高压共轨柴油机燃烧与排放的仿真计算及分析

浅谈柴油机高压共轨技术

浅谈柴油机高压共轨技术 一、高压共轨技术简介 我们先来了解下传统柴油发动机燃油喷射系统的局限性： 传统柴油发动机燃油喷射系统的工作过程是：柴油通过高压油泵提高油压后，再按照一定的供油定时和供油量通过喷油器，喷入气缸燃烧室。在燃油喷射过程中，由于压力波动，存在二次喷油现象。由于二次喷油不可能完全燃烧，于是增加了烟度和碳氢化合物的排放量，油耗也增高。此外，每次喷射循环后高压油管内的残压都会发生变化，随之引起不稳定的喷射，尤其在低转速区域容易产生上述现象，严重时不仅喷油不均匀，而且会发生间歇性不喷射现象。 随着发动机自动控制技术的发展和进步，为了解决柴油机燃油压力变化所造成的燃油喷射燃烧缺陷，现代柴油机采用了一种高压共轨电控燃油喷射技术，使柴油机的性能得到了全面提升。 柴油机在机械喷射、增压喷射和普通电喷后,近几年来出现了共轨高压喷射。高压共轨（Common Rail)电喷技术是指在高压油泵、压力传感器和电子控制单元（ECU)组成的闭环系统中,相比于一般的喷油系统,它的压力建立、喷射压力控制和喷油过程相互独立,并可以灵活地控制。它是由高压油泵将高压燃油输送到公共供油管（Rail),通过公共供油管内的油压实现精确控制,使高压油管压力（Pressure)大小与发动机的转速无关,可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速变化的程度。 另外，共轨喷油系统的高精度零部件的表面加工质量要求高，几何精度高，特殊要求多，其加工都是微米、亚纳米级的精度，代表了目前机械制造行业的最高加工水平。 二、高压共轨系统的组成和工作原理 2.1、高压共轨喷射系统组成 高压共轨喷射系统主要由高压油泵、共轨管、电控喷油器、各种传感器和电控单元ECU 等组成，如图1所示。发动机工作时，高压油泵上自带的齿轮泵通过负压从油箱中吸油，并以一定的压力（约5~7bar）将过滤后燃油送入高压油泵。燃油进入高压柱塞腔后被压缩，通过高压油管进入共轨管形成高压，每缸喷油器通过高压油管与共轨管相连，以实现高压喷射。 2.1.1 高压油泵（High pressure pump） 高压油泵是高压共轨系统中的关键部件之一，它的主要作用是将低压燃油加压成为高压燃油，储存在油轨内等待ECU的喷射指令。高压油泵由齿轮泵、油量计量单元、溢流阀、进出油阀和高压柱塞等部分组成。以Bosch目前广泛应用于中国商用车市场并已开始本地化生产的CPN2.2BL为例，其结构如图2所示[12]。

燃烧值与计算题

燃烧值 发布日期：2010年8月04日浏览次数：42 来源：网络物理编辑 【燃烧值】1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的燃烧值。燃烧值的公式是：q=Q/m，其中q为燃料的燃烧值，m为这种燃料的质量，Q为这种燃料完全燃烧时放出的热量。当热量的单位用焦耳，质量的单位用千克时，燃烧值的单位为“焦/千克”。常用的几种燃料的燃烧值可从下表中查到。 实际上，燃料很难做到完全燃烧，因此燃料燃烧时放出的热量往往少于根据燃烧值计算出来的热量。 通过燃料的燃烧值可计算一定质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量。 例题1 质量为0.5千克的汽油完全燃烧时，能放出多少热量？ 根据燃烧值公式q=Q/m，得Q=mq。从燃烧值表中查出汽油的燃烧值为4.6×10^7焦/千克。将已知条件代入公式即可得热量Q=2.3×10^7焦。 根据实际需要的热量，可通过燃烧值公式计算出燃料的质量. 题2 把2千克水从20℃加热到沸腾，需要完全燃烧多少克酒精（不考虑热量损失）？ 题目中明确的告诉我们两个条件，其一：酒精是完全燃烧的；其二：没有热量损失，即酒精放出的热量全部被水吸收， 本文来自马博士教育网，转载请标明出处：https://www.wendangku.net/doc/e715011625.html,/wl/wlsc/cz/wlcd/rx/12197.html

