某系列小型艇用高速柴油机机体数字化设计(附件)【字数：9800】
摘 要摘 要本文主要介绍的是用UG来完成4G35机体的三维模型并且对该机体结构作出一些说明。首先说明了4G35柴油机的各项性能参数，和国外的一些新型柴油机做出对比，找出国内柴油机发展存在的一些缺陷，并且提出了未来柴油机发展的几个方向。其次对比了现在主流的三维建模软件，将Pro /E、UG、 SolidWork的特点各自列出，提出了用UG来完成三维模型构建的原因UG能够无缝隙集成的解决方案和有着全局相关性的特点。最后讲述的是如何构建4G35机体的三维模型。分别从柴油机的各个表面以及曲轴箱的角度说明4G35机体的特征构建方法。附加了对4G35机体的直孔和螺纹孔的加工要求，对其形位公差做出了说明，并给出了这样要求的原因。结合做出的三维机体模型解释了机体内部油道的作用，并且对机体的其他特征补充说明。关键词三维建模；柴油机；UG；机体构建
Keywords:Three dimensional modeling; diesel engine; UG; body building 目 录
第一章 绪论 1
1.1 柴油机的近期发展历史 1
1.2 国内柴油机的发展状况 1
1.3 关于4G35机体的介绍 1
1.4 国外的一些先进柴油机介绍 2
1.5 柴油机的发展方向 3
1.6 课题的研究意义 3
1.7 机体建模的软件介绍 4
第二章 4G35机体的三维构建 7
2.1 机体的结构介绍 7
2.2 机体的初步构建 7
2.3 曲轴箱的介绍以及构建 9
2.4 机体上表面的构建 15
2.5 机体前后表面的构建 18
2.6 机体左右表面的构建 23
2.7 本章总结 26
总 结 29
致 谢 33
参考文献 34
第一章 绪论
1.1 柴油机的近期发展历史
最近几年，汽车行业在我国迅速发展，汽车的保有量伴随着行业的发展于2007年末达到了5697万辆，这其中包括了低速货车和三轮汽车。比上一年要增长了14.3%左右。从这里我们可以推测得知，在以后 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
相当长的一段时间里面，内燃机由于自身热效率高，会成为主流的动力机械。作为动力源，它也将是别的一些机械无法取代的。众所周知，21世纪的能源环境问题成为各国所考虑的焦点。以前的一些开发原则也开始变动了，比如内燃机传统上是要讲究“经济性、耐久性、动力性”，而到了现在内燃机讲究的综合指标是“低噪声、低排放、高效率、高适应性”。这些都是社会和环境对内燃机提出的严峻的挑战。因此，开发出适应环境能源需求的高性能的发动机成为了主流的研究热点。
1.2 国内柴油机的发展状况
由于经济全球化带来的商品贸易方式的变化，越来越多的来自于发达国家的发动机涌入了国内市场。这是一把双刃剑，一个方面，它给我国的用户带来了先进产品，但在另一个方面上，国外的那些发动机给国内发动机的发展造成了巨大的阻碍，没有资金的投入，国内发动机产品更新换代的速度大大降低。我国的一些厂商曾经自主制造过一些船用曲轴，试图用这个来代替德国MAN公司生产的[1]。可相当不幸的是，由于技术的问题，该曲轴的性能并不能达到使用的标准。一些国内的厂家就开始和国外企业合资以求获取国外的先进的发动机技术。但是国外对技术有严格的封锁措施，这方面技术的研究也是效果式微。我国要实现建成社会主义强国的目标，不能没有发动机上的先进技术，无论是军事上还是经济上，这都是必不可少的一件事。通过发动机技术的发展，能源的需求就降低了，对环境的破坏也会减少，商业成本降低，市场竞争力得到提高，满足更多用户的需求。由这可见，我们需要加大对发动机的研究力度，争取早日突破技术瓶颈。
1.3 关于4G35机体的介绍
