【正文】 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課 程 名 稱(chēng): 發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 課 程 代 碼: 8205531 題 目: 195柴油機(jī)連桿設(shè)計(jì)及連桿螺栓強(qiáng)度校核計(jì)算 學(xué)院(直屬系) : 交通與汽車(chē)工程學(xué)院 年級(jí)/專(zhuān)業(yè)/班: 2009/熱能與動(dòng)力工程（汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)）/1班 學(xué) 生 姓 名: 學(xué) 號(hào): 312009080501535 指 導(dǎo) 教 師: 曾東建、田維、暴秀超 開(kāi) 題 時(shí) 間: 2012 年 6 月 28 日完 成 時(shí) 間: 2012 年 7 月 16 日 目 錄摘要 ……………………………………………………………………………………………2 1引言…………………………………………………………………………………………3……………………………………………………………………3…………………………………………………………………………………32柴油機(jī)工作過(guò)程計(jì)算…………………………………………………………………………5 已知條件………………………………………………………………………………5 參數(shù)選擇………………………………………………………………………………6 195柴油機(jī)額定工況工作過(guò)程計(jì)算…………………………………………………63 連桿設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………………9 連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………9 連桿材料選擇………………………………………………………………………114 連桿螺釘強(qiáng)度校核…………………………………………………………………………12 連桿螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………………………12 連桿螺釘?shù)膹?qiáng)度校核………………………………………………………………135 結(jié)論…………………………………………………………………………………………15致謝……………………………………………………………………………………………17參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………18附錄：195柴油機(jī)額定工況工作過(guò)程計(jì)算程序………………………………………………19摘 要20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)，汽車(chē)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)已從單一的性能競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)向性能、環(huán)保、節(jié)能等多元綜合競(jìng)爭(zhēng)。僅就柴油機(jī)而言，為應(yīng)對(duì)世界能源危機(jī)和減少對(duì)環(huán)境污染，其研究開(kāi)發(fā)工作已側(cè)重于降低油耗、減少排放、輕質(zhì)及減少磨損等方面，在這些研究中優(yōu)化技術(shù)將得到廣泛的應(yīng)用。汽車(chē)已經(jīng)在普通民眾中得到普及，隨著汽車(chē)行業(yè)的不斷發(fā)展，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的未來(lái)樂(lè)觀與否一定意義決定于發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)水平。因此，培養(yǎng)高素質(zhì)的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)人才對(duì)當(dāng)今社會(huì)的快速發(fā)展至關(guān)重要。本次課程設(shè)計(jì)的既是通過(guò)對(duì)195柴油機(jī)結(jié)構(gòu)的分析研究，計(jì)算工作過(guò)程中的熱力參數(shù)繪制其工作過(guò)程的PV圖，繪制195柴油機(jī)總成橫剖面圖，對(duì)連桿進(jìn)行設(shè)計(jì)、強(qiáng)度計(jì)算和繪制連桿零部件圖，對(duì)并對(duì)設(shè)計(jì)好的連桿大頭、小頭和螺釘進(jìn)行校核，以根據(jù)工況設(shè)計(jì)連桿小頭、桿身、大頭，合理達(dá)到要求。此次，我們就選擇了對(duì)連桿螺釘進(jìn)行校核。連桿螺釘在連桿蓋以及連桿大頭之間的聯(lián)接發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，并且由于往復(fù)慣性力和氣體壓力的雙重作用下，使螺釘?shù)氖芰κ謬?yán)酷，所以對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核就顯得十分必要。關(guān)鍵詞： 柴油機(jī)、連桿、設(shè)計(jì)、校核1引 言 毫無(wú)疑問(wèn)，節(jié)能、環(huán)保是當(dāng)今內(nèi)燃機(jī)研究的主題。發(fā)動(dòng)機(jī)伴隨著汽車(chē)走過(guò)了100多年的歷史，無(wú)論是在設(shè)計(jì)、制造、工藝還是在性能、控制方面都有很大的提高，但其基本原理仍然沒(méi)有改變。這是一個(gè)富于創(chuàng)造的時(shí)代，那些發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)者們，不斷地將最新科技與發(fā)動(dòng)機(jī)融為一體，把發(fā)動(dòng)機(jī)變成一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電一體化產(chǎn)品，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能達(dá)到近乎完善的程度，各世界著名汽車(chē)廠商也將發(fā)動(dòng)機(jī)的性能作為競(jìng)爭(zhēng)亮點(diǎn)，現(xiàn)在的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)不僅注重汽車(chē)動(dòng)力的體現(xiàn)，更加注重能源消耗、尾氣排放等與環(huán)境保護(hù)相關(guān)的方面，從而使人們?cè)谟崎e的享受汽車(chē)文化的同時(shí)，也能保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源。