CY4100ZLQ柴油機(jī)缸蓋設(shè)計(jì)計(jì)算

1、汽車與交通工程學(xué)院School of Automotive and Traffic Engineering本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) CY4100ZLQ柴油機(jī)缸蓋設(shè)計(jì)計(jì)算The Design and Calculation of Cylinder Head of CY4100ZLQ Diesel Engine學(xué)院名稱： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱： 2015 年6月目 錄摘要IAbstractII第一章 緒論11.1內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋的研究及發(fā)展現(xiàn)狀11.2 所要解決的問題和注意事項(xiàng)2第二章 CY4100柴油機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)32.1 主要技術(shù)指標(biāo)32.2 整機(jī)技術(shù)規(guī)格3第三章 氣缸

2、蓋的設(shè)計(jì)43.1 氣缸蓋的工作條件43.2 氣缸蓋的設(shè)計(jì)要求53.3 氣缸蓋材料的選擇5 3.4 氣缸蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)93.5 氣缸蓋基本尺寸的確定16第四章 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)計(jì)算194.1參數(shù)選擇194.2設(shè)計(jì)計(jì)算及說明20第五章 氣缸蓋的熱力計(jì)算265.1 參數(shù)選擇265.2 燃料熱化學(xué)計(jì)算275.3 燃燒過程的熱力計(jì)算28總結(jié)31致謝32參考文獻(xiàn)33摘要 柴油機(jī)以其較高的熱效率、扭矩特性和可靠性被廣泛用作船舶、固定式裝備及各種車輛。隨著世界范圍內(nèi)燃油價(jià)格的持續(xù)升高和公眾環(huán)保意識(shí)的提高，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)越和低污染的直噴式柴油機(jī)尤其受到越來越多用戶的青睞。隨著人們對(duì)柴油機(jī)要求的不斷提高，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)者們

3、開始做大量細(xì)致的工作，以期在不犧牲其它指標(biāo)的情況下達(dá)到提高功率，減少外形尺寸，增加使用壽命和降低制造成本的目的。這就對(duì)柴油機(jī)中的氣缸蓋的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。本文通過參考柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)，進(jìn)行CY4100柴油機(jī)缸蓋的設(shè)計(jì)計(jì)算。然后運(yùn)用Autocad軟件對(duì)其進(jìn)行繪圖。運(yùn)用Excel軟件進(jìn)行活塞運(yùn)動(dòng)規(guī)律計(jì)算，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行強(qiáng)度校核，同時(shí)，對(duì)氣缸蓋材料的選擇、冷卻水道的布置、進(jìn)排氣道以及缸蓋螺栓的布置等問題進(jìn)行了討論，以滿足現(xiàn)代高速發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。關(guān)鍵詞：柴油機(jī)，氣缸蓋，設(shè)計(jì)，強(qiáng)度校核Abstract Diesel engine with its higher thermal efficiency an

4、d torque characteristics and reliability are widely used in ships, fixed equipments and a variety of vehicles. With the worldwide rise in fuel price and the continued improvement of public awareness of environmental protection, direct injection diesel engine with its economy and superior low-polluti

5、on is favored by more and more customers. As the requirements for the continuous improvement of diesel engine, engine designers have begun to do a lot of painstaking work, with a object that without sacrificing other indicators to improve power, decrease size, increase service life and reduce manufa

6、cturing costs. This makes a higher demand on the design of cylinder head of diesel engine. In this paper,the cylinder head of CY4100 Diesel engine has been designed reference to Diesel Engine Design Manual.Then the Autocad software was used for drawing. The Excel software was used to calculate the r

7、egularity of the moving parts of pistons.On this basis items,the moving parts strength has been verified.Meanwhile the cylinder head material selection,the cooling channel collocation,collocations of intake port and exhaust port and the cylinder head bolts arrangement were also discussed to meet the

8、 requirements of modern high-speed engine.Key words：Diesel Engine,Cylinder Head,Design,Strength Verify第一章 緒論1.1內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋的研究及發(fā)展現(xiàn)狀目前,柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)是加快開發(fā)與配套主機(jī)更加適應(yīng)的節(jié)能、節(jié)材和高可靠性的新一代機(jī)型；現(xiàn)有產(chǎn)品提高可靠性和改善噪聲、煙度等強(qiáng)制性指標(biāo)是當(dāng)務(wù)之急；直噴化、輕量化、適當(dāng)強(qiáng)化和多缸化都是未來的發(fā)展方向。但只能根據(jù)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)發(fā)展逐步實(shí)現(xiàn)，還必須與主機(jī)的匹配性能提高、匹配合理化相結(jié)合，與配套主機(jī)的改進(jìn)、提高及更新?lián)Q代同步發(fā)展。 對(duì)于缸蓋的氣道的研究。從充氣

9、效率分析，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性與充氣效率成正比，進(jìn)氣排氣對(duì)充氣效率的影響是不同的，進(jìn)氣的影響更大。對(duì)于柴油機(jī)本身，要求進(jìn)氣要帶有渦流，以保證正常的燃燒效果，但是在缸蓋氣道方面，充氣效率和渦流比是相反的，提高渦流比就會(huì)使充氣效率降低。在設(shè)計(jì)時(shí)，自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣門直徑合適比例為1.2:1，并對(duì)低流阻的進(jìn)氣道和低流阻的排氣道的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。 氣缸蓋燃燒室側(cè)直接受到高溫、高壓燃?xì)獾淖饔?。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜工況嚴(yán)酷，為了保證可靠性，對(duì)缸蓋的承載機(jī)理做了研究。主要集中在：燃?xì)獗l(fā)壓力作用在氣缸蓋底板上時(shí)，機(jī)械載荷在氣缸蓋整體結(jié)構(gòu)中的分布；氣缸蓋的底板作為氣缸中直接承受燃?xì)鈮毫Φ臋C(jī)構(gòu)區(qū)域，氣缸內(nèi)的爆發(fā)壓力傳遞到氣缸

