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内燃机零部件结构设计和实践探究

2021/11/30 阅读:

摘要:直接利用汽车内燃机直接驱动汽车,是目前汽车信息化时代飞速发展的一种技术应用非常广泛的汽车动力机械。当液体燃料直接注入车辆并燃烧时,会释放大量固体。热能作为机械力的一种动能直接转化为动力,从而为机械设备提供动力。是当前工业生产和运输中非常核心的机械设备。内燃机对社会发展的重要性不言而喻,因此对内燃机的研究从未停止。本文对内燃机相关零部件的整体结构设计和实际应用场景进行了分析和探讨。

关键词:内燃机;内燃机零部件结构;结构设计;应用

0引言

当前现代工业文明发展迅速,内燃机的使用成为了主流,内燃机因为其优越的性能取代了蒸汽机,而且在现代的机械领域中发挥了非常重要的作用,随着当前各种先进技术的不断发展,内燃机的零部件不能满足现代机械设备的发展需求,所以,为了最大程度的满足市场的需求,优化内燃机的性能,进而进一步提高内燃机,零部件结构设计的舒适和美观等要求,从而落实节能减排政策,减少排放有害气体,优化内燃机内部零件的结构就显得尤为重要。

1内燃机零部件结构优化设计的必要性分析

要想让内燃机正常运转,就必需要保证内燃机零部件结构的完整性,内燃机在运行过程中可以为机械设备的活动提供源源不断的动力,如果内燃机的结构设计有缺陷,就会造成在生产过程中大量损耗能源的现象,与此同时,在使用内燃机的过程中,也会产生各种危害气体的污染物,这些污染物的大量排放,不利于建成环境友好型社会,妹子,如何控制内燃机在工作过程中排放较少的有害气体,成为普遍关注的问题之一。为保证内燃机车整体结构性能的不断优化和提高,不断研发生产了一大批高性能、低能耗、环境污染小的内燃机,有效地促进了内燃机车的发展,缓解了内燃机原有的环境污染,还有能耗问题。图1为某内燃机内部结构示意图。

2内燃机零部件结构

2.1空气分配机制

顾名思义,发动机的气门机构是一种分配空气的机构。发动机缸体中的燃料是柴油和汽油,在目前的研究情况下,燃气发动机分为很多种,但是这些发动机在工作时都需要引入一定比例的空气,这样才能够保证内燃机中的燃料充分燃烧,内燃机中的气门传动结构是控制发动机在工作时的进气和出气的结构,通过内燃机的气门控制结构,从而控制内燃机中的进气量多少,通过排气阀门可以使内燃机中使用完的废气从气缸中排出,从而实现内燃机工作过程中,整个进气排气工作的完成,目前,内燃机的气门传动结构是由齿轮传动和滚轮传动两个传动部分组成,这两个部分能够保证气缸内的燃料完全燃烧,是内燃机的基本结构。

2.2燃料供应系统

在内燃机当中,根据使用的燃料不同种类也分为不同的功能,例如,使用汽油作为燃料的内燃机,是通过控制燃油量和空气的方法,将一定浓度的汽油和空气混合,直接进入整个气缸,让这些混合物在内燃机中燃烧,从而产生大量的废气后,从排气系统中排出,将能量供给给机械设备,而柴油机的工作方式是将柴油和空气按一定的比例引入气缸,在气缸内持续燃烧,这样保证提供大量的能量,在燃烧之后排出柴油燃烧产生的废气,无论是汽油机还是柴油机,油箱的供油系统都需要根据燃油的不同特性来确定混入空气的比例,并且按照一定的规定进行油量的供给,所以,燃料供应系统和供气系统具有非常紧密的联系,两者都是为内燃机提供充足动力的保证。

2.3冷却系统

内燃机的冷却系统是在内燃机长时间工作过程中进行降温的,这样能够保证内燃机在工作过程中稳定运行,降低故障发生的概率,因为内燃机在工作过程中会产生大量的热量,这种热量的产生会导致内燃机各部位的温度升高,会加速各部件的老化和磨损,这样就会增大内燃机故障发生的概率,所以内燃机的冷却系统也是维持内燃机高速运转,提高它的使用寿命的重要保障。

