專業課程設計說明書
課題名稱:nj70q汽車發動機熱力、動力計算
指導教師
職稱學生姓名
學號專業: 熱能與動力工程
學院： 機械工程學院
摘要通常由於汽油機具有轉速高、重量輕、噪音小、易啟動、造價低等特點。因此它在小客車、中小型貨車和軍用越野車及小型農用動力（噴粉、噴霧、插秧機）等方面廣泛應用。
通過本課題的設計，是學生掌握內燃機設計的一般方法和步驟；掌握汽油機三大計算（熱力計算，動力計算和零件強度計算）的方法和步驟；初步訓練學生應用三大計算的結果，分析內燃機動力性、經濟性、零件強度及零件機構工藝性的能力。
關鍵詞 nj70q汽油機；熱力計算；動力計算
摘要 ii
第 1 章緒論 2
1.1 本課程設計研究的意義和目的 2
1.2 本課題研究的任務 2
第 2 章汽油機熱力計算 3
2.1 汽油機實際迴圈熱力計算 3
2.1.1 熱力計算的目的 3
2.1.2 熱力計算的方法 3
2.1.2.1 確定汽油機的結構形式 3
2.1.2.2 原始引數的選擇 4
2.1.2.3 燃料的燃燒化學計算 7
2.1.2.4 燃氣過程引數的確定與計算 8
2.1.2.5 壓縮終點引數的確定 9
2.1.2.6 燃燒過程終點引數的確定 9
2.1.2.7 膨脹過程終點引數的確定 10
2.1.2.8 指示效能指標的計算 10
2.1.2.9 有效指標的計算 10
2.1.2.10 確定汽缸直徑d和衝程s 11
2.1.2.11 繪製示功圖 12
2.1.2.12 繪製實際示功圖 14
第 3 章 nj70q汽油機動力學計算 15
3.1 曲軸連桿機構中的作用力 15
3.1.1 機構慣性力 15
3.2 繪製各負荷的曲線圖 16
3.2.1 繪製合成力p=f()的曲線圖 16
3.2.2 繪製pn＝f(),pl=f(),t=f(),k=f()圖 16
3.2.3 繪製主軸頸和曲柄銷的積累扭矩圖 17
3.2.4 繪製曲柄銷負荷極座標圖 17
3.2.5 繪製曲柄銷預磨損圖 17
參考文獻 20
致謝 21
通常由於汽油機具有轉速高、重量輕、噪音小、易啟動，造價低等特點。因此它在小客車、中小型貨車和軍用越野車及小型農用動力（噴粉、噴霧、插秧機）等方面廣泛應用。
通過本課題的設計，是學生掌握內燃機設計的一般方法和步驟：掌握汽油機三大計算（熱力計算，動力計算和零件強度計算）的方法和步驟：初步訓練學生應用三大計算的結果，分析內燃機動力性、經濟性、零件強度及零件機構工藝性的能力。
1．選取適當的引數值，校核有效功率；
2．對所選機型進行熱力和動力計算；
3．整理並編寫課程設計說明書。
該方法是一種近似的、半經驗的估計方法，它是根據熱力計算公式，對內燃機各熱力引數、指示引數進行計算，其計算結果的精確性依賴於大量經驗資料的選擇是否恰當，它對內燃機的設計有一定的指導意義。
標定功率：[pe]=51.5 kw
標定轉速：[n]=2800r/min
工況選擇：標定工況
根據gb1105—74陸用內燃機
大氣條件為：
大氣壓力：p0=100kpa
環境溫度：t0=298k
相對濕度φ0=60%
1．選擇汽油機
汽油機具有轉速高、重量輕、噪音小、易啟動、造價低等特點。因此它在小客車、中小型貨車和軍用越野車及小型農用動力（噴粉、噴霧、插秧機）等方面廣泛應用。
2．衝程數τ的選擇
內燃機按衝程分二沖程和四衝程內燃機,二沖程內燃機在單位時間內工作迴圈比四衝程內燃機多一倍,實際輸出功率是四衝程內燃機的功率的1.5－1.8倍；二沖程必須組織掃氣過程；運轉較平穩、結構緊湊、輕巧。
在汽油機上用二沖程，由於掃氣的影響，使得經濟性較差，因此僅在小型汽油機上有應用（如電單車、摩托艇、噴霧機、割草機等）汽車上很少使用。本課題汽油機選擇四衝程。
3．冷卻方式的選擇