为了满足市场变化不断的需求，常柴公司开发了新一代的环保型柴油机，这款机子就是4G35。这款柴油机的功率比其他机型提高了30%。它采用了最新的高速、增压和直喷的技术，在机械动力领域取得不凡的效果。通过4G35柴油机基础上改进的拖拉机动力，获得了欧盟的非道路和美国EPA的认可，取得了出口欧盟以及美国的通行证，这是国内柴油机发展的一大进步。凭借着优秀的性能和可靠性，4G35柴油机受到了客户的一致好评，这成为了常柴的新的收入增长点，大大的提高了常柴的社会地位和经济效益。和国内的同种类型的产品相比，4G35在性能上占据着领先的地位，具有非常高的性价比。4G35的具体运行参数可以从下表得知：
表1—1 4G35柴油机参数
型号
4G35
型式
直列，水冷，四冲程，废气涡轮增压
燃烧室型式
直喷式
汽缸数
4
缸径X冲程(mm)
95X100
总排量（L）
2.834
气缸工作顺序
1→3→4→2
压缩比
18:1
标定功率/转速 (kW/r/min)
65/3200
最大功率/转速 (kW/r/min)
71.5/3303
标定功率时燃油油耗率(g/ kWh)
≤245
润滑方式
压力、飞溅复合式
冷却方式
强制水冷，海淡水热交换器闭式循环
旋转方向
逆时针(从飞轮端看)
起动方式
电起动（可以增加一套启动装置）
最高空载转速(r/min)
3460
怠速 (r/min)
≤850
外型尺寸（长×宽×高）（mm）
695×650×658
净质量（Kg）
305
1.4 国外的一些先进柴油机介绍
柴油机在欧洲的发展日趋成熟，各种技术被用在了柴油发动机上，有了一些令人瞩目的成就。最近，沃尔沃发布了一款功率最高可至230马力的四缸柴油发动机。作为沃尔沃发布的全新动力系统的成员，它应用了沃尔沃在全球首创的iArt技术。让小型电脑与温度传感器相匹配，将它们安装在每个燃油喷嘴出口。它们可以反馈每个喷油嘴所获得的压强，并且及时的的将这些信息传输到SUBCPU的处理中枢，最后传递到发动机的控制模块ECU中。每个气缸燃烧时的燃油喷射都可以被iArt持续监控，分析这些数据，这个系统可以不断的模拟燃烧状况，优化在2500巴压强条件下循环燃烧过程里面的燃油喷射时间和燃油喷射量。最终找到柴油机的最佳工况，从而更加有效的利用了燃油，避免多余的损耗。iArt技术和高压共轨喷射技术组合大幅度的降低了二氧化碳的排放，但是柴油机的动力输出却没有减少，而且噪声的到了控制，更加人性化。这为用户提供了一个改善燃油经济性的机会。DriveE柴油机为了减少摩擦损失，加快发动机的冷却采取了一些如双涡轮增压等尖端的技术。因此冷却系统应用了智能化阀门，能够快速升温冷启动之后的发动机。这显示了国外柴油机发展的一个方向。
Keywords:Three dimensional modeling; diesel engine; UG; body building 目 录
第一章 绪论 1
1.1 柴油机的近期发展历史 1
1.2 国内柴油机的发展状况 1
1.3 关于4G35机体的介绍 1
1.4 国外的一些先进柴油机介绍 2
1.5 柴油机的发展方向 3
1.6 课题的研究意义 3
1.7 机体建模的软件介绍 4
第二章 4G35机体的三维构建 7
2.1 机体的结构介绍 7
2.2 机体的初步构建 7
2.3 曲轴箱的介绍以及构建 9
2.4 机体上表面的构建 15
2.5 机体前后表面的构建 18
2.6 机体左右表面的构建 23
2.7 本章总结 26
总 结 29
致 谢 33
参考文献 34
第一章 绪论
1.1 柴油机的近期发展历史
最近几年，汽车行业在我国迅速发展，汽车的保有量伴随着行业的发展于2007年末达到了5697万辆，这其中包括了低速货车和三轮汽车。比上一年要增长了14.3%左右。从这里我们可以推测得知，在以后 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
相当长的一段时间里面，内燃机由于自身热效率高，会成为主流的动力机械。作为动力源，它也将是别的一些机械无法取代的。众所周知，21世纪的能源环境问题成为各国所考虑的焦点。以前的一些开发原则也开始变动了，比如内燃机传统上是要讲究“经济性、耐久性、动力性”，而到了现在内燃机讲究的综合指标是“低噪声、低排放、高效率、高适应性”。这些都是社会和环境对内燃机提出的严峻的挑战。因此，开发出适应环境能源需求的高性能的发动机成为了主流的研究热点。
