内燃机的结构参数与设计计算
内燃机的计算公式
内燃机的计算公式内燃机这玩意儿，咱可得好好说道说道它的计算公式。
先来说说内燃机的工作原理哈，简单来讲就是燃料在气缸里燃烧，产生高温高压气体，推动活塞做功。
这过程中涉及的计算公式那可不少。
比如说，功率的计算公式 P = W / t ，这里的 P 表示功率，W 表示功，t 表示时间。
就像我之前观察过汽车发动机的维修过程，师傅们要通过这个公式来判断发动机输出功率是否正常。
那发动机轰轰响着，师傅拿着检测设备，一脸严肃地记录数据，嘴里还念叨着：“这功率要是不够，车子跑起来可就没劲儿咯。
”再看热效率的计算公式η = 1 - Q2 / Q1 。
其中，η 是热效率，Q1 是燃料燃烧放出的总热量，Q2 是各种热量损失的总和。
这公式可重要啦！记得有一次参加科普活动，专家给我们讲解内燃机的发展，就着重提到了提高热效率是内燃机不断改进的关键。
他说：“要是能把热效率提上去，那不仅能省油，还能减少对环境的污染呢！”还有扭矩的计算公式 T = F × r ，T 是扭矩，F 是力，r 是力臂。
这扭矩啊，决定了内燃机的动力性能。
我有个朋友特别喜欢研究汽车，有一回他兴奋地跟我说：“我发现那台新车的扭矩可大了，开起来肯定带劲！”我问他咋知道的，他就指着那些参数，给我讲起了这个公式。
另外，压缩比的计算公式ε = V1 / V2 ，V1 是气缸总容积，V2 是燃烧室容积。
压缩比的大小对内燃机的性能影响也很大。
在学习和理解这些计算公式的时候，可不能死记硬背，得结合实际去琢磨。
就像我那次看到师傅修发动机，通过实际的数据运用公式来找出问题，这才真正明白了公式的意义。
总之，内燃机的这些计算公式，虽然看起来有点复杂，但只要咱用心去学，结合实际去理解，就能掌握其中的奥秘，也能更好地了解内燃机的工作原理和性能特点。
以后再看到各种各样的内燃机，咱心里就有底啦，说不定还能自己动手算算，看看它到底性能咋样！。
内燃机设计第6版
内燃机设计第6版内燃机设计第6版第1章引言内燃机是一种将化学能直接转化为机械能的装置，广泛应用于交通运输、工业生产和家庭生活等领域。
随着技术的进步和环境意识的增强，内燃机设计正面临着新的挑战和机遇。
本版《内燃机设计》旨在介绍最新的设计理念、技术和方法，以满足用户需求和环境要求。
第2章内燃机基本原理2.1 内燃机分类内燃机可分为点火式和压燃式两大类。
点火式内燃机在燃料与空气混合后，先通过点火方式引燃，然后使燃烧产生高温高压气体推动活塞运动。
常见的点火式内燃机有汽油机和柴油机。
压燃式内燃机则是在燃料与空气混合后，通过压力升高使燃料自燃，然后推动活塞产生工作。
典型的压燃式内燃机有喷气发动机和火箭发动机。
2.2 内燃机工作循环内燃机的工作循环一般分为四个阶段：进气、压缩、燃烧和排气。
进气阶段是通过气门将空气和燃料引入燃烧室；压缩阶段是活塞向上行程时，将混合气体压缩成高压气体；燃烧阶段是点火引燃混合气体，产生高温高压气体推动活塞运动；排气阶段是活塞向下行程时，将燃烧产生的废气排出燃烧室。
第3章内燃机设计参数3.1 性能参数内燃机的基本性能参数包括功率、扭矩和燃料消耗率。
功率是内燃机在一定时间内所能输出的机械功率，通常用千瓦（kW）表示。
扭矩是内燃机输出的转矩，用牛顿米（Nm）表示。
燃料消耗率是指单位功率所需的燃料消耗量，用克/千瓦小时（g/kWh）表示。
3.2 几何参数内燃机的几何参数主要包括缸径、行程和缸数。
缸径是活塞直径，通常用毫米（mm）表示。
行程是活塞上下运动的距离，用毫米（mm）表示。
缸数是内燃机的气缸个数，常见的有单缸、双缸、四缸等。
3.3 材料参数内燃机所使用的材料对性能和寿命有直接影响。
活塞、气缸套等运动部件通常采用铝合金或钢材料制造，以保证强度和耐磨性。
气门、气门座等部件则采用耐高温和耐腐蚀的合金材料。
第4章内燃机燃烧过程4.1 燃烧理论内燃机的燃烧过程是燃料与空气混合后发生的化学反应。
第一章 内燃机性能指标及实际循环热
k 1
2 分析 = 1 t = const. t ；当 = 10 左右时， t 不大 且汽油机容易爆燃，因此，汽油机 = 6～10
（三） 定压加热循环 （狄赛尔DIESEL 循环） －船舶用大型低速柴油机的理想循环
1 热效率 因为: 压力升高比
式中:
二、理想循环及其分析比较
（一）
混合加热循环
－车用柴油机的理想循环 1 循环特征参数 v1 （1） 压缩比
v2
（2） 压力升高比
p3 p2
v4 v3
（3） 预胀比
2
热效率
tm
w0 q2v q2 1 1 q1 q1 q1v q1 p