通常內燃機有兩種冷卻方式：水冷式和風冷式（空氣冷卻）系統．由於水冷系統冷卻均勻，冷卻強度高，運轉噪音小，因此得到了廣泛運用。在農用、汽車發動機上大多是水冷系統．而風冷系統具有結構簡單，內燃機重量較輕，不用冷卻水，使用維修方便，製造成本低；對環境適應性強；熱慣性小，暖機時間短，易起動等優點。
但最大的缺點是熱負荷高，工作噪音大，它僅在一些小型汽油機和電單車上被廣泛使用。在軍用車輛和高原乾旱地區使用的動力中也有應用。
因此nj70q汽油機冷卻方式選用水冷系統。
4．氣缸布置型式的選擇
常見的氣缸布置型式主要有立式、臥式和v型三種。
單列式發動機結構簡單、工作可靠、成本低使用維修方便，能滿足一般要求，v型雙列式發動機可縮短內燃機的長度，降低重心，有利於提高轉速。
一般單列臥式發動機常用於農用內燃機，特別是單缸內燃機：單列立式常用於六缸以下的內燃機；v型雙列式常用於八缸以上的內燃機；臥式對置式常用於大型客車和重型載重汽車。
根據設計要求和以上原因汽油機選擇立式4缸布置型式。
5．燃燒室型式的選擇
燃燒室的形式不僅關係到整機效能指標，而且在很大程度上決定了氣缸蓋和活塞頂的結構，其選型的主要依據是氣缸直徑，轉速和使用要求。
對柴油機燃燒室的型式主要有直噴式（淺盆型、深坑型、球型）和分隔式、渦流室、預燃室）兩大類五種型式。
對汽油機燃燒室的型式主要有側置氣門燃燒室（l型）（已趨於淘汰）和頂置氣門燃燒室（楔形、浴盆形、碗形、半球形）。目前車用汽油機中幾乎全部是採用頂置氣門燃燒室。
根據該機型的設計要求汽油機選用半球形燃燒室。
根據nj70q汽油機的結構特點、用途、標定工況、使用環境等可選擇某些原始引數。其具體選擇步驟如下：
1．壓縮比ε
壓縮比ε是影響內燃機效能指標的重要結構引數，提高壓縮比可以提高內燃機的功率和經濟性。
對汽油機ε的提高主要受爆燃的影響。表現為燃料的辛烷值、燃燒室形狀及排放的限制，可以按下面的經驗資料選擇。
汽油機的辛烷值90-97
側置氣門燃燒室ε=6.2-7.0 頂置形燃燒室ε=8.0-9.0
小客車有汽油機ε=6.0-10 載重車用汽油機ε=6.5-8.0
預燃室燃燒室ε=18-22
該機型壓縮比ε取8.0。
2．過量空氣係數
過量空氣係數是反映混合氣形成和燃燒完善程度及整機效能的乙個指標。
對柴油機大於1，在柴油機吸入氣缸空氣量一定條件下，越小意味著氣缸內混合氣越濃，空氣的利用率越高，發出的功率越大。應盡量減小。在小型高速柴油機中，的減小主要受燃燒完善程度的限制，在大型機增壓柴
預燃室燃燒室=1.2—1.6
油機主要受熱負荷的限制。通常柴油機在標定工況時α的取值範圍如下：
低速柴油機=1.8—2.0
高速柴油機=1.2—1.5
增壓柴油機=1.7—2.2
值（在全負荷時）也可根據燃燒室的形狀進行選擇；
淺盆形燃燒室=1.6—2.2 深坑形燃燒室=1.4—1.7
球形燃燒室=1.3—1.5 渦流室燃燒室=1.3—1.6
對於汽油機整個執行過程中，可遇到<1和》1的所有情況,在全負荷時的取值範圍: =0.85-1.1.通常選定標定工況時<1和》1.
該機型過量空氣係數=0.9。
3．殘餘廢氣係數φr
殘餘廢氣係數φr值的的大小，反映氣缸中殘餘廢氣量的多少。其值主要與壓縮比、排氣終點引數（pr，tr）、氣門重疊角及是否掃氣有關。當pr/tr比值增大φr減小時，廢氣的密度和燃燒室所佔容積比例都增加，φr值便隨之增大；組織掃氣與不組織掃氣相比，φr值降低；氣門重疊角增大時，φr值降低。
通常汽油機壓縮比小,氣門重疊角較小,且不組織掃氣;
四衝程汽油機：φr=0.06～0.16，
該機型殘餘廢氣係數φr取0.09。
4．進氣溫公升δt
新鮮充量在進入氣缸的過程中，受到高溫零件加熱和充量動能轉化為熱能的影響。使新鮮衝量得到δt的溫公升，引起進氣溫度的提高。
四衝程汽油機：δt=0～40℃，
該機型進氣溫公升δt取10℃。
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