2021年柴油机曲轴飞轮设计说明书.doc

第一章 前 言

柴油机含有良好经济性、动力性及较高热效率等显著优点, 在汽车节能等方面有较大潜力。经过多年研究和新技术应用，现代柴油机现实状况已和往日不可同日而语。伴随电控喷射、高压共轨、涡轮增压、中冷等优异技术应用，柴油机在重量、噪音、烟度等方面已取得了重大突破。中国小缸径多缸增压柴油机已取得了较快发展，但整个市场需求还在增加。20XX年，中国4缸以上、，关键用于农用运输车、轻型车、面包车、轮式拖拉机、中小型工程机械、小型船舶主辅机等。由此可见，小缸径多缸柴油机市场前景还是很客观。
四缸柴油机关键应用于中型轮式拖拉机、中型联合收割机、中型工程机械、轻型汽车等配套。伴随大家对柴油机认识逐步转变，柴油机应用领域也在不停地扩大。柴油机热效率高，能量利用率高，节能等特点也得到认可。柴油机供油系统相对简单，柴油机可靠性也比汽油机好。在相同功率情况下，柴油机低速扭矩性很好，功率大，完全符合农用机械使用要求。
伴随电喷、高压共轨、增压中冷等优异技术应用，柴油机燃烧不停得到改善，在节能和有害物排放方面优势已逐步显现出来。现代柴油机伴随强化程度提升，柴油机单位功率比重也显著降低，轻量化、高速化、低油耗、低噪音和低排放成为现代柴油机发展方向
曲轴是发动机中最关键零件之一，发动机全部功率全部是经过它输出。而且曲轴是在不停周期性改变力、力矩（包含扭矩和弯矩）共同作用下工作，极易产生疲惫破坏。曲轴形状复杂，应力集中严重，所以设计中必需使曲轴有足够疲惫强度，以确保正常工作。
曲轴是柴油发动机关键零件。它能够是有若干个相互错开一定角度曲柄（或曲拐）加上功率输出端和自由端组成。每个曲柄又是由主轴颈、曲柄销及曲柄臂组成。曲轴作用是把活塞往复直线运动变成旋转运动，将作用在活塞气体压力变成扭矩，用来驱动工作机械和柴油机发动机各辅助系统进行工作，曲轴在工作时承受着不停改变力，惯性力和它们力矩作用，受力情况十分复杂。其精度要求很高，它加工质量对内燃机工作性能，对装配劳动量全部有很大影响。所以，各要素尺寸精度，位置精度和表面质量要求相当高。曲轴中多个关键加工表面，连杆表面，轴承轴颈及锥面键槽精度要求全部较高，连杆轴颈需经过抛光。所以研究曲轴加工工艺对曲轴生产含有一定实际意义。
此设计题目是曲轴飞轮组。曲轴是内燃机最关键部件之一。它尺寸参数在很大程度上决定并影响着内燃机整体尺寸和重量，内燃机可靠性和寿命也在很大程度上取决于曲轴强度。所以，设计新型内燃机或老产品进行改造时必需对曲轴强度进行严格安全校核。多年来伴随发动机动力性和可靠性要求援不停提升，曲轴工作条件越来越不好，曲轴强度问题也越来越复杂。对曲轴强调确定方法有两种：试验研究和分析计算。另外，曲轴平衡也是曲轴设计时一个关键问题，既要满足平衡又要减小平衡重质量。
飞轮关键有以下作用：1、储存动能，使曲轴转速均匀；2、驱动辅助装置；3、正时调整角度用。飞轮设计标准是，质量尽可能小前提下含有足够转动惯量，所以轮缘常做宽厚。在进行曲轴飞轮组设计时曲轴强度、平衡、飞轮平衡全部是需要注意问题，其中曲轴强度是较困难，需发在低成本情况下，用一般材料合理进行设计结构和工艺，使曲轴满足强度要求。曲轴飞轮组是发动机正常工作确保，对其进行研究，进行合理地设计，能够满足现代发动机要求。

近些年来，中国发动机曲轴生产行业得到较大发展，总量已含有相当规模，不管是设计水平，还是产品种类、质量、生产规模、生产方法全部有很大发展。曲轴是发动机中承受冲击载荷、传输动力关键零件，是发动机五大件中最难以确保加工质量零件之一。因为曲轴工作条件恶劣，所以，对曲轴材质和毛坯加工技术、精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等，要求全部十分严格。所以，发达国家十分重视曲轴生产，不停改善其材质及加工工艺，以提升其性能水平，满足发动机行业发展需要。近几年来，中国不停引进国外优异技术，加以研究改善，使得中国曲轴加工技术发展十分快速。伴随改善后加工工艺逐步应用，中正逐步提升。
曲轴是柴油机中关键零件之一，其材质大致分为两类：一是钢锻曲轴，二是球墨铸铁曲轴。因为采取铸造方法可取得较为理想结构形状，从而减轻质量，且机加工余量随铸造工艺水平提升而减小。球铁切削性能良好，并和钢制曲轴一样能够进行多种热处理和表面强化处理，来提升曲轴抗疲惫强度和耐磨性。而且球铁中内摩擦所耗功比刚大，减小了工作时扭转振动振幅和应力，应力集中也没有钢制曲轴敏感。所以球磨铸铁曲轴在中来看，毛坯铸造工艺存在生产效率低，工艺装备落后，毛坯机械性能还不稳定、精度低、废品率高等问题。从熔炼、球化处理、孕育处理、合金化、造型工艺、浇注冷