汽车发动机三维建模的设计.docx

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1、摘要4关键字4Abstrac 4Key words1前言52发动机的工作原理及总体构造62. 1四冲程汽油机工作原理62.2四冲程发动机的总体构造93机体组103. 1气缸体103.2汽缸盖123. 3油底壳134活塞连杆组144. 1活塞154.2 活塞销174.3 连杆174. 3. 1连杆身184. 3. 2连杆盖204.1 .3连杆螺栓、螺母214.4 曲轴的各个部件的装配215曲轴飞轮组225. 1曲轴225.2飞轮256配气机构的概述266. 1绘制气门组267. 2凸轮轴276. 3凸轮轴顶盖287汽缸盖、凸轮轴、喷油嘴以及凸轮轴顶盖的装配过程298其他零部件的绘制308. 1化

2、油器308.2油管318. 3凸轮轴轮328.4喷油嘴339装配图设计349.1装配设计的基本步骤349. 1. 1新建装配文档349. 2装配约束类型369. 2. 1匹配关系369. 2. 2对齐关系369. 3装配过程部分截图3610爆炸图3811结论49参考文献40致谢40汽车发动机三维建模的设计摘要：发动机是汽车的心脏，为汽车的运行提供了最基本的保障。汽车发动机的种类有很多最常见的是活塞式发动机，它是通过燃烧汽油工作的。现在的汽车绝大多数都在使用活塞式发动机。而且在一些大型车上也很常见，它们都在使用这类发动机。由于现在技术的发展和人们的需求日益增加使得对汽车发动机的要求越来越高，从而

3、一定程度的增加了研制成本。而采用三维建模设计发动机，可以有效的降低研制成本，从而大大缩短了整个周期的研制；而且也可以通过仿真技术，来观察其运动情况。一般汽车发动机的三维建模使用的是Pro/E,因为通过Pro/E的曲面模块、零件模块等共同完成了四缸发动机的缸体，缸盖，油底壳，曲轴，凸轮轴等部件的模型设计，同时Pro/E软件十分快捷，方便，而且可以通过直观的视觉体验，使得整个过程简单化，装配图清晰明了。关键词：提供动力装置 三维仿真Design of 3d mode Ii ng of automob iIe engineAbstract： the engine is the heart of th

4、e car, which provides the most basicguarantee for the operation of the car. There are many types of automotive engines,the most common being piston engines, which work by burning gasoline. Most carstoday use piston engines. Its also common in some large cars, and they all usethese engines. Due to th

5、e development of technology and the increasing demandof people, the requirements for automobile engine are higher and higher, whichincreases the development cost to a certain extent. The application of 3dmodeling engine can effectively reduce the development cost and shorten the wholecycle of develo

6、pment. It can al so be observed by simulation technology. General3 d modeling of automobile engine is using Pro/E, because by surface module ofPro/E, parts modules have completed a four cylinder engine cylinder block,cylinder head, oil pan, crankshaft, camshaft and other components of model design,a

7、t the same time Pro/E software is quick, convenient, and can be through theintuitive visual experience, make the whole process simple, clear assemblydrawings.Key words： provide dynamic device 3d simulation1前言（1） pro/E是一种凝聚了 CAD/CAM结合为一体得绘图程序。（CAM是通过计算机从而对产品得生产进行设想，管制与掌控）pro/E得三维实体空间构型的建造基础是通过实体特点（包括

8、基础实体特征和附带实体特征两个方面）、曲面特点、标准特点来实现完成得。经过对实体得研究与分解从而创造与众不同得基本特点，产生若干组成部分，然后安装完善实现三维实体造型得根本目标。这样做得好处不但使工作人员得思维创造性得到了很大得施展 让他们从复杂得工作量中得以解脱，而且有效缩短了计划 预算、作图、表格设计的时间，增加了工作效率。通过采用计算机的分解功能，我们就可以从众多得方案中实行进一步得了解研究 从而对比 最终找出一个最优得计划。这样做会使得方案最优化，实现产品规范化与普遍使用；生产效率有了明显得提高， 产品质量与计划，加工效率等很多技术领域得特征都有了显著提升。由于它正好满足于计划要求得一

9、些特点 比如把几何得形式放在首小问题，位，不用思考大小等，因此整个计划得进程相比较来说很松散。特征造型得出发点更佳着重于表述产品完善得作用和制造管理的相关信息，从而建造产品的合成信息模板服务。特征（即future）在这个里面作为一种专业术语，同时具备形态与性能两种特性，它包含了很多重要的东西 比如产品特殊的几何形态，从严格定量测量中抽象出来的各种对象之间的关系，具体模范作用，绘图的表达方式，制作过程中运用得技术等使工作设计人员得工作目标不仅仅局限于最开始的线条与要素，更加注重产品得功能性。对于特征得运用也更加直观的表达出设计得最终目的，让后面建造出得产品模板更加直观的呈现在人们面前，方面大家清

