柴油机课程设计指导书

柴油机课程设计指导书

内燃机课程设计指导书⼭东⼤学内燃机研究所

内燃机课程设计指导书

⼀、本课程设计的⽬的

根据本专业的要求，选定195柴油机为本课程设计的设计机型。通过本课程设计达到下述⽬的：1、巩固、验证、加深和扩⼤本专业已学专业课的有关知识；

2、初步学会运⽤所学理论和知识解决问题的⽅法；

3、初步掌握内燃机设计的⼀般程序和⽅法；

4、进⼀步培养设计、计算和绘图能⼒、资料整理能⼒；

5、为随后的毕业设计⼯作打下基础。

⼆、本课程设计的任务

学⽣应在设计期限内完成195柴油机标定⼯况下的动⼒计算、⼀个主要运动零件的设计计算、绘制195柴油机的纵剖⾯图和连杆零件图或横剖⾯图和曲轴零件图。

（⼀）编制设计说明书1、设计说明书应包括的内容

1）封⾯；

2）⽬录；

3）原始资料及数据；

4）动⼒机算：建⽴数学模型（整理在正⽂中）；

编制动⼒计算源程序（源程序清单放在附录中）；

打印计算结果（放在附录中）；

绘制曲线附图（放在附录中）；5）总体设计；

6）强度计算：对所要绘制的零件图的零件进⾏强度计算；

7）参考资料及⽂献

8）附录

2、设计说明书的书写要求

统⼀稿纸，正规书写；

竖订横写，在主要零件强度部分，每页右侧25mm处画⼀竖线，留出空⽩，在此

空⽩内标出所计算的主要数据。

（⼆）设计图纸绘制要求l、对纵、横剖⾯图的绘制要求

1）读懂设计参考图纸，对参考图中的不合理结构以及绘制错误的地⽅加以改正；

2）视图、剖视完整正确，尽可能完善地表达结构；

3）严格按绘图标准绘制线条和⽂字、数字。2、对零件图的绘制要求

1）严格按照国标标注尺⼨精度和形状位置公差；

2）注出必要的技术条件，汉字需⽤仿宋体。

三、本课程设计的要求

（⼀）要独⽴完成

学⽣对设计中遇到的问题、应通过思考提出⾃⼰的意见，与指导教师讨论。不应向教师索要答案。教师可以指出解决问题的⽅向和要点，具体答案应由学⽣⾃⼰提出。

（⼆）要正确运⽤设计资料

在设计计算中，学⽣要主动、认真地查阅和运⽤有关资料、图纸，要准确地选取计算公式、参数及结构形式。要学会熟练运⽤规范⼿册，努⼒提⾼设计⼯作的系列化、标准化、通⽤化程度。

（三）要全⾯综合地考虑问题

设计中既要保证理论计算的准确⽆误，⼜要⼒争结构设计的合理性和先进性，还要认真考虑⼯艺实现的可能。要切忌“纸上谈兵”。

（四）要认真对待，按时完成

设计计算中要认真、细致，随时检查计算的正确与否，努⼒避免不必要的返⼯现象。绘图前应合理安排视图位置及需剖视的部位，尽量减少不必要的改动。

在设计期间应抓紧时间，按规定进度，保质保量地完成设计任务。

在设计期间，学⽣不得⽆故缺席，有事必须请假，并需经教师批准。

四、设计计算的具体要求及提⽰

（⼀）动⼒计算1、活塞位移、速度、加速度的计算结果以每10°曲轴转⾓为间隔，⾃0°～360°打

印计算结果（附表1）并绘制曲线（附图1）。2、以10°曲轴转⾓为间隔，⾃0°～720°打印以下各参数的计算结果并绘制曲线：

⽓体作⽤⼒p、往复惯性⼒、沿⽓缸中⼼线作⽤的合⼒（附表2和附图2）；

g

⽓缸侧压⼒、连杆⼒、切向⼒、径向⼒（附表3和附图3）；

连杆轴颈负荷、连杆轴承负荷（附表4和附图4）；

主轴颈负荷、主轴承负荷（附表5和附图5）。

（⼆）总体设计

内容应包括：总体结构型式；燃烧室结构型式；主要固定件（⽓缸盖、⽓缸体、油底壳等）的结构型式；主要运动件（活塞、连杆、曲轴、平衡装置等）的结构型式；

燃油系统、配⽓系统、润滑系统、冷却系统、起动系统等的组成。

（三）主要运动零件的设计计算1、曲轴的设计计算

内容应包括：曲轴结构型式的选择；曲轴材料的选择；主要尺⼨的确定；结构细节的确定；疲劳强度校核；为提⾼曲轴强度需采⽤的⼯艺措施的分析。2、连杆的设计计算内容应包括：连杆材料的选择；连杆长度的确定；连杆⼩头的结构设计与强度、刚度计算；连杆杆⾝的结构设计与强度计算；连杆⼤头的结构设计与强度、刚度计算；连杆螺栓的设计。

（四）关于纵、横剖⾯图的绘制1、绘图前应根据结构拆装实习所了解的195柴油机结构情况，结合参考样机的纵横剖⾯图、零件图、产品说明书，全⾯熟悉195柴油机的结构状况。

2、纵、横剖⾯图应按照总体设计⽅案尽可能多地表达195柴油机地内、外部结构情况。对图上凡是能够表达的零件结构，要详细地参阅有关零、部件图纸或图册，了解其具体结构、采⽤的材料，主要尺⼨核加⼯⼯艺等。3、绘制195柴油机纵、横剖⾯图宜选⽤A0号图纸，⽤1：1⽐例绘制，图上所有的零件结构都应按⽐例绘制。

