CZ380柴油發(fā)動(dòng)機(jī)建模與仿真說(shuō)明書(shū).docx

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目 錄 II 摘 要 III Abstract IV 1 緒論 5 1.1 內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展 5 1.2 柴油機(jī)的發(fā)展 5 1.3 Creo 建模與仿真的必要性 6 2 CZ380 柴油機(jī)的工作原理 7 2.1 進(jìn)氣沖程 7 2.2 壓縮沖程 7 2.3 燃燒膨脹沖程 7 2.4 排氣沖程 7 3 CZ380 柴油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及安裝注意事項(xiàng) 9 3.1 機(jī)體部分 9 3.2 氣缸蓋部分 9 3.2.1 進(jìn)氣門(mén)、氣門(mén)座及氣門(mén)導(dǎo)管 10 3.2.2 搖臂，搖臂軸、搖臂座 10 3.2.3 氣缸蓋墊片 10 3.3 活塞、連桿總成 10 3.3.1 活塞 10 3.3.2 活塞環(huán) 10 3.3.3 活塞銷(xiāo) 11 3.3.4 連桿和連桿軸瓦 11 3.4 曲軸、飛輪總成 11 3.5 配氣系統(tǒng) 11 3.6 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 12 3.7 供油系統(tǒng) 12 3.8 潤(rùn)滑系統(tǒng) 13 3.9 冷卻系統(tǒng) 13 4 CZ380 柴油機(jī)的拆卸步驟 14 5 基于 Creo 的 CZ380 柴油機(jī)的主要零部件建模與仿真 16 結(jié)論 20 參考文獻(xiàn) 21 致謝 22 CZ380 柴油機(jī)建模與仿真 摘 要 CZ380 柴油機(jī)是運(yùn)用在船舶上的一種船用柴油機(jī)，在交通極其便利的今天，柴油機(jī)起著不可或缺的重要作用。通過(guò)對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行建模與仿真運(yùn)動(dòng)，可以直觀的了解柴油機(jī)的工作狀況，了解柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和它的運(yùn)動(dòng)方式。在本文中應(yīng)用了 Creo 軟件的建模技術(shù)和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真等功能,實(shí)現(xiàn) CZ380 柴油機(jī)的實(shí)體建模.通過(guò)機(jī)構(gòu)的虛擬運(yùn)動(dòng)仿真,動(dòng)態(tài)觀看 CZ380 柴油機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況。 關(guān)鍵詞: Creo;CZ380 柴油機(jī);虛擬裝配;運(yùn)動(dòng)仿真 III Modeling and Simulation of CZ380 Diesel Engine Abstract The CZ380 diesel engine is a kind of marine diesel engine used on ships. Today, the diesel engine plays an indispensable role in the extremely convenient traffic. Modeling and simulation of the movement can intuitively understand the working conditions of the diesel engine and understand the structural composition of the diesel engine and its movement. In this paper, Creo software modeling technology and mechanism motion simulation are used to realize the solid modeling of CZ380 diesel engine. Through the virtual movement simulation of the mechanism, the motion of CZ380 diesel engine is dynamically viewed. Key words: Creo; CZ380 diesel engine; virtual assembly; motion simulation IV 1 緒論 1.1 內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展 內(nèi)燃機(jī)包括兩種，分別是汽油機(jī)和柴油機(jī)。第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)被制造以來(lái)，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展歷程已超過(guò)了 100 年。其可以歸類(lèi)于高熱效率的機(jī)械，有著十分普遍的應(yīng)用。