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发动机的毕业设计

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发动机 毕业设计
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发动机的毕业设计,发动机,毕业设计
内容简介:
机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计(论文)开题报告书黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 (论文 )开题报告姓 名: 学 院: 工程学院专 业: 机械设计制造及其自动化学 号: 课 题 名 称:v6 发动机设计指 导 教 师: 研究起止日期:xx 年 xx 月xx 年 xx 月机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计(论文)开题报告书0一、论文选题的目的和意义在一般城市交通中,汽车发动机绝大部分时间是在中、小负荷及怠速状况。优化汽油机在这些状态下的排放和热效率具有重大的意义。燃烧速率控制滑片就是通过促进燃烧室内在火花塞附近创造稳定的、容易点燃的空气燃油混合比,通过增加燃烧室湍流的强度达到节能环保的目的。发动机在怠速或小负荷时,发动机电子控制器会实时调节滑片在发动机进气道的位置,使滑片挡住进气道部分截面积,从而使新鲜空气燃油混合气在进入燃烧室时有一切向的速度,在燃烧室内形成有序的涡流。在着火及燃烧的早期,有序的涡流碎化成小尺度的涡流,从而大大提高火焰的传播速度。 另一项最近两年开始投入市场的汽油机技术就是切缸工作循环,或称为可变排量。可变排量技术就是根据汽车动力的需求来实时决定发动机的有效排量,使做功的汽缸总是处于大负荷状态,从而达到节能环保的目的 V6 是指发动机的缸数及缸排列方式,V6 说的是 6 缸发动机,缸排列为 V 型,这样排列的每个气缸都相互协调,所以噪音很少,运转很平顺。V 形发动机长度和高度尺寸小,布置起来非常方便,而且一般认为,V 形发动机是比较高级的发动机,也成为轿车级别的标志之一。二、发展趋势伴随汽车产销量快速增长而来的是大气污染和石油消耗。目前,中国已成为仅次于美国和日本的第三大石油进口国。而汽车的石油消耗又占了中国石油年消耗量的 50%。无疑,先进的发动机技术在汽车节能、环保技术开发中起着关键的决定性的作用。 自 20 世纪末期以来,汽车排放法规日益严格。与美国上世纪 90 年代中实施的联邦排放法规相比,于 2007 年全面实施的新联邦排放法规将要求汽车氮氧化物排放降低幅度高达 95%,碳氢排放物降低幅度高达 84%。而于此同时,与排放相关的系统及零部件耐久性要求达到 12万英里。2007 年美国联邦排放标准中第五分组碳氢排放极限约为欧排放极限的一半(由于测试循环的不一致,真正的排放要求比欧排放的一半还低)。 这越来越严格的排放法规和人们对节能认识的加深,使得高效率、低排放车用发动机技术的开发受到高度的重视,从而促使传统的内燃机技术不断创新。如汽油机直喷技术、可变气门定时技术、可变进气管、燃烧速率控制滑片、可变排量技术、高压共轨直喷柴油机等等。由于各国国情的不同,在环境保护及节能方面所侧重的技术也有所区别。日本出于国土资源的因素,微型车辆、经济型车的比例较高,小排量发动机就既能满足节能环保的要求,又能给这类车提供足够的驱动力;而在欧洲,由于柴油便宜,热效率远高于汽油机,使消费者容易接受柴油机驱动的汽车要比汽油机驱动的同类汽车贵 10002000 美元的事实。机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计(论文)开题报告书1另外,柴油机的低速扭矩远胜于汽油机,这也使偏爱汽车运动感的欧洲人更将直喷柴油机视为高科技的代表。现在的西欧,超过 35%的新车销售是柴油机。 在发动机节能环保新技术开发的同时,人们不能忽视燃油特性对发动机技术普及的巨大影响。汽车尾气的净化完全依赖于废气催化后处理装置,而燃油中硫含量是催化后处理装置的“克星”。燃油中的硫在气缸内燃烧后氧化成二氧化硫,二氧化硫与载体涂层中的催化物起反应,使催化器的转换效率大幅度下降。根据燃油含硫量法规,欧洲柴油机的含硫量在 50ppm以下,而美国联邦目前限制 300ppm,到 2007 年将降低到 80ppm。欧洲低硫柴油为柴油机的普遍应用创造了条件。在美国,随着含硫量的降低,直喷柴油机在轻型车上的应用的条件日趋成熟,所有的跨国汽车公司都在开发针对北美市场的高速直喷柴油机,以待2007 年后投入市场。 汽油机直喷(GDI)技术,就是将汽油通过高压(约 100 大气压)供油系统将汽油直接喷到燃烧室内与空气混合、燃烧。