10、蓋其他各結(jié)構(gòu)部分的方式。主要研究部位為氣道、氣門導(dǎo)管座孔、中隔板和加強(qiáng)筋等。 氣門座圈和導(dǎo)管壓入氣缸蓋后的精加工作為氣缸蓋機(jī)械加工的關(guān)鍵,其加工質(zhì)量將直接影響氣門的密封性,對(duì)整機(jī)性能及排放起著至關(guān)重要的作用。對(duì)氣門座圈加工的定位、精加工工藝、刀具的結(jié)構(gòu)形式、加工工藝對(duì)精度的影響做了分析。針對(duì)不相同的結(jié)構(gòu)，用不同刀具加工，及對(duì)加工精度的分析。針對(duì)不同的產(chǎn)品前景，對(duì)加工機(jī)床有這不同選擇。提出了隨刀具材料、結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展，對(duì)工藝的改進(jìn)，精度提升，效率提高的展望。近年來，已開展的有關(guān)研究工作，主要集中于缸蓋，冷卻水腔等的三維造型設(shè)計(jì)，氣道內(nèi)氣體流動(dòng)的三維數(shù)值模擬計(jì)算以及建立完整的、以應(yīng)用于實(shí)際工程設(shè)計(jì)

11、為目的的CAD等，同時(shí)在其他方面也做了先期的預(yù)研究工作。1.2 所要解決的問題和注意事項(xiàng)在缸蓋的設(shè)計(jì)與改進(jìn)中，目前最主要的目標(biāo)是優(yōu)化冷卻水的流動(dòng)和提高結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度。缸蓋不同位置處的冷卻強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)不同位置處的溫度和熱流密度來確定，冷卻不足則局部熱負(fù)荷過高，由于過熱容易產(chǎn)生裂紋等。冷卻過度則不利于發(fā)動(dòng)機(jī)效率的提高和對(duì)有害氣體排放物的控制。同時(shí)，冷卻水腔的體積應(yīng)在滿足冷卻要求的前提下盡可能地減小，以利于盡可能縮短暖機(jī)時(shí)間。通過優(yōu)化冷卻水腔結(jié)構(gòu)，可控制關(guān)鍵部位的溫度，以獲得較均勻的溫度分布，降低損失功率及散熱量，從而提高零部件的可靠性及發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。在缸蓋的設(shè)計(jì)與改進(jìn)中，目前最主要的目標(biāo)是優(yōu)化冷卻水

12、的流動(dòng)和提高結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度。 缸蓋不同位置處的冷卻強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)不同位置處的溫度和熱流密度來確定，冷卻不足則局部熱負(fù)荷過高，由于過熱容易產(chǎn)生裂紋等。冷卻過度則不利于發(fā)動(dòng)機(jī)效率的提高和對(duì)有害氣體排放物的控制。同時(shí)，冷卻水腔的體積應(yīng)在滿足冷卻要求的前提下盡可能地減小，以利于盡可能縮短暖機(jī)時(shí)間。通過優(yōu)化冷卻水腔結(jié)構(gòu)，可控制關(guān)鍵部位的溫度，以獲得較均勻的溫度分布，降低損失功率及散熱量，從而提高零部件的可靠性及發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。缸蓋上有進(jìn)排氣氣道，水道等等。缸蓋氣道的性能影響著柴油機(jī)的動(dòng)力性，根據(jù)自然吸氣的特點(diǎn)，最大限度多進(jìn)氣，多排氣，從結(jié)構(gòu)上考慮，主要是氣道的布置及結(jié)構(gòu)能降低流動(dòng)損失，同時(shí)不影響進(jìn)氣渦流的形成

13、及質(zhì)量。進(jìn)氣渦流的質(zhì)量影響著燃燒室中可燃混合氣的形成質(zhì)量，進(jìn)而影響燃燒質(zhì)量，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。而進(jìn)氣渦流的性能會(huì)增大進(jìn)氣阻力損失。 在缸蓋上的“鼻梁區(qū)”是熱負(fù)荷比較高的地方，應(yīng)力比較集中。缸蓋中水道的布置不僅僅要考慮水道結(jié)構(gòu)對(duì)水的流動(dòng)性的影響，保證水的正常循環(huán)，同時(shí)要注意對(duì)“鼻梁區(qū)”的冷卻，避免“鼻梁區(qū)”的破裂。水道的布置不僅要利于發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作，還要能保證發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。第二章 CY4100柴油機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)2.1 主要技術(shù)指標(biāo)標(biāo)定功率kW70標(biāo)定轉(zhuǎn)速r/min3200最大扭矩N.m235最大扭矩轉(zhuǎn)速r/min18002000全負(fù)荷最低燃油消耗率g/(kW.h)220機(jī)油消耗率g/(kW.h

14、)排氣煙度FSN（型式認(rèn)證）排氣溫度（渦前）最高空車穩(wěn)定轉(zhuǎn)速r/min最低空載穩(wěn)定轉(zhuǎn)速r/min機(jī)油消耗百分比%穩(wěn)態(tài)調(diào)速率%排放歐2.2 整機(jī)技術(shù)規(guī)格型式 立式直列水冷四行程廢氣渦輪增壓中冷氣缸數(shù)缸徑行程 4100118mm氣缸套 薄壁干式燃燒室形式直接噴射四角形燃燒室壓縮比17.5:1活塞總排量 3.707L各缸工作順序1-3-4-2旋轉(zhuǎn)方向(從飛輪端看)逆時(shí)針起動(dòng)方式電起動(dòng)停機(jī)方式 斷油式潤(rùn)滑方式壓力潤(rùn)滑與飛濺潤(rùn)滑混合式冷卻方式 強(qiáng)制循環(huán)閉式外形尺寸(長(zhǎng)寬高)791mm694mm755mm凈重 340kg第三章 氣缸蓋的設(shè)計(jì)3.1 氣缸蓋的工作條件氣缸蓋主要是用來密封氣缸，并與活塞、氣缸套