燃烧，燃烧产物冷却到燃烧前的温度（一般为环境温度）时所释放出来的热量。 固体或液体发热量的单位是千卡/千克（kcal/kg）、千焦耳/千克（KJ/kg）或兆卡/千克（Mcal/kg）、兆焦尔/千克（MJ/kg）；气体燃料的发热量单位是千卡/标准立方米（kcal/Nm3）、千焦耳／标准立方米（KJ/Nm3）或兆卡/标准立方米（Mcal/Nm3）、兆焦尔/标准立方米（MJ/Nm3）。燃料热值有高位热值与低位热值两种。 高位热值是指燃料在完全燃烧时释放出来的全部热量，即在燃烧生成物中的水蒸汽凝结成水时的发热量，也称毛热。 低位热值是指燃料完全燃烧，其燃烧产物中的水蒸汽以气态存在时的发热量，也称净热。 高位热值与低位热值的区别，在于燃料燃烧产物中的水呈液态还是气态，水呈液态是高位热值，水呈气态是低位热值。低位热值等于从高位热值中扣除水蒸汽的凝结热（在1个标准大气压和100℃情况下，水的汽化热为2253.02焦耳／克，在常温常压下为2441.12焦耳／克；水汽凝结成液态水时放出相同的热量）。 燃料大都用于燃烧，各种炉窑的排烟温度均超过水蒸汽的凝结温度，不可能使水蒸气的凝结热释放出来，所以在能源利用中一般都以燃料的应用的低位发热量作为计算基础。各国的选择不同，日本、北美各国均习惯用高位热值，而我国、前苏联、德国和经济合作与发展组织是按低位热值换算的，有的国家两种热值都采用。 煤和石油的高低位热值相差约5％，天然气和煤气为10％左右。 各种燃料燃烧值的资料2008-12-13 10:38:28| 煤=3×107J/kg 煤气的燃烧值是4.2×107J/Kg,1焦=0.024卡路里 标准煤：7000大卡/kg＝7000*4.18＝29260kJ/kg＝29.26MJ/kg 焦炉煤气：4000大卡/m3左右，煤气密度0.54kg/标准m3 所以，4000大卡/标准m3/(0.54kg/标准m3)≈7400大卡/kg 显然，煤气的热值较高。 各种燃料热值 燃料名称热值MJ/kg 折算率 固体燃料 焦炭25.12-29.308 0.857-1.000 无烟煤25.12-32.65 0.857-1.114 烟煤20.93-33.50 0.714-1.143 褐煤8.38-16.76 0.286-0.572

柴油机的排放与控制

柴油机的排放与控制 第一节柴油机的废气排放及生成机理的认知 柴油发电机组中，柴油机的废气排放是造成环境污染的重要来源，其中成份中除99.7%（75.5%的N2、10%的CO2、8%的水蒸汽和6%的O2）对人类无害外，其余的0.3%（0.2%的NO、0.01%的NO2、0.03%的HC和0.05%的CO、0.01%的SO2和小于0.01%的PM）都是有害物质，它是形成酸雨和破坏臭氧层的罪魁祸首。柴油机对环境的污染主要有下列三个方面：一是柴油机的废气排放物对大气的污染；二是噪声对环境的污染；三是废油、废水对土壤或地表水的污染。其中，尤以废气排放对人类健康的危害最大。柴油机排放的废气中包含有气态、液态及固态的污染物。气态污染物中含CO2、CO、H2、NO X、SO2、HC、氧化物、有机氮化物及含硫混合物等。 柴油是在533K～625K的温度范围内从石油中提炼出来的碳氢化合物。其中各成分质量分数分别是碳87%,氢12.6%,氧0.4%。碳氢化合物燃料完全燃烧时,将只产生CO2H2O,没有其它成分。和汽油机相比,柴油机的CO和HC排放均比较小,这是因为柴油机总体来说在稀混合气下运转,平均过量空气系数一般在1.5～3之间,CO生成后可以得到进一步的氧化;作为汽油机HC排放的主要来源——狭缝效应在柴油机中大为弱化,原因是柴油机中进入狭缝的是空气而不是可燃混合气,因此HC排放得到大幅度降低。NO x的排放与汽油机在同一个数量级,微粒排放则要大几十倍甚至更多,所以NO x和微粒是柴油机最主要的排放物。

近年来随着科技水平的发展和对柴油机研究的深入,通过机内机外净化措施已经大大改善了柴油机的排放水平。为防止高压喷射带来的氮氧化物排放增加,必须延迟喷油,这样又导致热效率下降。要想从根本上解决排放问题,需要对NO x和微粒这两种主要排放物的生成机理有深刻的认识。 一、NO x的生成机理 氮氧化物包括NO、NO2、N2O3 、N2O、N2O5、N2O4、NO3等,在化石燃料的燃烧过程中生成的氮氧化物主要是NO和N2O,其中以NO 为主。以煤的燃烧为例,NO占90%以上, N2O占5～10%。燃烧过程中NO x来源于燃料中的氮化合物和空气中的氮气的氧化过程,过去已经有大量的研究人员从事NO x的生成机理方面的研究。按其生成的基础理论,NO x可分为热力型NO x和燃料型NO x两大类,其中热力型NO x 又分为捷里德维奇(Zeldovich)NO x和快速型NO x。燃料中含氮量的不同以及氮元素在燃料中的存在形态的不同和燃烧方式的不同,使这两种氮氧化物的比例有很大区别。 1.热力型NO x。热力型NO x源于燃烧过程中空气中的氮气被氧化成NO,它主要产生于温度高于1800 K的高温区,其反应机理可以捷里德维奇(Zeldovich)模型描述,而且从扩大的模型的常用反应常数看,生成速度比较缓慢: N2 02 →NO NN 02 →NO 0N 0H →N0 H 热力型NO x的主要影响因素是温度和氧浓度。随温度和氧浓度的增加,热力型NO x的浓度增加。因此,降低热力型NO x的基本原理就是降

