汽车发动机机体设计 开题报告

1、关于SUES 480汽油机机体设计的开题报告沈首辰061106120一、概述汽车作为人们日常生活所不可缺少的交通工具，涉及到了许多产 业和科学技术领域，影响着人们每天的生活。从经济学角度出发，汽车工业作为支柱产业，自从1885年德国 工程师卡尔.奔驰设计制造了第一辆单缸四冲程内燃机汽车以来，世 界汽车工业从当初年产量不足千台到如今汽车工业已经年产量超过 5000万辆的现代大工业。在各个汽车大国中，汽车产业在其国民经 济中有着很快的生产发展；它带有很强的连锁效应，诱导了许多新产 业的崛起；同时它对其所处地区的经济结构和发展变化有着深刻而广 泛的影响。从环境的角度讲，作为节能减排的主要手段之一，汽

2、车的轻量化 已成为各大汽车厂商所追求的目标。从发动机角度来讲机体是发动机 中单件质量最大的零件，一般都超过发动机质量的1/4,甚至接近1/3。 如此一来，世界范围内，针对汽车发动机直至发动机机体等的很多轻 量化研究和技术正在不断地被研究和改进。2009年，我国的汽车销量以1350万的成绩，超过美国、日本和 欧洲大陆，名列榜首。但是这些销量中的绝大多数品牌为与我国企业 合作的跨国公司。造成这一局面的主要原因是我国缺少对汽车核心技 术的掌握。所以目前汽车的核心技术和自主研发是我国汽车业所要努 力的方向，对我国汽车业有着至关重要的意义。我国轿车用汽油发动机是伴随着轿车的引进而引进。目前我国轿 车汽油

3、发动机主要有三种生产方式：一种是整车生产企业自己生产发 动机：如上海大众、东风本田上海通用；第二种是由专业汽油发动机 厂生产供应汽车整车企业。如沈阳航天三菱汽车发动机制造有限公司 生产4G63、4G64发动机供给中华2.0L、2.4L、东方之子等车。第三 种是采用进口发动机，如奥迪A6、帕萨特和高尔夫等。tn发动机，是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的 机器。作为车辆的心脏，发动机对一辆车有着至关重要的意义。机体 是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、 外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。主要由气缸 体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。机体必须

4、要有足够的强度和刚度。同时由于机体中的有些部位工 作环境较为恶劣，如气缸受到高温气体的影响，故还须兼具有防腐蚀 散热快等特性。机体中还开有冷却液水道和油道故其结构复杂。本次发动机机体的设计，是站在已有发动机的基础上的一次自主 研发的尝试，通过运用先进的材料和合理的结构设计出一台自主开发 的发动机机体，并使发动机得到优化，减轻发动机的质量，从机体这 一方面使整车具有更好的动力性和经济性。同时，对我国汽车发动机 自主研发，改变大量引进国外发动机缺少自主创新的局面有着重要的 意义。二、调研资料的汇总1、发动机机体材料的发展趋势减轻传统的灰铸铁机体质量有3条途径：一是改进结构；二是采 用性能更佳的蠕墨

5、铸铁;三是采用铝合金或者镁合金。如奥迪V6 3.0L TDI直喷式柴油机（其机体材料为蠕墨铸铁），大众的Lupo1.2 TDI 涡轮增压百喷式全柴油机（其汽缸为铝合金制），戴姆勒-克莱斯勒的 顶级车迈巴赫和S级轿车的12缸发动机采用了连同底板质量在内只 有38kg的铝合金汽缸体。s2、485Q发动机结构485Q型汽油机是四冲程四缸小客车发动机，其机体是整体铸造 的，不单设汽缸套，为了增大刚性，机体采用龙门式的结构。汽缸的 轴距是不等的，二、三缸之间的轴距较长，有利于加大中央主轴承的 宽度，但会导致发动机机体体积的变大。S3、多气门凸轮轴的普遍运用近年来，多气门（每缸四气门：两个进气门和2个排气

