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柴油机燃烧系统设计开题报告

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2020年4月19日
文档仅供参考

辽宁工程技术大学

本科毕业设计开题报告

题 目 柴油机燃烧系统设计
指 导 教 师 任兰柱
院（系、部） 机械工程学院
专 业 班 级 汽车06-3
学 号
姓 名 刘 龙
日 期 -03-14

教务处印制

一、 选题的目的、意义和研究现状
1.选题的目的
鉴于日益严重的世界性的能源和环保问题和直喷式柴油机在节油和环保上的优越性，直喷式柴油机已得到比较广泛的应用，但在节能和排气净化方面仍有很大改进的潜力，因此本文经过设计直喷式柴油机燃烧系统，优化柴油机燃烧过程，进而提高直喷柴油机的经济性，减少有害物的排放，以满足日趋严格的世界性环保法规。
2.选题意义
对柴油机燃烧系统的成功设计，首先能够减少有限的燃料消耗，降低有害物质的排放，同时有助于提高柴油机工作效率，在相同的时间内有更高的功能产出，对达到人们对柴油机日益增高的经济性，动力性，排放性能具有重大意义。
3.研究现状
直喷燃烧系统一代采用短直气道、无进气涡流、浅w型敞口型燃烧室、直列式喷油泵和多孔喷油器，简称为B2系统。该系统经非增压强化后，燃油消耗率过高，而且黑烟排放严重。表明原系统强化后，燃烧不良。
为解决以上新型燃烧二代系统应运而生，称为“附壁卷流”的系统，简称为WS。该系统采用了深w收口型燃烧室，以小的油束夹角进行匹配，燃油射流(即喷雾或油束)在深室内产生附壁和卷流过程进行混合与燃烧，燃油消耗率由下降，烟度也显著降低。可是在中国寒区，在标定功率下长时间运行时，曾发生活塞“烧顶”、“断环”事故；该燃烧系统在推广到增压柴油机后，燃烧室热负荷较大，最大扭矩时排气温度超过B2系统。以上表明WS系统应用于非增压柴油机时，在低速、小负荷长时间运转情况下燃烧不良；推广到增压柴油机后，由于燃烧室比B2浅叫室深，引起燃烧室热负荷加大。
针对B2和WS系统存在的问题，近些年来开发了称为“双卷流”的新型燃烧三代系统，简称为DS系统。该系统采用了新概念的浅的双盘形燃烧室，双盘之间的环形凸起称为弧脊；油束夹角与B2系统相同，可是燃油射流运行一定距离后触脊、分裂，并形成双卷流进行混合与燃烧，这是全新的混合与燃烧方式，取得了良好的性能。

二、研究方案及预期结果

1.主要研究内容
本论文介绍了基于重型车辆用12150L型非增压柴油机进行了节能减排并提高功率的研究。解决其存在的燃烧不良问题，进气、燃烧室形状和油束三者匹配是柴油机燃烧系统的核心，改进三者匹配是改进燃烧不良问题十分重要的途径。经过缸盖，进气门，活塞，燃烧室形状的巧妙匹配设计，能够优化柴油机的燃烧过程，因此这种设计会带来性能的有效提高。
2.主要解决的问题
主要对柴油机燃烧系统的进行设计，为更好地解决资源和环境的问题，柴油机必须向高效、高寿命、低油耗、低噪声、低排放，低振动、易启动的方向发展，而经过燃烧系统的设计进而优化燃烧过程的是解决这一问题的理想途径。
3.技术路线
(1)本文是以重型车辆用12150L型柴油机为研究对象。鉴于该柴油机应用环境，确定燃烧系统内部机构布置方案；
(2)分析该型柴油机进气，燃烧室形状，油束的优缺点，并针对问题设计进气装置，燃烧室形状，活塞，对三者进行优化匹配；
(3)设计缸盖，满足严格的装配要求；
4.论文框架
(1)绪论部分 主要阐述本文研究的目的、意义；
(2)缸盖和活塞的设计，使其在工作时能保证相应的强度要求，并能实现顺利的装配；
(3)燃烧室形状的选择；
(4) 并作运动和受力分析，以验证设计结果，保证各部件在极限载荷及极限应力下安全运行；
(5)第五部分是总结，主要针对设计结果做一个概括性的论述及预期一下应用前景。
5.预期成果
经过对燃烧系统的整体设计，及对各零部件的研究和调整， 在该燃烧系统中新概念的燃烧室形状和匹配机理，新颖的混合与燃烧方式，并获得了优异的燃烧品质和性能指标
图 纸 1张装配图，1张整体图，2张零件图
说明书 1份30000字左右
翻译外文资料 1篇
三、研究进度
第1周-第2周：毕业实习,搜集、查阅相关资料，撰写开题报告
第3周~第4周：查阅分析资料，整理原始数据，确定设计步骤，并形成论文框架；
第5周~第6周：缸盖，活塞的设计、校核；
第7周~第8周：绘制零件图，燃烧室形状的设计；
第9周~第10周：建模，做运动和受力分析，形成并整理数据；
第11周~第12周：根据原始数据设计燃烧系统内部布置方案以及燃烧系统主要参数选择；
第13周~第14周：绘制装配图，原理图；
第15周~第16周：检查前面的设计过程及数据，书写说明书；
第17周~第18周：准备答辩。
四、主要参考文献
[1]陈家瑞.汽车构造[M].第2版.北京：机械工业出版社， .
[2]林学东.发动机原理[M]. 第3版. 北京：机械工业出版社， .
[3]何勇灵 赵致和 刘建新 宗永平 杜慧勇 李 民 张艳辉 丁 川 介 战. 柴油机供油系统中短时间存活汽泡及其特性的研究[J]. 农业工程学报 No.67～83　　　
[4]杜慧勇　傅茂林　刘建新　赵致和　李民　宗永平　邓本都.柴油机供油系统汽泡类型的研究[J]. 内燃机学报 1999年 第17卷 第4期
[5]董 刚 李德桃 夏兴兰 杨文明 .改进涡流室柴油机供油系统和利用废气再循环降低排放研究，燃烧 科学与技术 第6卷第7期
[6]董 伟，于秀敏. 预喷射对高压共轨柴油机起动特性的影响 [Z].内燃机学报， 第6卷第4期
[7]顾文.现代柴油机喷射技术[J]汽车技术
[8]宋军 乔信起 黄震 李书泽 王岩.柴油棚电控喷射系统发展项状 [Z]. 车用发动机第3期(总第145期) 6月
[9]乔信起 黄震 肖进 王岩 凌君呖 汪胜波.车用柴油机燃烧系统的改进 [Z]. 农业机械学报 第35卷第2期
[10]王平 唐斌 宋希庚 孙有根.共轨柴油机燃烧 [J] 热爱科学与技术第7卷第3期 9月
[11]赵民 葛贤 何沛深..车用柴油机燃烧系统节能优化试验 [J] 上海工程技术大学学报 第10卷第1 期1996年3月

五、指导教师意见

指导教师签字：