柴油机设计参数

387柴油机主要性能参数： 转速2400 r / min 功率20 kW 燃油消耗率≤243 g / kW. H 缸径：87mm; 设计： 1)汽缸数:i=3 2)冲程数:τ=4 3)缸径:d=87mm 4)行程:s=96 mm 由于s/d大约为1.05—1.2 s/d=1.103 5)总排量:V s=3×π／4×8.72×9.6=1711.20 ml=1.71 (l) 6)有效功率：Pe=20 kW 7)活塞平均速度:Cm=sn/30=0.096×2400÷30=7.68 m/s 8)平均有效压力：Pme=Pe·30τ／(Vh·Z·n)=20×30×4÷(1.71÷3)÷3÷2400=0.585 MPa 9)曲轴半径：R=s/2=96÷2=48 mm 10)连杆比：R/L取值为1/3--1/5,R/L可取1/4 连杆长度L=192 mm 11)缸心距L0/D=1.35---1.40 12) 取缸心距L0=1.40×87=121.8 13)压缩比：ε=18 朱仙鼎14~18 14)燃烧室形式：ω型半分开式 15)大气状态：P0=1 bar=0.1 Mpa,To=290 K 16)燃烧平均重量成分：C=0.87，H=0.126，O=0.004 17)燃料低热值：H u=441000kg/kg燃料 『1』参数选择 过量空气系数α=1.75 最高燃烧压力P z=70 bar=7 Mpa 热量利用率ξz=0.75 残余废气系数Φr=0.04 排气终点温度T r=800K 示功图丰满系数φi=0.96 机械效率ηm=0.80 『2』燃烧热计算： 1、理论所需空气量朱仙鼎热力计算 L0=1/0.21·（gC/12﹢gH/4－gO/32）=1/0.21×(0.87/12＋0.126/4－0.004/32)=0.495 kgmol/kg燃料 2、新鲜空气量M1 M1=αL0=1.75×0.495=0.866 kgmol/kg燃料 3、理论上完全燃烧（α=1）时的燃烧产物M0 不一样 M0=C/12＋H/2＋0.79L0=0.87/12＋0.126/2＋0.79×0.495＝0.5265 kgmol/kg燃料 4、当α=1.75时的多余空气量为 （α－1）L0=（1.75－1）×0.495=0.371 kgmol/kg燃料 5、燃烧产物总量M2 M2=M0＋（α－1）L0=0.5265＋0.371=0.8975 kgmol/kg燃料 6、理论分子变更系数μ0

实验三燃料热值测定

实验三 燃料热值的测定 一、 实验的理论基础 燃料的燃烧热（或热值）是指单位质量（g 或gmol ）的燃料在标准状态下与氧完全燃烧时释放的热量。完全燃烧是指燃料（常指碳氢燃料）中的C 完全转变为二氧化碳，氢转变为水，硫转变为二氧化硫。如果燃烧发生于定压过程，这是的燃烧热为定压燃烧热，又称燃烧焓，如果燃烧过程保持容积不变，这是的燃烧为定容燃烧热。 假定有N 中组分参与反应的方程式为： [][] γγ11 11 '"M M I n I n ==∑ ∑ → 式中[]M 代表组分分子式，γ1为分子前指数，“'”，“"”分别为反应物和产物，则 ()() ()()Q E T Q H T C i i i I o o P i i i i o o = -= -∑∑γ γγ γ ' " '" ()E T i o o ，()H T i o o 分别为标准定容生成热或生成焓（kcal/gmal ，kcal/kg ）。上标“o ”代表标准 H E R T N i o i o o o =+? R o 为通用气体常数，?N=0， 一般情况下，由于E R T N i o o o ???，常常可以用生成焓代替生成热，即 H E i o i o ≈ 根据反应产物中水的状态不同，热值又有低热值和高热值之分。如产物水为蒸汽，这 是的热值为低热值，如产物为液态水，热值为高热值，两者的差值为水的蒸发潜热（Qr=10.52kcal/gmal ）。 工业上常用燃料的元素分析法确定高低热值的关系。若用符号Q gw y 和Q dw y 表示应用基 () Q Q H W dw y gw y y y =-+69（kcal / kg ） H W y y ,分别为应用基氢百分含量和全水份含量。 本实验测定的是分析基弹筒热值，用Q Dr f 表示。它与高位热值间的关系为 () Q Q W W Q S a Q W W gw y gw f y f DT f DT f DT f y f =--=-+?? --100100225100100. 式中：S DT f 为分析基硫百分含量；W f 为分析基水份含量；a 为修正系数；无烟煤和贫煤取 0.001，其它煤种取0.0015。 二、 实验原理

柴油机排放的环境保护

柴油机排放的环境保护 赖可坚邹颂宇田少民 工程机械对环境的影响主要有三：一是柴油机的废气排放物对大气的污染；二是噪声对人居环境的污染；三是废油、废水对土壤或地表水的污染。其中，尤以废气排放对人类健康的危害最大。 1、废气中的污染物及其危害 柴油机排放的废气中包含有气态、液态及固态的污染物。气态污染物中含有CO2、CO、H2、NOx、SO2、HC、氧化物，有机氮化物及含硫混合物等；液态污染物中含有H2SO4、HC、氧化物等；固态污染物有碳、金属、无机氧化物、硫酸盐，以及多环芳烃(PAH)和醛等碳氢化合物。 上述污染物中，最主要的是CO、HC、NOx以及固体微粒(PM)。CO 是柴油不完全燃烧产生的无色无味气体；HC也是柴油不完全燃烧和气缸壁淬冷的产物；NOx是NO2与NO的总称，它们都是在燃烧时空气过量、温度过高而生成的氮气燃烧产物，NO在空气中即被氧化成NO2，NO2呈红褐色并有强烈气味；PM是所排气体中可见污染物，它是由柴油燃烧中裂解的碳(干烟灰)、未燃碳氢化合物、机油与柴油在燃烧时生成的硫酸盐等组成的微粒，也就是我们常见的由排气管冒出的黑

