现代汽车、拖拉机、工程机械内燃机的保证期一般在1500~2000摩托小时之间,坦克柴 油机的保证期一般在350~500摩托小时之间。农用柴油机的保证期为出厂后一年内保证使用 1500摩托小时,汽油机为500摩托小时。 对于汽车、施拉机、工程机械和农用内机,在保证期内应保证不更换主零件,对于 坦克柴油机,则要求在保证期内不发生停车故障。 近年来,根据可靠性理论,对内燃机这类可修复产品,通常采用可靠度、锥修度、有效 度、故障率、修复率,平均故障间隔或平均无故障时间MTBF(即Mean Time Betweer” Failures).平均修复时问MTTR(即Mean Time T。Repair)、可靠寿命、使用寿命等作 为衡量可靠性的指标。但是,在目前个别国家外,一般还只采用保证期中的放障情况以及 使用寿命作为衡量内燃机可靠性指标,并以使用寿命作为衡量内然机耐久性的指标。 使用寿命是指内燃机从开始使用到第一次大修前累计运转的小时数,或车辆行驶的公里 数。内然机的大修一般决定于气红套和曲轴磨损到达规定极限的时间(即此时内燃机不能 继续正常工作)。 现代柴油机气缸套和曲轴钠颈的最大允许磨损极限如表1-2所列(表中:D一一气缸内径 0 一曲轴主轴颈外径,D,一曲轴曲柄销外径)。 表1-?现代柴油机气红套与曲轴物颈最大允许的磨损授假 曲铅主轴颈 密柯颈销 名称 气江套内径(m)】 50100100一20020400极限磨损箱回皮极裂麝A}特网度轴 允许极限密恤(的~动0)D动0D品D品D,D,oDD: 现代载重汽车柴浊机的使用寿命一般在(30~60)×10km(约7500~15000h)之间, 工程机械柴油机的使用寿命一毅在6000~15000b之间,农用柴油机的使用使命一般在600 ~8000h之间,坦克柴油机的使用寿命一般在500一1000h之间。有些坦克柴油机其大修期是 规定的,即所谓强制大修,以保证其更高的可靠性。 五、适应性指标 内机的适应性指标是指适应不同地理条件、不同气候条件的工作能力以及适应多种燃 料的能力。 适应不同地理条件的能力,通常是指内燃机适应高原工作的能力、适应风砂泥泞等恶劣 环境的能力以及在倾斜路面运转所能达到的坡度等。对于坦克内燃机来说,还指内燃机适应 潜波、涉水等能力。一般要求坦克与工程机战内燃机能够在前、后候斜30°一40°和侧向倾斜 20°~35°的情况下正常工作,而汽车、拖拉机一般只要求能在前、后倾斜20°~30°和侧向倾 斜20左右的情况下正常工作, 适应不同气候的工作能力,是指内燃机在高湿地区不会过热,在高寒地区能够迅速起 动,汽车、拖拉机、坦克和工程机械内燃机一般要求能够在正负40℃气温范围内良好地工 作, 适应多种燃料的能力,是指内燃机能够使用柴油、汽油、煤泊等不问的燃料来工作。现 代坦克内燃机一般要求能用不同燃料工作,以便能够就地取材,简化后動供应。 -8
六、运转性指标 内燃机的运转性指标,主要是指操纵使用是否方便,运转是否平稳,起动性与加速性的 好环以及噪声与排放污染的情况等】 操纵使用方便,指使用人员不需要很特别的专门技能,即可容易地操作,而且维护保养 方便。 运转平稳是指内燃机平衡良好,振动小 起动性好,即指内燃机起动迅速可崭,一殷内燃机妥求在一5℃气温下不附加任何箱助装 置就能顺利起动,而在更低的温度下(低到一40℃)利用一些辅助装置也能迅速起动。 内燃机加速性的好坏,一般是以内燃机从惰转加速到全负荷的时间长短来表示。对于车 用内燃机,这个时间要求愈短愈好,目前汽车、拖拉机、坦克和工程机械内燃机,一般在5 一10s之间就可以从惰转达到全负荷 噪声对人体有害。闲际标准组织(1SO)提出,为保护听力,每天工作8h,容许的噪片 为90B(A),工作时间减少一半,容许值可提高5dB(A),在任何情况下不允许超过115dB (A),现代内燃机的噪声一毅为85~110B(A),通常汽油机噪声较柴油机低。