課程設計說明書

2100t型柴油機

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專業目錄

概述3第1章：2100t型柴油機的主要引數3

第2章：外形布置特點5

第三章：主要零部件結構特點5

第4章：柴油機燃燒系統分析8

第5章：柴油機的動平衡分析8

第6章：柴油機的三大系統9

第7章：2100t型柴油機附件的選型11

第8章：柴油機技術資料及主要零件配合間隙11

參考文獻13

概述本說明書主要是對2100t型柴油機設計的說明書。

2100t型柴油機是立式水冷四衝程柴油機，採用直接噴射式燃燒室，功率25馬力，轉速n為1500r/min，壓縮比為16:1，缸徑d是100mm，活塞行程s為120mm,功率是18.4kw/r/min，標定功率為110n·m,啟動方式為電動或手動。

活塞總排量為1.88l，平均有效壓力為7.03kg/cm2。

活塞平均速度為v為6m/s，潤滑系統有壓力和飛濺複合式，發火順序從飛輪端視為1～2，曲軸旋轉方向為逆時針（從飛輪端視）。

該柴油機是100系列的柴油機之一，具有工作效能好，結構緊湊，工作可靠，經濟指標低，壽命長，使用方便等特點。更是2100b1型重要產品，為移動式，可做拖拉機動力，該型可做農用排灌，發電漁輪動力等。

第一章 2100型柴油機的主要引數

一、柴油機的主要技術規格

型號：2100t2

型式：立式、水冷、四衝程、直接噴射式燃燒室

氣缸數：二缸

直徑： 100公釐

活塞行程：120公釐

標定功率：1小時功率：24馬力； 12小時功率：22馬力

標定轉速n：1500轉/分

最大扭矩：11.8公斤·公尺

最大扭矩數：1200轉/分

標定功率燃油消耗率: ≤185克/馬力·小時

標定功率機油消耗率：≤ 3克/馬力·小時

壓縮比：16:1

活塞總排量；1.88公升

平均有效壓力：7.03公斤/厘公尺2

活塞平均速度: 6公尺/秒

曲軸旋轉方式：逆時針

啟動方式：手起動或電起動

潤滑方式：壓力與飛濺複合式

外形尺寸：（長×寬×高）555 × 748 ×486（公釐）

二、柴油機主要資料

（一）標定工況下個溫度

總管排氣溫度 ≤520攝氏度（22馬力·1500轉/分）

機油溫度≤ 100℃

冷取水出水溫度70℃～80℃

進出水溫度≤15℃

（二）機油壓力量及更換週期

標定轉速時機油壓力 2～4公斤/厘公尺2

最低轉速時：≥0.5公斤/厘公尺2

新機第一次更換機油時間：30小時

新機第二次更換機油時間：60小時

正常使用：150～200小時更換一次

（三）主要螺母的扭矩

氣缸蓋螺母：12～14公斤·公尺

主軸承螺栓；15～17 公斤·公尺

連桿螺栓：10～11公斤·公尺

飛輪螺栓：14～15公斤·公尺

（四）配氣定時供油提前角及氣門間隙

配氣定時：（以曲軸轉角計）

進氣門開上止點前18°± 5°

進氣門關下止點後52°± 5°

排氣門關下止點後18°± 5°

排氣門關上止點後18°± 5°

燃油提前角：上止點前 22°～ 25°

氣門間隙：

進氣門與搖臂間隙（冷車）…… 0.30公釐

排氣門與搖臂間隙（冷車）…… 0.35公釐

第二章外形布置特點

2100t型柴油機結構緊湊，外廓尺寸不大。其外形布置的特別之處主要在於進排氣門的兩側布置和供油系統和電啟動系統的分開布置。

氣門式配氣機構按照氣門對氣缸的位置不同，可分為兩種形式：氣門布置在氣缸側面的稱為側置式氣門配氣機構；氣門布置在氣缸頂部的稱為頂置式氣門機構。顯然，2100t型柴油機是頂置式氣門機構。

