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星型发动机教具模型
基于复杂传统结构教具的简化改进
星型发动机是一种气缸环绕曲轴呈星型排列的一种活塞式发动机，气
缸数多为奇数。在喷气发动机出现之前，活塞式飞机发动机
大多采用星型设计，因其曲轴短战场生存性强，再因其结构紧凑占用
飞机空间小而被舰载机广泛使用；其余发动机则采用V型设计。现
代的一些轻型飞机则采用直列或水平对置型发动机 。星型发动机可靠性高，重量轻，功率提升潜力大，维修性和生存性也不错。星型发动机结构复杂装配要求高，制作成本高，结构可视性差，不适用于本
科阶段进行机械类学生进行理论学习，故要求简化结构，且结构可视
性强原理简单明了。
本文介绍的星型发动机模型有效的简化了结构复杂程度，能使
该教具能用亚克力板等价格低大众化的材料制作，方便了模型教具在
各个层次高校的普及，但是没有改变发动机的运行原理。同时保证了
结构的稳定性。
目录
目录
摘要……………………………………………………1
1.问题提出………………………………………………3
1.1我国教具发展现状
2.问题分析………………………………………………4【星型发动机柴油】
3.设计方案结构及原理…………………………………4
4.功能特点及实用性总结………………………………7
5.参考文献………………………………………………9
教具发展现状
现阶段我国教学模型大都配合精度不高，材料质量低。使用寿
命不长。常常面临使用时教具配合过盈，或者断裂等情况。现阶段教
具往往应有一定的设计精度但是却为降低成本在加工和设计时没有
没有按照应有尺寸进行设计加工。使用寿命不长，难以使用。而且根
据调查全国有80％的高校教具损坏严重且无法找到相应的配件和替【星型发动机柴油】
代品。所以我们根据这一现状制作出自星型发动机教具模型
方案结构及原理
1）以方形来代替圆形的气缸体，大大减少了加工及装配的难度
2）操作和控制简便，任何工作人员很容易地使用它
3）采用透明的亚克力板，利于观察结构的演示
4）利用触碰开关点亮LED灯形象的展示了爆炸的瞬时性及过程
5）采用丝杆省略了轴承等部件，降低了项目的费用
6)模型可以用来作为教学模型，向学生形象的展示发动机的原理。
1. 电路控制
利用触碰开关及LED灯来形象展示出汽缸发生爆炸的的瞬间。
电路方案设计时考虑的主要问题：
触碰开关的选择符合了结构的要求，及原理的应用
2.加工工艺
将亚克力板用激光切割器切割，组装时用玻璃胶固定，调整好螺
母的松紧程度。使气缸与轴之间相互配合，以保证在行程范围内可以
顺畅运行。
1）材料为3MM亚克力，由于材料中间为3MM，边缘薄，为2.7
左右，切割时注意公差配合，及时更改尺寸。
2）MM亚克力切割能量为90%-95%，速度为350.切割时要排版。
切割前调节激光头高度，为5MM-8MM。
调好高度后适切一部分，查看切割效果。
3）激光切割机切割面积有限，注意限位。
2016年航空柴油发动机技术发展现状及趋势
活塞式航空发动机由于低廉的首次采购成本及使用成本，在初级教练机、私人飞机及中低空无人机等通用航空领域占据着绝对统治地位。由于通用航空的迅速发展始于二次大战，所以二战后的通航动力装置主要由活塞式汽油发动机主导。
从上世纪80年代由石油危机及美国DoD倡导的战场统一燃料计划开始，NASA等西方科研机构及企业开始了航空柴油发动机的研制计划。二战后活塞式航空柴油发动机的发展大致经历了以下三个技术阶段：【星型发动机柴油】
一、1980-1998，全面适应螺旋桨特性，全面满足航空器要求：
该阶段的经典机型有，由NASA主导，美国大陆公司开发的240二冲程水冷增压，直联螺旋桨式航空柴油发动机；ZOCHE ZO系列二冲程增压星型直联螺旋桨式风冷发动机；
