内燃机设计说明书
内燃机课程设计说明书
06
经济性评估与节能环保措 施
燃油消耗率计算方法
等速百公里燃油消耗量
通过测量内燃机在某一恒定速度下行驶100公里所消耗的燃油量， 可以计算出等速百公里燃油消耗量。
负荷特性燃油消耗率
在不同负荷下，测量内燃机的燃油消耗率，并绘制负荷特性曲线， 以评估内燃机在不同工况下的经济性。
万有特性燃油消耗率
综合考虑内燃机的转速和负荷变化，通过测量不同工况下的燃油消 耗率，绘制万有特性曲线，全面评估内燃机的经济性。
废气再循环技术
将部分废气引入进气歧管与新鲜空气混合 后再次进入气缸参与燃烧，降低燃烧温度 和压力，减少氮氧化物排放。
07
总结与展望
本次设计成果回顾
完成了内燃机的基本设计和分析
通过本次课程设计，我们成功完成了内燃机的基本设计和分析工作，包括燃烧室设计、 气缸工作过程的热力学和动力学分析、曲轴连杆机构设计等。
本次设计任务及要求
设计任务
设计一款满足特定性能要求的内燃机，并进行性能分析和优 化。
设计要求
在设计过程中，需要考虑内燃机的功率、扭矩、燃油经济性 、排放等性能指标，并选择合适的结构参数和控制系统以满 足设计要求。同时，还需要进行必要的仿真分析和实验验证 ，以确保设计的可行性和有效性。
02
内燃机基本结构与工作原 理
由于我们缺乏实际设计经验 ，可能在某些细节处理上不 够成熟，例如零部件的优化
设计、材料选择等。
仿真精度有待提高
虽然我们进行了性能仿真， 但仿真精度仍有待提高。未 来可以进一步改进仿真模型 和方法，以更准确地预测内
燃机的性能。
缺乏实验验证
由于时间和条件限制，我们 未能对所设计的内燃机进行 实验验证。未来可以通过实 验手段来验证设计的可行性 和性能表现。
内燃机设计
me
30
0.785
me
(千瓦)
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； 4、 经济性指标： 降低 ge 的措施： 提高 ηi 和ηm
M C0
xt* k1 y k 2 y ， xt* k1 y k 2 y ( 4 )
29、凸轮轴基本结构参数 ： 异缸同名凸轮夹角，同缸异名凸轮夹角，φ＝A/2 A—发火间隔角
T
2
180 e1 e 2 1 180 i1 i 2 1 [360 e1 i 2 ( )( )] 90 o ( e1 e 2 i 2 i1 ) 2 2 2 4
dht dht d c h h t t c dt d c dt
h r c t AB AO e h t c
5. 5．凸轮型线丰满系数 26、平底挺柱的运动规律
e c ht c
e ht
速度三角形与△AOB 相似又∵
dh ( t ) max d c
内燃机设计第三版（袁兆成）
1、 内燃机设计的一般流程： 一、计划阶段 1. 确定任务 2. 组织设计组 3. 调查研究 4. 确定基本性能参数和结构形式。5．拟 订设计任务书。 二、设计实施阶段 1. 内燃机总布置设计，三维实体造型和虚拟装配、确定主要零部件的允许 运动尺寸、结构方案、外形图。 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。 p Vh z n p Vm z D 2 三、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） 四、改进与处理阶段 a. 样机鉴定. b. 小批量生产 c. 内燃机设计的“三化” ， “三化”可以提高产 品的质量、减少设计成本、组织专业化生产、提高劳动生产率、便于使用、维修和配件供应。 