與側置式相比，結構較為複雜，零件數目較多，在高速往復運動中，使震動和雜訊增加，可靠性降低。但在高壓縮比的柴油機中，側置式氣門布置在結構上難以實現，必須採用頂置式。

根據進排氣門相互間的位置關係，有進排氣門同側布置和兩側布置的兩種情況。

從結構方面看，兩側分開布置，可以避免或減少高溫排氣管對進氣的加熱，有利於提高充氣效率。對於柴油機，進排氣管兩側布置已成為傳統方案，但同側布置可以使柴油機結構緊湊，且更方便於拆裝、維修、保養等。但是對於汽油機以及醇類化油器式內燃機，由於燃料汽化，需要外界提供汽化熱。

因此，往往需要進排氣管同側布置，利用廢氣預熱，以減少進入各缸混合氣的不均勻性。當然也有一些現代高速汽油機，為獲較高的充氣效率，而採用進排氣管分側的布置方案。

第三章主要零部件結構特點

柴油機的主要部件有活塞、連桿、曲軸、凸輪軸、飛輪、配氣機構、齒輪組、機體、缸蓋等。

一、活塞連桿組

活塞連桿組由活塞、活塞環、活塞銷、連桿螺栓、軸瓦等組成。

1、活塞可根據作用不同而分為頂部、頭部、裙部。2100柴油機活塞頂部有一浴盆形深坑，活塞頭部加工有安裝活塞環的活塞環槽，活塞裙部較長和受側向裡，活塞呈橢圓形。

目前廣泛採用鑄鋁合金製造。

2、活塞環包括三道氣環及一道油環。第一道氣環內側有挖槽，安裝時有挖槽的一面必須朝上；第

二、三道氣環外側有挖槽，安裝時，有挖槽的一面朝下；安裝鑄鐵油環時，先裝襯環。鑄鐵油環有尖角的和外側有挖槽的一面安裝時也朝下。各活塞環開口位置在裝配時應相互錯開120°。

油環的開口位置與活塞銷軸線垂直，並與活塞頂部凹穴偏向相同的一側。

採用合金鑄鐵製造氣環，第一道氣環表面鍍高效能覆蓋層，其餘氣環表面一般鍍錫或進行磷化、硫化處理，使環表面更易於氣缸磨合。

3、 2100型柴油機採用圓柱形中空活塞銷，利於減少離心慣性力的影響。一般採用優質低碳鋼或低碳合金淬火。

4、連桿的材料採用40或45號鋼，優質中碳鋼，主坯用模鍛處理或滾壓成形，並經調質處理。

連桿由連桿小頭，桿身和連桿大頭三部分組成。

（1）連桿小頭為短圓管形，小頭與桿身之間則採用半徑較大的圓弧圓滑過渡，以減少過渡處得應力集中。

（2）桿身採用工字形斷面，這種形狀可以在重量較輕的情況下獲得足夠的強度和剛度。

（3）連桿大頭採用斜切口，便於裝拆是將大頭從氣缸中抽出。

5、連桿螺栓分別用於連桿大頭為平切口和斜切口時，必須有一定的預緊力，必須按一定次序分2～3次逐步擰緊。

6、軸瓦可採用以下三種材料：白合金、鋼基軸承合金、鋁基軸和合金。

連桿大頭軸瓦做成分開式：並帶有厚度為1～3公釐的鋼帶和厚度為0.3～0.7公釐的減磨合金組成。

在2100t型柴油機的軸瓦上鑽有小孔或銑出環形油槽以便主軸承向連桿軸承輸送潤滑油，或由連桿小頭襯套送油。

二、曲軸飛輪組

曲軸飛輪組是由曲軸、飛輪、齒圈、曲軸正時齒輪、三角皮帶輪組成。曲軸主軸頸與連桿軸頸之間有潤滑油孔相通。

2100t型柴油機的飛輪直徑為ф440公釐，飛輪齒圈的倒角的一面向外裝配到飛輪上面。此外，飛輪可配用8寸離合器。飛輪用6個m14×1.

