4108柴油机设计说明书.doc

课 程 设 计 任 务 书 （C组） 能源与动力工程学院 动力机械教研室 2005年10月 目 录 一 目的与要求 二 设计任务 附录一 热力学计算参考 附录二 动力学计算参考 一 目的与要求 1. 目的 本专业方向的课程设计是《发动机现代设计》课程的后续教学环节，旨在对刚学习过的发动机设计课程以及发动机原理课程的知识进行综合运用，加深对专业知识的理解。在课程设计环节，通过总体性能计算（热计算与动力计算）将发动机的结构参数与性能参数结合起来，弄清结构与性能之间的内在联系；通过发动机总体布置图设计，对发动机的总体结构有一个全面而具体的了解，并深化对发动机各主要零件的作用和设计要求的理解。 2. 要求 对提供的教学参考资料要认真分析，在理解的基础上借鉴，不要盲目照搬照抄。独立完成，可以讨论，不许抄袭；按时完成，不许延期。交课程设计材料（计算说明书与图纸）时必须通过指导教师的考核。计算说明书应包括：计算目的、已知条件、变量说明、计算结果及说明（分析）等，其中动力计算应有受力分析图，曲线应标明坐标及单位。所绘图纸应符合工程图纸规范要求。计算说明书课程设计开始后两周内完成，第8周周五下午交；图纸第12周周五下午交。 二 设计任务 4108柴油机设计 1. 技术参数 机 型： 立式、直列、水冷、四冲程、自然吸气 燃烧室型式： 直喷式 气 缸 直 径： 108mm 活 塞 行 程： 115mm（曲柄半径：57.5mm） 缸 数： 4 压 缩 比：17 发 火 顺 序： 1-3-4-2 标定功率（kW）/转速（r/min）： 64/2600（单号），60/2400（双号） 最大扭矩（N.m）/转速（r/min）：254/1300~1700（单号）250/1200~1600（双号） 外特性最低燃油耗率（g/kW.h）： 220 标定工况燃油耗率（g/kW.h）： 240 机油耗率（g/kW.h）： ≤1.4 调 速 率： ≤8% 怠速（r/min）： 650（单号），600（双号） 曲轴旋转方向（从前端看）： 顺时针 气门间隙（冷态）： 进气门0.3～0.4，排气门0.4～0.5 冷却方式： 强制水冷 润滑方式： 压力、飞溅复合式 启动方式： 电启动 配气定时： 进气门开，上止点前17oＣＡ；进气门关，下止点后43oＣＡ 排气门开，下止点前61oＣＡ；排气门关，上止点后18oＣＡ 供油提前角： 上止点前18±2oＣＡ 2. 任务内容 1） 热力计算（要有计算说明书） 2） 动力计算（要有计算说明书，要求作出受力简图，标出各力） 3） 绘制柴油机的纵剖面或横剖面图 注：（1）应给出完整的计算结果，并绘制计算结果曲线图； （2）热计算应得出示功图（P-V图） （2）动力计算要求得出pj-φ，pH-φ，pc-φ，p-φ，pT-φ，pN-φ，RB-φ， ΣMK—φ曲线。其中pg-φ(热计算得出)，pj-φ，p-φ绘一张图；pc-φ，pT-φ， pN-φ，RB-φ绘一张图；ΣMK—φ绘一张图。 最后要对Pe进行校核： 要求误差在±3%范围内。 3. 其他有关数据 活塞质量：1.32kg 活塞销质量：0.58kg 活塞环总质量：0.088 连杆大头质量（直开口/斜开口, kg）：1.67/1.75(L=200)，1.89/1.98(L=210) 连杆小头质量(kg)：0.624(L=200)，0.704(L=210) 连杆长度：200（1~6班），210（7~13班） 曲柄销直径：70mm 曲柄销长度：40mm 主轴颈直径：85mm 主轴颈长度：36mm 曲柄臂厚度：28mm 曲柄臂宽度：126mm 附录一 热力学计算参考 热计算为发动机实际循环的近似计算，根据发动机的主要结构参数对各热力参数、指示参数、有效参数进行估算。其作用： 1、在一台新内燃机的设计过程中，大致确定气缸内的压力和温度变化情况，绘出示功图，为以后所必须进行的动力计算和强度校核提供原始数据。 2、可以对发动机方案设计中所确定的指标、尺寸、结构起到一定程度的校核作用。 热计算的局限性： 1、是一种近似的、半经验的估算方法、其计算结果的精确性依赖于大量经验数据的选取是否恰当。 2、一般只能进行标定工况的计算，其它工况不适用，须另找实验统计资料选取或进行详细的工作过程模拟。 3108柴油机热计算（参考） 一、已知参数 缸径D=0.108 m 行程S=0.115 m 缸数i=3 压缩比ε=17 标定功率（kW）/转速（r/min）：45/2400 每缸工作容积（l）Vh=πD2S/4= 曲柄半径与连杆长度比R/L= 大气压力p0=1.013x105Pa 环境温度T0=293K 燃油平均质量成分