畢業(yè)設(shè)計(jì)---nj70q汽車發(fā)動(dòng)機(jī)熱力、動(dòng)力計(jì)算

1、<p><b>　　專業(yè)課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　課題名稱:NJ70Q汽車發(fā)動(dòng)機(jī)熱力、動(dòng)力計(jì)算 </p><p>　　指導(dǎo)教師: </p><p>　　職 稱： </p><p>　　學(xué)

2、生姓名: </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　專 業(yè): 熱能與動(dòng)力工程 </p><p>　　學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>

3、　　通常由于汽油機(jī)具有轉(zhuǎn)速高、重量輕、噪音小、易啟動(dòng)、造價(jià)低等特點(diǎn)。因此它在小客車、中小型貨車和軍用越野車及小型農(nóng)用動(dòng)力（噴粉、噴霧、插秧機(jī)）等方面廣泛應(yīng)用。</p><p>　　通過本課題的設(shè)計(jì)，是學(xué)生掌握內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)的一般方法和步驟；掌握汽油機(jī)三大計(jì)算（熱力計(jì)算，動(dòng)力計(jì)算和零件強(qiáng)度計(jì)算）的方法和步驟；初步訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用三大計(jì)算的結(jié)果，分析內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、零件強(qiáng)度及零件機(jī)構(gòu)工藝性的能力。</p>

4、<p>　　關(guān)鍵詞 NJ70Q汽油機(jī)；熱力計(jì)算；動(dòng)力計(jì)算</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要II</b></p><p>　　第 1 章緒論2</p><p>　　1.1本課程設(shè)計(jì)研究的意義和目的2</p>&l

5、t;p>　　1.2本課題研究的任務(wù)2</p><p>　　第 2 章汽油機(jī)熱力計(jì)算3</p><p>　　2.1汽油機(jī)實(shí)際循環(huán)熱力計(jì)算3</p><p>　　2.1.1熱力計(jì)算的目的3</p><p>　　2.1.2熱力計(jì)算的方法3</p><p>　　2.1.2.1確定汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)形式3

6、</p><p>　　2.1.2.2原始參數(shù)的選擇4</p><p>　　2.1.2.3燃料的燃燒化學(xué)計(jì)算7</p><p>　　2.1.2.4燃?xì)膺^程參數(shù)的確定與計(jì)算8</p><p>　　2.1.2.5壓縮終點(diǎn)參數(shù)的確定9</p><p>　　2.1.2.6燃燒過程終點(diǎn)參數(shù)的確定9</p&

7、gt;<p>　　2.1.2.7膨脹過程終點(diǎn)參數(shù)的確定10</p><p>　　2.1.2.8指示性能指標(biāo)的計(jì)算10</p><p>　　2.1.2.9有效指標(biāo)的計(jì)算10</p><p>　　2.1.2.10確定汽缸直徑D和沖程S11</p><p>　　2.1.2.11繪制示功圖12</p>

8、<p>　　2.1.2.12繪制實(shí)際示功圖14</p><p>　　第 3 章NJ70Q汽油機(jī)動(dòng)力學(xué)計(jì)算15</p><p>　　3.1曲軸連桿機(jī)構(gòu)中的作用力15</p><p>　　3.1.1機(jī)構(gòu)慣性力15</p><p>　　3.2繪制各負(fù)荷的曲線圖16</p><p>　　3.2.1

9、繪制合成力P=f()的曲線圖16</p><p>　　3.2.2繪制PN＝f(),PL=f(),T=f(),K=f()圖16</p><p>　　3.2.3繪制主軸頸和曲柄銷的積累扭矩圖17</p><p>　　3.2.4繪制曲柄銷負(fù)荷極坐標(biāo)圖17</p><p>　　3.2.5繪制曲柄銷預(yù)磨損圖17</p>

10、<p><b>　　參考文獻(xiàn)20</b></p><p><b>　　致 謝 21</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)研究的意義和目的</p><p>　　通常由于汽油機(jī)具有轉(zhuǎn)速高、重量輕、噪音小、易啟動(dòng)，造價(jià)

11、低等特點(diǎn)。因此它在小客車、中小型貨車和軍用越野車及小型農(nóng)用動(dòng)力（噴粉、噴霧、插秧機(jī)）等方面廣泛應(yīng)用。</p><p>　　通過本課題的設(shè)計(jì)，是學(xué)生掌握內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)的一般方法和步驟：掌握汽油機(jī)三大計(jì)算（熱力計(jì)算，動(dòng)力計(jì)算和零件強(qiáng)度計(jì)算）的方法和步驟：初步訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用三大計(jì)算的結(jié)果，分析內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、零件強(qiáng)度及零件機(jī)構(gòu)工藝性的能力。</p><p><b>　　本課題研究的任務(wù)

