柴油機(jī)P型噴油器設(shè)計(jì)-機(jī)械畢業(yè)論文【答辯優(yōu)秀】

武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 目 錄 中文摘要 1 Abstract 2 1 燃油系統(tǒng)的組成和要求 1 1.1 燃油供給系統(tǒng)的分類(lèi) 1 1.2 燃油供給系統(tǒng)的基本性能指標(biāo) 1 1.3 燃油供給系統(tǒng)地組成 1 1.4 燃油供給系統(tǒng)的基本功用及要求 1 2 閉 式 柴 油 機(jī) 噴 油 器 的 結(jié) 構(gòu) 和 工 作 原理 3 2.1 噴油器的結(jié)構(gòu)分類(lèi) 3 2.2 閉 式 噴 油 器 的 結(jié)構(gòu) 3 2.3 噴油器的功用 5 2.3.1 噴霧作用 5 2.3.2 定時(shí)作用 5 2.3.3 壓力控制 5 2.3.4 計(jì)量作用 5 3 噴 油 器 與 燃 燒 室 的 匹配 6 3.1 開(kāi) 式 燃 燒 室 與 噴 油 器 的 匹武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 配 6 3.2 半 分 開(kāi) 式 燃 燒 室 與 噴 油 器 的 匹配 7 3.2.1 噴油嘴的凸出高度 7 3.2.2 噴 油 器 相 對(duì) 于 氣 缸 中 心 線 的 偏移 8 3.2.3 噴油器的安裝斜角 8 3.2.4 噴孔的位置 9 3.2.5 噴 孔 參 數(shù) 的 選 配 10 3.3 低 慣 量 多 孔 式 噴 油 器 的 優(yōu)點(diǎn) 10 3.4 噴 油 器 設(shè) 計(jì) 的 其 他 問(wèn)題 11 3.4.1 燃油流道 11 3.4.2 燃油倒流 12 3.4.3 噴 油 嘴 熱 負(fù)荷 12 4. 多 孔 式 噴 油 嘴 噴 孔 參 數(shù) 的 選 擇 和 噴 油 器 體 設(shè)計(jì) 13 4.1 噴 孔 總 截 面 積cf 13 4.2 噴 孔 直 徑 與 孔數(shù) 14 4.3 多 孔 噴 油 嘴 的 最 小 流 通 截面 15 4.4 座面應(yīng)力 16 4.5 針 閥關(guān)閉時(shí)間的計(jì)算武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 18 4.6 噴油器調(diào)壓彈簧的計(jì)算 19 4.6.1 應(yīng)力校核 20 4.6.2 材料的選擇與熱處理21 4.7 漏油量的計(jì)算 21 附表 23 結(jié)論 24 謝詞 25 參考文獻(xiàn) 26 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4 摘要 隨著柴油機(jī)性能和結(jié)構(gòu)等各方面的改進(jìn)，噴油器已經(jīng)被很多人所重視，在技術(shù)方面也取得了顯著的進(jìn)步。但是它仍然是柴油機(jī)的一個(gè)比較薄弱的環(huán)節(jié)，容易損壞，并且使用量很大。 本文參考了有關(guān)柴油機(jī)和燃油供給系統(tǒng)的許多文獻(xiàn)以及噴油器生產(chǎn)廠家多年來(lái)在實(shí)際生產(chǎn)中積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我從噴油器的自身到燃油供給系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)分析，對(duì)噴油器的結(jié)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。利用 以上理論對(duì)對(duì)現(xiàn)行使用的噴油器進(jìn)行可行性的結(jié)構(gòu)改造，最終使所設(shè)計(jì)的 P 型噴油器排放達(dá)到歐洲 排放標(biāo)準(zhǔn)。 關(guān)鍵詞 ： 柴油機(jī)、噴油器、針閥、針閥體。 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5 Abstract： Along with the diesel engine performance and the structure transformation, the nozzle is already taken by us, and also made the remarkable progress in the technical space. But it still was the diesel engine weak, easy to damage, and the amount of use is very big. This article has referred to the related the diesel engine, and many literatures of the fuel oil supplies system, and the nozzle manufacturer for many years the experience which has accumulated in the actual production. I have carried on the correlation analysis from the nozzle to the fuel oil supplies system. To the nozzle structure, the principle of work and the application have carried on the define. The discourse primary content is carries on the feasible to the present nozzle transformate, make the P nozzle which designs the let achieved Europe II. Key words: Diesel engine, nozzle, needle, nozzle body 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 1 燃油系統(tǒng)的組成和要求 1.1 燃油供給系統(tǒng)的分類(lèi) 燃油供給系統(tǒng)在柴油機(jī)發(fā)展的過(guò)程中經(jīng)歷了長(zhǎng)期演變，出現(xiàn)了各種不同的類(lèi)型。