《发动机设计方案》课程设计方案指导书

PAGE6- 《发动机设计》课程设计指导书适用专业：热能与动力工程（汽车发动机）课程代码：6011489学时:三周学分:3编写单位:交通与汽车工程学院编写人：曾东建审核人:孟忠伟审批人:孙仁云批准时间：2013年3月5日目的发动机课程设计是发动机课程讲授结束后的大作业，是该课程的最后一个重要的教学环节，其目的是：培养理论联系实际的正确设计思想,训练综合运用已学理论和生产实际知识（主要指发动机原理，发动机设计，发动机制造工艺学，发动机测试技术及生产实习等）来非系和解决发动机工程实践的能力.进行工程师基本技能的训练。如计算，绘图，运用设计，计算资料，手册，标准等，使学生初步掌握发动机总体方案设计步骤和设计方法，增长实际知识和拓宽眼界，培养学生独立工作能力，为毕业设计打好良好的基础。内容及步骤热计算目的促进学生复习和总结已学知识，提高发动机工作过程中热力参数与结构之间的关系;熟悉各参数对发动机工作指标的影响，结合对各参考发动机及其工况的分析，培养学生的分析能力,从而达到能正确选择参数的目的。内容与步骤已知条件：（以柴油机标定工况实际循环热计算为例)缸径：D=95mm气缸数：i=1标定功率：Ne=8。8kw有效油耗ge=235g/Kw。h标定转速：N=2000r/m压缩比：19～21每缸工作容积:V=0。815(L)曲柄半径和连杆长度比：R/L=1/4大气状态：PO=1bar、TO=288K燃料平均重量成分,燃料低热值，燃烧室形式，分隔式燃烧室冷却方式等。开式蒸发冷却(2）参数选择应根据同类型发动机的实验数据和统计资料，结合所学设计发动机具体情况来选定以下参数值：过量空气系数：α，最高燃烧压力：Pz,热量利用系数：ξz，残余废气系数：γ，排气中点温度:Tr，示功图丰满系数：Φi，机械效率：ηm。燃烧热化学计算:计算：理论所需空气量：LO，新鲜空气量：M1，理论上完全燃烧时的燃烧产物：M0燃烧产物总量：M2,理论分子变更系数：η0，实际分子变更系数：η.换气过程参数的计算：计算：进气终点压力：Pa，进气终点温度：Ta,充气效率：ηv。压缩过程的计算：注意运转参数、结构形式、尺寸的影响来选取平均多变压缩指数：n1,计算过程任意点X的压力：Px，压缩终点总的压力和温度：Pe、Te,压力升高比：λ(6）燃烧过程的计算：从压缩终点的混合空气平均比热着手来计算燃烧终点时的温度：Tz,初期膨胀比:p膨胀过程的计算：注意转速、负荷、结构形式、尺寸和燃烧过程进行情况的影响，来选择平均多变膨胀指数:n2计算：后膨胀比δ，膨胀过程中任意点X的压力:Pbx，膨胀终点的压力和温度：Pb、Tb。平均指示压力：Pi的计算；指示热效率：ηi的计算；指示比油耗:gi的计算；有效热效率：ηe和比油耗：ge的计算；平均有效压力：Pe和有效功率:Ne的计算;按上述结果绘制P—V示功图。先绘制理论示功图，后圆整为实际示功图。（二)、纵、横剖面图1、目的要求：绘制发动机纵横剖面图，在课程设计中占很重要的地位。设计的发动机是否合理？能否达到热计算中所确定的参数指标?都将在图上得到不同程度的反映，同时它还能表达所设计发动机的结构特点，零部件的主要形状,相互关系,附件的布置和各系统、机构的安排。通过绘制发动机纵、横剖面图，能培养学生的识图和绘图能力，以及对已学知识的综合运用能力,为毕业设计奠定一定的基础。要求学生对发动机结构形式，设计指标进行深入全面的了解,作出分析评价，将其优点应用到设计的发动机上，并认真负责地对待自己画的每一条线,和贯彻有关国家标准.2、内容及步骤横剖面图设计：选取总图比例尺：发动机的总图应尽可能按实物本身的尺寸绘制，即采用1：1的比例尺。在必要大小的图纸上画出汽缸中心线。根据气缸直径D，画出气缸内壁线。参照同类型发动机的曲轴箱外型和选用的曲柄半径R=S/2在一位置上画一条垂直于气缸中心线的轴线。它选定了曲轴主轴颈中心线位置，一般讲来,两轴线交点O就是主轴颈中心的位置。以O为圆心,用R=S/2为半径,用点划线画圆，这就是曲柄销中心的运动轨迹。它和气缸中心线的两个交点.分别是活塞在上,下止点时，曲柄销中心线的位置。以曲柄销中心位于上止点时,在气缸中心线上向上量取选定的连杆长度L=R/λ便确定了活塞位于上止点时,活塞销中心线的位置.按画出的活塞中心线的位置，画出活塞顶部边缘和裙部的底边线。根据活塞在下止点时，应让裙部露出气缸套10-15mm来确定气缸长度。画出连杆在摆动平面内的形状：首先确定曲柄销直径，再确定轴瓦厚度以及连杆螺栓的位置、长度；再确定活塞销直径，连杆衬套厚度，连杆大头,小头厚度以及分别与连杆体连接的过渡圆角。