12、</b></p><p>　　1．選取適當(dāng)?shù)膮?shù)值，校核有效功率； </p><p>　　2．對所選機(jī)型進(jìn)行熱力和動(dòng)力計(jì)算；</p><p>　　3．整理并編寫課程設(shè)計(jì)說明書。</p><p><b>　　汽油機(jī)熱力計(jì)算</b></p><p>　　汽油機(jī)實(shí)際循環(huán)熱力計(jì)算<

13、/p><p><b>　　熱力計(jì)算的目的</b></p><p>　　該方法是一種近似的、半經(jīng)驗(yàn)的估計(jì)方法，它是根據(jù)熱力計(jì)算公式，對內(nèi)燃機(jī)各熱力參數(shù)、指示參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果的精確性依賴于大量經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的選擇是否恰當(dāng)，它對內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義。</p><p><b>　　熱力計(jì)算的方法</b></p>

14、<p>　　標(biāo)定功率：[Pe]=51.5 KW</p><p>　　標(biāo)定轉(zhuǎn)速：[n]=2800r/min</p><p><b>　　工況選擇：標(biāo)定工況</b></p><p>　　根據(jù)GB1105—74陸用內(nèi)燃機(jī)</p><p><b>　　大氣條件為：</b></p>

15、<p>　　大氣壓力：P0=100KPa</p><p>　　環(huán)境溫度：T0=298K</p><p>　　相對濕度φ0=60%</p><p>　　確定汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)形式</p><p><b>　　1．選擇汽油機(jī)</b></p><p>　　汽油機(jī)具有轉(zhuǎn)速高、重量輕、噪音小、易啟動(dòng)、造

16、價(jià)低等特點(diǎn)。因此它在小客車、中小型貨車和軍用越野車及小型農(nóng)用動(dòng)力（噴粉、噴霧、插秧機(jī)）等方面廣泛應(yīng)用。</p><p><b>　　2．沖程數(shù)τ的選擇</b></p><p>　　內(nèi)燃機(jī)按沖程分二沖程和四沖程內(nèi)燃機(jī),二沖程內(nèi)燃機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)工作循環(huán)比四沖程內(nèi)燃機(jī)多一倍,實(shí)際輸出功率是四沖程內(nèi)燃機(jī)的功率的1.5－1.8倍；二沖程必須組織掃氣過程；運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、輕

17、巧。在汽油機(jī)上用二沖程，由于掃氣的影響，使得經(jīng)濟(jì)性較差，因此僅在小型汽油機(jī)上有應(yīng)用（如摩托車、摩托艇、噴霧機(jī)、割草機(jī)等）汽車上很少使用。本課題汽油機(jī)選擇四沖程。</p><p><b>　　3．冷卻方式的選擇</b></p><p>　　通常內(nèi)燃機(jī)有兩種冷卻方式：水冷式和風(fēng)冷式（空氣冷卻）系統(tǒng)．由于水冷系統(tǒng)冷卻均勻，冷卻強(qiáng)度高，運(yùn)轉(zhuǎn)噪音小，因此得到了廣泛運(yùn)用。在農(nóng)用、

18、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上大多是水冷系統(tǒng)．而風(fēng)冷系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)燃機(jī)重量較輕，不用冷卻水，使用維修方便，制造成本低；對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)；熱慣性小，暖機(jī)時(shí)間短，易起動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。但最大的缺點(diǎn)是熱負(fù)荷高，工作噪音大，它僅在一些小型汽油機(jī)和摩托車上被廣泛使用。在軍用車輛和高原干旱地區(qū)使用的動(dòng)力中也有應(yīng)用。</p><p>　　因此NJ70Q汽油機(jī)冷卻方式選用水冷系統(tǒng)。</p><p>　　4．氣缸布置型式的選擇&

19、lt;/p><p>　　常見的氣缸布置型式主要有立式、臥式和V型三種。</p><p>　　單列式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低使用維修方便，能滿足一般要求，V型雙列式發(fā)動(dòng)機(jī)可縮短內(nèi)燃機(jī)的長度，降低重心，有利于提高轉(zhuǎn)速。</p><p>　　一般單列臥式發(fā)動(dòng)機(jī)常用于農(nóng)用內(nèi)燃機(jī)，特別是單缸內(nèi)燃機(jī)：單列立式常用于六缸以下的內(nèi)燃機(jī)；V型雙列式常用于八缸以上的內(nèi)燃機(jī)；臥式對置

20、式常用于大型客車和重型載重汽車。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求和以上原因汽油機(jī)選擇立式4缸布置型式。</p><p>　　5．燃燒室型式的選擇</p><p>　　燃燒室的形式不僅關(guān)系到整機(jī)性能指標(biāo)，而且在很大程度上決定了氣缸蓋和活塞頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)，其選型的主要依據(jù)是氣缸直徑，轉(zhuǎn)速和使用要求。</p><p>　　對柴油機(jī)燃燒室的型式主要有直噴

