《發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)方案》課程設(shè)計(jì)方案指導(dǎo)書

PAGE6- 《發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書適用專業(yè)：熱能與動力工程（汽車發(fā)動機(jī)）課程代碼：6011489學(xué)時:三周學(xué)分:3編寫單位:交通與汽車工程學(xué)院編寫人：曾東建審核人:孟忠偉審批人:孫仁云批準(zhǔn)時間：2013年3月5日目的發(fā)動機(jī)課程設(shè)計(jì)是發(fā)動機(jī)課程講授結(jié)束后的大作業(yè)，是該課程的最后一個重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是：培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的正確設(shè)計(jì)思想,訓(xùn)練綜合運(yùn)用已學(xué)理論和生產(chǎn)實(shí)際知識（主要指發(fā)動機(jī)原理，發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)，發(fā)動機(jī)制造工藝學(xué)，發(fā)動機(jī)測試技術(shù)及生產(chǎn)實(shí)習(xí)等）來非系和解決發(fā)動機(jī)工程實(shí)踐的能力.進(jìn)行工程師基本技能的訓(xùn)練。如計(jì)算，繪圖，運(yùn)用設(shè)計(jì)，計(jì)算資料，手冊，標(biāo)準(zhǔn)等，使學(xué)生初步掌握發(fā)動機(jī)總體方案設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)方法，增長實(shí)際知識和拓寬眼界，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)打好良好的基礎(chǔ)。內(nèi)容及步驟熱計(jì)算目的促進(jìn)學(xué)生復(fù)習(xí)和總結(jié)已學(xué)知識，提高發(fā)動機(jī)工作過程中熱力參數(shù)與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系;熟悉各參數(shù)對發(fā)動機(jī)工作指標(biāo)的影響，結(jié)合對各參考發(fā)動機(jī)及其工況的分析，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力,從而達(dá)到能正確選擇參數(shù)的目的。內(nèi)容與步驟已知條件：（以柴油機(jī)標(biāo)定工況實(shí)際循環(huán)熱計(jì)算為例)缸徑：D=95mm氣缸數(shù)：i=1標(biāo)定功率：Ne=8。8kw有效油耗ge=235g/Kw。h標(biāo)定轉(zhuǎn)速：N=2000r/m壓縮比：19～21每缸工作容積:V=0。815(L)曲柄半徑和連桿長度比：R/L=1/4大氣狀態(tài)：PO=1bar、TO=288K燃料平均重量成分,燃料低熱值，燃燒室形式，分隔式燃燒室冷卻方式等。開式蒸發(fā)冷卻(2）參數(shù)選擇應(yīng)根據(jù)同類型發(fā)動機(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)資料，結(jié)合所學(xué)設(shè)計(jì)發(fā)動機(jī)具體情況來選定以下參數(shù)值：過量空氣系數(shù)：α，最高燃燒壓力：Pz,熱量利用系數(shù)：ξz，殘余廢氣系數(shù)：γ，排氣中點(diǎn)溫度:Tr，示功圖豐滿系數(shù)：Φi，機(jī)械效率：ηm。燃燒熱化學(xué)計(jì)算:計(jì)算：理論所需空氣量：LO，新鮮空氣量：M1，理論上完全燃燒時的燃燒產(chǎn)物：M0燃燒產(chǎn)物總量：M2,理論分子變更系數(shù)：η0，實(shí)際分子變更系數(shù)：η.換氣過程參數(shù)的計(jì)算：計(jì)算：進(jìn)氣終點(diǎn)壓力：Pa，進(jìn)氣終點(diǎn)溫度：Ta,充氣效率：ηv。壓縮過程的計(jì)算：注意運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)、結(jié)構(gòu)形式、尺寸的影響來選取平均多變壓縮指數(shù)：n1,計(jì)算過程任意點(diǎn)X的壓力：Px，壓縮終點(diǎn)總的壓力和溫度：Pe、Te,壓力升高比：λ(6）燃燒過程的計(jì)算：從壓縮終點(diǎn)的混合空氣平均比熱著手來計(jì)算燃燒終點(diǎn)時的溫度：Tz,初期膨脹比:p膨脹過程的計(jì)算：注意轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、結(jié)構(gòu)形式、尺寸和燃燒過程進(jìn)行情況的影響，來選擇平均多變膨脹指數(shù):n2計(jì)算：后膨脹比δ，膨脹過程中任意點(diǎn)X的壓力:Pbx，膨脹終點(diǎn)的壓力和溫度：Pb、Tb。平均指示壓力：Pi的計(jì)算；指示熱效率：ηi的計(jì)算；指示比油耗:gi的計(jì)算；有效熱效率：ηe和比油耗：ge的計(jì)算；平均有效壓力：Pe和有效功率:Ne的計(jì)算;按上述結(jié)果繪制P—V示功圖。先繪制理論示功圖，后圓整為實(shí)際示功圖。（二)、縱、橫剖面圖1、目的要求：繪制發(fā)動機(jī)縱橫剖面圖，在課程設(shè)計(jì)中占很重要的地位。