1、 毕业设计（论文）开题报告 （学生填表） 学院： 车辆与动力工程学院 2012 年 3 月 24 日 课题名称 D397 柴油机设计（活塞连杆组） 学生姓名 专业班级 热发 083 课题类型 工程设计 指导教师 职称 教授 课题来源 生产 1.设计（或研究）的依据与意义 近年来随着国家对农业的越来越重视，大力推行机械化生产，这就对农业机械的应用带来了新的挑战，而对于机械来说动力是最重要的，所以找到一款既实用有经济的发动机是很重要的。另外，国家出台了一系列 优惠政策，使我国农民的购机成本下降了 30%左右，有利于出尽农民的购机积极性，从而使我国的农机市场快速发展起来。 Z397 系列柴油机：标定
2、功率为 38KW、标定转速为 2800 r/min，主要适用于发电机组，小型农业机械，小型工程机械 等等。而国内匹配此机型的发动机有 云内动力 3100QB 系列 、 山东潍柴 226B 系列 、 江门康明 斯 4BT3.9-G2、 天津雷沃 38GF 系列等等 .现在国内这类产品 还 不是很多，因此 Z397 有很大的竞争力。 Z397 系列柴油机面对其他同类产品还是有很大的优势的： 1： Z397 采用废气涡轮增压技 术，在我国农机产品中使用涡轮增压的还很少，在同排量的情况下，最大限度优化噪音，系统降低重量的同时，最大限度的挖掘发动机的动态性能，而且他的效率并没有降低。在燃油消耗率上也比非
3、增压的发动机低，性能有了很大的提升。 2： Z397 采用废气涡轮增压技术，在排放要求上更能达到国标准甚至更高，目前国内很少有农用发动机能做到这一点，所以在同类产品中优势巨大，具有很大的发展潜力。 3： Z397 采用直列三缸排布，因此结构简单，造价成本低，维修费用少，作为农机用品，这一点尤其重要，使用方便易于维修是 Z397 的一大优势。 有上 可得出结论： Z397 系列柴油机在国内农机市场中还是具有很大的优势的，具有大的发展潜力。 2.国内外同类设计（或同类研究）的概况综述 现代先进的发动机，其活塞的设计相当复杂，已发展成为集轻质高强度新材料、异形外圆复合型面 (裙部为中凸变椭圆型面 )
4、、异形销孔等多项新技术于一体的高技术含量的产品。活塞的加工精度要求高，其裙部横向椭圆度精度达0.005mm，纵向中凸曲线精度达 0.005-0.01mm。 目前 国内外轻、中型汽车汽、柴油发动机以及轿车发动机活塞大多采用了共晶 (亚共晶 )型 Al-S 合金。该类合金含 Si 量一般 在 8 5 -13，为了提高合金的室温及高温性能在其中加入了 Cu、 Mg、 Mn、 Ni 等合金元素进行多元合金化 。 国外著名发动机制造厂 (如 Cummins、 Renault 等 )和国内玉柴、锡柴等发动机制造厂均采用 此类 材料制造 的活塞。 活塞作为发动机的心脏，是一种技术含量比较高的零部件。由于其工
5、作条件恶劣，高的机械负荷和热负荷常常导致活塞销座的开裂、环槽的早期磨损、活塞顶面燃烧室喉口边缘热裂等故障。因此有必要对 活塞进行有限元分析计算，掌握活塞热应力和机械应力的分布规律，为活塞的设计提供有力的依据。活塞的设计方法随着社会的不断发展出现了各种先进的设计、试验和工艺手段，如有限元技术在设计上大幅度的提高了活塞的强度；活塞的温度场有限元分析，能非常准确的模拟活塞的实际工作环境温度。使发动机的功率不断的增加，尾气的排放相对以前也得到了较大的改进，提高了设计的效率和科学性。 传统连杆加工工艺中其材料一般采用 45 钢、 40 r 或 40MnB 等调质钢，但现在国外所广泛采用的先进连杆裂解（
6、conrod fracture splitting）的加工技术要求其脆性较大，硬度更高，因此，以德国汽车企业生产的新型连杆材料如 C70S6 高碳微合金非调质钢、 SPLITASCO 系列锻钢、 FRACTIM 锻钢和 S53CV-FS 锻钢等 (以上均为德国 din 标准 )。 国外还采用粉末烧结锻造工艺生产汽车发动机连杆 。粉末冶金连杆的强度、韧性通过锻造提高粉坯的密度和添加合金元素，使粉末锻造连杆具有足够的淬透 性以达到 锻钢连杆的 水平。 目前，国外对连杆对分离面的最新加工方法是胀断工艺。利用初始的人为的断裂源 (用拉刀加工 V 型槽或用激光加工 V 型槽 )，再用一个胀开装置将大头孔沿 V 型槽处断开。断开后的连杆体、盖分离面具有完全啮合的犬牙交错的结构，能保证分离面精确吻合，同时简化了连杆螺栓孔的加工工序，节省材料、人工和设备，且效率高，适合大规模生产。
