柴油机活塞课程设计
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车用活塞课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解活塞在汽车发动机中的基本作用和重要性。
2. 学生能够掌握活塞的构造、工作原理及其相关术语。
3. 学生能够描述活塞运动对发动机性能的影响。
技能目标:1. 学生能够通过观察和实验,分析活塞在发动机中的运动规律。
2. 学生能够运用所学的知识,解释活塞与连杆、曲轴等部件的配合关系。
3. 学生能够设计简单的活塞运动模型,提升动手操作与问题解决能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能够培养对汽车工程技术的兴趣,激发学习内驱力。
2. 学生能够认识到科技发展对汽车行业的影响,增强社会责任感和创新意识。
3. 学生能够通过团队合作,培养沟通与协作能力,形成积极向上的学习氛围。
课程性质:本课程为汽车维修与检测专业的高年级课程,以实践性和应用性为主。
学生特点:学生具备一定的汽车基础知识,具有较强的动手操作能力和探究精神。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过课程学习,使学生达到预期的学习成果。
二、教学内容1. 活塞基本概念:活塞的定义、作用及其在发动机中的位置。
- 教材章节:第三章“发动机工作原理与构造”,第1节“活塞与连杆组件”。
2. 活塞构造与工作原理:- 活塞头部、裙部、销轴等部件的结构与功能;- 活塞与气缸的配合关系;- 活塞在发动机工作循环中的运动规律。
- 教材章节:第三章“发动机工作原理与构造”,第2节“活塞运动与发动机性能”。
3. 活塞材料与性能:- 常见活塞材料的特点及选择依据;- 活塞的热处理工艺;- 活塞的耐磨性能分析。
- 教材章节:第三章“发动机工作原理与构造”,第3节“活塞材料与性能”。
4. 活塞故障诊断与维修:- 活塞常见故障类型及其原因;- 活塞故障诊断方法;- 活塞维修工艺及注意事项。
- 教材章节:第四章“发动机维修”,第1节“活塞与连杆维修”。
5. 实践操作:- 活塞拆卸与安装;- 活塞检查与测量;- 活塞故障案例分析。
活塞设计课程设计一、教学目标本课程旨在通过活塞设计的学习,让学生掌握活塞的基本结构、工作原理和设计方法。
具体目标如下:1.了解活塞的定义、分类和应用领域。
2.掌握活塞的材料选择、形状设计和尺寸计算。
3.理解活塞在发动机中的工作原理和作用。
4.能够分析活塞的结构和性能要求,进行合理的设计。
5.能够运用相关软件或工具进行活塞的绘制和模拟。
6.能够进行活塞的实验操作,观察和分析实验结果。
情感态度价值观目标:1.培养学生对机械工程的兴趣和热情,提高学生对活塞设计的认识和重视。
2.培养学生团队合作和解决问题的能力,使学生在活塞设计过程中能够积极思考和创新。
二、教学内容根据课程目标,教学内容主要包括以下几个方面:1.活塞的基本概念和分类:介绍活塞的定义、特点和应用领域,分析不同类型的活塞及其应用场景。
2.活塞的材料选择:讲解活塞材料的性能要求,介绍常用活塞材料的特点和选择依据。
3.活塞的结构设计:教授活塞的形状设计、尺寸计算和强度分析,引导学生进行活塞结构的设计和实践。
4.活塞的工作原理和作用:解析活塞在发动机中的工作过程,阐述活塞在动力传递和燃烧过程中的作用。
5.活塞的实验和测试:安排活塞实验操作,让学生通过实验观察和分析活塞的性能和工作效果。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,将采用多种教学方法相结合的方式进行教学:1.讲授法:通过教师的讲解,传授活塞设计的基本知识和原理。
2.讨论法:学生进行小组讨论,分享活塞设计的思路和经验,促进学生之间的交流和合作。
3.案例分析法:分析具体的活塞设计案例,使学生能够将理论知识应用到实际问题中。
4.实验法:安排活塞实验操作,让学生通过实际操作观察和分析活塞的性能和工作效果。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的活塞设计教材,作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书:提供相关的活塞设计参考书籍,丰富学生的知识储备。
活塞零件课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握活塞零件的基本结构、工作原理及其在发动机中的作用;2. 使学生了解活塞零件的材料、加工工艺及其对发动机性能的影响;3. 帮助学生理解活塞零件的故障类型、原因及其维修方法。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析活塞零件结构、性能及故障问题的能力;2. 提高学生动手实践能力,学会使用工具对活塞零件进行检查、维修;3. 培养学生团队协作能力,能在小组讨论中积极参与,共同解决问题。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对汽车维修专业的学习兴趣,培养其敬业精神;2. 培养学生严谨、细致的工作态度,注重安全生产和环保意识;3. 培养学生遵守职业道德,尊重他人,具有良好的沟通和团队协作精神。
课程性质:本课程为汽车维修专业课程,注重理论与实践相结合,强调动手操作能力的培养。
学生特点:学生为中职二年级学生,具有一定的基础知识和动手能力,对汽车维修感兴趣,但学习主动性需提高。
教学要求:教师应采用启发式、讨论式教学方法,结合实际操作,引导学生主动学习,提高其分析问题和解决问题的能力。
同时,注重培养学生的职业道德和安全意识。
通过本课程的学习,使学生达到预定的学习成果,为后续课程和职业发展打下坚实基础。