以上两款发动机代表了当时航空柴油发动机设计的典型思路，为满足发动机高功重比的要求，全部采用了二冲程结构，并为了直接替代已有的航空汽油发动机，全部采用了直联螺旋桨的布置形式。
由于当时的技术条件限制，发动机无法满足过高的设计目标，最终导致项目失败。 二、1998-2012，立足现有汽油发动机技术，部分适应航空器使用要求
经过之前近20年航空柴油发动机的技术摸索，很多厂家发现航空活塞发动机市场规模不足以支撑全新发动机开发，所以人们把目光由天空转移到了地面，并开始了一系列的车用柴油机改造项目，比较典型的有：
Thielirt TAE系列及Austro AE300系列发动机，该两型发动机基本沿用了奔驰车用四冲程、高速柴油发动机的布置形式及大部分附件机构，并安装减速器来适应螺旋桨的推进特性。
Diesel Jet 系列发动机沿用菲亚特高速柴油机的布置形式，RED系列发动机沿用奥迪柴油发动机布置形式及大部分附件机构，并安装减速器来适应螺旋桨推进特性。
以上由地面车辆改装的发动机全部获得了适航当局的相关认证，并真正推向了市场，特别是中航国际大陆发动机旗下的TAE系列发动机已经积累了500多万小时的飞行记录，很好的证明了车用发动机改装这条发展路线在商业上和技术上的可行性。市场规模的扩大也使得TAE系列发动机有机会提高在其航空领域的适用性。
三、2012以后
经过十几年车用发动机改装的技术积累，人们发现虽然完全沿用车用发动机的布局在成本上和技术成熟度上有绝对的优势，但是在可靠性、维护性及功重比方面稍逊于传统的汽油活塞发动机。
TAE、Austro等发动机的生产商不断的优化发动机基体及附件设计，力图通过改良，实
现逐步缩小与传统汽油发动机在功重比、可靠性的方面的不足，并取得了一定的进展。
另外综合了现有车用高速柴油机技术优势并采用更适应航空器布局的新型航空发动机应运而生。如EPS公司的Graflight发动机移植了宝马高速柴油机技术及直接采用了大量零部件并按照符合航空器的布局形式进行开发，实现了功重比等指标对传统汽油的全面超越。但是由于其对原有车用发动机布局形式的改变，使技术成熟度降低，研发所需投入成倍增长，目前该类型发动机还没有成熟的产品出现。
综上所述，航空柴油发动机在经历了盲目的追求性能指标后，意识到了市场规模对研发投入的限制，在21世纪后主动吸收了当代车用柴油机的技术，降低开发成本及技术风险；由于航空活塞发动机不具有特殊战略意义，其发展必将受左于市场需求，所以未来航空活塞柴油发动机必将继续吸收车用柴油机技术，并针对航空器运行要求进行适应性调整，市场规模决定的研发投入将对航空柴油发动机的技术走向起到决定性作用。
东风汽车发动机实习日记
2016年8月6日星期一 东风49小学
第一次出省，带着新奇，带着激动，经过了一天一夜，差不多二十七个小时的火车旅程，好不容易熬过艰难的夜晚，我们终于到达了这次生产实习的目的地——湖北十堰，中国车城，中国二汽东风汽车有限公司商用车发动机厂。
刚到住的地方，都还没整理好，就通知要开会了，时间可谓是争分夺秒啊。只能拖着疲惫的身体去了，不过这次会议很有必要，因为是企业文化介绍及入场安全教育的讲座。这是参观之前必须了解知道的。
首先是企业文化的介绍，东风公司的老师很有耐心的给我们介绍了东风汽车公司自1969年成立以来40多年的发展的历程。其中有过辉煌有过低谷，但在困难的时期东风人始终有着扎实不依不饶的工作态度和乐观的生活态度，最终克服的那段艰难的时期，现在东风发动机厂已经成为国内最大发动机企业，是国内唯一一家汽、柴并举，2升至11升全系列车用发动机制造商。年综合生产能力20余万台。产品功率涵盖90～412Ps，排放均达欧Ⅱ，部分产品可持续达欧Ⅲ、欧Ⅳ水平。接着是负责安全的老师对我们进行安全教育,主要讲述了公司这么多年来由于各种不规范的操作或者粗心造成的事故惨剧，代价是悲惨的，告诉我们每一个生产公司的每一条规范条例是以血的代价写成的。同时向我们强调了实习期间的安全注意事项以及在进入工厂后的行为规范的细则.让我深刻的体会到不管什么事情，安全第一，在工厂大家一切行为要按规范来，这里不是彰显个性的地方。我记得最清楚地就是这个公式：1000-1=0,1000代表工资福利等，1代表一个生命，0是其他。这个公式主要是说工资待遇即使再高，假如生命都没有了，那其他的也就一无所有了。还有一句就是“没有健康就没有一切。”