烟。相对汽油机而言，柴油机的CO和HC排放量较少，主要排放的污染物是NOx和PM。 CO通过呼吸道进入人体后，会同血红蛋白结合，破坏血液中的氧交换机制，使人缺氧而损害中枢神经，引起头痛、呕吐、昏迷和痴呆等后果，严重时会造成CO中毒。 HC中含有许多致癌物质，长期接触会诱发肺癌、胃癌和皮肤癌。 NO2刺激人眼黏膜，引起结膜炎、角膜炎，吸入肺脏还会引起肺炎和肺水肿。 HC和NOx在阳光强烈时的紫外线照射下，会产生光化学烟雾，使人呼吸困难、植物枯黄落叶、加速橡胶制品与建筑物的老化。 PM被吸入人体后会引起气喘、支气管炎及肺气肿等慢性病；在碳烟微粒上吸附的PAH等有机物，更是极有害的致癌物。 2、柴油机的排放标准 为了控制废弃污染，许多国家都制订了相应的环保法规和排放污染物防治的技术政策，以及控制排放污染物限制的技术监督标准。欧盟柴油机稳态试验(试验程序ESC)时的排放标准如附表所示。 我国已于2000年实施了“压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气污染物限值及测试方法(GB17691-1999)”、“压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆可见污染物限制及测试方法 (GB3847-1999)”等排放标准。这些强制性的国家标准等效采用了联合国欧洲经济委员会(ECE)有关汽车排放控制的全部技术内容，这意味着我国对新车的排放要求已达到欧洲90年代初期水平，比旧有的

航空发动机燃烧室参数化建模

0引言 随着航空发动机性能的不断提高，对燃烧室的要求愈加苛刻，传统设计方法很难满足现代航空发动机燃烧室的设计要求，迫切需要引入现代设计方法，以实现更成功的设计并缩短设计周期，设计-分析一体化(CAD-CAE)方法应运而生。该方法的一般策略是：采用通用造型软件（如UG 、CATIA 等）进行实体建模，导出1个中间通用格式(STEP,IGES 等)的文件，然后再用网格划分软件（如ICEM 、GAMBIT 等）读取前面所建合适的实体模型文件进行网格划分，或者直接在上述带有造型功能的网格划分软件中进行实体建模和网格划分工作，做完所有的前处理后再用CFD 软件进行流场计算。 本文针对航空发动机燃烧室开发了专用的CFD 前处理软件。 1CFD 前处理的意义 在CAD-CAE 设计方法中，实体建模和网格生成要占CFD 分析中人工时间的80%[1]，而且专业性很强，即实体建模和网格划分成为CAD-CAE 现代设计方法中的1个瓶颈。这个问题由Samareh [2]正式提出，剑桥大学CFD 实验室的W.N.Dawes 等针对这一问题，提出通过修改不良几何形面以满足网格自动生成所需条件，并且开发了一些半自动的工具[3]，但仍需较多依赖实践经验，其研究主要针对通用的CAD 模型，希望能够找到1种CAD 模型快速转换到网格的通用方法，难度相当大。出于工程应用考虑，一些科研人员改变策略，针对某一特定模型开发出专用的CFD 前处理工具。例如李中云等人开发了风机的参数化建模-网格组合的专用模块，将参数化设计系统与GAM BIT 捆绑起来，用户输入模型结构参数后，程序 航空发动机燃烧室参数化建模 石梦华，赵坚行，颜应文，徐 榕 （南京航空航天大学能源与动力学院，南京210016） 摘要：实体建模和网格生成在ＣＦＤ中占重要地位。针对航空发动机燃烧室开发了专用的ＣＦＤ前处理软件，主要包括参数化的燃烧室３维建模程序，提供从构建模型到生成网格的有效途径，可快速完成燃烧室ＣＦＤ的前处理工作，从而有效提高燃烧室的设计效率，缩短研制周期。此外，还利用ＵＧ２次开发语言ＵＧ／ＯｐｅｎＧＲＩＰ编制了数据转换程序，实现了本参数化设计软件和其他ＣＡＤ软件（ＵＧ）的数据共享。 关键词：航空发动机；燃烧室；参数化设计；实体建模；ＣＦＤ Aeroengine Combustor Parametric Modeling SHI Meng-hua,ZHAO Jian-xing,YAN Ying-wen,XU Rong (School of Power and Energy,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing,210016,China) Abstract:Solid modeling and grid generation played an important role in CFD.The dedicated CFD preprocessor for aeroengine combustor was developed,including three dimensional modeling software of parametric processor to provide the efficient paths from modeling to grid generation,which could finish the preprocessing of CFD quickly.This preprocessor was able to achieve the goal of product quality improvement,design cost reduction and development time dramatic reduction.In addition,a data conversion program based on UG /Open GRIP language was developed,which was able to share and exchange data between this parametric design software and other CAD software (UG). Key words:aeroengine;combustor;parametric modeling;solid modeling;CFD 第37卷第5期2011年10月 Vol.37No.5Oct.2011 航空发动机 Aeroengine 石梦华（1985），男，在读硕士研究 生，研究方向为航空发动机燃烧室数值仿真。 收稿日期：2011-03- 11