二、教学内容1. 活塞零件的基本概念:包括活塞、活塞环、活塞销等零件的结构、材料及工作原理;教材章节:第二章“发动机活塞零件”2. 活塞零件的加工工艺:介绍活塞零件的铸造、机械加工、表面处理等工艺过程;教材章节:第二章“发动机活塞零件”3. 活塞零件的作用及性能要求:讲解活塞零件在发动机中的作用,分析其对发动机性能的影响;教材章节:第二章“发动机活塞零件”4. 活塞零件故障诊断与维修:分析活塞零件的常见故障类型、原因,介绍故障诊断方法及维修技巧;教材章节:第三章“发动机活塞零件的维修”5. 实践操作:组织学生进行活塞零件的拆装、检查、维修等实践活动;教材章节:第四章“发动机活塞零件的实践操作”教学进度安排:第一周:活塞零件的基本概念、作用及性能要求;第二周:活塞零件的加工工艺;第三周:活塞零件故障诊断与维修;第四周:实践操作。
柴油机活塞组课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解柴油机活塞组的基本结构及其工作原理;2. 学生能够掌握活塞、活塞环、活塞销等零部件的作用及相互关系;3. 学生能够了解柴油机活塞组在运行中的故障类型及其原因。
技能目标:1. 学生能够运用所学的知识对柴油机活塞组进行拆装和组装;2. 学生能够运用检测工具对活塞组进行常规检查,分析并解决简单故障;3. 学生能够通过查阅资料,了解并掌握活塞组的新技术、新工艺。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对柴油机维修工作的兴趣和热情,提高职业认同感;2. 培养学生严谨、细致的工作态度,养成良好的操作习惯;3. 培养学生的团队合作精神,提高沟通与协作能力。
本课程针对中职学校柴油机维修专业二年级学生设计,课程性质为理实一体化课程。
结合学生特点,课程目标注重理论知识与实践技能的相结合,突出实用性和操作性。
通过本课程的学习,使学生能够具备一定的柴油机活塞组维修技能,为今后从事相关工作打下坚实基础。
教学要求注重启发式教学,引导学生主动探究,提高学生分析问题和解决问题的能力。
课程目标的具体分解为后续教学设计和评估提供了明确的方向。
二、教学内容1. 柴油机活塞组结构及工作原理- 活塞、活塞环、活塞销的构造与功能- 活塞组在柴油机中的工作过程- 教材第二章第一节2. 柴油机活塞组的拆装与组装- 活塞组拆装工具的选择与使用方法- 活塞组拆装步骤及注意事项- 活塞组组装方法及质量检查- 教材第二章第二节3. 柴油机活塞组故障诊断与排除- 活塞组常见故障类型及原因- 故障诊断方法及流程- 排除故障的方法及技巧- 教材第二章第三节4. 柴油机活塞组新技术、新工艺介绍- 现代柴油机活塞组的设计特点- 新技术应用与发展趋势- 教材第二章第四节教学内容按照课程目标进行选择和组织,保证科学性和系统性。
教学大纲明确教学内容安排和进度,共计4个部分,分别对应教材第二章的四个节。
在教学过程中,注重理论与实践相结合,提高学生的操作技能和故障排除能力。
活塞课程设计全套一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握活塞的基本原理和结构,了解活塞在内燃机中的工作原理和性能,培养学生分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解活塞的定义、分类和基本结构;(2)掌握活塞的工作原理和性能;(3)熟悉活塞在内燃机中的应用。
2.技能目标:(1)能够分析活塞的运动规律;(2)能够计算活塞的受力情况和应力分析;(3)能够评估活塞的性能和优化设计。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对活塞技术的兴趣和好奇心;(2)培养学生严谨的科学态度和团队协作精神;(3)培养学生关注实际问题,提高解决实际问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.活塞的基本原理和结构:活塞的定义、分类、基本结构及其功能;2.活塞的工作原理和性能:活塞的运动规律、受力情况、应力分析等;3.活塞在内燃机中的应用:活塞在内燃机中的工作过程、性能要求等;4.活塞的设计和优化:活塞的材料选择、结构设计、性能评估等。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法相结合的方式,包括:1.讲授法:讲解活塞的基本原理、结构和性能;2.讨论法:引导学生探讨活塞的运动规律和应力分析;3.案例分析法:分析实际工程中的活塞应用案例;4.实验法:学生进行活塞实验,提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的活塞教材,为学生提供系统的学习资料;2.参考书:提供相关的专业书籍,丰富学生的知识体系;3.多媒体资料:制作课件、视频等,形象生动地展示活塞的相关知识;4.实验设备:准备活塞实验所需的设备,为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业、考试等多个方面,以全面、客观地评价学生的学习成果。
具体评估方式如下:1.平时表现:通过课堂参与、提问、讨论等方式,评估学生的学习态度和积极性;2.作业:布置与课程内容相关的作业,评估学生的理解和应用能力;3.考试:进行期中、期末考试,评估学生对课程知识的掌握程度;4.实验报告:评估学生在实验过程中的操作技能和问题解决能力;5.课程论文:让学生选择活塞相关的话题进行研究,撰写论文,评估学生的 research能力和批判性思维。
发动机活塞课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解发动机活塞的基本结构及其在发动机工作中的作用。
2. 学生能掌握活塞运动原理,了解活塞与连杆、曲轴之间的动力传递关系。
