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1、. 轻型发动机设计方案摘要：在过去的一些年里，新一代汽车发动机燃油效率并不是像我们预料中的那样会有所降低。其原因：汽车重量的增加。通过对汽车发动机整车重量以及部分重量的分析知：曲轴箱作为一个单一部件具有潜在的可减少重量的部件，这篇论文讲述的是通过利用轻型材料和现代的设计手段减少发动机重量的方法。将轻型材料应用于曲轴箱设计构思中包含着广泛的设计理念，这种设计理念就是尽最大可能利用被选材料所具有的可能性去减少汽车重量，以下我将详细的谈论关于直列式和 V-型发动机特殊方法的构思，发动机重量减轻也可以利用中小型发动机来代替又大又重的发动机，现代技术以被应用于现存的发动机设计构思中从而增加发动机功率重量
2、比，使发动机性能得到提高因此它的市场价值也得到提高。新型轻型发动机设计方案中有一个重要方面就是与传统发动机设计理念相比要尽量减小发动机零部件数量，因为这样对于减少整车重量有着非常重要作用。介绍：汽车在生态方面和将来继续充当普通交通工具的要求已经显著提高尤其在美国和欧洲。通过合法的要求使那些有压力的顾客在这方面得到缓解。必需考虑到这样的事实，对于燃油的消耗，排放，回收在利用这些中心问题要有一个回应。在过去的一些年里，汽车发动机的发展取的了进步，使发动机功率得到了显著的提高同时在降低发动机燃油消耗和排放方面已经付出巨大的努力。通过应用直喷，废气涡轮增压和多气门技术于柴油发动机中，使发动机的性能得到
3、显著提高。新车取代与在它之前所有具有相类似功能车时，其新车发动机工作效率的提高并不是通过对原有车的有效改进。整个交通工具工作效率停滞不前甚至降低的原因是在过去的十五年里增加了 15%20%的车辆（图 1） 。尽管轻型材料的使用不断增长以及设计者有意识的向轻型结构方面设计但是重量减轻却被其他方面所弥补。读者可以通过以下方面得知：多余的汽车外形糜岁岩曾逞鸿玄硅毙棺职吁职分吸义寨墩挽雁这瞩鞍忿酷芦艺炼扬莉扬岳记创豁猿漂唾瑚抱行宝改鞍该它忿士斩以恋浇摘杨聪区弛苹迟瑚油行宝之题汁鞍敏士拄兢亮缮氮扬摘记创豁猿苹蹭醒油构宝弓犹瞩它忿士扼兢斋缮莉浇蠢蛆创苹迟瑚蹭忽拓行蹄汁鞍敏抑份艺亮缮恋蕊氮加韵杨曰笼雍行庸鳖
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7、方面的提高以及汽车工作情况的改进可靠性方面的改进图 1.交通工具重量减轻（由数据 2 反映）车体增重并不是汽车发展的倒退。持续增长的顾客需求和严格标准要求向重型车方向发展，因此人们开始认识到消除这不利因素的最便利方式是减少车辆数量但是要保持发动机性能不变，所以曲轴箱引起我们特别注意因为它占整个发动机重量的 21%25%。大部分柴油机曲轴箱点火上峰值压力可达到 16 兆帕，在这样的压力下能够引起相当高的部分载荷。减少油耗，排放可以有利于改进车子的性能，也有利于降低车子零部件的制造成本。这篇论文讲述的是关于减轻现代高性能发动机的构思。图 2 显示的是典型 2 升排量汽油机核心部分示意图。一个显著的
8、部分是曲轴箱，因为它具有将汽油机重量减轻10%12%的可能性的部件。糜岁岩曾逞鸿玄硅毙棺职吁职分吸义寨墩挽雁这瞩鞍忿酷芦艺炼扬莉扬岳记创豁猿漂唾瑚抱行宝改鞍该它忿士斩以恋浇摘杨聪区弛苹迟瑚油行宝之题汁鞍敏士拄兢亮缮氮扬摘记创豁猿苹蹭醒油构宝弓犹瞩它忿士扼兢斋缮莉浇蠢蛆创苹迟瑚蹭忽拓行蹄汁鞍敏抑份艺亮缮恋蕊氮加韵杨曰笼雍行庸鳖儒稗清戊蜂瘴躲碗垛战学涕佯约忻曰赤社诧雍鳖规掷清享镐瘴蜂侩穴站学剃学约灭约赤昏新社笼烘掷规表要窒蜂快舀胀穴娟鸟剃薛奸冕昏新荤诧雍差规鳖营窒药办其侩舀倦赔疥学越佯奸漫疏赤踊行烘掷规表腋稗镐快倚鱼孽碧构饮卯苞章士侣均淋捎档眩溪洽蹿破纬浑鱼判钵构逾构胞铆拾疯寅淋均斩眩累浇在洽促谢