以前只知道东风汽车，却没能有这样的机会学习的，我想这次来会有很大的收获，对东风汽车，对东风汽车发动机也会有深一步的了解。
2016年8月7日星期二 大马力机加、连杆作业部
今天是生产实习的第一天，一切都是那样的新鲜，迫不及待想体验这样大型企业的生产实际。
上午八点半点左右,我们在带队老师的的带领和负责接待的师傅的引导下进入工厂，主要参观大马力机加车间，第一次真正进入到车间，感觉还有点不放松，不过很快就适应了，厂房很高大，呈立方体型，头顶横横竖竖的塔吊，各种加工中心按每条生产线进行布置，空气中弥漫着一些气体，有点闷，四周机器的轰鸣声，但环境卫生做得不错。我们参观了曲轴、凸轮轴、缸体及缸盖的生产线。并对一些重要的加工设备和工艺流程做了讲解和说明。人太多听不清，也看不见，只能自己猜测这些机器在进行什么加工，这些工件发动机哪里的部件，东风作为国内汽车产业的第二大巨头,应该说还是有一定的实力的，可是发现这个车间几乎所有的精加工的加工中心全是外国的，有德国的，美国的，日本的，法国的，还是很可怕的，国产的加工中心可能精度不行吧，对工件只进行初加工处理。
今天下午参观的是发动机厂的连杆车间，在这里通过我们的观察和师傅的讲解，我们对连杆有了初步的认识。连杆是汽车发动机的主要传动机构之一，它将活塞与曲轴连接起来，把作用于活塞顶部的膨胀气体压力传给曲轴，使活塞的往复直线运动可逆的转化成为曲轴的回转运动，以输出功率。因此连杆主要有两个作用，即实现运动的转换与运动的传递。
第一天的见习就这样结束了，早上两小时下午两小时，虽然时间不是很长，但却学到了很多东西，挺高兴的。
2016年8月8日星期三
6100系列发动机装配作业部（汽油机）、大马力发动机DCI11装配线，发动机知识讲座
今天又是晴朗的一天，所幸的是这里的气温没有福州高。
今天上午参观的是发动机装配总成车间。发动机装配车间是一条混装线，既装配柴油机又装配汽油机。柴油机包括EQ6102和EQ6105汽油机主要是EQ6100。这次去遇到汽油机EQ6100发动机装配。装配线上的自动化设备主要有自动打号机，拧紧机，自动翻转机以及其他专用设备，大大的提高了装配线的装配能力。由于发动机是汽车领域技术最密集的关键部件，被装配零件多样性，工艺繁琐，因此每个工位之间的流水生产控制必须具有高可靠性和一定的灵敏度。
装配过程中必须注意到发动机铭牌上的型号等技术参数，认真清洗发动机内外表面及润滑油道，注意正确的装配方法和装配记号。其装配线路分N-发动机内装 和 W-发动机外装。
下午参观的是DCI11大马力发动机四分之三装配线，其中工厂进行恒温无尘作业，为25度左右，整个车间采用光驱控制。讲解员向我们讲解发动机内装的装配工艺流程，并说以前从不对外开放。装配过程为检查零件，缸盖分装线，缸体分装线，其中装配线采用地下悬链传动，发动机的喷漆是由一台国外进口的设备在全封闭的环境下自动完成,从而大大降低了有毒物质对员工造成的身体伤害。
今天可谓是满满的一天啊，晚上又有发动机知识专题讲座。我们了解的发动机的构造、用途和分类。还知道了一些现时代一些先进的科学技术和控制系统，收获不少啊。
一天下来到现在也有点累了，不过第一次看到整台发动机的装配全过程，感觉自动化的力量果然是效率惊人，一台发动机很快就完成装配了。期待明天的参观。
2016年8月9日星期四 发动机厂康明斯零件作业部
