EW10J4发动机总体毕业论文 第18页

SR发动机是一款新型中等尺寸的四缸直列汽油机,它的气缸体,气缸盖,摇杆盖和油底壳都是铝制的,主要用于土壤替代Nissan微型乘用车的CA型发动机,开发这一款发动机的目的是为了使发动机在中高速范围内有较好的动力输出和足够的扭矩,通过每缸四气门双顶置凸轮轴Y形气门摇臂系统的设计使发动机有较大的输出功率,面较小的气门夹角也使燃烧室更加紧凑,以上的改进使发动机具备了足够大的输出扭矩和较好的燃油经济性.

二  发动机设计思想

     在过去的一些年里,提高输出功率的设计趋势是将微型车的排量提高到2.2L到2.4L,然而,我们却为G20大胆地选择了2.0L的排量,这是一个高明的选择,因为它使高热效率的2.0L排量发动机不仅具有紧凑的外观,还可以适应以后的排放法规,并且有高度的驾驶舒适性,在这款发动机的设计过程中,以下两点摆在特别重要的位置:

1        高的输出功率和好的燃油经济性的统一

2        发动机的声音从怠速到最高转速的所有工况的听觉舒适性

为了能达到这些目标,Nissan人不遗余力,甚至使用了最先进的技术手段来设计发动机,选择重要部件,因此一辆能满足以上要求汽车发动机就诞生了.

              表一. 主要技术参数                               

三  SR20DE型发动机总览

SR20DE型发动机剖面图如图2.糨的基本结构和特征描述如下:为减轻发动机的质量,使用了铝制的气缸体,气缸盖是整体式的,并且活塞裙部加长了.

燃烧室是紧凑的蓬形,并能产生湍流,火花塞位于燃烧室中央,一个气缸有两个进气门和两个排气门,气门夹角较小,仅有29度.进气道是直的的,无弯曲.为为使气门升程尽可能性大,采用了摇杆机构.为防止末端支点与直进气道发生干涉,采用了Y形摇杆臂,两个凸轮轴由一条滚子链驱动,由于高压油和弹簧的联合联合作用使张紧装置达到非常高的可靠性,并且噪声非常小,为增加气缸体和传动系的连接风度,使用了铝制油底壳,为防止对底部的损坏,油底壳是分离的,由薄的合金制成,这种设计还大方便了文修,水泵前安装了节温器,使进入发动机的冷却水文持在设定值,这种发动机采用了一个特殊的油道貌岸然使润滑油能流回油底壳和粗滤器,这使发动机在高转速和高负荷时仍可以获得很好的润滑油与曲轴箱窜气的分离性能,这就有效抑制了润滑油的变质,从而延长了润滑油的寿命.

四 输出性能与燃油经济性

 1.燃烧室的设计

为了使输出功率与燃油经济性达到良好的配合,我们首先设计了燃烧室,为了改善热效率,获得稳定的燃烧,燃烧室采用了紧凑的蓬形燃烧室,并且为使获得恒定的火焰传播速度,火花塞设置在燃烧室中央,每缸采用两个进气两个排气门的布置,促使气门面积尽可能大,另外,为减少热量散失,努力将气门间的夹角减小,最后夹角仅有29度.

2.进气道的设计

    设计完燃烧室这后,我们开始设计进气道.我们们采用了直的进气歧管以减小进气阻力,从而使气缸吸入尽可能多的空气,这这就是所谓的高位进气歧管结构,这种结构适应了气门中心线与进气道中心线夹角较小的这种情况,采用比较长的进气道貌岸然在低,中速范围内燃料消耗产生预期效果。（如图5）这使气道貌岸然长度达到450mm，而发动机的总体高度相对于低位气道布置并没有增加。同时，也使比较重的零件悬挂减少，所以振动可以减少，空气阻力减小，采用了AD型气道使气道直径从空气滤清器到气门都有所减小，这种方法同样应用于300ZX，VG30DE和Q45，VH45DE型发动机。

3．气门传动装置

进气门升程增加，以提高吸气效率，出于这个目的，设计时采用了摇臂结构，因为气门直接驱动限制了挺杆的尺寸，为了获得尽可能小的气门夹角，末端支点必须设置在气门轴线以外，然而这种设计却导致摇臂可能与进气道发生干涉，Y型摇臂的使用以及将支点设置在两进气道蹭，这种设计最终解决了这个问题，同时，这种Y型摇臂还有另一个优点：减小了凸轮从动装置的接触面积，也减小了惯性力，从而，减小了气门配气机构磨擦力。

4．排气系统的设计

排气系统是最后设计的，两个排气门的使用使开启面积大大增加，同时，摇臂的引用也提高了气门升程，为抑制排气震动的影响，一缸和四缸共一个排气道，二缸和三缸共一个排气道，这两条排气道一直延伸到油底壳后部。

上述所有细节使用使SR20DE型发动机获得高的输出功率：140HP/6400rpm和132lb ft/4800rpm.

五． 舒适的声音特性

在SR20DE型发动机的设计过程中，我们把降低声压水平和改善音调音色都是摆在重要位置的，而这些都是感官印象的重要方面。为使噪声达到理想的值，在四缸直列发动机中，产生噪声的偶数个零件的设计是非常重要的，如果偶数个发音元件和奇数发音元件音高相差一阶，那么就会产生不舒适的感觉，如果中间另外一个元件音高高的话，就会产生隆隆声。

出于这个原因，在SR20DE设计过程中，特别注意加强了发动机本身的刚度，同时还有包括连接件和传动系统的刚度。具体说就是，采用了整体式铝制气缸体，定位梁，铝制油底壳，由于有了这些措施，使减少了产生噪声的中间部件和那些奇数次序产生的声音。（参看图11）为能增加传动部件的刚度，传动机构用10个螺栓固定在发动机上，通过这些措施，共振的频率就可以提高到250Hz以上，产生噪声的转速就提高到7500rpm（参看图10）。为减小振动，曲轴由八块平衡重来平衡，由钢锻造而成，并且采用了动力抑制装置以抑制扭振，除此之外，空气滤清器增大了，并且在空气滤清器前后还安装了一种Helmholtz型的抑制共鸣的装置，来减少噪声。

辣．其它特征

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