95缸径的节能环保轻型单缸柴油机的设计
小型柴油机降低排放性能的试验研究
2 试验设备和方案
试验用油 : 普通的市售 0 柴油。 #
高温 , 致使 N x O 排放量降低。 随着喷油的推迟, 颗粒的排放会增加。如图 2
所示 , 供油提前角由一 1推迟至一 8, 2。 1。排气烟度值 由 08增大 至 11 . .左右 . 增加 了 3. 供 油提前 角 7 %, 5 每减小 1, 。 烟度值增大 1% 2 左右。这主要是由于喷 油的迟后 、 进气压力的升高 , 使得气缸 内气流运动 强度升高 , 喷人的燃油有更多的被卷走 , 冲到气缸 壁上或形成稀燃区, 促使颗粒放增加 : 另一方面原 因就是提前角的迟后 。使得燃烧到排气时间缩短 , 以至于生成 的碳 烟进一步 氧化 的机会减少 。 以在 所 采取推迟喷油提前角的措施来降低柴油机 N x O 排 放量时 , 必须采取其他措施来改善燃烧质量。
S nXiyn ,Ja gBi u u ig in n
(i guJ n h a E gn o, t. eh o g etr Y nh n 20 2 C ia J n s i gu i nieC . Ld T cn l yC ne, ac eg2 4 0 , hn ) a a o Abtat T kn m m ln n ra i e egn stes d bet tec agn f n n mi i s s td dw e e src: a igs es a o-odde l niea t yojc, h h nigo g ee s o u i h nt o l s h u ei sn is e h
气 回窜 , 将油嘴烧坏 ; 提高燃油喷射压力 , 会提高
燃油流出的初速度 ,增大在喷孔中燃油扰动程度
及流出喷孔后所受到的介质阻力 ,从而使雾化的 细度和均匀度提高 , 即雾化质量好。 喷油压力的提升, 有利于降低油粒直径 , 提高
柴油机的一般设计方法
上海内燃机研究所 姚建明 2006.3
几种柴油机设计方法
完全新设计 老机型升级(扩缸、加行程、局部改进结构 等) 根据参考样机设计 ——完全参考 ——部份参考
根据参考样机的设计过程
参考样机设计首先需要做的第一项工作 是对样机进行全面技术分析,主要有以下两 项工作 样机性能
外特性 负荷特性(标定点及最大扭拒点) 排放 噪声
气门座
增压 非增压
气门座与气缸盖的过盈量=0.04~0.08mm
设计中一些结构尺寸
进排气道口大小
进气口面积=1.15~1.2排气口面积
气道口面积 =1.2 S
喉口面积S
设计中一些结构尺寸
气门导管长度
气门导管长度=5.5~7.5 气门导管内径
气缸盖底板厚
缸盖底板厚可比机体顶板厚小11~13%
气门升程
0.24~0.26D 0.23~0.25D 0.88
假定:喉口直径—气门座最小直径=0.012~0.015D
设计中一些结构尺寸
进气门头部刚性比较公式
Fw =
EBtbV 2 cos θ
磅/英寸2 转/分 英寸 磅/英寸2 HB 英寸 英寸
2 μpmax ND 3
式中:μ=气门座面间的摩擦系数,一般取0.1 Pmax=最大爆发压力 N D E B t b v θ = 发动机转速 =气门头部直径 =材料的弹性模量 =气门座面硬度 =气门头部厚度度 =气门座面宽度
16~18%缸径
此处的接触应力应不大于 30kg/mm2.
设计中一些结构尺寸
气缸套封水圈
为了防止 缸套缝隙腐蚀 的缸套水封结 构
设计中一些结构尺寸
避免气缸套断裂及缸垫烧损的气缸套结构
X195型柴油机的改进设计
此方案缺点 : 结构改变 比较大 , 需要提高喷油嘴的喷油压 力, 提高输油管道的压力 : 工作粗暴, 压力升高率大, 噪声和振 动增大 ;排放量 明显增 多; 对转速 的变化较 为敏感 ; 经济成本
相 对增 加 。
l 缸径D l 缸数 i l 冲程数t l 行程 S l 压缩比 £ l 转速 n I
图 1
在进气 初期, 因是 自然吸气 , 可认 为进气冲程压力近似不 变 , 为外界大气压 力; 在排气冲程, 缸 内压力在膨胀过程 因排 加; 摩擦损失增加 , 机械效率下降 , 燃油消耗率增加, 磨损寿命 气提前角, 一部分废气 已排 出缸外 , 则可认为缸 内压 力在排气 变 短; 排气系统 阻力增加 , 充气效率下降; 此发动机~般为农 冲程与膨胀过程终点压力相同。在整个活塞运动过程 中,气 用车辆使用 , 与发动机 的工作性质不相符 。 缸 内压力随 曲轴转角变化情况如 图 1 所示。在改进 后,柴油 1 . 2 X1 9 5 型 柴油机 改进设计 的总体方案确定 功率也提高 了 3 0 %。 比较上述三种方案 , 对于单缸农用车辆 的发动机, 提 高功 机 的缸 内压力增大了 , 率应采用最经济、 最简单、 最便捷的改进方案。相比较而 言, 方案 2是最合适 X1 9 5型柴油机 的改进方法。 因此, 本次 的改 参 考 文 献 【 1 ] 袁兆成. 内燃机设计【 M】 . 机械工业出版社, 2 0 0 8 . 进设计采用方案 2 。 2主要参数 柴油机 的主要参数包括: 气缸直径 D、 气缸数、 活塞行程 S
的基础上进行改进 , 来提高其输 出功率。
关键词 柴油机 改进
中图分类号: T K4 2
文献标 识码 : A ( 即曲柄半径 R) 、 连杆长 度、 曲轴半径与连杆长度 比、 平均有
本科毕业设计-柴油机曲轴设计
1前言1.1柴油机与曲轴1.1.1柴油机的工作原理柴油机的每个工作循环都要经历进气、压缩、做功和排气四个过程。
四行程柴油机的工作过程:柴油机在进气冲程吸入纯空气,在压缩冲程接近终了时,柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上,通过喷油器以雾状喷入气缸,在很短时间内与压缩后的高温空气混合,形成可燃混合气。
