一种新型可变压缩比发动机机构的结构设计

课程设计说明书课程名称:发动机设计课程设计课程代码: 8205531 题目:195柴油机连杆设计及连杆螺栓强度校核计算学院(直属系) :交通与汽车工程学院年级/专业/班: 2009/热能与动力工程（汽车发动机）/1班学生姓名:学号: 312009********* 指导教师:曾东建、田维、暴秀超开题时间: 2012 年 6 月 28 日完成时间: 2012 年 7 月 16 日目录摘要 (2)1引言 (3)1.1国内外内燃机研究现状 (3)1.2任务与分析 (3)2柴油机工作过程计算 (5)2.1 已知条件 (5)2.2 参数选择 (6)2.3 195柴油机额定工况工作过程计算 (6)3 连杆设计 (9)3.1 连杆结构设计 (9)3.2 连杆材料选择 (11)4 连杆螺钉强度校核 (12)4.1 连杆螺钉的结构设计 (12)4.2 连杆螺钉的强度校核 (13)5 结论 (15)致谢 (17)参考文献 (18)附录：195柴油机额定工况工作过程计算程序 (19)摘要20 世纪90 年代以来，汽车行业的竞争已从单一的性能竞争转向性能、环保、节能等多元综合竞争。

仅就柴油机而言，为应对世界能源危机和减少对环境污染，其研究开发工作已侧重于降低油耗、减少排放、轻质及减少磨损等方面，在这些研究中优化技术将得到广泛的应用。

汽车已经在普通民众中得到普及，随着汽车行业的不断发展，汽车产业的未来乐观与否一定意义决定于发动机的技术水平。

因此，培养高素质的汽车发动机人才对当今社会的快速发展至关重要。

本次课程设计的既是通过对195柴油机结构的分析研究，计算工作过程中的热力参数绘制其工作过程的P-V图，绘制195柴油机总成横剖面图，对连杆进行设计、强度计算和绘制连杆零部件图，对并对设计好的连杆大头、小头和螺钉进行校核，以根据工况设计连杆小头、杆身、大头，合理达到要求。

此次，我们就选择了对连杆螺钉进行校核。

连杆螺钉在连杆盖以及连杆大头之间的联接发挥着至关重要的作用，并且由于往复惯性力和气体压力的双重作用下，使螺钉的受力十分严酷，所以对其进行强度校核就显得十分必要。

集大成拆解宝马4缸涡轮增压发动欧阳光明（2021.03.07）2012年12月18日00:23 来源：汽车之家类型：原创编辑：冯景毅评论：306条［汽车之家拆解］全新的四缸涡轮增压发动机——N20，可谓是宝马的扛鼎之作，它肩负着取代自然吸气式直列六缸发动机（代号N52）的重任。

而人们也难免会将这个全新“代表作”与老去的“经典”进行比较，好在它凭借着涡轮增压系统以及一系列全新的技术装备，造就出更加出色的动力性能以及燃油经济性。

它确实在用自身的实力践行着宝马的Efficient Dynamics（高效动力）策略。

● N20发动机型号的划分『宝马3系』『宝马X1』『宝马1系』『宝马5系』目前，N20发动机已经搭载于X1、新3系、5系等车型上。

按照产地的不同，N20发动机分为进口和国产两种版本，装配到具体车型上又分为高功版和低功版，而这些完全可以通过位于缸体上的发动机编号来加以辨别（最后一位字母的不同）。

此外，如果你想了解更多关于宝马发动机编号所蕴藏的秘密，请点击此处。

在沈阳铁西工厂（宝马在欧洲以外的第一家发动机工厂）所生产的N20发动机都严格执行宝马的全球生产流程控制体系，不会因为产地不同而出现产品品质上的差异。

在具体的零部件采购方面，国产N20发动机的部分零部件根据就近原则，选用了国内的一些供应商，而目前N20发动机的国产化率为40%（即40%的零部件由国内生产）。

高功版和低功版发动机在硬件上主要是活塞顶部的形状不同，从而导致二者压缩比也不同，这一点在文章后面我会详细讲到，同时发动机电脑的程序也会进行相应的调整以适配更高功率的动力输出。