3内燃机相关零部件整体结构设计及实际应用的趋势分析

3.1内燃机曲轴的结构设计

一是实力合格,主要特点是运动曲柄支撑部分的运动弯曲、弯曲和扭转疲劳强度和大功率容器输出的静强度;二是刚性合格,通过有效减少变速器内燃机曲轴连杆出现应力偏转时的变形,可有效保证内燃机活塞式变速器连杆及各变速器轴承的正常工作,以及内部的固有振动频率。燃烧活塞传动连杆及各传动轴承在复位时可有效增加,避免正常运转时转速升高。下降时发生曲轴共振;三是轴径,轴承副一般具有较高的承压耐磨性,足够的承压滚动面积,轴承油孔布置合理;四是曲柄油孔的合理布置,确保曲柄运转平稳,扭矩均匀,轴系扭振状况良好;第五,合理放置平衡重,减少主轴承的载荷和振动。

3.2内燃机零部件结构设计优化

一方面,当需要对一些内燃机相关部件的整体结构设计数据进行优化时,工作人员通常可以将内燃机相关部件的重要部位的数据调整内容作为主要入口。进行数据优化,手动更换一批内燃机,将更换下来的零部件作为一些结构参数的重要参考内容,从而达到优化内燃机零部件的最终目的,工作人员除了可以调整内燃机相关部件的重要结构性能参数之外,还可以,重点关注内燃机自身燃料离散化的性能极限和特性,因为目前的空气信息采集技术还不能直接引入空气作为模型计算来模拟内燃机工作的情况,所以工作人员以四缸立式柴油机连杆重要结构性能优化设计工作分析为例,利用这种柴油机的性能质量,作为函数和例子进行整体的内积重要性能参数进行优化分析,并且,借助大数据和云计算系统,对内部结构的变化产生的数据进行分析,快速计算不同变化下的内燃机工作效率,从而有效地进行零部件的优化和调整。

3.3内燃机发展前景

如何降低排气温度,提高热效率,只能让它基本按照定容循环工作。既然燃烧不能瞬间放热,那么燃烧和膨胀就必须分开,即燃烧是分开的,作为循环中的一个单独的段来使用。就是在燃烧阶段达到定容。当活塞到达上止点时静止不动,燃烧室容积不变,活塞作间歇往复运动,实现定容燃烧和加热。燃烧结束时做膨胀功,燃烧和膨胀功分开。由于燃烧有一定的过程时间,所以只能近似地遵循定容加热循环,但其排气温度会遵循温度与容积的关系。目前的材料、加工工艺和结构理论已经能够实现等距燃烧循环。这种结构理论采用了非传统的曲轴连杆结构,而是将曲轴连杆的摆线往复运动分解为摆线运动和直线往复运动两个独立的运动,不再同时进行。部件主要采用非圆齿轮、行星齿轮和辅助闭环控制部件。非圆齿轮包括两端的两个半圆齿轮和中间的两个平行的直齿段,它们是行星齿轮的轨迹。通过它们的相互作用,活塞实现了闭环间歇往复直线运动。行星齿轮和非圆齿轮旋转与齿段啮合在一条直线上。行星非圆齿轮停止高速旋转,非圆齿轮完成往复直线运动。实现定容加热循环的内燃机将把内燃机的热效率提升到一个新的水平,降低油耗和空气污染,同时更加经济。在现有各种技术的基础上,等距燃烧循环内燃机是未来发展的方向。

4结束语

随着技术的不断更新,提高零部件结构设计能力,从而开发出更加合理完善的内燃机零部件结构,从而不断推动内燃机的发展。

参考文献:

[1]葛毅,邹洪富,张静.内燃机零部件结构设计及应用研究[J].内燃机与配件,2021(07):188-189.

[2]林翔.内燃机零部件结构设计及应用[J].内燃机与配件,2020(21):20-21.

[3]殷满华.内燃机零部件结构设计及应用研究[J].时代汽车,2020(21):128-129.

作者:王江月 单位:东莞市技师学院智能制造学院

内燃机零部件结构设计和实践探究

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