压缩终了时气缸内空气压力可达3.5~4.5MPa,温度高达476.85℃~726.85℃,极大地超过柴油的自燃温度,因此柴油喷人气缸后,在很短的时间内即着火燃烧,燃气压力急剧达到6~9MPa,温度升高到1726.85℃~2226.85℃。
在高压气体推动下,活塞向下运动并带动曲轴旋转做功。
废气同样经排气门、排气管等处排出。
四行程柴油机的每个工作循环均经过如下四个行程:(1)进气行程在这个行程中,进气门开启,排气门关闭,气缸与化油器相通,活塞由上止点向下止点移动,活塞上方容积增大,气缸内产生一定的真空度。
可燃混合气被吸人气缸内。
活塞行至下止点时,曲轴转过半周,进气门关闭,进气行程结束。
由于进气道的阻力,进气终了时气缸内的气体压力稍低于大气压,约为0.07~0.09MPa。
混合气进入气缸后,与气缸壁、活塞等高温机件接触,并与上一循环的高温残余废气相混合,所以温度上升到96.85℃~126.85℃。
(2)压缩行程进气行程结束后,进气门、排气门同时关闭。
曲轴继续旋转,活塞由下止点向上止点移动,活塞上方的容积缩小,进入到气缸中的混合气逐渐被压缩,使其温度、压力升高。
活塞到上止点时,压缩行程结束。
压缩终了时鼓,混合气温度约为326.85℃~426.85℃,压力一般为0.6~1.2MPa。
(3)做功行程活塞带动曲轴转动,曲轴通过转动把扭矩输出。
(4)排气行程进气口关闭,排气口打开,排除废气。
由上可知,四行程汽油机或柴油机,在一个工作循环中,只有一个行程作功,其余三个行程作为辅助行程都是为作功行程创造条件的。
因此,单缸发动机工作不平稳。
单缸四冲程柴油机课程设计
单缸四冲程柴油机课程设计引言:柴油机是一种内燃机,通过燃烧柴油燃料产生动力,用于驱动机械设备。
单缸四冲程柴油机是一种常见的柴油机型号,具有结构简单、运行稳定等特点。
本课程设计将围绕单缸四冲程柴油机展开,包括其结构、工作原理、性能参数和调整方法等内容。
一、单缸四冲程柴油机的结构单缸四冲程柴油机由气缸、活塞、曲轴、连杆、进气门、排气门、燃油喷射泵等组成。
其中,气缸是柴油机的主要部件,负责容纳活塞和燃烧室。
活塞通过连杆与曲轴相连,将往复运动转化为旋转运动。
进气门和排气门分别负责柴油机的进气和排气过程。
燃油喷射泵则负责将燃油喷射到燃烧室中。
二、单缸四冲程柴油机的工作原理单缸四冲程柴油机的工作过程包括进气、压缩、燃烧和排气四个冲程。
具体过程如下:1. 进气冲程:曲轴旋转,活塞向下运动,气缸内形成负压,进气门打开,新鲜空气通过进气道进入燃烧室。
2. 压缩冲程:活塞向上运动,气缸内的空气被压缩,进气门关闭。
3. 燃烧冲程:活塞接近上止点时,燃油喷射泵将燃油喷射到燃烧室中,与高温高压的空气混合并燃烧,产生高温高压气体推动活塞向下运动。
4. 排气冲程:活塞再次向上运动,排气门打开,废气通过排气道排出气缸。
三、单缸四冲程柴油机的性能参数单缸四冲程柴油机的性能参数包括功率、扭矩、燃油消耗率和排放等。
其中,功率是柴油机输出的动力大小,通常用千瓦(kW)表示;扭矩是柴油机输出的转矩大小,通常用牛·米(N·m)表示;燃油消耗率是柴油机每单位功率输出所消耗的燃油量,通常用克/千瓦小时(g/kWh)表示;排放是指柴油机在工作过程中排放的废气中的污染物含量,如氮氧化物、颗粒物等。
四、单缸四冲程柴油机的调整方法为了保证单缸四冲程柴油机的正常运行,需要对其进行调整。
常见的调整方法包括:1. 燃油喷射量的调整:通过调整燃油喷射泵的工作参数,控制燃油喷射量,以达到最佳的燃烧效果。
2. 气缸压缩比的调整:通过更换气缸垫片或调整活塞运动幅度,改变气缸的压缩比,以提高柴油机的功率和燃烧效率。
船舶柴油机节能减排技术分析
船舶柴油机节能减排技术分析船舶柴油机作为船舶的主要动力装置,对于船舶的性能、安全性和环保要求至关重要。
节能减排技术是提高船舶柴油机效率和减少排放的重要手段。
本文将对船舶柴油机节能减排技术进行分析,包括船舶柴油机的优化设计、燃油控制技术和污染物控制技术。
船舶柴油机优化设计是提高其效率和减少排放的重要方面。
优化设计可以从多个方面入手,例如提高燃烧效率、降低摩擦损失、优化缸内流动等。
采用先进的燃烧系统和燃烧室设计可以提高燃烧效率,减少未燃尽的燃料和燃烧产物的排放。
优化柴油机的进气和排气系统可以提高柴油机的进气效率和排气效率,减少能量损失。
采用先进的材料和制造工艺可以降低摩擦损失,提高柴油机的机械效率。
燃油控制技术是提高船舶柴油机效率和减少排放的重要手段之一。
燃油控制技术包括燃油供应系统的优化和燃油储备系统的优化两个方面。
优化燃油供应系统可以提高燃油的喷射精度和燃烧质量,降低燃油的损耗和排放。
优化燃油储备系统可以提高燃油的利用率和燃烧效率,减少燃油的浪费和排放。
采用先进的燃油控制技术可以实现柴油机的负载优化和动力调节,提高柴油机的运行效率和响应速度。
污染物控制技术是减少船舶柴油机排放的重要手段之一。
污染物控制技术包括颗粒物控制技术和氮氧化物控制技术两个方面。
颗粒物控制技术主要包括颗粒物捕集和颗粒物减排两个方面。
颗粒物捕集可以通过颗粒物捕集器和颗粒物沉积器等设备实现,可以减少船舶柴油机颗粒物排放。
颗粒物减排可以通过优化柴油机燃烧系统和燃油供应系统等手段实现,可以提高燃烧效率和减少颗粒物排放。
氮氧化物控制技术主要包括燃烧控制和后处理技术两个方面。
燃烧控制可以通过优化柴油机燃烧系统和燃油供应系统等手段实现,可以降低燃烧温度和氮氧化物的生成。
后处理技术可以通过氮氧化物还原剂和氮氧化物吸附剂等设备将氮氧化物转化为无害物质,减少氮氧化物排放。
X1100柴油机机体毕业设计