此次我们拆解的为进口低功版的N20发动机。

● 分体式曲轴箱通过上图可以看到，N20发动机的曲轴箱由两部分组成，一个为曲轴箱主体，另一个为底板，底板通过螺栓与缸体连接，其主要用来固定曲轴。

与普通发动机只通过轴瓦盖来进行固定的方式相比，这种设计能为缸体提供足够的扭转刚性，同时可以对高转速下的曲轴提供更为精确的支承。

第一章：内燃机设计总论1-1根据公式 τ2785.0ZD v p P m me e = ，可以知道，当设计的活塞平均速度V m 增加时，可以增加有效功率，请叙述活塞平均速度增加带来的副作用有哪些？具体原因是什么？ 答：①摩擦损失增加，机械效率ηm 下降，活塞组的热负荷增加，机油温度升高，机油承 载能力下降，发动机寿命降低。

②惯性力增加，导致机械负荷和机械振动加剧、机械效率降低、寿命低。

③进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv 下降。

1-2汽油机的主要优点是什么？柴油机主要优点是什么？ 答：柴油机优点： 1）燃料经济性好。

2）因为没有点火系统，所以工作可靠性和耐久性好。

3）可以通过增压、扩缸来增加功率。

4）防火安全性好，因为柴油挥发性差。

5）CO 和HC 的排放比汽油机少。

汽油机优点：1）空气利用率高，转速高，因而升功率高。

2）因为没有柴油机喷油系统的精密偶件，所以制造成本低。

3）低温启动性好、加速性好，噪声低。

4）由于升功率高，最高燃烧压力低，所以结构轻巧，比质量小。

5）不冒黑烟，颗粒排放少。

1-3假如柴油机与汽油机的排量一样，都是非增压或者都是增压机型，哪一个升功率高？为什么？答：汽油机的升功率高，在相同进气方式的条件下， ①由PL=Pme*n/30τ可知，汽油机与柴油机的平均有效压力相差不多。

但是由于柴油机后燃较多，在缸径相同情况下，转速明显低于汽油机，因此柴油机的升功率小。

②柴油机的过量空气系数都大于1，进入气缸的空气不能全部与柴油混合，空气利用率低，在转速相同、缸径相同情况下，单位容积发出的功率小于汽油机，因此柴油机的升功率低，汽油机的升功率高。

1-4柴油机与汽油机的汽缸直径、行程都一样，假设D=90mm 、S=90mm ，是否都可以达到相同的最大设计转速（如n=6000r/min ）？为什么？答：.对于汽油机能达到，但是柴油机不能。