隨著內(nèi)燃機(jī)的蓬勃發(fā)展，給我們的生活帶來(lái)了很多便捷，讓我們的運(yùn)輸方式變得更加靈活，運(yùn)輸速度也得到了提高。隨著汽車(chē)等行業(yè)的不斷變化，內(nèi)燃機(jī)也相應(yīng)的進(jìn)行著改革和變化。當(dāng)技術(shù)不斷改進(jìn)，產(chǎn)業(yè)不斷變化，內(nèi)燃機(jī)也得到了持續(xù)的革新，逐漸變得完整。在整個(gè)發(fā)展歷程中，從設(shè)計(jì)到制造的過(guò)程都涌現(xiàn)了很多新的想法，不一樣的設(shè)計(jì)成果。另外，制造精度也被改善了很多，進(jìn)一步保證性能可以實(shí)現(xiàn)。發(fā)展到現(xiàn)在，內(nèi)燃機(jī)還是有很大的上升空間， 需要被改進(jìn)的方面還有很多，比如說(shuō)在動(dòng)力方面和經(jīng)濟(jì)方面。不僅僅要滿(mǎn)足動(dòng)力性的要求， 也要最大程度對(duì)能源物盡其用，這也是內(nèi)燃機(jī)未來(lái)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。。 從其發(fā)展的歷程中，我們可以得知，剛開(kāi)始的內(nèi)燃機(jī)的效率并不是很高，可靠性差， 熱效率也不高，這是因?yàn)樗强棵簹馊紵M(jìn)而對(duì)外做功實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)過(guò)程只是將煤氣導(dǎo)入到機(jī)器的里面，再讓其燃燒對(duì)外做功，對(duì)能量的利用并不高，也不能產(chǎn)生充足的動(dòng)力。但這種途徑卻為能量的利用提供了一個(gè)新方向，使得內(nèi)燃機(jī)也成為當(dāng)今工業(yè)化時(shí)代的核心力量。 1.2 柴油機(jī)的發(fā)展 狄賽爾(Rudolf Diesel)在 19 世紀(jì) 80 年代給出了柴油機(jī)的原理，在 19 世紀(jì) 90 年代 第一臺(tái)四沖程柴油機(jī)被成功研制出來(lái)。在這 100 余年里，柴油機(jī)技術(shù)得到不斷的改進(jìn)，在各個(gè)行業(yè)也被應(yīng)用越來(lái)越普遍。查閱相關(guān)資料可知，柴油機(jī)甚至說(shuō)是現(xiàn)階段各種動(dòng)力型機(jī)械中效率都很高的機(jī)型。某些柴油機(jī)的其升功率可以達(dá)到 30～50kWh/L，扭矩儲(chǔ)備系數(shù)＞ 0.35，最低燃油耗為 98g/kWh，標(biāo)定功率油耗可達(dá)到 204g/kWh；并且在動(dòng)力與能源領(lǐng)域也有應(yīng)用，比如說(shuō)船舶動(dòng)力和放電以及車(chē)輛等等，特別是在車(chē)用動(dòng)力方面表現(xiàn)突出。全球的車(chē)用動(dòng)力都在呈現(xiàn)出一個(gè)柴油化的發(fā)展動(dòng)向，舉個(gè)例子，在美日和歐洲的百分之百的重型汽車(chē)都是通過(guò)柴油機(jī)獲得動(dòng)力的，在美國(guó)絕大多數(shù)的商用車(chē)為柴油車(chē)，柴油車(chē)在日本的商用車(chē)中占比 38%和轎車(chē)占比 9.2%，在歐洲商用車(chē)占比 90%，在轎車(chē)中占比 33%。有學(xué)者稱(chēng)， 在未來(lái)的二十年和后續(xù)的階段柴油機(jī)依舊還是位于車(chē)用動(dòng)力的中流砥柱的地位。工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家也對(duì)柴油機(jī)的發(fā)展寄予厚望，在多個(gè)方面都做出了努力，其中在稅收和燃料供應(yīng)的方面都制定了相應(yīng)的措施。 在經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期的市場(chǎng)實(shí)踐之后，我們國(guó)家的柴油機(jī)現(xiàn)階段的狀況是不僅僅滿(mǎn)足于暫時(shí)的領(lǐng)先，而且還清楚的認(rèn)識(shí)到了掌握核心科技才是重中之重?；诖?，不斷地改進(jìn)和消化其他產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)技術(shù)十分有必要。另外，柴油機(jī)有了核心科技才能在競(jìng)爭(zhēng)中保持不敗之地。 10 近幾年隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)物流業(yè)迅猛發(fā)展，交通運(yùn)輸愈來(lái)愈便利，除了車(chē)輛運(yùn)輸發(fā)達(dá)，船舶運(yùn)輸也起著至關(guān)重要的作用，作為船用柴油機(jī)的一種，CZ380 柴油機(jī)一直發(fā)揮著重要作用。 和汽油機(jī)不同的是，柴油機(jī)的油耗更低和動(dòng)力性表現(xiàn)也更為出眾。在農(nóng)用機(jī)械中和工程的機(jī)械中，柴油機(jī)由于動(dòng)力和適應(yīng)性好也是優(yōu)先被考慮的。各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)也在不斷改進(jìn)柴油機(jī)的功能，使得其性能變得更加出眾。 柴油機(jī)的發(fā)展直接關(guān)聯(lián)到國(guó)計(jì)民生，兩者聯(lián)系緊密，互不分割。