21、式（淺盆型、深坑型、球型）和分隔式、渦流室、預(yù)燃室）兩大類五種型式。</p><p>　　對汽油機(jī)燃燒室的型式主要有側(cè)置氣門燃燒室（L型）（已趨于淘汰）和頂置氣門燃燒室（楔形、浴盆形、碗形、半球形）。目前車用汽油機(jī)中幾乎全部是采用頂置氣門燃燒室。</p><p>　　根據(jù)該機(jī)型的設(shè)計(jì)要求汽油機(jī)選用半球形燃燒室。</p><p><b>　　原始參數(shù)的選擇&

22、lt;/b></p><p>　　根據(jù)NJ70Q汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、用途、標(biāo)定工況、使用環(huán)境等可選擇某些原始參數(shù)。其具體選擇步驟如下：</p><p><b>　　1．壓縮比ε</b></p><p>　　壓縮比ε是影響內(nèi)燃機(jī)性能指標(biāo)的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高壓縮比可以提高內(nèi)燃機(jī)的功率和經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　對汽油

23、機(jī)ε的提高主要受爆燃的影響。表現(xiàn)為燃料的辛烷值、燃燒室形狀及排放的限制，可以按下面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇。</p><p>　　汽油機(jī)的辛烷值90-97</p><p>　　側(cè)置氣門燃燒室ε=6.2-7.0 頂置形燃燒室ε=8.0-9.0</p><p>　　小客車有汽油機(jī)ε=6.0-10 載重車用汽油機(jī)ε=6.5-8.0</p><p>　　

24、預(yù)燃室燃燒室ε=18-22</p><p>　　該機(jī)型壓縮比ε取8.0。</p><p><b>　　2．過量空氣系數(shù)</b></p><p>　　過量空氣系數(shù)是反映混合氣形成和燃燒完善程度及整機(jī)性能的一個(gè)指標(biāo)。</p><p>　　對柴油機(jī)大于1，在柴油機(jī)吸入氣缸空氣量一定條件下，越小意味著氣缸內(nèi)混合氣越濃，空氣的利用

25、率越高，發(fā)出的功率越大。應(yīng)盡量減小。在小型高速柴油機(jī)中，的減小主要受燃燒完善程度的限制，在大型機(jī)增壓柴</p><p>　　預(yù)燃室燃燒室=1.2—1.6</p><p>　　油機(jī)主要受熱負(fù)荷的限制。通常柴油機(jī)在標(biāo)定工況時(shí)α的取值范圍如下：</p><p>　　低速柴油機(jī)=1.8—2.0</p><p>　　高速柴油機(jī)=1.2—1.5</

26、p><p>　　增壓柴油機(jī)=1.7—2.2</p><p>　　值（在全負(fù)荷時(shí)）也可根據(jù)燃燒室的形狀進(jìn)行選擇；</p><p>　　淺盆形燃燒室=1.6—2.2 深坑形燃燒室=1.4—1.7</p><p>　　球形燃燒室 =1.3—1.5 渦流室燃燒室=1.3—1.6</p><p>　　對于汽油機(jī)整

27、個(gè)運(yùn)行過程中，可遇到<1和>1的所有情況,在全負(fù)荷時(shí)的取值范圍: =0.85-1.1.通常選定標(biāo)定工況時(shí)<1和>1.</p><p>　　該機(jī)型過量空氣系數(shù)=0.9。</p><p>　　3．殘余廢氣系數(shù)φr</p><p>　　殘余廢氣系數(shù)φr值的的大小，反映氣缸中殘余廢氣量的多少。其值主要與壓縮比、排氣終點(diǎn)參數(shù)（Pr，Tr）、氣門重疊角及

28、是否掃氣有關(guān)。當(dāng)Pr/Tr比值增大φr減小時(shí)，廢氣的密度和燃燒室所占容積比例都增加，φr值便隨之增大；組織掃氣與不組織掃氣相比，φr值降低；氣門重疊角增大時(shí)，φr值降低。</p><p>　　通常汽油機(jī)壓縮比小,氣門重疊角較小,且不組織掃氣;</p><p>　　四沖程汽油機(jī)：φr=0.06～0.16，</p><p>　　該機(jī)型殘余廢氣系數(shù)φr取0.09。<

29、/p><p><b>　　4．進(jìn)氣溫升ΔT</b></p><p>　　新鮮充量在進(jìn)入氣缸的過程中，受到高溫零件加熱和充量動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能的影響。使新鮮沖量得到ΔT的溫升，引起進(jìn)氣溫度的提高。</p><p>　　四沖程汽油機(jī)：ΔT=0～40℃，</p><p>　　該機(jī)型進(jìn)氣溫升ΔT取10℃。</p><