1.2 国内柴油机的发展状况
由于经济全球化带来的商品贸易方式的变化，越来越多的来自于发达国家的发动机涌入了国内市场。这是一把双刃剑，一个方面，它给我国的用户带来了先进产品，但在另一个方面上，国外的那些发动机给国内发动机的发展造成了巨大的阻碍，没有资金的投入，国内发动机产品更新换代的速度大大降低。我国的一些厂商曾经自主制造过一些船用曲轴，试图用这个来代替德国MAN公司生产的[1]。可相当不幸的是，由于技术的问题，该曲轴的性能并不能达到使用的标准。一些国内的厂家就开始和国外企业合资以求获取国外的先进的发动机技术。但是国外对技术有严格的封锁措施，这方面技术的研究也是效果式微。我国要实现建成社会主义强国的目标，不能没有发动机上的先进技术，无论是军事上还是经济上，这都是必不可少的一件事。通过发动机技术的发展，能源的需求就降低了，对环境的破坏也会减少，商业成本降低，市场竞争力得到提高，满足更多用户的需求。由这可见，我们需要加大对发动机的研究力度，争取早日突破技术瓶颈。
1.3 关于4G35机体的介绍
为了满足市场变化不断的需求，常柴公司开发了新一代的环保型柴油机，这款机子就是4G35。这款柴油机的功率比其他机型提高了30%。它采用了最新的高速、增压和直喷的技术，在机械动力领域取得不凡的效果。通过4G35柴油机基础上改进的拖拉机动力，获得了欧盟的非道路和美国EPA的认可，取得了出口欧盟以及美国的通行证，这是国内柴油机发展的一大进步。凭借着优秀的性能和可靠性，4G35柴油机受到了客户的一致好评，这成为了常柴的新的收入增长点，大大的提高了常柴的社会地位和经济效益。和国内的同种类型的产品相比，4G35在性能上占据着领先的地位，具有非常高的性价比。4G35的具体运行参数可以从下表得知：
表1—1 4G35柴油机参数
型号
4G35
型式
直列，水冷，四冲程，废气涡轮增压
燃烧室型式
直喷式
汽缸数
4
缸径X冲程(mm)
95X100
总排量（L）
2.834
气缸工作顺序
1→3→4→2
压缩比
18:1
标定功率/转速 (kW/r/min)
65/3200
最大功率/转速 (kW/r/min)
71.5/3303
标定功率时燃油油耗率(g/ kWh)
≤245
润滑方式
压力、飞溅复合式
冷却方式
强制水冷，海淡水热交换器闭式循环
旋转方向
逆时针(从飞轮端看)
起动方式
电起动（可以增加一套启动装置）
最高空载转速(r/min)
3460
怠速 (r/min)
≤850
外型尺寸（长×宽×高）（mm）
695×650×658
净质量（Kg）
305
1.4 国外的一些先进柴油机介绍
柴油机在欧洲的发展日趋成熟，各种技术被用在了柴油发动机上，有了一些令人瞩目的成就。最近，沃尔沃发布了一款功率最高可至230马力的四缸柴油发动机。作为沃尔沃发布的全新动力系统的成员，它应用了沃尔沃在全球首创的iArt技术。让小型电脑与温度传感器相匹配，将它们安装在每个燃油喷嘴出口。它们可以反馈每个喷油嘴所获得的压强，并且及时的的将这些信息传输到SUBCPU的处理中枢，最后传递到发动机的控制模块ECU中。每个气缸燃烧时的燃油喷射都可以被iArt持续监控，分析这些数据，这个系统可以不断的模拟燃烧状况，优化在2500巴压强条件下循环燃烧过程里面的燃油喷射时间和燃油喷射量。最终找到柴油机的最佳工况，从而更加有效的利用了燃油，避免多余的损耗。iArt技术和高压共轨喷射技术组合大幅度的降低了二氧化碳的排放，但是柴油机的动力输出却没有减少，而且噪声的到了控制，更加人性化。这为用户提供了一个改善燃油经济性的机会。DriveE柴油机为了减少摩擦损失，加快发动机的冷却采取了一些如双涡轮增压等尖端的技术。因此冷却系统应用了智能化阀门，能够快速升温冷启动之后的发动机。这显示了国外柴油机发展的一个方向。
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