488Q天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)—總體方案設(shè)計(jì)和計(jì)算

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汽油機(jī)拆裝實(shí)習(xí)報(bào)告.doc---(點(diǎn)擊預(yù)覽)

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A0-488Q天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)總體最終版.exb

A2-氣缸蓋罩.exb

A3-供氣系統(tǒng)示意圖.exb

A3-包絡(luò)線.exb

A3-排氣歧管.exb

A3-排氣管罩.exb

A3-進(jìn)氣歧管.exb

A4-488Q氣缸套.exb

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關(guān) 鍵詞：: 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī) 總體整體方案設(shè)計(jì) 以及計(jì)算

資源描述：

A0-488Q天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)總體.jpg

A2-氣缸蓋罩.jpg

A3-包絡(luò)線.jpg

A3-供氣系統(tǒng)示意圖.jpg

A3-進(jìn)氣歧管.jpg

A3-排氣管罩.jpg

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A4-488Q氣缸套.jpg

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字?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì).jpg

內(nèi)容簡介：: XX設(shè)計(jì)(XX)開題報(bào)告學(xué)生姓名：XXXXX學(xué)號：XXXXXX學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：XXXXX設(shè)計(jì)(論文)題目：488Q天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)-總體方案設(shè)計(jì)和計(jì)算指導(dǎo)教師：XXXXXXX年X月XX日1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫1500字左右的文獻(xiàn)綜述（包括研究進(jìn)展，選題依據(jù)、目的、意義）文獻(xiàn)綜述一、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)天然氣汽車是以油改天然氣為燃料的一種氣體燃料汽車。天然氣甲烷含量一般在90%以上，是一種很好的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。車用壓縮天然氣的壓力一般在20MPa左右。可將天然氣，經(jīng)過脫水、脫硫凈化處理后，經(jīng)多級加壓制得。其使用時(shí)的狀態(tài)為氣體。1、燃燒穩(wěn)定，不會產(chǎn)生爆震，并且冷熱起動(dòng)方便。2、壓縮天然氣儲運(yùn)，減壓，燃燒都在嚴(yán)格的密封狀態(tài)下進(jìn)行，不易發(fā)生泄露。另外其儲氣瓶經(jīng)過各種特殊的破壞性試驗(yàn)，安全可靠。3、壓縮天然氣燃燒安全，積碳少，減少氣阻和爆震，有利于延長發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的使用壽命，減少維修保養(yǎng)次數(shù)，大幅度降低維修保養(yǎng)成本。4、可減少發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油消耗量。5、使用壓縮天然氣與汽油相比，可大幅度降低，一氧化碳，二氧化硫，二氧化碳等的排放。并且沒有苯，鉛等致癌和有毒物質(zhì)危害人體健康。2、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)業(yè)內(nèi)評價(jià)1、天然氣汽車是清潔燃料汽車.天然氣汽車的排放污染大大低于以汽油為燃料的汽車，尾氣中不含硫化物和鉛，一氧化碳降低80%，碳?xì)浠衔锝档?0%，氮氧化合物降低70%.因此，許多國家已將發(fā)展天然氣汽車作為一種減輕大氣污染的重要手段.2、天然氣汽車有顯著的經(jīng)濟(jì)效益.可降低汽車營運(yùn)成本，天然氣的價(jià)格比汽油和柴油低得多，燃料費(fèi)用一般節(jié)省50%左右，使?fàn)I運(yùn)成本大幅降低.由于油氣差價(jià)的存在，改車費(fèi)用可在一年之內(nèi)收回.可節(jié)省維修費(fèi)用.