内燃机课程设计---柴油机热力设计

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1、 课题设计说明书课题设计说明书 课课 题题_内燃机课程设计_ 学学 院院_能源科学与工程学院_ 学生姓名学生姓名_ 学学 号号_ 专业班级专业班级 _ _ 指导教师指导教师_ _ 2012 年 9 月 10 日 内燃机课程设计任务书内燃机课程设计任务书 一、题目：柴油机热力设计一、题目：柴油机热力设计 二、给定参数二、给定参数： 1活塞排量： 1.5L 2柴油重量成分：0.870， H=0.126，O=0.004。 3柴油的低位发热值：Hu=42860kJ/kg。 三、设计内容三、设计内容 1方案选择及总体设计（确定主要性能参数和结构参数） 。 2工作循环计算（包括最低转速、最大扭矩、最大功率

2、、最高速度工况）与示 功图。 3热平衡计算与热平衡图。 4外特性计算与外特性曲线图。 5绘制曲轴零件图（A1） 。 四、设计要求四、设计要求 1编写设计计算说明书一份，1.2 万字左右（2025 页） 。 2用计算机书写文本，用 AutoCAD 绘图。 3公式要有出处，符号要有说明。 2 2 方案选择及总体设计方案选择及总体设计 根据不同方案优缺点的比较，确定所设计的柴油机的冲程数、汽缸数，气缸 排列方式、发火次序，压缩比及增压形式、燃烧室形状、燃油喷射系统，设定额 定转速、 曲柄半径与连杆长度比、 缸径、 行程， 因此得到活塞平均速度、 缸心距。 再对发动机的这个布置进行总体设计，包括凸轮轴

3、，水泵，机油泵，齿轮传动机 构，进气管的布置。 2.12.1 柴油机主要参数的确定柴油机主要参数的确定 （1 1）冲程数的选择）冲程数的选择 二冲程柴油机与四冲程柴油机相比，主要有以下优缺点： 二冲程柴油机的热负荷较高，特别是活塞组的热负荷较高（活塞顶的平均温度 比四冲程柴油机高约 50-60） ，而且气缸内压力总是大于一个大气压，使活 塞环在换槽中活动性较少，积碳不易排除，容易使活塞环失去工作能力；由于 在轴承上的负荷是单方向的，这对润滑不利。使二冲程柴油机的可靠性与使用 寿命不如四冲程柴油机。 换气质量较差，使燃烧条件变差，同时带动换气泵也需要消耗一部分功率，因 此燃油经济性比较差。 二冲

4、程柴油机热负荷较高，因而对机油质量要求也较高；由于机油容易串入扫 气孔和排气孔边缘，随气流进入气缸燃烧或从进气管派出，因此，机油的消耗 率较大。 高压泵和喷油嘴的工作较繁重，寿命较短。 此外，二冲程柴油机的噪声、排放污染等都比四冲程柴油机严重，而且比较烧 机油。市场上车用柴油机绝大多数采用四冲程的设计方式。本设计中选取四冲 程柴油机（=4） 。 （2 2）气缸数和布置方式的选择）气缸数和布置方式的选择 发动机气缸数和气缸布置方式，对其外形尺寸、平衡性和制造成本等都有很 大影响。汽车发动机是按发动机排量分等级的，例如 1L、2L、25L 等指的就是 发动机的排量。由于发动机排量等于气缸的排量与气

5、缸数的乘积，而气缸排量又 是活塞顶面面积与发动机活塞行程的乘积，所以，在发动机排量相等的条件下， 气缸数越多，每一缸的尺寸就越小， 零件尺寸也越小。 在给定的功率要求 下， 如果平均有效压力和活塞平均速 度不变， 则内燃及的升功率将与缸数 的平方根成正比。也就是说，多缸发 动机比较紧凑轻巧， 往复质量平衡性 较好，转矩均匀性得到改善，使多缸 发动机运转平顺，而且启动容易，加 速响应特性好。同时发动机转速也可以搞些，升功率也提高，但是，随着缸数的 增加，发动机零件数量增加，结构复杂，可靠度下降，质量和尺寸相对增大，制 造成本相应提高。 汽车发动机的气缸数量有 2 缸、3 缸、4 缸、5 缸、6

6、缸、8 缸、12 缸等，其 中 3、4、6、8 缸为最多。 对于发动机来说，一般采用两种气缸排列方式，一种是气缸成一字形排列， 称为单列式发动机，亦称 L 型。其特点是结构简单，可以使用一个整体式气缸， 单列式发动机是气缸直立的（亦称直列式发动机） ；也可以是斜置的（亦称斜置 式或卧式发动机） 。发动机中气缸直立斜置的用的较多。另外一种气缸排列方式 是两列气缸成 V 形布置的 V 型发动机 i。 本次设计采用 4 缸直列式内燃机。 （3 3）压缩比）压缩比 压缩比直接影响柴油机的性能、机械负荷、启动性能以及主要零件的结构尺 寸。在一定范围内，汽油机的热效率随压缩比的增加而提高，增大压缩比也可使 柴油机的启动性能活得改善。但压缩比的提高将使气缸最高爆发压力相应上升， 机械负荷增加，对柴油机的使用寿命有影响。 压缩比是另一个影响燃烧相位较大的因