汽車發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 題目名稱：賽馬車用發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì) 任務(wù)內(nèi)容（包括內(nèi)容、計(jì)劃、時(shí)間安排、完成工作量與水平具體要求） 內(nèi)容：設(shè)計(jì)和開發(fā)潤滑系統(tǒng)可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)在工作中的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性，另外在環(huán)保方面一定的改善。以哈飛賽馬為參考車型，對(duì)潤滑系統(tǒng)各零件、組件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)以及相應(yīng)零件的計(jì)算、校核。完成整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)總圖的繪制。 要求：(1)熟練操作autocad繪圖軟件； (2)完成循環(huán)油量、機(jī)油壓力等參數(shù)的計(jì)算，完成關(guān)鍵尺寸的計(jì)算校核； (3)完成油底殼、機(jī)油泵以及相關(guān)零件二維圖紙的繪制； 計(jì)劃、時(shí)間安排： 2012年12月3日~2012年12月20日 調(diào)研、查閱資料，弄清該車型發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)搜集參考車型資料，學(xué)生撰寫開題報(bào)告。 2012年12月21日 開題 2013年2月28日~3月13日 畢業(yè)實(shí)習(xí)，填寫《實(shí)習(xí)日志》。 2013年3月14日~3月21日 撰寫并上交《實(shí)習(xí)報(bào)告》、《實(shí)習(xí)日志》。 2013年3月14日~4月14 日 潤滑系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)、尺寸計(jì)算、校核，繪制部分零件圖，撰寫說明書。 2013年4月15日~4月16日 接受中期檢查。 2013年4月17日~5月22日 繪制總圖，完成設(shè)計(jì)說明書。 2013年5月22日~2012年5月25日 預(yù)答辯 2013年5月26日~2012年5月28日 說明書、圖紙送審。提交并完成學(xué)術(shù)不端檢測工作。 2013年5月29日~6月11日 完成檢測不合格畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）復(fù)檢工作。 2013年6月11日~6月14日 對(duì)論文進(jìn)行修改，包括格式、中英文摘要等。 2013年6月10日 答辯，提交成績和校級(jí)優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）推薦工作。 2013年6月16日 資料的收集、整理和歸檔工作。 其中： 參考文獻(xiàn)篇數(shù)： 說明書字?jǐn)?shù)： 圖紙張數(shù)： 10篇以上 6 000字以上 折合A0圖紙3張，其中1張裝配圖，2張零件圖 專業(yè)負(fù)責(zé)人意見 簽名： 年 月 日 賽馬車用發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 本設(shè)計(jì)擬以哈飛賽馬為參考車型，設(shè)計(jì)出可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部位進(jìn)行潤滑的系統(tǒng)，目標(biāo)是改良發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)，通過對(duì)各個(gè)關(guān)鍵零件摩擦的分析，如受力情況，承受轉(zhuǎn)矩等，精確得出零件表面所需的機(jī)油油量，再參考潤滑油的溫升、油壓、油速的非線形方程計(jì)算出最低循環(huán)油量，以滿足每個(gè)運(yùn)動(dòng)單元擁有合適的潤滑油量，改善發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑的整體性能，降低發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中有害物質(zhì)的排放和提高發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命和經(jīng)濟(jì)性。前期主要是調(diào)研、查閱資料，弄清路賽馬型發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，同時(shí)搜集參考車型資料和相關(guān)的重要參數(shù)。中期通過該車型及發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，查找相關(guān)設(shè)計(jì)手冊，完成循環(huán)油量、機(jī)油壓力等參數(shù)的計(jì)算，完成關(guān)鍵尺寸的計(jì)算和校核。然后根據(jù)所得的數(shù)據(jù)，運(yùn)用autocad軟件對(duì)油底殼、機(jī)油泵以及相關(guān)零件的二維圖紙進(jìn)行繪制，最后完成整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)總圖的繪制。 