發(fā)動(dòng)機(jī)使用天然氣做燃料，運(yùn)行平穩(wěn)、噪音低、不積炭，能延長發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命，不需經(jīng)常更換機(jī)油和火花塞，可節(jié)約50%以上的維修費(fèi)用.3、比汽油汽車更安全首先與汽油相比，壓縮天然氣本身就是比較安全的燃料.這表現(xiàn)在：燃點(diǎn)高.天然氣燃點(diǎn)在650.c以上，比汽油燃點(diǎn)（427.c）高出223.c，所以與汽油相比不易點(diǎn)燃.密度低.與空氣的相對密度為0.48，泄漏氣體很快在空氣中散發(fā)，很難形成遇火燃燒的濃度.辛烷值高.可達(dá)130，比目前最好的96號汽車辛烷值高得多，抗爆性能好.爆炸極限窄.僅515%，在自然環(huán)境下，形成這一條件十分困難.釋放過程是一個(gè)吸熱過程.當(dāng)壓縮天然氣從容器或管路中泄出時(shí)，泄孔周圍會迅速形成一個(gè)低溫區(qū)，使天然氣燃燒困難.其次，壓縮天然氣汽車所用的配件比汽油車要求更高.表現(xiàn)在：國家頒布有嚴(yán)格的天然氣汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).從加氣站設(shè)計(jì)、儲氣瓶生產(chǎn)、改車部件制造到安裝調(diào)試等，每個(gè)環(huán)節(jié)都形成了嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).設(shè)計(jì)上考慮了嚴(yán)密的安全保障措施.對高壓系統(tǒng)使用的零部件，安全系數(shù)均選用1.5-4以上，在減壓調(diào)節(jié)器、儲氣瓶上安裝有安全閥，控制系統(tǒng)中，安裝有緊急斷氣裝置.儲氣瓶出廠前要進(jìn)行特殊檢驗(yàn).氣瓶經(jīng)常規(guī)檢驗(yàn)后，還需充氣作火燒、爆炸、墜落、槍擊等試驗(yàn)，合格后,方能出廠使用.中外發(fā)展天然氣60年來，從未出現(xiàn)過因天然氣爆炸、燃燒而導(dǎo)致車毀人亡的事實(shí)證明，壓縮天然氣汽車是十分安全可靠的.4、CNG汽車的動(dòng)力性略有降低.燃用天然氣時(shí)，動(dòng)力性略下降515%.5、改裝一次性投資較大，改裝一輛CNG汽車大約需4000-6000元，隨著日后技術(shù)的不斷進(jìn)步，費(fèi)用會繼續(xù)降低。三、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.目前國內(nèi)外大多廠家的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)都是由柴油機(jī)改裝,天然氣與柴油相比其燃燒特性區(qū)別很大,相應(yīng)關(guān)鍵部件必須重新設(shè)計(jì)1,主要有:1)氣缸蓋部件設(shè)計(jì),加強(qiáng)火花塞周圍的冷卻效果,改進(jìn)氣道渦流,減少火花塞周圍的渦流2,使缸內(nèi)混合氣體更容易點(diǎn)燃;氣門和座圈的錐面結(jié)構(gòu)改進(jìn)和選用新型材料,減小由于排溫高和天然氣無潤滑性等因素造成的氣門和座圈磨損。2)凸輪軸設(shè)計(jì),減小氣門重疊角,保證較高的充氣效率、減少掃氣帶來的燃料損失及HC排放、降低排氣溫度。3)活塞設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)更快和更充分的燃燒、縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x以降低爆震傾向。以上部件優(yōu)劣是影響天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)性能的重要因素。2.目前天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)大部分采用稀薄燃燒技術(shù),與當(dāng)量燃燒相比發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒溫度較低,因此,可以減小熱損失和熱負(fù)荷,提高了熱效率、改善了燃料經(jīng)濟(jì)性,同時(shí)可以減少NOx排放。天然氣動(dòng)機(jī)的燃燒、排放及燃料消耗率隨過量空氣系數(shù)的變化情況,如圖1所示,綜合排放性和經(jīng)濟(jì)性考慮,當(dāng)過量空氣系數(shù)1.5左右時(shí)最佳,所以稀薄燃燒技術(shù)是天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳選擇3。3.目前天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用單點(diǎn)噴射稀薄燃燒技術(shù),優(yōu)點(diǎn)是空氣和燃料預(yù)混合充分均勻,失火和爆能得到很好控制,但是發(fā)動(dòng)機(jī)的響應(yīng)速度略顯遲緩;而采用多點(diǎn)噴射技術(shù)面臨很多問題,因?yàn)槟壳爸械裙β室陨咸烊粴獍l(fā)動(dòng)機(jī)均由柴油機(jī)改制而成,原機(jī)各缸進(jìn)氣量的差異約10%15%,加之噴射閥燃?xì)夤┙o量差異約5%10%,這樣各缸的空燃比總體差異約15%25%。