5的螺栓和乙個ф12的定位銷固定曲軸後端的凸緣上，齒圈安裝在飛輪上。飛輪外緣刻有記號或標有小孔，用於檢查調整配氣和供油正時，在凸緣上設定定位銷保持飛輪與曲軸準確的正時位置。另外，飛輪內壁鑽有小孔，這樣可以使飛輪外的部分潤滑油通過小孔回到油底殼，以保證飛輪面與離合器更好的摩擦傳動。

曲軸的材料採用高優質的球墨鑄鐵，製造方便，成本低。曲軸由前端、曲拐、曲軸後端及平衡重組成，主軸頸直徑粗而短，以提高剛度，主軸頸為空心，曲柄銷也是空心，既可以減少重量，又可以減少離心力。2100型是棗核型空腔。

主軸瓦、連桿軸瓦和止推片的材料均為軋制的耐磨合金。曲軸末端主軸頸作用在止推軸頸上，其餘除裝一般軸瓦外，在機體主軸承兩側加裝兩個止推片。

三、配氣正時傳動機構

配氣機構包括氣缸蓋總成中的氣門和氣門驅動機構，還包括齒輪軸、正時齒輪、空氣濾清器、進排氣管及消音器。

1、凸輪軸

凸輪軸上的凸輪通過氣門挺柱、氣門推桿和搖臂驅動進、排氣門，控制進、排氣門得開閉時間。機體和凸輪軸前端裝有定距環和止推片。承受凸輪軸的軸向推力。

其軸向間隙為0.10～0.24公釐。

在機體的主軸承上還有油孔和凸輪軸承孔相通。

2、正時齒輪

凸輪軸和噴油幫浦均由曲軸前端的正時齒輪經過中間惰輪驅動。機油幫浦則由曲軸正時齒輪通過其下過機油幫浦上的中間齒輪驅動。曲軸正時齒輪、噴油幫浦傳動齒輪、凸輪軸正時齒輪和它們中間的惰輪均刻有定時記號，裝配是必須對準，才能保持之間的定時關係。

3、氣門

氣門的材料選耐熱、耐磨，耐腐蝕的齒輪。進氣門工作溫度低，一般採用合金鋼。排氣門則用耐熱合金鋼如4crsi2等。

氣門導管材料選用灰鑄鐵或球墨鑄鐵。

氣門座用耐熱鋼等。

氣門彈簧用高碳錳鋼。

凸輪軸用優質鋼模鍛而成。

推桿的上下端多用鋼製成，並經熱處理，提高硬度，改善其耐磨性。

搖臂用模鍛鋼製成。

四．齒輪傳動系

齒輪傳動系有曲軸驅動主動輪，通過惰輪帶動齒輪軸正時齒輪和機油幫浦齒輪，以控制配氣定時和供油。正時齒輪要求加工精度高，一般用45鋼製造。

五．機體組

機體內嵌有高磷鑄鐵製成的濕式汽缸套，其上部的缸套凸緣的下端麵邊緣在機體缸孔的肩胛上，下部以兩隻橡膠做的防水圈密封。在機體右側面有檢查視窗，為拆裝活塞連桿和檢視曲軸連桿機構及軸承。機體上平面除了氣缸孔和氣門推桿孔外，還有乙個通向氣缸搖臂軸的潤滑油孔及以下與氣缸蓋相同的冷卻水孔。

機體的前端有正時齒輪室，齒輪室內裝傳動齒輪，後端為飛輪蓋和蓋板，左側中間裝有配氣凸輪軸。機體的拱門上有主軸承座，軸承蓋同螺栓緊固在軸承座上，曲軸後部有甩油盤，飛輪殼。機體與氣缸蓋用雙頭螺栓固緊，各缸套凸肩高出機體平面的高度應一致，高低相差控制在0.

05公釐以內。

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