15、共同形成燃燒空間，并承受高溫高壓燃?xì)庾饔谩榱吮ＷC缸蓋與氣缸套之間的密封，缸蓋還要受到很大的螺栓預(yù)緊力，氣缸蓋各部分溫度很不均勻，火力面溫度最高，而冷卻水套部分溫度較低，進(jìn)氣道和排氣道溫度也不相同，因此氣缸蓋的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力很大。同時(shí)，為了讓內(nèi)燃機(jī)的正常工作，要在氣缸蓋內(nèi)外安裝許多零部件，所以在柴油機(jī)氣缸蓋上要布置進(jìn)排氣門、氣門座、進(jìn)排氣道、螺栓孔、噴油器及冷卻水道等等，使氣缸蓋的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，所以鑄造殘余應(yīng)力也很大。一、氣體壓力 氣缸蓋底面受到高壓燃?xì)庾饔脮r(shí)，氣體壓力不僅使底板受到彎曲，而且還會(huì)通過氣缸蓋內(nèi)部傳到氣缸蓋的各個(gè)部位。氣缸蓋機(jī)械負(fù)荷的大小一般就用最高爆發(fā)壓力來衡量。由爆發(fā)壓力產(chǎn)

16、生的壓力稱為氣缸蓋的工作壓力。它具有脈動(dòng)性質(zhì)，其應(yīng)力變化周期和內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)的周期相同，頻率較高。二、螺栓預(yù)緊力為了確保氣缸的密封，氣缸蓋螺栓預(yù)緊力要比最高爆發(fā)壓力大得多。由預(yù)緊力產(chǎn)生的應(yīng)力成為氣缸蓋的安裝應(yīng)力。工作應(yīng)力和安裝應(yīng)力通常稱為機(jī)械應(yīng)力。三、熱應(yīng)力氣缸蓋上各部分的溫度分布是很不均勻的，當(dāng)各部分因溫差而產(chǎn)生的變形受到限制時(shí)就產(chǎn)生熱應(yīng)力。它的變化周期同內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷改變有關(guān)，相對(duì)工作應(yīng)力來說，熱應(yīng)力的變化頻率較低。實(shí)踐證明，氣缸蓋底板的厚度受到鑄造條件的限制不會(huì)很薄，而且還有氣道、噴油器座、氣門導(dǎo)管座等部分加強(qiáng)了它的承載能力，所以由氣體壓力所產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力并非十分危險(xiǎn)。而由溫度分布不均勻所

17、產(chǎn)生的熱應(yīng)力要比機(jī)械應(yīng)力大得多，尤其是氣門座周圍地區(qū)有時(shí)要大到10倍左右，如果不采取適當(dāng)措施，往往使氣缸蓋底板發(fā)生裂紋。3.2 氣缸蓋的設(shè)計(jì)要求 氣缸蓋的作用是密封汽缸，并與活塞共同形成燃燒空間，并承受燃燒氣體的高溫高壓作用。為了保證可靠性能，因此必須具備下列要求：（1） 氣缸蓋要有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證工作時(shí)變形小，從而避免氣門的磨損、氣門桿咬死、氣門密封失效等故障，同時(shí)缸蓋變形與氣缸接合面和氣門座的接合面有良好的密封；（2） 設(shè)計(jì)合理的氣門（數(shù)目、大?。┖瓦M(jìn)排氣道，保證高充氣效率，對(duì)直噴式燃燒室還要求有合適的進(jìn)氣渦流強(qiáng)度；（3） 要組織好氣缸蓋的冷卻，以防氣缸蓋溫度過高以及溫度分布不均產(chǎn)

18、生熱應(yīng)力過大；（4） 各個(gè)零部件及氣門機(jī)構(gòu)要拆裝方便，結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單，鑄造工藝性良好，布置力求對(duì)稱，壁厚盡量均勻；（5） 氣缸蓋螺栓孔的布置要合理。氣缸蓋的設(shè)計(jì)包括：氣缸蓋形式的選擇，氣門數(shù)的確定，缸蓋螺栓數(shù)量的選擇與布局，進(jìn)排氣道的設(shè)計(jì)與布局，氣門、燃燒室及噴油器在氣缸蓋中的布置以及氣缸蓋冷卻措施的設(shè)計(jì)。3.3 氣缸蓋材料的選擇3.3.1 選材的一般原則（1） 材料的機(jī)械性能在設(shè)計(jì)零件并進(jìn)行選材時(shí)，應(yīng)根據(jù)零件的工作條件和損壞形式找出所選材料的主要機(jī)械性能指標(biāo)，這是零件經(jīng)久耐用的先決條件。（2） 材料的工藝性能金屬材料的基本加工方法有鑄造、鍛壓、沖壓、焊接、切削加工和熱處理等。各種加工工藝均有其

19、工藝性能要求。材料的工藝性能的好壞對(duì)零件加工生產(chǎn)有直接的影響。（3） 材料的經(jīng)濟(jì)性能在滿足使用性能的前提下，選用零件的還應(yīng)注意降低零件的總成本。一般來說，應(yīng)優(yōu)先選用價(jià)格低廉的材料。如盡可能選用碳素鋼和灰鑄鐵，在難以滿足要求時(shí)再選用合金鋼、球墨鑄鐵、鑄鋼或其它材料。3.3.2 零件材料的選擇由于零件的工作狀態(tài)，工作零件條件的要求，因此零件的材料必須具有綜合機(jī)械性能，耐高溫、抗氧化性和組織穩(wěn)定性等。根據(jù)查閱有關(guān)資料：缸蓋材料通常選用鑄鐵，其詳細(xì)介紹如下：（1） 灰鑄鐵灰鑄鐵的顯微鏡組織由金屬機(jī)體（鐵素體和珠光體）和片狀石墨所組成，相當(dāng)于在純鐵或鋼的基礎(chǔ)上嵌入了大量石墨片。因其中的碳主要從游離石墨形

20、式存在，并成片段狀，斷口為灰色。由于片狀石墨的存在破壞了基本的連續(xù)性，石墨尖端容易造成應(yīng)力集中，所以灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度低，塑性和韌性差，屬于脆性材料，不能鍛造和沖壓，并且焊接性能材料很差，不過其抗壓強(qiáng)度受石墨的影響較小，但是灰鑄鐵鑄造性能和切削性能優(yōu)良。石墨的存在使其有如下優(yōu)越性能：優(yōu)良的減震性，耐磨性好，缺口敏感性小。a. 鐵的化學(xué)成分包括C、Si、Mn、P、S以及一些其他合金元素，各成分所占比重見下表3-1（以HT250為例）。表3-1 灰鑄鐵HT250的主要化學(xué)成分及所占比重（%）CSiMnPS3.03.31.41.70.81.00.150.12b.對(duì)灰鑄鐵性能都有著重要的影響，詳見機(jī)械加