而稀薄燃燒一般失火極限控制在5%10%之間,同時(shí)還受到燃?xì)鈿赓|(zhì)和環(huán)境等因數(shù)的影響,多點(diǎn)噴射很可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)的失火和爆震等非正常燃燒。在多點(diǎn)噴射控制技術(shù)不成熟之前,預(yù)混合單點(diǎn)精確噴射控制在目前市場占主導(dǎo)地位。4.當(dāng)量燃燒天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)需要點(diǎn)火能量是汽油機(jī)的3倍左右,而稀薄燃燒天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)需要的點(diǎn)火能量是當(dāng)量燃燒的1.5倍左右,那么稀薄燃燒天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)是汽油機(jī)的4.5倍左右,可見天然氣燃料火性能更差。這樣傳統(tǒng)的汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)根本不適應(yīng)于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。因而需要采用高能量數(shù)字點(diǎn)火技術(shù),計(jì)算機(jī)芯片來精確控制點(diǎn)火的能量和時(shí)間:1)點(diǎn)火能量太小不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)性能要求,點(diǎn)火能量過大又是浪費(fèi),而且涉及到相應(yīng)部件(點(diǎn)火線圈、高壓線和火花塞等)的承受力問題。在現(xiàn)有部件能夠承受的條件下,將點(diǎn)火能量控制到一個(gè)能夠滿足需要的合適程度是十分必要的。2)準(zhǔn)確的點(diǎn)火時(shí)間對發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率至關(guān)重要,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以控制點(diǎn)火的時(shí)間,其精確度可以達(dá)到微秒級。四、研究目的以4G15S為原型，改進(jìn)研發(fā)出488Q。綜合考核學(xué)生四年所學(xué)知識掌握程度，以此培養(yǎng)學(xué)生對課題的研究等綜合能力。使學(xué)生熟悉內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)中項(xiàng)目計(jì)劃，工作進(jìn)度安排，查閱相關(guān)資料，方案對比和最終方案確定，設(shè)計(jì)計(jì)算，圖紙表達(dá)和撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。設(shè)計(jì)答辯過程，鞏固和提高機(jī)械設(shè)計(jì)，內(nèi)燃機(jī)知識，材料知識，工藝知識，計(jì)算機(jī)繪圖和答辯演講的能力，初步獲得運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識解決工程實(shí)際問題，達(dá)到綜合鍛煉的目的。五、研究意義本次發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體設(shè)計(jì)，意在對4G15S進(jìn)行改良升級，考慮我國壓縮天然氣燃料的燃燒特點(diǎn)以及國內(nèi)外天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀制定出改良計(jì)劃，設(shè)計(jì)出具有優(yōu)良動(dòng)力性能，經(jīng)濟(jì)性的實(shí)用機(jī)型。2本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：一、課題的研究內(nèi)容1.本課題的主要任務(wù)以4G15S為模型，要求設(shè)計(jì)488Q天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，具有特征：直列4缸缸徑88.0mm，自然吸氣，壓縮比12.5，雙頂置凸輪軸搖臂驅(qū)動(dòng)氣門（DOHC），16氣門，多點(diǎn)噴射（MPI）鋁合金機(jī)體，干式氣缸套，用于經(jīng)濟(jì)型轎車配置。由此可見，此設(shè)計(jì)關(guān)鍵之處是要將機(jī)體改為鋁合金，汽缸套為干式，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計(jì)，完成488Q天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的的參數(shù)設(shè)計(jì)。2.本課題解決的問題本課題意在改進(jìn)4G15S，鋁合金機(jī)體能充分減輕整機(jī)重量，以及改進(jìn)之后能達(dá)到更好的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能。