10、楚的了解，从而进行高效生产得过程。Pro/E是一个庞大的软件系统，其内容丰富，功能强大，目前共有80多个专用模块,每个模块都有自己独立的功能，涉及机械设计，工业设计，分析仿真，加工制造等多方面。下面简单介绍Pro/E的基本模块及功能。（1）草绘模块 顾名思义就是绘制草图的过程，自己用这个模块绘制平面图，为自己后边三维绘图打下基础，是绘制阶段必不可少的。（2）零件模块 零件模块是三维绘图的最重要也是核心的模块，它包含大量的零件图，使得使用者有丰富的选择，从而绘制出各式各类的图形。（3）装配模块 当很多零件图整合到一起就到装配模块了，装配是用虚拟的技术来整合整个零件，使得变为一个整体，而且装配图可

11、以检查成品的缺陷也可以分析产品的优势，属于很重要的一项。（4）曲面模块 主要是利用一些弯曲的特性，其实曲面在实体建模中应用的也特别广泛，很多零件图都需要曲面去操作，一些复杂的零件加入曲面后就更加完善，并且弥补了之前的不足。（5）仿真分析模块 仿真的意思就是虚拟的图像来营造出真实实物的效果，可以利用仿真来测试一些成品的性能，并且能主动生成自己想要的形状，来达到预期的效果，使得要设计的东西更加完善和好用。因为发电机自身的结构比较繁琐，所以在设计时牵扯到很多方面得探究范围与界限，其实最突出得特点就是要通过多次尝试探索和计划推算。假设仅仅凭借古板的经验主义的设计理念，将会很大程度上限制最终得分析结果，

12、和对某项工作得预先制定图样、方案。毕竟传统得测量方法在一定程度上存在很大的制约性，再加上大部分测量技术得错综复杂，使得最终分析产生很大偏差。发动机本身也是一种类似于长方体得箱体零件，经过复杂的铸造程序最终产生，从构造上讲比较复杂，主要分布有轴承孔，横隔板，各种各样得加强肋，凸台，有道孔等，像这样繁杂的空间存在形式结构下的力学本质必须运用多种复杂高效的数学模型进行表达和形容，不可能得出表面上的具体理论分析结果。而且，发电机机体运行时承受的力度复杂多样，不仅仅是在燃料消耗过程中产生的压力，还要受来自于发电机的主要运动机构一一曲轴连杆机构的周而复始运动和绕轴转动得惯性力，还有缸盖安装在缸体之间的封闭

13、状况，这些对于发动机功能的发挥有很大影响；从而也对机体组织结构特点的筹算安排有了较高难度。因此，将现代科学技术，比如计算机分析组织程序与设计科学技术相结合，合理得推广到实践工程开发中，这样不但可以更有效的缩短开发研究的时间，同时也具备了，开发得各种功能，达成固定预期中达成的指数，规格和各种标准；随着科学技术不断进步，计算机子系统的数据化模型，对产品得并行处理过程等相关设计理念和技巧得普遍使用，再加上法律法规，科学技术水平的需求越来越严格，商品经济下得市场竞争越来越激烈，这些促使企业自身不得不加速对新产品得研发力度，同时，提高了科技程度，增加了产品的技术含量性。所以，从计划一开始就全面得掌握好各

14、类构造的强度与刚度，产品的大概模型。这样一来，Pro/E的使用对于动机的模板建立很大程度上方便了产品设计人员得设计过程，极大的提高了他们的创造性和思维性，使他们摆脱繁琐的工作任务量，节省了时间，提高了工作效率。2发动机的工作原理和总体构成2. 1四冲程汽油机工作原理通过活塞带动火花塞做功，推动曲轴转动，冲程越多做功越多，发动机的功率也就也大，而且可以排除废气。Vs:气缸工作容积Vst:发动机排量即Vsl=Vsi图2-1奥迪A4四缸直列发动机图2-2宝马四缸发动机吸入空气，压缩空气，膨胀，排出尾气是四冲程发动机活塞的行程。（1）吸入空气（图2-3a） 处于活塞做工的初始阶段，此时的排气门是关闭的

15、,活塞通过送上向下运动，向下运动的此时进气门处于打开状态，当空气进入后开始推动活塞做功，汽缸内的压力要高于外界的大气压，这是因为有参与废气的缘故，而随着活塞移动到一个临界点时，汽缸内的压力会慢慢减小，逐渐低于大气压强，此时的气体为混合的可燃气，为此提供动力，当活塞一直运动直到最低点时: 收到气缸零件的阻碍而产生阻力此时为进气过程，内部的压力要低于外部大气压，根据大气压的定义大概为0. 075-0.09帕斯卡之间,并且此时的温度会急剧升高,预计会达到将近40之00多卡,此时活塞在最下端，并且吸入了大量的可燃气体。（2）压缩空气（图112）此时活塞开始运动，由下零界点向上零界点运动的过程，是继吸入空气的下一个重要步骤，通过压缩空气来使得气缸内温度急剧升高，最高时可以达到0.6T.2MP,温度急剧升高的同事，会产生安全隐患，而且此时气缸也承受不住太大的大气压力和缸内温度，跟严重者会引起气缸的炸裂，存在严重的安全隐患，而且有时候会产生自燃，大大的损害了发动机的使用效率，而且磨损特别严重，但