6S35ME—B9型柴油机主机基座设计计算

6S35ME—B9型柴油机主机基座设计计算 摘要：为6S35ME-B9型柴油机设计基座，并利用ANSYS建立有限元模型。对基座分别进行静力强度校核及模态分析。静力学分析表明，所设计的基座满足材料的强度要求，安全性和稳定性好；模态分析表明，基座的一阶自振频率为32.622Hz，可有效避开柴油机的工作频率2.37Hz，防止因共振而产生疲劳破坏。分析结果表明，基座设计合理，满足强度和安全性的要求。 关键词：柴油机基座，结构强度，有限元模型，模态分析 引言： 柴油机基座是将柴油机设备牢固安装于船舶或者实验室而设计的一类结构。基座位于水泥地基基础之上柴油机之下，即承受柴油机动、静载荷，还传递地面基础其他设备的振动载荷，所承受的载荷较为复杂[1-3]。为节省设计成本，对6S35ME-B9型柴油机设计基座，并利用ANSYS软件建立有限元模型，分析所设计的基座是否满足静载强度的要求，对基座进行模态分析，使其满足柴油机运转安全性的要求。 1、柴油机及其附件 1.1 主柴油机 选用船用二冲程低速柴油机，型号6S35ME-B9型，气缸直径350mm，活塞冲程1550mm，额定转速142rpm，额定功率3542kw。曲轴中心线至地面00标高的高度为2280mm。满足滑油低压保护，冷却水高温保护，超速保护等基本控制功能，可实现机旁、集控室、驾控室等三地控制。额定转速：142转/分；冷却方式：海淡水间接冷却；起动方式：压缩空气2.0 Mpa～3.0Mpa。 1.2主机基座设计说明 主机基座的作用是支撑主机，要求具有足够的强度和刚度，能够承受主机的静力和动态力的作用，其上端面采用2×15（Ф30）个螺栓与主机相连接，其下端面采用外侧2×18（Ф36），内侧2×10（Ф36）个螺栓与水泥地基基础相连。 2、主机基座设计 2.1主机基座设计要求： 根据主机与基座连接部位的结构尺寸和基座高度，及所承受主机的静力和动态力，设计计算基座各组成部件（包括上、下端面横板，侧面纵板，加强筋等）的几何尺寸及所受到的应力，并校核其强度。

火箭发动机燃烧室壳体成形工艺设计

录 1 绪论 (1) 1.1 课题研究的意义和目的 (1) 1.1.1 技术上 (2) 1.1.2 经济上 (2) 1.2 国内的现状和发展趋势 (3) 1.2.1 国内冲压模具发展现状 (3) 1.2.2 冲压模具制造技术发展趋势 (4) 2 工艺方案设计 (7) 2.1 零件工艺性分析 (7) 2.2 工艺计算 (7) 2.2.1 计算毛坯直径D (7) 2.2.2 拉深工艺系数的确定和拉深次数的确定 (8) 2.2.3 选取各次半成品底部的圆角半径和各次拉深的高度 (8) 2.3 确定工艺方案 (9) 3 模具设计 (12) 3.1 冲裁模设计 (12) 3.1.1 冲裁模具结构形式 (12) 3.1.2 模具设计计算 (12) 3.2 首次拉深模设计 (16) 3.2.1 拉深模工作部分尺寸确定 (16) 3.2.2 计算压边力、拉深力 (17) 3.2.3 模具的总体设计 (18) 3.3 二次拉深模设计 (19) 3.3.1拉深模工作部分尺寸确定 (19) 3.3.2 计算压边力、拉深力 (19) 3.3.3 模具的总体设计 (20) 4 冲压工艺规程设计 (22) 4.1 冲压工艺规程制定步骤 (22)

4.2 该零件冲压工艺的难点 (22) 4.3 冲压工艺规程方案的确定 (23) 5 模具主要零件的工艺设计 (24) 5.1 机械制造工艺设计的一般性原则： (24) 5.1.1 零件的工艺分析：结构分析与技术要求分析 (24) 5.1.2 毛坯选择 (24) 5.1.3 基准选择 (24) 5.1.4 拟定工艺路线 (24) 5.1.5 机床和工艺装备的确定 (25) 5.1.6 工序及加工余量的确定 (25) 5.1.7 工序尺寸和公差的确定 (25) 5.1.8 切削参数的计算确定 (25) 5.1.9 工艺文件的编制 (25) 5.2 首次拉深模凹模加工工艺设计 (26) 5.2.1 零件分析 (26) 5.2.2 选择毛坯 (27) 5.2.3 工艺规程设计 (28) 5.2.4 工艺卡片的填写 (32) 6 结论 (33) 参考文献 (34) 致谢 (35) 1 绪论 1.1 课题研究的意义和目的 火箭发动机，是指由飞行器自带推进剂（燃料和氧化剂）不依赖外界空气的喷气发动机[1]。 火箭发动机主要由燃烧室、燃气发生剂、点火装置及燃气喷嘴组成。其中火箭发动机燃烧室是用来贮存固体推进剂装药并在其中燃烧的部件。由筒体壳体、两端封头壳体及绝热层组成。燃烧室是火箭发动机的重要组成部件，同时也是弹体结构的组成部分，装药在其内燃烧，将化学能转换成热能。燃烧室承受着高温高压燃气的作用，还承受飞行时复杂的外力及环境载荷[2][3]。