2、 动力性指标： 功率 式中 pme— 平均有效压力（MPa） ，Vm—活塞平均速度（m/s） ，Vh—气缸排量(L)，Z—气缸数， n – 转速（r/min） ，D—气缸直径（mm） ，τ—冲程数，四冲程τ=4，二冲程τ=2。 可见，有效功率 Pe 受到上面各参数的影响。在设计转速和结构参数基本确定下来之后，影响有 效功率的主要参数就是平均有效压力。 3、 转速 n：n 增加 对提高 Pe 有利，但是转速增加后：
s195柴油机整机设计说明书本科毕业设计
目录1 绪论 (1)2 柴油机工作过程的热力学分析计算 (1)2.1 原始参数 (1)2.2 选取参数 (2)2.3 计算参数 (3)3 柴油机动力计算及平衡 (5)3.1 已知数据 (5)3.2 动力计算 (7)3.3 平衡计算 (17)4 燃烧系统 (18)4.1 燃烧室的选型 (18)4.2 涡流室结构 (19)4.3 主燃烧室形状 (19)4.4 涡流室镶块 (19)4.5 改善冷启动性能的措施 (20)5 活塞组的设计 (20)5.1 概述 (20)5.2 活塞的选型 (20)5.3 活塞的基本设计 (21)5.3.1 活塞的主要尺寸 (21)5.3.2 活塞头部设计 (22)5.3.3 活塞销座的设计 (22)5.3.4 活塞裙部及其侧表面形状设计 (22)5.3.5 活塞与缸套配合间隙 (23)5.3.6 活塞重量的参考值 (23)5.3.7 活塞强度计算 (23)5.3.8 活塞的冷却 (24)5.5.9 活塞的材料及工艺 (24)5.4 活塞销的设计 (24)5.4.1 活塞销的结构及尺寸 (24)5.4.2 轴向定位 (24)5.4.3 活塞销和销座的配合 (25)5.4.4 活塞销的强度校核 (25)5.4.5 活塞销材料及强化工艺 (26)6 连杆组的设计 (26)6.1 概述 (26)6.2 连杆的结构类型 (26)6.3 连杆的基本设计 (26)6.3.1 主要尺寸比例 (26)6.3.2 连杆长度 (27)6.4 连杆小头设计 (27)6.4.1 连杆小头结构 (27)6.4.2 小头结构尺寸 (27)6.4.3 连杆衬套 (28)6.5 连杆杆身 (29)6.6 连杆大头 (29)6.6.1 连杆大头结构 (29)6.6.2 大头尺寸 (29)6.7 连杆强度的计算校核 (30)6.7.1 连杆小头的校核 (30)6.7.2 连杆杆身的校核 (37)7 配气凸轮的设计 (39)7.1 凸轮外形设计得任务和要求 (39)7.2 凸轮设计主要参数的选择和限制条件 (39)7.3 缓冲曲线设计 (39)7.4 凸轮的选型及计算 (40)8 机体的设计 (47)8.1 机体结构形式的选择 (47)8.2 机体材料的选择 (48)8.3 机体外形轮廓尺寸的决定 (48)8.4 提高机体刚度与强度的措施 (48)9 油底壳设计 (49)10 气缸套设计 (50)10.1 设计要求 (50)10.2 结构设计 (50)结论 (52)致谢 (53)参考文献 (54)1 绪论从1860年首台内燃机诞生以来，经过了百余年的发展，其给人类带来的生产力的提高和对生活得便利使得内燃机工业业已成为人类文明中不可替代的部分。
内燃机设计
2. 排污 CO—破坏人体的输氧能力，麻痹呼吸器官 HC—破坏呼吸系统 NOx—与水蒸气混合，在肺部生成稀硝酸。
总质量<2.5t ≤6人
转毂试验台排 放测试 g/km
总质量<2.5t ≤6人.