關(guān)鍵詞　潤滑；循環(huán)油量；機(jī)油壓力 Simbo car engine lubrication system design Abstract The whole engine lubrication system is designed by Hafei simbo as a reference model. The purpose is optimize the engine lubrication system, the quantity of oil required for the accurate calculation of the friction surface, combined with the rise of temperature of the lubricating oil, oil pressure, oil velocity nonlinear equation of the minimum cycle of oil, to ensure that every element enough amount of lubricating oil, in order to improve the lubrication performance of the engine, reduce the engine emissions and improve fuel economy. Early mainly works is research and access to information, find out the overall structure of the simbo model engine lubrication system, at the same time collecting reference model data and related important parameters. Medium work is through the model and the parameters of engine, find related design manual, complete cycle parameters such as oil, engine oil pressure calculation, complete calculation and checking of key size. Then according to the data obtained, use autocad software to draw oil pan, oil pump and related parts.Finally draw the general layout engine lubrication system. Keywords　lubrication; the circulation oil volume; oil pressure 目錄 摘要 Abstract 1 前言 1 1.1 潤滑系統(tǒng)的組成及功用 1 1.2 潤滑系統(tǒng)的工作原理及油路的確定 2 1.3 潤滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 3 1.4 潤滑系統(tǒng)研究的意義與現(xiàn)狀 3 2 發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算 5 2.1 循環(huán)油量的計(jì)算 5 2.2 油道、油孔尺寸的確定 6 2.2.1 凸輪軸油孔尺寸 6 2.2.2 曲軸油孔尺寸 6 2.2.3 缸體油道尺寸 6 2.3 機(jī)油壓力計(jì)算 6 2.3.1 關(guān)鍵軸承的機(jī)油流量計(jì)算 6 2.3.2 關(guān)鍵軸承處的機(jī)油壓力計(jì)算 8 2.3.3 機(jī)油泵需要機(jī)油提供的機(jī)油壓力 8 2.3.4 校核計(jì)算結(jié)果 10 3 機(jī)油泵的選擇 12 3.1 機(jī)油泵的作用及種類 12 3.2 轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵的構(gòu)造及工作原理 12 3.3 轉(zhuǎn)子泵型號(hào)的確定 12 結(jié)論 14 參考文獻(xiàn) 15 致謝 16 1 前言 發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)將燃料燃燒釋放的熱量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力輸出，在這過程中會(huì)有大量的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件產(chǎn)生摩擦，這樣不但導(dǎo)致零件表面的磨損加速，情況嚴(yán)重的還會(huì)燒毀零件，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常運(yùn)作，而且還會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的功率損耗和機(jī)械損耗，致使發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命和經(jīng)濟(jì)性下降。所以，為了滿足發(fā)動(dòng)機(jī)工作的穩(wěn)定性和可靠性，必須為發(fā)動(dòng)機(jī)增設(shè)潤滑系統(tǒng)。 發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)的作用是給各個(gè)運(yùn)動(dòng)零部件的摩擦表面不間斷的輸送潤滑油，來降低零件之間的摩擦和磨損，而且這些潤滑油必須是干凈的、合適壓力和適宜溫度的；流動(dòng)的潤滑油還能清除摩擦表面的磨屑、塵沙、積炭等雜質(zhì)；此外，潤滑油還能將零件表面摩擦所產(chǎn)生的熱量帶走，以冷卻過熱的零件，處于汽缸壁和活塞環(huán)的油膜還有密封的作用；潤滑系統(tǒng)還可以降低工作噪音及防止零件表面生銹。 