2.7T車用柴油機(jī)熱力計(jì)算及高壓共軌供油系統(tǒng)設(shè)計(jì)1

1、central south university本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目 2.7t車用柴油機(jī)熱力計(jì)算及高 壓共軌供油系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 學(xué) 院 專業(yè)班級(jí) 完成時(shí)間 年 月 日 中南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 摘要 2.7t車用柴油機(jī)熱力計(jì)算及高壓共軌系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要介紹了車用柴油機(jī)的組成，并詳細(xì)進(jìn)行了2.7t車用柴油機(jī)的參數(shù)及熱力計(jì)算。采用四沖程，直列六缸，渦輪增壓中冷，直噴燃燒室，壓縮比為10.8。標(biāo)準(zhǔn)工況下，熱計(jì)算和熱平衡結(jié)果為有效功相當(dāng)?shù)臒崃空既剂峡偀崃康?8%。外特性參數(shù)結(jié)果為有效功率81.7kw,有效扭矩236.41nm，。燃料有效油耗176.8g/kwh。并且隨著轉(zhuǎn)速的提

2、高油耗率先降低后升高，在2000rpm時(shí)有最小值157.03g/kwh，每小時(shí)耗油量和機(jī)械損失壓力隨著轉(zhuǎn)速的提高而增加。而后進(jìn)行了高壓共軌供油系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中噴油泵采用的是用負(fù)荷彈簧和旋轉(zhuǎn)軸凸輪使柱塞運(yùn)動(dòng)的滑閥式噴油泵。噴油器選擇4孔長(zhǎng)型噴油嘴,出油閥選擇等容式出油閥，輸油泵選擇活塞式輸油泵，與國(guó)內(nèi)外主流車型相比，在燃油經(jīng)濟(jì)性方面具有較大優(yōu)勢(shì)，排放能達(dá)到歐iii標(biāo)準(zhǔn)，零部件的設(shè)計(jì)加工比較容易，整車性能較穩(wěn)定。理論結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的供油系統(tǒng)能夠滿足設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：車用柴油機(jī)；高壓共軌；供油系統(tǒng)；噴油量i 中南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 abstract 2.7 t automotive diesel en

3、gine thermodynamic calculation and the high pressure common rail system designabstract:this paper introduces the composition of vehicle diesel engine briefly,and march the parameter and thermodynamic calculation of the 2.7 turbo automotive vehicle diesel engine in detail,the system use four cycle ,s

4、traight-four and turbo charging with inter-cooling,straight spray combustion chamber engines,the ratio of compression is .when standard conditions the parameter and thermodynamic calculation result is effective work considerable heat accounted for 47.2%of the total fuel heat.external characteristic

5、parameter results are the effective power is 80.4kw,effective torque is 233nm,effective fuel consumption rate is 179.6g/kwh.and as the rotational speed increases fuel consumption first decreased and then increased,when rotational speed is2000rpm,has minimum value 158.35g/kwh,per hour fuel consumptio

6、n and mechanical losses pressure increases as the rotational speed increases,then this paper designs of high pressure common rail fuel injection system.the injection pump is slide-valve fuel injection pump which causes the plunger movement by used load spring and the rotation axis of the cam,when st

7、andard conditions,injector select 4-hole long style,outlet valve choice constant volume type ,oil pump choice piston type,when compares with the domestic and foreign mainstream vehicle type has a large advantage in fuel economy,and emissions can reach euro iii standards,parts easy to design and proc

8、essing .the entire vehicle performance is stable .theoretical results show that the design of the fuel supply system can meet the design requirements.key words：vehicle diesel engine;high pressure common rail;fuel system;fuel injection volumeii 中南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目錄 目 錄摘要及關(guān)鍵詞i absractii符號(hào)說明v1 緒論11.1 柴油機(jī)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)

9、狀11.2 柴油機(jī)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀21.3 國(guó)內(nèi)外典型車型數(shù)據(jù)對(duì)比22 方案選擇及總體設(shè)計(jì)42.1 柴油機(jī)主要參數(shù)的確定42.1.1 沖程數(shù)的選擇42.1.2 汽缸數(shù)和布置方式的選擇42.1.3 壓縮比確定62.1.4 發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速62.1.5 行程及其與缸徑的比值62.1.6 缸徑和行程72.1.7 活塞平均速度82.1.8 曲柄半徑與連桿長(zhǎng)度比92.1.9 汽缸中心距及其缸徑比確定92.1.10 發(fā)火次序的選擇92.1.11 燃燒室的選擇102.2 柴油機(jī)的總體布置102.2.1 柴油機(jī)總體布置的一般要求112.2.2 柴油機(jī)總體布置的選擇112.3 本章小結(jié)123 熱計(jì)算與熱平衡133.1

10、 熱計(jì)算133.1.1 燃料燃燒及成分確定133.1.2 周圍介質(zhì)參數(shù)和剩余氣體143.1.3 進(jìn)氣過程153.1.4 壓縮過程17 iii 中南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目錄 3.1.5 燃燒過程193.1.6 膨脹過程213.2 工作循環(huán)參數(shù)223.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)指示參數(shù)223.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)有效指標(biāo)233.2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)重要參數(shù)243.3 示功圖的繪制263.4 熱平衡303.5 外特性計(jì)算及曲線繪制323.6 本章小結(jié)364 高壓共軌供油系統(tǒng)設(shè)計(jì)354.1 共軌噴油系統(tǒng)354.1.1 主要特點(diǎn)354.1.2 功能354.2 選型與計(jì)算374.2.1 噴油泵的選型與計(jì)算374.2.2 噴油器的選

11、型與計(jì)算394.2.3 出油閥的選型424.2.4 輸油泵選型424.3 本章小結(jié)435 總結(jié)與結(jié)論44參考文獻(xiàn)46 i 中南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 符號(hào)說明 符號(hào)說明沖程數(shù)i氣缸數(shù)壓縮比n轉(zhuǎn)速，rpmcm活塞速度，m/s過量空氣系數(shù)pa進(jìn)氣終了壓力，mpapc壓縮終了壓力，mpat溫度，ki指示效率ge有效燃料消耗率，g/kwhk膨脹絕熱指數(shù)過后膨脹比ne有效功率，kwmey有效扭矩，nmg耗油量，g/hnn升功率，kw/hqo燃料的總熱量，j/svn循環(huán)供油量，mm3/循環(huán)fc噴油器噴嘴孔面積，j/kg噴油速度，m/s下標(biāo)a進(jìn)氣過程c壓縮過程z燃燒過程b膨脹過程 中南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 緒論