設(shè)計(jì)的發(fā)動機(jī)是否合理？能否達(dá)到熱計(jì)算中所確定的參數(shù)指標(biāo)?都將在圖上得到不同程度的反映，同時它還能表達(dá)所設(shè)計(jì)發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，零部件的主要形狀,相互關(guān)系,附件的布置和各系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)的安排。通過繪制發(fā)動機(jī)縱、橫剖面圖，能培養(yǎng)學(xué)生的識圖和繪圖能力，以及對已學(xué)知識的綜合運(yùn)用能力,為畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定一定的基礎(chǔ)。要求學(xué)生對發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行深入全面的了解,作出分析評價，將其優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用到設(shè)計(jì)的發(fā)動機(jī)上，并認(rèn)真負(fù)責(zé)地對待自己畫的每一條線,和貫徹有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn).2、內(nèi)容及步驟橫剖面圖設(shè)計(jì)：選取總圖比例尺：發(fā)動機(jī)的總圖應(yīng)盡可能按實(shí)物本身的尺寸繪制，即采用1：1的比例尺。在必要大小的圖紙上畫出汽缸中心線。根據(jù)氣缸直徑D，畫出氣缸內(nèi)壁線。參照同類型發(fā)動機(jī)的曲軸箱外型和選用的曲柄半徑R=S/2在一位置上畫一條垂直于氣缸中心線的軸線。它選定了曲軸主軸頸中心線位置，一般講來,兩軸線交點(diǎn)O就是主軸頸中心的位置。以O(shè)為圓心,用R=S/2為半徑,用點(diǎn)劃線畫圓，這就是曲柄銷中心的運(yùn)動軌跡。它和氣缸中心線的兩個交點(diǎn).分別是活塞在上,下止點(diǎn)時，曲柄銷中心線的位置。以曲柄銷中心位于上止點(diǎn)時,在氣缸中心線上向上量取選定的連桿長度L=R/λ便確定了活塞位于上止點(diǎn)時,活塞銷中心線的位置.按畫出的活塞中心線的位置，畫出活塞頂部邊緣和裙部的底邊線。根據(jù)活塞在下止點(diǎn)時，應(yīng)讓裙部露出氣缸套10-15mm來確定氣缸長度。畫出連桿在擺動平面內(nèi)的形狀：首先確定曲柄銷直徑，再確定軸瓦厚度以及連桿螺栓的位置、長度；再確定活塞銷直徑，連桿襯套厚度，連桿大頭,小頭厚度以及分別與連桿體連接的過渡圓角。對曲柄連桿機(jī)構(gòu)中所選關(guān)系值的正確性進(jìn)行校核：確認(rèn)連桿不與氣缸邊緣相碰；確認(rèn)連桿不與活塞裙部相碰；畫出連桿運(yùn)動時掃過面積的邊界線。用以決定曲軸箱內(nèi)壁形成和配氣凸輪中心位置。畫出曲軸主軸頸和主軸承外形.縱剖面圖設(shè)計(jì)：首先在離開圖紙邊緣一段是以容下發(fā)動機(jī)首部機(jī)構(gòu)的距離,畫第一氣缸中心線。然后畫出曲軸主軸頸中心線。注意曲軸頸中心線和圖紙邊緣的距離應(yīng)和橫剖面圖上一致。確定氣缸中心距L;大致參照選定的構(gòu)造，畫出氣缸壁厚,水套厚度，第二個氣缸的壁厚，再離開第二氣缸內(nèi)壁線D/2的距離作第二氣缸的中心線。注意畫圖比例尺應(yīng)和橫剖面圖一致.為了確認(rèn)所選氣缸中心距的正確性，必須校核配氣機(jī)構(gòu)排列布置的可能性。配氣機(jī)構(gòu)排列布置的問題解決后，也可以回頭進(jìn)行橫剖面的繼續(xù)設(shè)計(jì)—畫出氣門、氣門座、彈簧、挺柱、氣道、氣門導(dǎo)管等等。回縱剖面圖，畫出曲軸的形狀—主軸頸和曲柄銷的長度，曲柄厚度，軸頸到曲柄的過渡圓角的構(gòu)造和半徑等，曲柄和平衡重塊的形狀應(yīng)在橫剖面圖上表達(dá)。畫出主軸承和連桿軸承的軸瓦長度，連桿小頭襯套長度,以及畫出連桿、活塞、主軸承的形狀。畫出包括配氣凸輪軸在內(nèi)的所有配氣機(jī)構(gòu)。畫出機(jī)體和其他所有零部件形狀,完成發(fā)動機(jī)縱橫剖面圖.注意：在設(shè)計(jì)過程中要貫徹發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)的“三化".設(shè)計(jì)縱橫剖面圖其方法，步驟也不是一成不變的。為設(shè)計(jì)和制圖的方便，縱橫剖面圖可以交替繪制,多借助于零件圖來繪制會帶來許多方便和加快設(shè)計(jì)的速度。連桿設(shè)計(jì)、強(qiáng)度計(jì)算和繪制連桿零部件圖目的：1）校核零件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，繪制零件圖,促使學(xué)生復(fù)習(xí)和掌握所學(xué)知識，進(jìn)行工程師必備的基本功訓(xùn)練.2）分析發(fā)動機(jī)連桿的運(yùn)動規(guī)律與受力情況，作為強(qiáng)度，設(shè)計(jì)連桿.培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生設(shè)計(jì)、繪圖、分析和計(jì)算能力.內(nèi)容及步驟根據(jù)連桿零件實(shí)物測繪畫出連桿零件草圖；根據(jù)所學(xué)知識設(shè)計(jì)連桿，畫出連桿零件圖；按“任務(wù)書”要求對指定部位進(jìn)行校核計(jì)算.