1 忽略进、排气过程 2 压缩、膨胀过程 （复杂的多 变过程） 简化为绝热过程 3 燃烧过程简化为定容加热过 程 （2～3） 和定压加热过程 （3～4） 4 排气放热简化为定容放热过 程 5 假定工质为定比热的理想气 体
（三）评定循环过程中质和量的指标
1．循环的热效率
w0 q1 q2 q2 t 1 q1 q1 q1
式中： w0——mkg工质的循环净功（J） q1——mkg工质在循环中吸收的热量（J） q2——mkg工质在循环中放出的热量（J） 热效率可环平均压力pt
w0 pt （J/m3）或（N· 2） m Vh
Vh——气缸工作容积（m3） 循环平均压力表示单位气缸工作容积所作 的循环功，用来评定循环的动力性。
第三节 热平衡
定义：按照热能在有效功和各项损失方面的数量
分配来研究燃料中总热量的利用情况，称为内燃 机的热平衡。（通常有实验确定） 总热量: QT = GT hu（kJ/h） 式中： GT——每小时的油耗量(kg/h) hu——燃料低热值（kJ/kg)
气缸容积计算公式
气缸容积计算公式气缸容积是指内燃机中活塞在两个极限位置之间所容纳的气体体积。
对于四冲程发动机来说，气缸容积是由活塞升程和气缸内径两个参数决定的。
计算公式如下：气缸容积=π*(气缸内径/2)^2*活塞升程其中，π为圆周率，气缸内径是指气缸内活塞所能活动的直径距离，活塞升程是指活塞在上下往复运动时所能达到的最大行程。
气缸容积的计算公式可以推导得到。
首先，我们可以将气缸看作一个圆柱体，使用圆柱体的体积公式：气缸体积=底面积*高其中，底面积是指圆柱体底面的面积，而高则是指圆柱体的高度。
对于气缸来说，其底面积就是气缸内径的平方乘以π，并且气缸的高度就是活塞升程。
因此，我们可以得到气缸容积的计算公式为：气缸容积=π*(气缸内径/2)^2*活塞升程这个公式适用于四冲程发动机中的气缸容积计算。
值得注意的是，其中的气缸内径需要除以2，是因为计算的是活塞的直径，而不是半径。
气缸容积对于内燃机的性能有着重要的影响。
较大的气缸容积可以提供更多气体供给，增加压缩比，从而提高发动机的功率和扭矩。
相反，较小的气缸容积则可以降低燃油消耗量，提高燃油经济性。
在实际应用中，气缸容积通常是根据设计要求和发动机性能来确定的。
一般来说，气缸容积越大，发动机的功率和扭矩就越大，但燃油效率也会相应降低。
因此，在选择气缸容积时需要综合考虑发动机的目标性能和燃油经济性。
另外，还需要注意的是，气缸容积的计算公式可能会稍有差异，具体取决于不同的发动机类型和设计标准。
此外，发动机的气缸数量也会影响总的气缸容积，通常将每个气缸的容积相加即可得到总的气缸容积。
总之，气缸容积的计算是内燃机设计中的重要部分，可以帮助工程师确定适当的气缸尺寸和活塞运动范围，以满足发动机性能要求和燃油经济性。
内燃机课程设计
内燃机课程设计课程设计说明书2011年 12月内燃机课程设计目录一．柴油机工作过程的热力学分析1．原始参数及选取参数2．热力分析计算参数二．活塞组的设计1．概述2．活塞的选型3．活塞的基本设计3。
1活塞的主要尺寸3.2活塞头部设计3.3活塞销座的设计3.4活塞裙部及其侧表面形状设计3。
5活塞与缸套的配合间隙3。
6活塞重量3。
7活塞强度计算4．活塞的冷却5．活塞的材料及工艺6．活塞销的设计6。
1活塞销的结构及尺寸内燃机课程设计6。
2轴向定位6。
3活塞销和销座的配合6.4活塞销的强度校核6.5活塞销材料及强化工艺7．活塞环的设计7。
1活塞环的选择7。
2活塞环主要参数选择7.3活塞环的材料选择及成型方法7。
4活塞环的间隙7。
5环槽尺寸三．连杆组的设计1．概述2．连杆的结构类型3．连杆的基本设计3。
1主要尺寸比例3。
2连杆长度4．连杆小头设计4.1连杆小头结构4。
2小头结构尺寸内燃机课程设计4.3连杆衬套5．连杆杆身6．连杆大头6。
1连杆大头结构6。
2大头尺寸6.3大头定位7．连杆强度的计算校核7.1连杆小头7.2连杆杆身7.3连杆大头8．连杆螺栓的设计四.曲轴组的设计1. 曲轴的概述1.1曲轴的工作条件和设计要求1。
2曲轴的结构型式1。
3曲轴的材料2。
曲轴的主要尺寸确定2。
1主轴颈2。
2曲柄销2.3曲柄臂2.4曲轴圆角2.5提高曲轴疲劳强度方法3. 曲轴油孔位置内燃机课程设计4。
曲轴端部结构5. 曲轴平衡块6。
曲轴的轴向定位7. 曲轴疲劳强度计算7。
1强度计算已知条件7.2强度计算已知曲轴载荷7.3 圆角疲劳强度校核7.4 油孔疲劳强度校核8。
