内燃机课程设计柴油机热力设计.doc

内燃机课程设计任务书 一、题目：柴油机热力设计 二、给定参数： 1．活塞排量： 2.4L 2．柴油重量成分：Ｃ＝0.870， H=0.126，O=0.004。 3．柴油的低位发热值：Hu=42860kJ/kg。 三、设计内容 1．方案选择及总体设计（确定主要性能参数和结构参数）。 2．工作循环计算（包括最低转速、最大扭矩、最大功率、最高速度工况）与示功图。 3．热平衡计算与热平衡图。 4．外特性计算与外特性曲线图。 5．绘制曲轴零件图（A1）。 四、设计要求 1．编写设计计算说明书一份，1.2万字左右（20～25页）。 2．用计算机书写文本，用AutoCAD绘图。 3．公式要有出处，符号要有说明。 柴油机热力设计计算说明书 文献综述 1.1柴油机发展现状 1.1.1我国柴油机产业的现状与发展 我国柴油机产业自20世纪80年代以来有了较快的发展，随着一批先进机型与技术的引进，我国柴油机总体技术水平已经达到国外80年代末90年代初的水平，一些国外近几年开始采用的排放控制技术在少数国产柴油机上也有应用。必威体育精装版开发投产的柴油机产品的排放水平已经达到欧1排放限值要求，一些甚至可以达到欧2排放限值要求。但我国柴油机产业的整体发展仍然面临着许多问题。 （1）我国重型柴油车的产量在逐年的增加，中型、轻型车柴油化步伐也在加快，但在微型汽车、轿车领域，柴油车所占比例仍为零。而另一方面，我国中型柴油机市场已呈现供大于求，轻型柴油机市场也趋向饱和，但骨干企业正在生产的多数产品从技术角度已应是淘汰产品，发展潜力不大。 （2）柴油机行业投入不足，严重制约了生产工艺水品、规模发展和自主开发能力的提高。现在，我国柴油机技术基础薄弱，整体技术水平落后国际先进水平10至20年，也落后于国内车用汽油机的发展，还不具备完整的全新柴油机产品和关键零部件开发能力。许多国外普遍采用的技术在我国仍处于研究阶段，有些甚至仍是空白。 （3）我国柴油机技术的落后、产品质量差以及车辆使用中维修保养措施不力，导致低性能、高排放柴油车在使用中对城市环境和大气质量造成不良影响，使社会产生“厌柴”心理。 （4）柴油品质差、柴油标准的制修订严重滞后于汽车工业发展的需要，对柴油机技术的发展以及各种新技术、改善柴油机排放措施的应用造成障碍。 有关专家近日指出，应逐步减少行政干预，加强宏观调控。不同类型的车辆均应以满足法规作为统一标准，鼓励和支持先进柴油车技术的使用；做好车用柴油机发展的全面规划，有步骤、有计划的解决技术水平落后、产品不全、“缺重少轿”等问题，从而提高柴油机的产品质量；加大对柴油机的科技投入，开展重点项目的攻关工作；尽快建立和完善排放及能源法规；尽快实施燃油税，汽油和柴油的燃油税应同时实施，对高品质的燃油实行税收优惠政策；采取切实可行的措施以提高车用柴油的品质，并尽快制定车用柴油标准。 1.1.2国外柴油机技术的现状与发展 现代的高性能柴油机由于热效率比汽油机高、污染物排放比汽油机少，作为汽车动力应用日益广泛。西欧国家不但载货汽车和客车使用柴油发动机，而轿车使用柴油机的比例也相当大。最近，美国联邦政府能源部和以美国三大汽车公司为代表的美国汽车研究所理事会正在开发新一代经济型轿车，同样将柴油机作为动力配置。经过多年的研究、大量新技术的应用，柴油机最大的问题烟度和噪声取得重大突破，达到了汽油机的水平。下面是国外柴油机应用的一些新技术： （1）共轨与四气门技术 国外柴油机目前一般采用共轨新技术、四气门技术和涡轮增压中冷技术相结合，使发动机在性能和排放限值方面取得较好的成绩，能满足欧3排放限值法规的要求。 四气门结构（二进气二排气）不仅可以提高充气效率，更由于喷油嘴可以剧中布置，使多孔油束均匀分布，可为燃油和空气的良好混合创造条件；同时，可以在四气门缸盖上将进气道设计成两个独立的具有为同形状的结构，以实现可变涡流。这些因素的协调配合，可大大提高混合气的形成质量（品质），有效降低碳烟颗粒、HC和NOX的排放并提高热效率。 （2）高压喷射和电控喷射技术 高压喷射和电控喷射技术是目前国外降低柴油排放的重要措施之一，高压喷射和电控喷射技术的有效采用，可使燃油充分雾化，各缸的燃油和空气混合达到最佳，从而降低排放，提高整机（车）性能。 （3）增压中冷技术 采用涡轮增压增加柴油机的空气质量，提高燃烧的过量空气因数是降低大负荷工况排气烟度、PM排放量以及燃油消耗的有效措施。有效的空——空气中冷系统，可使增压空气温度下降到50℃以下，工作循环温度的下降有助于NOX的低排放和ＰＭ的下降，故目前重型车用柴油机都普遍是增压中冷型，不仅有助于低排放而且燃油经济性良好。此外，涡轮前排气旁通阀的应用，不仅能降低ＰＭ和ＣＯ的排放，还可以改善涡轮增压柴油机的瞬态