对曲柄连杆机构中所选关系值的正确性进行校核：确认连杆不与气缸边缘相碰；确认连杆不与活塞裙部相碰；画出连杆运动时扫过面积的边界线。用以决定曲轴箱内壁形成和配气凸轮中心位置。画出曲轴主轴颈和主轴承外形.纵剖面图设计：首先在离开图纸边缘一段是以容下发动机首部机构的距离,画第一气缸中心线。然后画出曲轴主轴颈中心线。注意曲轴颈中心线和图纸边缘的距离应和横剖面图上一致。确定气缸中心距L;大致参照选定的构造，画出气缸壁厚,水套厚度，第二个气缸的壁厚，再离开第二气缸内壁线D/2的距离作第二气缸的中心线。注意画图比例尺应和横剖面图一致.为了确认所选气缸中心距的正确性，必须校核配气机构排列布置的可能性。配气机构排列布置的问题解决后，也可以回头进行横剖面的继续设计—画出气门、气门座、弹簧、挺柱、气道、气门导管等等。回纵剖面图，画出曲轴的形状—主轴颈和曲柄销的长度，曲柄厚度，轴颈到曲柄的过渡圆角的构造和半径等，曲柄和平衡重块的形状应在横剖面图上表达。画出主轴承和连杆轴承的轴瓦长度，连杆小头衬套长度,以及画出连杆、活塞、主轴承的形状。画出包括配气凸轮轴在内的所有配气机构。画出机体和其他所有零部件形状,完成发动机纵横剖面图.注意：在设计过程中要贯彻发动机设计的“三化".设计纵横剖面图其方法，步骤也不是一成不变的。为设计和制图的方便，纵横剖面图可以交替绘制,多借助于零件图来绘制会带来许多方便和加快设计的速度。连杆设计、强度计算和绘制连杆零部件图目的：1）校核零件的结构强度，绘制零件图,促使学生复习和掌握所学知识，进行工程师必备的基本功训练.2）分析发动机连杆的运动规律与受力情况，作为强度，设计连杆.培养和锻炼学生设计、绘图、分析和计算能力.内容及步骤根据连杆零件实物测绘画出连杆零件草图；根据所学知识设计连杆，画出连杆零件图；按“任务书”要求对指定部位进行校核计算.发动机课程设计说明书:按《西华大学本科课程设计说明书规范化要求》的格式要求进行撰写,内容包括：1、摘要2、引言3、195柴油机性能和结构特点分析4、195柴油机额定工况实际循环热计算5、195柴油机连杆结构特点、受力、运动分析；连杆设计；强度校核6、设计中尚存在的问题和今后改进的方面。课程设计时间2009年6月29~2006年7月17，连续三周.成绩评定1、《发动机设计》课程设计成绩评定办法：项目分值优秀（100≥x≥90）良好（90〉x≥80）中等（80〉x≥70)及格（70〉x≥60)不及格（x〈60)学习态度30学习态度认真，科学作风严谨,严格保证设计时间并按任务书中规定的进度开展各项工作。讲述清楚，回答问题正确。学习态度比较认真，科学作风良好，能按期圆满完成任务书规定的任务。讲述清楚，回答问题基本正确。学习态度尚好，遵守组织纪律，基本保证设计时间，按期完成各项工作.讲述较清楚,回答问题基本正确.学习态度尚可，能遵守组织纪律，能按期完成任务。讲述较清楚，能回答部分问题。学习马虎，纪律涣散，工作作风不严谨，不能保证设计时间和进度.讲述不清楚，能回答个别问题。技术水平与实际能力20设计合理、理论分析与计算正确，实验数据准确，有很强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力,文献查阅能力强、引用合理、调查调研非常合理、可信。设计合理、理论分析与计算正确，实验数据比较准确,有较强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献引用、调查调研比较合理、可信。设计合理，理论分析与计算基本正确，实验数据比较准确,有一定的实际动手能力,主要文献引用、调查调研比较可信.设计基本合理，理论分析与计算无大错，实验数据无大错。设计不合理,理论分析与计算有原则错误，实验数据不可靠，实际动手能力差，文献引用、调查调研有较大的问题。创新5有重大改进或独特见解，有一定实用价值。有较大改进或新颖的见解，实用性尚可。有一定改进或新的见解。有一定见解。观念陈旧。说明书（计算书、图纸、分析报告）撰写质量45结构严谨,逻辑性强，层次清晰,语言准确，文字流畅,完全符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文;图纸非常工整、清晰。结构合理，符合逻辑，文章层次分明，语言准确，文字流畅，符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文;图纸工整、清晰.结构合理，层次较为分明，文理通顺，基本达到规范化要求，书写比较工整；图纸比较工整、清晰。结构基本合理,逻辑基本清楚，文字尚通顺，勉强达到规范化要求;图纸比较工整.内容空泛，结构混乱，文字表达不清，错别字较多，达不到规范化要求；图纸