X1100柴油机(机体)设计摘要本次毕业设计主要研究如何提高单缸柴油机的性能,在X195型柴油机的基础上做出相应的改进,在尽可能轻巧的前提下,以提高柴油机性能,满足市场的需要。
针对X195型柴油机的动力性不足,采用扩大刚劲和增大行程的的方法来改善其动力性;并对改进后的柴油机进行强化措施,以弥补动力性提高后带来的发动机受力过大的问题。
经过参考文献、并小组讨论后,决定把缸径由95mm增大到100mm,形成由原来的115mm增大到120mm,即改进为X1100型柴油机。
首先需要对改进后的机型进行热力计算,得到其各种经济技术指标和示功图,然后进行动力计算,得到其各种动力性能指标;其次,要进行曲柄连杆机构与机体最小工作间隙的校核等;再次,开始进入总体设计阶段与主要零部件的改进;最后,要进行压缩比校核、气门活塞是否相碰,是否相碰、曲轴平衡计算等。
本说明书完成了其中的一部分工作,主要完成了对X195型柴油机热计算、机体最小见习的校核和机体的设计。
计算得到了X195型柴油机的各种经济技术指标和示功图;校核得到了曲柄连杆机构与机体最小工作间隙,并画出琵琶线;根据动力计算的结果对机体受力较大的位置进行了分析并对其进行了加强;完成了机体和相关零部件的设计。
在柴油机设计改进的过程中,需要综合考虑多方面的因素和影响。
其中热计算参数的选择在参考原机型和有关文献后,由小组讨论后定出。
根据热计算所得结果和最小间隙校核所得的结果,再加上其他同学提供的动力计算的结果和各个机构的尺寸,认为把X195型柴油机改进为X1100型柴油机是可行的。
关键词: X1100,柴油机,机体,热计算,校核THE DESIGN OF X1100 DIESEL ENGINE(CYLINDER)ABSTRACTT his design is focusing on that how to improve the performance of the single diesel engine. Doing something better based on the X195 to meet the need of lighter weight and the market. Taking the lack of X195’s dynamic into account, the cylinder diameter is magnified and the distance of piston is enlarged to improve it, and the cylinder is enhanced to make up the oversize of the forceeffected on the cylinder. After reading references and discussing in teams, Cylinder diameter is magnified from 95mm to 100mm, and the distance of piston is enlarged from 115mm to 120mm. Firstly, thermal calculation shows the factors of economy and technology and P-V map;dynamic calculation shows the factors of dynamic performance ; Secondly, the space between the crank-link mechanism and cylinder is checked. Thirdly, the design in total and the design of the main part are made. Lastly, the ratio of compression and that whether the valves and the piston is interfered are checked, and also the calculation of crank’s balance is needed.This instruction completes some things of the total design, such as the thermal calculation of the X195, the check of the space between the crank-link mechanism and cylinder and the design of the cylinder. The main achievements having got are the factors of economy and technology ,P-V map,the minimum space between the crank-link mechanism and cylinder, PiPa Map, the enhancement of the sites which are weak, the total design of cylinder and the main parts.Many factors should be taken into account among the design. The parameters in the thermal calculation are confirmed after the discussion in the team. This design is viable based on the achievement in this instruction and other achievements in the team.Key words: X1100, diesel engine, cylinder, thermal calculation, check第一章前言§1.1概述X195柴油机在农用机械上用途多而广。
