽度
16～18%缸径
此处的接触应力应不大于 30kg/mm2.
设计中一些结构尺寸
气缸套封水圈
为了防止 缸套缝隙腐蚀 的缸套水封结 构
设计中一些结构尺寸
避免气缸套断裂及缸垫烧损的气缸套结构
某机车柴油发电机底座的计算分析及优化
［ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ａ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｐ ｅ ｄ ｅ ｓ ｔ ａ ｌ ｆ ｏ ｌ ｏ ｃ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｖ ｅ ｄ ｉ ｅ ｓ ｅ ｌ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ ｅ ｔ ｗ ａ ｓ ｍ ａ ｄ ｅ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ Ｅ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ ．
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３ — ３ １ ４ ２ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ８ ． ０ ０ ８
某机车柴油发 电机底座 的计算分析及优化
梁奇 。 于 学兵
（ １ １ ６ ０ ２ ４辽宁省 大连市 大连理工 大学 能源 与动力学 院） ［ 摘 要］利用有限元方法对某机车用柴油发 电机公共底座进行静力学分析 ，利 用 Ｐ ｒ ｏ — ｅ 软件建立柴油发 电机和 公共底座的模 型， 通过 计算软件 Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ对其进行静 强度 分析 ， 获得公 共底 座的载荷和 变形量 ， 检验其 结构
是否合 理。通过分析公共底座的主要破坏 因素 ， 即其扭转刚度的大小， 对公共底座提 出优化方案， 计算分析 结果 表明 ， 优化方案扭转刚度 明显 大于原方案。
［ 关键词 ］公共底座 ； 有限元 ； 静 强度分析 ； 扭转 刚度
［ 中图分 类号］ Ｔ Ｋ ４ ２ ２
［ 文献标志码 ］ Ａ
ｄ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ － ｔ ｈ ｅ ｔ ｏ ｓｉ ｒ ｏ ｎ ａ ｌ ｉｇ ｒ ｉ ｄ ｉ ｔ ｙ，ａ ｐ ｒ ｉ ｏ ｒ ｉ ｔ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｗａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ． Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｔ ｏ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｒ ｇ ｉ ｄ ｉ ｔ ｙ
船用柴油机系统及辅助设备安装尺寸册
船用柴油机系统及辅助设备安装尺寸册引言船用柴油机系统及辅助设备的安装尺寸是船舶设计和制造的重要组成部分。
正确的安装尺寸能够确保柴油机系统和辅助设备在船舶上的安装和运行正常，并提供最佳的性能和效率。
本文档旨在提供一份船用柴油机系统及辅助设备安装尺寸册，以供船舶设计师和制造商参考。
柴油机系统安装尺寸主机安装尺寸主机是船用柴油机系统的核心组件，其安装尺寸的准确性对整个系统的性能至关重要。
以下是常见主机安装尺寸的参考值：•主机长度：根据船舶类型和功率需求，主机长度一般在5米至10米之间。
•主机宽度：主机宽度应根据船舶的船体设计和整体布局进行调整，一般在2米至4米之间。
•主机高度：取决于船舶的下沉和稳定性要求，一般在3米至6米之间。
燃油系统安装尺寸燃油系统是船用柴油机系统中的重要组成部分，其安装尺寸需要考虑燃油贮存、输送和过滤等方面的需求。
以下是常见燃油系统安装尺寸的参考值：•燃油贮存容量：燃油贮存容量应根据船舶的使用需求和航行区域的远近进行合理确定，一般在10000升至50000升之间。
•燃油输送管道直径：燃油输送管道直径应根据柴油机的功率和燃油消耗率进行计算，一般在25毫米至100毫米之间。