飞轮的设计五．参考文献内燃机课程设计一．柴油机工作过程的热力学分析1．原始参数及选取参数原始参数1）柴油机型号：4100;2）气缸数：Z： 4；3）气缸直径D:100mm;热力分析选取参数1）燃烧室型式：直喷式浅盆形燃烧室2）增压方式：非增压3）冲程数τ：4；4）转速n：2000 r/min；5）行程S：120mm;6）压缩比ε：16;7）平均有效压力e p：7.16 2/cmkgf；8）最高爆发压力z p：73 2kgf；/cm9）环境压力0p=1。
内燃机做功的计算题
内燃机做功的计算通常涉及以下几个要素：压力、面积、活塞行程、工作介质等。
以下是一个简单的示例计算题：
假设一个内燃机的活塞直径为10厘米，活塞行程为20厘米，活塞上气压为10兆帕，活塞下气压为3兆帕。
假设气体为理想气体，求活塞在一个循环过程中所做的功。
首先，我们需要计算活塞上下两侧的压力差：
P上 = 10兆帕 P下 = 3兆帕
ΔP = P上 - P下 = 10兆帕 - 3兆帕 = 7兆帕
接下来，我们需要计算活塞上下两侧的面积：
A = π * (半径)^2 = π * (直径/2)^2 = π * (10厘米/2)^2 = π * 5厘米^2 ≈ 78.54平方厘米
然后，我们可以计算活塞所做的功：
W = ΔP * A * h = 7兆帕 * 78.54平方厘米 * 20厘米 = 10978.8 焦耳≈ 10.98千焦
因此，活塞在一个循环过程中所做的功约为10.98千焦。
请注意，这只是一个简单的示例计算，实际的内燃机功率计算涉及更多的复杂参数和流程。
第1章内燃机性能指标及实际循环热计算绪论 (2)解读
汽油机：点火后传播燃烧且无论负荷大小，火焰传 播距离不变。当负荷下降时，燃烧速度降低，燃烧
时间加长。这相当于λ下降而 上升，则ηt降低。
发动机工作循环
第二节内燃机的实际循环
1、进气过程 图a） 2、压缩过程 图b） 3、燃烧过程 图c） 4、膨胀过程 图c） 5、排气过程 图d）
发动机工作循环
每缸每循环所做的指示功：Wi
piVh
pi
D2
4
S 103
性能指标及热计算
指示功率为：
Pi
Wi
n 60
发动机工作循环
多变指数和平均多变压缩指数： 实际计算中n1取代n1’ ，试验测定n1大致范围是：
压缩终点的压力和温度的数值范围：
发动机工作循环
（3）燃烧过程 作用：将燃料的化学能转变为热能，使工质温度 、压力升高，为膨胀创造条件 汽油机：在上止点点燃，容积变化小，燃烧快， 温度压力上升快，接近等容燃烧。 柴油机：燃烧开始接近等容燃烧，随后燃烧速率 放慢，气缸容积增大，压力升高减缓，接近等压 燃烧
好坏，是从示功图测量计算得出的。
动力性指标：指示功、指示功率、平均指示压力。 经济性指标：指示热效率、指示燃油消耗率
发动机性能指标：动力性能指标（功率、转矩、转 速），经济性能指标（燃料和润滑油的消耗）， 运转性能指标（冷起动性能、噪声、排气品质）
性能指标及热计算
一、 指示功和平均指示压力 指示功是指气缸内完成一个工作循环所得到的有用
排气温度常用作检查发动机工作状态的技术指 标。其值偏高，说明热功转换效率低工作过程不 良，及时检修。
发动机工作循环
三、引起实际循环热损失 的因素
1、工质的影响
内燃机功率与效率的计算
内燃机功率与效率的计算以内燃机功率与效率的计算为题，我们将分别介绍内燃机的功率和效率的计算方法。
一、内燃机功率的计算内燃机的功率是指单位时间内所做的功，通常以千瓦（kW）为单位。
内燃机的功率与其燃烧室内的压力、温度以及燃烧速度有关。
1. 齿轮法通过测量内燃机输出轴上的齿轮的转速和扭矩，可以计算出内燃机的功率。
这种方法适用于已经安装有输出轴齿轮的内燃机。
2. 风扇法通过测量内燃机风扇的转速和扭矩，可以计算出内燃机的功率。
这种方法适用于已经安装有风扇的内燃机。
3. 涡街流量计法通过测量燃料进入内燃机的涡街流量计的流量和燃料的热值，可以计算出内燃机的功率。
这种方法适用于喷射式和直喷式内燃机。
4. 气缸压力法通过测量内燃机气缸内的压力，可以计算出内燃机的功率。
这种方法适用于汽油机和柴油机。
二、内燃机效率的计算内燃机的效率是指内燃机输出的有效功率与燃料输入的功率之比。
内燃机的效率通常以百分比表示。
1. 热效率内燃机的热效率是指内燃机输出的有效功率与燃料输入的热能之比。
计算内燃机的热效率时，需要知道燃料的热值和内燃机的输出功率。
2. 燃料效率内燃机的燃料效率是指内燃机输出的有效功率与燃料输入的功率之比。
计算内燃机的燃料效率时，需要知道燃料的热值和内燃机的输出功率。
3. 总效率内燃机的总效率是指内燃机输出的有效功率与燃料输入的总功率之比。