現(xiàn)代柴油機(jī)主要采用機(jī)械噴射系統(tǒng)，其中以噴油泵與噴油器用高壓油管連接，泵油柱塞定行程、溢流孔調(diào)節(jié)或節(jié)流調(diào)節(jié)的泵控式燃油供給系統(tǒng)廣泛應(yīng)用。此外，也采用了噴油泵與噴油嘴制造為一體的泵噴嘴系統(tǒng)。近年來(lái)出現(xiàn)了某些新型的供油系統(tǒng)，如高壓燃油共軌噴射系統(tǒng)。 1.2 燃油供給系統(tǒng)的基本性能指標(biāo) 燃油供給系統(tǒng)的基本性能指標(biāo)是： 1 每缸每工作循環(huán)的噴油量、供油系數(shù)、供油量及其變化范圍； 2 各缸噴油量的不均勻度； 3 噴油延續(xù)時(shí)間、最佳供油 提前角、噴油提前角； 4 噴油延續(xù)時(shí)間； 5 燃油噴霧特性； 6 噴油規(guī)律； 7 噴油穩(wěn)定性； 8 供油特性； 9 速度特性； 10 使用壽命。 1.3 燃油供給系統(tǒng)地組成。 柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)的組成一般由燃油箱、低壓輸油泵、濾清器、高壓噴油泵、噴油器以及中間連接的低壓油管和高壓油管等重要部件組成（圖 1-1） 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 圖 1-1 燃油系統(tǒng)的組成 1-油箱 2-分配開(kāi)關(guān) 3-加溫裝置 4-手動(dòng)輸油泵 5-粗濾清器 6-低壓輸 油泵 7-精濾清器 8-噴油泵 9-噴油器 10-放氣裝置 11-噴油井 12-溢流管 13-低壓油管 14 高壓油管 1.4 燃油供給系統(tǒng)的基本功用及要求。 燃油供給系統(tǒng)應(yīng)該按照柴油機(jī)的工作需要，將適量的燃油、在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候以適當(dāng)?shù)目臻g狀態(tài)噴入燃燒室，造成混合氣形成與燃燒最有利的條件，以實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)在功率、扭矩、轉(zhuǎn)速、油耗、噪聲、排污以及啟動(dòng)和怠速等方面的要求。 燃油供給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)力求做到： （ 1） 正確計(jì)量供油，并保持各個(gè)氣缸油量均勻和各循環(huán)油量穩(wěn)定。 （ 2） 保證合適的噴射正時(shí)。 （ 3） 噴霧特性與燃燒室配合良好， 油束的霧化、分散、分布和貫穿適度。 （ 4） 噴油規(guī)律同混合氣形成與燃燒過(guò)程配合良好，取得合適的燃燒速率、壓力增長(zhǎng)率和最高爆發(fā)力。 （ 5） 供油設(shè)備工作可靠、使用壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、零件工藝性好、維修保養(yǎng)容易。 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 2 閉式柴油機(jī)噴油器的結(jié)構(gòu)和工作原理 2.1 噴油器的結(jié)構(gòu)分類(lèi) 由于各種柴油機(jī)的氣缸蓋結(jié)構(gòu)、燃 燒室的形狀和燃燒方式差別較大，噴油器也有多種結(jié)構(gòu)形式，按不同特征可作如下分類(lèi)： 按噴油嘴的類(lèi)型分：開(kāi)式噴油器和閉式噴油器。 按噴油器在氣缸蓋上的安裝方式分：插入式 -按壓緊方式又有法蘭式和壓板式兩種；螺紋擰入式 -又分用螺旋套擰緊和噴油嘴外的螺紋擰緊兩種。 按調(diào)壓彈簧的布置分：調(diào)壓彈簧上置式即長(zhǎng)挺桿結(jié)構(gòu)和調(diào)壓彈簧下置低慣性結(jié)構(gòu)兩種。按噴油嘴冷卻方式分：非冷卻式和強(qiáng)制冷卻式。 柴油機(jī)工作時(shí)，燃燒室內(nèi)的燃油和進(jìn)入燃燒室內(nèi)的空氣，在燃燒室的內(nèi)部形成可燃性混合氣體，在氣缸內(nèi)靠活塞的上行壓縮而點(diǎn)燃、膨脹做功，這種發(fā)動(dòng)機(jī)稱(chēng)為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)以供給柴油為主。這種柴油機(jī)按一定的噴油規(guī)律噴油的部分較噴油器，或者叫霧化器。也有采用噴油器噴油，用火花 塞點(diǎn)燃的發(fā)動(dòng)機(jī) ，如柴油轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。 2.2 閉式噴油器的結(jié)構(gòu) 在閉式噴油器中，噴油嘴的高壓油 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 腔與燃燒室之間由針閥隔開(kāi)；針閥在調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力作用下壓在針閥體的座面上。針閥與針閥體的接觸部分又經(jīng)過(guò)精確配合的密封帶，因此在針閥開(kāi)啟之前與關(guān)閉之后，不會(huì)有漏油現(xiàn)象發(fā)生。只有當(dāng)供油壓力大于調(diào)壓彈簧預(yù)緊力時(shí)， 針閥開(kāi)啟，方開(kāi)始噴油。這樣就能保證燃油的霧化質(zhì)量。實(shí)質(zhì)上噴油嘴就相當(dāng)于一個(gè)液力自動(dòng)控制閥，（如圖 2-1） 針閥由彈簧壓緊在閥座上，燃油壓力只與作用于針閥的一端。當(dāng)油壓達(dá)到開(kāi)啟壓力0P時(shí) ，彈簧力被克服，針閥升起。 圖 2-1 噴油器的構(gòu)造 1-噴油器體 2-針閥體 3-噴油器螺母 4-結(jié)合座 5-挺桿 6-調(diào)壓彈簧 7-調(diào)壓螺母 8-定位座 9-緊固螺母 則 )(4220 sn ddFP （ 2-1） 壓力室中燃油壓力下降后，針閥又在彈簧力作用下落座使噴油終止。則關(guān)閉壓力sp 為： 24ns dFp （ 2-2） 式中 F-彈簧預(yù)緊力 閉式噴油嘴針閥的開(kāi)啟與關(guān)閉由燃油壓力控制，針閥一旦開(kāi)啟，承壓面積增加4/2sd ，因而使針閥的升速加快。 實(shí)際上由于摩擦和慣性，針閥開(kāi)啟壓力約為上式中0P的 1.5 倍左右，關(guān)閉壓力亦小于上式中的sp。 閉式噴油嘴可以保證針閥在一定壓力下開(kāi)啟，霧化質(zhì)量好，針閥關(guān)閉迅速，不易滴漏和燃?xì)獾沽鳌?