12、1 緒論1.1 柴油機(jī)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀日趨嚴(yán)重的能源危機(jī)，成為全世界內(nèi)燃機(jī)行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，也使柴油機(jī)越來越受到用戶青睞。柴油機(jī)被廣泛應(yīng)用于船舶動(dòng)力、發(fā)電、灌溉、車輛動(dòng)力等廣闊的領(lǐng)域，尤其在車用動(dòng)力方面的優(yōu)勢(shì)最為明顯，全球車用動(dòng)力柴油化趨勢(shì)業(yè)已形成。在美國(guó)、日本以及歐洲100%的重型汽車使用柴油機(jī)為動(dòng)力。 在歐洲，90%的商用車及33%的轎車為柴油車。在美國(guó)，90%的商用車為柴油車。在日本，38%的商用車為柴油車，9.2%的轎車為柴油車。由bosch公司進(jìn)行的一項(xiàng)柴油車產(chǎn)量調(diào)查顯示12年美國(guó)產(chǎn)量接近180萬輛，西歐930萬輛，東歐120萬輛，日本90萬輛，中國(guó)170萬輛均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。與汽油機(jī)相比柴

13、油機(jī)有很多優(yōu)勢(shì)：能減少20%25%的co2廢氣排放，車速較低時(shí)的加速性能更有優(yōu)勢(shì)，平均燃油消耗低25%30%，能提供更多的駕駛樂趣。因此，專家預(yù)測(cè)，在今后20年，甚至更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)柴油機(jī)將成為世界車用動(dòng)力的主流。世界汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家政府對(duì)柴油機(jī)發(fā)展也給予了高度重視，從稅收、燃料供應(yīng)等方面采取措施促進(jìn)柴油機(jī)的普及與發(fā)展。 但是，與汽油機(jī)相比，柴油機(jī)的排放控制又是一個(gè)難點(diǎn)。為滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，柴油機(jī)渦輪增壓和高壓共軌技術(shù)成為業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的焦點(diǎn)1。近20年來，渦輪增壓技術(shù)不斷普及，深入，有關(guān)渦輪增壓的新技術(shù)，新理念，新應(yīng)用不斷應(yīng)用，這是由于排放和噪音法規(guī)的大量出臺(tái)和人們對(duì)渦輪增壓技術(shù)的更高要求，車用渦輪增

14、壓技術(shù)迎來了黃金時(shí)代。渦輪增壓的最大優(yōu)點(diǎn)是它可以在不增加發(fā)動(dòng)機(jī)排量的基 礎(chǔ)上，大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩。一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)裝上渦輪增壓器后，其輸出的最大功率與未裝增壓器相比，可增加大約40%甚至更多。此外，渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī) 的油耗也要低于同等動(dòng)力輸出的自然進(jìn)氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，這兩方面的優(yōu)點(diǎn)注定了渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)受到越來越多人青睞，不過比起自然進(jìn)氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)顯得更矯情一些，對(duì)工作環(huán)境和保養(yǎng)維護(hù)要求要更苛刻，如果沒有正確使用和保養(yǎng)，不但不能很好的發(fā)揮渦輪增壓的效果，反而會(huì)提高渦輪增壓器的故障率。目前世界上主要有三大公司在研發(fā)和生產(chǎn)柴油機(jī)高壓共軌系統(tǒng)，日本電裝、德國(guó)博世和美國(guó)福特。共軌系統(tǒng)將燃油壓力

15、產(chǎn)生和燃油噴射分離開來，如果把單體泵柴油噴射技術(shù)比做柴油技術(shù)的革命的話，那共軌就可以稱作反叛了，因?yàn)樗畴x了傳統(tǒng)的柴油系統(tǒng)而近似于順序汽油噴射系統(tǒng)。共軌系統(tǒng)開辟了降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放和噪音的新途徑2 。除此之外國(guó)外柴油機(jī)應(yīng)用的一些先進(jìn)技術(shù)還有共軌與四氣門技術(shù)，國(guó)外柴油機(jī)目前一般采用共軌新技術(shù)、四氣門技術(shù)和渦輪增壓中冷技術(shù)相結(jié)合， 使發(fā)動(dòng)機(jī)在性能和排放限值方面取得較好的成效，能滿足歐3排放限值法規(guī)的要求。1.2 柴油機(jī)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)柴油機(jī)產(chǎn)業(yè)自20世紀(jì)80年代以來有了較快的發(fā)展， 隨著一批先進(jìn)機(jī)型和技術(shù)的引進(jìn)，我國(guó)柴油機(jī)總體技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到國(guó)外80年代末90年代初水平， 一些國(guó)外柴油機(jī)近幾年開始

16、采用的排放控制技術(shù)在少數(shù)國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)上也有應(yīng)用。最新開發(fā)投產(chǎn)的柴油機(jī)產(chǎn)品的排放水平已經(jīng)達(dá)到歐1排放限值要求，一些甚至可以達(dá)到歐2排放限值要求。但我國(guó)柴油機(jī)產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展仍然面臨著許多問題。 我國(guó)重型柴油車的產(chǎn)量在逐年增加，中型、輕型車柴油化步伐也在加快，但在微型汽車、轎車領(lǐng)域，柴油車所占比例仍然非常低。以前柴油機(jī)行業(yè)投入不足，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)工藝水平、規(guī)模發(fā)展和自主開發(fā)能力的提高。但是近年來國(guó)內(nèi)一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的柴油機(jī)企業(yè)如濰柴、玉柴都正在快速發(fā)展，三一重工也正在籌劃建立具有自主研發(fā)生產(chǎn)能力的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)事業(yè)部。以往柴油機(jī)車輛使用過程中維修保養(yǎng)措施不力，導(dǎo)致低性能、高排放柴油車在使用中對(duì)城市環(huán)境