时间过得很快，今天已经是生产实习的第三天了，同时是来十堰的第四天了。 上午我们参观的凸轮轴加工作业部隶属于康明斯作业部的一部分，它所生产的凸轮轴主要分两大类，汽油机和柴油机的。汽油机的EQ6100主要提供给EQ140、材料主要是45号钢。柴油机主要有6C、6B、4B三个系列，主要用于装配重卡、EQ153和军用车辆。另外该车间还生产自主品牌EQ4H天锦系列的凸轮轴，材料全是冷机球墨铸铁，加工的整体设备由英国公司生产。凸轮轴是发动机中配气系统的最重要零件，通过它的不断旋转，推动气门顶杆上下运动，进而控制气门的开启与关闭。根据凸轮轴上的相对位置和凸轮轴的旋转方向可判断发动机点火顺序。改变凸轮轴的曲线，可精确调整气门开启、关闭时间。
下午我们参观了曲轴的生产线，位于康明斯作业部的曲轴工段加工的是EQ4H型曲轴，四缸，坯料为锻造而成，材料为48MnV，其特点为：可铸性好，有较高的强度和较小的缺口敏感性，有较好的减振性及耐磨性。曲轴的作用是将活塞连杆往复运动转变为高速旋转运动，因此必须满足高的强度、刚性、抗冲击韧性、耐磨性，抗疲劳能力。曲轴的质量分布要平衡，防止产生离心力，增加附加载荷。曲轴结构：皮带轮――前沿锋――齿轮肩――五个主轴颈（两对）――四个连杆
颈（两对）――后油封。其中连杆颈：有四个连杆颈，分成两对，每对连杆颈间互成120度夹角;上面有油孔，第四组小端面为轴向基准，1、5主轴颈为径向基准。曲轴加工的工艺特点：（1）刚性差（2）形状复杂（3）技术要求高。
今天参观的凸轮轴和曲轴生产线都是发动机很重要的一部分，还有很多东西要我去学。
2016年8月10日星期五 发动机厂4H缸体加工、再造车间
今天再参观一天就是周末放假两天了，所以现在感觉很轻松，心情特别的好。 参观完了连杆，凸轮轴，曲轴，今天上午终于要看缸体加工了，我们这次参观的是4H缸体作业部。缸体是发动机的基础零件，通过它把发动机的曲柄连杆机构（包括活塞、连杆、曲轴、飞轮等零件）和配气机构（包括缸盖、凸轮轴等）以及供油、润滑、冷却等机构连接成一个整体。缸体形状复杂、薄壁、箱体结构。因而要求缸体要有足够的强度和刚度，底面具有良好的密封性，外型为六面体，多孔薄壁零件，冷却可靠，液体流动通畅。且缸体毛坯的技术要求及毛坯质量要求不允许有裂纹、冷隔、疏松、气孔、砂眼、缺肉等铸造缺陷。若缸体毛坯加工余量过大，造成加工节拍长，增加机床的负荷，影响机床和刀具的使用寿命。 4H作业部生产的缸体其材料为HT250，灰口铸铁的优点具有足够的韧性，良好的耐磨性、耐热性、减震性和良好的铸造性能、以及良好可切削性、且价格便宜。 缸体工艺工艺安排遵循的原则：
（1）首先从大表面切除多余的加工层，以便保证精加工后变形量很小。
（2）容易发现内部缺陷的工序应按排在前。
（3）把各深孔加工尽量安排在较前面的工序以免因较大的内引力，影响后序的精加工。
缸体工艺过程的拟定：
（1）先基准后其它：先加工一面两销。
（2）先面后孔：先加工平面，切去表面的硬质层，可避免因表面凸瘤、毛刺及硬质点的作用而引起的钻偏和打刀现象，提高孔的加工精度。
（3）粗、精分开：有利于消除粗加工时产生的热变形和内应力，提高精加工的精度。有利于及时发现废品，避免工时和生产成本浪费。
（4）工序集中：为了减少工序，减少机加工设备降低成本。应最大限度的集中在一起加工，提高生产效益和加工精度。相关孔集中在一台机床上加工还可以减少重复定位产生的定位误差，尤其是提高位置精度。
下午我们参观的是发动机再造车间，对售出的各种发动机处于三包期内的进行维修，同时还承担发动机的改进和制造，维修地方比较简陋，但讲解师傅，也就是车间主任说这里是整个发动机厂技术最集中的地方，他也很有耐心很仔细的为我们讲解。我们几个很仔细的近距离观看了发动机，知道了高压油泵，摇臂，挺杆，喷油孔，主油孔，主轴，凸轮轴等的位置。还看到了dci11采用的SCR尾气处理方法，其原理是在尾气中喷入氨气，氨与尾气中的氮氧化物发生反应，将它还原成氮气和水，这种方法处理需要用到一种物质，尿素，在汽车上是不可能大量携带的，一旦消耗尽，尾气就无法处理，需要不断添加尿素，是有点不现实的。此外我还知道了厂内装配或市场反映问题点。