GDI 在电子喷射和控制技术取得长足发展后,于上世纪 90 年代后期开始进入市场。与传统的多点气道喷射的汽油机相比,GDI 有四大显著的优点:能有效降低发动机的未燃碳氢化合物的排放,因为 GDI 技术避免了气道喷射汽油机在冷起动时燃油在气道壁面沉积的问题,而且极大地提高了燃油与空气的混合程度,更为精确地控制了每个燃烧循环的空气与燃油的比例,从而达到缸内完全燃烧的目的;使汽油在燃烧室内雾化、蒸发,降低了燃烧室内空气的温度,从而增加了燃烧室内空气的质量;因汽油蒸发降低了充气的温度,使发动机设计师有可能提高发动机的压缩比,提高发动机的热效率;GDI 使发动机能很容易实现分层燃烧。 可变气门定时技术(VVT)是汽油发动机技术发展的另一个里程碑。VVT 指的是发动机气门升程和配气相位定时可以根据发动机工况作实时的调节。这一技术使发动机设计师无需再在低速扭矩与高速功率之间作抉择,实时的气门定时调整使得同时顾及低速扭矩与高速功率成为可能。连续可变气门定时技术加上先进的发动机控制策略,可以巧妙地实现可变压缩比。如在大负荷时,发动机容易发生自燃引起的爆震,通过推迟进气门关闭的时间来达到降低有效压缩比的目的,从而避免爆震。而在中小负荷时,爆震不再是个问题,可以通过调整气门关闭时间达到提高有效压缩比的目的,从而使发动机在中小负荷时有优异的热效率。可变气门技术也可使汽油机排放品质达到更好的水平。 燃烧速率控制滑片是另一项节能环保技术,类似的设计思想在 Toyota 和 Ford 的发动机上有所体现。汽油机在怠速和小负荷时,燃烧室内残余废气所占的比例很高,会导致点火困难、火焰传播速度慢,这会负面影响发动机的排放及效率。电动发动机:现如今市面上在售有油电混合、纯电动、增程式电动机等车型。相对机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计(论文)开题报告书2简单很多的机械结构、车身更轻、续航里程满足日常通勤使用、甚至不会对环境造成污染,这种与生俱来的优势使得电动车受到了广泛的重视。不过,也正是由于异军突起的缘故,充电配套设施不完备、电动车型成本过高、无法获得同内燃机车型一致的驾控感受等劣势也需要政府及车企及时解决。未来固然光明,但从目前来说,短时间内内燃机车型依然是市场上的主流。3、研究的主要内容1)发动机原理分析2)发动机零件计算3)密封装置的选取4)传动装置的设计5)驱动装置设计6)结构组成设计7)活塞设计8)发动机整体设计四、研究方法及技术路线本次 v6 发动主要采用理论与实践相结合的方式,运用所学理论知识,以及几次课程设计的经验,基于 CAD 软件及 UG 软件作图以及这两年多来所学的机械知识,再阅读大量相关文献资料,教材及新闻背景资料,在辅导老师的指导和帮助下完成本次毕业设计。1.研究方法:文献调查,图书查阅,上网搜索(1).利用现有资料对 v6 发动机了解(2).确定合理的设计方案(3).设定合理的 v6 发动的结构(4).设计要全面介绍 v6 发动的工作原理2.技术路线:v6 发动机外形构想。对 v6 发动机性进行分析。确定 v6 发动机的结构形式。成型零件设计。驱动机构设计。机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计(论文)开题报告书3传动系统设计。v6 发动机总体系统设计。绘零件图合装配图。五、课题的研究进度第一阶段(2018 年 3 月 1-2018 年 3 月 20)材料的搜集整理查阅相关资料本阶段需要完成与课题相关的调研工作,并对相关的文章进行搜集、整理,选出与设计有关的资料备用,并且找出自己设计的产品与国内外的不同之处,说明其优点所在,拟定设计草图,选出最佳方案。第二阶段(2018 年 3 月 21-2018 年 4 月 31)方案设计,总体布置设计,计算本阶段主要清楚的表达出 v6 发动机系统的组成,及相关方案设计,总体布置设计.如果有不合适的地方应进行修改,计算,使之满足生产要求。第三阶段 (2018 年 5 月 1-2018 年 5 月 20) 绘制原理图 撰写设计说明书本阶段主要完成与方案相符合的文章的撰写,包括摘要、前言、设计步骤、内容、参考文献等。六、预期结论此型号 v6 发动机的燃油消耗量与前辈车型相比减少了 20% 以上,并且二氧化碳排放量也相应减少,但动力性却得到了增强。这些优势主要来自最新一代汽油直接喷射系统,通过压电式喷油器利用喷射导向式燃烧和高压喷射方式运行。除了经过改进的燃烧过程之外,帮助降低燃油消耗量的其他因素包括标准配备的全新进气和排气系统、可控的辅助装置、智能发电机管理系统和一贯的轻质设计原则。全新 V6 发动机另一项标志性特点是其出色的精准性。机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计(论文)开题报告书4七、参考文献1 廖林清.机械设计方法学M.重庆:重庆大学出版社,2008.2 吴阳西.