1.1 潤滑系統(tǒng)的組成及功用 圖1-1 發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)實(shí)物圖 1-油底殼 2-機(jī)油進(jìn)油管 3-機(jī)油泵 4-主通道 5-缸套 6-缸蓋冷卻管 7-潤滑搖臂油路 8-搖臂 9-到節(jié)溫器的油管 10-到機(jī)油散熱器的進(jìn)油管 11-機(jī)油散熱器出油管 12-節(jié) 溫器 13-到機(jī)濾器的油管 14-機(jī)濾器 15-主油道 16-活塞冷卻噴嘴 17-回油底殼的 油道和單向閥 機(jī)油泵 將機(jī)油通過集濾器從油底殼中吸出來，然后進(jìn)行增壓傳送到主油道等各個(gè)油道中，最后到達(dá)需要潤滑的零件表面，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油泵的驅(qū)動(dòng)多是依靠配氣機(jī)構(gòu)凸輪軸的螺旋齒輪進(jìn)行傳動(dòng)的。 油底殼 用來盛放潤滑油，大多發(fā)動(dòng)機(jī)的油底殼還可以達(dá)到冷卻機(jī)油的目的。 主油道 組成潤滑系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，位于缸體與缸蓋上，是直接澆注而成的，功用是向各個(gè)需要潤滑的零件表面運(yùn)送潤滑油。 機(jī)油濾清器 濾去機(jī)油中的金屬屑沫及水分的其他雜質(zhì)，使到各潤滑部位的都是-干凈清潔的潤滑油。按過濾的精細(xì)程度，分粗機(jī)油濾清器和細(xì)機(jī)油濾清器，它們是并聯(lián)在油道中。通過機(jī)油泵輸送機(jī)油決大多數(shù)經(jīng)過粗機(jī)油濾清器，只有很少部分經(jīng)過細(xì)機(jī)油濾清器，但汽車每行使50km油被細(xì)機(jī)油濾清器濾清一邊。 限壓閥與旁通閥 限壓閥可以限制機(jī)油泵輸出的潤滑油壓力，當(dāng)機(jī)油泵輸送的機(jī)油油壓超出安全或者限壓范圍，限壓閥打開卸掉超載的壓力。旁通閥與粗濾器并聯(lián)在一起的，當(dāng)粗濾器發(fā)生堵塞時(shí)，旁通閥在不斷增大機(jī)油的壓力下打開，機(jī)油泵輸出的機(jī)油直接進(jìn)入主油道 [1]。 機(jī)油泵收集器 收集油器處在機(jī)油殼底層，附帶有粗濾網(wǎng)，可以過濾掉機(jī)油中較大的金屬銷屑等大顆粒雜質(zhì)，防止其進(jìn)入潤滑系統(tǒng)。 1.2 潤滑系統(tǒng)的工作原理及油路的確定 DA471發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)采用的是壓力潤滑和飛濺潤滑相結(jié)合的復(fù)合式潤滑系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，曲軸的主軸頸、曲柄銷、凸輪軸頸均采用壓力潤滑，其余部分則用飛濺潤滑或潤滑脂潤滑。 圖1-2 潤滑系統(tǒng)整體油路模擬圖 圖1-3 潤滑系統(tǒng)側(cè)面油路圖 機(jī)油依靠機(jī)油泵從油底殼中通過機(jī)油集濾器吸出，被吸出的機(jī)油經(jīng)過機(jī)油濾清器過濾，然后在加壓的狀態(tài)下被輸送往油道。由機(jī)油泵流出的機(jī)油流向兩條不同的油路：一路約占總量10%的機(jī)油經(jīng)過機(jī)油限壓閥直接流入機(jī)油濾清器，濾去機(jī)油中的較小雜質(zhì)后流回油底殼，當(dāng)機(jī)油泵出口壓力低于一定值，則進(jìn)油限壓閥不開，以保證進(jìn)入主油道的機(jī)油壓力。另一條注入主油道，通過五條并聯(lián)的油道進(jìn)入曲軸主軸徑，然后經(jīng)過曲軸上的斜向油道流入四道連桿軸頸，以此來潤滑連桿軸頸；此外，連桿軸頸上還開有噴油口，當(dāng)連桿大頭對(duì)著凸輪軸一側(cè)的與曲軸的連桿軸頸上的油道孔口相同時(shí)，機(jī)油即由此小孔噴向氣缸壁及活塞等部位，以達(dá)到潤滑活塞的目的，與此，活塞油環(huán)在與活塞的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中會(huì)刮下一部分機(jī)油，這些機(jī)油一部分會(huì)回流到油底殼中，另外一部分則會(huì)經(jīng)過連桿小頭的油孔對(duì)活塞銷進(jìn)行潤滑。還有一條油路會(huì)通過發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上的油道，垂直向上進(jìn)入分布有油道的缸蓋，一部分機(jī)油通過油道達(dá)到五個(gè)凸輪軸軸頸處，以完成凸輪軸頸的潤滑，剩下的一部分潤滑油會(huì)通過各個(gè)液壓挺住油道、挺住間隙后，對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的一些構(gòu)成如氣門組件、彈簧等進(jìn)行飛濺潤滑，最后再流回機(jī)油殼內(nèi)[2]。潤滑系統(tǒng)內(nèi)機(jī)油流動(dòng)途徑見圖1-2，1-3. 1.3 潤滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 隨著科技經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，而且在能源供應(yīng)日趨緊張的現(xiàn)在，對(duì)現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)在性能、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保等方面都有日趨嚴(yán)格的要求，所以優(yōu)良的潤滑系統(tǒng)需要具有以下列出的各種條件： （1）潤滑系統(tǒng)中零件之間的接觸表面需要適當(dāng)?shù)膲毫瓦m當(dāng)?shù)臐櫥土浚? （2）過濾掉潤滑油中的金屬屑銷，對(duì)機(jī)油的潤滑達(dá)到自動(dòng)化，而且可以不間斷地維護(hù)，以使機(jī)油保持一定程度的潔凈； （3）具有良好的散熱能力，可以控制機(jī)油溫度，且能維持潤滑油的溫度在一個(gè)合適能夠滿足發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的范圍內(nèi)； （4）為了滿足經(jīng)濟(jì)性，潤滑系統(tǒng)在滿足發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的條件下使?jié)櫥偷南慕档偷阶畹?