17、和大氣質(zhì)量造成不良影響，使社會(huì)產(chǎn)生厭柴心理。也是急需改進(jìn)的地方3。前些年，高壓共軌技術(shù)是外資一統(tǒng)天下，現(xiàn)在這種局面被打破了。 國(guó)內(nèi)排放標(biāo)準(zhǔn)的提升促進(jìn)了柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，部分企業(yè)在進(jìn)行自主研發(fā)，如中國(guó)一汽無錫油泵油嘴研究所、成都威特，在更嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)要求下，除電控燃油系統(tǒng)外，發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)也引進(jìn)了許多新技術(shù)。世界著名的汽車研發(fā)機(jī)構(gòu)ricardo公司推薦在各排放階段的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)要求，從中可見共軌系統(tǒng)由于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，是最具繼承性和可持續(xù)發(fā)展的燃油噴射系統(tǒng)之一4。1.3 國(guó)內(nèi)外典型車型數(shù)據(jù)對(duì)比幾十年前，人們?cè)欢确艞壛瞬裼蛙?，那種體積大、噪聲高、發(fā)出難聞氣味的柴油機(jī)形象至今還留在許多人的記憶中。經(jīng)

18、過幾十年的發(fā)展，現(xiàn)代的柴油機(jī)已成為一種排放清潔、節(jié)省能源的動(dòng)力，是一種可行的過渡性技術(shù)解決方案。近年來，市面上涌現(xiàn)了許多使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的車型，在歐洲，柴油車銷量已占汽車總銷量的40%，美國(guó)市場(chǎng)的柴油車銷售量也在逐漸增加。本文選取了一些國(guó)內(nèi)外具有代表性的主流柴油機(jī)車型，并對(duì)他們的性能參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，表1-1為一些典型國(guó)內(nèi)外車用柴油機(jī)性能參數(shù)：表1-1 典型車型參數(shù)對(duì)比典型車型奧迪a6l路虎發(fā)現(xiàn)者4陸風(fēng)x9動(dòng)力類型2.7l v型6缸2.7l v型6缸2.8l 直列4缸增壓類型渦輪增壓渦輪增壓渦輪增壓排量(mm3)269827202771氣門總數(shù)442壓縮比10.81818.2缸體材料鋁合金鋁/鐵鋁/

19、鐵排放標(biāo)準(zhǔn)歐iv歐iv歐ii最大功率kwrpm-1140（190）/3300140/400062/3600最大扭矩nm350/1400-3500440/1900200/20000-100kwh-1加速時(shí)間s8.812.713.8供油方式高壓共軌直噴高壓共軌直噴高壓共軌直噴百公里油耗l6.810.47最高時(shí)速kmh-1222180135從上表中可看出，市面上主流柴油機(jī)車型一般采用廢氣渦輪增壓系統(tǒng)，高壓共軌缸內(nèi)直噴燃油供給方式，本文中的設(shè)計(jì)也延續(xù)這一選擇，國(guó)外的車型排放均已達(dá)到歐iv標(biāo)準(zhǔn)，而國(guó)內(nèi)的只打到了歐ii標(biāo)準(zhǔn)，在排放方面還有很大的進(jìn)步和提升空間，在油耗方面國(guó)內(nèi)汽車也有一定優(yōu)勢(shì)，適合一般家用，

20、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。本文設(shè)計(jì)參照奧迪a6 2.7t壓縮比進(jìn)行設(shè)計(jì)。缸體材料使用鋁鐵合金，為加工方便每缸氣門數(shù)選擇兩個(gè)為宜，氣缸數(shù)選擇直列六缸為宜。 4 中南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 方案選擇及總體設(shè)計(jì) 2 方案選擇及總體設(shè)計(jì)方案選擇及總體設(shè)計(jì)是柴油機(jī)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，它決定新設(shè)計(jì)的柴油機(jī)的生命力和前途；關(guān)系到新設(shè)計(jì)的柴油機(jī)是否能很好地滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。方案選擇及總體設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)不同方案優(yōu)缺點(diǎn)的比較，確定所設(shè)計(jì)柴油機(jī)的沖程數(shù)、氣缸數(shù)，氣缸排列方式、發(fā)火次序，壓縮比及增壓形式、燃燒室形狀、燃油噴射系統(tǒng)，設(shè)定額定轉(zhuǎn)速、曲柄半徑與連桿長(zhǎng)度比、缸徑、行程，因此得到活塞平均速度、缸心距。再對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的這個(gè)布置進(jìn)行總

21、體設(shè)計(jì)，包括凸輪軸，水泵，機(jī)油泵，齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，進(jìn)排氣管布置5。2.1 柴油機(jī)主要參數(shù)的確定2.1.1 沖程數(shù)的選擇在量大面廣的中、小功率高速內(nèi)燃機(jī)中，占優(yōu)勢(shì)的是四沖程內(nèi)燃機(jī)，因?yàn)樗c二沖程內(nèi)燃機(jī)相比燃料經(jīng)濟(jì)性好，功率強(qiáng)化潛力大。二沖程內(nèi)燃機(jī)的燃料和潤(rùn)滑油消耗較大，hc排放嚴(yán)重，怠速和小負(fù)荷工況運(yùn)轉(zhuǎn)不夠穩(wěn)定，活塞組和氣缸熱負(fù)荷較大，氣缸上的氣口影響工作可靠性和耐久性。二沖程機(jī)如用掃氣泵導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜，噪聲較大；如用回流掃氣則很難保證良好的掃氣效率。但是，二沖程機(jī)在同樣轉(zhuǎn)速下作功頻率比四沖程機(jī)高一倍，摩擦損失又小，升功率可高出5070，而且輸出轉(zhuǎn)矩變化較平順。中、小功率高速柴油機(jī)寧可通過增壓提高比