6、门；5气 门：3个进气门和2个排气门）技术已获得了越来越多的采用DOHC （双顶置凸轮轴）也获得广泛采用，采用DOHC，可省掉推杆、挺杆、 摇臂等运动部件，凸轮轴通过液压挺住作用于气门上。采用多气门和DOHC技术，可提高发动机充气效率、泵气损失 少；火花塞中心布置，改善了燃烧，可采用较高压缩比、较小的气门 直径、减轻配气机构惯性质量，因此可提高发动机功率和转速，所以 高速、高性能发动机上广泛使用多气门、DOHC技术。54、干式发动机机体孔和气缸套配合的分析我国传统的干式发动机大多采用半成品气缸套，即内孔留有加工 余量的薄壁气缸套，压入发动机机体底孔后，在机体内加工至成品尺 寸。气缸套压入机体后

7、还要对内孔部分进行加工，为防止加工中缸套 和机体发生相对转动，两者采用过盈配合。但这样一方面使气缸套的 内孔随着发动机底孔的椭圆方向而发展成椭圆，另一方面使压入发动 机底孔的气缸套外壁给发动机底孔施加一个正压力。由于底孔的各处 刚性不同，所以导致底孔发生椭圆形变，两种椭圆叠加影响发动机的 工作性能。但若采用间隙配合会使气缸套的形状得不到限制，同时使 配合部位留有空气出现气阻。所以在设计干式发动机底孔与气缸套的配合间隙时，既要考虑发 动机工作时两者的贴合情况又要考虑底孔的实际加工精度，一定要保 证装配后的气缸孔圆柱度好。4三、市场调查情况分析在市场调查过程中，主要的资料样本是通过相关杂志以及网上

8、的 资料来获取的。收集了一些近5年来130辆乘用车的发动机参数，及 结构特点。56排量(L)0 30556排量(L)0 3050 200000505211功定额图2.1排量-额定功率图图2.2排量统计图从图2.1看，发动机的排量与额定功率基本是呈线性分布，排量 集中范围从13L，额定动率从30270KW。并且由图可知排量12L， 额定功率30150图2.2排量统计图在比较集中地排量13范围内，进一步分析排量的分布情况得到 图2.2，由图可见，排量为1.5附近的比例最大。转定额400004500412356排量(L)0 0 0 700转定额400004500412356排量(L)0 0 0 70

9、000506600005055图2.3排量与转速关系统计图由图2.3显示了排量与转速的统计情况。可见转速范围在45006500rpm。图2.4图2.4额定转速统计图进一步分析额定转速的分布，得到图2.4,发现转速在5500左右 的百分比最大。从图2.5中看出，缸径在6595mm范围内呈抛物线形，其中缸 径7490mm的范围较为密集。缸径的平均值为85.3mm。70656060.L70656060.L r:465707580859095100缸径（mm）050099505887图2.6缸径-冲程图针对缸径和冲程的关系，得到图2.6。对每个点求其缸径、冲程 比，并求得其平均值为1.04。图2.7缸

10、径/冲程统计图进一步对缸径冲程比的分布进行分析，得到图2.7。发现缸径/冲程在1.05左右所占百分比最大。排量（。图2.8排量-升功率图分析图2.8,虽然散点图没有太明显的规律，作为额定功率与排 量的比值，体现了发动机的技术先进性，这方面各个厂家针对不同的 车型都有自己不同的选择。升功率平均值为48.32KW/L。82%图2.9气门类型统计图82%图2.9气门类型统计图图2.9是将排量控制在2.0L以下时作出的气门类型统计图，不难 发现，2.0L以下的车型有82%是采用4气门的结构，16%采用2气门， 只有5%采用5气门的形式。四、设计任务确定从调研资料和市场调查的结果综合考虑和分析选取：排量1.6L； 额定功率选取80KW；额定转速选取5000rpm；缸径选取