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1、490QB柴油机设计（配气机构）摘 要本设计的发动机机型为490QB柴油机，介绍了490QB柴油机的配气机构设计，配气机构各零件的详细设计。依照本柴油发动机的设计技术要求，可以确定本柴油机的结构以及相关尺寸。本机采用形燃烧室，凸轮轴中置，龙门式机体方案。为了使本次设计满足设计要求，所以根据内燃机工程师手册，对本机进行工作过程热计算，结果表明此次设计满足其经济性和动力性要求。发动机通过配气机构实现换气，即排出本循环已燃混合气和下一个循环吸入新鲜充量的进气排气过程，对于四冲程发动机来说，从排气门打开到进气门关闭的整个过程为换气过程。而发动机动力性和经济性的好坏，在很大程度取决于换气过程的完善程度，
2、因此配气机构的设计在本发动机设计中占有相当重的位置。而配气机构设计的核心为提高充气效率，降低换气损失，进而改善了发动机的经济性和动力性。设计气门采用双气门方案，即一进一出两气门，双气门方案结构简单，工作可靠，完全满足进排气要求，降低制造成本。气门的驱动采用凸轮轴挺住推杆摇臂气门的驱动方案。凸轮轴采用中置方案，形式为整体式凸轮轴，全支撑，满足强度要求，结构简单，加工精度高，具有很好的互换性。本次设计主要包括气门弹簧，进排气门，进排气道和凸轮轴设计，而凸轮形状采用函数凸轮设计，由Mat lab程序计算得到挺柱的升程，速度，加速度，绘制曲线。关键词：柴油机，凸轮，气门THE 490QB DIESEL
3、 ENGINE DESIGN（PISTON AND CONNECTING ROD）ABSTRACTThe design of the diesel engine models for the 490QB introduced 490QB diesel engine valve train design, detailed design of each valve train parts. In accordance with the technical requirements for diesel engines, you can determine the structure and si
4、ze of the diesel engine. The machine adopts the shape of the combustion chamber, the camshaft position, gantry body program. In order to meet the design requirements of this design, it is based on the internal combustion engine engineer manual process to work on the machine thermal calculations, the
5、 results show that the design meets its economy and power requirements.Engine for ventilation through valve body, the discharge of the circulating air and fuel mixture is next cycle inhale fresh charge intake and exhaust, for four-stroke engines, the exhaust valve to open the intake valve closing th
6、e whole process of the ventilation process. The engine power and economy is good or bad, to a large extent depend on the degree of perfection of ventilation process, so Valve design occupies very heavy position in this engine design. The core Valve designed to improve volumetric efficiency, reduce v
7、entilation losses, thereby improving the economy of the engine and power. Valve double valve design scheme, namely one into a two-valve, dual valve scheme is simple, reliable, fully meet the requirements of the intake and exhaust, reduce manufacturing costs .Valves driven by the camshaft - tappet -
8、putt - rocker - valve drive solutions. Camshaft scheme used in the home, in the form of the monolithic camshafts, fully supported to meet the strength requirements, simple structure, high precision, with good interchangeability.The design includes valve springs, intake and exhaust valves, and intake