，而且本身的機(jī)械功率損失也要降低到最少； （5）潤滑系統(tǒng)運(yùn)行通暢穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)或者極少出現(xiàn)油路不通和漏油情況； （6）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)，將潤滑油傳遞到摩擦表面 [3]。 1.4 潤滑系統(tǒng)研究的意義與現(xiàn)狀 發(fā)動(dòng)機(jī)是車輛動(dòng)力的源泉，就好比心臟對(duì)于人，是非常重要的。發(fā)動(dòng)機(jī)的組成機(jī)構(gòu)復(fù)雜繁多，而其中運(yùn)動(dòng)零件之間由于沖擊、往復(fù)、回轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的摩擦，會(huì)引發(fā)零件和機(jī)體的磨損，致使發(fā)動(dòng)機(jī)功率損失增大，其經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性也會(huì)顯著下降。而發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)的出現(xiàn)很好的解決了這個(gè)棘手的問題，它將溫度適宜且清潔干凈的潤滑油源源不斷的供給到各個(gè)運(yùn)動(dòng)零件的摩擦表面，緩解了零件之間的劇烈摩擦，減少和避免了一些不必要的機(jī)械損失?？萍嫉牟粩噙M(jìn)步以及日益緊張的能源供需關(guān)系，使發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)于環(huán)保及經(jīng)濟(jì)性等方面的發(fā)展越來越多的受到人們的關(guān)注，而如何提高發(fā)動(dòng)機(jī)的抗磨特性就是這一方面需要研究的具體內(nèi)容。通過實(shí)際調(diào)查以及實(shí)驗(yàn)證明，良好性能的潤滑系統(tǒng)確實(shí)提高了發(fā)動(dòng)機(jī)工作的可靠性，很大程度的降低了機(jī)械損失，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，所以高性能潤滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)顯得越來越急迫了。 在各大汽車公司的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中，降低潤滑油量的消耗一直是一個(gè)著重關(guān)注的要點(diǎn)，而在中國，由于汽車工業(yè)起步的較晚，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的研究設(shè)計(jì)尚處在起步階段，對(duì)控制機(jī)油消耗這一方面更是沒有得到相應(yīng)的關(guān)注。經(jīng)過實(shí)際測試，一臺(tái)正常發(fā)動(dòng)機(jī)平均以中速運(yùn)轉(zhuǎn)，在這一年里花費(fèi)的潤滑油費(fèi)用大概是燃油費(fèi)用的4%，另外，改善機(jī)油泵的傳動(dòng)效率也可以減少燃油的消耗，最高可以節(jié)省燃油消耗的3%左右[4]。從潤滑油與環(huán)保的關(guān)系出發(fā)，分析相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出，發(fā)動(dòng)機(jī)PM的產(chǎn)生與潤滑油的消耗量有一定的關(guān)聯(lián)。而現(xiàn)在中國的北京、鄭州等幾個(gè)大城相繼出現(xiàn)的霧霾，使政府等有關(guān)部門更加重視對(duì)PM排放的嚴(yán)格監(jiān)控，而現(xiàn)在日益增多的汽車，正是需要監(jiān)控PM排放的一個(gè)對(duì)象。顯然，開發(fā)研究性能更為優(yōu)良的潤滑系統(tǒng)，無論在經(jīng)濟(jì)方面還是環(huán)保方面，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響都是巨大的。 提高潤滑系統(tǒng)的性能，可以從以下幾方面入手，首先對(duì)零件之間的磨損，摩擦的理論知識(shí)有充分的認(rèn)識(shí)，然后將發(fā)動(dòng)機(jī)作為一個(gè)整體，從整體出發(fā)到局部細(xì)節(jié)，精確分析影響零件磨損的主要因素和次要因素，得出結(jié)論；利用計(jì)算機(jī)軟件建立恰當(dāng)?shù)挠偷谰W(wǎng)絡(luò)圖，通過輸入?yún)?shù)，智能合理分配各個(gè)部件相應(yīng)的潤滑油量，以達(dá)到即滿足發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的潤滑需要，又把機(jī)油的消耗降到最低的要求；另外機(jī)油的選擇對(duì)提高潤滑系統(tǒng)的性能也有很大的影響。目前, 德國、美國等一些有汽車工業(yè)基礎(chǔ)國家對(duì)發(fā)動(dòng)潤滑系統(tǒng)的研究的主要方向是發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油分配系統(tǒng)的升級(jí)優(yōu)化,更加合理的供油方式,研發(fā)出可靠適合的潤滑濾清系統(tǒng), 降低潤滑油網(wǎng)絡(luò)油道中的液壓阻力, 提升機(jī)油泵的性能，使它能夠精確把握各個(gè)關(guān)鍵耗油部位的情況和及時(shí)調(diào)整耗油部位的耗油特性以達(dá)到最佳且最低的油耗量。