3. 学生能解释活塞环的作用,了解不同类型的活塞环及其适用范围。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析活塞在发动机中的运动过程,并绘制出简单示意图。
2. 学生能够通过实际操作,正确拆装发动机活塞,了解活塞的检查与维护方法。
3. 学生能够运用测量工具,对活塞相关尺寸进行测量,并判断其是否符合技术要求。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习发动机活塞,培养对汽车维修行业的兴趣,提高职业素养。
2. 学生在学习过程中,能够积极思考、主动探究,形成良好的学习习惯。
3. 学生能够认识到发动机活塞在汽车性能中的重要性,增强环保意识和责任感。
课程性质:本课程为汽车运用与维修专业课程,侧重于发动机活塞的结构、原理与维护。
学生特点:学生为中职一年级学生,具备一定的汽车基础知识,但对发动机活塞的了解较少。
教学要求:课程以理论与实践相结合的方式进行,注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
教学过程中,教师应引导学生主动参与,激发学生的学习兴趣。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,为后续课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 发动机活塞结构认知- 活塞的组成部分及功能- 活塞裙、活塞销、活塞头的结构特点- 活塞环的类型及安装位置2. 活塞运动原理- 活塞在发动机工作循环中的运动过程- 活塞与连杆、曲轴之间的动力传递关系- 活塞行程与发动机性能的关系3. 活塞环的作用与选型- 活塞环的密封作用- 活塞环的材料与结构- 活塞环的选型原则4. 活塞的拆装与检查- 活塞拆装工具的使用方法- 活塞的拆装步骤及注意事项- 活塞及活塞环的检查方法5. 活塞的测量与判定- 活塞直径、活塞行程的测量方法- 活塞磨损、划伤的判定标准- 活塞修理与更换的依据本教学内容根据课程目标进行选择和组织,注重科学性和系统性。
4105活塞课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握4105活塞的结构、原理和应用,能够运用所学知识解决实际问题。
具体目标如下:1.知识目标:学生能够描述4105活塞的组成部分、工作原理和性能特点,了解其在内燃机中的应用。
2.技能目标:学生能够通过实验和观察,分析4105活塞的工作过程,提高动手能力和观察力。
3.情感态度价值观目标:培养学生对机械工程的兴趣,增强学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.4105活塞的结构:介绍活塞的组成部分,如活塞头部、活塞裙部、活塞环等。
2.4105活塞的工作原理:讲解活塞在内燃机中的工作过程,包括吸气、压缩、爆发和排气四个阶段。
3.4105活塞的应用:介绍活塞在内燃机中的应用,如汽油机、柴油机等。
4.4105活塞的性能特点:讲解活塞的材质、尺寸和形状对内燃机性能的影响。
三、教学方法为了达到本课程的教学目标,我们将采用以下教学方法:1.讲授法:教师通过讲解活塞的结构、原理和应用,使学生掌握基本知识。
2.实验法:学生通过观察和操作活塞实验,深入了解活塞的工作过程。
3.案例分析法:教师通过分析实际案例,引导学生运用所学知识解决实际问题。
4.讨论法:学生分组讨论,培养团队合作精神和创新意识。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,如《内燃机原理》、《机械工程导论》等。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,如《活塞设计手册》、《内燃机测试技术》等。
3.多媒体资料:制作精美的PPT、视频和动画,直观展示活塞的结构和原理。
4.实验设备:准备活塞实验台、内燃机模型等实验设备,为学生提供动手实践的机会。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,本课程将采用以下评估方式:1.平时表现:教师将根据学生在课堂上的参与度、提问和回答问题的情况,给予相应的表现评分。
2.作业:学生需要完成一定数量的作业,包括练习题、实验报告和案例分析等,以巩固所学知识。
活塞的机械制造课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解活塞的基本结构、功能及其在内燃机中的重要作用。
2. 学生能掌握活塞的材料选择、机械加工工艺及其装配要求。
3. 学生能了解活塞工作环境对材料性能的影响,以及相应的解决措施。
技能目标:1. 学生能运用图纸识别活塞各部分结构,进行简单的尺寸测量。
2. 学生能通过实例分析,选择合适的材料及加工工艺,设计活塞制造方案。
3. 学生能通过小组合作,模拟活塞的机械加工过程,提高实际操作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对机械制造的兴趣,激发其探究内燃机工作原理的欲望。
2. 培养学生严谨、细致、协作的工作态度,使其认识到质量在生产过程中的重要性。
3. 增强学生的环保意识,让其明白绿色制造在活塞生产中的应用和意义。
课程性质:本课程为技术类课程,以实践操作为主,结合理论知识,培养学生的动手能力和解决问题的能力。
学生特点:初三学生具有一定的物理知识和动手能力,对机械制造有一定的兴趣,但缺乏实际操作经验。
教学要求:结合学生特点,采用理论教学与实践操作相结合的方式,注重培养学生的实际操作能力,提高其解决实际问题的能力。