22、功率，也幾乎沒有二沖程機(jī)的立足之地。因此，在本設(shè)計(jì)中選取四沖程柴油機(jī)（）。2.1.2 汽缸數(shù)和布置方式的選擇內(nèi)燃機(jī)的氣缸數(shù)和氣缸布置方式，對(duì)其結(jié)構(gòu)緊湊性、外形尺寸比例、平衡性、單機(jī)功率、制造和使用成本等都有很大影響。在平均有效壓力，和活塞平均速度 不變的前提下，缸數(shù)越多(氣缸尺寸越小)，升功率就越高。也就是說，多缸內(nèi)燃機(jī)比較緊湊輕巧。同時(shí)，多缸機(jī)平衡性好，輸出轉(zhuǎn)矩均勻，飛輪尺寸較小，運(yùn)轉(zhuǎn)平順，起動(dòng)容易，瞬態(tài)響應(yīng)快速。目前，除了摩托車類型的小排量柴油機(jī)和小功率農(nóng)用柴油機(jī)采用單缸機(jī)外，絕大多數(shù)內(nèi)燃機(jī)都用多缸結(jié)構(gòu)。小轎車和輕型車除最小排量的車型用2缸或3缸外，絕大多數(shù)用4缸機(jī)，少數(shù)高級(jí)轎車用6缸機(jī)，

23、極少數(shù)豪華轎車用8缸機(jī)。重型汽車則絕大多數(shù)為6缸柴油機(jī)，少數(shù)超重型汽車用8缸或12缸機(jī)。工程機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械用柴油機(jī)常用14缸結(jié)構(gòu)，大功率者用6缸結(jié)構(gòu)。內(nèi)燃機(jī)車或艦艇等大功率高速柴油機(jī)多為12缸或16缸機(jī)。總而言之，在內(nèi)燃機(jī)大家庭中，除了數(shù)量眾多但總功率不大的單缸機(jī)外，4缸機(jī)和6缸機(jī)占?jí)旱苟鄶?shù)，因?yàn)樗鼈兙哂忻黠@的綜合優(yōu)勢(shì)。至于氣缸布置，不超過6缸的內(nèi)燃機(jī)絕大多數(shù)是單列的，其各氣缸軸線所在平面與地面垂直居多，稱為直列式內(nèi)燃，或者為降低機(jī)器總高度而傾斜某一角度，稱為斜置式內(nèi)燃機(jī)，多用于高度限制較大的小轎車。少數(shù)單列式內(nèi)燃機(jī)，其氣缸軸線平面呈水平，或接近水平，稱為臥式內(nèi)燃機(jī)。這時(shí)機(jī)器總高度大大減小，可

24、以布置在汽車底盤中部車箱底板下面，有利于改善汽車面積的利用率、操縱性(車軸負(fù)荷分布比較合理)和機(jī)動(dòng)性，適用于大型客車，但它的保養(yǎng)和檢修比較困難。重型車用6缸柴油機(jī)基本上都是直列式的，具有最好的平衡性和轉(zhuǎn)矩均勻性，某些高級(jí)小轎車用的6缸柴油機(jī)多是v型的，v6機(jī)長(zhǎng)度短，特別適于在轎車機(jī)罩內(nèi)橫置，與整車匹配十分緊湊，但其平衡性不如直列6缸機(jī)。重型車用柴油機(jī)，通過加大單缸工作容積，加上高增壓加中冷，直列6缸結(jié)構(gòu)一般都已足夠，很少用v8柴油機(jī)6。對(duì)置氣缸式(雙列臥式)內(nèi)燃機(jī)雖具有長(zhǎng)度短、高度低的優(yōu)點(diǎn)，但因?qū)挾冗^大、結(jié)構(gòu)剛度差而很少應(yīng)用（1）直列式 （2）v型式圖2-1 汽缸布置方式本次設(shè)計(jì)采用6缸，直列

25、式（）。2.1.3 壓縮比確定壓縮比是汽缸的總?cè)莘e與燃燒室容積的比值。壓縮比的大小表示了活塞由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)的氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓力和溫度就越高。壓縮比的大致范圍是：汽油機(jī)的壓縮比=7-11；柴油機(jī)的壓縮比=14-22。由于汽油和柴油的物理和化學(xué)特性不同，汽油的自燃點(diǎn)要比柴油高，柴油的蒸發(fā)性要比汽油差得多。根據(jù)燃油的性質(zhì)，汽油的燃燒選擇點(diǎn)燃，柴油的燃燒選擇壓燃。壓縮比對(duì)這兩種燃燒方式都起著至關(guān)重要的作用。隨著壓縮比的增大，會(huì)使燃燒的熱效率提高，也可以使進(jìn)氣效率提高，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、扭矩增大，有效燃油消耗率降低。同時(shí)也會(huì)增加未燃混合氣自燃的傾向，容易

26、纏身爆炸；壓縮比過大，熱效率提高程度減慢，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒粗暴，導(dǎo)致機(jī)件的機(jī)械負(fù)荷過大，排放污染嚴(yán)重。 發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比的增大為發(fā)動(dòng)機(jī)的性能的提高增加了可能。 壓縮比的提高會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)度產(chǎn)生影響。適當(dāng)?shù)奶岣邏嚎s比，采用高辛烷值的燃料，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。過多的改變壓縮比，會(huì)產(chǎn)生爆燃現(xiàn)象，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生較大的傷害，發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命會(huì)急劇縮短。本次課程設(shè)計(jì)采用壓縮比，渦輪增壓中冷。2.1.4 發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速對(duì)柴油機(jī)性能和結(jié)構(gòu)影響很大，且其范圍十分寬廣（10006000rpm）。各種類型柴油機(jī)的使用轉(zhuǎn)速范圍亦不同。轉(zhuǎn)速提高可使柴油機(jī)體積小、重量輕和功率大。但轉(zhuǎn)速提高后，摩擦功率和噪聲急劇增加，運(yùn)動(dòng)件慣性力