在中國，開發(fā)研究發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)的并不多而且都很籠統(tǒng)，缺少對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)整體的特性分析與研究，而對(duì)潤滑系統(tǒng)的研究分析主要體現(xiàn)在單獨(dú)兩個(gè)零件間的潤滑分析，如連桿軸承摩擦副、齒輪泵中泵齒數(shù)量與機(jī)油壓力的關(guān)系等 。 2 發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算 表2-1 賽馬車用DA471 發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù) 參數(shù) 單位 數(shù)值 氣缸數(shù) 4缸、直列 缸徑 mm 71 沖程 mm 82 排量 l 1.299 額定轉(zhuǎn)速 r/min 5700 超速轉(zhuǎn)速 r/min 6500 額定功率 kW 62.5 最大扭矩時(shí)轉(zhuǎn)速 r/min 4000 最大扭矩 N.m 108 配氣系統(tǒng) DOHC、16氣門 2.1 循環(huán)油量的計(jì)算 發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)的油路主要由主油道之前的供油系統(tǒng)以及主油道之后的耗油系統(tǒng)兩大部分組成。精確的計(jì)算方法是把各個(gè)需要潤滑部件的供油量以及損失油量相加而得，但是發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，將各個(gè)潤滑部件的供油量計(jì)算出來并相加不僅非常繁瑣，而且容易出錯(cuò)導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)偏差。這里采用潤滑系統(tǒng)循環(huán)油量的一種經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法，發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)油量可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油散熱熱量計(jì)算來確定。在機(jī)油的一個(gè)小時(shí)循環(huán)中，機(jī)油從發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸得到的熱量約為氣缸總熱量的1.5～2%[5]，表示為： Qc =(0.015～0.02)Qf (kJ/h) （2-1） 式中，Qf—汽油機(jī)每小時(shí)產(chǎn)生的熱量 Qf = / (kJ/h) 式中，Pe—汽油機(jī)功率； —汽油機(jī)有效效率，汽油機(jī)=0.25。 由此得：Qc =(0.015~0.02) ×3600Pe/0.25=(216~288) Pe 通過查閱資料DA471發(fā)動(dòng)機(jī)用潤滑系的機(jī)油對(duì)活塞進(jìn)行冷卻，且通過機(jī)油散出的熱量可達(dá)6%左右，則： Qc = 0.06 ×3600Pe/0.25=864Pe（kJ/h） 這樣，機(jī)油的循環(huán)量可用下式求得： Vc= Qc/(.c.△t) （2-2） 其中： —機(jī)油密度，一般取=0.85(kg/L)； c—機(jī)油的比熱，通常c =1.7~2.1kJ/(kg·K)； △t—機(jī)油進(jìn)出口溫差，一般為8～15℃。 由DA471發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)可知，發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率Pe=62.5 kW 將以上數(shù)據(jù)代入公式(2-2)得： 最大循環(huán)油量 Vc = 37 (L/min) 2.2 油道、油孔尺寸的確定 2.2.1 凸輪軸油孔尺寸 凸輪軸油孔尺寸的確定方法和曲軸的一樣，油孔邊緣必須光滑過度，以免撕破油膜，油孔直徑一般等于0.1倍凸輪軸軸頸，根據(jù)DA471發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)可知，凸輪軸頸直徑為25㎜，由此可得油孔直徑為2.5㎜。 2.2.2 曲軸油孔尺寸 曲軸油孔的布置一般情況下，油孔中心線與垂線的夾角在30°左右，油孔不能離軸頸過度圓角太近，油孔直徑一般不大于0.1倍主軸頸直徑，但是最小不得小于5㎜，孔口不得有尖角銳邊[6]。根據(jù)DA471發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)可得，主軸頸直徑D為48㎜，由于0.1D小于5㎜，所以油孔直徑取6㎜。 2.2.3 缸體油道尺寸 缸體上主油道和分油道的孔徑取決于流量的大小。由于缸體上的油孔L/D>4都是細(xì)長孔，根據(jù)細(xì)長孔流量計(jì)算公式可得： （2-3） — 孔的通流截面面積； — 流經(jīng)孔的機(jī)油流量； — 進(jìn)油口和出油口的壓力差，m是由孔的長徑比決定的指數(shù)，細(xì)長孔m=1； K — 由孔的形狀、尺寸、液體性質(zhì)決定的系數(shù)，細(xì)長孔，由于孔徑d是需要確定的數(shù)，所以系數(shù)K無法確定，從而導(dǎo)致d確定不了，通過參考其他相近的汽油機(jī)476Q和480，可知主油道的直徑一般為14㎜，分油道的直徑一般為5-8㎜，所以確定主油道為14㎜，分油道為6㎜。 