将目标分解为具体的学习成果,以便于后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 活塞的基本结构与功能- 活塞的组成部分及其在内燃机中的作用- 活塞头部、裙部、环槽等关键部位的形状与功能2. 活塞的材料选择- 常见活塞材料的特点与应用- 材料性能与活塞工作环境的关系- 选择活塞材料的原则与方法3. 活塞的机械加工工艺- 活塞加工的基本工艺流程- 铸造、锻造、机械加工等工艺的特点及应用- 精密加工技术在活塞制造中的应用4. 活塞的装配与检测- 活塞组件的装配工艺与要求- 活塞间隙的调整与检测方法- 装配质量的评价标准与控制措施5. 案例分析与实践操作- 分析典型活塞制造案例,了解实际生产中的工艺选择与应用- 实践操作:小组合作,模拟活塞的铸造、机械加工等过程- 操作过程中注意事项,安全规范及质量要求教学内容安排与进度:第一课时:活塞的基本结构与功能,材料选择第二课时:活塞的机械加工工艺第三课时:活塞的装配与检测,案例分析与实践操作本教学内容依据课程目标,结合课本相关章节,注重理论与实践相结合,培养学生的动手能力和解决问题的能力。
课程设计说明书设计题目:395柴油机活塞设计班级:能工131学号:姓名:指导老师:日期:2016年12月30日目录目录 (ii)1 任务要求....................................... 错误!未定义书签。
2 柴油机曲柄连杆机构的动力学计算................. 错误!未定义书签。
2.1 原始参数..................................... 错误!未定义书签。
2.2 动力计算..................................... 错误!未定义书签。
1 任务要求 (1)2 柴油机曲柄连杆机构的动力学计算 (2)2.1 原始参数 (2)2.2 动力计算 (3)3. 零部件设计 (12)3.1活塞作用 (12)3.2活塞的工作条件和设计要求 (13)3.3活塞的材料 (15)3.4活塞结构要求 (15)3.5 活塞的计算 (19)4.课程设计小结 (20)5. 参考资料及文献 (21)1任务要求(1).柴油机的曲柄连杆机构设计(2).计算活塞运动规律及曲柄连杆机构受力分析(位移,速度,加速度,气体力,往复惯性力,连杆力,切向力,径向力,侧压力,单缸输出转矩,总转矩)(3).编写课程设计说明书内容包括:封面,目录,原始资料及数据,设计计算及说明。
参考资料及文献等,计算机打印,装订成册。
2 柴油机曲柄连杆机构的动力学计算2.1 原始参数原始参数及已知条件1)柴油机型号:395柴油机2)燃烧室形式:涡流式气缸直径D:95mm3)活塞行程S:115mm4)总排量:2.445L5)标定转速(r/min):24006)压缩比 :18.5 : 17)连杆长:175mm8)质量:活塞764g 连杆大头812g,小头438g 9)曲柄半径57.5mm;10)连杆比0.329;11)活塞面积6939.778mm³;12)标定功率35KW;13)活塞平均速度(m/s):9.2m/s2.2 动力计算(1)运动参数的计算 活塞运动规律计算公式: 活塞位移:)]sin 11(1cos 1[22ϕλλϕ--+-=r x活塞速度:)2sin 2(sin ϕλϕω+==r xv活塞加速度:2)2cos (cos ωϕλϕr x a +== 连杆摆角:)sin arcsin(αλβ=以上个参数具体位置见 图2-1曲柄连杆机构简图所示。
内燃机活塞设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解内燃机活塞的基本结构及其工作原理;2. 学生能够掌握活塞设计中的关键参数,如活塞的长度、直径、形状等;3. 学生能够了解内燃机活塞材料的选择及性能要求;4. 学生能够掌握内燃机活塞设计中涉及的计算公式和步骤。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,进行内燃机活塞的初步设计;2. 学生能够运用计算工具,完成活塞设计参数的计算;3. 学生能够通过查阅资料,分析活塞设计中的问题,并提出合理的解决方案。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到内燃机活塞设计在汽车行业中的重要性,增强专业认同感;2. 学生能够培养工程思维,注重实践与理论相结合,提高解决问题的能力;3. 学生能够养成合作、交流、分享的学习习惯,提升团队协作能力。
课程性质:本课程为专业选修课,适用于具有一定机械基础知识和内燃机原理了解的高年级学生。
学生特点:学生具备一定的机械基础知识,对内燃机有一定了解,具备初步的工程设计能力。
教学要求:结合实际案例,引导学生运用所学知识,进行内燃机活塞设计,注重理论与实践相结合,培养学生的工程设计能力和创新意识。
通过课程目标分解,实现对学生知识、技能和情感态度价值观的全面培养。
二、教学内容1. 内燃机活塞结构及工作原理:包括活塞的组成部分、作用及其在内燃机中的工作过程;教材章节:第二章 内燃机工作原理与结构。
2. 活塞设计参数及其影响:讲解活塞长度、直径、形状等关键参数对内燃机性能的影响;教材章节:第三章 内燃机活塞设计与计算。
3. 活塞材料的选择及性能要求:介绍活塞常用材料及其性能指标,分析不同材料的应用场景;教材章节:第四章 内燃机活塞材料。
4. 活塞设计计算公式与步骤:通过案例讲解活塞设计计算公式及具体步骤,使学生掌握设计方法;教材章节:第三章 内燃机活塞设计与计算。
5. 活塞设计实例分析:分析典型活塞设计案例,使学生了解实际设计过程中可能遇到的问题及解决方法;教材章节:第五章 内燃机活塞设计实例。
内燃机活塞组课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解内燃机活塞组的基本结构及其工作原理;2. 学生能掌握内燃机活塞、活塞环、活塞销等主要零部件的作用及相互关系;3. 学生能了解内燃机活塞组在汽车动力系统中的重要性。