计算内燃机的总效率时，需要考虑到内燃机产生的废热。
三、内燃机功率与效率的关系内燃机的功率与效率之间存在着一定的关系。
一般来说，功率越大，效率越低。
这是因为功率的提高需要更多的燃料输入，而内燃机的燃料利用率是有限的。
内燃机的功率和效率是内燃机性能的重要指标，也是内燃机设计和优化的关键参数。
通过合理的设计和优化，可以提高内燃机的功率和效率，降低能源消耗，减少环境污染。
内燃机功率和效率的计算是评价内燃机性能的重要指标。
通过准确的计算和优化设计，可以提高内燃机的功率和效率，实现更高的能源利用效率和环境保护目标。
内燃机车主要技术参数
DF8B型内燃机车主要技术参数用途干线货运轨距1435mm轴式C0 - C0轮径1050mm轴重(23+2) %t整车重量150t通过最小曲线半径145m机车标称功率3100kW最大速度100km/h恒功率速度90km/h持续速度31.2km/h起动牵引力480kN持续牵引力340kN外形尺寸（长×宽×高）22000×3304×4736燃油储存量9000L燃油储量1200kg水储量1200kg砂储量800kg机车全轴距15.6m转向架轴距2×1.8m柴油机型号16V280ZJA型柴油机标定功率3860kW牵引发电机型号JF204D型硅整流装置型号 GTF-5010/930型牵引电动机型号 ZD109C型【东风5D 型内燃机车】东风5D 型内燃机车用途调车生产厂商大连机车车辆厂生产年份1999年-装车功率2000马力/1470千瓦标称功率1630马力/1200千瓦传动方式交直传动轴式C0-C0外形尺寸18800 X 3305 X 4713悬挂方式滚动轴悬轴距2 X 1800mm中心距9900mm整备重量138t轴重23t轮轴效率最高速度100km/h持续速度10.8km/h起动牵引力467.8kN持续牵引力342.6kN装载燃油5000L装载水800kg装载机油800kg装载砂800kg柴油机型号 8V240ZJDF4D型内燃机车主要技术参数用途干线客、货运轨距 1435mm限界 GB146.1—83(车限1A、1B)传动方式交–直流电传动轴式 Co—Co轮径 1050mm轴重 23+3%t整备重量 138+3%t通过最小曲线半径 145m构造速度客:145km/h.货:100km/h持续速度客:39km/h.货:24.5km/h起动牵引力客:302.6km/h.货:480.48km/h持续牵引力客:214.8km/h.货:341.15km/h柴油机型号 16V240ZJD柴油机装车功率 2940kW主发电机型号 TQFR—3000E硅整流装置型号 GTF5100/1250牵引电动机型号 ZD109B车钩型式 TB1595—85下开式转向架轴距 1800×2mm机车全轴距 15600mm机车外形尺寸(长×宽×高) 21100×3309×4755mm原厂DJ4惊现塘沽！DF8CJ型大功率交流传动货运内燃机车出口内燃机车荟萃！“金轮”号内燃动车组T7型|检衡车东风10D型调车内燃机车东风5B型内燃机车CKD8C型内燃机车DF8B型大功率重载货运内燃机车东风8B型内燃机车是为我国繁忙干线货运重载提速而研制的新型大功率干线货运内燃机车，它装用16V280ZJA型柴油机、JF204D型同步主发电机和ZD109C型牵引电动机，柴油机装车功率3680kW、机车标称功率3100kW，轴重25(23+2)t。
内燃机构造
68
10
3 减少质量
l
工艺上可采取5mm的薄壁铸件。最有效的方 法是减少机体外形尺寸。可改变的参数有缸心 距，连杆长度和活塞高度。
11
汽缸盖
注意刚 度，冷 却，进 排气道 布置和 气门机 构，喷 油器的 拆装方 便
12
减少温度应力
l
在缸盖上，进排气门之间，燃烧室和排气门之 间，排气门和喷油器之间受热严重。此区域与 冷水接触一面温度低，而进气侧受到新鲜空气 冷却，所以温度分布很不均匀。这样可以铸造 专门的定向喷水管进行冷却，或铣去一部分金 属改善传热性能，也可以在高温区钻出冷却水 道。
13
曲柄连杆机构
l
l
是发动机主要的工作机构。它把燃料燃烧的气 体力转化为活塞的往复运动，接着又转化为曲 轴的旋转运动。并通过曲轴对外做功。 这部分机构承受的力有气体力，往复惯性力以 及离心力惯性。
14
气体力
l
l
可以看到不 同的冲程， 活塞受到的 气体力是不 同的。 公式： Fg=Ap(p1p2)
5
设计要点
l 1 机体的刚度： 主要要使金属分布更合理；同时要避免设计时出现附 加弯矩。 （1）可以在汽缸孔从机体顶面一直到上曲轴箱壁下 沿加隔板，在隔板上加主轴承座。使机体受力较均 匀，避免上轴承箱承受局部负荷。 （2）沿机体各受力部位的传力方向上设加强肋，增 加受力部位的刚度 。