2.3 機(jī)油壓力計(jì)算 為了可靠的將機(jī)油送至各個(gè)潤滑表面，在潤滑系的主油道內(nèi)必須建立起一定的機(jī)油壓力。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)來說，曲軸主軸頸、連桿軸頸和凸輪軸頸是潤滑的最關(guān)鍵部位。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油泵所需要的機(jī)油壓力可通過計(jì)算關(guān)鍵軸承的機(jī)油壓力而得到，主要計(jì)算的軸承有曲軸軸承機(jī)油最小壓力，連桿軸承機(jī)油最小壓力以及凸輪軸承機(jī)油最小壓力，然后通過比較得出軸承正常工作需要最小機(jī)油壓力，再通過計(jì)算機(jī)油流動(dòng)壓力損失，最后相加得到發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)正常工作需要的機(jī)油壓力即機(jī)油泵所需要的機(jī)油壓力。 2.3.1 關(guān)鍵軸承的機(jī)油流量計(jì)算 發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸、連桿軸以及凸輪軸都是懸浮在機(jī)油油膜上進(jìn)行高速運(yùn)的，在確定汽油機(jī)幾何參數(shù)和汽油機(jī)相關(guān)屬性的前提下，機(jī)油流量和機(jī)油壓力呈線性關(guān)系。所以在求得相應(yīng)軸承最小機(jī)油壓力前，應(yīng)該計(jì)算各個(gè)軸承的機(jī)油最小流量。 表2-2 DA471發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系部分參數(shù)[6]： 參數(shù) 主軸系 連桿軸系 凸輪軸系 徑向間隙/mm 0.03 0.04 0.05 軸直徑/mm 48 42 25 軸承承載寬度/mm 20 20 10 相對(duì)間隙 % 0.7 0.5 0.3 機(jī)油比熱容/J·(kg·K)-1 2000 機(jī)油密度/kg·m-3 875 機(jī)油動(dòng)力黏度/Pa·s 0.00875 可以用機(jī)油在流過軸承時(shí)溫度升高值△t[7]的公式進(jìn)行計(jì)算， （2-4） 式中： △t=-，油膜平均溫度=+△t/2 f－摩擦系數(shù)，f=＋0.55ζ；對(duì)于b/d﹤1的情況，ζ=(b/d)1.5； ω－轉(zhuǎn)速，取最大轉(zhuǎn)速6500r/min； b－軸承寬度/mm； d－軸的直徑/mm； c－潤滑油的比熱容/J·(kg·K)-1； ρ－機(jī)油密度/kg·m-3； η－機(jī)油的動(dòng)力粘度； ψ－相對(duì)間隙ψ=△/d，△ = D – d為軸承和軸頸的間隙； p－軸承的工作壓力，一般為15～18 MPa； －表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)[8]，=80J/ ()； ν－軸與軸承之間的相對(duì)速度，式中：d為軸的直徑，mm， n為軸頸轉(zhuǎn)速， r/min 為了保證軸承正常工作，取，可由2-4式得 Q = （2-5） 式中，W為軸承功率。 將表2-2數(shù)據(jù)帶入2-5式中得： 主軸承最小機(jī)油流量：Qm = 16.23L/min) ； 連桿軸承最小機(jī)油流量：Qcon = 10.54(L/min)； 凸輪軸最小機(jī)油流量：Qcam = 4.32(L/min)。 2.3.2 關(guān)鍵軸承處的機(jī)油壓力計(jì)算 （1） 主軸承要求的最小機(jī)油壓力為 （2-6） 式中，表示一個(gè)循環(huán)的平均偏心，ε= △/2－h(huán)min ，hmin為最小油膜厚度，主軸承hmin ≥ 1.5 μm，取hmin =1.8(μm)；則ε=0.336/2-0.0018 mm≈0.166 mm。α表示油槽的寬度，α=2.8（㎜)。將表2-2的數(shù)據(jù)代入公式(2-5)可得： Pm =231.4 (KPa) （2）連桿軸承要求的最小機(jī)油壓力 （2-7） 式中：dh表示連桿軸頸進(jìn)油孔直徑，dh = 6㎜，連桿軸承油膜厚度≥0.8μm 取hmin = 1.2μm 將表3-1的數(shù)據(jù)代入公式(2-6)可得： Pcon =147.6(KPa) （3）凸輪軸承要求的最小機(jī)油壓 （2-8） 凸輪軸軸承油膜厚度≥0.6μm，取hmin = 0.8μm。 將表2-2的數(shù)據(jù)代入公式(2-7)可得： Pcam = 38.7(KPa) 2.3.3 機(jī)油泵需要機(jī)油提供的機(jī)油壓力 為曲軸供油的缸體主油道內(nèi)油壓必須滿足主軸承和連桿軸承的油壓要求。如果要滿足主軸承的油壓要求，缸體主油道油壓Pcrank-b要滿足以下不等式： Pcrank-b ≥ Pm＋Pfric-m (2-9) 式中，Pfric-m為曲軸主軸供油的油孔中機(jī)油流動(dòng)壓力損失。 機(jī)油流動(dòng)壓力損失可用下式計(jì)算： Pfric = (2-10) 式中，代表油孔直徑，代表平均流速，代表油孔長度。 假定油路中的潤滑油為理想液體，而且作恒定流動(dòng)。 在密閉管路內(nèi)作恒定流動(dòng)的理想液體，不管通流截面沿流程怎么變化，流過各個(gè)截面的流量的不變的，因此，在管道中流動(dòng)的液體，其流速和流過斷面積成反比[9]。 