孔式噴油嘴有單孔和多孔。孔數(shù)、孔徑、孔長(zhǎng)及其布置，壓力室的直徑和長(zhǎng)度等應(yīng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)和混合氣形成過(guò)程的要求決定。 單孔噴油嘴通常用于具有強(qiáng)渦流的燃燒室。多孔式噴油嘴常用 于直接噴射式柴油機(jī)，常用 2 7 孔，一般不超過(guò) 10 孔。噴孔直徑范圍為 0.15 1.0mm，但 0.2mm 以下武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 加工困難，噴孔長(zhǎng)徑比一般為 3 5，當(dāng)長(zhǎng)徑比小于 5 時(shí)，噴孔流量系數(shù)為 0.6 0.7，噴孔進(jìn)油側(cè)倒角時(shí)流量系數(shù)可增至 0.8 0.9。而孔式噴油嘴除了單孔外都不倒角。該系數(shù)隨長(zhǎng)徑比增加而減少。 孔式噴油嘴的主要問(wèn)題之一是噴孔結(jié)碳。因此噴油嘴工作溫度應(yīng)盡量低于燃油的裂解溫度，一般控制在 220 C 以下?？资絿娪妥煊袠?biāo)準(zhǔn)型和長(zhǎng)型之分。長(zhǎng)型噴油嘴的導(dǎo)向部分升高而遠(yuǎn)離燃燒室，針閥 導(dǎo)向部分的下部是一段非配合細(xì)長(zhǎng)桿。桿和針閥體之間可將間隙加大，使燃油在其中流動(dòng)，就有冷卻作用。因此，可以大大減少針閥卡死的可能性。另外，由于細(xì)長(zhǎng)桿有很好的彈性，在微小變形的情況下仍能夠保證針閥的密封性。長(zhǎng)型噴油嘴可適應(yīng)熱負(fù)荷較高的柴油機(jī)，但其工藝性較差，座面和中空的同心度不容易保證。短型噴油嘴的針閥，只有導(dǎo)向作用而沒(méi)有接近燃燒室的細(xì)長(zhǎng)桿。由于導(dǎo)向部分直接靠近燃燒室，因此，他的工作條件不如長(zhǎng)型噴油嘴。多數(shù)短型噴油嘴針閥在其導(dǎo)向部分帶兩道儲(chǔ)油槽以減少漏油量和加強(qiáng)潤(rùn)滑。但實(shí)踐證明，這種結(jié)構(gòu)也帶來(lái)一種缺點(diǎn)，因?yàn)閮傻?儲(chǔ)油槽邊緣的磨削毛刺很難清除，這會(huì)造成工作時(shí)拉傷導(dǎo)向面，甚至卡住針閥。另外，擠入槽內(nèi)的研磨膏不易清理。事實(shí)上針閥的潤(rùn)滑即使沒(méi)有儲(chǔ)油槽也是充分的。因?yàn)閲娪妥煜虏康娜加驮诟邏合乱徊糠謬姵?，還有相當(dāng)數(shù)量的燃油從針閥于針閥體間擠到上部，然后才經(jīng)噴油器的泄油孔或回油孔溢出，因此，針閥于針閥體的配合徑面經(jīng)常浸在燃油中。 2.3 噴油器的功用 柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)，必須通過(guò)噴油器這個(gè)部件，將供給系統(tǒng)的燃料，噴到燃燒室內(nèi)。 一個(gè)在柴油機(jī)上能夠正常工作的噴油器，必須應(yīng)該滿足下列幾個(gè)最基本的條件： 2.3.1 噴霧作用 噴油器 應(yīng)當(dāng)保證所噴出的燃料有細(xì)小而均勻的霧粒，并且能將這些霧粒準(zhǔn)確地，均勻分布到燃燒室內(nèi)，以形成優(yōu)良的混和氣。 2.3.2 定時(shí)作用 噴油的開(kāi)始與結(jié)束，都必須有準(zhǔn)確的時(shí)間。因此，噴油器針閥開(kāi)啟和關(guān)閉，都應(yīng)當(dāng)非常準(zhǔn)確、迅速，并且不允許有燃油的滴漏現(xiàn)象發(fā)生。 2.3.3 壓力控制 噴油器應(yīng)當(dāng)在一定的壓力控制下開(kāi)始噴油。當(dāng)噴射終了時(shí)，壓力的下降應(yīng)保持在一定的范圍內(nèi)，不允許過(guò)大。如果壓力過(guò)大，則噴油器在超過(guò)規(guī)定的低壓下供油，會(huì)造成混和物的形成過(guò)程惡化，燃燒不良，影響柴油機(jī)的性能。噴油器噴射完畢壓力下降過(guò)大的原因，主要 是噴油器本身設(shè)計(jì)所決定的。諸如：各油孔、室的比例選擇；調(diào)壓彈簧的剛性；針閥的行程；噴油器的制造、裝配都有直接關(guān)系。另外，還和外界因素有關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明，如果高壓油管過(guò)長(zhǎng)，噴油泵內(nèi)出油閥的減壓帶過(guò)大，也會(huì)引起噴武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 油器壓力下降過(guò)大。 2.3.4 計(jì)量作用 向燃燒室供給的油量，除要由噴油泵供給和控制外，噴油器也可以起到計(jì)量和控制作用。對(duì)于多缸柴油機(jī)來(lái)說(shuō)，保證各缸供油量的均勻性和準(zhǔn)確性是十分重要的。如V12150L 型柴油機(jī)在選擇標(biāo)準(zhǔn)噴油器時(shí)，當(dāng)噴油泵轉(zhuǎn)速在 n=850r/min,柱塞在 1000 個(gè)行程時(shí)，各噴油器的供油量相差 不能超過(guò) 2g。另外，不允許有兩次噴射現(xiàn)象產(chǎn)生。 3 噴油器與燃燒室的匹配 隨著柴油機(jī)研究過(guò)程的不斷進(jìn)展，對(duì)噴油器以及整個(gè)燃油噴射系統(tǒng)提出了越來(lái)越嚴(yán)格的要求。如不同的燃燒系統(tǒng)，要求匹配不同的噴油器。因此，噴油器與所采用的燃燒系統(tǒng)應(yīng)有很好的匹配。借以達(dá)到改善柴油機(jī)性能的目的。 柴油機(jī)所采用的燃燒室是多種多樣的。按其工作原理可以分為：噴射式和分開(kāi)式兩大類(lèi)。直接噴射式又包括開(kāi)式和半分開(kāi)式兩種燃燒室；分開(kāi)式包括渦流式與燃燒室兩種燃燒室。 由于具有直接噴射式燃燒室的柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性好，啟動(dòng)也較容易等特 點(diǎn)，因此，越來(lái)越廣地應(yīng)用在運(yùn)輸車(chē)輛、工程機(jī)械以及固定式柴油機(jī)上。 3.1 開(kāi)式燃燒室與噴油器的匹配 柴油機(jī)燃燒室口徑kd與缸徑 D 之比， 8.0/ Ddk的稱(chēng)為開(kāi)式燃燒室。