柴油機曲軸飛輪組開題報告

1、河南科技大學（論文）開題報告課題名稱Z398柴油機（曲軸飛輪組）設計學生姓名劉新勝專業(yè)班級熱發(fā)092班課題類型工程設計指導教師劉建新職稱教授課題來源生產（學生填表）院系：車輛與動力工程學院2013年4月15日1.設計（或研究）的依據(jù)與意義柴油機具有良好的經濟性、動力性及較高的熱效率等顯著優(yōu)點，在汽車節(jié)能等方面 有較大的潛力。經過多年的研究和新技術的應用，現(xiàn)代柴油機的現(xiàn)狀已與往日不可同日 而語。隨著電控噴射、高壓共軌、渦輪增壓、中冷等先進技術的應用，柴油機在重量、 噪音、煙度等方面已取得了重大的突破。最先進技術的柴油機，升功率可達到30 50kWh/L，扭矩儲備系數(shù)可達到0.35以上，最低燃油耗

2、可達到198g/kWh，標定功率油 耗可達到204g/kWh；柴油機被廣泛應用于船舶動力、發(fā)電、灌溉、車輛動力等廣闊的 領域。我國小缸徑多缸增壓柴油機已取得了較快的發(fā)展，但整個市場的需求還在增長。農用車是我國的一個特色的運輸車品種，農用車投資非常少、產品運輸能力強、產 出大，正好滿足了建設節(jié)約型社會、提高資源使用效率的需求，從整個國家來講，具有 長遠的戰(zhàn)略意義。而此次研究的Z398柴油機以其設計緊湊，啟動輕便，維修簡便,技術經 濟指標先進，能為于扶拖拉機、水泵、電站、運輸及多種農副業(yè)加工機械和設備作配套 動力，在工農業(yè)生產中得到廣泛的應用，具有很大的農村市場。隨著全球性能源短缺和環(huán)境污染問題的

3、日益突出，降低燃油消耗率和排氣中的有害 氣體成分越來越成為了內燃機燃燒系統(tǒng)研究的重要課題。直噴式燃燒系統(tǒng)由于具有良好 的燃油經濟性，結構簡單、啟動容易等優(yōu)點，因此本次設計的Z398柴油機采用直噴式 燃燒系統(tǒng)。曲軸是發(fā)動機中最重要的零件之一，發(fā)動機的全部功率都是通過它輸出的。而且曲 軸是在不斷周期性變化的力、力矩（包括扭矩和彎矩）的共同作用下工作的，極易產生 疲勞破壞。曲軸形狀復雜，應力集中嚴重，因此設計中必須使曲軸有足夠的疲勞強度， 以保證正常工作。由以上所述可以看出曲軸設計的重要性。本課題主要通過Z398柴油 機曲軸的設計研究，設計出合理的曲軸。國內外同類設計（或同類研究）的概況綜述曲軸是柴

4、油機中關鍵零件之一，其材質大體分為兩類：一是鋼鍛曲軸，二是球墨鑄 鐵曲軸。由于球墨鑄鐵曲軸成本較低，通過熱處理后能獲得抗疲勞強度、硬度和耐磨性。 所以球墨鑄鐵曲軸在國內外得到了廣泛應用。據(jù)統(tǒng)計資料顯示，車用發(fā)動機曲軸采用球 墨鑄鐵材質的比例在美國為90%,英國為85%,日本為60%。球鐵曲軸具有諸多優(yōu)點，國內外廣泛采用。但整體水平與國外還有相當差距，近年 來，我國內燃機曲軸專業(yè)生產廠家通過引進技術消化吸收和自行開發(fā)，總體水平有了較 大的提高，但是我國距世界先進水平仍相差很遠，甚至于還滿足不了我國內燃機工業(yè)技 術發(fā)展的要求。我國曲軸專業(yè)生產廠家不是很多，且整體規(guī)模小、專業(yè)化程度低、企業(yè) 設備陳舊

5、、產品設計和工藝落后、性能壽命和可靠性差、品種雜亂和“三化”程度低， 這些都影響了整機適應國內及國際市場的能力。內燃機零部件行業(yè)將面臨更加激烈的市 場競爭，也將迎來新的發(fā)展機遇。我們只有充分了解國內外內燃機曲軸技術水平，才能 制造出具有世界一流水平的內燃機曲軸，以實力參與市場競爭。從目前整體水平來看，毛坯的鑄造工藝存在生產效率低，工藝裝備落后，毛坯機械 性能還不穩(wěn)定、精度低、廢品率高等問題。生產方面，國內大部分專業(yè)廠家普遍采用普 通機床和專用組合機床組成的流水線生產，生產效率、自動化程序較低。而國外廣泛采 用數(shù)控技術和全自動控制生產線，具有較高的靈活性和適應性，使曲軸的加工精度、效 率、整體質

6、量顯著提高。曲軸的強化工藝技術。目前國內外曲軸常見的強化工藝大致有如下幾種:（1）氮化處 理。氮化能提高曲軸疲勞強度的20%60%。（2）噴丸處理。曲軸經噴丸處理后能提高疲 勞強度20%40%。圓角與軸頸同時感應淬火處理。該強化方式應用于球鐵曲軸時，能提 高疲勞強度20%,而應用于鋼軸時，則能提高100%以上。曲軸的機械加工技術。曲軸主軸頸和連桿軸頸的粗加工、半精加工工藝和精加工工 藝，大體分為以下幾種：（1）傳統(tǒng)的曲軸主軸頸及連桿軸頸的多刀車削工藝。（2）數(shù)控車 削工藝。（3）數(shù)控車一體。課題設計（或研究）的內容：1）查閱相關資料，確定總體設計方案；2）根據(jù)總體布局，繪制柴油機的橫剖圖；3）完成曲軸部件設計；4）撰寫設計說明書（12000字）；5）翻譯外文技術資料（10000字符）。曲軸圖、飛輪、主軸瓦、主軸承蓋及曲軸總成圖用計算機繪制；縱剖圖用于工繪制。設計（或研究）方法通過互聯(lián)網查詢資料，圖書館查詢相關資料，以及實驗室拆裝類似發(fā)動機來進行設 計研究Z398柴油機，圖書館借閱相關資料：內燃機設計楊連生著公差與技術測量機械工業(yè)出版社柴油機設計手冊中國農業(yè)機械出版社內燃機原理蔣德明著內燃機學報、內燃機工程、車用柴油機、小型內燃機與摩托車等。實施計劃第5周：查閱資料，撰寫開