柴油機柱塞式高壓噴油泵設計(全套圖紙)

1、 可編輯修改畢 業(yè) 設 計題 目：柴油機柱塞式高壓噴油泵結構設計班學姓級：號：名：指導教師：完成日期：一、設計題目（學生空出，由指導教師填寫）歡迎下載 可編輯修改柴油機柱塞式高壓噴油泵設計二、設計參數柴油機型號型式相應參數1100柴油機相應參數11單缸、水冷、臥式、四沖程 標定工況燃油消耗率 261.312 小時標定功率燃燒室型式 渦流室式 直噴壓縮比 19標定轉速 2200最大扭矩53.51760最低空車穩(wěn)定轉速 800最大扭矩轉速油壓（定壓） 噴油壓力 15MPa三、設計要求（1）總裝圖1張2張1份（2）零件圖（3）課程設計說明書（50008000 字）四、進度安排（參考）（1）熟悉相關資

2、料和參考圖（2）確定基本參數和主要結構尺寸（3）設計計算2天2天3天4天2天2天3天3天（4）繪制總裝配草圖（5）繪制總裝配圖（6）繪制零件圖（7）編寫說明書（8）準備及答辯五、指導教師評語歡迎下載 可編輯修改成 績：指導教師日期歡迎下載 可編輯修改摘要噴油泵是柴油供給系中最重要的部件，它的性能和質量對柴油機影響極大，被稱為柴油機的心臟。在柴油機工作過程中，為了保證噴油能夠夠持續(xù)及時的供應適量的燃油，以滿足柴油機正常工作的要求,通過多方面考慮，在此設計柱塞式高壓噴油泵。本文根據某柴油機的性能參數來進行噴油泵的結構設計，主要設計內容有:根據實際情況對噴油泵形式進行選擇，可以選出本次設計噴油柱塞直

3、徑及壓縮行程；根據供油需求，選擇合適的出油閥，擬定出油閥彈簧安裝高度及中徑，配以合適的油閥開啟彈簧；而又要保證柱塞克服慣性力，摩擦力及負壓的影響，給柱塞配以合適回正彈簧，擬定擬定回正彈簧的安裝高度及中徑，并進行穩(wěn)定性及強度校核；在回正彈簧確定之后，就可大致得出柱塞的長度，通過畫裝配圖，再詳細設計出柱塞的實際長度；在噴油泵設計中，還應根據上面的計算選擇符合標準的的類型以及相應尺寸。最后根據各個零件的尺寸進行噴油泵的總體設計，并對各零件的配合、公差以及安裝將間隙進行考慮。關鍵詞：噴油泵 柱塞式 結構設計歡迎下載 可編輯修改AbstractThe injection pump is the dies

4、el oil supplies is the most important part, itsperformance and the quality are enormous to the diesel engine influence, is calledthe diesel engine the heart . In diesel engine work process, to guarantee thatthe blow can suffice to continue the prompt supply right amount fuel oil, satisfiesthe diesel

5、 engine normal work the request, through various considerations, in thisdesign plunger type high pressure injection pump. this article according to somediesel engine the performance parameter to carry on injection pumps structuraldesign, mainly designs the content to include: Carries on the choice a

6、ccordingto the actual situation to the injection pump form, may select this design blowplunger diameter and the compression stroke; According to the feed demand, choosesthe appropriate delivery valve, draws up the delivery valve spring mounting heightand the pitch diameter, matches by the appropriat

7、e oil valve opening spring; Andmust guarantee that the plunger overcomes the force of inertia, the friction forceand the negative pressure influence, matches to the plunger by returns to the springappropriately, draws up the springs mounting height and the pitch diameter, andcarries on the stability

8、 and the intensity examination; After returning to thespring determination, may obtain plungers length approximately, through pictureassembly drawing, again detailed design plungers virtual length; In injectionpump design, but should also act according to the above computation choice meetstandards t

9、ype as well as corresponding size. acts according to each componentsthe size to carry on injection pumps system design finally, and to variouscomponents coordination, the common difference as well as the installment carrieson the gap the consideration.key word: Injection pump plunger type structural

10、 design歡迎下載 可編輯修改歡迎下載 可編輯修改目錄1 柴油機柱塞式噴油泵概述. 11.1 我國柴油機柱塞式噴油泵發(fā)展狀況. 11.2 功用、要求、型式. 22 柱塞泵的泵油原理及工作過程. 32.1 柱塞泵的泵油機構介紹. 32.2 泵油原理. 43 總體參數的確定. 53.1 噴油泵類型的確定. 53.2 噴油泵的初始參數. 63.3 噴油泵機型參數. 63.4 噴油泵流量. 63.5 噴油泵流量圖. 74 出油閥彈簧參數的確定. 84.1、選擇材料和許用應力. 84.2 求彈簧鋼絲直徑 d. 84.3 求有效因素. 84.4 計算總圈數. 84.5 強度驗算. 94.6 共振驗算.