（圖 3-1） 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 圖 3-1 開(kāi)式燃燒室 開(kāi)式燃燒室，多用于缸徑較大的柴油機(jī)（ D150mm），采用弱渦流或無(wú)渦流。根據(jù)這些特點(diǎn)，對(duì)噴油器提出了如下的要求： 1 由于弱渦流或無(wú)渦流，油束的偏轉(zhuǎn)很?。灰虼?，噴油器要求多個(gè)噴孔。實(shí)驗(yàn)證明，一般采用 6 10 孔，孔徑在 0.2mm 左右較為適宜?？讖教∪菀锥氯?。特別當(dāng)采用重型柴油機(jī)時(shí)，噴孔直徑應(yīng)當(dāng)適當(dāng)加大。 2 由于弱渦流或無(wú)渦流，整個(gè)燃燒系統(tǒng)對(duì)穿透過(guò)渡及霧化不良的敏感性增加。這要求通過(guò)加大燃燒室的口徑和提高噴射壓力來(lái)提高霧化的細(xì)微度。若要求油粒達(dá)到 10 15 的細(xì)微度，噴射壓力要求達(dá)到 200 400kg/cm2 . 3 噴油器的安裝位置，應(yīng)該在氣缸蓋上，居于燃燒室的中心較好。噴射角度多孔的噴油器設(shè)計(jì)在 140 160 。 這種直接噴射式燃燒室，一般油耗在 200 280 hkwg / 的范圍內(nèi)。它比分開(kāi)式油耗降低將近 5 15%。 3.2 半分開(kāi)式燃燒室與噴油器的匹配。 燃燒室口徑kd與缸徑 D 之比，kd/D=0.35 0.65 的燃燒室，稱(chēng)為半分開(kāi)式燃燒室。目前經(jīng)常采用的有淺“ ”型、深“ ”型、平底型及球形等 （圖 3-2） 。 圖 3-2 半分開(kāi)式燃燒室 dk hd /=2 左右為深“ ”型。深“ ”一般用于小缸徑的柴油機(jī)燃燒室。深度加 圖 3-2 燃燒室的類(lèi)型 大可以縮短噴孔與燃燒室壁的距離，增加燃料沖擊壁面的比例。但如果太深，會(huì)造成活塞的長(zhǎng)度增加和引起活塞的過(guò)熱。 “ ”型燃燒室的應(yīng)用比較廣泛。一般用于缸徑 D 小于 150 毫米的中小型柴油機(jī)上，通常有不等程度的進(jìn)氣渦流?！?”型燃燒室和噴油器的匹配情況與其它類(lèi)型的燃燒室和噴油器的匹配情況有很多共同之處?，F(xiàn)將噴油器的安裝、位置、及其噴孔參數(shù) 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 的選擇敘述如下： 3.2.1 噴油嘴的凸出高度 噴油嘴 凸出高度 a ，指噴孔中心到氣缸蓋燃燒室底平面的距離 （圖 3-3） 。為測(cè)方 便起見(jiàn)，通常測(cè)量其從噴油嘴頂部到氣缸蓋燃燒室底部的距離。此時(shí)應(yīng)注意減少一節(jié)從針閥體噴孔中心到其頂點(diǎn)的一個(gè)高度 a 。噴油嘴凸出的高度應(yīng)當(dāng)合適，高度太小，油線容易噴射到缸蓋的底面，因缸蓋溫度低，會(huì)造成燃油溫度過(guò)低而影響混合；凸出的高度過(guò)大，則噴油嘴很容易產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象。此值應(yīng)該通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)確定，一般為 2 4mm。“ ”型燃燒室對(duì)這個(gè)數(shù)值的要求應(yīng)該更加嚴(yán)格。英國(guó)雷卡多公司推薦 3mm的最佳位置。 圖 3-3 噴油嘴安裝位置 3.2.2 噴油器相對(duì)于氣缸中心線的偏移 從有利于油氣進(jìn)行混合的觀點(diǎn)出發(fā)，要求噴油器中心線最好能與氣缸的中心線重合，使各油束到燃燒室壁的距離相等。但對(duì)于兩個(gè)氣門(mén)結(jié)構(gòu)的氣缸蓋，這樣的布置有困難，經(jīng)常采用的辦法是把噴油器向一側(cè)偏移。一般柴油機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)將噴油器相對(duì)氣缸中心線的偏移量定為 5 10D%。若小于 5D%時(shí)，對(duì)柴油機(jī)的性能不會(huì)發(fā)生什么 影響；而超過(guò) 10D%則從結(jié)構(gòu)上是不允許的。 由于氣門(mén)的偏移量有限，在氣缸蓋的總體布置時(shí)，噴油器必須向氣門(mén)偏移的另一側(cè)偏移才行，偏移量為 e 如圖（圖 3-4） 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 圖 3-4 w 型燃燒室活塞偏置 噴油器的偏移量 e 最大允許為 10D%。過(guò)大則會(huì)與氣道的布置發(fā)生干涉，而過(guò)小，由于和氣門(mén)的距離太近，容易使缸蓋產(chǎn)生熱裂現(xiàn)象。這是必須引起設(shè)計(jì)方面注意的。就是在氣門(mén)布置上有條件 可以使噴油器不偏移時(shí)，為了防止缸蓋的熱裂現(xiàn)象發(fā)生，以偏移量為 3 5D%為佳。 由于噴油嘴偏離柴油機(jī)氣缸中心線，從而導(dǎo)致“ ”型以及平底型燃燒室在活塞頂上也要偏離一個(gè)1e的距離，以保證燃燒室內(nèi)噴霧的均勻性?！?”型燃燒室活塞偏置如圖 （圖 3-4）。 由于燃燒室的偏置，導(dǎo)致活塞的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)，當(dāng)柴油機(jī)在工作狀況時(shí)活塞熱量分布不均勻，變形不一致 ， 給柴油機(jī)的使用造成了一些麻煩。由于活塞結(jié)構(gòu)的 布對(duì)稱(chēng)，壁的厚薄不均勻，也給活塞采取冷卻措施造成了一些困難。則活塞結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱(chēng)，也給工藝方面帶來(lái)了復(fù)雜性。因此，在總體設(shè)計(jì)時(shí)，燃燒室對(duì)氣缸中心的偏移量不應(yīng)大于5D%。經(jīng)驗(yàn)證明小于 5D%時(shí)，對(duì)柴油機(jī)的性能影響不大。 3.2.3 噴油器的安裝斜角 為了有利安裝和拆卸，在氣缸蓋上安裝噴油器時(shí)，一般傾斜一個(gè)角度 （圖 3-3） 。這個(gè)角度一般設(shè)計(jì)在 20 25 的范圍內(nèi)。 太小時(shí)，有的柴油機(jī)安裝噴油器很困難，而 過(guò)大導(dǎo)致噴油器的噴油錐角加大，噴孔加工困難 （圖 3-5）。 圖 3-5 噴孔錐角 常用的噴孔錐角為 140 -150 。這樣，一般不會(huì)使噴孔發(fā)生“背鉆”。