技能目标:1. 学生能通过观察、分析,正确识别内燃机活塞组各零部件;2. 学生能运用所学知识,解释活塞组在发动机工作过程中的作用;3. 学生能运用相关工具,进行内燃机活塞组的拆卸和组装。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对汽车工程技术的兴趣,提高学习积极性;2. 学生树立正确的劳动观念,认识到内燃机活塞组对整个汽车行业的重要性;3. 学生通过团队合作,培养沟通、协作能力和解决问题的能力。
课程性质:本课程为汽车运用与维修专业课程,以实践操作为主,理论联系实际。
学生特点:学生为中职二年级,具有一定的机械基础知识和动手能力。
教学要求:结合学生特点,注重实践操作,提高学生动手能力,同时强化理论知识,为后续课程打下基础。
通过课程目标分解,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。
二、教学内容1. 内燃机活塞组结构认知:介绍活塞、活塞环、活塞销等主要零部件的结构特点及作用;教材章节:第二章 内燃机主要零部件2. 内燃机活塞组工作原理:讲解活塞组在发动机工作循环中的运动过程,分析活塞组对发动机性能的影响;教材章节:第二章 内燃机工作原理与性能3. 内燃机活塞组拆卸与组装:演示活塞组的拆卸和组装方法,指导学生进行实践操作;教材章节:第三章 内燃机维修与保养4. 内燃机活塞组故障诊断与排除:分析活塞组常见故障原因,教授故障诊断和排除方法;教材章节:第四章 内燃机故障诊断与排除5. 内燃机活塞组维护与保养:讲解活塞组的日常维护与保养方法,提高学生维护意识;教材章节:第三章 内燃机维修与保养教学内容安排与进度:共5课时。
1. 第1课时:内燃机活塞组结构认知;2. 第2课时:内燃机活塞组工作原理;3. 第3课时:内燃机活塞组拆卸与组装(实践操作);4. 第4课时:内燃机活塞组故障诊断与排除;5. 第5课时:内燃机活塞组维护与保养。
教务处制目录1 总体布局,结构特点以及选用原则系统分析1.1 总体设计的一般要求 (1)1.2 选用原则 (1)2.标定工况工作过程及热力计算和示功图绘制 (2)2.1 实际循环热力计算 (2)2.1.1 热力计算的目的 (2)2.1.2 热力计算的方法 (2)2.2 重要参数选取 (2)2.2.1 压缩比 (3)2.2.2 过量空气系数 (4)2.2.3 扫气系数 (4)2.2.4 残余废气系数 (4)2.2.5 进气温升 (4)2.2.6 热量利用系数 (4)2.2.7 示功图丰满系数 (4)2.2.8 机械效率 (4)2.2.9 平均多变压缩指数 (4)2.2.10 平均多变膨胀指数 (4)2.3 燃料燃烧化学计算 (5)2.3.1 理论空气量的计算 (5)2.3.2 理论分子变化系数 (5)2.3.3 实际分子变化系数 (5)2.4 燃气过程参数的确定与计算 (5)2.4.1 压缩始点的气体状态 (5)2.4.2 压缩终点气体状态 (6)2.3.3 燃烧过程及燃烧终点气体状态 (6)2.4.4 膨胀终点气体状态 (7)2.4.5 排气温度的计算 (8)2.3.6 示功图的绘制 (8)2.5 发动机性能参数 (9)2.5.1 平均指示压力 (9)2.5.2 平均有效压力 (10)2.5.3 有效功率 (10)2.5.4 充量系数 (10)2.5.5 指示热效率 (10)2.5.6 有效热效率 (10)2.5.7 燃油消耗率 (10)2.4.7 发动机总进气量 (11)3. 活塞位移、速度、加速度随曲轴转角变化曲线 (11)4气缸侧击力、连杆力、曲柄销切向力,径向力、活塞销合力 (13)4.1 气缸侧击力N (13)4.2 连杆力S (13)4.3 曲柄销切向力T 径向力K (13)4.4 活塞销合力P (13)5活塞设计及强度校核 (16)5.1 活塞销参数的选取 (16)5.2 活塞销参数的校核 (16)5.3 活塞参数的选取 (17)5.4 活塞的校核 (18)6.有限元分析 (19)6.1 实体模型的建立 (19)6.2 活塞受力分析 (19)6.3 活塞计算分析 (22)6.4 活塞销分析 (23)6.5 活塞销计算分析 (24)7.结论 (24)8.参考文献 (25)课程设计说明书计算及说明1总体布局,结构特点以及选用原则系统分析1.1总体设计的一般要求动力性能方面:内燃机的功率、转速、使用转速范围、最大转矩及转矩特性应满足汽车或其他工作机械动力性要求,并具有优越的瞬态响应特性。
发动机活塞设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解发动机活塞的基本结构及其工作原理,掌握活塞在设计中的关键参数和计算方法。
2. 学生能够运用物理和数学知识,分析活塞在运动中的受力情况,并解释其与发动机性能的关系。
3. 学生能够掌握活塞材料选择的原则,了解不同材料的性能特点及其对发动机性能的影响。
技能目标:1. 学生能够运用CAD软件进行活塞的初步设计,并完成模拟分析。
2. 学生能够通过小组合作,进行活塞设计项目的讨论、展示和评价,提高团队协作和沟通能力。
3. 学生能够运用所学知识解决实际工程问题,具备初步的工程设计和创新思维能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过本课程的学习,培养对机械设计和制造的兴趣,增强对工程学科的认识和热爱。
2. 学生在学习过程中,树立正确的工程观念,认识到工程设计与现实生活的紧密联系,增强社会责任感。
3. 学生通过团队合作,培养尊重他人、倾听意见、乐于分享的良好品质,形成积极向上的学习氛围。
课程性质:本课程为高二年级工程技术类选修课程,旨在通过活塞设计实例,将理论知识与实际应用相结合,提高学生的工程实践能力。
学生特点:高二年级学生已具备一定的物理、数学基础,对工程学科有一定了解,具备初步的自主学习能力和团队合作意识。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,引导学生通过项目式学习,培养解决实际问题的能力。