發(fā)動(dòng)機(jī)未來(lái)的發(fā)展將著重于改進(jìn)燃燒過(guò)程，提高機(jī)械效率，減少散熱損失，降低燃料消耗率；開(kāi)發(fā)和利用非石油制品燃料、擴(kuò)大燃料資源；減少排氣中有害成分，降低噪聲和振動(dòng)，減輕對(duì)環(huán)境的污染；采用高增壓技術(shù)，進(jìn)一步強(qiáng)化內(nèi)燃機(jī)，提高單機(jī)功率；研制復(fù)合式發(fā)動(dòng)機(jī)、絕熱式渦輪復(fù)合式發(fā)動(dòng)機(jī)等；采用微處理機(jī)控制內(nèi)燃機(jī)，使之在最佳工況下運(yùn)轉(zhuǎn)；加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的研究，以提高工作可靠性和壽命，不斷創(chuàng)制新型內(nèi)燃機(jī)變氣門(mén)，變升程，變相位，甚至停掉幾個(gè)缸的技術(shù)，都沒(méi)能做到在行進(jìn)中連續(xù)變缸徑，但有等效的。清潔燃料以及代用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的研制。迫于環(huán)境的要求，汽車(chē)巨頭們?cè)A(yù)言，未來(lái)數(shù)年后汽車(chē)將使用液化氫、天然氣或電力作為動(dòng)力，如果壓縮天然氣CNG技術(shù)日趨成熟，另外，內(nèi)燃機(jī)的研究領(lǐng)域也深入到了甲醇、酒精、二甲醚等代用燃料的領(lǐng)域。采用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬進(jìn)出燃燒室的燃料和空氣流的情況也是一項(xiàng)突破性的技術(shù)。燃燒室和活塞的形狀、噴油脈沖的能量和方向、活塞和發(fā)動(dòng)機(jī)熱量的運(yùn)動(dòng)情況都會(huì)影響油氣混合物霧滴的位置。這項(xiàng)技術(shù)采用了 指燃油分層噴射。燃油分層噴射技術(shù)是發(fā)動(dòng)機(jī)稀燃技術(shù)的一種。稀燃，顧名思義就是發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣中的汽油含量低，汽油與空氣之比可達(dá)1：25以上。 VVT（Variable Valve Timing的縮寫(xiě))可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)，它是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)里程碑。其主要設(shè)計(jì)思想是發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)升程和配氣相位定時(shí)可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況作實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)。而我們常見(jiàn)的CVVT，就是在這個(gè)原理上增加了連續(xù)性的概念，即Continue。CVVT的主要設(shè)計(jì)原理是通過(guò)電子控制系統(tǒng)改變凸輪軸打開(kāi)進(jìn)氣門(mén)的時(shí)間早晚，從而控制所需的氣門(mén)重疊角。這項(xiàng)技術(shù)著重于第一個(gè)字母C(Continue連續(xù))，強(qiáng)調(diào)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況連續(xù)變化，時(shí)時(shí)控制氣門(mén)重疊角的大小，從而改變氣缸進(jìn)氣量。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如怠速狀態(tài)，這時(shí)應(yīng)延遲進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)時(shí)間，減小氣門(mén)重疊角，以穩(wěn)定燃燒狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如起步、加速、爬坡時(shí)，應(yīng)使進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)時(shí)間提前，增大氣門(mén)重疊角，以獲得更大的扭矩。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如高速行駛時(shí)，也應(yīng)延遲進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)時(shí)間，減小氣門(mén)重疊角，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于中等工況時(shí)，如中速勻速行駛時(shí)，CVVT也會(huì)相對(duì)延遲進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)時(shí)間，減小氣門(mén)重疊角，此時(shí)的目的是減少燃油消耗，降低污染排放。 1） 目的促進(jìn)學(xué)生復(fù)習(xí)和總結(jié)已學(xué)知識(shí)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作指標(biāo)的影響，結(jié)合對(duì)各參考發(fā)動(dòng)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。（1）掌握了不同參數(shù)的選取、確定，掌握了過(guò)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，等參數(shù)對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響和變化規(guī)律。(2)學(xué)生對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程的各個(gè)過(guò)程相互的影響有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，了解了汽油機(jī)與柴油機(jī)工作過(guò)程計(jì)算的差異。通過(guò)PV圖的繪制，使學(xué)生掌握了如何利用示功圖進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程分析。掌握了汽油機(jī)、柴油機(jī)在同一工作過(guò)程的不同的曲線的變化趨勢(shì)。(3)由于要求計(jì)算過(guò)程必須采用VB編程進(jìn)行，因此，使學(xué)生更進(jìn)一步了解如何使用計(jì)算機(jī)，進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)計(jì)算工作，更進(jìn)一步熟悉計(jì)算機(jī)編程。、橫剖面圖 1）訓(xùn)練的目的 繪制發(fā)動(dòng)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(dòng)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(shí)它還能表達(dá)所