6135柴油机设计说明书

题目：6135柴油机结构设计 姓名： 班级学号： 指导教师：

摘要 随着我国工程机械技术水平的不断提高，对工程机械所配套的动力的要求也越来越高，本课题是针对6135型柴油机的结构特点，进行设计及改进，注重提高该机型的动力性能，使其能在工程机械领域发挥作用，提高该机型的经济性能，满足用户的需要，提高排放性能，更好地适应国家对车辆、工程机械发动机排放性能的要求。通过对该机型的改进设计，使其满足系列机型的需要。 本课题主要对6135型柴油机的有关参数进行选择，确定其有效功率，燃油消耗率。6135型柴油机热力计算，得到设计该机型的原始参数；从动力计算，获得设计机型的曲柄销和主轴颈的最大扭矩并绘出扭矩图，从而绘制出曲柄销的预磨损图，以便在最佳处开机油孔。利用现有的实验设备及现代发动机有效参数和现代设计参考文献，对该机型进行一系列有效改进，使其达到设计的最佳设计方案。使该机型能够更好的适应现代工程机械的需要。 通过对该机型有关计算与校核，确定该机型主要技术性能。利用所绘制的总体装配图及零件图，分析该机型的结构特点、确定对该机型的改进设计，为同类产品设计提供有价值的理论参考。 关键词：6135柴油机；热力与动力计算；强度校核；结构设计

Abstract As Chinese technology that is about construction machinery continues to improve, the power requirements of construction machinery is also increasing. the topic is about the design of the 6135 diesel engine overall structure, so that it can meet the needs of the power plant working for the project mechanical better. The main subject of the relevant parameters of the 6135 Diesel to choose, to determine the effective power, fuel consumption rate. 6135 type of diesel engine thermodynamic calculation, the original parameters of the design of the model; from the dynamic calculation, design models of the maximum torque of the crank pin and main journal and draw the torque diagram to draw the crank pin of the pre-wear maps, boot hole so that the best place. Use of existing laboratory equipment and the effective parameters of modern engines and modern design references to the models to a series of effective improvements to make it the best design programs to meet the design. So that the models are better able to adapt to the needs of modern construction machinery . By the models for computing and checking to determine the technical performance of the models. The general assembly drawings and part drawings are drawn to analyze the structural characteristics of the models to determine the design of the model improvements, and provide valuable theoretical reference for the design of similar products . Keywords：6135diesel engine; Heat and power calculation; Checking calculation; Structural design

燃料燃烧及热平衡计算参考

燃料燃烧及热平衡计算参考 3.1 城市煤气的燃料计算 3.1.1 燃料成分 表2.2 城市煤气成分（%）[2] 成分 CO 2 CO CH 4 C 2H 6 H 2 O 2 N 2 合计 含量 10 5 22 5 46 2 10 100 3.1.2 城市煤气燃烧的计算 1、助燃空气消耗量[2] （1）理论空气需要量 Lo=21O O 0.5H H 3.5C CH 20.5CO 2 2624-++?+ Nm 3/Nm 3 (3.1) (3.1)式中：CO 、CH 4 、 C 2H 6 、 H 2 、 O 2——每100Nm 3湿气体燃料中各成分的体积含量（Nm 3）。则 Lo=21 2465.055.322255.0-?+?+?+? = 4.143 Nm 3/Nm 3 （2）实际空气需要量 L n =nL 0, Nm 3/Nm 3 (3.2) (1.2)式中：n ——空气消耗系数，气体燃料通常n=1.05 1.1 现在n 取1.05，则 L n =1.05×4.143=4.35 Nm 3/Nm 3 （3）实际湿空气需要量 L n 湿 =（1+0.00124 2H O g 干） L n ， Nm 3/Nm 3 （3.3） 则 L n 湿=（1+0.00124×18.9）×4.35=4.452 Nm 3/Nm 3 2、天然气燃烧产物生成量 （1）燃烧产物中单一成分生成量 CO)H 2C CH (CO 0.01 V 6242CO 2+++?=’

(3.4) 2 O V 0.21(=?′0n-1)L (3.5) 2 2n N V (N 79L )0.01=+?′ (3.6) )L 0.124g H H 3C (2CH 0.01V n 干 O H 2624O H 22+++?= (3.7) 式中CO 、CH 4 、 C 2H 6 、 H 2 ——每100Nm 3湿气体燃料中各成分的体积含量。 则 0.475)5222(100.01V 2CO =+?++?= Nm 3/Nm 3 4.4131)(1.050.21V 2O ?-?==0.046 Nm 3/Nm 3 01.0)35.47910(V 2N ??+==3.54 Nm 3/Nm 3 4.35)18.90.124465322(20.01V O H 2??++?+??==1.152 Nm 3/Nm 3 （2）燃烧产物总生成量 实际燃烧产物量 V n = V CO2+V O2+V N2+V H2O Nm 3/Nm 3 (3.8) 则 V n =0.47+0.046+3.54+1.152=5.208 Nm 3/Nm 3 理论燃烧产物量 V 0=V n -（n -1）L O (3.9) V 0=5.208-（1.05-1）×4.143=5.0 Nm 3/Nm 3 (3) 燃料燃烧产物成分[2] %100V V CO n CO 22?= (3.10) %100V V O n O 22?= (3.11) %100V V N n N 22?= (3.12) 100%V V O H n O H 22?= (3.13)

