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1、河南科技大學畢業(yè)設計(論文)開題報告學院:車輛與交通工程學院2015年4月10日課題名稱480高速柴油機設計(缸蓋)學生姓名張婉君專業(yè)班級熱發(fā)112課題類型工程設計指導教師杜慧勇職稱教授課題來源生產1.設計(或研究)的依據與意義內燃機以其熱效率高、結構緊湊,機動性強,運行維護簡便的優(yōu)點著稱于世界。柴油機的發(fā)展已有一百多年的歷史,通過這一長時期的不斷改進和提高,已經發(fā)展到了比較完善的程度。是目前產業(yè)化應用的各種動力機械中熱效率最高、能量利用率最好、最節(jié)能的機型,它已經成為汽車、農業(yè)機械、工程機械、船舶、內燃機車、地質和石油鉆機、軍用、通用設備、移
2、動和備用電站等裝備的主要配套動力。目前柴油機技術發(fā)展的重點是加快開發(fā)與配套主機更加適應的、節(jié)能、節(jié)材和高可靠性的新一代機型;現有產品可靠性和改善噪聲、煙度等強制性指標是當務之急,直噴化、輕量化、多缸化都是未來的發(fā)展方向。柴油機依靠活塞壓縮缸內混合氣,使其燃燒完成做功,汽油機則是把混合氣送入氣缸,依靠火花塞點燃使其完成做功,與汽油機相比,柴油機沒有點火系統(tǒng),構造比較簡單,可靠性較高,能源效率高,爬坡能力更強。柴油機與汽油機相比熱效率高30%,因而從節(jié)約能源,降低燃料成本角度來講柴油機的推廣更有意義。柴油機的轉速相對較低,機件磨損也小,熱效率高,結
3、實,經久耐用,壽命長。除了省油外,柴油機相比汽油機扭矩較大,轉速較低,故障率也小很多,故而節(jié)省維修費用。隨著柴油機技術的發(fā)展,特別是在柴油機震動與噪聲及控制污染物排放領域的發(fā)展,使柴油機越來越多的應用于乘用車市場,在歐洲柴油汽車的銷量所占比重大幅度提高。2.國內外同類設計(或同類研究)的概況綜述氣缸蓋是發(fā)動機最復雜,負荷比較嚴重,同時也是最重要的零件。氣缸蓋與活塞、氣缸構成燃燒室空間。在氣缸蓋內一般有進、排氣道,冷卻水腔、潤滑油孔道,并裝有配氣機構和噴油器等零部件。氣缸蓋設計的好壞,直接影響著柴油機的動力性,經濟性和可靠性。氣缸蓋的功用如下:l
4、.封閉氣缸套頂部,與活塞、缸套共同組成密閉的氣缸工作空間。2.將氣缸套壓緊于機體正確位置上,使活塞運動正常。3.安裝柴油機各種附件,如噴油器、進、排閥裝置、氣閥搖臂裝置等。4.布置進、排氣道,冷卻水道等。在小型高速機的氣缸蓋中還布置渦流室或預燃室等。因此氣缸蓋中孔腔、通道繁多,使其結構形狀復雜,設計要求更高。其中缸蓋上的“鼻梁區(qū)”是熱負荷比較高的地方,應力比較集中。缸蓋的水道布置不僅僅要考慮水道結構對水的流動性的影響,保證水的正常循環(huán),同時也要注意對“鼻梁區(qū)”的冷卻,避免其破裂。水道的布置不僅要有助于發(fā)動機的穩(wěn)定工作,還要考慮發(fā)動機的壽命。為了
5、散熱,氣缸蓋的內部鑄有水套,冷卻液在水泵的壓力作用下從水箱進入氣缸體水套,然后經過氣缸墊出水孔進入氣缸內部水套,再從氣缸蓋端面的水孔排出,進入氣缸蓋出水管,最后回到水箱。缸蓋燃燒室側工況嚴酷,要求缸蓋材料應導熱性好、機械強度高、鑄造性能好,一般采用鑄鐵或合金鑄鐵。鋁合金材料也有應用,它具有導熱性比鑄鐵好、質量輕的特點,可以提高壓縮比,但剛度低,輕型汽油機上使用較多。為使缸蓋達到足夠的強度、良好的耐熱性;同時材料還應具有良好的澆鑄工藝性。受壓面和各種道腔應分別符合規(guī)定的壓力試驗要求,各安裝座孔尺寸、形狀都應符合精度要求,尤其是各個閥座孔與閥錐面應
6、保持良好的密封狀態(tài)。目前氣缸直徑在400mm以下的柴油機氣缸蓋材料多用灰鑄鐵;400mm以上者多用球墨鑄鐵。本次設計的480高速柴油機主要為車用,15分鐘功率37kw(3600r/min)。該直列四沖程自然吸氣水冷直噴式發(fā)動機采用整體式缸蓋,其內部空間大,結構緊湊,零部件少,水腔、油、水管道布置容易,制造成本比較低,穩(wěn)定性好,在未來具有很大的發(fā)展前景。3.課題設計要求1)總體設計:參數選擇,方案論證。2)專題設計:設計氣缸蓋。3)計算:工作過程熱力計算,繪出p-φ圖。4.主要技術指標(或研究目標)1.自然吸氣,直列四沖程,水冷,直噴,15分鐘功
7、率37kw/(3600r/min),燃油消耗率≤245g/(kw·h)。2.全部設計圖紙不少于三張0#圖,其中手工繪制圖紙不少于1張1#圖。3.翻譯英文資料一篇(不少于1萬字符)。4.撰寫不少于1.2萬字的說明書。5.查閱文獻不少于15篇。5.實施計劃第5周:相關資料的收集,撰寫開題報告;第6周:討論并確定總體設計方案;第7~13周:專題設計、繪圖與計算;空余時間:外文翻譯;第14周:撰寫說明書,畢業(yè)答辯。指導教師意見指導教師簽字:年月日教研室意見教研室主任簽字:年月日