毕业设计--柴油机的设计

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1、 - 1 - 第一章第一章 前前 言言 内燃机以其热效率 高、结构 紧凑，机 动性强，运 行维护简便 的优 点著称于世界。柴油 机的发展已 有一百多年 的历史，通过这 一长时期 的不断改进和提高， 已经发展到 了比较完善 的程度。 目前世界上内燃机 的拥有量大 大超过了任 何其它的热力 发动机 ， 在国民经济中占有 相当重要的 地位。 现代内燃机 更是成为了 当今用量 最大、用途最广 、无一与 之匹敌的最 重要的热能机 械。而柴 油机是目 前产业化应用的各 种动力机械 中热效率最 高、能量利用率 最好、最节 能的机型，它已经成为汽 车、农 业机械 、工程机械 、船舶 、内燃机 车、 地质和石油

2、钻机 、军用、通用设备 、移动和备用 电站等装备 的主要配 套动力。 小型柴油机比汽油 机节油 15%30%，二氧化 碳各种废气 的排放 也比汽油机的要低 。其应用 范围越来越 广。随着强 化程度的提 高，柴 油机单位功率的重 量也显著降 低。为了节能，各 国都在注重 改善燃烧 过程，研究燃用低 质燃油和非 石油制品燃 料。此外，降 低摩擦损失、 广泛采用废气涡轮 增压并提高 进气量、进一步轻量化 、高速化 、低油 耗、低噪声和低污染 ，都是柴油 机的重要发 展方向。 随着柴油机技术的 发展，加上柴 油汽车在动 力性、经济性和 大修 期等方面比汽油车 占优势，汽车 柴油化的趋 势越来越明显。交

3、通部门 专家预测：由 于清洁燃料 汽车（电 动车、太 阳能车 、燃氢汽车等 ）近 期难以实现技 术上的突 破，还无法 达到实用 普及，21 世纪将是柴油 机大行其道的时代。 1.1 柴油机技术概述及发展趋势 1.1.1 概述 1882 年德国人狄赛尔 （Rudolf Diesel）提出了 柴油机工作 原理， 1896 年制成了第一 台四冲程 柴油机。一 百多年来 ，柴油机技 术得以 - 2 - 全面的发展，应 用领域越来 越广泛。大量研究成果 表明，柴 油机是目 前被产业化应用的 各种动力机 械中热效率 最高、能量利用 率最好、最 节 能 的 机 型 。 装 备 了 最 先 进 技 术 的 柴

4、 油 机 ， 升 功 率 可 达 到30 50kW/l ， 扭 矩 储 备 系 数 可 达 到0.35以 上 ， 最 低 燃 油 耗 可 达 到 198g/kWh，标定 功率油耗可 达到 204g/kWh；出于对能 源和环保 因素的考虑，汽车 柴油化已经 成为一种国际 潮流。以美、日、欧柴油 车的发展势头足以 说明这一点 ：在美国 ，汽油最便 宜，只相 当于欧洲 的 1/3 至 1/4，可是美国的商用车 大部分仍使用 柴油发动机 ，欧洲有 20%的轿车和 90%的商用车采用 柴油机，日 本 9.2%的轿车和 38%的 商用车采用柴油机， 并且这一比 例还在逐年 上升。 柴油机被广泛应用 于船舶

5、动力 、发电 、灌溉、车 辆动力等广 阔的 领域，尤其在车用 动力方面的 优势最为明 显，全球车用 动力“柴油 化” 趋势业已形成。据 专家预测， 在今后 20 年，甚 至更长的时 间内柴油 机将成为世界车用 动力的主流。 世 界汽车工业发 达国家政府 对柴油机 发展也给予了高度 重视，从税收、燃料供应等方 面采取措施 促进柴油 机的普及与发展。 1.1.2 柴油机技术的发展 趋势 现代柴油机车 无论是在动 力性、环保性 还是在舒适性、可靠性方 面都已经有了长足 的进步，甚至 已经超过了 很多汽油机车。人们越来 越发现柴油机的无 穷魅力 ：高扭矩 、高寿命 、低油耗 、低排放 。尤其 是在能源

6、危机的今 天， 柴油机已成 为解决汽车能 源问题最现 实和最可 靠的手段之一，现 在 100%的重型车和近 30%的乘用车都在 使用。大 量研究成果表明， 柴油 机是目前被 产业化应用的 各种动力机 械中热效 率最高、能量利用率 最好、最节 能的机型。 现在，科技的发展日 新月异，柴油 机新技术的开 发和应用所 需要 的时间也越来越短，尤其是现代，随着柴油机电 控喷射和高 压共轨喷 射，增压中冷 及后处理技 术，以及 排气再循环（EGR）技术 等相关新 技术的不断应用，柴 油机的设计 和制造已经 发生了革命性 的变化。 今后，内燃机的 发展将着重 于改进燃烧 过程，提高 机械效率 ，减 少散热损失，降 低燃料消耗 率；开发 和利用非石油 制品燃料 、扩大燃 - 3 - 料资源；减少排气 中有害成分 ，降低噪声 和振动，减轻 对环境的污 染； 采用高增压技术 ，进一步强 化内燃机 ，提高单机功 率；研制 复合式发 动机、绝热式涡 轮复合式发 动机等；采用微处理机 控制内燃机 ，使之 在最佳工况下运转 ； 加强结构 强度的研究， 以提高工