設(shè)計(jì)成“背 鉆”會(huì)給鉆頭沿針閥體的后端往前鉆，如圖 3-5 所示右側(cè)的一個(gè)噴孔與水平面成偏高2 的角，即出現(xiàn) 2 “背鉆”現(xiàn)象。因此，最大斜角 設(shè)計(jì)為 30 50 。 3.2.4 噴孔的位置 按著上述布置兩個(gè)氣門(mén)時(shí)的缸蓋結(jié)構(gòu)要求，噴油器相對(duì)于氣缸中心線有一定的偏 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 移。而燃燒室為了適應(yīng)噴油器的偏移，進(jìn)行相應(yīng)的偏移 后，噴油器仍然不在燃燒室的中心。為了減少各個(gè)噴孔到燃燒室壁距離的不等程度以及不使距燃燒室壁近的油束噴到燃燒室壁上，噴孔必須沿閥體的圓周方向作不均勻的分布 （圖 3-6） 。最常用的 4 孔噴油器，距離燃燒室壁近的兩個(gè)噴孔之間的夾角 90 ，但是不能 180 。否則燃燒室將有一邊不能實(shí)現(xiàn)油、氣的良好混合。而離燃燒室壁較遠(yuǎn)的，油束較長(zhǎng)的兩個(gè)噴孔之間的夾角應(yīng) 90 。 圖 3-6 噴孔的不對(duì)稱(chēng)分布 3.2.5 噴孔參數(shù)的選配 由于進(jìn)氣渦流的存在，一般采用較少的噴孔（ 3 5 孔， 4 孔最常用）；較大的孔徑（ 0.3mm以上）；噴孔夾角為 140 150 。 噴孔的參數(shù)應(yīng)該與燃燒室形狀及其渦流強(qiáng)度相適應(yīng)。噴孔數(shù)量與渦流強(qiáng)度的具體關(guān)系是：在噴射期間（以曲軸轉(zhuǎn)角 表示），渦流強(qiáng)度應(yīng)使空氣旋轉(zhuǎn)一個(gè)相鄰油束間的夾角。設(shè) i 為噴孔數(shù)，則渦流的回轉(zhuǎn)速度 n 與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速 Hn 之比 Hnn/ 等于i360之比。由此看出，渦流的強(qiáng)度越高，噴孔數(shù)可以減少。在采用強(qiáng)渦流、少?lài)娍椎膰娪推骷啊?” 型燃燒室時(shí)，特別是對(duì)車(chē)輛用的柴油機(jī)，要注意到高低速的適應(yīng)性問(wèn)題，即低速容易造成油束穿透過(guò)度而油束偏轉(zhuǎn)不足，高速時(shí)則 油束穿透不足而偏轉(zhuǎn)較大：如照顧高速性能，則低速性較差。為改善這情況，國(guó)內(nèi)外均作了大量的工作，并設(shè)計(jì)了許多新的燃燒系統(tǒng)?！?”型燃燒室一般以空間混合為主，但近來(lái)也有加大油膜混合比例而去得較好效果的。例如對(duì)一臺(tái)四沖程的柴油機(jī)采用“ ”型燃燒室，缸徑 135mm, 沖程150mm，四氣門(mén)，雙螺旋進(jìn)氣道，額定轉(zhuǎn)速為 2200r/min，由于渦流強(qiáng)度比例較弱，采用 01504.04 的噴油嘴進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，性能較差 ，特別是低速性能差。這顯然是由于渦流強(qiáng)度低，油束偏轉(zhuǎn)以以及燃油穿透過(guò)渡等因素造成的。由于進(jìn)氣道的修改有困難，希望尋求一種新的燃燒方式，以適應(yīng)給定的渦流狀況。因此設(shè)計(jì)了一種“ F5 ”燃燒室。 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 圖 3-7 中1F是一般較深的“ ”型燃燒室。 F5燃燒室其開(kāi)口與深度之比為 4:6；他的基本設(shè)計(jì)思想是減少空間混合，使穿透過(guò)渡的燃油撞擊反彈并且沿壁面吹起。 但是燃燒機(jī)理還在探討中。因此，噴油器采用較多的噴孔為宜。后來(lái)改用 011535.05 噴油嘴的同一個(gè)噴油器進(jìn)行匹配；在同一單缸機(jī)上對(duì)兩種燃燒室和其匹配的噴油器分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；結(jié)果證明5F優(yōu)于1F。 圖 3-7 兩種燃燒室的對(duì)比 3.3 低慣量多孔式噴油器的優(yōu)點(diǎn) 此次設(shè)計(jì)改進(jìn)的噴油器為低慣量多孔式噴油器，其特點(diǎn)是調(diào)壓彈簧靠近噴油嘴，挺桿等運(yùn)動(dòng)部件質(zhì) 量和慣性小，減輕針閥對(duì)針閥座面的撞擊和挺桿的跳躍使針閥運(yùn)動(dòng)對(duì)油壓變化反應(yīng)靈敏，特別是噴射終了針閥的關(guān)閉性能可以得到很大的改善。對(duì)防止針閥座面穴蝕；避免燃?xì)獾沽髟斐捎妥炷z結(jié)、卡死，以及由于針閥反應(yīng)不靈敏可能造成的后期噴射等不良現(xiàn)象都有了明顯的提高。 在低慣量噴油器中調(diào)壓彈簧的工作條件和負(fù)荷情況也可以得到改善。因?yàn)閺椈煽梢郧秩氩裼椭校\(yùn)動(dòng)件質(zhì)量小，針閥運(yùn)動(dòng)速度和挺桿的超越升程在彈簧中引起的附加應(yīng)力小等特點(diǎn)。 3.4 噴油器設(shè)計(jì)的其他問(wèn)題 3.4.1 燃油流道 為了減少燃油流動(dòng)阻力和損失，要求燃油流道截面積從高壓 油管端到噴孔處逐漸縮小。由于加工需要，中間部分流道往往比要求的要大。 有時(shí)采用定位銷(xiāo)將噴油器體上的油孔和噴油嘴油孔對(duì)準(zhǔn)以減少?lài)娪妥於嗣姝h(huán)行槽截面積或者取消環(huán)行槽。如圖 3-8 虛線所示： 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 油管 濾清器 直槽橫槽 導(dǎo)向孔 座面 通油孔 環(huán)槽 壓力室 噴孔 圖 3-8 噴油嘴的通油孔可以采用 1 3 個(gè)，但以?xún)煽诪槎唷?噴油嘴座面流通截面積通常是噴孔總截面積的 1.5 2.5 倍，當(dāng)座面流通面積小于噴孔總面積的 1.5 倍時(shí)油流將在座面處產(chǎn)生較大的流動(dòng)阻 力。座面流通截面積過(guò)大，使針閥升程增加帶來(lái)不利的后果。 噴油器縫隙式濾清器的徑向間隙一般為 0.025 0.04mm，其總流通截面積與噴孔總截面積之比為 8 12。 壓力室橫截面積為噴孔總面積的 4-8 倍，即： idd05.2 式中： d 壓力室直徑 0d 噴孔直徑 i 孔數(shù) 3.4.2 燃油倒流 燃油倒流系數(shù)指針閥落座過(guò)程中氣缸熾熱燃?xì)獾沽魅雵娪妥烨?。