27、大，給燃燒過程的組織增加困難，從而影響柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和使用壽命。本設(shè)計(jì)選用的柴油機(jī)額定轉(zhuǎn)速為=3300rpm。2.1.5 行程及其與缸徑的比值對(duì)一定的來說，當(dāng)i、等已選定時(shí)，必須根據(jù)n和確定d和s，或根據(jù)vm和d確定n和s，在前一種情況下，要校核vm是否合適；在后一種情況下，要校核n是否符合使用要求。在這里涉及活塞式內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)參數(shù)，即行程缸徑比s/d。s/d對(duì)內(nèi)燃機(jī)有多方面的影響：s/d對(duì)升功率的影響：當(dāng)不變時(shí)，s/d減小意味著上升，因而與成正比的跟著增大，使內(nèi)燃機(jī)更加緊湊輕巧。但當(dāng)不是受限于而受限于其他因素不能隨s/d的下降而升高時(shí)，上述結(jié)論便不能成立。例如，柴油機(jī)的燃燒過

28、程往往受制約，而與無關(guān)，所以柴油機(jī)往往不利用減小s/d進(jìn)行強(qiáng)化。s/d對(duì)燃燒室形狀的影響：s/d小的短行程內(nèi)燃機(jī)氣缸余隙比較扁平，對(duì)壓縮比高的柴油機(jī)尤其如此，使燃燒室有效容積比減小，燃燒過程較難組織。對(duì)汽油機(jī)來說，短行程機(jī)的燃燒室也顯得不緊湊，燃燒較慢，且hc排放較高。s/d對(duì)散熱的影響：在其他相同的條件下，s/d下降使增大，使得傳到氣缸冷卻水套的熱量減少，活塞組零件的溫度上升。風(fēng)冷柴油機(jī)的研究表明，當(dāng)時(shí)，總散熱量的2/3由氣缸蓋傳出，1/3由氣缸筒傳出；而當(dāng)s/d=1.5時(shí)恰恰相反。在氣缸筒上布置足夠的散熱片不難，但在氣缸蓋上則要困難得多，所以，風(fēng)冷內(nèi)燃機(jī)尤其不宜采用短行程結(jié)構(gòu)。s/d對(duì)外形

29、尺寸的影響：?jiǎn)瘟惺絻?nèi)燃機(jī)的總長(zhǎng)度主要決定于和，所以s/d小的短行程內(nèi)燃機(jī)總長(zhǎng)度較大。雖然它高度較小，但這一優(yōu)點(diǎn)不太明顯。因此，單列式內(nèi)燃機(jī)應(yīng)該用較大的s/d。對(duì)雙列式內(nèi)燃機(jī)來說，總長(zhǎng)度一般決定于曲軸的軸向尺寸，氣缸布置比較寬松，所以用短行程結(jié)構(gòu)可以減小內(nèi)燃機(jī)的高度和寬度而不犧牲總長(zhǎng)度，獲得總體上更好的緊湊性。習(xí)慣上稱s/d=1的內(nèi)燃機(jī)為方形內(nèi)燃機(jī)，s/d1者為長(zhǎng)行程機(jī)。目前，車用汽油機(jī)的s/d=0.91.2。v形和其他雙列式內(nèi)燃機(jī)的s/d值一般要比單列式略小些，風(fēng)冷機(jī)的s/d值一般要比液冷式略大些。本次設(shè)計(jì)選取行程缸徑比s/d=1.06。2.1.6 缸徑和行程由排量2.7l，而本設(shè)計(jì)氣缸數(shù)i=

30、6，由公式代入s/d=1.06，v=2.7l，得出:d=81mm，s=86mm，圓整得d=81mm，s=86mm。本次設(shè)計(jì)d=81mm，s=86mm。2.1.7 活塞平均速度是表征活塞式內(nèi)燃機(jī)工作強(qiáng)度的重要參數(shù)。內(nèi)燃機(jī)一般按高低分為高速、中速與低速三類。習(xí)慣上指9m/s的為高速內(nèi)燃機(jī)，=69m/s的為中速內(nèi)燃機(jī)，6m/s的為低速內(nèi)燃機(jī)。對(duì)內(nèi)燃機(jī)性能、工作可靠性和使用壽命有很大關(guān)系，現(xiàn)簡(jiǎn)述如下:(1) 對(duì)性能的影響：當(dāng)其他參數(shù)不變時(shí)與內(nèi)燃機(jī)功率成正比。但是當(dāng)內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)不變時(shí)，進(jìn)排氣阻力與成正比，在內(nèi)燃機(jī)摩擦損失中占最大份額的活塞組的摩擦損失平均壓力與成正比。因此，的提高導(dǎo)致下降。(2) 對(duì)機(jī)械應(yīng)

31、力的影響：內(nèi)燃機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)由慣性力引起的機(jī)械應(yīng)力近似與成正比。因?yàn)樾D(zhuǎn)慣性力和最大往復(fù)慣性力均與成正比，而受力面積與成正比，所以應(yīng)力與，即成正比，后者與成正比。稱為慣性負(fù)荷系數(shù)。對(duì)于行程缸徑比相同的內(nèi)燃機(jī)來說，應(yīng)力與成正比。(3) 對(duì)熱負(fù)荷的影響：內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)單位時(shí)間所發(fā)散的熱量與功率成正比，因而與成正比。所以，氣缸的熱負(fù)荷，即單位時(shí)間、單位面積發(fā)散的熱量與成正比。(4) 對(duì)磨損和壽命的影響：內(nèi)燃機(jī)氣缸活塞組的由氣壓力引起的磨損速率(指單位時(shí)間磨損體積)可認(rèn)為與摩擦功率成正比，后者與氣體作用力與的乘積成正比，因而與成正比。由慣性力引起的磨損速率則與成正比。綜合起來，單位時(shí)間、單位面積的線性磨

