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配气机构是柴油机的重要组成部分,完成178F柴油机配气机构的设计,使柴油机获得良好的换气性和经济性,对提高柴油机工作稳定性,具有重要的意义.
1.178F柴油机配气机构的总体布置
1.1配气机构形式选择与布置
178F柴油机配气机构选择如下布置形式：气门顶置、凸轮轴下置、单缸直列两个气门、预留气门间隙、无液压间隙补偿器.凸轮轴的传动系统采用圆柱直齿轮传动方式,气门组按气门布置在燃烧室中的位置不同,可分为侧置气门机构、顶置气门机构和混合式气门机构.气门侧置的发动机结构形状比较简单,使用维修也比较方便,但是由于燃烧室不紧凑,发动机性能指标交叉；混合式的气门机构是指进气门是顶置的,而排气门是侧置的,其特点是可以加大气门的尺寸,但结构比较复杂；具有顶置式气门柴油机,燃烧室紧凑,允许用比较高的压缩比,而且进气阻力小,使得内燃机的动力性和经济性指标得以提高.根据本设计的参数要求,采用顶置式气门机构.
凸轮轴的布置和驱动,不仅在很大程度上决定发动机总体布置和集体外形尺寸,而且对配气机构能否良好工作亦有影响,因此在总体方案选择时要进行周密分析.凸轮轴由曲轴驱动,由此,采用下置式凸轮轴,可使结构简单,工作可靠,使用寿命较长,也是目前广泛使用的一种结构.
气门组按气门布置在燃烧室中的位置不同,可分为侧置气门机构、顶置气门机构和混合式气门机构.气门侧置的发动机结构形状比较简单,使用维修也比较方便.
具有顶置式气门柴油机,燃烧室紧凑,允许用比较高的压缩比,而且进气阻力小,使得内燃机的动力性和经济性指标得以提高.根据本设计的参数要求,采用顶置式气门机构.
2.配气机构各零件的强度计算与动力学分析
2.1凸轮轴的强度计算
根据《柴油机设计手册》,弯曲应力按照下列公式计算：
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