30、p>　　5．熱量利用系數(shù)ζZ</p><p>　　熱量利用系數(shù)ζZ是Z點(diǎn)（顯著燃燒終點(diǎn)）時(shí)刻的燃料燃燒放出熱量的利用系數(shù)。它是用以反映實(shí)際燃燒過程中燃燒不完善、通道節(jié)流、高溫分解和傳熱等損失程度大小的一個(gè)重要參數(shù)，它的數(shù)值主要受到內(nèi)燃機(jī)燃燒品質(zhì)的影響。凡是能改善燃燒過程、減少傳熱損失的因素一般都有利于ζZ的提高。如轉(zhuǎn)速的提高，促使過后燃燒增強(qiáng)，ζZ減??；采用分隔式燃燒室的柴油機(jī)，具有較大的傳熱損失，ζZ比直

31、噴式柴油機(jī)的?。辉鰤汉?，燃燒產(chǎn)物的高溫分解現(xiàn)象減少，ζZ可提高。</p><p>　　汽油機(jī)：ζZ=0.85～0.95，</p><p>　　該機(jī)型熱量利用系數(shù)ζZ取0.9。</p><p><b>　　6．示功圖豐滿系數(shù)</b></p><p>　　是把實(shí)際循環(huán)中的時(shí)間損失和部分換氣損失在理論循環(huán)中給予考慮。此值越小，

32、表示時(shí)間損失和換氣損失越大。的數(shù)值與轉(zhuǎn)速、排氣提前角、供油提前角、點(diǎn)火提前角等因素有關(guān)。上述因素的數(shù)值越大，則越小。</p><p>　　示功圖豐滿系數(shù)范圍：=0.92～0.97，</p><p>　　該機(jī)型示功圖豐滿系數(shù)取0.95。</p><p><b>　　7．機(jī)械效率ηm</b></p><p>　　機(jī)械效率ηm

33、是評定內(nèi)燃機(jī)指示功率轉(zhuǎn)換為有效功率的有效程度。</p><p>　　: 四沖程車用汽油機(jī)ηm=0.80～0.90，</p><p>　　該機(jī)型機(jī)械效率ηm取0.80。</p><p>　　8．平均多變壓縮指數(shù)n'</p><p>　　平均多變壓縮指數(shù)n'主要受工質(zhì)與氣缸壁間熱交換及工質(zhì)泄漏情況的影響。凡是使缸壁傳熱量及氣缸工質(zhì)

34、泄漏量減少的因素均使n'提高。</p><p>　　當(dāng)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速提高時(shí)、熱交換的時(shí)間縮短、向缸壁傳熱量及氣缸工質(zhì)泄漏量減少，則n'增大。當(dāng)負(fù)荷增加、采用空冷、采用大氣缸直徑時(shí)、氣缸溫度升高、相對傳熱量損失減小、則n'增大。此外提高ε和進(jìn)氣終點(diǎn)溫度，則n'減小。</p><p>　　汽油機(jī)：n'=1.32～1.38，</p><p&

35、gt;　　該機(jī)型平均多變壓縮指數(shù)n'取1.34。</p><p>　　9．平均多變膨脹指數(shù)n"</p><p>　　平均多變膨脹指數(shù)n"主要取決于后燃的多少、工質(zhì)與氣缸壁間的熱交換及泄漏情況。凡是使后燃增加、傳熱損失減小、漏氣量減小的因素均使n"減小。通常保持n"較高值可提高循環(huán)效率和內(nèi)燃機(jī)工作可靠性。</p><p>

36、;　　當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，后燃增加、傳熱損失和漏氣量減小，則n"減小；負(fù)荷增大時(shí)，后燃增加，則n"減??；氣缸尺寸增大時(shí)，傳熱損失和漏氣量減小，則n"減小。</p><p>　　汽油機(jī)：n"=1.20～1.28，</p><p>　　該機(jī)型平均多變膨脹指數(shù)n"取1.24。</p><p><b>　　燃料的燃燒化學(xué)

37、計(jì)算</b></p><p>　　表2－1 選擇燃料的有關(guān)參數(shù)</p><p>　　1．理論空氣量L0的計(jì)算</p><p><b>　　=1</b></p><p>　　=0.512 （2-1） </p>&l

38、t;p>　　2．理論分子變化系數(shù)μ0的計(jì)算 </p><p>　　μ0= (2-2)</p><p><b>　　=1+</b></p><p><b>　　=2.203</b></p><p>　　3．實(shí)際分子變化系數(shù)μ的計(jì)算</p><p>&

39、lt;b>　　(2-3)</b></p><p>　　=(2.203+0.09)/(1+0.09)</p><p><b>　　=1.046</b></p><p>　　4 不完全燃燒而引起的熱量損失計(jì)算</p><p><b>　　=6110</b></p><