11、 104.7 彈簧工作圖. 104.8 出油閥彈簧參數. 105 柱塞彈簧參數的確定.115.1 選擇材料和許用應力.11歡迎下載 可編輯修改5.2 求鋼絲直徑.115.3 求有效因素.115.4 柱塞彈簧參數.116 軸承相關參數的確定. 126.1 軸承銷軸參數確定. 126.1.1 軸承銷軸受力分析. 126.1.2 銷軸校核. 126.2 柱塞軸承參數確定. 126.2.1 軸承受力分析. 126.2.2 符合條件的軸承型號列表. 126.2.3 軸承參數. 137 結論. 148 參考文獻. 15歡迎下載 可編輯修改1 柴油機柱塞式噴油泵概述噴油泵是柴油供給系中最重要的部件，它的性能

12、和質量對柴油機影響極大，被稱為柴油機的心臟。1.1 我國柴油機柱塞式噴油泵發(fā)展狀況到目前為止我國柴油柵l生能還不能穩(wěn)定達到歐I排放法規(guī)的要求，原因主要有兩點：其一，柴油機本身的技術含量低0JnT設備落后、設計水平低)；其二，主要的配套部件燃油系統(tǒng)的技術水平低因此，為了提高我國柴油機行業(yè)的整體水平，目前，一方面必須對柴油機本身進行改造，加大設備更新?lián)Q代的力度；同時要對燃油噴射系統(tǒng)進行改進設計 。為了改善柴油機的性能，柴油噴射系統(tǒng)也在不斷的改進和優(yōu)化，到目前為止，各國已研制并生產出許多功能各異的柴油噴射系統(tǒng)其主要有直列柱塞式噴油泵系統(tǒng)、分配式噴油泵系統(tǒng)、泵噴嘴系統(tǒng)和電控共軌系統(tǒng)等。直列柱塞式噴油泵

13、被廣泛應用在商務車、特種車輛和固定式柴油發(fā)動機上；分配式噴油泵用于轎車、拖拉機、輕型及中型載貨車的3-6缸柴油機上I ；泵噴嘴系統(tǒng)因體積較大，在小型柴油機上較難使用；電控共軌系統(tǒng)被認為是最有發(fā)展前途的噴射系統(tǒng)，我國目前的電控水平和國外還有較大的差距，還主要集中在對柴油機電控噴射系統(tǒng)的研究與開發(fā)上，遠沒有達到產品化和產業(yè)化的水平L5在輕型柴油車領域，當前使用的進口VE型分配泵、國產直列式BQ2000型噴油泵、PL型噴油泵，雖然能滿足歐I排放法規(guī)要求，但是由于其本身結構的限制，噴射壓力(許用泵端壓力)不能達到公認的歐排放要求目前能夠滿足輕型車用柴油機歐排放的噴油泵在國外主要有如下幾種類型：1)電控

14、分配式噴油泵；2)泵噴嘴系統(tǒng)；3)高壓共軌系統(tǒng)等，它們的價格都非常貴，不適合我國國情為此，針對我國的具體情況，開發(fā)出滿足歐排放規(guī)定、許用泵端壓力IOOMPa以上的機械式直列噴油泵很有意義：進一步提高現有車用柴油機的性能，開發(fā)新型直列式燃油系統(tǒng)來替代進口燃油系統(tǒng)(主要指分配式噴油泵)可以大幅降低車用柴油機成本，填補國內該檔次燃油系統(tǒng)空白直列柱塞式噴油泵發(fā)展和應用的歷史較長，具有性能良好、工作可靠的優(yōu)點，歡迎下載 可編輯修改國產系列柱塞泵主要有 A、B、P、Z 和、號等系列。系列化是根據柴油機單缸功率范圍對供油量的要求不同，以柱塞行程，泵缸中心距和結構型式為基礎，再分別配以不同尺寸的柱塞直徑，組成