21、工工藝手冊(cè)c.鑄鐵的牌號(hào)有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350等6種，牌號(hào)右邊的數(shù)字表示該牌號(hào)灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度最低值。d.鐵的機(jī)械性能與鑄件壁厚有關(guān)，同一牌號(hào)的灰鑄鐵因鑄件壁厚不同具有不同的抗拉強(qiáng)度。各種牌號(hào)不同壁厚的灰鑄鐵性能達(dá)到強(qiáng)度參考值見機(jī)械加工工藝手冊(cè)。機(jī)械性能見下表3-2以HT250為例。表3-2灰鑄鐵HT250的各種機(jī)械性能牌號(hào)抗拉強(qiáng)度（MPa）抗切強(qiáng)度（MPa）彈性模量E(MPa)疲勞極限（MPa）硬度HBHT25078598127710812798127143269（2） 耐磨灰鑄鐵在灰鑄鐵中由于加入少量合金元素，可不同程度地減小鐵素體的數(shù)量，

22、同時(shí)珠光體也相應(yīng)的細(xì)化。而且在珠光體內(nèi)的鐵素體的數(shù)量中固溶數(shù)量的合金元素，石墨也一定程度的細(xì)化。由于上述組織的特點(diǎn)，顯著地提高了鑄鐵的強(qiáng)度和硬度，具有很好地保持連續(xù)油墨的能力，即保持良好的潤(rùn)滑性，能抵抗咬合或擦傷，在工作溫度中能保持較高的機(jī)械性能，如機(jī)床導(dǎo)軌、汽缸套、油塞環(huán)、凸輪軸等。耐磨灰鑄鐵的切削加工性能都較好，但是刀具磨損比一般灰鑄鐵高。含磷較高時(shí)，刨削應(yīng)注意邊緣處產(chǎn)生崩裂現(xiàn)象。磨削時(shí)，工時(shí)稍有增加，可采用大孔隙砂輪，磨后表面粗糙度變細(xì)。人工刮研與攻絲等較困難。（3） 球墨鑄鐵球墨鑄鐵（簡(jiǎn)稱球鐵）是將接近灰鑄鐵成分（也可包括某些合金元素）的鐵水，經(jīng)鎂或鎂合金或者其它球化劑球化處理后而獲得

23、具有球狀石墨的鑄鐵。由于這種鑄鐵中的石墨呈球狀，所以大大減輕了石墨對(duì)基體的分割作用和尖口作用。球墨鑄鐵具有灰鑄鐵的優(yōu)良性能，又兼有鋼的高強(qiáng)度性能，有比鋼更好的耐磨性、抗氧化性、減震性及小的缺口敏感性。它可以進(jìn)行多種熱處理以提高強(qiáng)度。（4）可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是將一定成分的白口鑄鐵經(jīng)過石墨化退火（或脫碳退火）處理的一種鑄鐵，也稱韌鐵或馬鐵。石墨退火時(shí)把共晶滲碳體和二次滲碳體全部分解，而共析滲碳體則不可分解貨部分分解貨全部分解。因此，按基體組織又可分為鐵素體可鍛鑄鐵和珠光體可鍛鑄鐵。可鍛鑄鐵的性能優(yōu)于灰鑄鐵，適用于動(dòng)態(tài)載荷下要求塑性和韌性較高的鑄件，尤其是復(fù)雜薄壁的小件。厚度大的鑄件需要采用復(fù)雜孕育處

24、理?？慑戣T鐵的切削性能好，車削加工性能優(yōu)于易切鋼。退火時(shí)產(chǎn)生的表層優(yōu)于組織不均勻，對(duì)可鍛鑄鐵的切削性極為有害。可斷鑄鐵有較好的減震性能優(yōu)于球墨鑄鐵，低于灰鑄鐵，適用于承受振動(dòng)的零件，尤其是黑心可鍛鑄鐵的，它的減震能力約為鑄鋼的3倍，球墨鑄鐵的2倍。（5）蠕墨鑄鐵蠕蟲狀石墨鑄鐵的石墨形似蠕蟲，較短而厚，頭部較圓蠕墨鑄鐵。國(guó)內(nèi)過去將這種鑄鐵稱為稀土鑄鐵或稀土高強(qiáng)度鑄鐵，現(xiàn)稱蠕墨鑄鐵。宏觀斷口呈暗墨色至淺灰色。蠕墨鑄鐵的機(jī)械性能介于基本組織的相同的優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間。優(yōu)于石墨形態(tài)歲基體的破壞小，且具有一定的韌性。另一方面，又由于石墨是相互連接的，強(qiáng)度和韌性都不如球墨鑄鐵。蠕墨鑄鐵主要用于： 經(jīng)

25、受熱循環(huán)載荷的鑄件，如鋼錠模、玻璃模具、柴油機(jī)缸蓋、排氣歧管等 要組織致密、耐壓的鑄件，如齒輪泵體、葉片泵體、換向閥體等。 要求強(qiáng)度高、形狀復(fù)雜、斷面尺寸差別大，用球墨鑄鐵、高牌號(hào)合金灰鑄鐵都不易澆成的鑄件。（6）特種鑄鐵特種鑄鐵是特殊性能鑄鐵的簡(jiǎn)稱，它是在腐蝕介質(zhì)中，高溫條件下或劇烈摩擦、磨損等場(chǎng)合使用的鑄鐵，與相似條件下使用的合金鋼相比，熔煉簡(jiǎn)便，成本廉價(jià)，有很好的使用性能。特種鑄鐵的缺點(diǎn)是機(jī)械性能比合金鋼低，脆性較大，容易破碎。（7）合金鑄鐵合金鑄鐵是指在普通鑄鐵中加入合金元素而具有特殊性能的鑄鐵。通常加入的合金元素有硅、錳、磷、鎳、鉻、鉬、銅、鋁、硼、釩、鈦、銻、錫等。合金鑄鐵根據(jù)合金