某小型发动机环形回流燃烧室流场的数值计算

1996年3 月收稿;1996年6月收到修改稿。　*本文所使用的软件包获95年部级科技进步三等奖 **湖南株洲215信箱十三室　412002第12卷　第1期 航空动力学报Vol .12No .11997年1月Journal of Aerospace Power Jan.　1997 某小型发动机环形回流燃烧室流场 的数值计算 *株洲航空动力机械研究所 李概奇* *　赖寿昌 西北工业大学 严传俊 【摘要】　采用数值模拟方法对某小型发动机回流燃烧室流场进行了计算和分析,用双方程k - 模型描述紊流特性,用二步化学反应模型模拟化学反应,并对复杂的边界条件进行了特殊处理。计算结果表明火焰筒主燃区形成了强烈的单涡回流,沿圆周方向主燃区速度场比较相似;在油雾场和速度场之间有较好的匹配,燃烧室有较好的性能。计算结果体现了回流燃烧室流场与直流燃烧室流场的较大差别,有助于指导回流燃烧室的研制工作。 　主题词:　燃烧室　流场　数值模拟 　分类号:　V231.2　O357目前有关燃烧室的数值计算基本上是针对结构简化的模型燃烧室或直流燃烧室[1],本文采用小发燃烧室设计软件包[2]中的三维燃烧室性能模块对某小型发动机回流燃烧室流场进行了数值计算。 1　燃烧室基本结构与燃烧室性能模块概述 如图1所示,燃烧室由机匣、转弯式火焰筒、14个离心式压力雾化喷嘴、2个高能点火电嘴图1　某回流燃烧室结构示意图 等组成。火焰筒外环有56个主燃机、56个中间 孔、内环有28个掺混孔。火焰筒上各进气孔类 型所对应序号为:主燃孔(8)、中间孔(4)、掺混 孔(17)、鱼鳞孔(6)、喷嘴小孔(10)、冷却气膜(1 -3,5,7,9,11-16,18,19)、涡轮冷却引气 (20),各序号进气量(%)如下:1(11.73),2 (1.83),3(3.54),4(10.58),5(6.5),6(1.35),7 (7.39),8(3.76),9(6.61),10(1.47),11 (6.44),12(2.05),13(3.74),14(4.13),15 (5.73),16(5.79),17(10.18),18(2.47),19 (2.49),20(2.22)。根据进气孔的流量和孔面积,可以计算孔的气流速度、密度等参数,为流场计算提供边界条件。图中r 为离发动机中心线的半径。

单缸四冲程柴油机设计及静力分析

题目二 单缸四冲程柴油机设计 一、机构简介及有关数据 1、机构简介 柴油机如图2-1所示，其中a)为机构简图，它将燃料（柴油）燃烧时所产生的热能转变为机械能。往复式内燃机的主体机构为曲柄滑块机构，借气缸内的燃气压力推动活塞3，再通过连杆2使曲柄1作旋转运动。 往复式内燃机有两冲程和四冲程两种，本课程设计的是四冲程内燃机，即以活塞在气缸内往复移动四次（对应曲柄转两转）完成一个工作循环。在一个工作循环中，气缸内的压力变化可通过示功图（或称容压曲线）如图2-1 b)看出，它表示气缸容积（与活塞位移s 成正比）与压力的变化关系。 a) 机构简图 b) 示功图 图1 单缸四冲程柴油机的机构简图和示功图 四冲程内燃机的工作原理如下： 进气冲程：活塞由上止点向下移动，对应曲柄转角000180?=→。进气阀开，空气开始进入气缸，此时气缸内指示压力略低于1大气压力，一般以1大气压力计算，如示功图上的a b →。 压缩冲程：活塞由下止点向上移动，对应曲柄转角00180360?=→。此时进气完毕，进气阀闭，已吸入的空气受到压缩，压力渐升高，如示功图上的b c →。 膨胀（工作）冲程：在压缩冲程终了时，被压缩的空气的温度已超过柴油自燃的温度，因此，在高压下射入的柴油立刻爆炸燃烧，气缸内压力突增至最高点，此时燃气压力推动活塞由上向下移动对外作功（故又可称工作冲程），曲柄转角00360540?=→，随着燃气的膨胀，活塞下行，气缸容积增加，压力逐渐降低，如示功图上的c b →。 排气冲程：活塞由下向上移动，曲柄转角00540720?=→。排气阀开，废气经排

气阀门被驱除，此时气缸内压力略高于1大气压力，一般亦以1大气压力计算，如示功图上的b a →。示功图中的a b c b a →→→→即表四个冲程气缸内的压力变化情况。进、排气阀的启闭是由凸轮机构来控制的，图2-1 a ）中y y -剖面有进、排气阀各一只（图示只画了进气凸轮）。凸轮机构是通过曲柄轴O 上的齿轮Z 1和凸轮轴O 1的齿轮Z 2来传动的，由于一个工作循环中，曲柄转将转两转而进、排气阀则仅各启闭一次，所以齿轮的传动比1212212i n n Z Z ===。 由上可知，在组成一个工作循环的四个冲程中，活塞只有一个冲程（膨胀冲程）是对外作功的，而其余的三个冲程则需依靠机械的惯性来带动。因此，曲柄所受的驱动力是不均匀的，所以其速度波动也较大；为了减少速度波动，曲柄轴上装有飞轮（图2-1中未示出）。为了使驱动力较均匀和增加内燃机的功率，内燃机常做成多缸的，如两缸、四缸和六缸等。 2、题目数据 表1 原始数据 图2 凸轮机构从动件加速度图 表2 示功图数据表 a τ