15、若干種在一個工作循環(huán)內供油量不等的噴油泵，以滿足各種柴油機的需要。國產系列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同，以 A 型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。 柱塞泵由四大部分組成：分泵、油量調節(jié)機構、傳動機構和泵體。分泵是帶有一幅柱塞偶件的泵油機構，分泵的數目與發(fā)動機的缸數相等。每個氣缸都有一個分泵，各缸的分泵結構尺寸完全一樣。分泵的主要另件有柱塞偶件，柱塞彈簧，彈簧下座出油閥偶件，出油閥彈簧，減容器，出油閥壓緊座等。油量調節(jié)機構是根據柴油機負荷和轉速的變化相應改變噴油泵的供油量。改變供油量的辦法是轉動柱塞，通過改變供油行程來完成的。1.2 功用、要求、型式功用：提高柴油壓力，按照發(fā)動機的

16、工作順序，負荷大小，定時定量地向噴油器輸送高壓柴油，且各缸供油壓力均等。（6）供油開始和結束，動作敏捷，斷油干脆，避免滴油。類型：車用柴油機的噴油泵按其工作原理不同可分為柱塞式噴油泵、噴油泵- 噴油器和轉子分配式噴油泵三類。歡迎下載 可編輯修改2.1 柱塞泵的泵油機構介紹包括兩套精密偶件：柱塞和柱塞套是一對精密偶件，經配對研磨后不能互換，要求有高的精度和光潔度和好的耐磨性，其徑向間隙為 0.0020.003mm 。柱塞頭部圓柱面上切有斜槽，并通過徑向孔、軸向孔與頂部相通，其目的是改變循環(huán)供油量；柱塞套上制有進、回油孔，均與泵上體內低壓油腔相通，柱塞套裝入泵上體后，應用定位螺釘定位。柱塞頭部斜槽

17、的位置不同，改變供油量的方法也不同。 出油閥和出油閥座也是一對精密偶件，配對研磨后不能互換，其配合間隙為 0.01 。出油閥是一個單向閥，在彈簧壓力作用下，閥上部圓錐面與閥座嚴密配合，其作用是在停供時，將高壓油管與柱塞上端空腔隔絕，防止高壓油管內的油倒流入噴油泵內。出油閥的下部呈十字斷面，既能導向，又能通過柴油。 出油閥的錐面下有一個小的圓柱面，稱為減壓環(huán)帶，其作用是在供油終了時，使高壓油管內的油壓迅速下降，避免噴孔處產生滴油現象。當環(huán)帶落入閥座內時則使上方容積很快增大，壓力迅速減小，停噴迅速。歡迎下載 可編輯修改2.2 泵油原理工作時，在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下，迫使柱塞作上、

18、下往復運動，從而完成泵油任務，泵油過程可分為以下三個階段。進油過程 ：當凸輪的凸起部分轉過去后，在彈簧力的作用下，柱塞向下運動，柱塞上部空間（稱為泵油室）產生真空度，當柱塞上端面把柱塞套上的進油孔打開后，充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室，柱塞運動到下止點，進油結束。供油過程：當凸輪軸轉到凸輪的凸起部分頂起滾輪體時，柱塞彈簧被壓縮，柱塞向上運動，燃油受壓，一部分燃油經油孔流回噴油泵上體油腔。當柱塞頂面遮住套筒上進油孔的上緣時，由于柱塞和套筒的配合間隙很?。?0.0015-0.0025mm）使柱塞頂部的泵油室成為一個密封油腔，柱塞繼續(xù)上升，泵油室內的油壓迅速升高，泵油壓力出油閥彈簧力+高

19、壓油管剩余壓力時，推開出油閥，高壓柴油經出油閥進入高壓油管，通過噴油器噴入燃燒室。回油過程：柱塞向上供油，當上行到柱塞上的斜槽（停供邊）與套筒上的回油孔相通時，泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通，油壓驟然下降，出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉，停止供油。此后柱塞還要上行，當凸輪的凸起部分轉過去后，在彈簧的作用下，柱塞又下行。此時便開始了下一個循環(huán)。歡迎下載 可編輯修改3 總體參數的確定3.1 噴油泵類型的確定選擇噴油泵是根據將要配置的柴油機的各方面來考慮的。柴油機相關參數如下：柴油機 型號：1100型式：單缸、水冷、臥式、四沖程燃燒室型式：渦流室式 直噴 壓縮比：19 標定轉速：