6
l
（3） 设计不同的机体：
内燃机构造
1
分类
内燃机 旋转式 旋转活塞式 柴油机 其它 活塞式 往复活塞式 汽油机
2
基本构造
曲柄连杆机构
机体和缸盖
供给系统
起动装置
内燃机
配气机构
内燃机凸轮夹角计算公式
内燃机凸轮夹角计算公式内燃机是一种利用燃料在内部燃烧产生高温高压气体，然后将其推动活塞做功的热机。
在内燃机中，凸轮是一种重要的机械零件，它通过不规则的形状来控制气门的开合时间和行程，从而实现燃烧室内气体的进出。
凸轮的设计和制造对内燃机的性能和效率有着重要的影响，其中凸轮夹角是一个关键的参数。
凸轮夹角是指凸轮的两个相邻最大起伏点之间的夹角，通常用来控制气门的开启和关闭时间，影响着气门的开启速度和开启时间。
凸轮夹角的大小直接影响着气门的开启速度和开启时间，进而影响着气门的进气和排气效果，从而影响着内燃机的性能和效率。
凸轮夹角的计算公式可以通过几何学原理和机械运动学原理来推导得出。
在内燃机中，凸轮通常是以曲轴为中心旋转的，因此可以将凸轮的运动视为圆周运动。
假设凸轮的半径为r，两个相邻最大起伏点之间的距离为L，则凸轮夹角θ可以通过以下公式计算得出：θ = arccos((r L)/r)。
其中arccos表示反余弦函数，r表示凸轮的半径，L表示两个相邻最大起伏点之间的距离。
通过这个公式，我们可以根据凸轮的半径和两个相邻最大起伏点之间的距离来计算凸轮夹角的大小。
凸轮夹角的大小对内燃机的性能有着重要的影响。
如果凸轮夹角过小，气门的开启速度会过快，可能导致气门的撞击和噪音增加，同时也会影响气门的开启时间和进气效果。
如果凸轮夹角过大，气门的开启速度会过慢，可能导致气门的开启时间延迟和进气效果不佳。
因此，合理设计和计算凸轮夹角对内燃机的性能和效率至关重要。
在实际的内燃机设计和制造中，凸轮夹角的计算需要考虑多种因素，包括气门的开启速度、开启时间、气门的行程和气门的进气效果等。
因此，在进行凸轮夹角的计算时，需要综合考虑这些因素，并进行合理的优化和调整。
同时，还需要考虑到凸轮的制造工艺和材料等因素，以确保凸轮的稳定性和可靠性。
总之，内燃机凸轮夹角的计算是内燃机设计和制造中的重要环节，凸轮夹角的大小直接影响着气门的开启速度和开启时间，进而影响着内燃机的性能和效率。
CK6E4型内燃机车总体设计
机、 Ⅱ 端通风机 、 第二总风缸 、 整流柜 、 电器柜、 真空
泵控 制盒 、 车梯 等部 件 ， 两侧 墙 设有 车 门并 布 置有 柴 油机 进 气 系 统 ， 上 部 顶 盖 布 置 有 柴 油 机 排 气 装
置。柴油发电机组通过起动与辅助万向轴 ， 分别与
起 动 和辅助 变 速箱连 接 。 司机 室 内装 有 主 、 副操 纵 台 ， 其上 布 置控 制 器 、
机车采用车架承载式外走廊车体 ， 单 司机室 、 双 操 纵 台 布 置 ，Ａ Ｂ Ｃ 车 钩 及 缓 冲 器 ；安 装
Ｃ Ａ Ｔ ３ ５ １ ２ Ｂ 型 电 喷 柴 油 机 ，柴 油 机 装 车 功 率
动力室 位 于机车 中部 ， 从前 到 后分 别 安装 有 膨 胀 水箱 、 燃 油油 水 分 离 器 、 柴 油发 电机 组 、 隔墙 、 隔 墙通 风机 、 电阻制 动装置 、 起 动变 速箱、 起 动 发 电
机 车 限界
符合 尼 日利 亚 铁路机 车 限界 １ ７ ０
１ ３ ４ ０
机 车尺 寸 （ 长 ×宽 ×高 ）／ ｍ ｍ
１ ８ １ ００ Ｘ ３ ０ ３ ０ Ｘ ３ ９３ ０
最小 曲线 半径／ ｍ
２ 机 车总体布置
机车 总体 布 置如 图 １ 所示。
制动阀、 操纵按钮及仪表等。室 内设有电炉、 电风 扇、 空调 、 阅读照明灯、 烟灰盒等生活设施 。司机室
前墙 没有 一个 门与动力 室 的电器 问相通 ， 后 墙 设有
机车采用车架承载 、 罩式车体、 外走廊结构 ， 两 端每侧设有车梯 ， 四周走台设有扶手杆。上部通过
２ ０ １ ３ 年１ １ 月
Ｃ Ｋ ６ Ｅ ４型 内 燃 机 车 总 体 设 计
发动机内燃机毕业设计说明书
目录摘要............................................................................................................... 错误!未定义书签。