40、;p>　　燃?xì)膺^程參數(shù)的確定與計(jì)算</p><p>　　1．進(jìn)氣終點(diǎn)壓力Pa的確定</p><p>　　四沖程車用汽油機(jī)：Pa=（0.80～0.90）P0，</p><p>　　該機(jī)型進(jìn)氣終點(diǎn)壓力Pa取0.90P0。</p><p>　　2．排氣終點(diǎn)壓力Pr和溫度Tr的確定

41、 </p><p>　　四沖程汽油機(jī)：Pr=（1.05～1.15）P0，Tr=900～1100K，</p><p>　　該機(jī)型排氣終點(diǎn)壓力Pr取1.05P0 =105KPa溫度Tr取900K。</p><p>　　3．進(jìn)氣終溫度Ta的計(jì)算</p><p><b>　　(2-5)</b>

42、;</p><p>　　=（298+10+0.09×900）/（1+0.09）</p><p><b>　　=357K</b></p><p>　　四沖程車用汽油機(jī)：Ta=340～380K，</p><p><b>　　所以計(jì)算結(jié)果合適。</b></p><p>　

43、　4．充氣效率ηv的計(jì)算</p><p><b>　　(2-6)</b></p><p><b>　　=0.788</b></p><p>　　四沖程汽油機(jī)（頂置氣門）：ηv =0.75～0.85， </p><p><b>　　所以計(jì)算結(jié)果合適。</b></p>

44、;<p><b>　　壓縮終點(diǎn)參數(shù)的確定</b></p><p><b>　　(2-7)</b></p><p><b>　　=1.46MPa</b></p><p><b>　　(2-8)</b></p><p>　　=723.576K &

45、lt;/p><p>　　車用汽油機(jī)：Pc=0.8～2MPa，Tc=600～750K，</p><p>　　所有計(jì)算結(jié)果基本合適。</p><p>　　燃燒過程終點(diǎn)參數(shù)的確定</p><p>　　1．終點(diǎn)壓力PZ及壓力升高比λ確定</p><p><b>　　汽油機(jī)選取λ值</b></p>

46、<p>　　汽油機(jī)的λ=2.0～4.0取λ=4.0在由下式計(jì)算PZ</p><p><b>　　(2-9) </b></p><p><b>　　=1.46×4.0</b></p><p><b>　　=5.84MPa</b></p><p>　　汽油機(jī)：

47、Pz=3～6.5MPa，=2.0~4.0 </p><p><b>　　所以計(jì)算結(jié)果合適。</b></p><p>　　2．終點(diǎn)溫度TZ的確定</p><p>　　TZ =2200K (2-10) </p>&

48、lt;p>　　一般汽油機(jī)TZ =2200～2800K符合要求。</p><p>　　3．初期膨脹比的計(jì)算</p><p><b>　　汽油機(jī)</b></p><p>　　膨脹過程終點(diǎn)參數(shù)的確定</p><p>　　1．后期膨脹比δ的計(jì)算</p><p>　　=8.0

49、 (2-10)</p><p>　　2．膨脹終點(diǎn)壓力Pb溫度Tb的計(jì)算性能指標(biāo)的計(jì)算</p><p>　　Pb=Pz/δn"=0.443M Pa (2-13)</p><p>　　Tb=Tz/δn"= 1335.76K

50、 (2-14)</p><p>　　汽油機(jī)Pb =0.3～0.6MPa Tb =1200～1400K 上述結(jié)果符合要求。</p><p><b>　　指示性能指標(biāo)的計(jì)算</b></p><p>　　1．平均指示壓力Pi</p><p><b>　　(2-15)</b><

51、;/p><p>　　=0.712MPa </p><p>　　Pi=P'i=0.677MPa (2-16)</p><p><b>　　2．指示熱效率ηi</b></p><p><b>　　(2-17)<

52、/b></p><p><b>　　=0.33</b></p><p><b>　　(2-18)</b></p><p>　　=247.93 g/(kw·h) </p><p>　　四沖程汽油機(jī)：=344～218 g/(kw.h)，</p><p><b

53、>　　所以計(jì)算結(jié)果合適。</b></p><p><b>　　有效指標(biāo)的計(jì)算</b></p><p><b>　　1．平均有效壓力</b></p><p><b>　　(2-19)</b></p><p><b>　　=0.802MPa</b&

54、gt;</p><p>　　四沖程小客車用汽油機(jī)：=0.65～1.20MPa，</p><p><b>　　所以計(jì)算結(jié)果合適。</b></p><p><b>　　2．有效熱效率ηe</b></p><p><b>　　(2-20)</b></p><p&g

55、t;<b>　　=0.246</b></p><p><b>　　3．有效燃油消耗率</b></p><p><b>　　(2-21)</b></p><p>　　=309.92(g/kw·h)</p><p>　　四沖程汽油機(jī)be=270～410g/(kw.h)，&