32、損量可認(rèn)為與成正比，而與此成反比的使用壽命則與 (=13)成正比。也就是說，隨著的提高，內(nèi)燃機(jī)的壽命可能急劇下降。總之，選擇新開發(fā)的內(nèi)燃機(jī)的必須極其慎重，要以工作可靠耐久的現(xiàn)有產(chǎn)品的數(shù)據(jù)為依據(jù)。企圖用提高來強(qiáng)化內(nèi)燃機(jī)時(shí)，必須對(duì)結(jié)構(gòu)作相應(yīng)的改進(jìn)，例如增大氣門的有效流通面積，減小進(jìn)排氣系統(tǒng)的流動(dòng)阻力，開發(fā)在熱負(fù)荷方面更可靠而且結(jié)構(gòu)更輕巧、摩擦損失更小的活塞組，要改進(jìn)材料的強(qiáng)度和耐磨品質(zhì)，規(guī)定更高的加工精度，采取耐磨、耐腐蝕的表面處理等。在內(nèi)燃機(jī)一百多年的發(fā)展史中，雖也逐年提高，但總的來說提高幅度很有限，說明提高這一參數(shù)背后隱藏著很多苦衷。目前，自然吸氣高速車用汽油機(jī)的最大可達(dá)18m/s，而增壓汽油

33、機(jī)則限于15m/s 輕型自然吸氣柴油機(jī)上限為14m/s，而重型大功率高速增壓柴油機(jī)的一般限制在12m/s以下7。在活塞行程確定之后，活塞平均速度可由公式（m/s），求得，設(shè)計(jì)活塞平均速度為9.46m/s。本次設(shè)計(jì)活塞平均速度為=9.46m/s。2.1.8 曲柄半徑與連桿長(zhǎng)度比連桿長(zhǎng)度是內(nèi)燃機(jī)最重要的尺寸參數(shù)之一，它不僅影響連桿本身的設(shè)計(jì)，而且影響內(nèi)燃機(jī)的總體設(shè)計(jì)。從連桿本身的角度看，當(dāng)然是越短越好，這樣不僅增加連桿的結(jié)構(gòu)剛度，而且縮小內(nèi)燃機(jī)的總高度，減輕總質(zhì)量。但l減小使二階慣性力增大，活塞側(cè)向力增大，增加活塞的摩擦損失和磨損。短連桿結(jié)構(gòu)可能造成連桿與氣缸下端干涉，曲軸平衡塊與活塞裙相碰。目前

34、，最短的連桿對(duì)應(yīng)曲柄連桿比左右。短行程內(nèi)燃機(jī)的相對(duì)較小，v形發(fā)動(dòng)機(jī)由于平衡塊很大，也較小。最小的左右，也就是說，連桿長(zhǎng)度一般不超過活塞行程的2倍。本次課程設(shè)計(jì)的值取為0.30。由活塞行程可知曲柄半徑=43mm，可知連桿長(zhǎng)度=144mm。2.1.9 汽缸中心距及其缸徑比確定l0/d大小意味著發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度方向的緊湊性，它與柴油機(jī)的強(qiáng)化程度、汽缸排列和機(jī)體的剛度有關(guān)。缸心距的取值大小受以下幾個(gè)因素的影響：（1）缸蓋固定螺栓是否容易布置，如果缸心距選擇較小，只能在相鄰缸蓋之間采用共同用的螺栓布置；（2）曲軸的曲柄臂的厚度和主軸頸、曲軸銷的長(zhǎng)度使主軸承有足夠的承壓面積，并保證曲軸有良好的強(qiáng)度和剛度，這些都

35、和缸心距的大小有關(guān)；缸心距主軸頸長(zhǎng)度+曲柄銷長(zhǎng)度+2曲柄臂厚度 （單位：mm）（3）汽缸套型式和水套的型式。從增加機(jī)體剛度著眼，目前高速汽油機(jī)缸心距有逐漸減小的趨勢(shì)。小型高速柴油機(jī)的一般在1.16-1.22之間，最小可取1.14。本次課程設(shè)計(jì)采用=1.17，。2.1.10 發(fā)火次序的選擇柴油機(jī)的發(fā)火次序與柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)均勻性、主軸承和連桿軸承的負(fù)荷、軸系的扭振性能有密切的關(guān)系。隨著汽缸數(shù)目的增加，柴油機(jī)發(fā)火次序可有更多的方案，選擇發(fā)火次序時(shí)，主要考慮以下因素：（1）平衡性能和曲柄排列：發(fā)火次序和曲柄排列的關(guān)系密切，一定的發(fā)火次序具有相應(yīng)的曲柄排列，曲柄排列確定后就決定了汽油機(jī)的平衡情況。（2）扭

36、轉(zhuǎn)振動(dòng)性能：在不同的共振轉(zhuǎn)速，扭振振幅的相對(duì)值決定于各臨界轉(zhuǎn)速下各缸輸入能量的相對(duì)矢量的大小，而相對(duì)矢量和的大小部分地決定于單缸切向力簡(jiǎn)諧分量相對(duì)值的大小，并和扭振型式有關(guān)。（3）軸承負(fù)荷為減小軸承負(fù)荷，相鄰兩曲柄間的夾角應(yīng)盡可能大些，相鄰汽缸間發(fā)貨間隔角也盡可能大些?？傊谶x擇發(fā)火次序的時(shí)候，首先考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡和軸系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，一般情況下，先按發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡性能，選擇曲柄的排列型式，然后按扭振性能、軸承負(fù)荷和排氣管布置來確定發(fā)火次序。根據(jù)本機(jī)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)選取的發(fā)火次序?yàn)椋?-5-3-6-2-4。2.1.11 燃燒室的選擇燃燒室設(shè)計(jì)直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的充量系數(shù)，火焰?zhèn)鞑ニ俾始胺艧崧?，傳熱損失及爆燃

37、，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。燃燒室基本要求：（1）結(jié)構(gòu)盡可能緊湊，充氣效率要高，以減小熱量損失及縮短火焰行程。（2）使混合氣在終了時(shí)有一定渦流運(yùn)動(dòng)，以提高混合器燃燒速度，保證混合氣得到及時(shí)和充分燃燒。（3）表面要光滑，不易結(jié)炭。選直接噴射式燃燒室，因?yàn)橹苯訃娚涫饺紵业娜加拖穆时确珠_燃燒室低5%-10%左右故本次設(shè)計(jì)采用直接噴射燃燒室8。2.2 柴油機(jī)的總體布置對(duì)車用柴油機(jī)來說，尤其轎車發(fā)動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)緊湊，自身質(zhì)量輕十分重要。發(fā)動(dòng)機(jī)高度決定轎車發(fā)動(dòng)機(jī)罩的高度，因而影響車身外形的流線性和駕車者的視野。發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度影響汽車的有效長(zhǎng)度利用率。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車前部橫置時(shí)，其長(zhǎng)度還受輪距的限制。柴油機(jī)本身的質(zhì)