它可使油嘴腔?nèi)的燃油分解碳化，導(dǎo)致座面密封性破壞、針閥變形卡死，不能繼續(xù)工作。 為防止燃?xì)獾沽骺梢圆捎梅N種措施，例如：減小噴油器挺桿等運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，提高針閥運(yùn)動(dòng)對(duì)燃油壓力變化的反應(yīng)速度 ； 減小針閥升程，縮短針閥落座時(shí)間。采用緩沖式出油閥，合理設(shè)計(jì)柱塞偶件的卸油通道，使針閥落座末期油壓下降率減緩；在座面沖擊力允許范圍內(nèi)適當(dāng)加大針閥承壓面積比，使針閥關(guān)閉壓力高于最高燃?xì)獗l(fā)力。隨著氣缸 內(nèi)最高燃?xì)鈮毫Φ脑龈?，承壓面積比有增大的趨勢(shì)。 3.4.3 噴油嘴熱負(fù)荷 噴油嘴的可靠性和耐久性只有在一定的溫度范圍內(nèi) 00 220100 才能得到保障。溫度過(guò)高會(huì)使座面硬度下降而產(chǎn)生下陷，密封性破壞、膠結(jié)、積碳，噴孔堵塞，針閥卡武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 滯以及柴油機(jī)油耗上升，冒煙、功率下降等；如果溫度過(guò)低，則燃燒時(shí)產(chǎn)生的三氧化二硫會(huì)腐蝕油嘴。 噴油嘴最高溫度的限制還與燃油的種類(lèi)有關(guān)。有的燃油在 C0180 左右開(kāi)始分解。 噴油嘴溫度與柴油機(jī)的強(qiáng)化程度、燃燒室的類(lèi)型以及在氣缸蓋 上的安裝位置和安裝間隙有關(guān)，通常安裝間隙為 0.3mm 0.4mm。當(dāng)噴油器在氣缸蓋上偏心安裝時(shí)局部間隙可能增加到 0.8mm 或者更大，使噴油嘴溫度大大增加，并造成油嘴圓周上的溫度分布不均勻，引起熱變性不均勻。間隙小時(shí)，包含在間隙中的燃?xì)鉄崛萘啃?，影響也小?減小噴油嘴熱負(fù)荷的有效措施是減小安裝間隙，并保證與安裝孔同心；減小油嘴與燃?xì)庹娼佑|的面積以及它在燃燒室內(nèi)伸出的長(zhǎng)度。 在某些發(fā)動(dòng)機(jī)上采用鋼屏來(lái)保護(hù)噴油嘴的，屏罩嵌入氣缸蓋上，保證正常的安裝間隙。這種方法可以使噴油嘴降低 20 C0 40 C0 。 噴油嘴安裝在氣缸上可以采用緊帽的端面密封，也可以采用墊片密封，一般采用紫銅墊片，同時(shí)可以減輕油嘴受熱。 風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷更高，可以借助進(jìn)氣道的空氣冷卻或者采用風(fēng)扇冷卻噴油器體，或者用鋼套圍住噴油嘴的伸出部分，以減少輻射。 4. 多孔式噴油嘴噴孔參數(shù)的選擇和噴油器體設(shè)計(jì) 此次改進(jìn)設(shè)計(jì)的噴油器配云南昆明內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力有限公司所設(shè)計(jì)的 4 90 105 型中冷渦輪增壓型柴油機(jī)，此款柴油機(jī)的設(shè)計(jì) 參數(shù)如表 4-1： 表 4-1 柴油機(jī)技術(shù)參數(shù)表 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 多孔式噴油嘴的噴孔參數(shù)，主要是指孔數(shù)、孔徑與夾角；可以簡(jiǎn)寫(xiě)為 idi（孔數(shù) 孔徑 夾角）。這些參數(shù)主要取決于燃燒室的形式，燃燒時(shí)內(nèi)的空氣流動(dòng)情況及其噴油量等。 4.1 噴孔總截面積cf 噴孔的總截面積與噴油器的噴油量，噴射延續(xù)時(shí)間和噴射壓力是相互聯(lián)系的，設(shè)計(jì)時(shí)必須全面考慮。從熟知的托里西里 (Torricelli)定律可以推導(dǎo)出這些關(guān)系的基本液壓公式： tCfVccoc （ 4-1） 即： 310 CtVfcocc 式中： ocV 額定循環(huán)供油量（ cmm/3 ） c 噴孔系數(shù)（一般取 c =0.65 0.75） C 噴孔處燃料的平均流速（一般 C=200 300 sm/ ） 形式 直立、直列、水冷、四沖程、中冷 缸數(shù) 缸徑 行程 4 90 105 氣缸套形式 濕式 燃燒室形式 直噴 w 型燃燒室 活塞總排量（ L） 2.672 吸氣方式 渦輪增壓 最低空載穩(wěn)定轉(zhuǎn)速（ r/min） 750 壓縮比 17： 1 標(biāo)定功率 /轉(zhuǎn)速（ Kw/r/min） 48/3200 最低燃油消耗率（ g/kwh） 217 最大扭矩 /轉(zhuǎn)速（ N/m/r/min 206N/m/2000 2200r/min 冷卻方式 強(qiáng)制循環(huán)水冷 排放 歐 II（見(jiàn)附表） 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 21 t 噴射延續(xù)時(shí)間（ s ） knt 6 噴油泵凸輪軸轉(zhuǎn)角計(jì)的噴射延續(xù)角（ ） kn 噴油泵凸輪軸的額定轉(zhuǎn)速（ min/r ） 設(shè)計(jì)計(jì)算 ： ocV額定循環(huán)供油量 ocV=cmgnnPm /7.32103.860160044810217602 2300 c噴孔流速系數(shù)取 0.7 C 噴孔燃料平均流速 C=250 min/m t 噴射延續(xù)時(shí)間 由圖 4-1 得： 圖 4-1 針閥升 程 knt 6 = 16006 4.13 = s3104.1 代入式 (4-1)得： 310 CtVfcocc = 233 133.010104.12507.07.32 mm 4.2 噴孔直徑與孔數(shù) 噴孔總截面積 cf 確定后，根據(jù)燃燒室與進(jìn)氣渦流情況及其同類(lèi)柴油機(jī)確定孔數(shù)和噴射角度，并計(jì)算出噴孔直徑 id 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 22 ifd ci 4 (4-2) 設(shè)計(jì)噴油嘴噴孔數(shù) 6i 代入式 (4-2) 得： mmdi 168.061 4 1 6.3133.04 4.3 多孔噴油嘴的最小流通截面 多孔式噴油嘴的最小截面，指噴孔以前油路中的最小流通截面。即當(dāng)針閥下落密封座之前，在座面處（圖 4-1）。由尺寸 H 控制的一個(gè)環(huán)形臺(tái)體的環(huán)面積。為了減少?lài)娚浣K了壓力的下降，最小流通 截面至少應(yīng)為噴孔總截面積的兩倍。