柴油设计方案
柴油设计方案
柴油发动机设计方案
柴油发动机是一种以柴油为燃料的内燃机,具有高效能、高可靠性和高功率输出的特点。
在设计柴油发动机时,应注重以下几个方面。
首先,要考虑柴油发动机的结构和排列。
柴油发动机通常采用直列式或V型结构。
直列式结构简单、紧凑,适合安装在狭
小空间内;V型结构则更注重功率输出和平衡性。
在选择结构时,要根据使用环境和要求来确定,确保发动机具有良好的可靠性和适用性。
其次,要关注柴油发动机的燃烧过程和燃料喷射系统。
柴油发动机的燃烧过程是通过将柴油喷射到燃烧室中,然后由高压气缸产生的高温高压空气自燃燃烧。
为了提高燃烧效率,可以采用预喷射、多点喷射等技术,以适应不同的运行负载和环境条件。
同时,还要关注柴油发动机的降噪和减震技术。
柴油发动机的振动和噪声较大,会对车辆的乘坐舒适性和使用寿命产生负面影响。
因此,在设计中要注重减震和隔音措施,采用优质材料和隔音结构,减少发动机的振动和噪音。
最后,要注重柴油发动机的环保性能。
柴油发动机在燃烧过程中会产生一些有害气体和颗粒物,对环境和人体健康造成危害。
因此,在设计时要考虑减少有害气体排放和净化颗粒物的技术
措施,如采用高效过滤器和废气处理系统等。
综上所述,设计一台高性能的柴油发动机需要考虑结构和排列、燃烧过程和燃料喷射系统、降噪和减震技术以及环保性能等方面的因素。
只有综合考虑这些因素,才能设计出一台高效、可靠、安全和环保的柴油发动机。
s195柴油机整机设计说明书
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。
单缸四冲程柴油机设计及静力分析
单缸四冲程柴油机设计及静力分析1.进气过程:在曲轴的一侧,连接着进气道和进气阀。
曲轴转动的同时,活塞会向下运动,产生吸气过程。
进入气门时,气缸内的压力较低,这时进气阀会打开,使气缸内的空气与大气相通。
随后,曲轴继续转动,活塞会向上移动,气缸处于进气封闭状态。
2.压缩过程:在进气阀关闭后,活塞开始向上运动,将气缸内的空气压缩。
同时,喷油泵会将柴油通过喷油器雾化喷入气缸,与空气充分混合。
当活塞到达上止点时,气缸内的压力达到最大值,形成高温高压的混合气体。
3.燃烧过程:当活塞到达上止点时,柴油被压缩到一定温度和压力下,达到自燃点,从而自动燃烧。
燃烧过程释放出的能量会推动活塞向下运动,转动曲轴。
4.排气过程:曲轴继续旋转,活塞向上运动,将燃烧产生的废气排出。
同时,排气阀打开,废气经过排气道排出。
在静力分析中,我们需要考虑以下几个方面:1.曲轴的受力分析:根据牛顿第二定律,曲轴上各部位的受力与加速度和质量有关。
通过力的合成与分解,我们可以计算出曲轴上各点受力的大小和方向。
2.曲轴的强度分析:曲轴在工作过程中承受着很大的扭矩和轴向负荷。
通过应力分析,我们可以确定曲轴各部位的应力分布情况,进而评估曲轴的强度是否满足工作条件。
3.曲轴的刚度分析:曲轴的刚度主要涉及其抗弯刚度和扭转刚度。
通过计算曲轴的弹性变形和扭转角度,我们可以评估曲轴在工作过程中的刚度是否满足要求。
通过以上分析,我们可以得到曲轴的基本设计参数,包括直径、长度、轴头形状等。
同时,我们还可以根据曲轴的受力情况进行优化设计,减小曲轴的体积和重量。
总结起来,单缸四冲程柴油机的设计与分析是一个综合性的过程,包括进气过程、压缩过程、燃烧过程、排气过程等。
针对其曲轴系统的静力分析,可以帮助我们评估曲轴的受力情况、强度和刚度,并作出相应的设计和优化。
这些设计参数和分析结果对于保证柴油机的稳定工作和性能优化至关重要。
单缸四冲程柴油机课程设计
单缸四冲程柴油机课程设计引言:单缸四冲程柴油机是一种常见的内燃机,广泛应用于农业、工业和交通领域。
本文将对单缸四冲程柴油机进行课程设计,包括设计原理、构造特点、工作过程和性能参数等方面的内容。
一、设计原理单缸四冲程柴油机是利用柴油的自燃特性进行工作的。
其工作原理是通过活塞在气缸内的往复运动,使燃油与空气混合后被压缩,然后在高温高压下自燃燃烧,从而驱动活塞做功。
二、构造特点单缸四冲程柴油机主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、燃油喷射系统和冷却系统等组成。
其中,气缸是发生燃烧的主要场所,活塞通过连杆与曲轴相连,将燃烧产生的能量传递给曲轴,驱动机械设备工作。
气门机构用于控制进气和排气过程,燃油喷射系统负责将燃油喷入燃烧室,冷却系统用于散热,确保发动机正常工作。
三、工作过程单缸四冲程柴油机的工作过程包括进气、压缩、燃烧和排气四个冲程。
具体过程如下:1. 进气冲程:活塞下行,活塞上缸底死点时,曲轴带动气门机构打开进气门,进气门下降,气缸内形成负压,使空气通过进气门进入气缸。
2. 压缩冲程:活塞上行,活塞上升至气缸顶死点时,气门关闭,空气被压缩,温度和压力升高。
3. 燃烧冲程:活塞下行,当活塞下行至一定位置时,燃油喷射系统喷射燃油进入燃烧室,燃油与高温高压的空气混合自燃燃烧,产生高温高压气体,推动活塞下行。
4. 排气冲程:活塞上行,当活塞上行至一定位置时,曲轴带动气门机构打开排气门,废气通过排气门排出气缸,活塞再次下行,进入下一个工作循环。
四、性能参数单缸四冲程柴油机的性能参数包括功率、扭矩、燃油消耗率和排放等指标。
具体参数如下:1. 功率:柴油机的输出功率,通常以千瓦(kW)为单位。