转毂试验台排 放测试 g/km
欧Ⅰ、欧Ⅱ
欧洲Ⅰ号 1995年底之前
CO HC+NOx Particulate 蒸发量
汽油
柴油 IDI+DI
2.72(3.16) 2.72(3.16)
0.97(1.13) 0.97(1.13)
0.14(0.18)
2.0 g/T
——
欧Ⅲ、欧Ⅳ
欧洲Ⅲ号 2000年—2005年
CO HC+NOx
HC NOx PM 蒸发量
汽油 2.3
0.2 0.15 — 2.0 g/T
• 气体燃料发动机主要使用压缩天然气（Compressed Natural Gas—CNG）、 液化天然气（Liquified Natural Gas—LNG）、液化石油气（Liquified Petrol Gas—LPG）。 • 可以汽油/LPG、汽油/天然气切换（Bi-fuel两用燃料）或天然气/柴油混 合（Dual Fuel双燃料），也可以单独使用； • 辛烷值超过100，单独使用时可以提高压缩比以保证功率不损失； • 排放指标比较低、不冒黑烟； • 一般情况下使用经济性较好，价格也比汽油便宜； • 可以节省石油资源； • 燃料供给采用多点电控喷射才能使混和气比较均匀。
可见，有效功率Pe受到上面各参数的影响。在设计转速和结构参 数基本确定下来之后，影响有效功率的主要参数就是平均有效压 力。
内燃机设计说明书
目录1 柴油机基本参数的选定 (2)1.1 柴油机基本参数选用 (2)1.1.1 柴油机设计指示 (2)1.2.2 柴油机基本结构参数的选用 (2)2 柴油机近似热计算 (3)2.1 燃料燃烧热化学计算 (4)2.2 换气过程计算 (5)2.3 压缩过程计算 (5)2.4 燃烧过程计算 (6)2.5 膨胀过程计算 (9)2.6 示功图绘制 (10)2.7 柴油机性能指标计算 (11)3 活塞的设计 (13)3.1 活塞的工作条件 (13)3.2 活塞设计要求 (13)3.3 活塞的材料 (14)3.4 活塞主要尺寸设计 (14)3.5 活塞三维实体建模 (14)3.6 活塞二维图的绘制 (16)4 动力计算 (18)4.1 活塞位移、速度、加速度的计算 (18)4.2 活塞连杆作用力分析 (19)4.3 曲柄销载荷和连杆轴承载荷 (21)4.3.1 曲柄销载荷 (21)4.3.2 连杆轴承载荷 (22)4.4 总切向力的计算 (23)4.5 校核指示功率和有效功率 (23)1 柴油机基本参数的选定1.1 柴油机基本参数选用1.1.1 柴油机设计指示设计一台新的四冲程非增压柴油机，必须提出设计指示。
（1）功率Pe有效功率是柴油机基本性能指标。
Pe 由柴油机的用途选定，任务书已经指定所需柴油机有效功率Pe=132kw 。
（2）转速n转速的选用既要考虑被柴油机驱动的工作机械的需要，也要考虑转速对柴油机自身工作的影响。
一般车用柴油机转速为2000r/min--4000r/min,本设计中的柴油机转速为n=2900r/min ， （3）冲程数τ本设计中的车用柴油机都采用四冲程，即τ=4。
（4）平均有效压力Pme平均有效压力表示每一循环中单位气缸工作容积所做的有效功，是柴油机的强化指标之一，一般车用柴油机的平均有效压力为0.55Mpa--1.0Mpa ，本设计中的柴油机平均有效压力Pme=0.825Mpa 。
内燃机课程设计说明书
掌握内燃机的基本原理和结构
内燃机是汽车、 船舶、航空等领 域的重要动力源
掌握内燃机的基 本原理和结构有 助于理解其工作 原理和性能特点
提高内燃机的使 用效率和可靠性， 降低能耗和排放
为内燃机技术的 发展和创新提供 理论基础和实践 经验
培养实际操作和解决问题的能力
提高学生的动手能力，增强实际操作经验 培养学生独立思考和解决问题的能力 提高学生的团队合作和沟通能力 增强学生对内燃机技术的理解和应用能力
设计要求：满足国家相关 标准和行业规范
设计流程：从需求分析、 方案设计、仿真验证到实 物制作
设计成果：提交设计报告、 实物模型和相关文档
设计评价：由教师和行业 专家进行评价，给出改进 建议
设计步骤和方法
添加标题
确定课程目标：明 确课程要达到的教 学目的和效果
添加标题
制定课程大纲：根 据课程目标，制定 课程内容和教学计 划
添加标题
团队协作的挑战：在课程设计中，团队成员之间的沟通和协作可能会遇 到一些挑战，如意见分歧、任务分配不均等。