26、元素的加入量分為低合金鑄鐵 (合金元素含量10%）。合金元素能使鑄鐵基體組織發(fā)生變化，從而使鑄鐵獲得特殊的耐熱、耐磨、耐腐蝕、無磁和耐低溫等物理-化學(xué)性能，因此這種鑄鐵也叫“特殊性能鑄鐵”。合金鑄鐵廣泛用于機(jī)器制造、冶金礦山、化工、儀表工業(yè)以及冷凍技術(shù)等部門。根據(jù)選材的一般原則以及發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋工作的需要，結(jié)合各種鑄鐵材料的性能特性及應(yīng)用范圍，發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的材料選為合金鑄鐵。3.4 氣缸蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4.1 氣缸蓋結(jié)構(gòu)形式的選擇水冷內(nèi)燃機(jī)對(duì)的氣缸蓋有整體式、分塊式和單體式三種。當(dāng)缸徑時(shí)，一般多采用整體式氣缸蓋，它的優(yōu)點(diǎn)是零件數(shù)少，使內(nèi)燃機(jī)的氣缸中心距縮短，結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，制造成本低。如果選用單體式

27、氣缸蓋在結(jié)構(gòu)上就比較困難，因?yàn)楦鞑糠直诤衽c泥芯截面尺寸受到造型和澆鑄條件的限制而不能按缸徑比例縮小這樣就不能在保證有適當(dāng)?shù)谋诤窈托托境叽绲臈l件下得到既有足夠的起到面積又有先進(jìn)的氣缸中心距。綜上，本次設(shè)計(jì)的4100柴油機(jī)氣缸蓋是采用的四缸一體式結(jié)構(gòu)。3.4.2 結(jié)構(gòu)的工藝性氣缸蓋的結(jié)構(gòu)工藝性能影響其生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，及生產(chǎn)的順利進(jìn)行。在保證產(chǎn)品使用要求的前提下，提高生產(chǎn)率，減少勞動(dòng)量及材料消耗，降低生產(chǎn)成本。零件結(jié)構(gòu)要素標(biāo)準(zhǔn)化，不僅簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)工作，而且減少了工藝裝備的規(guī)格，還由于不需要專門的工藝裝備而縮短了零件的生產(chǎn)周期，降低制造成本。盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，例如缸蓋上的噴油器。這樣一來，減少了產(chǎn)

28、品中的零件種類，減少了刀具和量具的種類，簡(jiǎn)化了工藝過程，降低了缸蓋的制造成本，擴(kuò)大了零件制造的批量。零件的結(jié)構(gòu)要有可靠的定位面和夾緊面，要保證零件易于加工。盡量保證缸蓋的加工次數(shù)和安裝次數(shù)，盡量減少缸蓋的加工表面，要保證刀具能夠正常工作，不能因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)工藝而損壞刀具。結(jié)構(gòu)工藝性能應(yīng)滿足缸蓋在裝配過程中零件的相互位置關(guān)系。缸蓋的尺寸應(yīng)該滿足總的裝配精度要求；應(yīng)使零件機(jī)械加工時(shí)易于安裝、調(diào)整和測(cè)量等。3.4.3 氣門的布置氣門數(shù)目的確定是缸蓋設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。目前采用的大多是2、4氣門的結(jié)構(gòu)形式。表3-3顯示了不同氣門數(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)：表3-3 不同氣門數(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)氣門數(shù)目?jī)?yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)兩氣門1.氣門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單2.型

29、芯相對(duì)簡(jiǎn)單，鑄造工藝好3.成本低1.充量更換差2.噴油器偏置，影響性能四氣門1.充量更換潛力大2.噴油器垂直放在中央3.氣門小，機(jī)械強(qiáng)度和熱強(qiáng)度高4.熱應(yīng)力分布比較均勻1.氣門機(jī)構(gòu)復(fù)雜2.氣道復(fù)雜，進(jìn)氣道研制時(shí)間長(zhǎng)3.型芯復(fù)雜且空間很小4.要增加氣缸中心距又因?yàn)閷?duì)于小型低增壓柴油機(jī)，宜選用二氣門氣缸蓋結(jié)構(gòu)。因此，本次4100柴油機(jī)的設(shè)計(jì)是采用的兩氣門結(jié)構(gòu)，如圖3-1。圖3-1 兩氣門布置的缸蓋3.4.4 燃燒室的選擇燃燒室的布置決定于混合氣的形成方式。本次設(shè)計(jì)的4100柴油機(jī)要求為直接噴射式柴油機(jī)。由于它的轉(zhuǎn)速高，混合氣的形成和燃燒的時(shí)間極短，每循環(huán)的供油量又很少，單靠霧化混合，則噴孔直徑必須

30、做的很小，噴油壓力很高，使燃油系統(tǒng)制造困難。為了獲得較好的性能指標(biāo)，須在較小的過量空氣系數(shù)a時(shí)有較好的燃燒過程，則需要采用有渦流的深坑型燃燒室。3.4.5 喉口尺寸的選擇和布置氣缸蓋底板上的氣門座孔通常叫做喉口。從保證有盡可能大的進(jìn)排氣時(shí)間-截面積和盡可能小的氣流阻力出發(fā)，總是力求加大喉直徑。但增大喉口直徑受到一定的限制，首先應(yīng)使同一氣缸的所有氣門能在氣缸蓋底板這一有限尺寸內(nèi)安排的下，同時(shí)還需安排噴油器。喉口到氣缸壁之間的距離不能太小。否則接近氣缸壁面部分的氣門通過面積實(shí)際流通效率顯著下降，阻力增加，加到喉口面積所取得的效果也受到影響。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，這個(gè)距離一般取0.02個(gè)D為宜。喉口之間的距離不

