发动机试验太难--牵一而动百 体会之二部件设计

mfs

  先把《发动机试验太难--牵一而动百》之一试验的体会贴在上面，以便大家能看得连贯。

搞发动机试验的体会就是一个字：难，尤其是个人搞发明更难，比如你要更改一个部件的尺寸那就不是这一个部件的问题，整个发动机相关联的结构尺寸参数等都要跟随这一尺寸的变化进行重新测评，试验的数据量非常庞大，只有这样才能设计制造出高水平的发动机。比如当你改变活塞直径的时候整个燃烧室的结构就发生改变，燃烧的边界条件随之改变，气流运动，热负荷分布，压力分布都会改变，这些改变带动整个进气压缩做功排气过程发生一系列的改变，传热的改变你就要重新设计相适应的冷却系统，气流运动的改变就要重新设计进气系统燃烧室和燃料供给系统，热负荷的改变就要重新校构件强度，压力分布的改变就要重新调整进排气正时和点火正时，还有其他的改变你都要考虑。
  
  搞发动机研究的人要懂得的东西太多太多了，比如流体动力学，分子动力学，结构力学，材料学，工艺学等等，加工方面也很多，车工，钳工，铣工，刨工，磨工，电工，水电焊，装配工艺等等。有的人可能会说拆解成部分多人去做就不需要这些东西，那你只能是一个部门的设计人员而不能承担真正的发动机研究。

  对于我这个外行人经过一年多的亲身体验研究发动机要付出的代价要比上天的飞行器都难，飞行器能飞走能回来就算完成任务，而发动机要经过严格的苛刻条件下的实验而达到一定的寿命，并且人们还得接受你的发动机成为真正的商品。
  
本人不才没有专业的发动机知识，教过大学生也算是个学者，当过证券投资顾问也算专业人士，开过工厂当过工人也算劳动者，搞过发明并商品化也算发明者。但是选择搞发动机试验暂时算个失败者。开始试验使用单缸柴油机改造的，将供油系统变成双供油系统，在原有的汽缸盖上增加一个喷油嘴看着容易做起来很难，涉及的东西太多，要穿过冷却水道必须考虑冷却问题，还要考虑结构强度，最大的问题是密封性。画出的图纸送去加工由于加工的精度和工艺无法保证，几次都成了废品，不是漏气就是影响冷却，最后还是自己亲自出马上任当起了车工钳工铣工，哈哈，这是我15岁时候学的看家本领，加工组装试车一次运转成功。开始试验吧，按照预先配好的原料装进增加的供油系统启动运转调整喷油角，经过大量的试验结果和预期的有很大的差距，这种原料就这样放弃了，拆开缸盖抽出活塞一看晕了，除了一道气环没有卡死，其他的都卡死，这才知道什么是积碳，积碳为什么有那么大的威力。找原因吧，不用说大家都知道是燃烧不好造成的，为什么燃烧不好，是因为试验的时候调整喷油角的过程中存在着大量的提前和滞后喷油，这点从排气冒烟的形式就能知道燃烧有问题，清洗组装继续吧，接着就是什么双氧水，硝基甲烷den等能增加爆发力和燃速的燃料，大量的试验后以失败而告终。发动机所用原料不是随便能燃烧能做功就行的，给开车的朋友一个建议最好不要用各种各样的添加剂，添不好会使你的爱车寿命降低。第一次的失败告诉我一个事实那就是不要指望有比汽油和柴油更好的原料。反思总结继续设计新的结构和试验方法，打不下了，下回在继续谈体会i

  接着昨天继续谈部件设计的体会

  部件设计对我来说很难，首先要学发动机设计的理论，然后学习各个系统的设计以及主要部件的设计，到现在也没有学明白只能达到毕业论文的设计级别吧。对于一个部件设计涉及的东西太多了。首先要考虑总体设计的基础上对部件进行结构设计，结构设计要考虑材料的机械性能，如各种指标，作用在材料上的应力分布，热负荷分布，部件的材料对整体发动机具有很大的影响，假设设计活塞要根据整体设计参数选取是铝合金还是铸铁，现在的活塞向着轻量化发展多数是用铝合金，铝合金的传热要比铸铁快（白话便于理解），活塞的温度梯度变化大于铸铁，当你选择了铝合金还要考虑用什么牌号的，是铸铝还是锻铝，牌号不同加工工艺不同各种性能都有较大的差异，最直接的表现是热负荷的分布不同，相应的结构设计就要有变化。其次要考虑传热也就是活塞本身的传热和向边界传热，与活塞相接触的有汽缸壁和活塞销，活塞的热量有一大部分是通过活塞环传到汽缸壁上，汽缸壁的温度梯度变化就和活塞环和活塞的材料有直接的关系，用铝合金活塞汽缸壁的温度梯度是上高下底，铸铁的活塞传到汽缸壁的温度梯度小，这样对冷却系统的设计产生了关联，对其他的也同样存在着联系，哈哈，和主题的牵一而动百对应。活塞的设计要考虑热应力分布尤其是在火力岸和活塞销座位置，销座的设计直接影响热分布和活塞的变形度，尺寸大了加工活塞的曲面的尺寸将跟着变化。即使考虑了这些因素也只是一部分，最终要经过实际的运行检验，通过热分布和磨损量修正尺寸参数和结构尺寸。说了这么多个人感觉就一个字：难。