•燃油过滤器尺寸：燃油过滤器尺寸应根据燃油系统的流量和燃油质量要求进行选择，一般在300毫米至500毫米之间。
冷却系统安装尺寸冷却系统是船用柴油机系统中的另一个重要组成部分，其安装尺寸需要满足柴油机散热和冷却剂循环的需求。
以下是常见冷却系统安装尺寸的参考值：•散热器尺寸：散热器尺寸应根据柴油机的功率和温度要求进行计算，一般在1.5米至3米之间。
•冷却水管道直径：冷却水管道直径应根据冷却水流量和柴油机的工作压力进行选择，一般在25毫米至75毫米之间。
•压力泵尺寸：压力泵的尺寸应根据冷却系统的压力要求进行选择，一般在150毫米至300毫米之间。
辅助设备安装尺寸船用柴油机系统还需要配备各种辅助设备，如电力发生器、润滑油系统、起动机和控制系统等。
柴油发电机组基础底座的标准条件分解
柴油发电机组基础底座的标准条件发布日期：2013/8/28 标签: 柴油发电机组来源: admin 分享到： QQ空间新浪微博腾讯微博微信更多柴油发电机组基础底座的标准条件用于安放和固定柴油发电机组基础底座非常重要，所以它必须符合标准条件。
那么对于基础底座，它的标准条件又是什么呢？柴油发电机组基础底座标准条件：支撑整台机组的重量和机组运行时不平衡力所产生的动态冲击负载；具有足够的刚度和稳定度，以防止变形而影响柴油发动机和主交流发电机及附件等的同轴度；吸收机组运行时所产生的震动。
尽量减少震动传递给基础和墙壁等；基础应尽可能平整光滑；有条件的可预留排污槽，以便废水污油等及时流走，预留发电机配电输出电缆沟。
通常，混凝土安装基础是一种可靠简便的安装方式，建议用户优先采用。
当浇注混凝土底座时，应确保混凝土的表面平整、没有任何损伤，建议用户结合使用水平仪或类似仪器进行机组及其排气系统的安装。
一般来说，柴油发电机组基础底座的混凝土平台高度只需在100～200mm之间。
用于制作混凝土平台的底土同样必须有足够承载强度来承受它上面的整个装置和混凝土基础的总重量。
低噪音发电机组使用步骤低噪音发电机组使用步骤低噪音柴油发电机组具备显著的低噪声性能，多层屏蔽阻抗错配式隔声罩，降低了因为杂音给用户带来的影响。
大容量燃油器，特设快速开启盖板，维护保养方便等特点.所以对于低噪音发电机组使用，要遵循以下步骤。
低噪音发电机组使用步骤:1、显著的低噪声性能，机组噪声限值75dB(A)(距机组1m处）。
2、低噪音柴油发电机组总体设计结构紧凑，体积小，造型新颖美观。
3、多层屏蔽阻抗错配式隔声罩。
4、高效降噪型多路进排气，进排风通道，保证机组充足的动力性能5、大型阻抗复合式消音器。
6、大容量燃油器。
7、特设快速开启盖板，维护保养方便柴油发电机组维修过程中常用到的工具？常用的工具有，开口扳手：开口扳手也叫做呆扳手，常使用在机械活动范围较窄部位的螺栓上，一种开口扳手，在一握柄的一端延伸一开口，该开口设有平行且相隔一距离的第一及第二面，该第一及第二面于相对位置分别设有一缺口，且以一第三面相连于第一及第二面。
柴油发电机组的设计
柴油发电机组的设计一、先进的机械设计采用CAD计算机辅助设计、CAE计算机辅助工程、CAM计算机辅助制造等先进手段对柴油发电机组进行机械设计，并结合先进的实验手段对设计方案进行缤密的校核。
从设计的细节入手实现了对柴油发电机组机械部分进行不断的优化，使柴油发电机机组的稳定性等得到进一步提高。
机组冷却系统的优化设计柴油发电机组冷却系统的优化设计(一)柴油发电柴油机热效率约为35%一50%，其他能量被冷却介质(水或空气)、润滑油、废气带走。
其中燃烧室壁通过冷却介质带走的热量约占总热量的15%-35%，而在部分负荷时，此项热损失所占比例还要大很多。
如果燃烧室壁面温度降低，散热损失增大，燃油消耗率增大。
同时由于燃烧室壁面温度低还使激冷层加厚，使排气中HC成分增加。
润滑油温度过低，机械摩擦功增加，零部件磨损加剧，柴油机经济性、可靠性变差。
高温冷却毫无疑问能大大地降低冷却水和机油的散热量，减少柴油机的热损失，提高其经济性;同时，因冷却介质(冷却水和机油)与外界空气之间温差增大，提高了冷却装置的散热能力。
所以精确控制冷却系统散热量，使柴油机处于最佳冷却状态下运行，有助于减少冷却系统功率消耗，改善柴油机动力性、经济性、可靠性，降低排放，具有重要的实际意义。
通过采集大量实验数据和建立适用于柴油发电机组的冷却系统计算模型，对柴油发电机组的冷却系统进行了优化设计。