發(fā)動機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書:按《西華大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)說明書規(guī)范化要求》的格式要求進(jìn)行撰寫,內(nèi)容包括：1、摘要2、引言3、195柴油機(jī)性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析4、195柴油機(jī)額定工況實(shí)際循環(huán)熱計(jì)算5、195柴油機(jī)連桿結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、受力、運(yùn)動分析；連桿設(shè)計(jì)；強(qiáng)度校核6、設(shè)計(jì)中尚存在的問題和今后改進(jìn)的方面。課程設(shè)計(jì)時間2009年6月29~2006年7月17，連續(xù)三周.成績評定1、《發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)成績評定辦法：項(xiàng)目分值優(yōu)秀（100≥x≥90）良好（90〉x≥80）中等（80〉x≥70)及格（70〉x≥60)不及格（x〈60)學(xué)習(xí)態(tài)度30學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn)真，科學(xué)作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn),嚴(yán)格保證設(shè)計(jì)時間并按任務(wù)書中規(guī)定的進(jìn)度開展各項(xiàng)工作。講述清楚，回答問題正確。學(xué)習(xí)態(tài)度比較認(rèn)真，科學(xué)作風(fēng)良好，能按期圓滿完成任務(wù)書規(guī)定的任務(wù)。講述清楚，回答問題基本正確。學(xué)習(xí)態(tài)度尚好，遵守組織紀(jì)律，基本保證設(shè)計(jì)時間，按期完成各項(xiàng)工作.講述較清楚,回答問題基本正確.學(xué)習(xí)態(tài)度尚可，能遵守組織紀(jì)律，能按期完成任務(wù)。講述較清楚，能回答部分問題。學(xué)習(xí)馬虎，紀(jì)律渙散，工作作風(fēng)不嚴(yán)謹(jǐn)，不能保證設(shè)計(jì)時間和進(jìn)度.講述不清楚，能回答個別問題。技術(shù)水平與實(shí)際能力20設(shè)計(jì)合理、理論分析與計(jì)算正確，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，有很強(qiáng)的實(shí)際動手能力、經(jīng)濟(jì)分析能力和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力,文獻(xiàn)查閱能力強(qiáng)、引用合理、調(diào)查調(diào)研非常合理、可信。設(shè)計(jì)合理、理論分析與計(jì)算正確，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確,有較強(qiáng)的實(shí)際動手能力、經(jīng)濟(jì)分析能力和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，文獻(xiàn)引用、調(diào)查調(diào)研比較合理、可信。設(shè)計(jì)合理，理論分析與計(jì)算基本正確，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確,有一定的實(shí)際動手能力,主要文獻(xiàn)引用、調(diào)查調(diào)研比較可信.設(shè)計(jì)基本合理，理論分析與計(jì)算無大錯，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無大錯。設(shè)計(jì)不合理,理論分析與計(jì)算有原則錯誤，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不可靠，實(shí)際動手能力差，文獻(xiàn)引用、調(diào)查調(diào)研有較大的問題。創(chuàng)新5有重大改進(jìn)或獨(dú)特見解，有一定實(shí)用價值。有較大改進(jìn)或新穎的見解，實(shí)用性尚可。有一定改進(jìn)或新的見解。有一定見解。觀念陳舊。說明書（計(jì)算書、圖紙、分析報告）撰寫質(zhì)量45結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),邏輯性強(qiáng)，層次清晰,語言準(zhǔn)確，文字流暢,完全符合規(guī)范化要求，書寫工整或用計(jì)算機(jī)打印成文;圖紙非常工整、清晰。結(jié)構(gòu)合理，符合邏輯，文章層次分明，語言準(zhǔn)確，文字流暢，符合規(guī)范化要求，書寫工整或用計(jì)算機(jī)打印成文;圖紙工整、清晰.結(jié)構(gòu)合理，層次較為分明，文理通順，基本達(dá)到規(guī)范化要求，書寫比較工整；圖紙比較工整、清晰。結(jié)構(gòu)基本合理,邏輯基本清楚，文字尚通順，勉強(qiáng)達(dá)到規(guī)范化要求;圖紙比較工整.內(nèi)容空泛，結(jié)構(gòu)混亂，文字表達(dá)不清，錯別字較多，達(dá)不到規(guī)范化要求；圖紙