目前各国为了 减少城市汽车嗓声的危害,都规定有汽车内燃机噪声的允许值,一般规定不超过90B(A), 有的国家比较严格,规定不超过75dB(A)或80dB(A), 为了防止大气污染,很多国家对汽车内燃机排放出的废气中的有害成份都有明限制 从目前已有的各种汽车内燃机排放标准来看,都是以木国大气质量标准为依据,不同国家情 况不同,对汽车排放的要求也不同,采取对汽车内燃机排放的限制也各不相同。总的说来, 汽车数量众多、城市大气污染严重的国家,限制汽车内燃机的排效标准也就愈严格。目前有 三个主要的汽车内燃机排波标准,即美国联邦标准、日本标准和漱州经济委员会(ECE)标 准。我国的汽车内燃机排放标准制订工作,已于1980年开始着手进行。初步剧订了《汽油机 怠速时CO、HC排放浓度限值、《柴油机自由加速烟度排放和《汽布柴油机全负荷烟度排 放。等国家标准。如表]-3、1-4和1-5所列。前一标准适用于四小起汽油机,不包括游拔 表1-3汽油机急速时一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)排放浓度限值(GB3842-83) 项目 类别 眼 新生产车 《5%,进口车≤4.5% co 在用车 折生产车 HC <250PPm,进口车为1030ppm 在用车 8000 表1-4柒油机自由速烟度排标准(GB3843-83 演目 类别 限值(被许单位) 新生产车、进口车 6R5.0 在用车 ≤R5,0 -9-
1000m以上高原地区的车辆,HC浓度限值按正己烷当量计。后两个标准透用于汽车用各种 柴油机,包括四冲程、二冲程、水冷、风冷增压和非增压的柴油机。 表1-5汽车柴泊机全负荷烟度排效标准(GB3844-83) 项日 类别 限值(被许单位) 新型类抽机,进口汽车柴仙积 <R44.0 现生产聚油机 <RL4.5 第三节内燃机的设计试制过程 内然机种类繁多,其主要设计要求、设计指标及生产批常等相差悬殊,因此具体的设计 试制过程也各不一样。对于大批是生产的新型内燃机设计试制的主要过程大体分为四个阶 段,如图1-1所示,其中许多项目也适用于小批量生产的内燃机。 换受新产品设计试制任务☐ 调查研克收集资料☐方案阔在和微定技术任务书阶段 拟定技术任务书二 拉体方案设计一“☐ [主零部件初步设计☐ 单虹机设计☐ 第佳拉案 厂飘立研☐器 「样机试制 厂一样机性能试张☐友避方案 整机可与久生达一场配泡 特瑞 整先大用户 样机鉴定 ■小批生产工艺考核门 之鉴定和投产阶度 一批生产 闲1-】大批量企产的新型内继机设计试制过冠 一、方案调查和拟定技术任务书阶段 设计组接受有关部门提出的新产品设计试制任务后,首先要对以下几个主要方面进行广 -10
泛深入的调查研究,并收集有关资料。 (1)调查使用单位和生产单位,广泛听取他们对内燃机的性能、操纵使用、维护保养等 方面的意见、经验和要求。 (2)调查生产单位的工艺条件、技术水平和设备情况,使新产品设计能符合生产实际。 (3)广泛收集国内外同类产品的各项有关资料,包括各项技术指标、结构方案、材料、 工艺水平以及产品发展和生产过程中的经验和教训。必要时可选择适当内燃机作为设计原准 机(即参考内燃机)。 在调查研究收巢资料的基础上可拟定技术任务书。技术任务书的内容,由于具体情况不 同,有的可能定得比较细致而具体,有的只定几项主要指标。一般说来,在技术任务书中要 包括以下内容: (1)新产品设计任务的来源。 (2)新产品用于哪一种车辆,或与哪种机械配套;是否可同时有其它用途,能否实现系 列化设计,即用以扩大用途范刷的可能性。 (3)新产品的主要要求与主要指标。 (4)新产品与国内外同类先进产品主要指标的比较和分析 (5)产品的经济效果分析。 (6)设计试制的计划和进度,应采取的技术措施和经费等。 