内燃机课程设计指导书.doc

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1、1柴油机基本参数选定1.1内燃机设计的基本要求1、功率Pe有效功率是柴油机基本性能指标。任务书已指定有效功率Pe=88kw。2、转速n一般车用柴油机转速为2000r/min～4000r/min，任务书已指定所需转速n=2800r/min。3、冲程数τ本设计中的车用柴油机都采用四冲程，即τ=44、平均有效压力Pem平均有效压力Pem表示每一工作循环中单位气缸工作容积所做的有效功，一般车用柴油机的平均有效压力为0.55Mpa～1.0Mpa，任务书已经指定平均有效压力Pem=0.71Mpa。5、有效燃油消耗率be这是柴油机最重要的经济性指标。四冲程非增压柴油机215[g/(kw·h)]～285[

2、g/(kw·h)]。6、可靠性和寿命可靠性和寿命是车用柴油机的基本要求之一，设计时必须提出具体指标，但本课程设计从略。1.2柴油机基本参数选用由有效功率计算公式：可知由于Pe、Pem、n、τ已选定，则柴油机的总排量也已选定，下一步设计应选定柴油机的基本结构参数：气缸直径d、活塞行程S、缸数i及其它一些参数。1、气缸直径d气缸直径d的选取影响柴油机的尺寸和重量，还影响柴油机的机械负荷和热负荷。因为设计的是120系列柴油机，所以气缸直径d=120mm。2、活塞行程S车用柴油机的S/d=1.0～1.3，任务书规定了活塞行程S=118mm，S/d=0.9833在允许范围内。3、气缸数i及气缸排列方

3、式由有效功率计算公式：得出。排列方式为直列式。4、连杆长度L与曲柄连杆比λ=R/L连杆长度加大，会使柴油机总高度增加；虽然连杆摆角减小，侧压力减小，但效果不明显；而且连杆重量加大，往复运动质量惯性力加大。因而尽量采用短连杆，一般λ值在1/3～1/5之间。因为所设计柴油机为120系列，所以连杆长l=263mm,连杆比λ=R/l=0.224,在允许范围内。5、气缸中心距l0及其与气缸直径之比l0/d因为所设计柴油机为120系列，所以所选气缸中心距=166mm,,在1.2～1.6的允许范围内。6、压缩比εc选用压缩比εc也就是选用燃烧室容积。任务书给定车用柴油机的εc在18～23。取2柴油机的近

4、似热计算柴油机工作过程热计算是对柴油机各工作过程中工质的状态参数、主要性能指标进行计算，并绘出示功图。通过热计算可以分析各工作过程的影响因素，找出提高动力性和经济性的途径，又为动力计算、结构设计提供数据。柴油机实际循环热力计算有近似热计算（简单计算法）和模拟热计算（电算法）二种。本设计要求进行近似热计算。2.1燃料燃烧热化学计算1、理论空气量L0(千摩尔/千克柴油)燃料采用轻柴油，，计算得0.495（千摩尔/千克柴油）2、新鲜空气量M1(千摩尔/千克)——过量空气系数，，取计算得0.742（千摩尔/千克）3、燃烧产物M2(千摩尔/千克)轻柴油低热值千焦/千克计算得0.774（千摩尔/千克）

5、3、理论分子变更系数4、实际分子变更系数其中，γr——残余废气系数，γr=0.03～0.06，取。二、换气过程计算1、排气压力（气缸内废气压力）Pr取2、气缸内排气温度（残余废气温度）TrTr=970～1170（K）取3、进气终点压力Pa（Mpa）取4、进气终点温度Ta（K）取5、充量系数（充气效率）其中:之间，取。计算得，在内。2.3压缩过程计算1、平均多变压缩指数n1n1=1.34～1.39，取2、进气终点气缸容积=1.404L式中：R——曲柄半径，R=S/2(m)；λ——曲柄连杆比，λ=R/L。对应于时的气缸容积（）燃烧室容积曲柄半径连杆比对应于时的压力（看附录EXCEL表格）（MP

6、a）3、压缩终点充量的状态参数压力Mpa温度K2.4燃烧过程计算1、热量利用系数ζZ热量利用系数ζZ表示燃烧热量被工质吸收多少的程度。燃烧终点的热量利用系数ζZ在此范围内选取：ζZ=0.85~0.95，取.2、燃烧最高压力PZ按结构强度及寿命要求选取，本设计中5～9Mpa，取。3、压力升高比位于内。4、燃烧最高温度1）工质的平均等容摩尔热容和平均等压摩尔热容间有如下关系：[kJ/(kmol·K)]工质的平均等压摩尔热容按下列方法计算：（1）查图法：由下图按过量空气系数查出。（2）查表插值计算法：（摘自《柴油机设计手册（上）》）T（K）1.01.21.41.61.82.22.63.0∞673

7、32.10031.73631.47231.28431.11230.88630.72330.60129.79787332.96332.56532.27232.05031.86231.57731.40131.27530.413107333.83833.41933.06332.84532.64932.36432.17632.02131.037127334.62534.13533.85433.59533.36533.03432.