因为柴油机是扩散燃烧形式，混合气的燃烧速度慢，达不到汽油混合气的燃烧速度，所以达不到6000r/min 的设计转速。

可变进气系统的工作原理
可变进气系统是一种能够根据发动机工作状态和负荷需求来调节进气道尺寸和形状的装置。

它旨在提高发动机的功率、扭矩输出和燃油效率。

可变进气系统的工作原理是通过改变进气道的长度或形状来优化进气流动。

当发动机需要高扭矩输出时，进气道会被调节为较长的形状，这样可以提供更大的机械压缩比，增加进气冲量和提高低转速下的动力输出。

而当发动机需要更高的功率输出时，可变进气系统会将进气道调节为较短的形状。

短进气道可以提供更大的空气流速和进气阻力，使得燃烧更加充分，从而提高动力输出，并在高转速范围内实现更高的功率输出。

此外，可变进气系统还可以根据发动机的工作状态和负荷需求进行实时调节。

通过使用传感器来监测发动机转速、负荷和油门位置，系统可以根据这些参数来调节进气道的形状和长度，以实现最佳的进气效果。

总的来说，可变进气系统的工作原理是通过调节进气道的长度和形状来优化进气流动，以提高发动机的功率、扭矩输出和燃油效率。

这种系统能够根据发动机的实际工作状态和负荷需求进行实时调节，从而实现最佳的性能表现。

内燃机可变气门技术的研究与展望摘要：综合国外汽车发动机可变配气相位(VVT)技术的发展状况，概述了可变配气相位技术的意义和应用，文中对当今已有的发动机可变气门驱动机构进行了分类介绍，并以有关汽车公司实用化的产品为例，分析了不同可变气门驱动机构的结构、工作原理和技术特点。

关键词：发动机可变气门正时1、前言由于环境保护和人类可持续发展的要求，低能耗和低污染已成为汽车发动机的发展目标。

要求发动机既要保证良好的动力性又要降低油耗以满足排放法规的规定。

在目前发动机所采用的各种现代技术手段中，可变配气相位技术（Variable Valve Timing，VVT）已成为提高发动机动力性和经济性新技术之一，显著改善了发动机的怠速稳定性和排放特性。

传统式发动机其凸轮配气相位是通过各种不同配气相位的试验，从中选取某一固定配气相位兼顾各种工况，是发动机性能的一种折衷方案，因而不可能在各种清况下达到最佳性能，发动机潜能得不到充分发挥。

相比于固定配气相位，可变配气相位则可以在发动机整个工作范围内的转速和负荷下，提供合适的气门开启、关闭时刻或升程，从而改善发动机进、排气性能，较好地满足高转速和低转速、大负荷和小负荷时的动力性、经济性、废气排放的要求，提高发动机整体性能。

可变配气相位技术可广泛应用在汽油机及柴油机上，特别是双凸轮轴的多气门发动机上。

可变配气相位在汽油机上应用，可以提高发动机的动力性和经济性；改善废气排放；改善怠速稳定性和低速时的平稳性；提高充气效率和低速扭矩；降低怠速转速。

可变配气相位在柴油机上的应用，可以控制发动机的有效压缩比，使其既具有良好的起动性能，又能提高燃油经济性；提高各种转速下的充气系数，提高功率。

2、国内外可变气门技术的发展现状70年代后，很多企业开始对配气控制技术进行研究，具体发展历程见图1.1。

1989年本田首次发布了“可变气门配气相位和气门升程电子控制系统（V ariable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System，VTEC）”。

