内燃机设计教案

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1、青岛工学院教案2015～2016学年第2学期所在学院：机电工程学院教研室(实验室)：能源与动力工程课程名称：内燃机设计授课教师：董吉凯授课班级：2013级能源与动力工程（1）班使用教材：袁兆成编著《内燃机设计》第2版审查人(签字)：青岛工学院教务处制内燃机设计课程教案授课时间2016年3月8日第1周周二第7、8节2016年3月11日第1周周五第5、6节授课章节第一章内燃机设计总论教学目的、要求1、掌握内燃机设计的一般思路2、熟悉研制内燃机的一般流程教学重点及难点发动机的主要参数选择。教学方法及手段多媒体教学教学

2、内容及过程一、内燃机设计的一般流程1、计划阶段此阶段由下述环节组成：1） 确定任务主要是根据市场需要和法规需要(进行必要性、可行性论证)，这个环节应该是企业产品规划中确定的，有长期规划，也有短期规划。2） 组织设计组—根据任务挑选合适人选。3） 调查研究a访问市场和用户，征求对产品的要求；b了解制造厂的工艺条件、设备能力以及配件供应情况；c收集同类先进产品的资料，考察同类产品；d确定参考样机。教学内容及过程4）确定基本性能参数和结构形式（概念设计阶段）。主要是通过:同类型机型对比、热力学计算、动力学计算和整机一

3、维模型仿真分析。5)拟订设计任务书2、设计实施阶段1)内燃机总布置设计，确定主要零部件的允许运动尺寸、结构方案、2)按照企业标准编制零部件图纸目录。3)部件三维图细致设计、零部件工作图、纵横剖面图。3、检验阶段1) 试制多缸机样机2)多缸机试验（磨合、调整、性能试验、耐久试验、可靠性试验、配套试验和扩大用户试验）3)改进与处理阶段4)内燃机设计的“三化”4、改进与处理阶段1)样机鉴定与改进.2)小批量生产和扩大用户试验二、内燃机的主要设计指标1、动力性指标1）功率Pe2）转速nn增加对提高Pe有利，但是转速增加

4、后：⑴惯性力，导致负荷增加，平衡、振动问题突出，噪音增加；⑵工作频率增加——热负荷增加；⑶摩擦损失增加，导致ηm下降、ge升高、磨损加剧，寿命缩短；⑷进排气系统阻力增加，使ηv变小；3）最大扭矩教学内容及过程2、经济性指标1）燃油消耗率ge(克/千瓦小时)2）机油消耗率gm(克/千瓦小时)3）耐久性、可靠性指标可靠性—在规定的运转条件下，规定的时间内，具有持续工作，不会因为故障而影响正常运转的能力。耐久性—从开始使用起到大修期的时间。4、重量、尺寸、外形指标是评价设计的紧凑性和金属利用程度的指标。比重量gw=G

5、/Pe(kg/kw)；体积功率Pv=Pe/V(kw/m3)5、低公害指标6、制造、使用、维护指标三、内燃机的选型1、柴油机、汽油机或气体燃料发动机现在广泛使用的内燃机主要是柴油机、汽油机和气体燃料发动机。在选择内燃机时首先碰到的问题就是选择什么内燃机。从两方面考虑•内燃机本身的技术经济特点和市场需求。•地区或国家对环境和能源应用分布的要求。2、冲程四冲程：使用可靠，工作柔和，耐磨，经济性好，指标稳定，生产、使用经验丰富；二冲程：单位时间内工作循环多一倍，实际功率输出大50~70%，体积小，重量轻，结构简单，但经

6、济性差。教学内容及过程3、冷却形式水冷：1)冷却均匀效果好；  2)ηv大，pe大；3)受外界影响小;4)噪音低.风冷：1)散热不好，热负荷高，油嘴易堵，机油易变稀，磨损大；  2)可在沙漠等缺水地带使用，无冻裂；3)噪音大，因为无水套吸音；4)铸造困难；5)冷却系结构简单，无漏水；6)单体结构，维修成本低。4、气缸的布置主要由发动机的使用环境决定。单列：结构简单，使用维修方便。双列：在增加功率，提高车厢面积有效利用要求下，趋向采用双列，双列有V型、错缸型（缸心线平行和缸心线不平行两种）卧式：可布置在底盘中部或

7、后部，大幅度降低高度，改善面积利用率，开阔视野，提高了操纵性、机动性。四、内燃机主要参数的选择1、平均有效压力pme2、活塞平均速度3、气缸直径和缸数4、行程S五、节发动机设计的发展1、目前广泛采用2、现代设计方法作业布置教材P251-1、1-4课后小结参考资料内燃机设计课程教案授课时间2016年3月15日第2周周二第7、8节2016年3月18日第2周周五第5、6节授课章节第二章曲柄连杆机构受力分析教学目的、要求1.掌握掌握内燃机承受机械力分析方法和思路。2.熟悉内燃机活塞的运动规律，曲柄连杆机构受力分析。3.

8、了解轴承和轴颈载荷图。教学重点及难点重点：内燃机曲柄连杆机构受力分析。难点：内燃机承受机械力分析方法和思路。教学方法及手段多媒体教学教学内容及过程一、曲柄连杆机构的运动学(活塞的运动学) 1、简述 机构的作用：活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动活塞上的力转化为曲轴上的扭矩。 2、中心曲柄连杆机构的运动规律 活塞的位移表示为 教学内容及过程活塞的运动可以用三角函数组成的复谐函数表示，既