ABSTRACT........................................................................................................ 错误!未定义书签。
绪论 ................................................................................................................. 错误!未定义书签。
1.内燃机的热计算..................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1充气过程参数.................................. 错误!未定义书签。
1.2汽油机的指示参数.............................. 错误!未定义书签。
1.3汽油机的有效参数.............................. 错误!未定义书签。
1.4气缸基本尺寸.................................. 错误!未定义书签。
2. 活塞和活塞销的设计......................................................................... 错误!未定义书签。
2.1活塞的材料.................................... 错误!未定义书签。
内燃机设计手册
内燃机设计手册
内燃机设计手册是一本重要的工具书，包含了内燃机设计的各种参数、方法和流程。
以下是一些可能有用的章节和内容:
1. 内燃机结构设计
- 内燃机缸径、活塞行程、燃烧室设计、缸盖设计等参数的选择 - 内燃机燃烧效率、燃油经济性、排放控制的设计和优化
2. 内燃机动力学设计
- 内燃机的进气、排气、润滑、冷却系统等部件的设计和优化 - 内燃机的动力传输系统、驱动系统等的设计和匹配
3. 内燃机热力学设计
- 内燃机燃烧过程、热效率、能量转化等的热力学分析和优化 - 内燃机冷却、燃烧室、活塞等部件的热应力分析和设计
4. 内燃机零部件设计
- 内燃机活塞、连杆、曲轴、气门等零部件的设计和计算
- 内燃机零部件的材料选择和热处理等加工工艺
5. 内燃机实验和测试
- 内燃机性能、燃油经济性、排放控制等方面的实验和测试方法 - 内燃机实验和测试设备、仪器的选择和使用
内燃机设计手册是一本综合性的工具书，涵盖了内燃机设计的各种参数、方法和流程。
对于从事内燃机设计、科研、制造等领域的人员来说，是一本重要的参考书籍。
(完整word版)DF4D型内燃机车主要技术参数
DF4D型内燃机车主要技术参数一、机车主要技术参数传动方式交-直流电传动轨距 1435mm轮径 1050 mm轴重 23±3%T计算整备重量 138T±3%T标称功率 3240kW运用功率 2940kW机车速度(按动轮直径半磨耗计算）最大速度 100km/h持续速度 24。
5km/h机车轮周牵引力（轮箍半磨耗状态）最大起动牵引力 480。
48kN持续牵引力 341。
15kN通过最小曲线半径 145m轴距 1800mm转向架全轴距 3600mm机车全轴距 15900mm机车外形尺寸长 21100mm(两车钩中心距）宽 mm高 mm燃油箱容积 9000L机油装载量1200kg水装载量 1200kg砂装载量 800kg车钩中心线高度 880±10mm二、机车主要部件技术参数1.柴油机型号 16V280ZJD形式四冲程、废气涡轮增压、增压空气中冷、直接喷射燃烧室缸径 240mm行程 275mm气缸数及排列 16缸 V型排列 50°夹角标定功率 3240Kw标定转速 1000r/min最低空载稳定转速 430r/min燃油消耗率 208g /（kW.h）机油消耗率〈2.04g /（kW。
h）重量 22790kg2.同步主发电机型号 JF204D额定容量 2911kVA额定电压 425/770V额定电流 3955/2183A额定转速 1000r/min励磁方式他励冷却方式径向自通风额定频率 116.7Hz绝缘等级 H/H额定励磁电压 92/105V(DC）额定励磁电流 255/285A（DC）额定效率 95-96％3。
牵引电机型号 ZD109B额定功率 530kW额定电压 670/980V额定电流 845/575A最大电流 1100A额定转速 745r/min通风量≥110m3/min绝缘等级 H/H通风方式强迫外通风工作制连续励磁方式串励3。
