内燃机课程设计

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1、- - 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_ _ 2011 年 9 月 5 日 - - 2 - 内燃机课程设计内燃机课程设计 1 方案选择及总体设计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。 1

2、.1 汽油机主要参数的确定汽油机主要参数的确定 （1）冲程数的选择）冲程数的选择四冲程四冲程 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： 1) 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 5060）,而且气缸内压力总是大于一个大气压，使活塞环在环槽中 活动性减小，积碳不易排除，容易使活塞环失去工作能力；由于作用在轴承上的负荷是 单向的，这对润

3、滑不利。使二冲程汽油机的使用可靠性与寿命不如四冲程汽油机。 2) 二冲程汽油机换气质量差，使燃烧条件变差，同时带动换气泵业需要消耗一部分功率， 且有一部分新鲜可燃混合气随同废气排出，因此其经济性不如四冲程汽油机。 3) 二冲程汽油机热负荷较高， 因而对机油质量要求比四冲程汽油机高； 由于机油容易窜入 扫气孔和排气孔边缘， 随气流进入气缸燃烧或从排气管排出， 因此， 机油的消耗率较大。 4) 高压泵与喷油嘴的工作较繁重，寿命较短。 此外，二冲程汽油机的噪音、排气污染都比四冲程汽油机严重，因此二冲程汽油机在汽 车上很少用，在摩托车上应用较广。 因此本设计中选四冲程汽油机（=4） 。 （2）气缸数和

4、布置方式的选择）气缸数和布置方式的选择三缸、单列式三缸、单列式 发动机的汽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。 由于发动机排量等于气缸的排量与气缸数的乘积， 所以在发动机排量相等的条件下， 气缸数 越多，每一气缸的尺寸就越小，零件尺寸也小。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， 则内燃机的升功率和缸数的平方成正比。 也就是说多缸发动机比较紧凑 轻巧，往复质量平稳性好，转矩匀称性得到改善，使多缸发动机运转平顺，而且启动容易， 加速响应性好。同时发动机的转速也可以高些，升功率也提高，但是，随着气缸数的增加， 发动机零件数量增加， 结构复杂， 可靠度

5、下降， 质量和尺寸相对增大， 制造成本也相应提高。 汽车发动机的气缸数量有 2 缸、3 缸、4 缸、5 缸、6 缸、8 缸、12 缸等，其中 3、4、6、 8 缸最多。 对汽车发动机来说，一般采用两种气缸排列方式，一种是单列式，亦称 L 式，其特点 是结构简单，可以使用一个整体式气缸盖，单列式发动机可以是气缸直列的（即直列式发动 机） ；也可以是斜置式或水平安置的，发动机中气缸直立的和斜置的比较多。令一种气缸排 列方式是两列气缸成 V 型排列，其特点是总体结构比较紧凑，由于发动机的长度和高度尺 寸比较小，在汽车上布置起来比较方便，缺点是机体形状比较复杂，至少需要使用两个气缸 盖，所以制造成本较

6、高。 - - 3 - 六缸以下的发动机绝大多数是单列的，其气缸轴线坐在平面与地面垂直或倾斜医德角 度，后者是为了降低发动机的总高度多用于小轿车。气缸轴卧式内燃机，机器总高度大大减 小，可以布置在汽车底盘中部的车厢地板下面，有利于改善汽车面积的利用率、视野性、操 作性和机动性好，适用于大型客车和重型货车。 排量 1L 以下的轿车发动机绝大多数是 L3 发动机（单列式 3 缸发动机） ；而排量在 1L 和 2L 发动机前置并前驱的轿车和轻型货车大多数采用 L4 发动机；L5 发动机常用在发动机 前置，而用 L4 发动机长度太小，用 L6 发动机长度又太长的场合，但 L5 发动机平衡性差， 需加上一套比较复杂的平衡机构， 所以相对来说， 用的比较少； L6 发动机常用在排量为 2L-3L 的中高级轿车的增压发动机和中型以上的各种客货载重车的自然吸气和增压发动机上， 其平 衡性比 4 缸