ν= (2-11) =6㎜，=40㎜，Qm = 16.23(L/min) 將上述數(shù)據(jù)代入公式(4-3)得： ν= 9.6 (m/s) 則Pfric-m = 2.99(KPa) 由不等式(2-9)得： Pcrank-b ≥ 234.4(KPa) 欲使連桿桿軸承的油壓符合要求， 主油道油壓Pcrank-b須符合以下的不等式： Pcrank-b ≥ Pcon＋Pcen-m－Pcen-con＋Pfric-con (2-12) 式中，Pcen-m 主軸承離心運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的壓力，Pcen-con 連桿桿軸承離心運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的壓力， (2-13) 式中：ω－發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速； rcen-m－主軸承油孔相對(duì)旋轉(zhuǎn)中心的半徑，這里可以相近的取為主軸承半徑，rcen-m = 24（㎜)； rcen-con－連桿軸承油孔相對(duì)旋轉(zhuǎn)中心的半徑，rcen-con = 53(㎜)； Pfric-con－連桿油孔的流動(dòng)壓力損失。 將表2-2的參數(shù)代入公式(2-13)得： Pcen-m = 3.0(KPa)，Pcen-con =14.4(KPa) = 6㎜，= 82.5㎜。 由公式(2-10)，(2-11)得： Pfric-con = 4.0(KPa) 由不等式(2-12)可得： Pcrank-b ≥ 140.2(KPa) 如果要滿足凸輪軸軸承油壓的要求，缸體主油道油壓Pcrank-b要滿足以下不等式： Pcrank-b ≥ Pcam-b＋Pfric-cam (2-14) = 2㎜，= 7㎜。 由公式(2-10)，(2-11)得： Pfric-cam =1.2(KPa) 由不等式(2-14)可得： Pcrank-b≥39.9(KPa) 解不等式(2-9)、(2-12)、(2-14)可以得到缸體主油道要求的最小油壓為： Pcrank-b ≥234.4(KPa) 試驗(yàn)證明，機(jī)油壓力在濾清器中是有壓力損失的；通過以上的計(jì)算，得到缸體主油道油壓最小值Pcrank-b 再將機(jī)油濾清器中的油壓壓力損失值加上，就能得出機(jī)油泵需要提供的最小壓力值。 機(jī)油濾清器的壓力損失見圖2-1 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以6500r/min轉(zhuǎn)速工作時(shí)，循環(huán)油量為37L/min，軸承油膜中的機(jī)油平均溫度一般不超過110℃，由表2-3可知，機(jī)油濾清器的壓力損失約為0.06MPa，由此可得需要機(jī)油泵提供的最小壓力值為：294.4（KPa)。 表2-3 濾清器中流量與壓力的關(guān)系 2.3.4 校核計(jì)算結(jié)果 最大循環(huán)油量 Vc = 37 (L/min) ，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與機(jī)油流量的一般關(guān)系（表2-4），可知DA471發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速6500r/min,潤滑系統(tǒng)采用37 (L/min)的循環(huán)油量是合理的。 表2-4 機(jī)油流量與轉(zhuǎn)速的關(guān)系表 通過機(jī)油泵相關(guān)參數(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)的需求量的比較可知，潤滑系統(tǒng)的機(jī)油壓力選擇294.4（KPa)是正確的。 表2-5 發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速下需求和機(jī)油泵的相關(guān)參數(shù) 轉(zhuǎn)速r/min 800 3000 6000 需求機(jī)油壓力kPa 28.8 95.7 291 機(jī)油泵可提供的壓力kPa 100 300 300 需求機(jī)油流量L/min 3.36 11.26 29.1 機(jī)油泵可提供的流量L/min >4.8 >20 >33 注：機(jī)油泵限壓閥開啟壓力為300kPa 3 機(jī)油泵的選擇 3.1 機(jī)油泵的作用及種類 機(jī)油泵的一個(gè)作用是發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)將機(jī)油從油底殼中抽出來并加施加壓力后運(yùn)送到缸體主油道，在經(jīng)過缸體主油道到達(dá)其他需要潤滑的部分，第二個(gè)作用是使機(jī)油在潤滑系統(tǒng)內(nèi)不斷循環(huán)且保持壓力。機(jī)油泵有齒輪式機(jī)油泵、轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵、葉片泵以及柱塞泵等多種形式，常用的是齒輪式和轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵；哈飛賽馬發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油泵采用的是內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵。 3.2 轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵的構(gòu)造及工作原理 轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵由殼體、內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子和泵蓋等組成。在轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵中，主動(dòng)的內(nèi)轉(zhuǎn)子3和從動(dòng)的外轉(zhuǎn)子5都裝在機(jī)油泵殼體內(nèi)。其中內(nèi)轉(zhuǎn)子3用鍵或銷子固定在主動(dòng)軸上，外轉(zhuǎn)子在機(jī)油殼體內(nèi)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)外轉(zhuǎn)子之間有一定的偏心距，且內(nèi)轉(zhuǎn)子比外轉(zhuǎn)子少一個(gè)齒。 