9、 and exhaust camshafts road design, and the use of a cam-shaped cam design function, calculated by the Mat lab program tappet lift, velocity, acceleration, plotted.Key words: diesel engine, cam, valve目 录前 言1第一章 整体设计21.1 490QB柴油机21.2 柴油机的设计21.3 设计内容和方法3第二章 内燃机工作过程的热计算42.1 一般参数计算42.2 进排气过程计算42.3 压缩终点参
10、数计算52.4 燃烧过程的计算62.5 膨胀终点参数的计算62.6 指示参数的计算72.7 有效参数的计算7第三章 配气机构的总体布置83.1 气门数目、驱动方式，布置83.2 凸轮轴布置和传动方案确定8第四章 气门组的设计94.1 气门的设计94.2 气门导管的设计144.3 气门通路面积的校核14第五章 气门弹簧的设计195.1 气门弹簧的概述195.2 气门弹簧的尺寸确定19第六章 凸轮轴和气门附件的设计256.1 凸轮轴的设计256.2 挺柱的设计306.3 推杆和摇臂的设计31结 论32参考文献33致 谢34附 录35前 言距第一台内燃机诞生，经过100多年的发展，在工程师们孜孜不倦
11、的努力下，发动机不断的得到改进和进步，性能不断得到改进与创新，到今天能为人类社会活动不可或缺的一员，支持着社会的发展与进步，给人们带来了非常大的便捷，近些年，随着柴油机高压共轨、缸内直喷、内净化等技术的发展，以较低的排放输出强大的动力，有着无可比拟的优势。由于对环保越来越重视，现在柴油机又朝着更进一步降低柴油机排放，低的运行噪音，经济性更好，长的和可靠的使用寿命的方向去发展。由于柴油机较高的压缩比，压缩行程终点的压力和燃烧最高压力都很高，所以其拥有比较高的热效率，较汽油机更强的动力输出，节约燃料和更长的发动机寿命，更低的污染物排放，适用于更多的用途工况，使其广泛应用于卡车，客车，工程车，农用车
12、等多个领域。由于研究方向的不同，欧洲在柴油机方面，走在了世界的前沿。依靠新的技术，如高压共轨，低的运行噪音，低污染排放，所以，柴油轿车走进千家万户，在我国，由于某些特殊原因，柴油供给不足，油品达不到高压共轨供油系统的要求，所以在轿车领域还比较尴尬，但是在重型运输方面，由于其比较大的动力输出，比较的热效率，低的比油耗，大多是柴油机被在这个方面使用。但是柴油机技术比着欧洲还有比较大的差距，如制造工艺落后，关键的喷油技术都没完全掌握，所以目前，我国把对柴油机的研究重点放在如电控、柴油机后净化处理、某些关键技术和材料的研究，开发出新一代高效节能的机器。同时提高柴油机品质，提高柴油的供应量，避免每年一次
13、的柴油荒。相信柴油机会得到长足的发展和进步。490QB柴油机系列应用于农业动力机械、轻卡等多个领域，由于其较强的动力，较低的油耗，结构简单，后期维护方便，成为大马力拖拉机和联合收割机的优先选择。490QB系列四缸直喷柴油发动机，标定功率48KW，标定转速3200r/min。柴油机热效率高，动力强劲，比汽油机效率大约提了30%，因而节约成本，节省燃料。更环保，销量非常高，有很大的发展前途6-8。第一章 整体设计1.1 490QB柴油机490QB柴油机主要用在农用机车，低速汽车，轻卡，和轻气车，其技术特点：1.油耗比较低，2.动力性好，3油耗低，4.结构紧凑，5.可靠性能高。490QB柴油机的技术
14、参数：型式：直喷、直列、四缸、立式、水冷、四冲程、形燃烧室活塞行程/气缸直径：105/90标定功率/转速：48/3200（kW/r/min）压缩比：18：1燃油消耗率：238（g/kWh）润滑方式：压力及飞溅复合式起动方式：电起动1.2 柴油机的设计一、柴油机的总体设计要求对设计490QB柴油机整体考虑时，首先要考虑其零件的通用性，尽量选择常见的材料，易于降低制造成本，方便后期维护。适合大批量工业化生产，而且附件都是标准配件，设计的发动机质量可靠，热效率高，质量体积都要小，结构尽量不要复杂。使用寿命要长，能适用多个工作环境。 二、柴油机的设计要求使发动机有很广的适用性。本490QB柴油机应用于
15、农业领域。适用性很广，工作环境多变恶略，其设计要求如下：1. 必须要可靠，故障率必须要低，选用低的压缩比和活塞速度。2. 经济性要好，要省油、润滑机油要为普通品牌，不要特俗化。3. 易于启动，操作简单，符合客户的操作习惯。4. 动力必须要足够。满足大多数情况使用。5. 鉴于其工作环境恶劣，所以过滤系统一定要好，而且要易于更换3-5。1.3 设计内容和方法本设计的主要内容为490QB柴油机的配气机构，进行热力计算，查阅参考相关资料，与同组的同学一起确定有关的配合尺寸，使设计的发动机有很好的动力足，经济性要好，各系统机构要可靠，利用计算机AUTOCAD专业绘图软件绘图，然后再手工绘制一张装配图，用Mat lab程序计算挺住的升程、速度，并绘制曲线。第二章 内燃机工作过程的热计算2.1 一般参数计算1.单缸排量：；2.燃烧室容积：；3.理论空气量：；在这个式中：分别为每千克燃油中碳、氢、氧含量（）;而且在柴油中C、H、O这三种元素中的质量比为：0.87:0.126:0.004。4.过量空气系数： 取值范围为（1.32.0）；5.新鲜空气量：；6.燃烧产物：；7.残余废弃系数： 取值范围（0.030.06）；8.分子变更系数：；9.实际分子变更系数：；2.2 进
