168F汽油机进排气系统设计及供油系统匹配(毕业论文).doc

168F汽油机进排气系统设计及供油系统匹配The Design of Intake and Exhaust System and the Matching of Fuel Delivery System for 168F Gasoline Engine学院名称： 汽车与交通工程学院 专业班级： 姓名学号： 指导教师姓名： 指导教师职称： 目录第一章 引 言11.1概述11.2 168F汽油机主要参数11.3国内外通用小型汽油机的发展近况21.4研究方法31.5设计目的51.6预期结果和意义51.7工作任务5第二章 进、排气系统的优化62.1空气滤清器62.1.1空气滤清器的作用62.1.2空气滤清器的结构62.1.3空气滤清器对进气量的影响62.2空气滤清器的优化方案72.3进、排气道的优化方案72.3.1进气道的优化72.3.2排气道的优化82.4试验仪器82.5试验方法92.5.1空气滤清器试验92.5.2进、排气道试验102.6试验结果及分析102.6.1空气滤清器试验结果分析102.6.2进、排气道试验结果分析11第三章 供油系统的优化133.1化油器133.1.1化油器的作用133.1.2化油器的构造及工作原理133.1.3化油器结构参数对发动机性能的影响163.2化油器的优化方案173.3试验样机及试验条件183.4试验结果及分析19第四章 结论28致 谢29参考文献30I<毕业设计说明书168F汽油机进排气系统设计及供油系统匹配 摘要 本文主要论述了168F小型汽油机进排气系统和供油系统的优化及两者的匹配。通过对进排气系统和供油系统的优化及匹配，可以使168F汽油机的动力性、经济性和排放均有较大的改善。通用小型汽油机性能的主要影响因素有：过量空气系数（或空燃比）、燃烧室及混合气形成质量、点火正时与点火能量、进排气的质量、润滑油品质和汽油机工作温度等, 而过量空气系数是最主要的影响因素之一。一方面，本文通过增加空气滤清器进气孔的直径，优化进排气道结构，达到增加进气量和减小进气阻力的目的，从而增大了充量系数，优化了进气系统。并在气道试验台上测量出空气滤清器优化前后流量的变化，找到了增大充量系数的最优直径。另一方面，目前绝大多数通用小型汽油机采用化油器来形成混合气，其空气量孔、喉口直径和主供油量孔等参数影响着混合气的品质。本文通过增大喉口直径来降低喉口处的阻力，并匹配进气系统，同时增大进排气道最小截面面积减小进排气阻力，达到增大进气量的目的。然后通过调整主供油量孔的尺寸来调整进入气缸混合气的浓度，与进气系统相匹配，使168F汽油机的性能得到了显著的改善。最后运用DEWE800燃烧分析仪和五气分析仪分别采集示功图和测试排放，验证了上述优化的效果。关键词： 空气滤清器 化油器 168F汽油机 进气量The Design of Intake and Exhaust System and the Matching of Fuel Delivery System for 168F Gasoline EngineAbstract: This paper mainly discusses the optimization of the intake and exhaust system and the matching of fuel delivery system of 168F small general S.I. engine. We can improve the power and control the emissions of 168F small general S.I. engine by the optimization of intake and exhaust system and the matching of fuel delivery system. The main factors of the performance of small general S.I. engine are excess air ratio or air-fuel ratio, combustion chamber and the quality of the mixture, ignition timing and ignition energy, the quality of the intake and exhaust, oil quality and the operating temperature of the gasoline engine. From above all, excess air ratio is one of the most important factors. On the one hand, we can increase the intake air and reduce the intake resistance by increasing the diameter of the air filter and improve the structure of the inlet and exhaust ports, so we can increasing the coefficient of charge and optimize the intake system. And then we measure the changes of the air filter