汽车发动机原理J. 黑龙江科技信息. 2008(33)3 欧子宏.汽车原理J. 世界制造技术与装备市场. 1995(04)4 张文鹏.发动机设计原理J. 机械设计. 2003(12)5 王昆等主编,机械设计课程设计,武汉: 高等教育出版社,1995。6 邱宣怀主编,机械设计.第四版,北京:高等教育出版社,1997。7 濮良贵主编,机械设计.第七版,西安: 高等教育出版社,2000。8 任金泉主编,机械设计课程设计,西安:西安交通大学出版社,2002。指导教师意见:机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计(论文)开题报告书51对“文献综述”的评语:2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测:指导教师: 年 月 日所在专业审查意见:负责人: 年 月 日机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计(论文)开题报告书6黑龙江八一农垦大学本科生毕 业 设 计 ( 论 文 ) 任 务 书论文题目 V6发动机设计学院名称 工程学院 姓名 王韬 专业班级 20134024201指导教师 李玉清 课题类型 设计类毕业设计(论文)基本要求:按期完成任务书规定的设计任务;综合运用所学理论和专业知识;提高独立工作能力,科学作风严谨,毕业设计有自己的见解,立论正确,计算、分析、试验正确,结论合理。说明书符合论文规范。图纸符合国家标准。文字复制比(指被检测论文与非本人学术成果的文字重合率)R30% 。已知参数:1.功率P=54kw 2.转速N=3000r/min 3.V型排列 4.排量:3.2L 工作量要求:1、发动机零件图2张。2、三维装配图。3、完成毕业论文20000字左右及开题报告。4、二维总装配图。毕业设计(论文)的主要阶段计划(分前期、中期、后期)1、前期:查阅相关资料,了解设计要求及发动机原理2、中期:利用绘图软件,绘制装配图并完成三维建模。3、后期:参考查阅的论文,撰写说明书。任务下发日期 2017/12/20 完成日期 2018/5/30指导教师签字: 系主任审批(签字): I摘 要随着社会的发展,汽车慢慢的走进了各家各户,近年来汽车保有量大大提高,随着人们生活的富裕,习近平主席在十九大的讲话,在 2020 年将消灭掉贫困人口,这一措施大大的加强了小康社会的飞速发展,随着小康社会的临近,汽车已成为人们出行的代步工具。而汽车的核心部件之一的发动机,从发明到现在已有 300 多年的历史。随着国家对汽车尾气的日益严控,传统大排量发动机面临着严峻的挑战。随着原油开采的难度越来越大,能源越来越少,油价不断上涨,以及近年来的环保势头,节能减排是对每哥汽车厂家的研发发动机的严峻考验,所以各大厂商纷纷把先进技术下放到节能减排,新能源汽车发动机的设计中。关键词:发动机;V 型;节能减排IIAbstractA car is the only hightech product with thousands of parts, millions of production and billions of ownership, its huge market potential constantly generates the power of progress of science and technology, making it a powerful carrier that hightech scramble to apply. Engine the core component of the car, have more than 300 years of history from discovery to now. The traditional large displacement engine is facing severe challenges with the increasingly stringent vehicle emission standards. With the rising of international oil prices, and more fresh green momentum recent years, the status of smalldisplacement engine has also been improved. Most major manufacturers have the advanced technology under the following this level into 1.0 liters. Low fuel consumption and low emissions will become the mainstream