根據(jù)噴油嘴的幾何尺寸及針閥和針閥座的錐度差，當(dāng)不考慮針閥和針閥體的錐角差異時(shí)， 圖 4-2 多孔噴油嘴的最小流通截面 即：012 ，最小流通截面可 采用下列簡(jiǎn)化公式： )2c o s2s i n(2s i n 000 hdhf Kh (4-3) 式中： h 針閥升程 h = mm4.0 1 針閥座面錐角 1 = 60 2 針閥體座面嘴角 602 Kd 針閥體壓力室直徑 mmdK 1 Xd 針閥密封帶直徑 mmdX 2 代入式 (4-3) 得： )2c o s2s in(2s in 000 hdhf Kh 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 23 =2519.023214.01214.01415.3 mm 4.4 座面應(yīng)力 座面應(yīng)力是噴射終了針閥落座時(shí)撞擊針閥體座面而產(chǎn)生的應(yīng)力。它對(duì)座面磨損影響很大。影響座面應(yīng)力大小的因素很多：如針閥最大升程時(shí)的彈簧作用力；針閥座面下油壓的下降速度；針閥的摩擦阻力；燃油黏度；座面錐角差異以及針閥的剛度等。而在設(shè)計(jì)的時(shí)侯這些因素不可能全部考慮進(jìn)去，計(jì)算結(jié)果也代表不了應(yīng)力的 絕對(duì)值，只是一個(gè)相對(duì)的評(píng)價(jià)方法。 座面應(yīng)力為： AF 式中： F 撞擊作用力 F=221114 alalEhF (4-4) 式中： F1 使針閥落座的彈簧作用力 2201 4 XN ddpF h 針閥最大升程 (mm), 參考圖 4-3，取 h = mm4.0 。 圖 4-3 針閥升程最佳值 E 彈性模數(shù)，對(duì)鋼 E= Pa11100.2 0P 針閥開(kāi)啟壓力（ Pa） 0P = Pa7100.2 Nd 針閥配合外圓直徑（ mm） Nd =4mm Xd 針閥密封處直徑（ mm） mmdX 2 1l 座面密封帶到調(diào)壓彈簧下座面距離（ mm） 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 24 由表 4-2 得： 1l=46.7mm 2l 座面密封帶到針閥體大外圓肩部的距離 (mm) 由表 4-3 得： 2l=30mm 1a1l長(zhǎng)度內(nèi)的平均截面 (mm2 ) 表 4-2 Nd 2Nd S SdN 22 1 7.25 3.625 1 13.14 2 2.15 1.075 2.5 2.89 3 4.00 2 12 48 4 3.69 1.845 0.5 1.7 5 3.38 1.69 2 5.71 6 3.25 1.625 26 68.66 7 2.76 1.363 1.3 2.413 8 1.50 0.75 1 0.618 9 0.80 0.4 0.4 0.064 總和 143.195 1a = 1 9 5.1 4 3451 4 1 5.3221 SDln =9.99 mm2 2a 2l 長(zhǎng)度內(nèi)的平均橫截面（ mm2 ） 表 4-3 nD nd 22 nD 22 nd S 2222nn dDS 1 9.15 3.8 20.93 3.16 8 138.56 2 7.1 3.8 12.6 3.61 22 197.78 2a = 34.336301 4 1 6.322222 nN dDl =35.2 mm2 A 座面乘壓面的投影面積 A= 224 KX dd 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 25 式中：kd 針閥體壓力室直徑（ mm）kd=1mm 針閥座面應(yīng)力的計(jì)算： F1 使針閥落座的彈簧作用力 2201 4 XN ddpF = N5.188102)104(41416.3100.2 24247 代入式 (4-4) 得： F 撞擊作用力 F=221114 alalEhF =32421131052.31031099.94105.4100.21045.188 = N1.873 A 座面乘壓面的投影面積 A= 224 KX dd = 22 1241416.3 =2.36mm2 =2.36 2610 m 座面應(yīng)力AF= MP a7.3301036.2 1.873 6 WANiCr 4218 材料得許用應(yīng)力為 s 835MPa ，因此材料選取是合格的。 4.5 針閥關(guān)閉時(shí)間的計(jì)算 針閥關(guān)閉時(shí)間，即針閥從最高位置到落座所需要的時(shí)間?？s短針閥關(guān)閉時(shí)間，可以縮短噴油延續(xù)時(shí)間并減少燃?xì)飧Z入噴油嘴內(nèi)部的可能性。 從公式： 221ath 及 maF 可以導(dǎo)出： Fmht 41.1 (4-5) 式中： m 噴油器運(yùn)動(dòng)零件的質(zhì)量（ kg） 經(jīng)計(jì)算，挺桿和針閥的總質(zhì)量為 kg31081.4 . h 針閥的最大升程（ mm） h = mm4.0 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 26 F 作用在針閥上的力（ N ） 321 FFFF (4-6) 式中：1F 針閥開(kāi)啟壓力 針閥受壓面積； 2201 4 XN ddpF = N5.188102)104(41416.3100.2 24247 2F 彈簧剛度 升程； zhF 2 = 43 104.010108 =43.2N 3F 燃燒壓力 針閥受壓面積； 3F=4Kz dp = 41011415.31055.7 236 =5.929N 代入式 (4-6)得： 321 FFFF =188.5+5.93+43.2 =237.6N 代入式 (4-6)得： 針閥關(guān)閉時(shí)間：Fmht 41.1 =6.237104.01081.441.1 33 =1.27 s410 在柴油機(jī)轉(zhuǎn)速 min/3200 tn 時(shí)，曲軸的轉(zhuǎn)角為： 41027.13 2 0 06 =2.44 4.6 噴油器調(diào)壓彈簧的計(jì)算 調(diào)壓彈簧是噴油器的重要零件之一，它直接控制噴射壓力及噴油霧化情況，從而影響著柴油機(jī)的燃燒過(guò)程與燃油消耗量。 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 27 調(diào)壓彈簧的工作特點(diǎn)是在很小壓縮位移下，具有相當(dāng)高的負(fù)荷與頻率，當(dāng)針閥上升時(shí)，載荷的工作時(shí)間只是千分之幾秒，相當(dāng)于 5.25.0 的曲軸轉(zhuǎn)角。