同时,关注学生情感态度价值观的培养,提高其综合素质。
在教学过程中,将课程目标分解为具体学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 发动机活塞结构与工作原理- 引导学生复习发动机基本构造,重点了解活塞在发动机中的位置和作用。
- 讲解活塞的组成、类型及其工作原理,结合教材相关章节,深入分析活塞在发动机循环过程中的运动规律。
2. 活塞设计原理与计算方法- 介绍活塞设计中的关键参数,如活塞直径、行程、压缩比等,并引导学生运用数学和物理知识进行计算和分析。
k198活塞课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解活塞的基本概念,掌握活塞的结构组成及其在发动机中的作用。
2. 学生能掌握k198活塞的特点、工作原理及与其他型号活塞的区别。
3. 学生能了解活塞与缸套的配合关系,以及其对发动机性能的影响。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析活塞在发动机工作过程中的运动规律,提高问题解决能力。
2. 学生能够通过观察、实验等方法,掌握活塞的检查、安装、拆卸和维护保养技能。
3. 学生能够运用技术图纸,进行活塞与缸套配合尺寸的测量和计算。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱机械工程,关注汽车行业发展,提高职业兴趣。
2. 培养学生严谨、细致的学习态度,养成合作、探究的学习习惯。
3. 增强学生的环保意识,认识到发动机技术进步对环境保护的重要性。
本课程针对高年级学生,结合学科特点,注重理论知识与实践技能的结合,旨在提高学生的综合运用能力。
课程目标具体、可衡量,便于教学设计和评估。
在教学过程中,关注学生的个体差异,鼓励学生积极参与,充分调动学生的主观能动性,实现课程目标的有效达成。
二、教学内容1. 活塞基本概念:活塞的定义、作用及其在发动机中的位置。
2. 活塞结构组成:活塞头部、裙部、销轴等主要部件的结构和功能。
3. k198活塞特点及工作原理:与常规活塞的对比,介绍k198活塞的设计特点、工作原理及优势。
4. 活塞与缸套配合关系:配合尺寸、间隙、形状等方面的要求及其对发动机性能的影响。
5. 活塞的检查、安装与拆卸:操作步骤、注意事项以及常见故障排除方法。
6. 活塞维护保养:日常保养方法、周期性保养措施以及保养中的注意事项。
教学内容安排:第一课时:活塞基本概念、结构组成及作用。
第二课时:k198活塞特点、工作原理及配合关系。
第三课时:活塞的检查、安装与拆卸。
第四课时:活塞维护保养及故障排除。
教学进度:第一周:完成第一、第二课时内容。
第二周:完成第三课时内容。
第三周:完成第四课时内容,并进行复习和总结。
活塞课程设计说明书一.设计题目:活塞组设计二.设计参数:195柴油机,Pe=8。
82kw,n=2000r/min,水冷,Pme=650。
4kpa,连杆重心位置LB/LA=0.3909(其中LB指重心到连杆大头中心的距离,LA指重心到连杆小头中心的距离)。
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..文档交流三.设计要求:1.用计算机绘制活塞(A1),活塞销(A3)各一张。
2. 设计说明书一份(包括零件图分析、定位方案确定、定位误差计算等内容;最好能写出整个工艺过程)。
目录前言 11活塞的概述 21.1活塞的功用及工作条件 21.2活塞的材料 21。
3活塞结构 21。
3。
1活塞顶部 21。
3.2活塞头部 31.3.3活塞裙部 32活塞的结构参数 43活塞最大爆发压力的计算 53。
1热力过程计算 53。
2柴油机的指示参数 83.3柴油机有效效率 104活塞销的受力分析 115活塞的加工工艺 14参考文献: 15前言内燃机的不断发展,是建立在主要零部件性能和寿命不断改进和提高的基础上的,尤其是随着发动机强化程度的提高、功率的增大和转速的增加,零部件尤其是直喷式柴油机活塞的工作环境变得更加恶劣了.活塞的结构直接影响活塞的温度分布和热应力分布,因此就有必要对活塞的结构和性能作出预测和评价。
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文档交流活塞是内燃机上最关键的运动件,它在高温高压下承受反复交变载荷,被称为内燃机的心脏,特别是坦克、舰艇和军用车船用内燃机活塞则要求更高,它已成为制约内燃机发展的一个突出问题。
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文档交流本次课程设计的题目是发动机铝活塞的结构及工艺设计,选择利用合适的机床加工发动机活塞,通过这次课程设计,要求熟练掌握并能在实际问题中进行创新和优化其加工工艺过程。
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文档交流1活塞的概述1。
1活塞的功用及工作条件活塞是曲柄连杆机构的重要零件煤气主要功用是承受燃烧气体压力和惯性力,并将燃烧气体压力通过活塞销传给连杆,推动曲轴旋转对外作功.此外,活塞又是燃烧室的组成部分.。
100系列柴油机活塞设计前言活塞是发动机中的主要配件之一,它与活塞环、活塞销等零件组成活塞组,与气缸盖等共同组成燃烧室,承受燃气作用力并通过活塞销和连杆把动力传给曲轴,以完成内燃发动机的工作过程。
由于活塞处于一个高速、高压和高温的恶劣工作环境,又要考虑到发动机的运行平稳及耐用,因此要求活塞也必须要有足够的强度和刚度,导热性好,耐热性高,膨胀系数小(尺寸及形状变化要小),相对密度小(重量轻),耐磨及耐腐蚀,还要成本低。
由于要求多而高,有些要求互相矛盾,很难找到一个能够完全满足各项要求的活塞材料。