2. 扭矩:柴油机的输出扭矩,通常以牛·米(N·m)为单位。
3. 燃油消耗率:柴油机在单位时间内消耗的燃油量,通常以克/千瓦小时(g/kWh)为单位。
4. 排放:柴油机排放的废气中的污染物含量,包括氮氧化物、一氧化碳和颗粒物等。
柴油机设计参数范文
柴油机设计参数范文柴油机是一种利用柴油燃烧产生动力的内燃机,用于驱动各种机械设备或发电。
柴油机设计参数是指设计师在设计柴油机时所需考虑的各种主要参数。
下面将介绍柴油机设计中的一些重要参数。
1.功率和转速:柴油机的设计功率是指柴油机在特定功率下所能提供的输出功率。
设计师需要考虑所使用的柴油机输出功率以及所需的最大扭矩大小。
柴油机的转速是指柴油机曲轴每分钟的旋转速度,它与功率有密切的关系。
2.燃油系统:柴油机的燃油系统设计参数主要包括燃油数量、喷油压力和喷油角度。
合适的燃油喷射能够有效地实现柴油的燃烧,提高柴油机的燃油利用率和燃烧效率。
3.气缸数量和排列方式:柴油机的设计中,气缸的数量和排列方式对柴油机的性能有着重要影响。
气缸数量直接影响柴油机的功率大小,同时也会影响柴油机的体积和重量。
气缸的排列方式包括直列式、V型和对置式等,设计师需要根据柴油机的使用情况选择合适的排列方式。
4.缸径和行程:缸径是指气缸内径的大小,行程是指活塞下降或上升的距离。
缸径和行程的大小直接影响柴油机的排气量,从而影响柴油机的功率输出。
同时,缸径和行程的选取也会影响燃烧室的形状和容积,进而影响柴油机的燃烧效率。
5.压缩比:柴油机的压缩比是指在缸内气体被压缩的程度,它与柴油机的燃烧效率和动力输出有密切关系。
提高压缩比可以提高柴油机的热效率,但同时也会增加柴油机的振动和噪声。
6.高压供油系统:柴油机的高压供油系统设计参数包括高压泵的类型、工作压力和流量等。
合适的高压供油系统能够保证柴油机燃油的准确供给,确保柴油的燃烧效果。
7.冷却系统:柴油机的冷却系统设计参数包括冷却液循环方式、散热面积和冷却液流量等。
冷却系统的设计需要使柴油机保持在适宜的工作温度范围内,以保证柴油机的正常工作和使用寿命。
8.排放控制系统:柴油机的设计还需要考虑排放控制系统的设计参数,包括排气净化装置的类型和效率,以达到环保排放标准。
以上是柴油机设计中的一些重要参数,不同的应用场景和使用要求会对柴油机设计参数提出不同的要求。
高功重比单缸柴油机的技术优化探析
高功重比单缸柴油机的技术优化探析摘要:本文主要讨论了我国所使用的单缸柴油机,并对国内外单缸柴油机技术性能对比和发展态势展开了研究和分析。
在此基础上,以开发一款结构紧凑新颖、重量轻、起动性能好、环境适应性强的卧式柴油单缸发动机为核心,并做出了如下几个方面的研究和分析,以供大家借鉴。
关键词:特种环境;高功重比;单杆柴油机;开发引言:在国内,单缸柴油机主要采用的是卧式和水冷,其次是立式和风冷,缸径在60-120mm之间,大部分都是每5mm一个档[1]。
输出功率为1.5-15kW,旋转速度为2000-2600转/分,部分风冷型可达3000转/分。
主要用作手扶拖拉机,小四轮拖拉机,四轮车,农业用排灌,小型船舶,小型工程机械,小型发电机组及农副业加工机械的配套动力[2]。
一、目前单缸柴油发动机存在的问题①水冷机的功重比比较大,但是它的整体尺寸比较大,所占的空间也比较多,所以不适合于受空间限制的场合。
②风冷机组的尺寸和重量都很小,但是功率很低,而且不适合于高温环境,所以可靠性很低[3]。
③对特定环境的适应能力较差,主要体现在高温和低温性能较差;④当温度达到60℃时,发动机的散热性不够,容易造成发动机的高温损伤。
⑤气冷式发动机的耐热性较差;⑥在-40℃以下启动困难,水冷式柴油机冷却剂容易结冰,对其在较低温度下的工作造成很大的影响。
⑦抗电磁干扰性能差。
当前,用户对油耗、排放、调速性、运转稳定性等性能的要求越来越高。
为了保证单缸柴油机的各项性能指标能够满足使用要求,越来越多的单缸柴油机采用了电控技术。
通过电子控制技术,可以对发动机的工作参数进行准确的控制,达到燃油消耗、排放和良好的调速性能。
但是,这种方法的缺点也是显而易见的,除了价格昂贵之外,由于采用了电子控制技术,所以在军事领域,比如强电磁干扰的环境中,很容易发生控制故障,导致整机不稳定,甚至不能使用[4]。
此外,电子技术的应用要求有可靠的电源,如果没有电源,或者电源被破坏,整个机器就不能运转了。
柴油机连杆设计
柴油机连杆设计1. 引言柴油机是一种内燃机,具有高效能、高扭矩和低排放的特点。
而柴油机连杆作为柴油机的重要组成部分,发挥着将活塞的往复运动转化为旋转运动的关键角色。
设计一个合理且可靠的柴油机连杆对于柴油机的性能和可靠性至关重要。
本文将介绍柴油机连杆的设计原理、常见设计方法和相关注意事项。
2. 柴油机连杆的设计原理柴油机连杆的设计原理是将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。
连杆有两个关键参数,即连杆长度和连杆倾角。
连杆长度的选择需要根据柴油机的缸径、曲轴旋转方向和往复活塞的行程来确定。
较短的连杆长度可以降低活塞在汽缸内的摩擦损失,同时提高曲轴的旋转稳定性。
连杆倾角则决定了连杆的垂直距离和水平距离,对柴油机的性能和振动有着重要的影响。
3. 柴油机连杆的常见设计方法3.1 离心力设计离心力是连杆设计中需要考虑的一个重要因素。
在柴油机工作时,连杆的转动会产生离心力,对连杆的强度和结构造成一定的影响。
为了保证连杆的强度,设计中需要考虑合理的连杆截面积和材料强度,以承受由离心力引起的应力。
3.2 曲柄半径设计曲柄半径是指连杆小头与连杆大头之间的距离。
曲柄半径的选择需要综合考虑柴油机的缸径、活塞行程和曲轴转速等因素。
合理选择曲柄半径可以降低连杆的应力和振动,提高整个柴油机系统的可靠性和稳定性。