柴油機(jī)不僅可以用在發(fā)電方面，還能應(yīng)用于載重汽車(chē)和船舶等領(lǐng)域。甚至也應(yīng)用到了某些小型的客車(chē)和輕載汽車(chē)之中。綜上所述柴油機(jī)的發(fā)揮著不可被替代的作用。 柴油機(jī)現(xiàn)階段在朝著輕量化、低排放、高效率的方向不斷改進(jìn)，在增壓技術(shù)的基礎(chǔ)之上，柴油機(jī)的升功率逐漸被完善，性能也變得越來(lái)越出色?；诖?，也在能源的利用率和環(huán)保方面上做了改進(jìn)，使得燃?xì)獾脑肼暯档?，排放減少，同時(shí)提高了燃燒效率。與此同時(shí)， 也實(shí)現(xiàn)了環(huán)保方面的改善，大幅度的減少了污染氣體的排放量。對(duì) CZ380 柴油機(jī)進(jìn)行建模與仿真了解其性能是及其重要的。 1.3 Creo 建模與仿真的必要性 近年來(lái)，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)發(fā)展的越來(lái)越快，越來(lái)越成熟。所以，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的運(yùn)用范圍也是越來(lái)越廣。Creo 由于是一款可以建模與仿真的軟件，所以被廣泛運(yùn)用在了航天， 汽車(chē)，造船和電子等行業(yè)，Creo 除了它及其強(qiáng)大的三維實(shí)體功能外，它還可以直觀，精確的反應(yīng)零部件結(jié)構(gòu)的形狀，裝配關(guān)系，并能夠?qū)C(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情形與整機(jī)裝配順序和過(guò)程在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真模擬。本文以 Creo 為平臺(tái),不僅實(shí)現(xiàn)了柴油機(jī)的三維參數(shù)化造型, 而且實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真。 2 CZ380 柴油機(jī)的工作原理 CZ380 柴油機(jī)由 4 個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，分別是進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣。 2.1 進(jìn)氣沖程 第一個(gè)環(huán)節(jié)是進(jìn)氣，在此階段讓新鮮空氣注入到氣缸里面。在進(jìn)氣的初期，活塞處于上止點(diǎn)，氣缸的殘留一些廢棄的氣體。 連桿在曲軸上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致活塞從上止點(diǎn)往下止點(diǎn)之間進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，和曲軸有關(guān)聯(lián)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組合起來(lái)，讓氣閥完成打開(kāi)操作。 當(dāng)活塞進(jìn)行向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸里面的活塞之上的含量慢慢變大，導(dǎo)致氣缸里面的空氣壓力沒(méi)有進(jìn)氣管道里面的壓力大，這樣就可以讓外面的空氣持續(xù)的涌進(jìn)到氣缸里面。 當(dāng)活塞持續(xù)的運(yùn)動(dòng)到接近下止點(diǎn)的時(shí)候，進(jìn)入氣缸的氣流速度很高，為了改善充氣量， 讓氣流的慣性讓進(jìn)氣的閥門(mén)在活塞過(guò)了下止點(diǎn)時(shí)被合上?；钊藭r(shí)是處于上行的狀態(tài)，但是還是受到了氣流的慣性，其氣體還是依舊可以進(jìn)到氣缸中。 2.2 壓縮沖程 第二個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)的活塞從下止點(diǎn)到上止點(diǎn)移動(dòng)，這個(gè)過(guò)程也就是壓縮。在這個(gè)過(guò)程完成的工作有 2 個(gè)，首先要提高空氣的溫度，進(jìn)而為后續(xù)階段的燃料發(fā)火做充分的準(zhǔn)備。其次是為空氣的后續(xù)膨脹做充分準(zhǔn)備。當(dāng)進(jìn)氣閥合上之后，里面的空氣被擠壓引起容積變少， 其壓力和溫度會(huì)變高。壓縮終點(diǎn)的壓力和濕度和壓縮比之間存在一定的聯(lián)系，也會(huì)受到空氣壓縮程度的一定影響。 柴油自燃時(shí)溫度大概在 543—563K 范圍內(nèi)，和壓縮終點(diǎn)的溫度相比較的話還是低的多， 壓縮終點(diǎn)的溫度可以讓進(jìn)入到氣缸的燃油進(jìn)行燃燒。 在進(jìn)入到氣缸中的汽油，首先要經(jīng)過(guò)物化以后才可以完成發(fā)火，而不是即刻發(fā)火的。也就是說(shuō)，要在曲柄到達(dá)上止點(diǎn)之前就讓燃料進(jìn)入到氣缸里，讓燃燒室李阿敏的壓力維持在最高，強(qiáng)迫活塞往下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。 