31、能太小，否則這里型芯強(qiáng)度不夠，易造成金屬堆積。兩氣門或氣門與噴油器座之間的冷卻水套空間曲面最小半徑應(yīng)取3mm左右，澆鑄壁厚一般取5mm。3.4.6 噴油器的布置噴油器可布置在氣缸中心線上，或作很小的偏移。豎直方向上與氣缸中心線的夾角為宜，偏置在燃燒室喉口邊緣，順氣流傾斜噴射。燃燒室、噴油器與氣缸最好同心布置，但在二氣門的氣缸蓋上對(duì)稱布置有困難，三者中心線不得不互相錯(cuò)開，并且由于進(jìn)氣門比排氣門大，使燃燒室中心和噴油器向排氣門一側(cè)偏移（見圖3-2）一般偏移量為。圖3-2 噴油器與燃燒室的位置關(guān)系3.4.7 氣道的布置柴油機(jī)相鄰兩氣缸的排氣道在氣缸內(nèi)一般是不連通的，而是各個(gè)氣缸單獨(dú)布置，這是為了避免

32、排氣道管壁與熾熱氣體接觸時(shí)間過長(zhǎng)。兩個(gè)相鄰的進(jìn)氣道有的機(jī)型是連通的，有的不連通。在多缸柴油機(jī)中，一般是把缸體兩端的兩個(gè)缸排氣管放在最外邊，離內(nèi)燃機(jī)中點(diǎn)最遠(yuǎn)，這樣進(jìn)氣門離中點(diǎn)相對(duì)較近，縮短了新鮮充量至兩端氣缸的路程，從而提高各缸的充氣均勻性。柴油機(jī)中為了減輕進(jìn)氣被預(yù)熱的程度，常把進(jìn)、排氣道分置在氣缸兩側(cè)。4100柴油機(jī)采取進(jìn)排、排氣道布置為異側(cè)的方案，可避免進(jìn)氣管受到排氣管的預(yù)熱，增加進(jìn)入氣缸內(nèi)的新鮮充量，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。1、 排氣道從排氣門座到氣道喉口之間應(yīng)有一個(gè)逐漸收縮的過度區(qū)作為引流段。氣道喉口直徑為排氣門直徑的92%96%,取28mm。從喉口到排氣道的出口用一個(gè)大圓弧過渡，這一段的

33、面積要逐漸擴(kuò)大，排氣道出口面積一般是喉口面積的1.11.2倍。排氣道在氣缸蓋內(nèi)必須盡可能的短，以減少向冷卻水的傳熱。2、 進(jìn)氣道氣流在進(jìn)氣道內(nèi)的過程與排氣道剛好相反，要求進(jìn)氣口要有盡可能大的面積，然后逐漸收縮至喉口。喉口處面積為進(jìn)口處面積的80%90%,從喉口到氣門座有一段引流，進(jìn)氣道喉口直徑為進(jìn)氣門直徑的92%96%，取32mm。氣道進(jìn)口面積約為進(jìn)氣門面積的1.21.4倍。進(jìn)氣道不但要求阻力小，根據(jù)不同機(jī)型的實(shí)際情況，還要求進(jìn)入氣缸內(nèi)的氣流具有一定的渦流運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)見圖3-3：圖3-3 進(jìn)、排氣道的設(shè)計(jì)3.4.8 氣缸蓋螺栓的布置氣缸蓋螺栓及布置方案，與氣缸蓋的結(jié)構(gòu)形式、氣道、水孔、推桿孔位置

34、及缸心距有關(guān)。影響著柴油機(jī)結(jié)構(gòu)的緊湊性和氣缸墊片的密封性，同時(shí)也影響著柴油機(jī)的性能、可靠性和壽命。一般柴油機(jī)每缸螺栓數(shù)量為48個(gè)。每缸六個(gè)螺栓布置方案較好，可均勻布置為正六角形，螺栓最好均勻分布，但距離不宜缸徑。相鄰螺栓中心線以相切于氣缸孔位最好。螺栓預(yù)緊力不宜偏大，以避免氣缸蓋變形和螺栓斷裂。螺栓布置時(shí)要留足夠的套筒扳手活動(dòng)的余地。在氣缸蓋上螺栓宜采用同一直徑。4100柴油機(jī)缸蓋六螺栓中心分布半徑為70mm。3.4.9 氣缸蓋清砂孔的布置氣缸蓋清砂孔的布置,直接影響鑄造工藝，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，清砂孔難凈，水流不暢，形成局部過熱，導(dǎo)致氣缸蓋損壞。設(shè)計(jì)要求如下：（1） 氣缸蓋四側(cè)面和頂面，可布置清砂

35、孔，而底面盡量不設(shè)置清砂孔。（2） 整體式氣缸蓋，在兩側(cè)面每一個(gè)進(jìn)、排氣道附近可布置清砂孔，而前后兩個(gè)側(cè)面可布置大水孔或不少于兩個(gè)以上的清砂孔。（3） 清砂孔應(yīng)布置于狹長(zhǎng)水套或拐彎轉(zhuǎn)角和其他清砂不便的地方。（4） 布置清砂孔時(shí)注意應(yīng)少削弱氣缸蓋的強(qiáng)度和剛度。本次4100柴油機(jī)的清砂孔的布置如圖3-4：圖3-4 清砂孔的布置3.4.10 冷卻水道的布置由于高溫和溫度分布不均所引起的熱應(yīng)力往往是氣缸蓋故障的原因，因此，對(duì)氣缸蓋進(jìn)行合理的冷卻，是保證氣缸蓋工作可靠的重要環(huán)節(jié)。要組織良好的冷卻，對(duì)冷卻水道的設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循下列原則：一、加快冷卻水的流速提高水的流速可使層流層減薄，有利于傳熱，從而減小底板兩

36、側(cè)的溫差，以降低熱應(yīng)力；并且降低受熱面的最高溫度值，使材料在較低的溫度下工作，以保持較高的抗蠕變能力。2、 加強(qiáng)高溫區(qū)的冷卻氣門座之間和氣門座與噴油器之間的底板部分，不但受高溫燃?xì)獾臎_刷，而且氣門和噴油器也向這里散熱，因此溫度很高。加上這里的金屬厚薄差別很大，溫度分布不均勻，往往出現(xiàn)裂紋。設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)這些地方的冷卻需要采取適當(dāng)措施；（1）進(jìn)、排氣門間的“鼻梁區(qū)”應(yīng)盡可能大一些，使水的流量加大，以便很好的冷卻進(jìn)、排氣道的壁面；（2） 從鑄造工藝角度出發(fā)，這里也不能太薄，不允許以尖角的形狀通到氣門間的底板，尖角的最小半徑R不得小于3mm。（3） 將進(jìn)排氣門座之間加工成R圓弧的小坑，以減薄此處的火力面