3.3 连接方式设计柴油机连杆的连接方式有螺栓连接和铸造连杆两种常见方法。
螺栓连接方式一般适用于小型柴油机,其连接结构简单,易于拆卸和更换。
而铸造连杆则适用于大型柴油机,其具有较高的强度和可靠性,但无法进行拆卸和更换。
4. 柴油机连杆设计的注意事项4.1 选择合适的材料柴油机连杆需要具备足够的强度和刚度,以承受高压和高温环境下的工作负荷。
常见的柴油机连杆材料有合金钢和铸铁等。
材料的选择需要综合考虑柴油机的工作条件、成本和可加工性等因素。
4.2 动平衡设计柴油机连杆的动平衡设计非常重要,可以有效减小振动和噪音,提高柴油机的工作稳定性和可靠性。
关于节能环保轻型单缸柴油机的设计分析
关于节能环保轻型单缸柴油机的设计分析作者:韦彩林来源:《科技资讯》 2014年第27期韦彩林(广西宜州内燃机配件厂广西宜州 546300)摘要:随着近年来科技的发展和在单缸柴油机设计方面的运用,传统的单缸柴油机因存在结构陈旧、污染严重以及耗能大等问题已不能满足新时期人们的需求,在国家鼓励运用环保技术促进机械产品升级的大背景下,环保节能轻型单缸柴油机的设计与应用已势在必行,基于此,该文从技术开发的状况入手,为新时期节能环保轻型95型柴油机的创新设计进行了积极探究分析,以期能为业内同仁提供有益的参考。
关键词:节能环保轻型单杠柴油机设计中图分类号:TK422 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)09(c)-0057-011 技术开发状况研究在当前的机械化发展过程中,综合看来,在单缸柴油机的研发与设计方面,世界先进企业的代表有日本的洋马、久保田以及欧洲的哈茨、伦巴蒂尼等,就我国节能环保单缸柴油机研发而言,部分企业加强了对重量轻、体积小以及外形美观单缸柴油机的研发,该次研究中,笔者以该公司轻95柴油机的研发为例,进行了其在节能环保等方面的设计研究[1]。
2 技术线路的确定在研发轻95单缸柴油机的过程中,该公司对8~10千瓦功率档次柴油机的开发情况进行了调研,此外,在节能方面,我公司对轻量化节能产品的市场需求进行了分析探讨,最终制定了研发轻95型单缸柴油机的目标和方案,其中,对平衡性进行了三维造型计算和评估,对曲轴、连杆等进行了有限元分析,此外,还对直喷燃烧系统的喷油器、燃烧室等进行了多方案设计,在对主要运动件结构强度进行科学分析的基础上,分系统进行了设计,包括油泵选型、燃油系统喷油器以及活塞连杆总成等,并在设计的基础上对工作图进行了严格的评审,在合格后实施了个别零部件的试制,并在后续研究中装配样机,进行了机械性能的调试,并针对供油系统、进气系统以及直喷燃油系统进行了多方案试验,并确定出了最佳方案,在通过样机评审后,该公司投入小批量生产,并在后续研究中将其投放市场进行检验,根据市场需求等进行了消声器和空滤器的改进设计,完善了轻95型单缸柴油机的设计[2]。
科技成果——低排放高性能小功率柴油机
科技成果——低排放高性能小功率柴油机技术开发单位江苏大学
成果简介
小功率柴油机受结构限制,增压、电控、EGR等技术在单缸、两缸柴油机上不能采用,机内净化是降低排放、提高性能的主要途径,本项目主要技术创新:柴油机缸内燃烧优化,对不同工况,首次提出油气混合从“量、时、空”三方面细化和匹配,对有效燃烧空间的油气分布提出等过量空气系数分布方案和设计计算方法。
设计新的喷油系统,采用大凸轮升程提高供油速率;带起动提前的柱塞新结构。
在保证合适涡流比的前提下,提高气缸内的充量系数,提出进气量与供油量在柴油机工作区域每一工况点数量匹配量化理论,完成二代单缸机油量校正器的新设计,批量用于生产。
解决了柴油机变速工作烟度大、排放高、动力性差等问题。
对出口美国、印度的柴油机在机内净化优化后,研究催化器匹配技术,通过匹配柴油机排放达到美国EPA柴油机现行Ⅳ阶段排放限值,消除高端市场技术壁垒,满足国外市场需求。
开发出一套生产中用简易设备测量和控制单缸柴油机排放的方法和技术,应用于企业,解决企业无法测量的技术难题,已在企业大量推广。
最近针对缸径80mm以下的涡流室柴油机开展低排放燃烧技术研究,已取得突破性成果,柴油机排放已低于美国第Ⅳ阶段排放限值。
所处阶段产业化
专利获奖情况
该项目发表论文40余篇,申请专利近20项,其中已授权发明专利5项,实用新型专利10余项;该项目2010年获中国机械工业科学技术二等奖,2012年获江苏省科技进步三等奖。
单缸柴油机技术参数
单缸柴油机技术参数1. 基本参数
- 型号: 422
- 缸径: 92毫米
- 冲程: 96毫米
- 总排量: 638立方厘米
- 压缩比: 18:1
- 燃料供给系统: 直喷式
2. 性能参数
- 额定功率: 13.2千瓦/3000转/分钟
- 最大扭矩: 38.2牛顿米/1800转/分钟
- 最高无负荷转速: 3300转/分钟
- 燃油消耗率: 230克/千瓦时
3. 冷却系统
- 冷却方式: 水冷式
- 水箱容量: 3.5升
- 水泵型式: 离心式
4. 润滑系统
- 润滑方式: 压力式循环润滑
- 机油容量: 3.2升
- 机油压力: 294千帕/3000转/分钟
5. 起动系统
- 起动方式: 电起动
- 起动电机型号: 00163271
- 起动电机功率: 2.2千瓦
6. 尺寸和重量
- 总长度: 630毫米
- 总宽度: 470毫米
- 总高度: 655毫米
- 干重量: 145千克
以上是一个典型单缸柴油机的主要技术参数,包括基本参数、性能参数、冷却系统、润滑系统、起动系统和尺寸重量等方面,可供参考。
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4 技 术 水 平分 析
4 1 关键 技术 的创新 性 .