2.3 燃燒膨脹沖程 在此過(guò)程伊始，在進(jìn)入到燃燒室的燃料都用盡了，釋放出了很多熱量，導(dǎo)致氣體的溫度變高壓力也增大了，這時(shí)候的活塞會(huì)往下運(yùn)動(dòng)，并且和連稈相互作用使得曲軸產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)， 并且對(duì)外做功。上述整個(gè)過(guò)程可以概括為工作沖程。 此時(shí)的氣缸體積變大，里面的壓力減少，沖程在活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)處，排氣閥被打開(kāi)此就結(jié)束。 2.4 排氣沖程 進(jìn)行這項(xiàng)進(jìn)程的作用是讓新鮮空氣進(jìn)入，將廢氣清理出去，從而為下一個(gè)階段的進(jìn)氣 提供平臺(tái)。當(dāng)工作沖程活塞達(dá)到下止點(diǎn)處時(shí)排氣門(mén)打開(kāi)，活塞被帶動(dòng)，從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)處，把廢氣排出氣缸?？梢宰屌艢忾T(mén)在下止點(diǎn)前被打開(kāi)，這樣可以使得活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)候的阻力變小，當(dāng)排氣門(mén)被打開(kāi)的同時(shí)，氣體就隨之而出去導(dǎo)致內(nèi)部壓力變小，當(dāng)活塞向上移動(dòng)，內(nèi)部的廢除的其他也被隨之排出，為了達(dá)到讓廢棄氣體排的更加干凈的目的，要讓排氣閥不要早早的就合上，需要其在達(dá)到上止點(diǎn)以后被關(guān)閉。 進(jìn)行氣體進(jìn)入和排出的閥門(mén)是開(kāi)的早以及關(guān)的晚的，也就是說(shuō)在排氣快結(jié)束的時(shí)候以及剛開(kāi)始進(jìn)氣的時(shí)候，活塞位于上止點(diǎn)的臨近位置時(shí)，進(jìn)氣和排氣是同時(shí)進(jìn)行的，這個(gè)階段的時(shí)間能利用曲軸轉(zhuǎn)角表示，這個(gè)角也叫氣門(mén)重迭角。 3 CZ380 柴油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及安裝注意事項(xiàng) 我校金陵科技學(xué)院實(shí)驗(yàn)室有一臺(tái) CZ380 柴油機(jī)供學(xué)生拆裝，為了讓學(xué)生了解 CZ380 柴油的基本結(jié)構(gòu)及其組成，好對(duì)柴油機(jī)油進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。以下是 CZ380 柴油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及其安裝的注意事項(xiàng)。 3.1 機(jī)體部分 在 CZ380 柴油機(jī)的前面安裝著水泵以及齒輪室，在后面裝著飛輪殼，里面有進(jìn)行冷卻的水道和完成潤(rùn)滑的油道。從機(jī)身的前面來(lái)看的話，左邊安裝著呼吸器和機(jī)油的標(biāo)尺。右邊含有機(jī)油的濾清器以及排水閥。 主軸承的支撐方式是全支承，其中主軸上面有箭頭并且承擔(dān)著和機(jī)體的配對(duì)，同時(shí)有著配對(duì)的編碼，并且該編碼和機(jī)體是一致的。在進(jìn)行裝配時(shí)，箭頭指向的是機(jī)體的前端， 配對(duì)號(hào)碼是固定的，不能隨意的去進(jìn)行調(diào)整。其中主軸分為上下兩部分，其中帶有油槽的是上瓦，上下部分都由高錫鋁基合金構(gòu)成，在安裝時(shí)不可以安裝錯(cuò)誤。曲軸止推片在最后主軸承上裝上，在前面和后面和上面下面都要裝上一片，在止推片的工作面上含有油槽， 在進(jìn)行安裝時(shí)要將工作面對(duì)著曲軸面。 在對(duì)主軸承蓋螺栓進(jìn)行擰緊的時(shí)候，同一個(gè)軸承蓋的 2 個(gè)螺栓應(yīng)該依次的進(jìn)行好幾次的擰緊，為了讓軸承與曲軸在一起貼合良好，同時(shí)在這個(gè)過(guò)程中要常常的用木錘擊打主軸承蓋和曲軸的前面和后面，在完成裝配工作之后，要以手去轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，曲軸要靈活的完成轉(zhuǎn)動(dòng)。 飛輪殼與機(jī)體的定位需要 2 個(gè)定位銷(xiāo)來(lái)完成，也要用螺栓去連接固定住。 將凸輪軸村套通過(guò)工具壓入機(jī)體內(nèi)部的對(duì)應(yīng)孔中,壓入的時(shí)候村套油孔要對(duì)準(zhǔn)機(jī)體上面的凸輪軸孔內(nèi)的相應(yīng)油孔。 將氣缸套裝進(jìn)機(jī)體的時(shí)候,要讓壓力垂直地對(duì)氣缸的套端面產(chǎn)生作用,當(dāng)其臺(tái)肩機(jī)體平面高 0.02mm 到 0.10mm 的范圍內(nèi);在一致的機(jī)體之上,各個(gè)氣缸套的高度之間的差別要小于 0.05mm,不然的話就要再次選擇新的氣缸套。 3.2 氣缸蓋部分 在 CZ380 柴油機(jī)的氣缸蓋子上有冷卻的水腔和進(jìn)排氣的管道，還有配備著配氣的部分零件，例如搖臂座和進(jìn)氣和排氣門(mén)等等。同時(shí)也含有冷卻功能的一部分配件，例如節(jié)溫器等等，其余的還有氣缸蓋罩和噴油器等。 