现代发动机的活塞普遍用铝合金制造,因为铝合金材具有密度小,导热性好的突出优点,但同时又有膨胀系数比较大,高温强度比较差的缺点,这些缺点只能通过合理的结构设计以满足使用要求。
所以,发动机的质量优劣,不但要看采用的材料,同时也要看设计的合理性。
1活塞概述活塞是发动机的“心脏”,承受交变的机械负荷和热负荷,是发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一。
活塞的功用是承受气体压力,并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转,活塞顶部还是燃烧室的组成部分。
1.1 活塞的工作条件活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。
活塞直接与高温气体接触,瞬时温度可达2500K以上,因此,受热严重,而散热条件又很差,所以活塞工作时温度很高,顶部高达600~700K,且温度分布很不均匀;活塞顶部承受气体压力很大,特别是作功行程压力最大,汽油机高达3~5MPa,柴油机高达6~9MPa,这就使得活塞产生冲击,并承受侧压力的作用;活塞在气缸内以很高的速度(8~12m/s)往复运动,且速度在不断地变化,这就产生了很大的惯性力,使活塞受到很大的附加载荷。
活塞在这种恶劣的条件下工作,会产生变形并加速磨损,还会产生附加载荷和热应力,同时受到燃气的化学腐蚀作用。
1.2活塞的功用活塞的功用是承受气体压力,并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转,活塞顶部还是燃烧室的组成部分。
目录1 柴油机大体参数选定 (1)1.一、柴油机设计指示 (1)1.二、柴油机大体结构参数选用 (1)2 近似热计算 (3)2.一、燃料燃烧热化学计算 (3)2.二、换气进程计算 (4)2.3、紧缩进程计算 (4)2.4、燃烧进程计算 (5)2.五、膨胀进程计算 (7)2.六、示功图绘制 (8)2.7、柴油机性能指标计算 (9)、三维建模 (10)3 动力计算 (12)3.一、活塞位移、速度、加速度 (12)3.二、活塞连杆作使劲分析 (13)3.3、曲柄销载荷和连杆轴承载荷 (15)参考文献 (17)附表 (18)1 柴油机大体参数选定1.1、柴油机设计指示设计一台新的四冲程非增压柴油机,必需提出设计指标。
1.1.1、功率Pe有效功率是柴油机大体性能指标。
Pe 由柴油机的用途选定,任务书已经指定所需柴油机有效功率Pe 。
P e1.1.2、转速n转速的选用既要考虑被柴油机驱动的工作机械的需要,也要考虑转速对柴油机自身工作的阻碍。
n=2000r/min1.1.3、冲程数τ本设计中的车用柴油机都采纳四冲程,即τ=4. 1.1.4、平均有效压力Pem平均有效压力Pem 表示每一工作循环中单位气缸工作容积所做的有效功,是柴油机的强化指标之一。
1.1.5、有效燃油消耗率be这是柴油机最重要的经济性指标。
阻碍柴油机经济性的因素很多,在设计中要认真分析。
四冲程非增压柴油机215[g/(kw·h )]~285[g/(kw·h )]。
1.1.6、靠得住性和寿命靠得住性和寿命是车用柴油机的大体要求之一,设计时必需提出具体指标,但本课程设计从略。
另外,设计指标还可能包括造价、排污、噪声等方面的因素。
1.2、柴油机大体结构参数选用由有效功率计算公式:τ30e nV i P P s em ⨯⨯⨯=(1.1)可知由于Pe 、Pem 、n 、τ已选定,那么柴油机的总排量s V i ⨯也已选定,下一步设计应选定柴油机的大体结构参数:气缸直径d 、活塞行程S 、缸数i 及其它一些参数。
1.2.1、气缸直径d气缸直径d 的选取阻碍柴油机的尺寸和重量,还阻碍柴油机的机械负荷和热负荷。
任务书规定了车用柴油机的气缸直径d 。
qd=90mm1.2.2、活塞行程S增大活塞行程S 使活塞平均速度Vm=S ×n/30提高,机械负荷加大,一样车用柴油机的Vm ≤14米/秒;同时S 也是柴油机大体结构指标S/d 的决定因素,。
估取 s=d 1.2108⨯=mm ,Vm =s /307.2/14/n m s m s ⨯=≤,20.6874s d V S L π==1.2.3、气缸数i 及气缸排列方式由于设计任务书已指明d 和S 的值,因此知足功率要求可通过改变气缸数i 实现。
30 2.8e em P i Vs L P n τ⨯⨯==⨯, 2.8 4.07sLi V =≈,取i=4。
则 2.8V 0.74s L L ==,2110mm,110/90 1.22/4s V SS d dπ===≈, /301102000/307.3/14/m V S n m s m s =⨯=⨯=≤ 符合要求 排列方式为直列四缸。
1.2.4、连杆长度L 与曲柄连杆比λ=R/L连杆长度加大,会使柴油机总高度增加;尽管连杆摆角减小,侧压力减小,但成效不明显;而且连杆重量加大,往复运动质量惯性力加大。
因此尽可能采纳短连杆,一样λ值在1/3~1/5之间。
取L=200mm ,则R 55.0,0.27502S R mm L λ====,1135λ>>,符合要求。
1.2.5、气缸中心距l 0及其与气缸直径之比l 0/dl 0/d 阻碍柴油机的长度尺寸和重量指标,设计时力求缩小l 0/d 的值。
l 0/d 值的阻碍因素可从曲轴中心线方向的尺寸分派和气缸上部的尺寸分派两方面分析,一样其。
取I 0=136mm ,I 0/d=136/90=1.511, 在1.2~1.6之间。
1.2.6、紧缩比εc选用紧缩比εc 也确实是选用燃烧室容积。
选用紧缩比时要考虑柴油机的经济性能、工作靠得住性、冷启动性能等。
任务书给定车用柴油机的εc 在18~23。
选取εc =18。
2 近似热计算柴油机工作进程热计算是对柴油机各工作进程中工质的状态参数、要紧性能指标进行计算,并绘出示功图。
