汽油機课程设计.docVIP

中南大学 课题设计说明书 课 题________内燃机课程设计______ 学 院______能源科学与工程学院___ 学生姓名______ 学 号______ 专业班级 ____ __________ 指导教师_______ ___________ 2011年9月5日 内燃机课程设计 1 方案选择及总体设计 内燃机总体设计和方案选择是设计工作的第一阶段，在产品总体设计中要选择和确定内燃机的主要设计参数，在进行热计算和外特性计算及主要零部件设计前，首先要选择零部件的类型、布局方式。如：气缸的布局方式、燃烧室的选择、缸心距的确定、压缩比的选取、活塞行程比的选取、曲柄连杆比的选取等。 汽油机主要参数的确定 （1）冲程数的选择—四冲程 二冲程汽油机和四冲程汽油机相比，尽管当二冲程发动机的工作容积和转速与四冲程发动机相同时，在理论上它的功率应该是四冲程的两倍；且因其做功频率较高，其工作运转较均匀平稳；并且其构造简单，质量小，使用方便。但同时二冲程相比四冲程有以下主要缺点： 二冲程汽油机的热负荷比较高，特别是活塞组的热负荷比较高（活塞顶的平均温度比四冲程汽油机约高50~60℃）?60度夹角的V型机是现在比较普遍的，由于夹角比90度的V型机要小，所以曲轴受发动机的剪力要小些，所以曲轴制造相对简单些90度的V型机（奔驰新S级装备的V6机）承受的剪力就要大些，但是它的好处是可以降低发动机的高度，从而降低整个发动机仓的高度，也就有益于降低整个车身的重心，这对于提高汽车的操控性能是很好的。=3，单列式内燃机。 （3）行程及其缸径的比值 行程S及其缸径D的比值S/D是对汽油机结构和性能有重大影响的参数。 合理地选择S/D应考虑以下因素： 选用较小的S/D，可减小汽油机的高度、宽度和重量。 S/D减小是，汽油机的转速可增加，提高了汽油机的升功率，但增加了运动件的惯性力和企业家的噪声。 S/D比值过小，特别是对直喷式燃烧室的汽油机，为保持一定的压缩比以及燃烧室溶剂与压缩容积比值，必将使活塞与气缸盖之间需要更小的间隙，这就增加制造上的困难。入间隙不能保证，将使发动机各性能指标难以达到。 一般汽车用V型汽油机大多选用较小的S/D值，直列式采用较大的S/D值，即使汽车型号相同时，也可以采用不同的行程，以满足不同用途的需要。 参考文献【1】可知，目前高速柴油机来说S/D值在0.9~1.15范围内，中速柴油机为1~1.25，低速柴油机则为1.6~2.2，汽油机的S/D则在0.8~1.2范围内。本次采用的是S/D值取1.05. （4）缸径和行程 由，代入S/D=1.05，=3，V=0.9L得： D=68mm，S=71mm （5）活塞平均速度 活塞平均速度表征汽油机高速性和强化程度的一项主要指标，对汽油机总体设计和主要零件结构形式影响很大。在功率给定以后，若平均有效压力、活塞行程和缸数维持不变，提高活塞平均速度可使气缸直径减小，汽油机体积小、质量轻。在活塞行程确定后，活塞平均速度可由公式=Sn/30求得。本设计取额定转速n=5500rpm，可得本设计活塞平均速度为=13.02m/s。 但的增加受到下列因素的限制： 提高活塞平均速度，摩擦损失增加，机械效率下降，活塞组的热负荷增加，机油温度升高，机油承载能力下降，发动机寿命降低。 惯性力增加，导致机械负荷和机械振动加剧、机械效率降低、寿命降低。 进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率下降。 随着活塞平均速度的提高，汽油机的平衡、振动和噪声等问题突出。一般汽油机总噪声强度约与转速的三次方成正比。 根据文献【3】有在一般情况下，值为： 汽油机≤17m/s，摩托车发动机更高一些，可以达到20m/s。 柴油机≤13m/s。 （6）气缸中心距及其与缸径的比值 气缸中心距其与缸径的比值，是表征汽油机长度的紧凑性和重量指标的重要参数，它与汽油机的强化程度、气缸排列和机体的刚度有关。 选择气缸中心距是应考虑以下因素： 确定气缸中心距的大小。首先考虑曲轴的曲柄臂的厚度和主轴颈、曲柄销的长度，是主轴承和连连杆轴承有足够的承压面积，并保证曲轴有良好的强度和刚度。 式中：为气缸中心距，mm；为主轴承长度，mm；为曲柄销长度，mm；为曲柄臂厚度，mm。 气缸套型式和水套的布置。 气缸盖的布置。气缸中心距与气缸盖固定螺栓、进排气道和冷却水道的布置密切相关，并将直接影响汽油机的性能、可靠性和寿命，对缸径较小的多缸汽油机可采用整体式气缸盖以缩小气缸中心距。 从增强机体刚度着眼，目前高速汽油机缸心距有缩小的趋势