1 主動(dòng)軸 2 進(jìn)油口 3 內(nèi)轉(zhuǎn)子 4 出油口 5 外轉(zhuǎn)子 圖3-1 轉(zhuǎn)子泵的工作原理圖 當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子也旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子齒形齒廓的設(shè)計(jì)使得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到任何角度時(shí)，內(nèi)、外轉(zhuǎn)子每個(gè)齒的齒形齒廓上總能相互成點(diǎn)接觸，這樣，在內(nèi)、外轉(zhuǎn)子間便形成了四個(gè)工作腔。當(dāng)某一個(gè)工作腔轉(zhuǎn)過進(jìn)油口2時(shí)，其容積增大，產(chǎn)生真空，潤滑油有便被吸入。隨著轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，該工作腔與出油口4相同，腔內(nèi)容積減小，油壓升高，潤滑油便被擠壓出來，進(jìn)入潤滑系統(tǒng)。 轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)非常緊湊，單位體積供油量大，轉(zhuǎn)速可高達(dá)上萬r/min，進(jìn)油充分，零件數(shù)目少，對(duì)安裝位置無特殊要求，可布置在曲軸箱較高的地方。其缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)子泵齒數(shù)少，在低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)壓力波動(dòng)較大，內(nèi)外轉(zhuǎn)子嚙合表面的滑動(dòng)阻力比齒輪泵大，因此功率消耗較大[10]。 3.3 轉(zhuǎn)子泵型號(hào)的確定 通過查閱《中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》[11]中關(guān)于《內(nèi)燃機(jī)機(jī)油泵轉(zhuǎn)子系列參數(shù)》這一章，并根據(jù)本次設(shè)計(jì)中在第二節(jié)中算得的機(jī)油壓力P=294.4（KPa)，選擇JBZ6718型號(hào)的齒輪泵作為潤滑系統(tǒng)的機(jī)油泵。 此齒輪泵的參數(shù)為：外轉(zhuǎn)子齒數(shù)=5，內(nèi)轉(zhuǎn)子齒數(shù)=4 齒數(shù)比i： /=4/5 外圓直徑D：67mm 限制圓直徑2L：56.00mm 內(nèi)切圓直徑2S：38.00mm 轉(zhuǎn)子寬度b：18mm 長徑P1：47.00mm 短徑P2：29.00mm 內(nèi)徑d：18mm 偏心距e：4.5mm 頂隙：0.15mm 千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印?！敖Y(jié)論”以前的所有正文內(nèi)容都要編寫在此行之前。 - 13 - 參考文獻(xiàn) 結(jié)論 發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行起著非常關(guān)鍵的作用，通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)和研究，使我對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)以及整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和功用都有了更深刻的了解和認(rèn)知，發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)是非常復(fù)雜的一個(gè)系統(tǒng)，而我研究的才只是皮毛而已。此次設(shè)計(jì)潤滑系統(tǒng)的油量和機(jī)油壓力的計(jì)算多是通過一些經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算而來，計(jì)算的結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求可以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需條件，但經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算而來的數(shù)據(jù)往往都會(huì)有過量的情況，這勢必會(huì)損害一部分的經(jīng)濟(jì)性，目前許多汽車公司都有專門的軟件通過網(wǎng)絡(luò)法構(gòu)建起油路網(wǎng)絡(luò)圖，利用該網(wǎng)絡(luò)模型可以很直觀地去分析和觀察機(jī)油的流動(dòng)狀況，可以更加精確的得到一些重要參數(shù)，我認(rèn)為這是目前以及以后研究潤滑系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展趨勢。 參考文獻(xiàn) [1] 汽車構(gòu)造.上冊/藏杰，閻巖主編.第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.9 [2] 袁兆成.內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.8 [3] 王望予主編.汽車設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [4] 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