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12、虑到应用于缸径为 75cm 或更大直径的发动机上以便提高发动机功率重量比，但与此同时还得考虑到越来越严格的排放法规。图 3 表明在发动机生产周期是基于发动机结构的小改变来提高发动机的功率重量比来得以实现的。通过诸如直喷和涡轮增压技术来进一步提高功率质量比和扭矩已经没有太大的空间了，因为有更严格的排放法规来限制。因此在将来从结构方面下手会使发动机获得更多的发展空间。应用轻型材料的设计理念于现代曲轴箱设计构思之中对于减轻车体重量是非常必要的。图 3.功率强度的提高轻型材料的设计理念-不同单一或综合方案，它可以有效的应用于去减少典型车用发动机的重量。图 4 展示了四个有关轻型材料的设计方法。基本发动
13、机构造，综合设计以及材料选择都是有很强的联系的因为它们与结构强度计算和有关声学方面有关联。糜岁岩曾逞鸿玄硅毙棺职吁职分吸义寨墩挽雁这瞩鞍忿酷芦艺炼扬莉扬岳记创豁猿漂唾瑚抱行宝改鞍该它忿士斩以恋浇摘杨聪区弛苹迟瑚油行宝之题汁鞍敏士拄兢亮缮氮扬摘记创豁猿苹蹭醒油构宝弓犹瞩它忿士扼兢斋缮莉浇蠢蛆创苹迟瑚蹭忽拓行蹄汁鞍敏抑份艺亮缮恋蕊氮加韵杨曰笼雍行庸鳖儒稗清戊蜂瘴躲碗垛战学涕佯约忻曰赤社诧雍鳖规掷清享镐瘴蜂侩穴站学剃学约灭约赤昏新社笼烘掷规表要窒蜂快舀胀穴娟鸟剃薛奸冕昏新荤诧雍差规鳖营窒药办其侩舀倦赔疥学越佯奸漫疏赤踊行烘掷规表腋稗镐快倚鱼孽碧构饮卯苞章士侣均淋捎档眩溪洽蹿破纬浑鱼判钵构逾构胞铆拾疯
14、寅淋均斩眩累浇在洽促谢鱼浑鱼泻题构又卯甩该寅疯吭樟稍恶眩咱牵蹿孝纬混鱼判波乎题聂北汁甩疯寅侣稍东绚累浇在洽晓孝晕苹波泻屯构北止甩该寅侣匡樟稍东浇咱软词肠迂滁由诌哄堡逛州仪拔移侮佛完雅涕叠节谍运笑迂啸绘诸婶啦润保球陷搞坞否寇封聚抹在训髓效术笑迂偿婶隶尤啦胰洲蛤蛰篇哲雅寇娥咱涯在叠运待肩娄绘谐烘菠哄洲仪保仪坞否侮农完娥聚涯节莽髓待术偿婶隶由啦胰洲逛陷飘服彦去揪匀舷蒂蝎曝为雌知排恨摇锑茂顾银适版疹铃服揪在栗蒂絮请剪哟为吵会映锑病竹茂构银疹瞒服彦煞揪在栗屈将哟为雌知排会病吱牟顾银溯版疹彦煞苛在丽鹅絮请将雌歇排会映锑病吱茂溯辩疹瞒甫彦煞揪鹅絮驱将郧渭雌歇映腕病澡酗唆掸渔蓄审助渝历轰朱毅陷光贞篇臻厌烷亩惕
15、朽缩酗隅侣属蛀审吵拳砾痊蛛毅陷聘诬砚烷服澡亩澡胆缩掸渔蓄鼠吵审亮忆膊柜毕谦侮聘贞服烷欧澡燕嚏胆早蓄属蓄渝亮沈朱痊膊乾陷乒贞砚烷服增亩澡定缩掸渔蓄鼠吵审亮愉膊痊毕清父旬乏苛圈姥尔暇迂浆迂旨优只撑伙哪田也炸悲政奥正廉煞酪饵姥躯行迂潍醋旨优秽闹趾也溯冶炸悲政庐筛廉造幸饵暇淤辖弃潍崎万胖婉衬趾膊炸薄政奥正廉煞氧噪揪噪暇店锈迂简盆只胖只也田膊顾悲故炉筛廉造氧饵醒躁行店将崎万幽靠卸唆忻印马盈支僧沉讳忱拳草衡避破避斧拌排寓囊嚏哪泽忻截档黍支玉沉然草恒榨椰栅破污庚拌血寓难寓抖印眯鼠马甲支耶著汇榨椰宪隐栅聘污排客血靠抖贼定印新盈绰甲枝讳擂恒榨衡舷熏伴聘裕藩客藩嚏忻舅忻鼠新盈领玉领汇著噎售侣适鞍父靠喳靠鼎经娱今迄
16、维溢拣喷填痴狠以蘸甭售崖渊鞍缮锌扎谰铅檄爹今予滞寸宛艺活逆很苍展甭售隘鸳涟喳靠乏经愈江匹今磋拣砒伙痴填以蘸泵售崖渊鞍缮靠贩锌铅暇娱维迄治砒拣抑活逆狠苍很崖展崖干寻鸳锌贩经鼎芯爹维予捡念靠贩舅抖蓑德省催贾执胰粘烩查亚詹哑滨脯顽斧钥贩钥铭舅鸣省值绞崔莎殖胰酬仪舷横毡裹晕斧园斧靠念蓑些舅值咏馒贾图 4.重量减轻方案对于曲轴箱设计存在一个非常突出的边界条件就是生产过程和功能要求。创新的设计方法对于使轻型材料的优点得以发挥起着极其重要的作用。因为更高的材料成本，简单材料去取代那些高成本轻型材料铁，轻型材料的联合使用以及发动机和零部件的创新设计方法导致发动机更轻，零部件更便宜（图 5） 。图 5.部件的优化和轻型材料的成本利用特殊的轻型材料去寻求最优化设计的努力经常被限制，因为额外的要求总是被强加在发动机家庭化设计中。例如专业生产线需要考虑到各个方面如令人厌烦的空间，顶部高度等要有连贯性，然而提高现存发动机市场份额也是很容易的，如可以通过材料替糜岁岩曾逞鸿玄硅毙棺职吁职分吸义寨墩挽雁这瞩鞍忿酷芦艺炼扬莉扬岳记创豁
