柴油机气缸盖设计开题报告(共3页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上XXXX大学毕业设计（论文）开题报告（学生填表）学院： XXXXXXXX XXXX年 XX 月 XX 日课题名称三缸机柴油机设计（缸盖）学生姓名XXX专业班级XXX课题类型工程设计指导教师XXX职称教授课题来源生产1. 设计（或研究）的依据与意义柴油机与汽油机相比热效率高，可降低油耗20%30%，同时其在低速时扭矩大，动力性、加速性好。柴油机的普遍转速低，故磨损等小，使用寿命长1。此外，由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要，柴油机压缩比很高，因此，柴油机在配套使用中将更进一步显示出其优越性 2。随着我国经济的发展，能源消耗速度加快，大气污染，环境污染加剧。对于内燃机行

2、业，这两大问题也相当重要。所以需要对提高对能源的利用，同时对排放污染物的成分及含量加以控制3。三缸发动机却比较好的结合其他动力系统，达到能源的高效利用。本次设计的是小型柴油机。该柴油机为三缸、直喷式燃烧室，标定功率为20kw。与直喷式燃烧室对应的是分隔式燃烧室。由于相对于分隔式燃烧室，直喷式具有结构简单，燃烧迅速，对转速变化比较敏感，排放中微粒含量低。所以采用直喷式能够提高经济性、降低燃油消耗率，其较小的表面积与体积比使得散热损失小，冷启动性能好，没有分隔式中的流动损失4。三缸柴油机相对于四缸机而言机体长度要小，在采用相同的材料的情况下，就减少了发动机的重量，对发动机的加速性能有一定的提升；另

3、外三缸机更利于混合动力的使用，可以更充分的利用发动机所输出的功，与相同小排量的其它发动机相比，经济性要好；同时三缸机的使用可以减少摩擦功，降低泵气损失，进而提高发动机的有效功率；缸盖上有进排气气道，水道等等。缸盖气道的性能影响着柴油机的动力性，根据自然吸气的特点，最大限度多进气，多排气，从结构上考虑，主要是气道的布置及结构能降低流动损失，同时不影响进气涡流的形成及质量5。进气涡流的质量影响着燃烧室中可燃混合气的形成质量，进而影响燃烧质量，影响发动机的动力性。而进气涡流的性能会增大进气阻力损失。在缸盖上的“鼻梁区”是热负荷比较高的地方，应力比较集中。缸盖中水道的布置不仅仅要考虑水道结构对水的流动

4、性的影响，保证水的正常循环，同时要注意对“鼻梁区”的冷却，避免“鼻梁区”的破裂。水道的布置不仅要利于发动机的正常工作，还要能保证发动机的寿命4。2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述目前,柴油机技术发展的重点是加快开发与配套主机更加适应的节能、节材和高可靠性的新一代机型；现有产品提高可靠性和改善噪声、烟度等强制性指标是当务之急；直喷化、轻量化、适当强化和多缸化都是未来的发展方向。但只能根据经济形势发展逐步实现，还必须与主机的匹配性能提高、匹配合理化相结合，与配套主机的改进、提高及更新换代同步发展1-4。对于缸盖的气道的研究。从充气效率分析，发动机动力性与充气效率成正比，进气排气对充气效率

5、的影响是不同的，进气的影响更大。对于柴油机本身，要求进气要带有涡流，以保证正常的燃烧效果，但是在缸盖气道方面，充气效率和涡流比是相反的，提高涡流比就会使充气效率降低。文献5提出在新设计时，自然吸气式发动机进排气门直径合适比例为1.2:1，并对低流阻的进气道和低流阻的排气道的结构进行了分析5。气缸盖燃烧室侧直接受到高温、高压燃气的作用。其结构复杂工况严酷，为了保证可靠性，文献6对缸盖的承载机理做了研究。主要集中在：燃气爆发压力作用在气缸盖底板上时，机械载荷在气缸盖整体结构中的分布；气缸盖的底板作为气缸中直接承受燃气压力的机构区域，气缸内的爆发压力传递到气缸盖其他各结构部分的方式。主要研究部位为气

6、道、气门导管座孔、中隔板和加强筋等6。气门座圈和导管压入气缸盖后的精加工作为气缸盖机械加工的关键,其加工质量将直接影响气门的密封性,对整机性能及排放起着至关重要的作用。文献7中对气门座圈加工的定位、精加工工艺、刀具的结构形式、加工工艺对精度的影响做了分析。针对不相同的结构，用不同刀具加工，及对加工精度的分析。针对不同的产品前景，对加工机床有这不同选择。提出了随刀具材料、结构形式的发展，对工艺的改进，精度提升，效率提高的展望。缸盖燃烧室侧工况严酷，要求缸盖材料应导热性好、机械强度高、热强度高、铸造性能好。一般采用优质灰铸铁或合金铸铁。铝合金材料也有应用，它具有导热性比铸铁好、质量轻的特点，但刚度

7、低 8。故要对铝缸盖进行优化保证可靠性，文献9主要通过对结构改进和应力的分析保证。结构上有三个方案，气缸盖中隔板平行于火力岸，中隔板进排气道间各有一条较宽的加强筋、气门导管与两缸间隔墙设一加强筋；气缸盖中隔板成“V”形结构， 在中隔板与气门导管连接处设置高位筋, 去掉中隔板进排气道间加强筋。应力分析上，界定载荷边界条件和接触边界条件，进行有限元计算分析，对比结果。得出了第三方案最优的结论9。参考文献1 周龙保 . 内燃机学 . 北京：机械工业出版社，1999.2 高定伟 . 小型柴油机降低排放的有效途径 . 汽车工程 . 2006，28(3) :242-245.3 翁祖亮 . 我国中小功率内燃

8、机可持续发展战略研讨 .柴油机 . 2002，(1):40-42.4 袁兆成 . 内燃机设计 . 北京：机械工业出版社，2008.5 杨江伟 . 柴油机缸盖气道的设计和研究 .内燃机及配件，2010，(9):23-24.6 张儒华 . 气缸盖中一些关键功能结构的承载机理研究 .内燃机学报 .22(3):22-44.7 史胜祥，杜黎清 . 柴油机气缸盖座圈导管孔精加工工艺解析. 现代零部件，2010(9):69-708 陈家瑞 . 汽车构造（上）. 北京：机械工业出版社，20099 郭昌明等. 大功率柴油机整机铝合金气缸盖结构优化研究 . 内燃机，2008，(2)：5-93. 课题设计（或研究）

9、的内容 1、查阅相关资料，确定总体设计方案； 2、根据总体布局，绘制柴油机的纵剖图； 3、完成缸盖总体设计； 4、撰写设计说明书； 5、翻译外文技术资料。4. 设计（或研究）方法 内燃机的设计试制过程是随着机型、生产规模不同而不同的。在设计过程中，要查阅相关书籍资料和各种期刊，以及有关383柴油机的相关知识，并了解国内外该机型的一些主要结构参数。在设计过程中与小组成员一起讨论确定主要零部件的结构方案。总体方案确定之后即可开始主要零部件的初步设计，从而保证各个零件能够顺利组装。5. 实施计划第5周 ： 查阅资料，撰写开题报告；讨论并确定总体设计方案；第514周 ： 图纸设计；第1315周 ： 翻译外文资料，撰写设计说明书；第1617周： 毕业答辩。指导教师意见指导教师签字： 年 月 日教研室意见教研室主任签字： 年 月 日专心-专注-专业