將氣缸壓緊在機(jī)體上需要讓六個(gè)在氣缸周?chē)?M12 螺栓來(lái)實(shí)現(xiàn)，在安裝這里面的中間蓋時(shí)需要注意的問(wèn)題是，不能把油孔和水孔以及螺孔裝錯(cuò)，同時(shí)需要用兩個(gè) 16mm 的銷(xiāo)套來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。把氣缸蓋子拆裝完畢之后，需要停車(chē)再次擰緊各個(gè)氣缸蓋的螺栓，同時(shí)也要將氣門(mén)間的再一次的進(jìn)行調(diào)節(jié)。 3.2.1 進(jìn)氣門(mén)、氣門(mén)座及氣門(mén)導(dǎo)管 為了確保絕不漏氣，對(duì) CZ380 柴油機(jī)的進(jìn)排氣門(mén)與氣門(mén)座都進(jìn)行了研磨的操作。假如氣門(mén)和氣門(mén)座之間的密封面存在燒傷的話，這個(gè)時(shí)候就要對(duì)其重新進(jìn)行研磨，值得強(qiáng)調(diào)得是，在研磨時(shí)需要在氣門(mén)的密封錐面上抹上研磨膏，再一次進(jìn)行研磨的時(shí)候直至出現(xiàn)均勻的且沒(méi)有光澤的密封面。要注意不要讓研磨膏進(jìn)到氣門(mén)的導(dǎo)管里面。在研磨完畢之后，氣門(mén)座以及氣門(mén)的導(dǎo)管都要洗的干干凈凈，而且需要檢查其密封性能，可以實(shí)行的方法是在氣道里面倒進(jìn)柴油，繼而進(jìn)行觀察氣門(mén)是否有泄漏的現(xiàn)象。 假如氣門(mén)和氣門(mén)座之間的磨損過(guò)于嚴(yán)重的話，要對(duì)其進(jìn)行替換，在實(shí)施替換時(shí)，要讓外面有倒角的一側(cè)壓入到氣缸蓋之上，接著和氣門(mén)進(jìn)行互相的研磨。 和進(jìn)氣門(mén)的冷態(tài)間隙為0.20-0.25mm 之間不同的是,排氣門(mén)的冷態(tài)間隙在0.25-0.30mm 內(nèi),對(duì)工作過(guò)一定時(shí)長(zhǎng)的柴油機(jī)進(jìn)行全方位的仔細(xì)的檢查。 對(duì)氣缸蓋水腔進(jìn)行 400kpa 的水壓試驗(yàn),在三分鐘內(nèi)不可以發(fā)生滲漏的狀況,當(dāng)氣門(mén)導(dǎo)管在壓入氣缸蓋后,凸出高度為 18.5mm,進(jìn)氣門(mén)座圈錐面角是 120 度,排氣門(mén)座圈錐面角是 90 度,接融面寬度為 1.5 土 0.15mm,進(jìn)、排氣門(mén)的下沉量為 0.5-0.75mm。 3.2.2 搖臂，搖臂軸、搖臂座 CZ380 柴油機(jī)的搖臂是安裝在搖臂座上的，當(dāng)搖臂座需要保持不變固定值在氣缸蓋子上，此時(shí)的搖臂不可以卡，必須是靈活的。搖帶座可以分為 3 部分，是前中后。在進(jìn)行安裝時(shí)，后搖臂需要正確的被安裝，可以幫助識(shí)別的信息時(shí)其座有油孔。 3.2.3 氣缸蓋墊片 氣缸蓋墊片由石棉金屬?gòu)?fù)合板制成,整個(gè)墊片表面應(yīng)該是光滑平整的,包邊外面不能有裂紋和凹凸不平或者銹蝕的現(xiàn)象,不然需要被更換。 3.3 活塞、連桿總成 CZ380 柴油機(jī)的活塞,桿總成包括活塞、活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)、活塞銷(xiāo)擋圈、連桿村套、連桿軸瓦、連桿螺栓和連桿及連桿蓋等，連桿部件(包括連桿、連桿襯套、連桿軸瓦,連桿螺, 連桿蓋等)之間質(zhì)量差≦15g,活塞和連桿總成之間的質(zhì)量差≦20g。 3.3.1 活塞 活塞材質(zhì)為 66-1 共晶鋁硅合金，活塞有二道氣環(huán)和一道油環(huán)。 3.3.2 活塞環(huán) CZ380 柴油機(jī)的活塞環(huán)由合金鑄鐵制成,80 系列第一道氣環(huán)為梯形桶面環(huán)，外表面鍍多孔性鉻,80 系列第二道氣環(huán)為錐形環(huán)或扭曲環(huán),在裝配時(shí)必須要使錐度的扭曲環(huán)缺口朝下,為了方面操作，在小頭端面或扭曲環(huán)大頭的開(kāi)口上標(biāo)上“上”的標(biāo)志,要保證“上”字朝頭裝,不得裝反。油環(huán)為螺旋彈簧脹圈式,內(nèi)圓柱面及外圓柱刃口面鍍鉻，值得強(qiáng)調(diào)的是 21 組裝時(shí)要小心彈簧連接點(diǎn)和油環(huán)開(kāi)口成 180 度,安裝活塞環(huán)使用到卡鉗,小心發(fā)力不要造成折斷,環(huán)憑自重掉進(jìn)槽內(nèi)的支承面,裝入缸套內(nèi)時(shí),活塞上有凹坑一面對(duì)著進(jìn)氣管的方向, 給各個(gè)運(yùn)動(dòng)部位添加潤(rùn)滑油。各環(huán)在裝配時(shí),其開(kāi)口間隙需要錯(cuò)開(kāi)。裝配活塞環(huán)之前應(yīng)檢查開(kāi)口間隙。 將活塞環(huán)平放入距氣缸套頂面 15-20 毫米處, 用厚薄規(guī)測(cè)量, 活塞環(huán)開(kāi)口間隙為 0.025-0.040 毫米,若間隙過(guò)小可用銼刀修整,過(guò)大則另行選配。此外也應(yīng)用厚薄規(guī)測(cè)量活塞環(huán)槽之間的端面間隙。 