内燃机课程设计

1、 内燃机课程设计指示书目录：第一章 基本参数21.1 给定参数：21.2选定参数：2第二章 近似热计算32.1 燃料燃烧热化学计算32.2换气过程计算32.3压缩过程计算42.4燃烧过程计算42.5膨胀过程计算52.6示功图绘制62.7柴油机性能指标计算7第三章 动力计算73.1活塞位移、速度、加速度计算73.2活塞连杆作用力分析93.3 曲柄销载荷和连杆轴承载荷113.4 发火次序133.5主轴颈载荷和主轴承载荷计算14第四章 柴油机总体布置15第五章 柴油机零部件简介165.2曲轴175.3活塞175.4连杆175.5气缸盖175.6气缸套175.7凸轮轴175.8喷油泵与喷油器175.9

2、机油系统185.10增压器和进排气管18参考资料18 第一章 基本参数1.1 给定参数： 气缸直径 活塞行程 气缸数 功率 转速 压缩比 冲程数 气缸工作容积 平均有效压力 轻柴油低热值： 燃料采用轻柴油： 1.2选定参数： 机械效率 有效燃油消耗率 v型夹角= 进气管温度 进气升温 残余废气温度 过量空气系数 残余废气系数 增压压力 第二章 近似热计算2.1 燃料燃烧热化学计算1) 理论空气量（kg·mol/kg)理论空气量kg·mol/kg2）新鲜空气量=0.9893（千克摩尔/千克）说明：对柴油机来说，总是大于1以保证喷入气缸的柴油能完全燃烧，柴油机在吸入气缸的空气量

3、一定时，小意味着可以向气缸内多喷油，吸入气缸的空气的利用率高，发出的功率大。3）燃烧产物=1.0209（千克摩尔/千克）4）理论分子变更系数=1.03195）实际分子变更系数=1.03162.2换气过程计算1）进气管内气体压力排气压力2）气缸内排气温度3）进气终点压力4）进气终点温度5）充量系数6）柴油机总空气流量2.3压缩过程计算1) 平均多变压缩指数2) 压缩过程中任意曲轴转角时的压力其中：进气终点气缸容积 对应于时的气缸容积 式中：曲柄半径：r=s/2=0.1425m 曲柄连杆比：3）压缩终点充量的状态参数 压力 温度2.4燃烧过程计算1) 热量利用系数2) 最高燃烧压力 3) 压力升高

4、比4) 燃烧最高温度 燃烧方程式 在温度下，空气的平均等容摩尔热容 在温度下，残余废气的平均等容摩尔热容 由公式： 经试算 其中：在温度下燃烧产物的平均等容摩尔热容5）初期膨胀比2.5膨胀过程计算1) 平均多变膨胀指数2) 膨胀过程中任意曲轴转角时的压力对应于时的气缸容积3）后期膨胀比4）膨胀过程终点状态参数 压力 温度2.6示功图绘制1）理论示功图根据各过程计算结果可以绘出柴油机实际循环的理论示功图，其中燃烧过程按等容等压过程绘制。 图一 图 图二 图2）实际示功图绘制理论示功图没有考虑下列因素的影响，因此必须进行修正才能的到实际示功图。1 没有考虑进排气过程。虽然泵气损失（或泵气功）并入机

5、械损失，不计入指示供，但为了示功图完整，根据进气终点压力和排气压力近似画出进排气过程线。2 、提前点火、喷油提前的影响。压力剧烈升高应该从上止点就开始。3 、燃烧规律的影响。燃烧过程压力线应该连续、圆滑，燃烧最高压力应该出现在上止点后10°左右。4 、排气提前角开启的影响。在下止点前压力就开始下降，即压力线圆滑过渡到排气线，整个过程的换气线应该修圆。 3）修圆后实际示功图的循环指示功比理论示功图小，计算因修圆二减小的放个数。可得示功图丰满系数2.7柴油机性能指标计算1) 平均指示压力2) 指示功率3）指示热效率4）指示燃油消耗率5）有效功率6）平均有效压力7）有效热效率8）有效油耗率