20、220012 小時標定功率：11最大扭矩：53.5標定工況燃油消耗率：261.3最大扭矩轉速：1760 最低空車穩(wěn)定轉速：800油壓（定壓）：噴油壓力 15MPa 。目前我國的車用柴油機柱塞泵系列：系列代號ABPZ主要參數凸輪升程(mm)分泵中心距(mm)8321040103512458(6)7(8)910111213910柱塞直徑（mm）81011128.59最大供油量(mm3/循環(huán))分泵數最大使用轉速（r/min）13130-2252-121000300-6002-890060-1502-121400130-4754-121500上述幾種類型噴油泵，在已經大量投入使用，并有較好使用效果。我

21、們知道柴油機轉速與噴油泵的轉速之比為 2：1 關系，現在可知柴油機轉速 2200r/min,那噴油泵的凸輪軸轉速相應該 1100r/min。據此，可以選擇選擇 A 型或 P 型泵與設計任務相近，把它作為母型。有了母型噴油泵，在選擇新設計噴油泵的主要參數和結構型式乃至總體布置等方面，都可有所借鑒和比較。又知道標定工況燃油消耗率： b 261.3g/kw.h,可以計算出每循環(huán)i261.311imm311kw r =0.05mm311kw r所消耗的燃油量 b =60 0.811100可知燃燒每循環(huán)好有量比較小，上述幾種噴油泵都夠用，鑒于題目要求設計高壓噴油泵，A 星和 P 型比較，顯然 P 型提供

22、壓力較高。所以選擇 P 型噴油泵。歡迎下載 可編輯修改3.2 噴油泵的初始參數噴油泵的主要參數，有的是設計任務書提出的要求，有的可參照型噴油泵來選擇。 主要參數包括：標定工況燃油消耗率：261.3油壓（定壓）：噴油壓力 15MPa轉速 1100r/min 等。初步擬定：機體采用球磨鑄鐵，柱塞采用 45 鋼，彈簧 40C VA 等等。各自尺寸以校核r選擇為準。3.3 噴油泵機型參數凸輪轉速 n=1100 r/min柱塞直徑 d=10 mm凸輪升程 e=10 mm最大循環(huán)供油量 150mm3/循環(huán)油壓（定壓）：噴油壓力 15MPa3.4 噴油泵流量單柱塞泵排量q d2e d e3-13-23-32

23、242B柱塞位移x e ecos e(1 cos)dx dx d柱塞瞬時速度v x dt d dt esin柱塞泵瞬時流量Q d esin3-424B噴油器開啟壓力15 0.5MPa此時噴油泵柱塞想相應的油壓為15MPa 78.5mm 1177.5N2噴油泵出油閥開啟壓力 0.02MPa此時噴油泵柱塞想相應的油壓為0.02MPa 78.5mm 1.57N2歡迎下載 可編輯修改圖 3-1柱塞泵瞬時流量歡迎下載 可編輯修改4 出油閥彈簧參數的確定出油閥彈簧初始條件D 10mm彈簧中徑，安裝高度H 30mm ，進油壓力 0.02MPa，壓縮高度e 10mm ，噴2油泵出油壓力 15MPa，凸輪角速度

24、 115.19rad/sD開啟壓力F ( ) P 5 0.02MPa 1.6MPa224-14-22211D最大壓力F ( ) P 5 15MPa 1177.5MPa22222初擬：初始壓力 10MPa,最大壓力 30MPa4.1、選擇材料和許用應力屬于 彈簧，材料選用 50C VA，由機械設計手冊表 0.2-4 查得 =441MParp4.2 求彈簧鋼絲直徑 d 441 102按式 30.2-6 得A kc D 577.33p224-34-48F8302210D查圖 30.2-4 得，c 8.2，d 1.2mm2c8.24.3 求有效因素 F 20F F按式（30.2-5）得， 1 2.0k