37、壁厚，有利于熱量的傳遞，同時(shí)，還可減少熱應(yīng)力而避免熱疲勞裂紋。3、 清除死水區(qū)冷卻水不流動(dòng)的地方傳熱效果差，會(huì)使溫度升高。如果由于溫度升高出現(xiàn)沸騰狀態(tài)，傳熱會(huì)進(jìn)一步惡化，溫度會(huì)進(jìn)一步升高。如此惡性循環(huán)，使材料強(qiáng)度下降而出現(xiàn)裂紋。所以要在氣缸蓋的橫隔板上的進(jìn)氣道上的最高處開設(shè)小孔，用來溝通用來溝通隔板上下水腔，以免聚集氣泡和出現(xiàn)死水區(qū)。3.4.11 氣缸蓋墊片的設(shè)計(jì)要求為了保證燃燒室密封，必須選用合適的氣缸蓋襯墊，同時(shí)注意氣缸蓋螺栓的布置，保證均勻可靠的亞壓緊力。一個(gè)良好的氣缸蓋襯墊應(yīng)滿足以下的主要要求：（1） 具有良好的彈性、導(dǎo)熱性、防腐性、抗粘性和抗老化穩(wěn)定性。足夠的抗拉與抗剪強(qiáng)度，有耐高溫

38、高壓燃?xì)獾男阅?。與缸墊接觸的零件不應(yīng)發(fā)生化學(xué)和電解作用。（2） 缸墊的設(shè)計(jì)要考慮螺栓擰緊后，缸墊承受的氣缸蓋底面的比壓差愈小愈好，以減小氣缸蓋的變形和漏氣。（3） 拆裝方便可重復(fù)使用。（4） 造價(jià)低廉，在運(yùn)輸，貯存和安裝中不易損壞和生銹。（5） 缸墊變形不應(yīng)小于機(jī)體等各部分彈性形變的總和，同時(shí)考慮固緊螺栓不應(yīng)有超負(fù)荷現(xiàn)象。（6） 中小型高速柴油機(jī)缸墊厚度一般為0.71.5mm，強(qiáng)化柴油機(jī)缸墊約為1.22.2mm。大功率中速柴油機(jī)應(yīng)采用缸墊厚度約為16mm的銅或銅制圓環(huán)。中小型高速柴油機(jī)用銅或鋼和鋁皮制成油、水和氣孔的卷邊板厚度一般為0.10.3mm。3.5 氣缸蓋基本尺寸的確定3.5.1 氣缸

39、蓋的高度氣缸蓋的高度是重要的尺寸之一，影響剛度，強(qiáng)度，冷卻效果以及缸蓋墊的密封性、螺栓動(dòng)應(yīng)力以及氣缸蓋安裝應(yīng)力。同時(shí)氣缸蓋高度也取決于氣道、水腔、壁厚、燃燒室結(jié)構(gòu)和噴油器尺寸的布置。頂置氣門內(nèi)燃機(jī)由于有進(jìn)排氣道，高度較大一般采用經(jīng)驗(yàn)公式H=（0.91.2）D?，F(xiàn)代中小型告高速柴油機(jī)的高度，特別是多缸整體柴油機(jī)的高度，有適當(dāng)加大的趨勢(shì)。因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)向高速高功率方向發(fā)展，使氣缸蓋熱負(fù)荷不斷增加，適當(dāng)加大缸蓋的高度，對(duì)氣缸蓋設(shè)計(jì)時(shí)加強(qiáng)冷卻、提高剛度、合理設(shè)計(jì)進(jìn)排氣道三者都有利。氣缸蓋高度的適當(dāng)提高，其內(nèi)腔高度也相應(yīng)增大，冷卻水阻力也相應(yīng)減小，流量增大。同時(shí)，缸蓋的剛度增大，對(duì)防止變形和滲漏十分有利。當(dāng)

40、然這樣做要增加內(nèi)燃機(jī)的高度和重量但綜合效果還是利多余弊。目前，鑄鐵材料的柴油機(jī)一般氣缸蓋的高度在（0.751.03）D的范圍內(nèi)，小型或中等強(qiáng)化程度的柴油機(jī)一般。 氣缸蓋的高度=。3.5.2 氣缸蓋底面壁厚氣缸蓋底面壁厚與缸徑和柴油機(jī)強(qiáng)化程度密切相關(guān)，選擇恰當(dāng)與否，影響著柴油機(jī)工作的可靠性。目前，多數(shù)柴油機(jī)氣缸蓋按缸徑大小來選擇底面壁厚。一般鑄鐵材料的氣缸蓋按照?qǐng)D中所示，按照為宜。表3-4 缸蓋底板厚度與缸徑的關(guān)系綜上，本次4100柴油機(jī)的壁厚取10mm。3.5.3 氣缸蓋其余尺寸的確定小型柴油機(jī)氣缸蓋頂面有的傾斜，可排除冷卻水中的氣泡，有助于搖臂機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑油流回曲軸箱。推薦的氣缸蓋其余尺寸的經(jīng)驗(yàn)

41、公式及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以及4100柴油機(jī)其他尺寸的取值見表3-5：表3-5 缸蓋其余尺寸的確定名稱符號(hào)經(jīng)驗(yàn)或統(tǒng)計(jì)公式4100柴油機(jī)取值頂面壁厚（適用于D140mm以下）8mm氣門到導(dǎo)管孔壁厚45（）5mm氣道壁厚45（）5mm螺栓孔壁厚=（0.0450.05）D5mm側(cè)面壁厚=（0.040.08）D8mm安裝噴油器壁厚=（0.0350.04）D4mm氣門偏離氣缸一般取1015mm，最小35mm3mm氣門中心距qq=（0.450.55）D52mm總長(zhǎng)l528mm總寬B203mm第四章 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)計(jì)算4.1參數(shù)選擇1.氣缸直徑：D = 100 mm2.活塞行程：S = 118 mm3.標(biāo)定轉(zhuǎn)速