解决了中冷器与散热器冷却量合理匹配的问题，提出了使柴油发电机组始终运行在最适宜温度的方案。
该方案可以提高柴油发电机组的经济性和可靠性。
另外，考虑到许多机房条件的限制而不便采用风扇一水箱冷却系统，因此专门设计开发了水冷机组方案，将机组中冷器和散热器以水塔的形式设计在机房外，该方案不仅可以提高换热效率，而且还大大降低了机房的噪声。
机组底座的优化设计柴油发电机组底座的优化设计(二)柴油发电柴油发电机组底座是柴油发电机组的关键部件，它的设计水平和加工精度直接影响到机组的使用性能、振动、噪声、可靠性和寿命。
385柴油机机体设计及动力计算
385柴油机机体设计及动力计算下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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柴油机设计计算指导书
τ —行程数；
Cm—活塞平均速度(m/s)；
pe —平均有效压力(MPa)；
D—气缸直径（m）。
i —气缸数；
V —柴油机外形体积；
V —单杠工作容积。
h
(MTBF
) 0
—平均故障间隔时间；
T 0
—第
i
个故障发生样机累计工作时间；
n —试验或调查样机台数；
K —第 i 个故障的危害系数； i
τ
= 7.854 ×10−4
pC em
L2
= CL2 (KW )
τR 2
s
Rs=L/D；
p mi
—平均指示压力（Pa）；
p me
—平均有效压力（Pa）；
D—气缸直径（m）；
S—活塞行程（m）；
W i
—单缸每循环指示功；
i —气缸数； τ —冲程数；
η —机械效率； m
Q —为得指示功 Wi 所消耗热量； 1
和热负荷（单位活塞面积功率）程度； 紧凑性指标如体积功率越大、比质量越小，柴油机越紧凑、小巧； 可靠性指标和耐久性值越好，耐用不用修； 运转性指标如操纵使用方便，运转平稳，振动小，起动迅速可靠、加速
越短越好，噪音越低越好，排放越干净越好； 适应性指标如适应油类、醇类、醚类和燃气等多种燃料，适应高原、风
评价柴油机热负荷指 标。
平均有效压力 最大往复惯性力
惯性力系数 速度系数 升功率
p
＝
225
N
τ
e
e niV
h
P ∝ G Rω 2 (1+ λ )
j max
g
λ＝ R = S L 2L
α＝
S
D 2n 2
6S35ME—B9型柴油机主机基座设计计算
6S35ME—B9型柴油机主机基座设计计算摘要：为6S35ME-B9型柴油机设计基座，并利用ANSYS建立有限元模型。
对基座分别进行静力强度校核及模态分析。
静力学分析表明，所设计的基座满足材料的强度要求，安全性和稳定性好；模态分析表明，基座的一阶自振频率为32.622Hz，可有效避开柴油机的工作频率2.37Hz，防止因共振而产生疲劳破坏。
分析结果表明，基座设计合理，满足强度和安全性的要求。
关键词：柴油机基座，结构强度，有限元模型，模态分析引言：柴油机基座是将柴油机设备牢固安装于船舶或者实验室而设计的一类结构。
基座位于水泥地基基础之上柴油机之下，即承受柴油机动、静载荷，还传递地面基础其他设备的振动载荷，所承受的载荷较为复杂[1-3]。
为节省设计成本，对6S35ME-B9型柴油机设计基座，并利用ANSYS软件建立有限元模型，分析所设计的基座是否满足静载强度的要求，对基座进行模态分析，使其满足柴油机运转安全性的要求。
1、柴油机及其附件1.1 主柴油机选用船用二冲程低速柴油机，型号6S35ME-B9型，气缸直径350mm，活塞冲程1550mm，额定转速142rpm，额定功率3542kw。
曲轴中心线至地面00标高的高度为2280mm。
满足滑油低压保护，冷却水高温保护，超速保护等基本控制功能，可实现机旁、集控室、驾控室等三地控制。
额定转速：142转/分；冷却方式：海淡水间接冷却；起动方式：压缩空气2.0 Mpa～3.0Mpa。
1.2主机基座设计说明主机基座的作用是支撑主机，要求具有足够的强度和刚度，能够承受主机的静力和动态力的作用，其上端面采用2×15（Ф30）个螺栓与主机相连接，其下端面采用外侧2×18（Ф36），内侧2×10（Ф36）个螺栓与水泥地基基础相连。
2、主机基座设计2.1主机基座设计要求：根据主机与基座连接部位的结构尺寸和基座高度，及所承受主机的静力和动态力，设计计算基座各组成部件（包括上、下端面横板，侧面纵板，加强筋等）的几何尺寸及所受到的应力，并校核其强度。