  下一次将我做的可变压缩比试验。

华普小子

楼主勇气可嘉，但专业知识太贫乏，而且知道的都是皮毛，所以在你的描述中才会堆砌一大堆名词，很多是物理名词而非发动机专业名词。
但楼主敢于实践，令人钦佩。这一点如在一百多年前，楼主一定会成为发动机发明家，但在今天是来不及了。

mfs

2楼说的太对了，我没有学过内燃机专业系统知识，只能用白话说明，还望赐教。

mfs

最好把你的心得写出来供大家借鉴，以便我们少走弯路使我们国家的发动机水平尽快的缩短与先进国家的差距，你能看出我是外行很不错，说明你对理论上的东西很有建树，但是你用专业名词能解决什么呢，不会是像大学教授一样用专业名词堆砌的一大堆陈年烂谷子，只说不会做的毕业生吧，诚望你多多指教。

汽车淫才

华普小子 发表于 27-5-2011 09:24
楼主勇气可嘉，但专业知识太贫乏，而且知道的都是皮毛，所以在你的描述中才会堆砌一大堆名词，很多是物理名 ...

楼主知道的确是可是只是些皮毛，但是楼主的这些皮毛都通过实际运用和自己的思考总结得来的，个人觉得只有这样才能真正学到知识！打个比方如发动机的万有特性图，一般人都是从书上看到，很多时候知识看一下而已，无法去深刻理解。如果能过通过自己的试验，自己亲手绘出一幅万有特性图，那对整个发动机系统的理解就完全不一样了。再者，一定是要用一大推枯燥难懂专业名词来阐述自己的观点才是专家吗？个人觉得，能用最简单的言语让一个对某领域完全陌生的人去理解自己的观点才是真正的高手！

cczzc

一个搞设计的人，不可能把发动机所有的零部件都自己设计，如果那样，那些搞零部件的公司就惨了，快倒闭了吧，想活塞啦、燃油系统啦。呵呵，定位好自己，只精通某一方面就不错了。

329654782

华普小子 发表于 27-5-2011 09:24
楼主勇气可嘉，但专业知识太贫乏，而且知道的都是皮毛，所以在你的描述中才会堆砌一大堆名词，很多是物理名 ...

真的 论坛不需要您这样的大佬。 至少LZ让我了解了一些东西，哪怕有些是错的。您呢。

huangliyongqq

发动机研发是个大学问，工科的都应该多学习一下吧，但是样样精通确实不容易，但是更需要一个团队协调吧

stgr

回复 汽车淫才 的帖子

我觉得这个就是中国和国外的差距所在,中国多的事类似工匠似的人才,所有的知识和经验无法系统和标准的传递下去,这样等老工匠没有了,中国的技术和文化就完蛋 了,谈什么可持续发展,所以我非常反对这样,有时间搞搞标准化,系统化的东西,只有把基础的做好了,再发明创造或许还能好点,,否则再过100年,中国只能是工厂而已,没什么意义,

mfs

看了九楼的标准化和系统化的东西，标准化和系统化都是老外在掌握着主导地位，为什么呢？谁制定了标准化的标准谁就是这个行业的老大后面的企业都要听这个老大的，这就叫垄断。和真正的标准化含义（标准化的重要意义是改进产品、过程和服务的适用性，防止贸易壁垒，促进技术合作)是相背离的，看来你只知其一不知其所以然。当你是是一个垄断型的企业老板的时候你就懂得什么是标准化了。

在 技术与产品研发IPD的思想框架里标准化只是一个部分，标准化的应用能提高设计质量和产品质量减少研发费用以及缩短研发周期，同时也能CBB。

  

ulm

相当佩服楼主, 可为什么一定要这么做呢, 是不是想发现代用燃料, 祝早日成功

zhbingstar

向楼主致敬，我从不相信哪一个人能搞好一台发动机，发动机集成了太多的工业技术，我们需要的是团队，只有优秀的团队才能打造优秀的发动机，不要相信那些只会吹的人。。。再补一句，真正牛逼的人是用最通俗的话把极度专业的知识阐述透彻。。。向楼主这样脚踏实地的发动机工作者致敬

mfs

      当了一段机械行业专家（冒充的）没有来这里。走进大企业感觉是不一样，从外观到内部管理形制都有现代化企业模式，每年上百亿的销售额对于工业企业也算不小，但是存在的问题还是蛮多的。
   
      这段经历对我后续发动机试验会有很多帮助，也学到了设计的方法和手段，增进对书本知识的理解和运用。

花涵

楼主敢于实践        值得钦佩           请问各位大虾     能用摩托发动机一缸来跟楼主一样做实验

水上山影

楼主有点类似“愚公移山”。呵呵，山可移，事可舆？大家如何看待，已经不是一个简单的能力、技术问题了。
现在的时代要求是：做事情，存乎心，还要有效率。分工、合作、集成，是这个时代的特色吧。
发动机电控，或者会给你提供一个另外的思路。