38、量，關(guān)系到原材料的消耗，在大量生產(chǎn)條件下對(duì)制造成本影響很大。對(duì)車用內(nèi)燃機(jī)來說，減輕發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量同時(shí)減輕汽車底盤和車身質(zhì)量，增大汽車的有效負(fù)荷，可以改善整車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，輕巧的動(dòng)力裝置為優(yōu)化汽車軸間負(fù)荷分配提供方便，有利于汽車的通過性和操縱性。2.2.1 柴油機(jī)總體布置的一般要求柴油機(jī)的總布置設(shè)計(jì)要繪制一系列總圖，即縱橫剖視圖、各向視圖和重要的局部剖視圖、局部視圖。在這些圖中應(yīng)能顯示內(nèi)燃機(jī)的主要零部件，如活塞連桿組、曲軸飛輪組、機(jī)體和氣缸蓋等；顯示所有輔助系統(tǒng)和附件，如供油、潤(rùn)滑、冷卻、起動(dòng)系部件，進(jìn)排氣管等，以及由汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵、真空泵、空壓機(jī)、發(fā)電機(jī)等。總圖的最終繪制和主要零部件

39、的細(xì)化設(shè)計(jì)往往需要平行地交互地進(jìn)行，各自經(jīng)過多次反復(fù)后才能完成。各附件的布置對(duì)柴油機(jī)的外形尺寸和工作可靠性、使用方便性都有很大影響。應(yīng)在保證拆裝、維修方便的前提下，盡可能直接可靠地固定在機(jī)體和氣缸蓋上，并且不使任何附件過于突出。要盡量減少傳動(dòng)齒輪、傳動(dòng)帶和帶輪以及鏈條和鏈輪的數(shù)目。盡量不用外接的機(jī)油管和冷卻液管，而采用在零件上開通道代替，以減少泄漏的可能。盡量用o形密封圈代替密封襯墊。減少零件數(shù)不僅改善可靠性，而且有利于降低成本。2.2.2 柴油機(jī)總體布置的選擇（1） 凸輪軸的布置：直列式汽油機(jī)凸輪軸的橫向位置，在不與曲柄連桿機(jī)構(gòu)相碰的條件下，應(yīng)盡可能靠近汽缸的中心線。本設(shè)計(jì)凸輪軸布置在汽缸蓋

40、上部，直接驅(qū)動(dòng)氣門，其配氣結(jié)構(gòu)質(zhì)量小，適用于高速汽油機(jī)。（2）噴油泵的布置：本設(shè)計(jì)采用一只整體泵，布置在汽油機(jī)側(cè)面，噴油器和噴油泵布置在同側(cè)，縮短高壓油管的長(zhǎng)度。（3）齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的布置：由于傳動(dòng)齒輪布置在自由端的優(yōu)點(diǎn)是曲軸前軸直徑小，齒輪尺寸也較小，拆裝方便，便于維護(hù)保養(yǎng)，且多用于汽油機(jī)。（4）機(jī)油泵的布置：機(jī)油泵的布置與其傳動(dòng)方法、機(jī)油管路布置及其汽油機(jī)的用途有關(guān)。本設(shè)計(jì)中機(jī)油泵布置在主軸承蓋上，有主動(dòng)齒輪通過惰齒輪傳動(dòng)，這種布置的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)油泵無需油封結(jié)構(gòu)，軸承潤(rùn)滑條件好，機(jī)油泵安裝位置較低，汽油機(jī)起動(dòng)后，瞬時(shí)即能吸上機(jī)油。（5）水泵的布置：本設(shè)計(jì)采用離心式水泵。為避免水漏入機(jī)體導(dǎo)致機(jī)油變

41、質(zhì)，在水泵體上設(shè)有旁泄孔，漏出封水圈的水可由旁泄孔排出，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏水并加以檢修。通常將水泵布置在汽油機(jī)的外部。（6）進(jìn)排氣管的布置：本設(shè)計(jì)中將直列式汽油機(jī)的進(jìn)排氣管分別布置在汽油機(jī)的兩側(cè)，它有利于汽缸蓋進(jìn)排氣管道的流通，進(jìn)排氣管拆裝也方便9。2.3 本章小結(jié)本章主要介紹了車用柴油機(jī)總體方案的設(shè)計(jì)方法。其中包括氣缸數(shù)、壓縮比、額定轉(zhuǎn)速、活塞平均速度、氣缸直徑等參數(shù)的的具體設(shè)計(jì)和計(jì)算方法。這一章里把沖程數(shù)、體積流量、等參數(shù)作為初始已知數(shù)據(jù)，經(jīng)過給定的方法，計(jì)算出活塞行程氣缸直徑曲柄半徑等初始數(shù)據(jù)，本設(shè)計(jì)采用渦輪增壓中冷，選擇直接噴射燃燒室，一些參數(shù)選擇結(jié)果如表2-1。表2-1 方案選擇結(jié)果技術(shù)

42、參數(shù)選擇結(jié)果技術(shù)參數(shù)選擇結(jié)果沖程數(shù)4活塞平均速度cm/(ms-1)9.46氣缸數(shù)i6曲柄半徑與連桿長(zhǎng)度比0.3壓縮比10.8曲柄半徑43額定轉(zhuǎn)速n/(rpm)3300連桿長(zhǎng)度l/(mm)144行程缸徑比s/d1.06氣缸中心距與缸徑比1.17氣缸直徑d/(mm)81氣缸中心距l(xiāng)o/(mm)95活塞行程s/(mm)86發(fā)火次序1-5-3-6-2-4 9 中南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3熱計(jì)算及熱平衡 3 熱計(jì)算與熱平衡柴油機(jī)的主要參數(shù)是通過對(duì)其進(jìn)行熱計(jì)算而得到的，因此，在設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，首先要選取一些基本參數(shù)并對(duì)其進(jìn)行熱計(jì)算，在計(jì)算中要引進(jìn)一些必要的基本原則作為選取原始參數(shù)的依據(jù)，無論是柴油機(jī)的熱計(jì)算，還