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6S35ME—B9型柴油机主机基座设计计算
摘要：为6S35ME-B9型柴油机设计基座，并利用ANSYS建立有限元模型。
对基座分别进行静力强度校核及模态分析。
静力学分析表明，所设计的基座满足材料的强度要求，安全性和稳定性好；模态分析表明，基座的一阶自振频率为32.622Hz，可有效避开柴油机的工作频率2.37Hz，防止因共振而产生疲劳破坏。
分析结果表明，基座设计合理，满足强度和安全性的要求。
关键词：柴油机基座，结构强度，有限元模型，模态分析
引言：
柴油机基座是将柴油机设备牢固安装于船舶或者实验室而设计的一类结构。
基座位于水泥地基基础之上柴油机之下，即承受柴油机动、静载荷，还传递地面基础其他设备的振动载荷，所承受的载荷较为复杂[1-3]。
为节省设计成本，对6S35ME-B9型柴油机设计基座，并利用ANSYS软件建立有限元模型，分析所设计的基座是否满足静载强度的要求，对基座进行模态分析，使其满足柴油机运转安全性的要求。
1、柴油机及其附件
1.1 主柴油机
选用船用二冲程低速柴油机，型号6S35ME-B9型，气缸直径350mm，活塞冲程1550mm，额定转速142rpm，额定功率3542kw。
曲轴中心线至地面00标高的高度为2280mm。
满足滑油低压保护，冷却水高温保护，超速保护等基本控制功能，可实现机旁、集控室、驾控室等三地控制。
额定转速：142转/分；冷却方式：海淡水间接冷却；起动方式：压缩空气2.0 Mpa～3.0Mpa。
1.2主机基座设计说明
主机基座的作用是支撑主机，要求具有足够的强度和刚度，能够承受主机的静力和动态力的作用，其上端面采用2×15（Ф30）个螺栓与主机相连接，其下端面采用外侧2×18（Ф36），内侧2×10（Ф36）个螺栓与水泥地基基础相连。
2、主机基座设计
2.1主机基座设计要求：
根据主机与基座连接部位的结构尺寸和基座高度，及所承受主机的静力和动态力，设计计算基座各组成部件（包括上、下端面横板，侧面纵板，加强筋等）的几何尺寸及所受到的应力，并校核其强度。
2.2有限元模型建立
按照柴油机基座实体1：1建立有限元模型，对其进行静力学分析，校核螺栓的强度。
由于柴油机基座各个节点均为刚性连接，有限元模型选用结构体单元；ANSYS中solid92是四面体单元，它有二次方位移，每个节点分别有3个平动和3个转动自由度，solid92单元有可塑性、蠕动、膨胀、应力钢化，大变形和大张力的能力，网格适应性更好，建模方便，可以很好地模拟柴油机基座，因此选用solid92单元对模型进行计算更加准确[4]。
所建立的有限元模型如图2所示。
图2基座有限元模型
2.3模型载荷及边界条件
a.位移约束的施加
3、结果分析
3.1 基座静变形分析
图3基座静力位移云图
3.2 基座静载应力分析
图4基座静载荷应力分布云图
3.3 基座模态分析
表1 基座模态阶数及频率
如图5所示为前四阶模态振形图，从图中可以看到前四阶阵型的最大振动位移量分别为0.020901m、0.020893m、0.033024m、0.033213m，均远小于基座纵板的允许形变位移量，不会产生结构破坏。
图5基座的前四阶模态振形图
4、结论
通过对所设计的基座建立有限元模型，并对其进行静力学强度分析，结果表明所设计的基座满足结构安全性和稳定性的要求，所建立的模型准确合理。
对基座模型进行模态分析，可知，所设计的基座的各阶固有模态与柴油机的工作频率相差较大，能够很好地避开柴油机的共振频段，防止基座发生共振，而产生疲劳破坏，造成事故。
参考文献：
[1]吴广明，梅永娟，朱新进，等.某柴油机基座结构抗冲击计算[J].中国舰船研究，2006，1（4）：41—43.
[2]吴广明，郑新元.舰船基座抗冲击计算研究[J].上海造船，2006，3（67）：16—18.
[3]邓贤锋，陈东昌，陶付文，等.自升式钻井船吊机基座设计及结构强度分析[J].中国造船.2009，11（50）：307—312.
[4]丁毓峰，等.ANSYS12.0有限元分析完全手册[M].北京：电子工业出版社，2010.
[5]中华人民共和国国家标准.钢结构设计规范（GB 50017-2003）.北京：中国建筑工业出版社，2003.。