在拟定技术任务书时应考虑到新产品的生命力和发展潜力, 因为要设计一个具有先进水 平的系列化内燃机,从开始设计试制到大批生产,一般要5~10年,所以设计试脚时必须预 计在这段时间里国内外内燃机发展的动向,并使新内燃机的指标留有进一步提高的余地,以 保持其先进性和生命力,同时要考虑系列化与变型的可能性用以扩大用途, 二、样机总体方案设计和先期研究阶段 技术任务书经过上级机关批准后,即可开始送行样机总体方案没计和先期试验工作。这 阶包括以下几项工作: 首先进行总体方案设计,即确定内燃机的类型和主要结构参数以及总体布置,绘制出内 燃机纵赏部面图和外形图。在总体方案设计时,通常要拟定几种方案,进行分析比较,反复 修改,确定一种方案,并在此方案的基础上绘州系列产品和各种变型产品的总布置图,以便 统一考虑产品的系列化和变型等问题,必要时,还要进一步修改总体方案设计。 在总体方案最后确定之后,即可进行主要零部件和单缸试验机的设计,并者手进行先期 研究工作。先期研究工作可采用电子计算机技术、模型技术等在单缸试验机上进行。先期研 究工作的日的是: (1)讯速而经济地进行多方案比较, (2)充分利用各种手段进行试验研究,从而相互校核,提高研究的准确性 (3)调整研究因素可以用人为的挖制办法,及时地发现问题,解决问题 (4)避免在多红内燃机整机上进行试验时,湖整困难,各缸难以达到平衡;避免个别保 件的损坏引起整机故障而使试验无法进行。 通过主要零部件的先朔研究工作,可以确定零部件的最佳结构型式和尺寸,保证其可黎 性和使用寿命。 -m11一
通过单缸试验机的先期研究工作,可以根据内燃机的具体类型送行下面有关的几项试验 研究工作: (1)工作过程试验,包括燃油系统、燃烧室、配气机构等参数和压缩比试验。 (2)增压棋拟试验。 (3)二冲程内燃机的扫气系统试验。 (4)主要零都件的可靠性和耐久性试验。 (5)主要零部件的温度状况和动态应力测量。 通过主要零部件的先期研究与单缸试验机的先期试验研究相互配合,可最后确定零部件 的最佳结构方案,以及工作过程有关参数的最佳调整范围使之达到预定的指标。 三、样机施工设计、试制和试验阶段 通过主婴零部件的先期研究与单缸试验机的先期试验研究,可以基本上确定燃烧室、进 气道、燃油系统、配气系统等的各项参数,以及主要零部件的结构型式和尺寸,然后修改原 来的总体方案进行样机的施工没计、试制和试验工作, 1。样机施工设计样机施工设计的主要内容是, {1)根据总体方案图绘制全部零件的毛坏图及施工图。 (2)根搭零件施工图绘制部件图、纵横画总图、前后端图、左右侧视图、视图及 安装图等。 (3)规定内燃机整机及零部件的试验方法、技术条件等 (4)制定整机的安装、使用及潍护保养的技术条件。 2.样试制与试验样机施工设计完成之后,就开始样机的试制。通过样机试制,考 核结构的工艺性及设计的正确性,及时发现存在的问题,对不合理的结构和尺寸加以修 改。通常要对若干台样机进行性能试验、可靠性试验、耐久性试验,以及配套试验等,以 考核所生产的内燃机的各项指标是否达到技术任务书中规定的要求。如达不到预期指标或出 现放康,应提出相应的改进方案,由此改迸样机设计,直到达到规定的指标为止。然后组织工厂 鉴定,生产一定数量的样机交付用户进行使用试验,用以进一步考核各项性能指标是否达到 预定要求。 四、鉴定和投产试验 在扩大用户使用试验中,证实样机达到各项指标之后,设计试制单位即可提出申请,由 有关都门组织样机鉴定,鉴定会通常有主管都门、设计部门、生产工厂、配套单位和使用单 位的人员以及有关专家参加。设计和试验单位应向鉴定会议提供下列文件: (1)技术任务书。 (2)设计、试验小结。 {3)各项试验报告。 (4)鉴定试验大纲 (5)设计试制资料,如热力计算、动力计算、主要零部件强度计算、触心轨迹及最小油 膜计算、曲轴系统扭振计算等,以及有关试验研究报告。 (6)提供全套生产图纸和技术文件(如内燃机交货验收条件、出厂试验规范、使用和维 -12