43、是柴油機(jī)的后續(xù)計(jì)算都可以采用這些參數(shù)。對(duì)于車用柴油機(jī)的熱計(jì)算，其主要設(shè)計(jì)參數(shù)為四個(gè)氣缸，熱計(jì)算用分析法可以有足夠的準(zhǔn)確程度來確定新設(shè)計(jì)的柴油機(jī)的主要參數(shù)以及校核現(xiàn)實(shí)工作柴油機(jī)實(shí)際循環(huán)的完善程度。本章節(jié)將從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行技術(shù)分析：燃料、工質(zhì)參數(shù)、周圍介質(zhì)參數(shù)和剩余氣體、進(jìn)氣過程、壓縮過程、燃燒過程、膨脹過程、工作循環(huán)指示參數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)有效指標(biāo)、柴油機(jī)示功圖的繪制、熱平衡、柴油機(jī)外特性計(jì)算等。3.1 熱計(jì)算3.1.1 燃料燃燒及成分確定燃料的平均元素成分和分子量：c=0.870 h=0.126 o=0.004燃料低熱值：=42860j/kg（1）工質(zhì)參數(shù)燃料1kg柴油燃料，理論上所必須的空氣量

44、(3-1) (3-2)過量空氣系數(shù)是燃燒1kg燃料時(shí)，實(shí)際空氣量與理論必需空氣量lo之比。降低值是強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程的有效方法之一。對(duì)于給定功率的發(fā)動(dòng)機(jī)，減小過量空氣系數(shù)，則可以減小氣缸尺寸。但是隨著的降低，會(huì)引起燃料燃燒不完全，惡化了經(jīng)濟(jì)性，并增大了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱應(yīng)力?？芍鰤翰裼蜋C(jī)的取值范圍一般是1.61.8之間。本設(shè)計(jì)中=1.7。（2）可燃混合氣新鮮充量在=1.7 ，=0.85 kmol/kg (3-3)（3）燃燒產(chǎn)物單獨(dú)成分?jǐn)?shù)量 =0.0725 kmol/kg kmol/kg =0.728 kmol/kg =0.6732 kmol/kg式中：0.208為1kmol容積的空氣中氧氣所占的比

45、例；0.792為1kmol容積的空氣中氮?dú)馑嫉谋壤?。?） 燃燒產(chǎn)物的總量 =0.8815 kmol/kg (3-4)表3-1 燃燒產(chǎn)物的成分質(zhì)量 n8001.460.50.730.0480.5780.07250.0630.761520001.460.50.80.0620.6340.07250.0630.831533001.70.50.850.7280.6730.07250.0630.881535001.670.50.840.0620.6610.07250.0630.85923.1.2 周圍介質(zhì)參數(shù)和剩余氣體在增壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，參考本機(jī)特點(diǎn)及柴油機(jī)一般參考資料，選取參數(shù)如下：（1）周圍環(huán)境壓

46、力：=0.1mpa，周圍環(huán)境溫度：=293k（2）周維介質(zhì)壓力：采用中度增壓，則（3）周圍介質(zhì)溫度即壓氣機(jī)后的空氣溫度為：h (3-5)式中，為壓氣機(jī)（增壓器）中空氣的壓縮多變指數(shù)，根據(jù)文獻(xiàn)資料，取值范圍為1.42.0。此處取，則有，k。（4）剩余氣體壓力：由文獻(xiàn)知道，對(duì)廢氣渦輪增壓的汽車柴油機(jī)來說，其殘余廢氣壓力為: ，曲軸轉(zhuǎn)速高的發(fā)動(dòng)機(jī)取大些。這里取=0.960.17=0.163mpa。對(duì)于其他轉(zhuǎn)速工況， (3-6)式中，為額定工況下的殘余廢氣壓力mpa；為額定工況下的曲軸轉(zhuǎn)速，rpm，帶入數(shù)據(jù)，得=4.12。（5）殘余廢氣溫度殘余廢氣的溫度是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)型式、壓縮比、轉(zhuǎn)速及過量空氣系數(shù)等因

47、素決定的，其值處于下列范圍：柴油機(jī)600900k。在確定的過程中必須注意到，當(dāng)壓縮比提高和工作混合氣加濃時(shí)，殘余廢氣的溫度便下降，而發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速升高時(shí)則值升高。本設(shè)計(jì)取值額定工況=750k。3.1.3 進(jìn)氣過程充氣過程中，因?yàn)槌淞渴盏桨l(fā)動(dòng)及熱零件的預(yù)熱，所以新鮮充量的溫度稍有升高。為得到良好的發(fā)動(dòng)機(jī)充氣，在標(biāo)定速度工況上，對(duì)于增壓柴油機(jī)，新鮮充量的預(yù)熱溫度t的數(shù)值一般為-5+10。這里取額定工況時(shí)t=6。而其他轉(zhuǎn)速工況， (3-7) 式中，和分別為發(fā)動(dòng)機(jī)在額定工況下的工作時(shí)的溫升和轉(zhuǎn)速。（1）進(jìn)氣的充量密度 (3-8) 式中：為進(jìn)氣充量密度，；為氣體常數(shù)，=287j/kgk;其余符號(hào)如前所述，代入得：（2）進(jìn)氣壓力損失由于進(jìn)氣系數(shù)阻力和氣缸中充量運(yùn)動(dòng)速度的衰減所引起的壓力損失，采用某些假設(shè)后可以由伯努利方程求得： (3-9)現(xiàn)代汽車柴油機(jī)在額定工況下：=2.54.0及=50130m/s，對(duì)于進(jìn)氣系統(tǒng)加工過的內(nèi)表面，可以=2.7和=70m/s計(jì)算得=0.011mpa。這是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度工況和考慮到在增壓和非增壓柴油機(jī)的進(jìn)氣系數(shù)不大的流體阻力來選取的。