用厚薄規(guī)測(cè)量,第一道環(huán)間隙 80 系列為 0.105-0.145 毫米,第二道環(huán)間 80 系列為 0.04-0.07 毫米,第三道環(huán)相同,油環(huán)間隙 0.03-0.067 毫米,檢修中如發(fā)現(xiàn)活塞環(huán)咬住不能 動(dòng)時(shí),可浸于榮柴油(煤油或汽油)中 24 小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間后,輕輕擊活塞環(huán),使其自動(dòng)松動(dòng)后取出,然后清洗干凈。 檢查活塞各部位有無(wú)裂紋、傷痕。若有缺陷應(yīng)予更換,并間時(shí)更換活塞環(huán)。 3.3.3 活塞銷(xiāo) 在裝配活塞銷(xiāo)時(shí),需要被加熱到 100℃,將表面上抹有機(jī)油的活塞銷(xiāo)推入或墊以合適的沖頭輕輕敲入。 3.3.4 連桿和連桿軸瓦 CZ380 柴油機(jī)的連桿材料是 45 號(hào)鋼,連桿體與蓋上有對(duì)應(yīng)的編號(hào),不可以裝反了。連桿螺栓的扭緊力矩均為 50-60Nm(5.1-6.1kgfm),連桿瓦材質(zhì)選用的是鋼背 20 高錫鋁合金, 值的強(qiáng)調(diào)的是，折裝時(shí)的軸瓦的定位凸健應(yīng)位于同一側(cè),千萬(wàn)不不要錯(cuò)裝了,連桿大小的頭重量是有著相對(duì)嚴(yán)格的分配比例,各個(gè)機(jī)械的活塞連桿部件之間的重量差≦15g。 3.4 曲軸、飛輪總成 CZ380 柴油機(jī)的曲軸是整體式的,選用的是 QT800-2 球墨鑄鐵,還經(jīng)過(guò)了軟氮化處理。在主軸頸上分別裝有可以分開(kāi)的主軸承座。在主軸頸和連桿軸兩者之間有鉆有油孔,目的是實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑油從主軸頸到連桿軸頸。 在曲軸前側(cè)裝配的有正時(shí)齒輪和皮帶輪,作用是用以驅(qū)動(dòng)凸輪軸、噴油泵、機(jī)油系和水泵。在后端安裝有飛輪,并且定位銷(xiāo)來(lái)定位,接著 6 只飛輪螺栓依舊扭矩 50-60 牛頓米 (5.16.1 千克力米)去緊固,其順序應(yīng)依據(jù)對(duì)角線來(lái)交替進(jìn)行。 為讓曲軸箱里面的機(jī)油不要漏出;在曲軸的前后端裝配上橡膠骨架油封和擋擋油盤(pán)。為了方便觀察，皮帶輪上也刻有相應(yīng)的刻度線。 曲軸、飛輪、皮帶輪均經(jīng)平衡,換件需要當(dāng)心其平衡。 3.5 配氣系統(tǒng) CZ380 柴油機(jī)的凸輪軸材料使用的是 45 號(hào)鋼,凸輪軸是 3 個(gè)支承,軸頸和凸輪表面也都經(jīng)歷了高頻的淬火,凸輪軸的前端裝有止推板,其軸向間隙為 0.07-0.245mm,凸輪軸中段有 一油泵齒輪和機(jī)油泵連接是一起,帶動(dòng)機(jī)油泵泵油。 挺柱材料為冷激鐵,挺柱中心線與凸輪軸中心線偏移 2mm。也正是因?yàn)檫@個(gè)原因，挺柱需要持續(xù)的進(jìn)行旋轉(zhuǎn),磨損均勻,防止咬合。 氣門(mén)推桿材料選用的是 45 號(hào)鋼,兩端的球面經(jīng)高頻淬火。 搖臂軸采用全支承,其剛性好,從缸蓋來(lái)的壓力油對(duì)搖臂及搖臂軸產(chǎn)生潤(rùn)滑。 氣門(mén)和氣門(mén)座由合金鋼和合金鑄鐵制造而成,氣門(mén)與座需要進(jìn)行研磨配合,讓煤油在進(jìn)入氣道內(nèi)保持 2 分鐘不能出現(xiàn)滲漏的現(xiàn)象。 氣門(mén)間隙和柴油機(jī)的技術(shù)狀態(tài)密不可分,也要調(diào)整到規(guī)定值,其進(jìn)氣門(mén)的冷態(tài)間隙是0.20-0.25mm，排氣門(mén)冷態(tài)間隙是 0.25-0.30mm。 空氣濾清器選用的是紙質(zhì)濾芯濾清器,在安裝時(shí)也是要確保正確,牢固安裝在底盤(pán)或駕駛室前后的恰當(dāng)之處,不要安裝在灰塵雜多的地方,空濾器與柴油機(jī)的進(jìn)氣管口之間也要用橡膠波紋管連接,在安裝的時(shí)候的膠管長(zhǎng)度不限,也可以進(jìn)行彎曲,膠管兩端有必要用環(huán)箍箍緊,空濾器的排塵口務(wù)必是要朝下的。 3.6 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 值得強(qiáng)調(diào)的是，為了保障正確的配氣和供油,齒輪在安裝的過(guò)程中齒輪面上的定時(shí)記號(hào)務(wù)必要對(duì)準(zhǔn),惰齒輪安裝之后要檢查軸向間隙。各齒輪之間需要轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,沒(méi)有卡滯的情況發(fā)生。 3.7 供油系統(tǒng) CZ380 柴油機(jī)的供油系統(tǒng)由輸油泵、噴油泵、調(diào)速器、燃油濾清器、噴油器、高低壓油管等組成。 1.輸油泵是活塞式的,裝在噴油泵的側(cè)面,一般情況下，在進(jìn)行正常工作時(shí)由噴油泵偏心凸輪驅(qū)動(dòng),當(dāng)機(jī)械停止時(shí),想讓需泵油排除系統(tǒng)里面的空氣去采用手動(dòng)泵的形式也是可行的。 2.柴油濾清器是紙質(zhì)折疊橫流式,濾芯安裝一定要正確,不可以出現(xiàn)由于密封不嚴(yán)滲漏的短路現(xiàn)象,其紫油機(jī)工作 100 小時(shí)之后就需要被替換掉,這樣做的目的是保證燃油的清潔性。 3.