添加标题
团队协作的建议：在课程设计中，团队成员之间应该加强沟通，明确任 务分配，提高团队协作的效率和质量。
添加标题
团队协作的反思：在课程设计中，团队成员之间应该对团队协作进行反 思，总结经验教训，为以后的团队协作提供参考。
培养创新能力：老师可以培养学生的创新能力，鼓励学生提出自己 的见解和想法，从而更好地理解和掌握内燃机的原理和操作方法。
课程设计的成果展示
设计报告的撰写要求
内容完整：包括设计目的、 设计过程、设计结果、设计 评价等
逻辑清晰：按照设计流程进 行叙述，条理清晰，易于理 解
数据准确：使用准确的数据、 图表、公式等来支持设计结 果
内燃机设计课程设计说明书连杆
2015.12.08
2
装配图设计与绘图
1、 热力学计算。
2、 动力学计算。
3、 形成文档。
2015.12.09
3
装配图设计与绘图
1、 结构参数设计并形成文档。
2、 装配图设计绘图（草图）
。
2015.12.10
4
装配图设计与绘图（底图）
2015.12.11
5
装配图设计与绘图（加粗与标
注）
1.2.2
冷却方式 ............................................................................................................................... 7
1.2.3
气缸数与气缸布置方式 ....................................................................................................... 7
2015 年 12 月 05 日
系主任（或责任教师）签名：
年
3
月
日
武汉理工大学《汽车发动机设计》课程设计说明书
目录
前言 ...................................................................................................................................................................... 6
2015.12.12
内燃机课程设计指导书
《内燃机学》课程设计指导书李煜辉编武汉理工大学2004目录一、概述 (1)1.1、内燃机学课程设计的目的 (1)1.2、内燃机学课程设计的内容 (1)二、设计任务书 (3)2.1课程设计内容 (3)2.2设计要求 (3)2.3课程设计步骤与方法 (3)三、总体设计选型 (5)3.1．母型发动机的选择 (5)3.2、选择确定发动机的主要参数 (5)3.3、选择确定所设计发动机的总体布置结构型式 (5)3.4、选择确定发动机主要零件的结构形式及尺寸 (6)3.5原机型有关参数 (6)四、热计算 (7)4.1、计算格式 (7)4.2、参数选取 (7)4.3、示功图绘制 (12)五、绘制柴油机横剖面图 (13)六、动力计算 (14)七、曲轴设计计算 (16)6.1曲轴结构比例 (16)6.2曲轴船规验算[3] (17)八、连杆体强度计算 (18)8.1给定条件 (18)8.2连杆体几何参数 (18)8.3起动工况时连杆体强度校核 (19)8.4额定工况时的强度校核 (19)九、活塞销强度计算 (21)9.1已知条件 (21)9.2弯曲应力计算 (21)9.3最大剪应力计算 (22)9.4活塞销的椭圆变形及应力分布 (22)十、零件工件图绘制 (24)十一、编写设计计算说明书 (25)十二、答辩 (26)附录 (27)参考文献 (29)一、概述内燃机学课程设计，是热能动力工程专业学生在学完了内燃机学等专业课程后的一次综合性设计实践和基本训练。
1.1、内燃机学课程设计的目的巩固加深过去的有关课程的理论知识，学会联系实际来综合运用这些知识，培养正确的实践思路———辨证地分析问题、解决问题的思想方法。
通过设计实践，培养从事设计工作的独立工作能力。
熟悉与内燃机设计有关的规范、标准。
接受有关柴油机设计的基本功训练，如设计计算训练，计算机应用的训练；用设计图纸表达设计思想的训练；机械制图的基本训练；编写设计计算说明书及技术文件的训练；进行选型论证、撰写论证文章以及进行答辩的基本训练等。