主硅整流柜型号 GTF—5100/12500硅整流元件型号 ZP2000—28 12个额定交流输入电压 1000V额定交流输入电流 3980A最大直流输出电压 1250V额定直流输出电流 5100A额定功率 530kW5。
柴油机缸径功率计算公式
柴油机缸径功率计算公式柴油机是一种内燃机，它利用柴油作为燃料来产生动力。
柴油机的性能参数是衡量其工作能力的重要指标，其中功率是其中的一个重要参数。
柴油机的功率与其缸径有着密切的关系，下面将介绍柴油机缸径功率计算公式。
首先，我们需要了解什么是柴油机的缸径。
柴油机的缸径是指活塞在缸内运动时所能达到的最大直径。
通常情况下，柴油机的缸径是固定的，因此可以通过缸径来计算柴油机的功率。
柴油机的功率计算公式如下：功率（kW）=（π/4）×（缸径）^2 ×冲程×活塞数×缸数×燃油热值×燃烧效率 / 367。
其中，π是圆周率，缸径是柴油机的缸径（单位为米），冲程是活塞在缸内来回运动的距离（单位为米），活塞数是柴油机每个缸内的活塞数量，缸数是柴油机的缸数，燃油热值是燃料的热值（单位为J/kg），燃烧效率是燃料在燃烧过程中的能量利用效率。
这个公式可以帮助我们计算柴油机的功率，从而帮助我们了解柴油机的性能。
下面我们将详细介绍每个参数的含义和计算方法。
首先是缸径和冲程。
缸径和冲程是柴油机的两个重要参数，它们决定了柴油机的排量和性能。
缸径是活塞在缸内运动时所能达到的最大直径，通常以米为单位。
冲程是活塞在缸内来回运动的距离，也以米为单位。
这两个参数可以通过柴油机的技术参数表或者直接测量来获取。
接下来是活塞数和缸数。
活塞数是指柴油机每个缸内的活塞数量，缸数是指柴油机的总缸数。
这两个参数也可以通过柴油机的技术参数表或者直接测量来获取。
然后是燃油热值和燃烧效率。
燃油热值是指燃料在燃烧过程中所释放的能量，通常以焦耳/千克（J/kg）为单位。
燃烧效率是指燃料在燃烧过程中的能量利用效率，通常以百分比表示。
这两个参数可以通过燃料的技术参数表或者实验测量来获取。
最后是公式中的常数367。
这个常数是用来将计算结果从焦耳/秒（W）转换为千瓦（kW）的，它是一个固定的常数。
通过这个公式，我们可以计算出柴油机的功率，从而了解柴油机的性能。
内燃机燃烧模型的建立与数值模拟
内燃机燃烧模型的建立与数值模拟内燃机是一种能够将燃料转化为动力的发动机。
它通过内部燃烧，产生高温高压气体，用于驱动活塞的运动，带动机械设备的运转。
内燃机在现代社会中具有广泛的应用，包括汽车、飞机、火箭、电力等领域。
但是，内燃机的高温高压与燃烧等复杂过程，需要建立精确的燃烧模型，以便进行数值模拟和优化设计。
内燃机的燃烧模型是将燃烧过程简化为一系列数学方程的过程。
这些方程包括能量守恒、质量守恒、动量守恒等基本方程，以及含有燃料热值、热容比、反应速率等参数的反应方程。
这些方程可以描述燃烧物质的分布、温度变化、化学反应、传热和传质等过程。
燃烧模型的建立需要考虑到内燃机的结构、油气混合、点火方式、混合气的流动性质等多种因素，以确保模型的准确性和可靠性。
燃烧模型的建立通常采用CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体力学）方法。
CFD是一种基于数值模拟和计算机技术的流体力学研究方法。
它可以模拟流体在空间内的运动状态和物理过程，包括燃气内流、流动力学、传热传质等过程。
CFD方法可以将复杂的问题简化为数学模型，通过计算机模拟得到实际物理系统的运动状态和反应。
燃烧模型的数值模拟过程中，需要完成各种物理场（如速度场、压力场等）的计算和相关参数（如温度、烟气含量等）的分析。
这一过程设计到流场计算、传热传质、化学反应、燃气动力学等一系列数学模型和物理模型。
其中，燃烧模型是关键的一环，它可以准确预测内燃机在工作状态下的变化规律和实际性能特征。
为了验证燃烧模型的准确性和可靠性，需要进行实验室和实际车辆等条件下的实际检测和实测数据的比对。
这些实测数据可以用于改进燃烧模型，并最终实现内燃机的高效、节能和环保设计。
总之，内燃机燃烧模型的建立与数值模拟是现代燃烧科学的重要课题之一。
它不仅可以实现对内燃机的性能及污染物排放的预测和优化，而且可以为内燃机的设计和燃烧过程中燃油的选择提供重要的指导和帮助。
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3、燃烧效率ηc ：
● 基于当今汽油机的燃料燃烧技术，燃烧效率ηc 可达 98 ％ 左右。
以
SQR371
为例，若其有效效率
η＝ e
0.
3081、机械效率
η＝ m
0.