2016年8月13日星期一 6105缸体生产线、轻型发动机、曲轴工艺讲座
玩了两天，又开始新的一周了，这是我们生产实习的第二周，也是最后五天
了。
今天上午我们参观了6105缸体生产线，6105缸体的材料是HT250 硬度为200HBS-250HBS。缸体的毛坯经铸造而成，这些毛坯再经铣削、镗孔、清洗,水压试验等一系列工序，最终成型，再进入下一步加工。箱体零件加工过程问题分析
1．缸体加工中的定位：
缸体装夹定位采取一面两销的方法，即一个基准面两个定位销，由于零件在加工过程中须在不同的面上钻孔，所以在工序之间加入翻转机，使工件翻转加工。
2．孔加工过程的对孔定位：
在缸盖的孔加工中，采取了人工对孔加工的方法，人手如何才能做到快速对孔呢？据工人师傅说，一来是使用导向孔，即在钻孔表面上加导向孔板：另外经验熟练度也很重要，这决定了对孔的准确与速度。
3. 手动钻孔机的结构问题:
在钻孔这工序上,钻孔机的结构引起了我的注意,我发现钻孔机的下落运动通过链轮传动,钻头另一头有一重物连接着,钻头向下运动,重物向上,反之。后来得知那是平衡块，用于平衡钻头重量，使机身负载减少。
下午参观的是轻型发动机生产线，带领我们的有两个师傅，他们说这个车间很少给人参观，属于较严密的生产，因为涉及的技术领域方面很多，主要是日产ZD30发动机。所以全过程我们只能跟着师傅在规定的地点参观，没给我们自己去参观的机会，不过其中一个讲解的师傅人蛮好的，很详细的给我们讲解。我们知道这种型号的发动机缸体缸盖都是采用铝合金，质量轻，散热好。明白了欧3和欧4发动机的区别在于尾气的处理。虽然时间很短，但多多少少还是懂了一些知识。
今天又是满满的一天，晚上还有曲轴工艺的知识讲座，对之前参观的曲轴加工是很好的巩固，这位师傅也讲得很好。
参观了这么多地方，给我印象最深的是，虽然是生产车间，但是卫生却做得非常的好，尤其是今天的轻型发动机车间环境更好了，我感触颇深。
2016年8月14日星期二 铸锻厂、东风神宇车辆总装配分厂
整整一周都是在发动机厂里面参观，今天终于要坐车出去参观其他厂了，有点兴奋。
今天上午我们坐车去的是铸锻厂。铸造厂生产的铸件毛坯，主要采用灰铸铁、铸态球墨铸铁、蠕墨铸铁和冷激铸铁等多材质进行生产，产品有汽缸体、汽缸盖、变速箱壳、曲轴、凸轮轴、进气歧管、排气歧管、制动鼓、摇臂等铸件。
制模：铸造厂造型运用的是异于寻常的泡沫，它的硬度要高一点，泡沫的颗粒要小一些，工人师傅们首先按照汽车设计用泡沫做出相应的模型，造型时需要注意定位，以保证模型的各个参数都正确，因此在泡沫模型上有很多定位孔，当模型造好后我们需要在泡沫上涂上特殊的涂料，待其干燥后就可以造砂型进行浇注了，这些泡沫遇到铁水会自动气化，故而铁水能形成需要的模型，也就是原来造型的形状。
成型：使用砂型铸造的方式，将型砂+树脂+有机酸=黑砂，以此铸造成各种砂箱，利用大型熔炉制造后，将砂进行分离循环回收。
冲压：开式可倾压力机，卧式四轴自动车床等进行冲压件的冲压
有色车间：主要以低压铸造，金属型重力铸造，离心铸造，砂模铸造的方式生产汽车零件和各种设备有色金属备件毛坯，典型运用是利用坩埚熔铝铸造。
下午又去了另一个厂，东风神宇汽车整车装配分厂。整车装配工艺，由流水线主线装配工艺和总成分装工艺组成。我们亲眼目睹了一辆汽车完整的整装过程和车辆的检测过程。该生产线是全部人工操作，几个人为一组，每个组有一个工位，从刚开始的一个单独的车架，经过一个个工位的装配，一辆卡车就出现在我们面前了，整个过程前后
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