通过热计算能够分析各工作进程的阻碍因素,找出提高动力性和经济性的途径,又为动力计算、结构设计提供数据。
柴油机实际循环热力计算有近似热计算(简单计算法)和模拟热计算(电算法)二种。
本设计要求进行近似热计算。
2.1、燃料燃烧热化学计算2.1.1、理论空气量L 0⎪⎭⎫⎝⎛-+=3241221.010O H c g g g L (千摩尔/千克柴油)(2.1)燃料采纳轻柴油87.0=c g ,126.0=H g ,004.0o =g ,那么L 0=0.4946(kmol/kg)轻柴油低热值 H u =41860千焦/千克2.1.2、新鲜空气量M10a 1L M ϕ= (千摩尔/千克)(2.2)其中 a ϕ ——过量空气系数,自选,8.12.1a ~=ϕ 取 1.5a ϕ=,那么M 1=0.7419(kmol/kg )。
2.1.3、燃烧产物M2324g 12oH g M M ++= (千摩尔/千克)(2.3) 那么M2=0.7735(kmol/kg)2.1.4、理论分子变更系数μ0120M M =μ(2.4) 则0 1.043μ=2.1.5、实际分子变更系数μ1rrγγμμ++=101(2.5)其中,γr ——残余废气系数,自选γr , 取0.04r γ=,则1 1.041μ=。
、换气进程计算2.2.1、排气压力(气缸内废气压力)P d0.3~0.4d P =(Mpa )2.2.2、气缸内排气温度(残余废气温度)TrT d = 970~1170(K )取T d =1000K2.2.3、进气终点压力Pa095.0~075.0=a P (Mpa )取P a a2.2.4、进气终点温度Ta350~320=a T (K )取T a =320K2.2.5、充量系数(充气效率)c ϕra d d a c cc T T P P γεεϕ+-=111(2.6)其中:9.0~8.0=ad d a T T P P 之间,0.09010000.80360.35320a d d a P T P T ⨯==⨯。
9.08.0~=c ϕ, 1810.80360.818418110.04c ϕ=⨯⨯=-+,在0.8~0.9之间。
2.3、紧缩进程计算2.3.1、平均多变紧缩指数n1n 14~1.39,取n 1=1.36。
2.3.2、紧缩进程中任意曲轴转角cx ϕ时的压力cx P (画示功图时用)1)(n cxca a cx V V P P =(MPa )(2.7) 其中:Vca ——进气终点气缸容积。
c c c ca ca Sd V V εεπεε⨯-=-=1412(m 3)(2.8) 240.090.1104187.41010181ca V π-⨯⨯=⨯=⨯-m 3Vcx ——对应于cx ϕ时的气缸容积。
c cx cx cx V Rd V ++-=)sin 2cos 1(422ϕλϕπ(m 3)(2.9)式中:R ——曲柄半径,R=S/2(m); λ——曲柄连杆比,λ=R/L 。
43180.411810s cc cV V V m V -+=⇒=⨯ Pcx 及Vcx 见附表3-12.3.3、紧缩终点充量的状态参数压力:1n c a cb P P ε=(MPa ),P cb温度:11-=n ca cb T T ε(K ),T cb2.4、燃烧进程计算2.4.1、热量利用系数ζZ热量利用系数ζZ 表示燃烧热量被工质吸收多少的程度。
由于不完全燃烧、传热损失、高温分解、节流损失等因素,燃料燃烧所发出的热量中只有一部份被工质吸收。
燃烧终点的热量利用系数ζZ 在此范围内选取:ζZ =0.80~0.88, 选取0.85z ζ=2.4.2、燃烧最高压力PZ按结构强度及寿命要求选取,本设计中=Z P 5~9MPa ,自选。
选取7z P MPa = 2.4.3、压力升高比λ'ZcbP P λ'=(2.10) 本设计中:8.1~4.1='λ,71.5264.586λ'==。
2.4.4、燃烧最高温度Z T1)工质的平均等容摩尔热容m v C )(μ和平均等压摩尔热容间有如下关系:313.8)()(+=m v m p C C μμ[kJ /(kmol·K )](2.12) 工质的平均等压摩尔热容mp C )(μ 。
2)燃烧方程Z m pZ cb m pcb r a z T C T C L H )()]1(313.8)[()1(10μμλμγϕξμ=-'+++(2.13)其中:m pcb C )(μ——紧缩终点新鲜空气和残余废气混合气的平均等压摩尔热容,按以下方式进行计算:313.8)()(+=m vcb m pcb C C μμ rmv r m v m vcb C C C γμγμμ+''+'=1)()()((2.14)式中:m v C )('μ——在cb T 温度下,空气的平均等容摩尔热容。
可按=a ϕ∞求出m p C )('μ,再由:313.8)()(-'='m p m v C C μμ求出。
=905.8K cb T ,m p C )('μ得:()'30.5158.31322.202v c μ=-=m v C )(''μ——在cb T 温度下,残余废气的平均等容摩尔热容。
可按a ϕ值求出m p C )(''μ,再由:313.8)()(-''=''m v m v C C μμ求出。
a ϕ=1.5,cb T =905.8K,得:()"33.291p mc μ=,()"32.2918.31323.978v m c μ=-=。
m pZ C )(μ——在Z T 温度下燃烧产物的平均等压摩尔热容。
()()22.2020.0123.978()==22.270110.04v m r v mvcb m r C C C μγμμγ'''++⨯=++()()8.313=30.583pcb m vcb m C C μμ=+ 3)燃烧最高温度Z T 的计算由于m pZ C )(μ与Z T 有关,而Z T 又是待定值,因此采纳试凑法求解,即先假设一个Z T ,由过量空气系数求出m pZ C )(μ,然后代入燃烧方程,反复试算,直到方程两边的值相差在5%之内。