7440，则
η i
=
η e
η
= 0. 4140
。
●
循环热效率ηt 则为：
η= t
ηi η
c
= 0. 4140 0.98
= 0.4224 。
三、内燃机的动力学计算
●在运动学、热力学计算的基础上，进行动力学计 算。由气缸压力可求得侧推力、连杆推力、曲柄销 的径向力和切向力及主轴承负荷等。再由切向力 可得到单缸和整机的指示扭矩；扣除机械损失扭 矩后，即可求得整机的有效扭矩和有效功率。
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而 ηi ＝ ηt η ● c ， ηt 和ηc 分别为循环热效率和燃烧效率。
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2、循环热效率ηt ：
● 汽油机的热力循环近似于等容加热过程，其循环热效率为：
η
t
=
1−
ε
1
k −1
●
因绝热指数
k
为常数，故循环热效率
η t
仅与压缩比 ε有关。
影响单位排量的比功率。
的请
二、总质量 影响单位质量的比功率。
定留
三、标定转速 标定工况下的发动机转速。
义意
活塞平均速度
Cm
=
n⋅S 30
m s
区容 间积
—表征发动机的强化程度和寿命的指标 。
四、压缩比
● 几何压缩比
ε= l
sc + ss sc
= vc + vs vc
● 实际压缩比
ε s
= sc + sa sc
m
根据以上分析，即使
SQR371
的循环热效率η t
为
0.
4224，其有效效率（总效率）仅为
0.
3080。
因此，在平常的口头交流中，不能将热效率η 与有效效率（总效率）η 混为一谈，以免引起误解。
t
e
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排量＝缸数 × π ⋅ 缸径2 × 活塞行程 4
2×R ？
活塞销孔是否偏置？ 气缸中心线是否偏置？
名义排量：当 S = 2 · R 时的排量。 SQR371 的名义行程与排量：83. 9000 mm； 0. 9965 ml。 实际排量：8当3. 90S00≠mm2 · R 时的排量。 SQR371 的气缸中心线偏置+ 8 mm：83. 9721 mm； 0. 9974 ml。
其三种曲线都不对称。
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二、内燃机的热力学计算
● 所介绍的热力学计算，其考虑的影响因素是最基本的，没有AVL 的 BOOST 那么全面， 其功能非常有限。因此，只能适于对主要技术指标及相关参数作粗略的估算。
● 本计算程序以 Turbo C 为工作平台、适于在 DOS 状态下运行。
性能 指标
● 将运动学、热力学、动力学和性能指标的计算融合在一个软件里、以便进行结果的比较。
一、内燃机的运动学计算
运动学计算主要是求解活塞的运动位移、速度和加速度，
为热力学、动力学和性能指标的计算奠定基础。 现以 SQR371 发动机为例。
● SQR 371 活塞的位移、 速度和加速度 由于气缸中心线偏置，
= vc + va vc
下止点起开始压缩 ！ 进气阀关开始压缩 ！
米勒循环的Va 最小，其实际压缩比 小于膨胀比；换气损失少、效率高。
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第二部分 内燃机的设计计算
● 内燃机的设计计算问题，在短短的一个多小时内是难以讲解清楚的。 热力学：P i ● 在此，只是根据自己的见解、方法和实际工作的体会作如下介绍。 动力学1°CA 关闭，可使发动机的有效效率提高 4 个百分点。
五、内燃机性能的标志性指标—有效效率ηe
η = η ⋅η = η ⋅η ⋅η
e
i
m
t
c
m
1、指示效率 ηi ：当已知指示燃油消耗率 g i 和燃料的低发热量 Hu 时，即可求得ηi 。
η = 36 × 10 5 i gi ⋅Hu
内燃机的结构参数 与设计计算
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试验 与 CAE 部
2008. 05. 28
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内燃机的结构参数与设计计算
第一部分 影响内燃机性能指标的主要结构参数
一、排量（工作容积） 二、总质量 三、标定转速及活塞平均速度 四、几何压缩比与有效压缩比
四、内燃机主要性能指标的计算
● 根据内燃机原理的基本公式，由热力学、动力学的计算结果，很容易算出标定工况下的功 率、扭矩、燃油消耗率、平均有效压力及发动机的总效率（有效效率）ηe 等主要指标。
● 众所周知：配气凸轮的型线及配气相位对发动机的性能指标影响很大。如前所述，实际压 缩比直接与进气终点所对应的活塞位置（构成的气缸容积 Va ）有关。若 SQR371 按米勒循 环的做法、使进气终点设定在下止点后 70 （原为 59） °CA ，当不改变其它条件时，其主 要性能指标的变化如下表所列：
在确定了内燃机的主要结构参数后，根据经验选定相关的热力参数，即可运用本软件、对 所研发产品的主要性能指标、机械负荷等进行估算和预测。二十多年来，我在新产品（如增压 柴油机）的研发、老产品燃烧系统的改进等项目中，一直采用该软件、并发挥了有效的作用。
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第二部分 内燃机的设计计算
一、内燃机的运动学计算 二、内燃机的热力学计算 三、内燃机的动力学计算 四、内燃机主要性能指标的计算 五、内燃机性能的标志性指标—有效效率
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第一部分 影响内燃机性能指标的主要结构参数
一、排量（气缸的工作容积） 排量 不是 “ 排气量 ” ！