4、合理布置视图位置：⽓缸中⼼线应居中；适当安排曲轴中⼼线位置，以使整个视图居中；曲柄连杆机构应绘制成活塞位于上⽌点的位置。5、所有标准件及零件结构要素都应查阅相关设计⼿册，严格按标准绘制。

6、标题栏应按机械制图的规定绘制和填写。

（五）关于零件图的绘制1、曲轴零件图宜⽤A1图纸，连杆零件图宜⽤A2图纸；按1：1⽐例尺绘制。

合理布置视图，尽可能完善清楚地表达零件结构和尺⼨。努⼒做到不漏尺⼨和加⼯符号等。对细⼩结构应有局部放⼤视图加以表达。图纸上所标注的精度及光洁度要求，应能既满⾜设计要求，⼜考虑到⼯艺实现的可能和⽅便。所有的形状位置公差都应标注在图⾯适当位置上。其它要求⽤⽂字准确、简练地表达在技术条件中。

（六）关于设计答辩

学⽣在完成全部设计任务后应参加课程设计答辩。

设计成绩由平时成绩（包括学习态度、⼯作作风、独⽴完成设计的能⼒等）、设计作业及答辩结果三⽅⾯决定。

五、参考资料1、内燃机学周龙保编机械⼯业出版社

2、内燃机设计吉林⼯⼤杨连⽣主编

3、机械零件设计⼿册东北⼯学院

4、195柴油机说明书莱阳动⼒机械⼚

5、195柴油机图纸

6、机械制图

7、国家标准形状和位置公差

8、柴油机设计⼿册

六、课程设计进度安排（总计2周，10天）1、布置设计任务，各种准备⼯作占⽤0.5天；

2、设计计算阶段3.5天；

3、绘制纵或横剖⾯图1张，零件图1张约占5天；

4、整理设计说明书以及设计答辩约占1天（第⼆周周五下午答辩）。

内燃机课程设计任务书

参照SD195型柴油机，设计绘制⼀台单缸农⽤卧式⽔冷四⾏程柴油机的纵或横剖⾯图，曲轴或连杆零件⼯作图。并进⾏动⼒计算及主要零件的强度计算。

标定功率 kW P e 8.8=标定转速 m i n /2000r n = 标定⼯况点燃油消耗率 h kW g g e ?=/258

学⽣姓名： 班级：

指导教师：

附录1：SD195型柴油机主要技术规格及有关数据

⽓缸直径（mm）95

活塞⾏程（mm）115

活塞平均速度（m/s）7.67

总排量(l) 0.817

压缩⽐18~20

燃烧室型式涡流室

⽓缸套型式湿式

标定转速（r/min）2000

标定⼯况点燃油消耗率（g／kW·h）≤258.4

机油消耗率（g／kW·h）≤3.4

排⽓温度℃≤470

平均有效压⼒（kPa）650

最底空载稳定转速（r/min）≤800

曲轴旋转⽅向（⾯向功率输出端）逆时针

供油提前⾓13±2°

喷油压⼒（MPa）（12.2±0.5）

润滑⽅式压⼒与飞溅复合式

冷却⽅式⽔冷强制循环，蒸发冷却机油压⼒（kPa）（指⽰阀顶起）98～392 外型尺⼨（长×宽×⾼）752×528×593

净重（不包括⽔、油、底架、散热140～160

器及传动装置）（kg）

附录2 195柴油机⽓体压⼒实测值Pe＝8.8kW, n=2000r/min

附录3

曲柄半径R（mm）57.5 连杆长度L（mm）210 活塞组重量（kg） 1.38 连杆往复部分重量（kg）0.543 连杆旋转部分重量（kg） 1.267 曲柄销重量（kg）0.563 曲柄销重⼼回转半径（mm）57.5 曲柄臂重量（kg） 1.15 曲柄臂重⼼回转半径（mm）41.5 平衡块重量（kg） 2.3 平衡块重⼼回转半径（mm）68.8 连杆偏⼼距（mm）7

连杆⼩头过盈量（mm）0.068

附录4 课程设计答辩复习提纲1、你所设计的195柴油机采⽤何种曲柄连杆机构？说明采⽤这种机构的原因。连杆⽐?

λ=如何选取λ值？

2、你所设计的柴油机采⽤何种燃烧室？说明这种燃烧室的具体结构及优缺点。

3、说明连杆⼤头的结构型式。有何优缺点？连杆⼤头盖采⽤何种⽅式定位？与其他定位⽅式

⽐较有何优缺点？4、说明提⾼曲轴强度的结构措施和⼯艺措施。

5、说明配⽓机构的组成。说明⽓门、⽓门弹簧、⽓门弹簧座、扣⽡的安装过程。说明⽓门间

隙的调整⽅法。6、说明润滑系统的组成，何种部位采取何种润滑⽅式？

7、说明冷却系统的组成。

8、你所设计的柴油机采⽤何种⽅式起动？为了改善起动性能采取了哪些措施？

9、说明燃油系统的组成以及各部分的具体结构。

10、说明单缸机中有哪些振动⼒源，你所设计的195柴油机采⽤了哪些平衡措施？

11、介绍曲轴的设计计算要点。

12、介绍连杆的设计计算要点。

13、说明所绘制的零件图中技术条件的意义；介绍主要尺⼨、型式、材料、尺⼨公差、表

⾯硬度、粗糙度、主要形位公差及确定原因。14、说明活塞的位移、速度、加速度的变化规律以及加速度的极值情况。

15、说明往复运动质量和旋转运动质量的组成以及侧压⼒、连杆⼒、切向⼒、径向⼒的作

⽤位置。16、简述绘制连杆轴颈（承）、主轴颈（承）极坐标负荷图的数学模型以及如何利⽤负荷图

获取轴颈（承）负荷的⼤⼩、⽅向、作⽤点。