发动机设计汇编.docxVIP

发动机的设计和研制可以分为三类： 1、在原有（现有）产品基础上进行改进设计： 如改进结构提高工艺性、延长寿命；降低排放；改进燃烧系统提高经济性；改非增压为增压等 2、在现有发动机基础上，设计同一型式的系列化发动机（系列化设计）： 如在四缸机的基础上设计六缸机；在直列机的基础上设计V型机；在车用发动机的基础上设计工程机械用、发电用发动机等。 3、设计新型的发动机（开发新机型） 发动机设计的一般过程 以新发动机的设计为例，其一般过程包括四个阶段： 1.计划与方案设计阶段；2.样机试制与调试阶段；3.技术设计阶段；4.鉴定与小批试生产阶段 1、计划与方案设计阶段：在调查、研究的基础上，确定 （1）?? 发展该新产品的原因，主要用途，适用范围 （2）?? 所设计机型的主要技术规范，包括： ①??内燃机型式： 汽油机还是柴油机； 燃烧室型式；缸径，行程（活塞排量）；缸数，气缸排列；冲程数；冷却方式；吸气方式（NA/TC） ② 动力性指标： 标定功率，标定转速；最大扭矩及最大扭矩转速等 ③ 经济性指标：燃油耗率，机油耗率 ④ 强化指标：平均有效压力，活塞平均速度 ⑤ 运转性能：最高转速，最低怠转速，调速率和转速波动率 ⑥ 重量和外形尺寸指标：净重，外形尺寸（长×宽×高） ⑦ 排放、噪声要求 ⑧ 可靠性、寿命 （3） 内燃机的主要结构，包括主要零部件结构 （4） 内燃机系列化和变型产品情况，进一步强化的可能 性 （5） 其它技术要求，如冷起动等 2、技术设计阶段 ① 总体方案设计：确定主要结构参数、主要零部件结构，总体布置、设计（纵、横剖面图），热计算与动力学计算 ② 单缸试验机和主要零部件的设计、实验研究：结构设计、强度校核与试验，配气机构、油泵试验（与凸轮有关），气道实验，固定件刚性、强度的优化设计（重量） ③ 样机设计 3、样机试验与调试阶段 ① 样机试制与性能试验（性能试验前要磨合、调整） ② 可靠性和耐久试验（装配前要先检验零部件，磨合以后要换机油、清洗） ③ 配套试验、扩大用户试验 4 、鉴定与小批试生产阶段 ①样机鉴定：需提供一系列文件（设计任务书，技术文件，性能试验与耐久性试验报告，扩大用户试验、鉴定试验大纲等）；提供样机供抽查、进行性能试验 ②小批试制与批量生产到此，为一轮试制完毕 可靠性与寿命 ① 可靠性：可靠性以在保证期内的不停车故障数、停车故障数、更换主要零件数和非主要零件数来考核。广义的可靠性还包括产品的可维修性。可靠性高，则维修费用低，提高汽车的使用率（通常汽车的故障中，发动机的故障占主要部分），降低使用成本。一般要求在使用期内（民用柴油机一般1500小时，汽油机500小时）不发生主要零件（如气缸体、气缸盖、曲轴、连杆、轴瓦、活塞、活塞销、活塞环、凸轮轴、气门、气门弹簧等件的断或裂，以及影响喷油泵和增压器功能的主要故障。 ②??寿命：通常以发动机从开始使用到第一次大修期之前的累计运行里程或小时数来表示，通常决定于气缸和曲轴的磨损速率。二者有一个磨损极限值： 发动机选型 1、汽油机还是柴油机 汽油机优点： （1）升功率高（主要是因为转速高）、比质量小、功率密度高； （2）低温起动性能好； （3）工作柔和，振动、噪音小； （4）?制造成本低 柴油机优点： （1）燃油经济性好，不仅最低油耗低，而且万有特性上的低油耗区宽，因此柴油机的使用油耗只有汽油机的2/3左右； （2）柴油机可靠性、耐久性高于汽油机，发生故障少，大部分零件的使用寿命高于汽油机； （3）柴油机可以采用较大的缸径、较高的增压比来提高单缸功率，而汽油机受爆震限制，缸径不能太大、增压比不可太高 2、四冲程还是二冲程 二冲程机燃油、润滑油消耗大，HC排放量大，怠速、低负荷工况运转不稳定；活塞、缸套热负荷大；用扫气泵时噪声大； 采用回流扫气难于获得良好的扫气效率。但缸径、行程、转速相同时，与四冲程相比功率大50—70%，功率密度大、比质量小；缸盖简单，NOX排放少。 3、风冷还是水冷 风冷缺点： （1）噪声大 因机体无水套减振，且风扇和导风罩的振动大； （2）机械效率低 风冷机的风扇消耗的功率比水冷机的水泵、风扇消耗的功率大，水冷机为发动机功率的4—5%，风冷为6—8%； （3）热负荷高 使pe受限制，一般要比相同条件下的水冷机低5%左右，同时也限制了风冷机的缸径（不大于150mm）和增压比； （4）成本高 采用大量铝合金、单体气缸、风扇—风道系统； （5）机油