56、lt;/p><p><b>　　所以計(jì)算結(jié)果合適。</b></p><p>　　確定汽缸直徑D和沖程S</p><p>　　1．由設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的標(biāo)定功率求單缸排量Vh</p><p><b>　　(2-22)</b></p><p><b>　　=0.459L<

57、/b></p><p>　　2．選取沖程缸徑比S/D</p><p>　　汽車用汽油機(jī)：S/D在0.75～1.2之間 =8.5～12.5，</p><p>　　該機(jī)型沖程缸徑比S/D取1.19 =10。</p><p>　　3．確定缸徑D和沖程S</p><p><b>　　(2-23)</b

58、></p><p><b>　　=89.7mm</b></p><p><b>　　經(jīng)圓整D=90mm</b></p><p>　　S=D·S/D=72mm (2-24)</p><p>　　4．按實(shí)際D和S求單缸排量Vh</

59、p><p><b>　　(2-25)</b></p><p><b>　　=0.458L</b></p><p><b>　　5．校核有效功率</b></p><p><b>　　(2-26)</b></p><p><b>

60、　　=51.4KW </b></p><p><b>　　(2-27)</b></p><p>　　=0.178%<1%</p><p>　　所以以上計(jì)算結(jié)果正確。</p><p><b>　　繪制示功圖</b></p><p>　　1．計(jì)算單缸排量Vh及各

61、終點(diǎn)容積：Va、Vc、Vz、Vb</p><p><b>　　Vh=0.458L</b></p><p><b>　　(2-28)</b></p><p><b>　　=0.0654L</b></p><p><b>　　(2-29)</b></p&

62、gt;<p><b>　　=0.5232L</b></p><p><b>　　(2-30)</b></p><p><b>　　=0.5232/8</b></p><p><b>　　=0.0654 L</b></p><p>　　2．計(jì)算

63、壓縮線ac上任意x點(diǎn)的氣缸容積Vcx和壓力Pcx</p><p>　　方法一： Va為0點(diǎn) (2-31)</p><p>　　表2－2 壓縮線上取點(diǎn)</p><p>　　3．計(jì)算膨脹線zb上任意x點(diǎn)的氣缸容積Vbx和壓力Pbx</p><p>　　Vz為0點(diǎn)

64、 (2-32)</p><p>　　表2-3 膨脹線上取點(diǎn)</p><p><b>　　繪制實(shí)際示功圖</b></p><p>　　圓滑理論示功圖，并根據(jù)Pr 、Vc畫出進(jìn)、排氣過程曲線，得到實(shí)際示功圖[8]。</p><p>　　NJ70Q汽油機(jī)動(dòng)力學(xué)計(jì)算</p>&l

65、t;p>　　曲軸連桿機(jī)構(gòu)中的作用力</p><p>　　機(jī)構(gòu)主要受力：燃?xì)饬g，機(jī)構(gòu)質(zhì)量慣性力Pj</p><p>　　基本參數(shù)：1.缸徑D＝90mm</p><p>　　2.沖程S＝2r=72mm</p><p>　　3.曲軸半徑 r=S/2=36mm</p><p><b>　　4.連桿長L＝mm

66、</b></p><p><b>　　5.連桿比　　取</b></p><p>　　6.活塞面積Fh=2＝＝0.636m2</p><p>　　7.轉(zhuǎn)速 n=2800r/min</p><p><b>　　機(jī)構(gòu)慣性力</b></p><p>　　1．機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量換

67、算</p><p>　　由于機(jī)構(gòu)質(zhì)量分布很復(fù)雜，為了便于計(jì)算，一般將機(jī)構(gòu)分兩個(gè)質(zhì)量系統(tǒng)，往復(fù)質(zhì)量mj=+m1,旋轉(zhuǎn)質(zhì)量mr=mk+m2 式中為活塞組件尺寸，m1為連桿組件小頭尺寸，mk為一個(gè)曲拐質(zhì)量，m2為連桿組件大頭尺寸。</p><p>　　根據(jù)條件選鋁合金活塞組：＝10，</p><p>　　連桿組：m=15g/cm2，m1=0.4，m2=0.6，曲拐選鑄件：

68、mk=16g/cm2，mj=+m1=6+10=16g/cm2，mr=mK+ m2=16+9=25g/cm2。</p><p>　　2．機(jī)構(gòu)慣性力計(jì)算：</p><p>　　pj= ( cos+ cos2) (2-33)</p><p>　　kr=

69、 (2-34)</p><p><b>　　=0.218</b></p><p>　　3．往復(fù)慣性力pj=f(x)的圖解法</p><p>　　方法如下：在ox軸上取AB=2Kr(K為比例尺K=0.7)，A為活塞上止點(diǎn)B點(diǎn)為活塞下止點(diǎn)。在A點(diǎn)垂直畫AC</p><p>　　AC=