经 过精 心设计 , 5 轻9 柴油 机具有 如下 创新性 。 () 1 独特 的直 喷 燃 烧 系统 由长 弯 管 气 道 、 角 八 形燃 烧 室及 P 型油 嘴 构成 .加 上对 专 用 喷油 泵 提高 了泵端 压力 。 而 获得 了极 佳 的经 济性 和优 秀 的排 从 放指 标 , 标定 工况 燃 油 消耗 率为2 52g W ・ , 1. k h 最大 / 扭矩 点燃 油消 耗率 为278 k ・ . 特性 最低 燃油 0 . ̄ W h外 消 耗率 为 25/W・ , 得 了国 内领先 。 际先 进 的 0gk h 取 国 优 秀指 标 。2 1年 元 月进行 了排 放性 能 试验 , 验 02 试
积 、 本 大 幅 度 下 降 . 运 转 平 稳 性 可 与 双轴 平 衡 成 而
的柴 油机 相媲美 。
() 4 典型的等刚度曲柄臂设 计 , 加之独特的卸 载 槽 结 构 。 成 鲜 明 的柔 性 曲轴 设 计 理 念 , 得整 形 使
戴 国平 :5缸径 的节 能环保轻型单缸柴油机 的设计 9
9柴油机可 以:减少排放氮氧化合物+ 5 碳氢化合物 35 , 少 排 放 一 氧 化 碳 少 排 放 12 , 少 排 放 2吨 减 8吨 减 颗粒 物少 排放 1 吨 。 6
因此 轻9柴 油机 的社 会效 益将 是非 常显 著 的。 5
5 市场 分 析
根据 市场 调研及 分析 , 目前该 机 型在 国 内市场 上 的每年 需求量 在 2万 台左右 。随着今 后几 年 国内 0
戴 国平
( 金坛柴油机有限公司)
1 前 言
根 据 国家 内燃 机 发 展 要 求 和 现 有 单 缸 机 的 发
件试 制 , 零件 到 位后 , 配 样机 , 械性 能 调试 是 一 装 机 个 细致 的工 作 , 主要 是对 直 喷 燃 烧 系 统 、 油 系 统 供 及进 气 系统 进行 多方案 的试 验 . 中燃油 系 统采 用 其 了P 型喷 油器 ,通 过 多次 的试 验 确定 了以上 所述 各 系 统 的最佳 方 案 , 根据 样机 定 型试 验 和 可靠性 试 验 结 果 , 9 型柴 油 机 通 过 了样 机 评 审 。 后投 入 小 轻 5 然 批量生产 。 经过 小 批 量 投 放 市 场验 证 . 对该 机 型 又 的空 滤 器 、 消声 器 进 行 了改 进设 计 , 而 投 入 了 批 从 量 生产 。
单缸 、 卧式 、 水冷 、 直喷
9  ̄8 5 9 064 . 9
单缸 、 卧式 、 水冷 、 喷 直
9 ̄0 49 06 4 . 2
单缸 、 卧式 、 水冷 、 涡流
9x0 09 05 3 .7
标定功率k W
标定 转 速r n / mi 平 均 有 效 压 力
新 的高度 。
3 技 术 线 路 的确 定
针对8 1 千瓦功率档次柴油机 的开发开展市 ~O
场调研 , 特别 是 对轻 量 化节 能 产 品 的市场 需 求 作 出
k ・、M= . /W ・. 过我 国非 道路 国 Ⅱ标 准 的 W hP 06 k h 超 g 排 放要 求 ( O N x+H C≤9 /W・ :O≤6 /W・ . gk h C 5 . gk 6
43 项 目的成熟 度和 可靠性 .
的比质量降低 了1%,柴油机的标定功率燃油耗降 5 低 了 1% , 9 柴油 机 的标定 功 提高 了2 %, 6 因此 轻9 柴 5
油 机 是 同类 机 型 中功 率更 足 、 加 节 能 、 加 节 材 更 更
() 1 本项 目生产 技 术是成 熟 的 本产 品是在 R10 油机 的基 础 上 开发 的 . 9柴 整机
新换代的典型动力代表 , 可以推动传统产 品结构 的
升级 , 加速形成 自主知识产权等核心技术 , 全面提 高企业产品竞争能力 , 也将为企业带来新 的利润增
的一款发动机 。 轻 9 柴 油 机 达 到 的排 放 标 准 与 国 Ⅱ排 放 标 准 5
相 比 , 氧 化合 物+ 氢化 合物 少 排放41/W.. 氮 碳 .g h 一 k
氧化 碳少 排 放23 /W.,颗粒 物少 排 放02 /W.。 . k h g . k h g
每 台柴油 机按 标定 功率 88 W每年 工作 30b . .K 0 /时 按 我公 司每 年 生产 轻 9柴 油 机3 台计 算 。则 每年 轻 5 万
器 、 泵选 型 , 作 图设 计并 进行 评 审后 , 油 工 投入 零 部
( ) 过 一 系列 的优 化 设 计 , 全 套 运 动 件 的 2通 使
质量十分轻巧, 使柴油机的比质量达到1. / 优 1 g W, 6k 于R10 油机 比质量 1 . g W指标 ,完全 达 到 国 9柴 3 k/ 6 k 家高效单缸机的技术指标要求 。 ( )精心设计 曲轴平衡机构 ,使整机质量 、 3 体
3 1
机 可靠性 更好 。 () 新 的外 观设 计 , 构 紧 凑 合理 , 观 新颖 5全 结 外 独 特 , 到用户 的一 致好 评 。 受
42 产 品技 术水 平 的先 进性 .