电控高压共轨柴油发动机原理及特点

电控高压共轨柴油发动机原理及特点

前言 电控柴油发动机进入海气已有十个年头了，我们的汽车维修工还没有正确认识它。目前进入我国燃油喷射系统技术有博世、电装、德尔福等几家柴油机用电控技术来控制供油，并非想象中的那么神秘，它的发动机工作原理是一样的。我们常见电控柴油发动机均采用电控共轨或单体泵技术，其主要差异在于发动机的燃油喷射系统，发动机的外形差异不是很大，电控部分的实现、更加有利于整正性能的优化，减少排放、经济性、动力性、以及整车的舒适性等。 第一章电控发动机与普通发动机的差异 一、技术原理上的差异性。 1、高压共轨与四气门技术结合。 电控发动机目前一般采用高压共轨、四气门和涡轮增压中冷技术相结合，四气门结构（二进、二排）不仅可以提高充气效率，更由于喷油嘴可以居中布置，使多孔油未均匀分布，可为燃油和空气良好混合创造条件，同时可以在四气门缸盖上将进气道设计成两个独立的具有圆形状的结构以实现可变涡流。这些因素的协调配合，可大大提高混合气的形成质量（品质），有效降低碳烟颗粒（HC）碳氢和（NOX）氮氧化物排放，并提高热效率。 2、高压喷油和电控喷射技术。 高压喷射和电控喷射技术的有效采用，可使燃油充分雾化，各缸的燃油和空气混合达到最佳，从而降低排放，提高整车性能。 二、部件构成上的差异。 电控高压共轨技术是指在高压油泵、共轨管、压力传感器和

ECU（电脑控制）组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此分开的一种技术。由高压油泵把高压燃油输送到共轨管，通过对共轨管内的油压进行闭环控制，喷油压力独立可调。 三、高压共轨系统的特点。 高压共轨系统改变了传统的喷油系统的组成结构，最大的特点就是将燃油压力产生和燃油喷射分离，以此对轨管内的油压实现精确控制。 1、可靠性：对轻型车来说系统零部件成熟且有长期使用考核验证，中型比较成熟。 2、继承性：结构简单，安装方便。 3、灵活性：高压共轨油压独立于发动机转速控制，整车控制功能强。 4、喷油压力：共轨管压力1600bar、普通压力180kgf/cm2。 5、多次喷油：可以实现多次喷射，目前最好的共轨系统可以进行6次喷射，共轨系统的灵活性好。 6、升级潜力：多次喷油特别是后喷能力使得共轨系统特别方便与后处理系统配合。 7、匹配适合性：结构移植方便，适应范围广，与柴油机均能很好匹配。 8、时间控制：时间控制系统抛弃了传统喷油系统的泵、管、嘴、系统，用高速电磁阀直接控制高压燃油的通与断，喷油量由电磁阀开启和切断的时间来确定，时间控制系统结构简单，将喷油量和喷油正时的控制合二为一，控制的自由度更大，同时能较大地

柴油机高压共轨喷油系统的现状及发展

柴油机高压共轨喷油系统的现状及发展 陈然 摘要：随着排放法规的日益严格和柴油机电控技术的不断进步，高压共轨喷油系统作为一种高度柔性控制的燃油喷射系统，以其显著的优越性，已经成为现代柴油机技术的主要发展方向之一。本文介绍了电控高压共轨喷油系统的组成、工作原理和特点，概括了国内外的研究状况，最后提出了未来的研究目标和发展趋势。 关键词：柴油机；喷射系统；高压共轨；发展趋势 能源危机和环境污染问题以及世界各国日益严格的排放法规促使人们进一步改善柴油机的燃烧过程，而影响燃烧过程的关键是燃油喷射系统的性能。电控高压共轨喷油系统通过各种传感器检测出发动机的实际运行状况，由计算机计算和处理，可以精确、柔性地控制柴油机喷油量、喷油定时和喷射压力，与传统的喷射技术相比，进一步降低了燃油消耗和排放，增强了动力性能，实现了柴油机综合性能的又一次飞跃。柴油机高压共轨系统在整个内燃机行业被公认为20世纪三大突破之一[1]，是21世纪柴油喷射系统的主流。 1电控高压喷油系统的原理和结构 与前两代喷油系统相比,电控共轨燃油喷射系统克服了燃油压力受柴油机转速的影响,不再采用传统的柱塞泵脉动供油原理,而采用了公共控制油道——共轨管,高压油泵只是向公共油道供油以保持所需的共轨压力,通过连续调节共轨压力来控制喷射压力,使其达到与工况相适应的最优数值,而且还使得喷油压力和喷油速率的控制成为

可能,且系统的控制自由度及精度得到了大幅度提高。 高压共轨喷油系统的结构见图1,为典型的电控高压共轨喷射系统,主要由高压泵、带调压阀的共轨管、带电磁阀的喷油器、各种传感器和电控单元(ECU)组成。 图1 高压共轨喷射系统结构 2 国外主要的高压共轨喷射系统 目前,国外在柴油机电控共轨喷射系统方面的研究进展很快,并有多种共轨喷射系统设计并投产。德国Bosch公司、意大利菲亚特集团、英国LUCAS、日本电装公司、美国德尔福公司等世界著名油泵油嘴制造商相继开发了高压共轨系统。 2.1 德国Bosch公司的高压共轨系统 目前为止,Bosch公司总共规划和设计了3代高压共轨系统。如图2所示为Bosch公司的高压共轨喷射系统。第一代已经上世纪批量投放市场,主要应用于轿车,喷射压力达135MPa。第二代于2000年开始批量生产,开始使用具有油量调节功能的高压泵和经改进的电磁阀喷油器,喷射循环由预喷射、主喷射和多级喷射等多次喷射组成,最大