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一、发动机设计的一般过程
以新发动机的设计为例,其一般过程包括四个阶段:
计划与方案设计阶段;
样机试制与调试阶段;
技术设计阶段;
鉴定与小批试生产阶段
1、计划与方案设计阶段:在调查、研究的基础上,确定
(1) 发展该新产品的原因,主要用途,适用范围
(2 ) 所设计机型的主要技术规范,包括:
① 内燃机型式:
汽油机还是柴油机;
燃烧室型式;
缸径,行程 (活塞排量);
缸数,气缸排列;
冲程数;
冷却方式;
吸气方式 (NA/TC)
② 动力性指标:
标定功率,标定转速;
最大扭矩及最大扭矩转速等
③ 经济性指标:燃油耗率,机油耗率
④ 强化指标:平均有效压力,活塞平均速度
⑤ 运转性能:最高转速,最低怠转速,调速率和转
速波动率
⑥ 重量和外形尺寸指标:净重,外形尺寸 (长×宽
×高)
⑦ 排放、噪声要求
⑧ 可靠性、寿命
(3 )内燃机的主要结构,包括主要零部件结构
(4 ) 内燃机系列化和变型产品情况,进一步强化的可能
性
(5 )其它技术要求,如冷起动等
4 、气缸数及其排列
发动机的气缸数和气缸排列方式对其外形尺寸、平衡性、制
造成本等都有影响,也和产品系列化有关。
(1)气缸数
由发动机功率计算式
p V zn
P e h
e 30
式中
列数太多则发动机结构复杂,难
p e 为平均有效压力,MPa 于制造,且轴承负荷大;优点是发
V 为气缸工作容积,l 动机结构紧凑、长度短、曲轴与机
h
体的刚性好。如V型机比同样缸数、
z 为气缸数 行程的单列式发动机长度缩短35—
n 为发动机转速,r/min 45%,重量轻15—20%。通常缸
数大于等于8的发动机考虑用V型
为冲程数 布置。
5 、 燃烧室型式、气门数目
(1)汽油机:侧置气门式燃烧室结构不紧凑,面容比大、
散热损失多,燃烧速率低,许用压缩比小,目前在ε7的汽油
机上已很少采用。现多用顶置气门式燃烧室。顶置气门式燃烧
室有四种:契形、蓬形 (半球形)、盆形、碗形四种:
(a) 契形 (b) 蓬形 (c) 盆形 (d) 碗形
汽油机燃烧室
(a) 契形 (b) 蓬形 (c) 盆形 (d) 碗形
① 可能达到的平均有效压力p : (b) (a) (d) (c)
e
② 排放:CO、HC: (b)最少, (a)、 (d)次之, (c)较多
③ 可达到的转速: (b)最高,可达5000—6000转/分以上, (a)、(d)次
之,(c)较低,主要是 (b)中的球形在同一D、V 和ε下可布置较大的进气
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