70、 (2-35)</p><p><b>　　=-6.43M</b></p><p>　　由B點(diǎn)垂直向上畫BD= =-3.46M,連CD交AB于E點(diǎn)，由E點(diǎn)垂直向上畫EF= =-4.45MPa</p><p>　　連CF、FD,把它們均分，由C點(diǎn)向下點(diǎn)

71、編號(hào)1、2、3……，由F向D編號(hào)1、2、3……，連接同號(hào)點(diǎn)，得直線11、22、33……，作此線的包絡(luò)線就是曲線pi=f(x),顯然均分越多，曲線越精確。</p><p><b>　　繪制各負(fù)荷的曲線圖</b></p><p>　　繪制合成力P=f()的曲線圖</p><p>　　方法如下：按相同比例系數(shù)K繪制圖。兩圖要上、下垂直布置，活塞上下止

72、點(diǎn)相同，即在左右兩垂直線上，在該圖中間以上下止點(diǎn)的距離KS=2Kr為半徑畫圓，再將某圓心O向下止點(diǎn)方向移到，并使=,再以為曲柄旋轉(zhuǎn)中心，即可利用位移圖解法將Pg=f(x)及Pj=f(x)圖轉(zhuǎn)化為PG=f()及PJ=f()圖，再用矢量合成P＝PG－PJ，繪制出P＝f()圖，此曲線圖即是動(dòng)力學(xué)計(jì)算量最重要的基礎(chǔ)圖。</p><p>　　繪制PN＝f(),PL=f(),T=f(),K=f()圖</p>&

73、lt;p>　　由上步合成的P＝f()曲線，已知值（為曲軸轉(zhuǎn)角）便可查出P的大小及正負(fù)值，再用轉(zhuǎn)缸法求出側(cè)壓力PN，連桿力PL，切向力t，徑向力K，所謂轉(zhuǎn)缸法如圖2-1所示，就是設(shè)曲柄OB垂直不動(dòng)，活塞銷A以曲柄銷中心B為圓心，以連桿長L為半徑，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。再以曲軸中心為圓心，以曲柄半徑畫圖，將曲柄圓每隔△角度（一般△＝150或30）取一點(diǎn)，圖中點(diǎn)劃線所示為氣缸軸線，再由已知Pa力，分解出一組PN,PL,,K四個(gè)力，做若干個(gè)△點(diǎn)，就

74、可以繪制出PN＝f(),PL=f(),T=f(),K=f()的曲線圖。</p><p>　　機(jī)構(gòu)作用力正負(fù)方向的規(guī)定：</p><p>　　P力是正值時(shí)沿氣缸軸線（點(diǎn)或線）指向曲軸中心（向心），是負(fù)值時(shí)沿氣缸軸線向外（離心）。由P力分解為側(cè)向力PN及連桿力PL，PN力垂直氣缸軸線，逆時(shí)針指向?yàn)檎?，順時(shí)針指向?yàn)樨?fù)值；PL力沿連桿軸線AB，使連桿受壓力正值，連桿受拉力負(fù)值。再將PL力分解為切

75、向力I及徑向力K，垂直曲柄OB，指向右為正值，指向左為負(fù)值；K力沿曲柄軸線OB方向，使曲柄受壓力為正值，受拉力為負(fù)值。</p><p>　　繪制主軸頸和曲柄銷的積累扭矩圖</p><p><b>　　步驟：</b></p><p>　　1．在繪出的T圖基礎(chǔ)上繪制單缸扭矩圖。</p><p>　　=114.53

76、 （2-36)</p><p>　　2．各缸發(fā)火順序：1-5-3-6-2-4-1。</p><p>　　3．按各缸發(fā)火順序?qū)⑶案着ぞ丶扒耙惠S徑的扭矩累加，作主軸徑積累扭矩圖。</p><p>　　M2i=M2i-1+Mi-1 （2-37)</p><p&

77、gt;<b>　?。?-38)</b></p><p>　　4．按各缸發(fā)火順序?qū)⒈靖着ぞ氐?/2及前一主軸頸的扭矩累加，作曲柄銷軸頸積累扭矩圖，同時(shí)也考慮相位差M2i=0.5Mi+M2i-1。</p><p>　　5．根據(jù)畫出的扭矩確定危險(xiǎn)主軸頸。</p><p>　　作圖已知危險(xiǎn)主軸頸是第五道： </p><p>　