彈簧的壓縮位移等于針閥升程，在 0.3 1.1mm的范圍。 噴油器工作的可靠性，很大程度上決定于調(diào)壓彈簧的工作性能，它的工作條件繁重、作用重大，故必須予以特別重視。因此，除按一般彈簧設(shè)計(jì)方法計(jì)算外，還應(yīng)特別注意應(yīng)力校核、材料選擇以及工藝方法的制定等。 通常針閥直徑采用 6mm 時(shí)，建議彈簧直徑選取 2mm 3.5mm，彈簧剛度mmNz /108 。 4.6.1 應(yīng)力校核 355.2dKFD cp (4-7) 式中：cpD 彈簧中徑（ mm） cpD=5.45mm K 曲度系數(shù) K =ccc 615.044 14 (4-8) 其中： c 彈簧繞旋比 C=dDCP 7 2 5.2102 1045.5 33 代入式 (4-8) d 彈簧鋼絲直徑（ mm）； d =2mm F 彈簧負(fù)載（ N） 當(dāng)針閥未上升時(shí)，彈簧僅承受預(yù)緊力 1F 為： NfPF 01 式中： 0P 針閥開(kāi)啟壓力（ Pa）0P Pa9102 Nf 針閥承受面積 2m 其中： Nd 針閥配合外圓直徑（ m ） Xd 針閥密封處直徑（ m ） 因此：NfPF 01 N1941042.9102 89 當(dāng)針閥上升時(shí)，彈簧所承受的動(dòng)負(fù)荷 dF 為： mzVF d max2 Nsm 8.2621081.91181.91081.4/5714.0263 式中： maxV 針閥的最大運(yùn)動(dòng)速度 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 28 maxV cpV2 cpV 針閥運(yùn)動(dòng)的 平均速度 cpV th 針閥升起之前調(diào)壓彈簧應(yīng)力： 311 55.2 d KFD cp M P a55910219466.145.555.233 針閥上升后的應(yīng)力： 322 55.2 d KFD cp MP a68310223766.145.555.233 針閥上升后的最大動(dòng)應(yīng)力： 3 1355.2 d FFKD dCP M P a13301028.45666.145.555.233 經(jīng)計(jì)算：靜應(yīng)力與動(dòng)應(yīng)力之比： 42.0/ 21 ，在允許范圍 0.3-0.8 內(nèi)。 4.6.2 材料的選擇與熱處理 對(duì)于高速柴油機(jī)，一般采用高強(qiáng)度的 50CrVA 鋼絲來(lái)制造調(diào)壓彈簧，它不僅有較高的強(qiáng)度，而且也有良好的韌性，在硬度較高的條件下對(duì)缺口敏感性較低，用這種材料或者類(lèi)似這種材料制造的調(diào)壓彈簧，一般要經(jīng)過(guò)淬火、回火處理。為了提高疲勞強(qiáng)度還要進(jìn)行噴丸處理。 4.7 漏油量的計(jì)算 針閥和針閥體間微量滲漏是必要 的，以便潤(rùn)滑并防止擦傷咬死。但滲漏應(yīng)最小，以免過(guò)大降低噴射壓力，造成霧化不良。滲漏的因素除針閥和針閥體的間隙 過(guò)大外，還與密封長(zhǎng)度 l 、直徑Nd、噴射壓力0P、燃油的粘度 、和密度 T 有關(guān)。 滲漏的經(jīng)驗(yàn)公式為： lPdVTN 303 1054.1 (4-9) 式中： 針閥與針閥體徑向間隙 Nd 針閥與針閥體配合直徑 0P 噴射壓力 粘度 T 比重 l 密封長(zhǎng)度 此次所涉及的 噴油器參數(shù)如下： m7102 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 29 mdN 3104 PaP 70 102 8.3 T=8.3 32 /10 mkg ml 2101.1 代入式 (4-9) 得：每個(gè)噴油器理論漏油量為： lPdVTN 303 1054.1 hcmL /5.6m i n/10.0101.11081.9103.88.3 1010210410254.1 3264 3737 每個(gè)噴油器實(shí)際漏油量應(yīng)為： hcmVV /135.622 30 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 30 附表 歐 型式認(rèn)證和生產(chǎn)一致性排放限值 車(chē)輛類(lèi)別 基準(zhǔn)質(zhì)量（ RM） kg 限值 g/km CO HC NOx PM 汽油機(jī) 柴油機(jī) 汽油機(jī) 非直噴柴油機(jī) 直噴柴油機(jī) 非直噴柴油機(jī) 直噴柴油機(jī) 第一類(lèi)車(chē) _ 全部 2.2 1.0 0.5 0.7 0.9 0.08 0.10 第二類(lèi)車(chē) 1 級(jí) RM1250 2.2 1.0 0.5 0.7 0.9 0.08 0.10 2 級(jí) 1250 RM1700 4.0 1.25 0.6 1.0 1.3 0.12 0.14 3 級(jí) 1700 RM 5.0 1.5 0.7 1.2 1.6 0.17 0.20 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 31 結(jié) 論 本次 P 型噴油器的設(shè)計(jì)， P 型噴油器的結(jié)構(gòu)，其主要分為以下二個(gè)部分： 一， 噴油器體。 噴油器體是整個(gè)噴油器的基礎(chǔ)零件 .它的作用是噴油器固定在柴油機(jī)燃燒室所需的正確位置 ,作為燃料通向噴油嘴的通道 ,以及儲(chǔ)存其他零件 . 二， 針閥偶件。 噴油器中最重要的部件是噴油嘴 ,噴油嘴的作用是將噴油泵輸送來(lái)的高壓油定時(shí)、定量地以霧化狀態(tài)噴入燃燒室與空氣均勻混合，已達(dá)到完全燃燒的目的。 最后，通過(guò)本次的設(shè)計(jì)工作，使我明白了機(jī)械設(shè)計(jì)或產(chǎn)品開(kāi)發(fā)不能簡(jiǎn)單照搬，也不是墨守成規(guī)閉門(mén)造車(chē)，我們要有開(kāi)闊的視野和發(fā)散性的思維，要有膽大心細(xì)的思維方式，可以根據(jù)實(shí)際情況的差異做出不同的，具有設(shè)計(jì)性的設(shè)計(jì)和創(chuàng)造。這次設(shè)計(jì)結(jié)合了課堂中所學(xué)的諸多課程，如機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性與公差測(cè)量技術(shù)、材料工程以及金屬工藝等學(xué)科。 但是，在設(shè)計(jì)的