内燃机设计教案.doc

青岛工学院 教 案 20 15 ～20 16 学年第 2 学期 所 在 学 院： 机电工程学院 教研室(实验室)： 能源与动力工程 课 程 名 称： 内燃机设计 授 课 教 师： 董吉凯 授 课 班 级： 2013级能源与动力工程（1）班 使 用 教 材： 袁兆成编著《内燃机设计》第2版 审 查 人(签字)： 青岛工学院教务处制 内燃机设计 课程教案 授课时间 2016年3 月8日 第 1 周 周 二 第 7、8 节 2016年3 月11日 第 1 周 周 五 第 5、6 节 授课章节 第一章 内燃机设计总论 教学目的、要求 1、掌握内燃机设计的一般思路 2、熟悉 1、计划阶段 此阶段由下述环节组成： 1）?确定任务 主要是根据市场需要和法规需要 (进行必要性、可行性论证)，这个环节应该是企业产品规划中确定的，有长期规划，也有短期规划。 2）?组织设计组—根据任务挑选合适人选。 3）?调查研究 a 访问市场和用户，征求对产品的要求； b 了解制造厂的工艺条件、设备能力以及配件供应情况； c 收集同类先进产品的资料，考察同类产品； d 确定参考样机。 教学内容 及过程 4）确定基本性能参数和结构形式（概念设计阶段）。 主要是通过: 同类型机型对比、热力学计算、动力学计算和整机一维模型仿真分析。 5)拟订设计任务书 2、设计实施阶段 1)内燃机总布置设计，确定主要零部件的允许运动尺寸、结构方案、 2)按照企业标准编制零部件图纸目录。 3)部件三维图细致设计、零部件工作图、纵横剖面图。 3、检验阶段 1)? 试制多缸机样机 2) 多缸机试验（磨合、调整、性能试验、耐久试验、可靠性试验、配套试验和扩大用户试验） 3) 改进与处理阶段 4)内燃机设计的“三化” 4、改进与处理阶段 1)样机鉴定与改进. 2)小批量生产和扩大用户试验 二、内燃机的主要设计指标 1、动力性指标 1） 功率Pe 2）转速 n n 增加 对提高 Pe有利，但是转速增加后： ⑴惯性力 ，导致负荷增加，平衡、振动问题突出，噪音增加； ⑵工作频率增加——热负荷增加； ⑶摩擦损失增加，导致 ηm 下降、ge 升高、磨损加剧，寿命缩短； ⑷进排气系统阻力增加 ，使ηv 变小； 3）最大扭矩 教学内容 及过程 2、经济性指标 1）燃油消耗率 ge (克/千瓦小时) 2）机油消耗率 gm (克/千瓦小时) 3）耐久性、可靠性指标 可靠性—在规定的运转条件下，规定的时间内，具有持续工作，不会因为故障而影响正常运转的能力。 耐久性—从开始使用起到大修期的时间。 4、重量、尺寸、外形指标 是评价设计的紧凑性和金属利用程度的指标。 比重量 gw=G/Pe(kg/kw)； 体积功率 Pv=Pe/V(kw/m3) 5、低公害指标 6、制造、使用、维护指标 三 、内燃机的选型 1、柴油机、汽油机或气体燃料发动机 现在广泛使用的内燃机主要是柴油机、汽油机和气体燃料发动机。在选择内燃机时首先碰到的问题就是选择什么内燃机。 从两方面考虑 内燃机本身的技术经济特点和市场需求。 地区或国家对环境和能源应用分布的要求。 2、冲程 四冲程：使用可靠，工作柔和，耐磨，经济性好，指标稳定，生 产、使用经验丰富； 二冲程：单位时间内工作循环多一倍，实际功率输出大50~70%，体积小，重量轻，结构简单，但经济性差。 教学内容 及过程 3、冷却形式 水冷： 1) 冷却均匀效果好； ??2)ηv 大，pe大； 3)受外界影响小; 4)噪音低. 风冷： 1)散热不好，热负荷高，油嘴易堵，机油易变稀，磨损大； ??2)可在沙漠等缺水地带使用，无冻裂； 3)噪音大，因为无水套吸音； 4)铸造困难； 5)冷却系结构简单，无漏水； 6)单体结构，维修成本低。 4、气缸的布置 主要由发动机的使用环境决定。 单列：结构简单，使用维修方便。 双列：在增加功率，提高车厢面积有效利用要求下，趋向采用双列，双列有V型、错缸型（缸心线平行和缸心线不平行两种） 卧式：可布置在底盘中部或后部，大幅度降低高度，改善面积利用率，开阔视野，提高了操纵性、机动性。