78、　危險(xiǎn)的曲柄銷是第四拐： </p><p>　　繪制曲柄銷負(fù)荷極坐標(biāo)圖</p><p>　　從機(jī)構(gòu)作用力分析可知，曲柄銷負(fù)荷Pg大小為Pg=PL+ Kr1，PL為連桿力；Kr1為連桿大頭產(chǎn)生的離心力，Kr1 =，為連桿大頭旋轉(zhuǎn)質(zhì)量。</p><p>　　求曲柄銷負(fù)荷的圖解法：用轉(zhuǎn)缸法每隔Δ角求一個(gè)連桿為PL，并將各轉(zhuǎn)角位置A0,A1,A2,A3……的連

79、桿為0,1,2,3……的作用點(diǎn)，均移到曲柄銷中心B點(diǎn)，連接各連桿為0,1,2,3……得到矢端軌跡的曲線S，若以B點(diǎn)垂直往下移到O，使BO1=Kr1，力方向上，基以O(shè)1為極心，則曲線S就是曲柄銷負(fù)荷極坐標(biāo)圖，則Pga=PLa+ Kr1。</p><p><b>　　繪制曲柄銷預(yù)磨損圖</b></p><p>　　根據(jù)軸頸極坐標(biāo)負(fù)荷圖，所求出圓周上各點(diǎn)所受的負(fù)荷量大小，先

80、假定某一負(fù)荷Pga只作用在兩側(cè)共120º范圍內(nèi)引起磨損且與負(fù)荷成正比KPga是借助曲柄銷負(fù)荷極坐標(biāo)圖，曲柄銷圓心與極心O重合，畫出曲柄銷圓，由O1作若干條負(fù)荷射線，如，O1A,O1B,O1C ,O1D……等，再把作用點(diǎn)兩側(cè)共120º，磨損帶一條條疊加起來，得出最后的磨損圖。由坐標(biāo)圖可知在磨損量最小處，開機(jī)油口最合適。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></

81、p><p>　　通過本次課程設(shè)計(jì)，完成了以下工作：</p><p>　　1、根據(jù)所選的有關(guān)參數(shù)，對該機(jī)型進(jìn)行了熱力計(jì)算。</p><p>　　2、根據(jù)所選的有關(guān)參數(shù), 對該機(jī)型進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)計(jì)算。</p><p>　　3、對NJ70Q四沖程汽油機(jī)進(jìn)行了實(shí)際循環(huán)熱力計(jì)算，校核該型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的有效輸出功率及轉(zhuǎn)速。</p><p>

82、　　4、對汽油機(jī)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)計(jì)算，確定主要零件的磨損部位。</p><p>　　5、應(yīng)用熱力計(jì)算的結(jié)果繪制了汽油機(jī)的理論和實(shí)際示功圖；通過動(dòng)力計(jì)算繪制了氣缸壓力、連桿力等曲線，繪制主軸頸積累扭矩圖、曲柄銷積累扭矩圖、曲柄銷負(fù)荷圖、曲柄銷磨損圖，同時(shí)確定最優(yōu)化的開油孔的位置 。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)，為下一步畢業(yè)設(shè)計(jì)作了基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作，同時(shí)，在設(shè)計(jì)過程中，由于有關(guān)參數(shù)是估算，可能會(huì)在

83、總體設(shè)計(jì)過程中造成一些誤差，在以后總體設(shè)計(jì)過程中要不斷地進(jìn)行修正。使設(shè)計(jì)出來的NJ70Q汽油機(jī)能夠滿足各種工況需要。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 吳兆光主編.內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì).北京理工大學(xué)出版社，1990。</p><p>　　[2] 張縱杰主編.內(nèi)燃機(jī)課程設(shè)計(jì)指南.華中理工大學(xué)出版社，1992。<

84、/p><p>　　[3] 陳家瑞主編.汽車構(gòu)造.第二版.機(jī)械工業(yè)出版社，2000。</p><p>　　[4] 劉桂玉編.工程熱力學(xué).高等教育出版社，1989。</p><p>　　[5] 周龍保主編.內(nèi)燃機(jī)學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社，1999。</p><p>　　[6] 蔣德明主編.內(nèi)燃機(jī)燃燒與排放學(xué).西安交通大學(xué)出版社，2001。</p>

85、;<p>　　[7] 楊連生.內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì).中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1981。</p><p>　　[8] 李厚生主編.內(nèi)燃機(jī)制造工藝學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社，1988。</p><p>　　[9] 朱仙鼎主編.中國內(nèi)燃機(jī)工程師手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社。</p><p>　　[10] 鄭啟福主編.內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力學(xué).國防工業(yè)出版社</p><p>

86、;　　內(nèi)燃機(jī)原理.西安交通大學(xué)出版社.1982。</p><p>　　內(nèi)燃機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 佳木斯大學(xué)熱能與動(dòng)力工程教研室。</p><p>　　賈元華及佳木斯大學(xué)熱能與動(dòng)力工程教研室 內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力學(xué)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　此次在NJ70Q汽車汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，使我熟