of the future engine.Keywords: Motor;V type;Conserve energy reduce emissionsIII目 录前 言 .1第一章 绪 论 .21.1 建模分析 .21.2 设计的重点与难点 .2第二章 发动机的总体设计 .42.1 发动机设计的一般流程 .42.2 发动机的主要设计指标 .62.4 总体结构 .7第三章 发动机零件设计 .93.1 机体设计 .93.2 气缸套的设计 .93.3 底壳的设计 .103.4 气缸盖和燃烧室的设计 .103.5 活塞组的设计.103.6 连杆组的设计.113.7 气缸盖的设计.123.8 轴的设计计算 .133.9 曲轴的设计 .17第四章 发动机能力参数计算 .204.1 发动机动力计算 .204.2 曲轴载荷计算结果 .21IV第五章 传动设计 .225.1 齿轮设计 .22第六章 发动机结构参数 .266.1 发动机的选型 .266.2 冷却形式 .266.3 气缸的布置 .276.4 活塞平均速度.286.5 气缸直径和缸数 .28第七章 发动机设计的过程 .297.1 采用方法 .297.2 设计方法 .297.3 活塞运动规律.307.4 曲柄连杆机构中力的计算 .327.5 缸机扭矩 .337.6 曲轴轴颈和轴承的负荷 .347.7 飞轮组设计 .39第八章 润滑系统 .408.1 设计任务 .408.2 设计要求 .40第九章 冷却系统 .429.1 冷却系的作用和设计要求 .429.2 冷却系总体设计方案 .42V第十章 密封设计 .43结 论 .44参考文献 .45致 谢 .46黑龙江八一农垦大学毕业论文(设计)- 1 -前 言我的毕业设计标题为 V6 发动机的整体设计,基于现有的发动机的种类和类型,以及发动机的性能,进行总结归纳出乐意套可行的发动机设计方案。根据查阅资料和汽车从购买到适用到 23 年的时间内,所产生的问题进行改进。还有就是,我国现在进行节能减排项目。在动能达到的情况下,满足人类的需求,尽可能的实现节能减排,近几年内,新能源汽车横空出世,人们开始使用新能源,社会在进步,人类的环保意识也不断的在增强,所以节能减排是新的方向。黑龙江八一农垦大学毕业论文(设计)- 2 -第一章 绪 论1.1 建模分析设计发动机时,运用了 UG 软件,进行零件模型的绘制,草图绘制,组件的装配等仿真设计。UG 是一款三维设计很强大的软件之一,利用这款软件可以进行冲压模具的设计,并且有专门的模具设计窗口,进行模具的分模;模型的仿真设计,进行零件草图绘制,零件模型的绘制,并且进行装配,爆炸摄图的绘制,能更清晰的看出您所设计的产品合理性。也可以使用此软件来处理零件的加工,产品零件在进行加工时进行数控编程,设计机床的走刀路线。还可以进行钣金零件折弯分析,等等功能。在此设计中用的该软件中的一小部分就能体现出 UG 软件的强大。改软件对我的设计进行了很大的帮助,并且利用该软件根据绘制二维图的步骤,直接可以生成二维图纸,有利于进行加工工人进行加工。1.1.1 设计的创新点V6 发动机的设计主要的要求是设计合理,每个传动环节正确,在装配时没有干涉,满足动力要求的前提下节能减配,并且设计精度要求高,来解决发动机在运行中时,产生的摩擦系数尽可能小,燃烧室掺烧充分,不产生黑色杂质,保持气缸的清洁。在设计中进行了 UG 的仿真设计,根据 UG 进行分析发动机的设计的合理性和仿真,可直观的的看出发动机的传动结构,内部装配结构,轴和连杆的装配状态,活塞的运动情况等。并经过分析,进行优化发动机的性能。1.2 设计的重点与难点1.2.1 设计内容发动机的整体结构设计,曲轴的设计以及连杆的设计。气缸的设计,传动的设计,三维图的绘制,二维图的设计。1.2.2 设计重点与难点(1)设计重点:解决发动机在运行时气缸燃烧不充分,导致排气筒有油脂,对排气管造成损坏,发动机盖漏油现象,机油增多等等问题,并且能实现节能减排,解决用户维护保养上所花费的时和费用。黑龙江八一农垦大学毕业论文(设计)- 3 -(2)设计难点:发动机的气缸内室燃烧不充分的问题,在设计中零件的装配有干涉,计算错误,所产生一系列的连锁反应错误。V6 发动机的设计繁琐且需要高计算精确度。黑龙江八一农垦大学毕业论文(设计)- 4 -第二章 发动机的总体设计2.1 发动机设计的一般流程2.1.1 计划阶段 1. 确定任务:主要根据市场需求和监管要求(必要性,可行性论证),这个环节应该在产品规划,长期规划,短期规划中确定。 2.调查研究:访问市场和用户,征求产品要求,了解制造商的工艺条件,设备性能和零件供应情况,收集类似先进产品的信息,检查类似产品,并确定参考原型。3.确定基本性能参数和结构形式。4拟订设计任务书(1)说明产品的原因、用途、适用范围
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