环 境 的严 重 污染 , 已引起 各 方 面 的高 度 重 视 , 来 未 能 源 技术 发 展 的主 要 方 面是 经 济 、 效 、 洁 利 用 高 清
该 产 品 同国 内外 同类 产 品相 比,达到 国 内外 先 进水 平 , 有些性 能 指标有 明显提高 . 体对 比情 况 见 具 下表:
\ 指标 厂商 、\
型 号
本公 司
轻9 5
日 本久保 田
P 2 K15
本公司
R9 10
型 式
缸 径 × 程 mm 行 排量 L
和新能源及分布式供能系统开发。 5 轻9柴油机的研 制成功 , 将带来小型单缸柴油机的变 革 , 逐步取代 传统的老机型 。近年来 。欧美高端市场对小功率家 用 发动 机产 品 的需 求提 出 了轻 便 、 能 、 节 环保 、 高质 等新要求 , 成为世界关注的焦点 。本项 目产 品具有 体积小 、 量轻 、 重 噪音 低 、 油耗 少 、 气 排 放 指 标 优 废 等特点 , 是新一代环保产 品 . 它在 国内外必将具有 广 阔 的发展 空 间 , 9 柴 油机 的平 均 销售 价 约 为每 轻 5 台20元 , 00 由于其主要性能也 已接近国际同类产品 的先 进水 平 , 因此该 产 品 的性 价 比较 高 , 的市 场 它 风 险也较 小
面具 有独 到 之处 . 因此 轻9 受 到 了专 家 和用 户 的一 5
致好评 , 随着我 国国民经济 的高速发展 , 国家和消
费者 对排 放 和节 能 要 求 的进一 步 提高 , 9 柴 油机 轻 5 的 问世 必将 迎来 广 阔的发 展前 景 。下 面是对 轻9柴 5 油机项 目产 业化 前景 的分 析 。
k P ga
88 .
2o 40 65 3 78 . 4
73 3
20 40 66 2 72 .
21 8 7.
7O .
20 30 67 3 69 .
2 54 6 .
7 经 济效 益 和 社 会 效 益 分 析
(1 效益 1 经济
现在 本公 司按 年产 25 台 的生产计 划 , .万 预计 将 实现 新增 销售 收入 50 万元/ 。 由此不 难 看 出 , 00 年 随 着该 产 品质 量 的稳 定 和市 场 的进 一步 发 展 。 其经 济 效益 将 十分显 著 。 () 效益 2社会 轻9 柴 油机 与传 统 的R10 5 9 柴油 机相 比 : 油机 柴
结 果 为 C = . gk ・ 、 H= . gk ・ 、 0 = . / O 43 ,W h C 1 /W h N x 44 0 g
2 技 术 开 发 状 况
在实 际 的单 缸 柴 油机 的 开发 和 研究 方 面 , 洲 欧 的 伦 巴底 尼 、 茨 . 哈 日本 的洋 马 、 保 田等 均是 世 界 久 先 进 的企业 代 表 , 目前 国 内有 些 企 业也 在进 一 步 加 强 体 积 小 、 量 轻 、 形 美 观 的 节 能环 保 型 单 缸 柴 重 外 油机 研发 ,在这 场 “ 战役 ” 中我公 司轻9 柴油 机 的成 5 功 开发 , 志 着 我 国单 缸机 的技 术 水平 达 到 了一 个 标
展状况 , 我公司2 1年年初决定开发节能环保轻型 00 9 型柴油机( 5 以下简称轻9 ) 轻9 与传统 的R 9 柴 5。 5 10 油机相 比, 5 轻9 柴油机具 有节能 、 环保 、 比质量小 、 外观美观等多个优点 , 符合 国家高效单缸柴油机 的 要 求 。该 产 品在 燃烧 技 术 、 道设 计 和外 观 造 型方 气
活 塞平 均速 度 m s /
标定功率燃 油耗
gk ・ /W h
25 1
.
2
净 重 k g 比 质 量k/W g0 l. 3 9
9 5 1. 36
长× × 宽 高mm 7O 3050 7535 55 603850 3 × 9 × 7 2 × 9 × 6 7 × 7 × 6
hP ; M≤08g W ・ ) . / k h。
可行性分析 。作 出开发轻9 型柴油机 的设计任务 5 书 。轻9 型柴油机的总体方案 中, 5 对主要运动件结 构强度加 以了科学 的分析 . 如对 曲轴 、 连杆进行了 三维 有 限元 分 析 , 对平 衡 性能 进行 三 维造 型 计 算作 出评估 , 对直喷燃烧系统的燃烧室、 喷油器 、 螺旋气 道等进 行多方 案的设计 。在对 以上总体方案评估 后 , 系 统 进 行 设 计 , 要 为 机 体 总 成 、 缸 盖 总 分 主 气 成 、 塞 连 杆 总 成 、 轴 平 衡 机 构 、 油 系 统 喷 油 活 曲 燃