in the airway to find the optimal diameter to increase the coefficient of charge. On the other hand, carburetor is used to form a mixture by most of small general S.I. engines. Its amount of air holes, the pipe diameter and the parameter of the main supply oil hole affects the quality of the mixture. We reduce the resistance of the pipes and match the intake and exhaust system by increasing the pipe diameter to achieve the purpose of increasing the intake air. At the same time, we adjust the size of the main supply oil hole to adjust the mixture and match the intake and exhaust system to improve performance of the 168F gasoline engine. Finally, we use DEWE800 combustion analyzer and five-gas analyzer to collect the indicator diagram and the emissions to verify the optimization results above.Key Word air filter carburetor 168F gasoline engine intake flowrate<毕业设计说明书第一章 引 言1.1概述目前，发动机的发展趋势是高动力输出、低排放、良好的燃油经济性及高可靠性。本毕业设计所选样机168F通用小型汽油机（如图1-1），广泛应用在草坪机械、水泵、电力机组等设备上。通用小型汽油机的动力性、经济性、排放性能和可靠性与进气、供油及油气量匹配有很大关系，目前小型汽油机充气效率普遍较低，提供进气量并保证油气比例匹配合理优化综合性能是研究的主要目标。本次毕业设计的主要内容是在168F通用小型汽油机的基础上优化设计进气系统，优化空气滤清器结构、设计大直径喉口化油器，增加进气量。核心思路是：加大化油器喉口直径，分析供油规律变化和发动机性能变化。图1-1 168F汽油机1.2 168F汽油机主要参数表1-1 168F汽油机主要结构参数发动机型号168 汽油机型 式四冲程、风冷、顶置气门起动方式手拉式缸径×行程 / ×68×54总排量 /ml196压 缩 比8.5：1标定功率及转速 / kW/ r·min-14.0/36001.3国内外通用小型汽油机的发展近况1.3.1国内的发展情况世界上通用小型汽油机的生产以北美、日本、西欧为最大，以草坪修剪机、植保机械和其他农田作业机械等为最多，工业用居其次，年产量为4000万台以上，美国每年销售这类发动机在2000万2500万台，通用小型汽油机在欧、美等国家已广泛进入家庭，市场潜力非常大。2003年，我国出口通用小型汽油机比2002年增加2.2倍，其中欧、美市场约占总出口量的57%；出口产品中发电机组和园林机械最多，园林机械主要出口欧、美国家，发电机组主要出口东南亚、中东地区。加入世贸组织后，我国的机械制造加工业具有独特的优势，国外公司特别是美国和日本处于经济效益的考虑，向我国转移生产场地，利用我国廉价劳动力为本国赚取更大利益。而对我国来说，通过引进国外先进技术和管理模式，促进了我国通用小型汽油机技术发展，同时扩大了出口，拉动了国内通用小型汽油机生产。2004年，通用小汽油机行业中有多家生产企业通过了美国EPA认证，2004年下半年到2005年上半年，国内已有23家企业89个系列发动机取得了美国EPA环保认证证书，为产品出口欧美市场取得了通行证，这说明我国小汽油机产品质量水平已得到较大提高，正在逐步向国际水平靠拢。1.3.2 国内与国外技术水平上的差距目前，我国现生产的通用小型汽油机绝大多数是参照国外产品开发设计的，技术上只相当于20世纪80年代的水平，产品性能普遍低于国外同类产品。随着这几年我国通用小型汽油机行业引进国外先进技术、先进工艺、先进设备，通用小型汽油机的技术水平、产品质量在逐年提高，已形成了较完整的生产体系，拥现出了一批有较高知名度的企业，尤其是中小排量发动机水平提高较快，工艺设备已基本接近国外发达国家水平，产品生产基本上能满足国内配套需求，但国产发动机的技术指标与日本等发达国家先进水平相比仍处于中等水平，其差距主要在以下几个方面。a) 体积功率：体积功率是衡量发动机动力性能的一个重要指标，国内除个别合资企业和新引进的技术品种外，大多数企业产品都处于中等水平，随着产品出口量的逐年增加，产品性能也有明显的提高，与国外的差距正在逐步缩小。b) 压缩比与活塞平均速度：压缩比与活塞平均速度是衡量发动机强化程度的重要参考指标，除个别机型外，我国通用小型汽油机的强化程度略低于日本和欧洲水平。c) 平均有效压力：平均有效压力是发动机工作过程和结构优化水平的集中反映，和前2个指标一样，我国通用小型汽油机