42、：n = 3200 r/min4.標(biāo)定功率：P = 70 KW5.壓縮比： = 17.56.曲柄半徑：r = 59 mm7.連桿大小頭中心距：L = 200 mm 圖4-1 曲柄連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化圖 其中： , , , - 活塞組質(zhì)量 （） - 連桿小頭質(zhì)量 () -連桿大頭端質(zhì)量 （）4.2設(shè)計(jì)計(jì)算及說明4.2.1活塞位移由S=118mm，可知曲柄半徑R=S/2=59mm。則連桿比=R/L=59/200。由標(biāo)定轉(zhuǎn)速n=3200r/min，可得曲軸旋轉(zhuǎn)角速度=n/30=335.1rad/s代入活塞位移公式X=R(1-cos)+(R/4)(1-cos2),得X=59(1-cos)+（3481/800）

43、(1-cos2) mm經(jīng)部分計(jì)算，所得結(jié)果展示如圖4-1：圖4-2 活塞位移4.2.2 活塞速度由活塞速度公式V=Rsin+(/2)Rsin2,得V=19.771sin+2.92sin2 m/s經(jīng)部分計(jì)算，所得結(jié)果展示如下：圖4-3 活塞速度4.2.3 活塞加速度由活塞加速度公式a=R2cos+R2cos2，得a=6625.2cos+1954.44cos2 m/s2經(jīng)部分計(jì)算，所得結(jié)果展示如下：圖4-4 活塞加速度4.2.4 往復(fù)慣性力活塞質(zhì)量mp=0.9597kg，連桿小頭質(zhì)量m1=0.36kg，則往復(fù)運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量mj=mp+ m1=1.3197kgPj=-mjR2(cos+cos2)=-

44、8743.3cos-2579.27cos2 N經(jīng)計(jì)算，所得結(jié)果展示如下：圖4-5 往復(fù)慣性力4.2.5 氣體力由已知資料可知：圖4-6 氣體力4.2.6 連桿力圖 4-7 曲柄連桿機(jī)構(gòu)受力分析作用在活塞上的總作用力P=Pj+Pg, P隨曲軸轉(zhuǎn)角的分布請(qǐng)參見下表：由圖 4-2可見，連桿力S=P/cos（N),計(jì)算結(jié)果展示如下： 圖4-8 連桿力4.2.7 側(cè)壓力由圖 1得，側(cè)壓力N=Ptan(N)，計(jì)算結(jié)果展示如下：圖4-9 側(cè)壓力4.2.8 切向力由圖 1可知，T=Psin(+)/cos N計(jì)算結(jié)果見下表：圖4-10 切向力4.2.9 徑向力由圖1，K=Pcos(+)/cos N經(jīng)計(jì)算，所得結(jié)

45、果見下表：圖4-11 徑向力4.2.10 單缸輸出轉(zhuǎn)矩由公式得，Mi=TR=0.05T Nm計(jì)算結(jié)果見下表：圖4-12 單缸輸出轉(zhuǎn)矩第五章 氣缸蓋的熱力計(jì)算5.1 參數(shù)選擇5.1.1 已知參數(shù)1、 缸徑 D=100mm2、 行程 S=118mm3、 缸數(shù) i=44、 轉(zhuǎn)速 n=3200rad/s5、 壓縮比 =17.56、 單缸工作容積 7、 連桿比 =R/S=59/200=0.2958、 大氣狀態(tài) 9、 燃料低熱值 10、 燃料成分 C=0.86 H=0.13 O=0.0111、 燃燒室形式 型半分開式5.2.2 選擇參數(shù)1、 過量空氣系數(shù) 可取范圍：1.2-1.5 取2、 最高燃燒壓力 可

46、取范圍：（60-90）bar 取3、 燃燒終點(diǎn)熱量利用系數(shù) 可取范圍：0.65-0.85 取4、 殘余廢氣系數(shù) 可取范圍：0.03-0.06 取5、 排氣終點(diǎn)壓力 可取范圍：（1.05-1.65） 取6、 排起終點(diǎn)溫度 可取范圍：700-900K 取7、 示功圖豐滿系數(shù) 可取范圍：0.92-0.96 取8、 機(jī)械效率 可取范圍：0.78-0.85 取9、 進(jìn)氣終點(diǎn)壓力 可取范圍：（0.85-0.95） 取10、 平均壓縮多變指數(shù) 可取范圍：1.38-1.42 取11、 平均膨脹多變指數(shù) 可取范圍：1.15-1.25 取12、 新鮮充量在氣缸中加熱量 可取范圍：(10-20) 取5.2 燃料熱化

47、學(xué)計(jì)算1、1kg燃料完全燃燒理論上所需要的空氣量：-=0.495kmol/kg fuel （5-1）2、 實(shí)際新鮮充氣量：=0.693kmol/kg fuel （5-2）3、 理論上完全燃燒（=1）的產(chǎn)物：=0.528kmol/kg fuel （5-3）4、 當(dāng)=1.4時(shí)的過?？諝饬浚?1=0.198kmol/kg fuel （5-4）5、燃燒產(chǎn)物總量：kmol/kg fuel （5-5）6、 理論分子變更系數(shù)： （5-6）7、 實(shí)際分子變更系數(shù)： （5-7）5.3 燃燒過程的熱力計(jì)算5.3.1 換氣過程參數(shù)的計(jì)算 1、 進(jìn)氣終點(diǎn)溫度：=338.57K （5-8）2、 充氣效率：=0.787 （5-9）5.3.2 壓縮過程計(jì)算1、 壓縮過程中任意點(diǎn)X的壓力： （5-10） 式中：=7.15mm （5-11）(1+/4)-(cosA+cos2A/4)R （5-12）式中：=0.295 R=59mm3、 壓縮終點(diǎn)壓力和溫度： （5-13） （5-14） （5-15）4、 壓力升高比： （5-16）可取范圍1.72.2.符合要求。5.3.3 燃燒過程計(jì)算1、