噴油系為 1 號(hào)系列系或 BQ 泵,柱塞及柱塞套、出油闕及閥座為偶件,不得互換,噴油泵往往是從右上角進(jìn)入的注潤(rùn)滑油,噴油泵在拆開(kāi)時(shí)也要格外的小心,其中噴油泵齒輪和泵體不是一體,泵緊固在連接盤(pán)或提前器上,在把泵弄下來(lái)的后續(xù)工作里，都盡量不要對(duì)曲軸再進(jìn)行動(dòng)作,如果已經(jīng)發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng)就在安裝時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸讓多惰齒輪和噴油泵齒輪的記號(hào)對(duì)正,這樣就可以保證油的供應(yīng)是及時(shí)的。 4.調(diào)速器為全程機(jī)械離心式,裝在噴油泵后端,由驅(qū)動(dòng)部件,供油調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成。柴油機(jī)在出廠的時(shí)候，它的調(diào)速器都已經(jīng)被設(shè)置好的,一般情況下都不得進(jìn)行變動(dòng),當(dāng)有問(wèn)題的話需要在噴油泵的試驗(yàn)臺(tái)子去做調(diào)整。 5.噴油器由噴油器體，噴油器緊帽,針閥偶件,頂桿,調(diào)壓彈簧和調(diào)壓螺釘們等組成,噴油器的針閥與針閥體是偶件。若霧化不良、滴油或咬死，必須成對(duì)調(diào)換。 3.8 潤(rùn)滑系統(tǒng) 發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件間的潤(rùn)滑是通過(guò)壓力和飛濺潤(rùn)滑一起完成的。曲軸的主軸頸,連桿軸頸,凸輪軸軸頸,情齒輪軸、搖臂軸里面往往都有壓力潤(rùn)滑,其它的表面采用的是飛濺潤(rùn)滑。 機(jī)油泵為轉(zhuǎn)子式或齒輪式,通過(guò)齒輪軸由凸輪軸上齒輪驅(qū)動(dòng)。機(jī)油從油底亮吸油管吸入,經(jīng)機(jī)油泵壓入機(jī)油濾清器。經(jīng)濾清的機(jī)油通過(guò)主油道后分別進(jìn)入各擋主軸承、凸輪軸承和惰輪軸孔,后凸輪軸軸承另有一條通向氣缸蓋搖臂座的油路,用以潤(rùn)滑搖臂村套。 發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑用油必須符合規(guī)定,由于油機(jī)零部件的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷比較高,柴油的含硫量和酸度又較汽油大,所以柴油機(jī)潤(rùn)滑油比車(chē)用潤(rùn)滑油質(zhì)量要求更高,并加有多種添加劑,不能用車(chē)用滑油代替使用。 潤(rùn)滑系統(tǒng)的正確使用、維護(hù)和保養(yǎng)是柴油機(jī)可常運(yùn)轉(zhuǎn)的根本保障,用戶(hù)應(yīng)予高度重視。 3.9 冷卻系統(tǒng) CZ380 柴油機(jī)的冷卻系統(tǒng)采用的是循環(huán)水冷式。 冷卻水通過(guò)水泵進(jìn)入到機(jī)體左側(cè)的主水道后,一部分能直接進(jìn)入氣缸蓋,冷卻進(jìn)、排氣門(mén)、氣道,另一部分進(jìn)入機(jī)體,這兩部分的冷卻水被加熱后,均經(jīng)氣缸蓋前端的節(jié)溫器流入水箱的上水室,再被冷卻，接著再流到散熱器的下水室中,再由水泵運(yùn)入機(jī)體完成循環(huán)。 機(jī)體和缸蓋的冷卻水孔徑有的較小,要特別柱意不得堵塞,尤其是兩缸之間的水孔及缸蓋噴油器三角區(qū)的噴水孔更不得堵塞,以免產(chǎn)生過(guò)熱。 冷卻水按溫不同有三種循環(huán)方式: 1.低于 72℃時(shí),冷卻系統(tǒng)進(jìn)行小循環(huán),不經(jīng)散熱器冷卻。 2.高于 84℃時(shí),冷卻系統(tǒng)進(jìn)行大環(huán),經(jīng)散熱器冷卻。 3.水溫介于 72-84℃之間,冷卻系統(tǒng)既有小循環(huán)也有大循環(huán)。 柴油機(jī)起動(dòng)后應(yīng)先頂熱暖機(jī),待水溫上升后再帶負(fù)荷工作。柴油機(jī)的適宜水溫為75-85℃,最高不超過(guò) 95℃。 水泵為離心式,由曲軸前端的三角皮帶輪帶動(dòng)。 在 CZ380 柴油機(jī)中的電氣部分有蓄電池、充電發(fā)電機(jī)、水溫感應(yīng)塞,起動(dòng)開(kāi)關(guān),相應(yīng)的儀表及相應(yīng)的接線等。 4 CZ380 柴油機(jī)的拆卸步驟 我校歷年來(lái)參加四洋杯柴油機(jī)拆裝大賽，同學(xué)們都積極參與，并從中了解到柴油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和組成，對(duì) CZ380 柴油機(jī)有了一個(gè)更好的了解。如下便是 CZ380 柴油的的拆卸過(guò)程。 1.松開(kāi)放油螺栓,將發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的機(jī)油放出。 2.拆下發(fā)電機(jī)并取下皮帶。 3.松開(kāi)起動(dòng)機(jī)固定螺母、取下起動(dòng)機(jī)。 4.卡住飛輪松開(kāi)并拆卸曲軸皮帶盤(pán)。 5.拆下飛輪固定螺栓(對(duì)角拆卸)并取下飛輪。 