6、 第三章 动力计算3.1活塞位移、速度、加速度计算 图三 s变化曲线 图四 变化曲线 图五 变化曲线其中3.2活塞连杆作用力分析1) 基本作用力 图六 2）往复惯性力 图七3）连杆大头离心惯性力4）连杆作用力5）侧压力 图八6）切向力 图九7）法向力习惯上令 图十3.3 曲柄销载荷和连杆轴承载荷1）曲柄销载荷 . t' k t 图示 曲柄销载荷连杆轴承载荷变换曲柄销上作用有切向力t和法向力z， 图十一 曲柄销载荷示意图2）连杆轴承载荷用坐标变换法计算： 图十二 连杆轴承载荷示意图3.4 发火次序 8 6 2 4 1 3 7 5 9 11 15 13 16 14 10 12 图十三 总切

7、向力变化曲线总切向力平均值266.87kn平均指示扭矩指示功率有效功率3.5主轴颈载荷和主轴承载荷计算1）主轴颈载荷 图十四 t-k图2）主轴承载荷 图十五 t'-k'图 第四章 柴油机总体布置柴油机的整体设计布置，应做到结构紧凑、布置合理、体积小、重量轻。 第五章 柴油机零部件简介5.1机体 16v280的机体采用qt500-7的球墨铸铁整体铸造，具有较高的强度和延展率，能够避免焊接机体因焊缝应力不能彻底消除而会在长期使用中产生变形或断裂的危害。机体采用近似六边形的外形，可获得最大的横向和纵向刚度。5.2曲轴 曲轴采用43crmo合金钢锻坯，全纤维挤压成形，具有比铸铁曲轴更高

8、的强度极限和冲击韧性。轴颈及圆角表面经氮化，不仅提高了轴颈的耐磨性，更大大提高了轴颈圆角不分的疲劳强度，由于其他的热处理工艺。曲轴自由端采用1:50锥度的圆锥面与曲轴齿轮、减振器连接，结构紧凑合理。5.3活塞 采用钢顶铝裙组合活塞、既有震荡冷却方式。钢制的活塞顶保证了顶部和环岸的强度及活塞环槽的耐磨性。中凸椭圆的锻铝裙，不仅重量轻而且与缸套具有良好的配合性能。5.4连杆 并列连杆，42crmo钢制，杆身为工字型截面，全加工并表面抛光。连杆大头与大头盖成40°斜切口，齿形定位，用4个合金钢螺钉拧紧连接。连杆身上钻有油孔，引导曲轴连杆颈的机油至活塞顶不用于冷却。并列式连杆结构简单，润滑可

9、靠，互换性好，维护方便，价格便宜。5.5气缸盖 采用四个螺柱紧固气缸盖的结构，简化了机体结构，减少了重要螺柱的数量，并为总体设计要求的进、排气道同侧布置的结构安排创造了有利条件。5.6气缸套 湿式气缸套，由合金硼铸铁浇铸。气缸套壁厚较大，除了满足强度要求以外，还有良好的抗穴蚀能力。气缸套凸肩尺寸也比较大，有足够的抗弯强度。5.7凸轮轴 柴油机两根凸轮轴分别列于邹游两气缸的外侧，凸轮与轴为整体式结构，工作可靠。5.8喷油泵与喷油器 柴油机采用单体式喷油泵，并设置回油管路，用以改善高速运动的柱塞偶件的工作可靠性，即利用喷油泵的回油带走柱塞摩擦副产生的部分热量，减少柱塞卡滞的可能性。低惯性、长针阀、多空闭式喷油器安装在气缸盖中不的喷油器套管内，利用冷却气缸盖的冷却水同时冷却喷油器，提高了喷油器的工作可靠性。5.9机油系统 柴油机采用叠片铜网滤芯的粗、精机油滤清器