欧洲10个特色小镇研究精华(1).ppt

十字头的两端与两个滑块浮动配合。中部安置在十字头轴承中作为轴颈。轴承盖有开口,用于十字头轴颈与活塞杆的安装。轴承装有浇注白合金的钢轴瓦。下轴瓦有一层涂层, 活塞杆底座在十字头上。为了与实际主机输出功率匹配,在活塞杆与十字头间插入一预先确定厚度的垫片。十字头本体上的一些孔用来分配由伸缩套管所引入的滑油,其中一部分滑油冷却活塞,另一部分润滑十字头轴承和滑块,还有一部分通过连杆体内的孔道去润滑曲柄销轴承。
活塞冷却油由此引出通过一检测装置,该装置每个气缸一套,用来测量活塞冷却油流回滑油柜前的温度及流量。滑块的滑动表面均浇注白合金。
十字头根椐机架上的十字头导板来导向,并通过紧固于十字头滑块上的小侧板定位。在某些柴油机上,滑块需平衡比重。十字头轴承用螺柱及螺母紧固,螺母用液压工具上紧。曲柄销轴承装有浇注白合金的钢轴瓦,并用螺栓和螺母安装,螺母用液压工具紧固。


连杆是活塞(或十字头)与曲轴之间的连接件,它把作用于活塞上的气体压力传递给曲轴,并把活塞的往复运动转变为曲轴的回转运动。连杆组件的组成如上图4-1所示。它是由连杆本体、连杆盖、连杆螺栓和大小端轴承等组成。连杆小端轴承与十字头滑动配合。大端轴承与曲轴的曲柄销轴颈配合,形成曲柄连杆机构,将活塞的直线运动转化成曲轴的回转运动。工作中活塞顶面所有气体作用力由连杆穿个曲轴,将往复机械功变成曲轴转动转矩。
连杆本身进行着复杂的平面运动。连杆的受力情况也比较复杂,在四冲程柴油机中由活塞组传给连杆的气体压力和往复惯性力的合力是大小和方向都在周期变化;而在低速二冲程柴油机中是始终使连杆受压,只有大小的周期变化。此外,在连杆摆动的平面内,还要受到连杆本身运动所产生的惯性力引起的交变弯曲力矩的作用。
为适应受力复杂的恶劣工作条件。连杆组其设计要点要求连杆在保证强度和刚度的前提下,应尽量减轻重量。另外在连杆设计的时候还应注意以下几点:
(1)连杆轴承应耐磨可靠,连杆螺栓应有较高的疲劳强度和连接可靠。
(2)注意过渡圆角及细节的设计,特别是连杆小头与杆身的过渡圆角及连杆大头盖的螺栓支承面的过渡圆角设计,防止应力集中;
(3)必须根据总体设计的要求合理确定结构参数和连杆体与连杆盖的剖分形式。

为了保证连杆在结构轻巧的条件下有足够的刚度和强度,一般多用优质中碳结构钢45模锻,材料有35,45、35CrMo或者40Cr等。用自由锻造或模锻毛坯制造。并采用正火或者调质等热处理。由于球墨铸铁价格便宜,且性能好,能很好的满足强度要求,为了减小成本,S50MC连杆组中采用的材料是球墨铸铁(QT400—15)。


设计连杆时首先要确定连杆大小头孔间的距离,即连杆长度。它通常用连杆比来说明的,值越大,连杆越短,则发动机总高度或总宽度越小,所以发动机紧凑轻巧。一般在1/3-1/5之间。本设计中连杆长度为。

(1)小头结构型式
筒状活塞连杆小端一般采用圆柱形连杆小端,由工字形杆身由模锻而成;十字头式活塞连杆小端采用的是球形连杆小端(结构形式如图4-2)。用于圆形杆身由自由锻造毛坯车削加工成形。
图4-2 L-MC连杆小头的结构示意图
(2)小头结构尺寸
1)连杆小头油孔直径
小头孔内径根据冷却系计算(或相关手册查询)所得取。
2)连杆杆身直径
连杆杆身的截形十分重要,它应能在保证强度的前提下有尽量较轻的重量,此外,还要有利于该截面形状向大端、小端的过渡,一般连杆杆身截面有以下几种形式如图4-3所示。
由于圆柱形杆身(如图4-3a)主要用于小批量生产的大中型柴油机中,具有重量大和材料利用不合理的缺点。而工字形截面虽然压杆稳定性好,重量轻,材料利用合理,但是连杆较大时却面临难以加工甚至不能加工等缺点,S50MC系列柴油机采用矩截面如图4-3所示, 其结构尺寸如图4-3所示
图4-3 常见连杆杆身截面的示意图
为使应力分布均匀,连杆杆身应当从小端到大端逐渐加粗,为了避免应力集中,杆身与大、小端的过渡处应当尽量平缓。
连杆杆身中常钻有油孔,作为把润滑油从大端输送到小端、润滑连杆小端轴承和冷却活塞的通道。
柴油机连杆杆身常采用图b中的截面。刚性较大这种截面对材料利用得最为合理。
~,而B大约等于(~)D(D为气缸直径)。为了使杆身能与小头和大头圆滑过渡,杆身截面是由上向下逐渐增大的。杆身的最小截面积与活塞面积之比,对于钢制连杆来说大约是在的范围内。
本连杆设计的杆身尺寸为,
3)连杆小头端宽度
连杆小端与十字头结合,连接强度必须足够。因此取。