l2b发动机研发历史概述说明1. 引言1.1 概述在现代工业领域中，发动机是不可或缺的重要组成部分，它们驱动着各种交通工具和机械设备。

随着科技的进步和人们对更高效、更环保发动机的需求不断增长，L2B发动机应运而生。

本文旨在对L2B发动机的研发历史进行概述，并深入探讨其技术参数、性能优势以及应用领域。

1.2 文章结构文章将分为五个主要部分来阐述有关L2B发动机研发历史的内容。

首先，我们将介绍L2B发动机的起源和其在技术突破与发展方面所取得的进展。

接下来，我们将探讨关键里程碑事件对L2B发动机研发历程的影响。

然后，我们将进行L2B发动机技术分析，解析其原理，并详细说明其技术参数与特点以及在各个领域中的性能优势。

紧接着，我们将深入了解L2B发动机研究过程中面临的挑战和问题，并提供相应解决方案，同时还会进行竞争环境和市场前景的分析。

最后，我们会在结论部分总结L2B发动机的重要意义，并展望未来L2B发动机的潜力和趋势。

1.3 目的本文的目的是为读者提供关于L2B发动机研发历史的全面概述。

通过对其起源、技术突破与发展以及关键里程碑事件的介绍，读者将能够深入了解L2B发动机所取得的成就和重要性。

同时，详细讨论L2B发动机的技术参数、特点以及应用领域，可以使读者了解到该发动机在实际应用中带来的优势和扩展空间。

最后，我们将探究L2B发动机研究过程中面临的挑战，并提供相应解决方案，以期为相关行业和领域提供参考和启示。

以上是“1. 引言”部分内容，请根据需要再进行修饰或修改。

2. L2B发动机研发历史:2.1 发动机起源:L2B发动机起源于20世纪中叶，该发动机的研发初衷是为了满足航空工业对高性能、低成本和低排放的需求。

在当时，航空领域正面临着快速发展和竞争激烈的挑战，因此需要一种新型的引擎技术来提升飞机性能并降低运营成本。

2.2 技术突破与发展:在L2B发动机的研发过程中，关键技术突破是推动其不断演进和改进的重要因素。

Skyactiv-g发动机工作原理
SkyActiv-G 是马自达（Mazda）公司推出的一种发动机技术，其目标是提高燃油效率和性能。

以下是SkyActiv-G 发动机的一些主要工作原理：
一、高压缩比：SkyActiv-G 发动机采用了较高的压缩比，通常在14:1以上。

高压缩比有助于提高热效率，减少燃油的消耗，并提高引擎性能。

二、缸内直喷：发动机采用了缸内直喷技术，即将燃油直接喷射到每个气缸内。

这提高了燃烧的效率，有助于提高动力输出并减少尾气排放。

三、可变气门正时：SkyActiv-G 使用可变气门正时系统，允许引擎在不同工况下调整气门的开启和关闭时间，以优化性能和燃油效率。

四、轻量化设计：通过采用轻量化材料和设计，如铝合金引擎块和缸盖，发动机整体重量减轻，有助于提高车辆燃油效率和操控性能。

五、动力总成一体化：SkyActiv-G 将引擎、变速器等动力总成的设计进行一体化，以提高整个系统的效率。

六、i-Stop 停车启动系统：一些SkyActiv-G 发动机配备了i-Stop 系统，该系统可以在车辆停止时关闭引擎，减少燃油消耗，并在需要时迅速重新启动。

总体而言，SkyActiv-G 发动机采用了一系列技术和设计，旨在提高燃油效率、降低排放，并同时保持良好的动力性能。

这些原理的结合使得SkyActiv-G 发动机在整体的动力总成中发挥了优异的性能。

请注意，具体的技术细节可能会因不同车型和不同年份的改进而有所不同。

活塞式空气压缩机的结构原理及故障排除毕业论文摘要此设计的对象是目前使用较普遍的立式型活塞式空气压缩机。

现代企业中，使用压缩机的机器愈来愈多，例如:石油、冶金、轻工、纺织、及采矿等，许多工业中无不广泛使用各种各样的气体压缩机。

因此，气体压缩机是近代工业生产中不可缺少的通用机器。

综合所学过的中小型压缩机，了解其基本结构及工作原理，重点掌握其结构设计学会所含零部件的结构设计方法及其强度校核方法，在设计过程中，要理论联系实际，最终了解设计一个机械设备的基本思路和方法。

其内容是对活塞式压缩机的用途、结构、工作原理、性能特点进行了详述，并对压缩机的曲轴组件的结构进行了简介，侧重于根据已知的压缩机的类型对立式型活塞式空气压缩机进行总体结构设计、热力计算、初定相关零部件的结构尺寸，然后借助AUTOCAD等绘图软件绘图，选定轴承等标准件，然后对活塞式空压机常见故障、事故及其原因,提出了可行的排除方法及预防措施,对空压机安全运行、提高平均无故障运行时间有指导意义，对提高其生产效率有重大意义。

关键词：活塞式压缩机:结构设计:相关计算:AUTOCAD：AbstractThe piston compressor vertical which is widely used at present has been studied in this thesis.The modern enterprise，using compressed has machines is more and more，for example，chemical，metallurgical，light industry，textile，and mining，and so on，many industries are widely used in all kinds of gas compressors。

Therefore，gas compressor is a modern industrial production in general machinery。