二、課題的研究步驟和方法1.查閱相關(guān)資料了解內(nèi)燃機(jī)特別是車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的國內(nèi)外現(xiàn)狀，常規(guī)結(jié)構(gòu)和典型升級技術(shù)，先進(jìn)制造技術(shù)工藝技術(shù)，汽車對發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)性能的要求，環(huán)保對發(fā)動(dòng)機(jī)排放的要求，發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算和設(shè)計(jì)方法。重點(diǎn)了解發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的類型，結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度計(jì)算。鍛煉能熟練查閱技術(shù)文獻(xiàn)，資料，手冊，工具書等的能力。2.拆裝4G15S汽油發(fā)動(dòng)機(jī)了解并分析結(jié)構(gòu)，確定改型方案。重點(diǎn)了解機(jī)體總成的結(jié)構(gòu)，冷卻方式，原機(jī)型的機(jī)體總成參數(shù)和對整機(jī)工作的影響。拆裝是要同步拍攝照片，注意方法，確保裝配準(zhǔn)確。同時(shí)對實(shí)驗(yàn)室同期拆裝的其它發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了解和對比。3確定設(shè)計(jì)技術(shù)方案在方案設(shè)計(jì)階段，應(yīng)當(dāng)對多種方案進(jìn)行研究和對比，經(jīng)過篩選，留下少數(shù)方案，便于指導(dǎo)老師討論，做出最后的選擇。設(shè)計(jì)要點(diǎn)和需要考慮的問題：1.壓縮天然氣燃料CNG的燃燒特性和動(dòng)力性能與汽油燃料的不同特點(diǎn)；2.原機(jī)型的機(jī)體總成結(jié)構(gòu)和材料，冷卻方式，對整機(jī)工作的影響；3.新的機(jī)體總成結(jié)構(gòu)，冷卻和潤滑通道，結(jié)構(gòu)參數(shù)，設(shè)計(jì)理由：（由連桿運(yùn)動(dòng)軌跡確定內(nèi)腔空間此存）4.機(jī)體為鋁合金，濕式氣缸套結(jié)構(gòu)，如何減輕重量并保證足夠的強(qiáng)度和剛度，耐磨損和耐腐蝕性；汽缸套結(jié)構(gòu)；冷卻水套；潤滑道結(jié)構(gòu)；5.對曲軸的支承結(jié)構(gòu)和油底殼及其他附件的安裝結(jié)構(gòu)；6.機(jī)體的加工工藝；三、繪制圖紙采用CAXA或者CAD制圖，要求設(shè)計(jì)圖紙符合國家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)表達(dá)完整，尺寸標(biāo)注正確，必要的技術(shù)要求，標(biāo)題欄符合規(guī)范。四、編寫設(shè)計(jì)說明書將方案經(jīng)行全面的分析，論證，將自己在設(shè)計(jì)中考慮的問題的出發(fā)點(diǎn)，決策依據(jù)，計(jì)算和說明予以充分的表達(dá)。匯成一本設(shè)計(jì)說明書。說明設(shè)計(jì)書應(yīng)該一邊設(shè)計(jì)一邊編寫五、準(zhǔn)備演講PPT畢業(yè)答辯時(shí)需準(zhǔn)備好PPT，務(wù)必在答辯之前將PPT精心制作完成。參考文獻(xiàn)1車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究與發(fā)展劉凱席躍進(jìn)上海柴油機(jī)股份有限公司,上海2004382陳家瑞汽車構(gòu)造（上下冊）第五版人民交通出版社，2006年6月3周龍保內(nèi)燃機(jī)學(xué)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社4標(biāo)準(zhǔn)GB18047-2000車用壓縮天然氣5汽車發(fā)動(dòng)機(jī)總成拆裝.華東科技大學(xué)出版社，20076朱仙鼎中國內(nèi)燃機(jī)工程師手冊上?？茖W(xué)技術(shù)出版社2000年9月7王明華內(nèi)燃機(jī)節(jié)能手冊化學(xué)工業(yè)出版社8劉克銘，黃永波遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧阜新（123000）9徐兀汽車發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)代設(shè)計(jì)北京人民交通出版社1995年8月10工程熱力學(xué)沈維道，童鈞耕主編，高等教育出版社11機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版），西北

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