6.拆下氣門(mén)室罩蓋(檢查密封墊片是否完好)。 7.拆下?lián)u臂軸(對(duì)角松開(kāi)臂固定螺栓)。 8.取下氣門(mén)挺桿(按氣門(mén)順序整齊擺放。 9.松開(kāi)并取下高壓油管(保存好油管接頭,防止異物堵塞)。 10.松開(kāi)回油管并取下回油管(保存好油管接頭,防止異物堵塞)。 11.拆下噴油器的固定螺母拆下噴油器。 12.松開(kāi)燃油濾清連接柴油泵的管路。 13.松開(kāi)節(jié)溫器和水泵之間的固定卡環(huán),挑開(kāi)節(jié)溫器和水泵之間水管的連接。 14.按規(guī)定的順序松開(kāi)缸蓋螺栓(對(duì)角松開(kāi)),取出缸蓋螺栓,并按順序依次整齊擺放缸蓋螺栓。(先卸力后松卸)。 15.取下汽缸蓋(先用一字起翹,后抬下)。 16.拆下固定水泵的螺母,取下水泵。 17.松開(kāi)齒輪室前端蓋固定螺栓,取下齒輪室前端蓋。取下惰輪； 取下曲軸正時(shí)齒輪； 松開(kāi)凸輪軸正時(shí)齒輪固定螺栓,取下凸輪軸正時(shí)齒輪； 松開(kāi)噴油泵正時(shí)齒輪和油泵的連接螺栓,取下油泵正時(shí)齒輪。 18.翻轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。 19.松開(kāi)油底殼螺栓,拆下油底殼。 20.拆卸后端蓋螺栓,取下后端蓋(用一字起翹邊)。 21.松開(kāi)齒輪室前端蓋螺栓,取下齒輪室前端蓋。 22.拆下機(jī)油泵(注意螺母和墊片掉落)。 23.取出凸輪軸(旋轉(zhuǎn)取出)。 24.拆卸活塞連桿組(先卸力后翻轉(zhuǎn)側(cè)置發(fā)動(dòng)機(jī))。轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸調(diào)至二缸下止點(diǎn)； 松開(kāi)二缸連桿螺栓,取下二缸連桿蓋； 用木棒將活塞頂出,與同缸連桿蓋對(duì)好標(biāo)記,按順序放好； 調(diào)整曲軸位置,依次取下 3、1 缸連桿蓋,按順序擺放 25.拆卸曲軸。 調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)位置松開(kāi)主軸承蓋固定螺栓； 取下 1、2、3 道主軸承蓋； 取下 4 道主軸承蓋并拆下上止推墊片上半部分； 取下曲軸并拆下止推墊片下半部分； 取下 4 道軸瓦按順序擺放。 26.檢查各部件密封墊是否完好,發(fā)現(xiàn)損壞需更換,清潔各部件。清潔缸體； 消潔活塞連桿組(保持順序)； 清潔曲軸、曲軸軸承蓋、止推墊片、軸瓦(保持順序)； 清潔正時(shí)齒輪； 清潔缸蓋螺栓； 清潔氣門(mén)挺桿(保持順序)。 5 基于 Creo 的 CZ380 柴油機(jī)的主要零部件建模與仿真 通過(guò) Creo 的草繪，拉伸，旋轉(zhuǎn)，倒角等功能建立了如下零部件 圖 5.1 曲軸 此曲軸是三缸曲拐結(jié)構(gòu)，其中包括有前輸出法蘭和后輸出曲頸等結(jié)構(gòu)。 圖 5.2 凸輪軸 圖 5.3 曲柄連桿機(jī)構(gòu) 圖 5.6 搖臂 圖 5.6 搖臂軸瓦 圖 5.7 后端蓋 圖 5.8 前端蓋 圖 5.9 氣缸蓋 圖 5.10 氣缸體 將建立的各零部件模型裝配在一起，形成一個(gè)柴油機(jī)的整體，如圖 5.11 所示。 圖 5.11 柴油機(jī) 為了更觀的了解 CZ380 柴油機(jī)，對(duì)柴油機(jī)做了一個(gè)爆炸圖如圖 5.12 所示。 圖 5.12 最后將柴油機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，直觀的了解其結(jié)構(gòu)組成，觀看其運(yùn)動(dòng)方式。 結(jié)論 本文通過(guò) Creo 建立 CZ380 柴油機(jī)的各零部件，并將其裝配在一起形成一個(gè)柴油機(jī)整體，然后對(duì) CZ380 柴油機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)和活塞連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。通過(guò)對(duì) CZ380 柴油機(jī)的建模與仿真，了解到 CZ380 柴油機(jī)的各零部件和其機(jī)構(gòu)組成，并且可以直觀的看到 CZ380 柴油機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式。 在此過(guò)程中，由于時(shí)間原因，另有一些部件未能完成建模，導(dǎo)致不能完成 CZ380 柴油機(jī)的所有機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真，不能看到部分機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方式，希望可以能夠?qū)⑵渫晟疲?能做 CZ380 柴油機(jī)完整的運(yùn)動(dòng)仿真，可以讓學(xué)弟學(xué)妹們對(duì) CZ380 柴油機(jī)有進(jìn)一步的了解。 22 參考文獻(xiàn) [1]王望予.汽車(chē)設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工藝出版社,2004. 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