GXY4110ZLQ柴油机设计——配气机构

目录

前言 (1)

第一章整机总体设计 (2)

第一节设计目的及设计原则 (2)

第二节主要技术参数的选定 (2)

第三节整机整体布置及主要零部件结构特点 (6)

第四节主要附件规格及型号 (14)

第五节各种螺栓拧紧力矩 (16)

第六节主要零件的配合间隙 (17)

第二章热力学计算 (20)

第一节设计参数的选择 (20)

第二节热化学计算 (22)

第三节各工作过程参数的计算 (24)

第四节各指示参数的计算及校核 (27)

前言

内燃机的出现和发明可以追溯到1860年，莱诺依尔(Lenoir)首先发明了一种大气压力式内燃机。历经几代科学家的努力，内燃机的技术得到极大提高，性能日趋完善。1892年，德国的工程师鲁道夫·狄塞尔提出了一种新型内燃机的专利，即在压缩终了将液体燃油喷入缸内，利用压缩终了气体的高温将燃油点燃，它可以采用大的压缩比和膨胀比，没有爆燃，热效率可以比当时其他的内燃机高一倍。这种构想5年之后终于变成了一个实际的机器，即压燃式发动机——柴油机。

内燃机发展迄今已达到了一个较高水平。50年代初兴起的增压技术在发动机上的广泛应用和70年代开始的电子技术及计算机在发动机研制即应用，这两个发展趋势至今都方兴未艾，而随着能源的短缺和环境污染日趋严重。内燃机正面临着排气净化法规和燃油消耗法规进一步强化的严重挑战，从而促进了各种基础研究和应用研究的发展，使当代内燃机技术达到一个新的水平。

我国的内燃机发展起步晚，技术水平和工艺水平落后。产品的数量和质伐，争取在最短的时间内迎头赶上世界水平。量上和世界水平相比还有较大的差距。这样就要求我们加大研制和开发的步

我们设计的GXY4110Z

Q柴油机是在玉柴的柴油机的基础之上，减少缸数

L

及对一些关键部位进行改进而设计使之得到强化。GXY4110Z

Q用以装配中型

L

载货车和轻型客车，在小型的越野车上也适用。

Q柴油机的零部件及附件，保证我们在设计中尽可能的选用了YC6112Z

L

用原来的生产线和工艺来生产出新产品，提高产品的经济效益。在设计中运用了AutoCAD平面制图、proe三维绘图、Word文档，力求设计更完美、更成熟。由于是第一次运用所学知识进行的柴油机设计，所以在设计中难免存

Q柴油机的设计更加符合客在错漏，希望老师能予以批评指正，使GXY4110Z

L

观实际。

第一章 GXY4110Z L Q整机总体设计

第一节设计目的及设计原则

柴油机燃料经济性好，热效率高，工作可靠，耐久性好，功率使用范围大，潜力大，如今柴油机被广泛应用于各类车型。我们参考玉柴YC6112ZQ

Q机。

机，设计GXY4110Z

L

设计原则：内燃机设计工作中的“三化”要求及“七大”设计要求]1[。“三化”就是产品系列化，零部件通用化，零件设计标准化；“七大”设计要求就是动力性要求、环境性要求、燃油经济性要求、可靠性和耐久性要求、结构紧凑性要求、制造工艺性要求、使用性能要求。我们参照玉柴的YC6112ZQ Q柴油机，吸收有益部分，对其进行改进和设计，使其向降

机设计GXY4110Z

L

低油耗、大功率、重量轻和结构简单的方向发展。同时为了降低成本，本机力图采用通用件和玉柴原有生产线，这样GXY4110Z

Q机不仅保持了原样机的

L

优点，而且具有独特的特点。

第二节主要技术参数的选定及分析

一、基本参数的介绍

气缸排列方式直立

气门配置形式顶置

气缸数 4

冲程数 4

缸径×冲程（mm×mm） 110×112

活塞总排量 (L) 4.527

压缩比 17

外形尺寸长×宽×高 (mm) 847.8×664×843

二、性能参数的介绍

标定功率（kW）： 100 标定转速（r/min）： 2800 最大扭矩（N⋅m）： 392 最大扭矩转速(r/min)： 1600—1800 全负荷最低燃油耗（g/kW⋅h）：≤220 机油燃油消耗比（﹪）：≤0.5 涡轮后排气温度（℃）：≤537

排气烟度（FSN）：1000 r/min烟度≤3.0

三、结构形式及参数介绍

燃烧室形式直喷式ω型

工作顺序 1－3－4－2

曲轴旋转方向逆时针

润滑方式压力、飞溅混合式

冷却方式闭式强制循环水冷却起动方式电起动

往复质量/连杆大头质量 2.90/2.11kg

配气相位：

进气门开α（上止点前） 14°

进气门关β（下止点后） 44°

排气门开δ（下止点前） 56°

排气门关γ（上止点后） 12°

气门间隙(冷态)：

排气门（mm） 0.45±0.05mm

进气门（mm） 0.40±0.05mm

静态供油提前角 8～10°CA

四、运转参数的介绍

最大爆发压力（bar ） 180

大气状态P 0/T 0(bar/K) 1/298

五、主要技术参数分析

内燃机的主要参数，如平均有效压力、活塞平均速度、转速、气缸直径和活塞行程等，反映了内燃机的工作性能和设计质量。这些参数要针对设计任务的要求合理选择，既要反映市场需求，也要符合技术发展的实际情况。在保证所要求的功率以及燃料经济性最佳的前提下，尽可能提高功率输出直接关系到内燃机性能的优劣，也是内燃机设计的基本任务。根据有效功率的公式]1[：

Ne=τ300n V i P h me ⋅⋅⋅=0.7854me P i ⋅⋅τ

2)100(D C m ⋅⋅ (kW ) 式中：me p ——平均有效压力（MPa ）；

Cm ——活塞平均速度（m/s ）；

h V ——活塞排量（L ）；

i ——气缸数；

τ——冲程数；

n ——转数(r/min)；

D ——气缸直径（mm ）。

可见，要提高有效功率，获得好的动力性能，可以从以下几方面考虑：

(一)平均有效压力me p

平均有效压力的发动机单位气缸容积所发出的有效功，在其它条件相同的情况下，me p 值越高，柴油机的动力性能越好。平均有效压力是标志内燃机整个循环过程的有效性及内燃机制造完善性指标之一，其与热力循环类