25、4-52ff f1021Gd478.51031.24按式（30.2-5）得，n 10.14-68kD38 2.01032取 n=11歡迎下載 可編輯修改4.4 計算總圈數n =n+2=11+2=13110Ff 1 5.01f2.0工作載荷下變形量4-730Ff 2 15.02f2.04-8壓并載荷及變形量，根據彈簧工作應變在全變形量 20%80%的條件下，取 f =0.65f2b則f =f /0.65=15/0.65=23.082b4-9F =F /0.65=30/0.65=46.1524-10b其中f =(5/15)f =(0.65/3)f =0.217fb12b4-11表明f 、f 均滿足

26、工作區(qū)的條件21壓并高度 H =(n -0.5)d=(13-0.5) 1.2=15mm4-12b1自由高度 H =H +f =15+23.08=38.08mmb4-134-140b節(jié)距 P=(H -1.5d)/n=2.4mm0p2.4螺旋角 arctan arctan arctan 0.0775 4.43274-15 10D2滿足 57的要求 10 13 D n2展開長度L 409.63mm4-161cos cos 4.43274.5 強度驗算疲勞強度安全系數，由（20.2-10） 0.75得 1.3 1.7 （精度計算）SS4-1701p2由表 30.2-11，取 N=10 ，此時 =0.3

27、， =441MPa70B歡迎下載 可編輯修改4C 1 0.615當 C=8.2 時，k 4-18C12 292.734-19128F D k 83010 2.04-20222s 508.26pSsp4.6 共振驗算d3 328.62nDn 115.19 18.3322rnr歡迎下載 可編輯修改5 柱塞彈簧參數的確定初始條件中徑 D =28mm，安裝高度 H=50mm2初始壓力 F =1N，壓縮高度 e=10mm，相應彈簧力 F =11N，變載角速度=115.19rad/s215.1 選擇材料和許用應力屬于 類彈簧，材料選用 50C VA，由表 30.2-4 查得 =441MPapr5.2 求鋼

28、絲直徑 441 282按 30.2-6 式得， A kc 12343.035-15-23pD28F81122228D查圖 30.2-4 得，C=10， 2.8mmd2c 105.3 求有效因素 F 10F F按式 30.2-5 得k 1.05-35-421ff f 1021Gd478.5103 2.84按式 30.2-5 得n 27.4758kD81.0 28332n 取 10，n =n+2=2915.4 柱塞彈簧參數查機械設計手冊表 30.2-8（GB2089-80）d=3.0，D =28，p=11.2，k=36.2，D =22，D =34min2max歡迎下載 可編輯修改6 軸承相關參數的

29、確定6.1 軸承銷軸參數確定6.1.1 軸承銷軸受力分析選材 45 鋼，則 =55。此軸承銷軸沒有軸向運動趨勢，幾乎不承受軸向力。b -1=0 N它承受由軸承傳遞的來自凸輪的交變載荷，柱塞給它傳遞一個向下液壓脈沖，取=0.6，d相應力F () p 78.5mm 20MPa 1570N6-1柱塞222max估算相應力臂為 4mm，則彎矩 M=1570 4N mm6.1.2 銷軸校核M M ( T)ca M6-26-32Md 10.4mmca0.1 3b 1所以銷軸直徑取 d=10mm6.2 柱塞軸承參數確定6.2.1 軸承受力分析此軸承沒有軸向運動趨勢，幾乎不承受軸向力，因此選擇深溝球軸承或普通

30、滾子軸承即可。而由上得知，銷軸直徑為 10mm，但是滾子軸承的最小軸徑是 15mm,只好選深溝球軸承了。但是它承受來自凸輪的交變載荷，柱塞給它傳遞一個向下液壓脈沖，相應力(d )2F p 78.5mm2 20MPa 1570N6-4柱塞2max6.2.2 符合條件的軸承型號列表歡迎下載 可編輯修改深溝球軸承型號DDBmm5rCC適合轉數r/minsmin0mm101010mm192226KNKN100080010009000.30.30.31.102.603.520.6034000260003200025000280002000061.401.9510086.2.3 軸承參數深溝球軸承型號 1000900，d=10mm，D=22mm，B=6mm,r =0.3，sminC=2.60kN，C =1.40kN0=32000r/min、25000r/min=1100r/min適應轉速歡迎下載 可編輯修改7 結論通過對柱塞式高壓泵的設計，其原理總結如下： 柱塞往復運動總行程 L 是不變的，由凸輪的升程決定。 柱塞每循環(huán)的供油量大小取決于供油行程,供油行程不受