现代汽车发动机新技术应用研究—开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告 机械工程 学院 20 14届题 目 现代汽车发动机新技术应用研究 课题类型 论 文 课题来源 自拟课题 学生姓名 柴贝贝 学 号 201001030012 专 业 汽车服务工程 年 级 班 10-1班 指导教师 亢凤林 职 称 副教授 填写日期： 2014 年 03 月 18 日一、本课题研究的主要内容、目的和意义(一)研究的主要内容本课题浅谈汽车排放对环境的污染和能源的消耗加剧，分析汽车排放的来源和减少排放和能源消耗的方法，提出改善汽车发动机的整体性能，广泛应用汽车发动机新技术是减少排放污染和能源消耗的重要方法。汽车发动机技术经历了由“旧”到“新”的变革。本课题拟对现代汽车发动机新技术应用的研究，详细分析汽油机直喷技术、可变气门正时技术、柴油机高压共轨直喷技术的工作原理、优点以及在各个汽车品牌和汽车厂家的应用情况。（二）研究的目的和意义研究本课题的目的就是要详细分析现代汽车发动机新技术即汽油机直喷技术、可变气门正时技术、柴油机高压共轨直喷技术的工作原理和应用情况。其意义是详细分析现代汽车发动机新技术的工作原理和应用情况，表述这些新技术可以提高发动机功率，减轻质量、缩小体积、降低排放污染、减少能源消耗，为现代汽车发动机新技术的研究和发展提供一定的参考。二、文献综述（国内外相关研究现况和发展趋向）国内外学者关于现代汽车发动机新技术对现代社会影响的阐述： 近几年来，我国汽车工业实现了突飞猛进的发展，据中国汽车工业协会的最新统计，2004年中国汽车产销首次双双突破500万辆，产销分别为507.05万辆和507.11万辆，比上年分别增长14.11%和15.50%。其中，轿车产量为231.63万辆，增长11.99%。目前，我国汽车保有量已达2400万辆，年消耗油品7000多万吨。汽车在促进经济繁荣、给人民生活带来方便的同时，也带来了能源和环保问题。其中对环境影响最大的，莫过于随着机动车总量的飞速增长而日益严重的汽车尾气污染。在北京、上海、广州等大城市，机动车已成为排放一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等污染物的第一大污染源。业内人士估计，10年15年之后我国的汽车保有量可能超过1亿辆。因此，治理汽车污染将是一项长期的、艰巨的、复杂的系统工程。国内外学者对缸内直喷技术的应用研究 :孙勇，王燕军等在缸内直喷式汽油机的研究进展及技术难点中阐述：缸内直喷技术是一种新型进气燃烧技术，它采用的是一种类似于柴油发动机的供油/气原理，通过一个活塞泵提供约100bar以上的压力，将汽油供给位于气缸内的电磁喷射器。然后通过电脑控制喷射器将燃料在最恰当的时间直接注入气缸内燃烧，由于其控制的精确度接近毫秒，所以能最有效的将油气混合比调整至最佳状态，从而保证了汽油的充分燃烧，动力损失降为最低。 汽油机的发展经历了100多年的漫长历史，其中具有里程碑意义的发展阶段无不是以油气混合方式和机理的变迁为标志的。上世纪50年代，德国研制出了二冲程直喷汽油机，限于当时机械制造技术和电控水平较低，其性能和排放并不理想。90年代后，缸内直喷汽油机的研究有了较大的进展。缸内直喷汽油机改变了预混合汽油机的混合机理，可采用稀薄分层燃烧技术，降低HC等有害排放。直喷方式的油滴蒸发主要依靠空气吸热而非壁面吸热，降低了混合气温度和体积，可降低爆燃倾向，提高发动机压缩比。此外，GDI汽油机还具有瞬态响应好，易于实现精确的空燃比控制，具有快速的冷起动和减速快速断油能力等特点。这些方面GDI汽油机都明显优于进气道喷射汽油机。国内外学者关可变气门正时技术应用的研究: 冯波在可变气门正时技术的应用及发展中阐述：可变气门正时技术(VVT, Vari abl e Val ve Ti mi ng)的气门正时系统，是一种改变气门开启时间或开启大小的系统，通过在不同转速下为车辆匹配更合理的气门开启，保证良好的充气系数，进而增强车辆扭矩输出的均衡性，提高发动机功率并降低油耗。 李红.唐健在期刊论文汽车发动机VVT技术探讨中总结出VVT在欧洲的应用与发展情况:由于 VVT技术的众多优点，许多汽车厂商从上世纪 90年代便开始将该技术装备到其生产的汽车上。自 1990年欧洲开始采用 VVT技术以来，主要被阿尔法·罗密欧、宝马、美洲豹、沃尔沃、保时捷、戴-克、奥迪、雷诺等高级轿车生产厂商采用，取得了良好效果。近几年，国外不少知名汽车生产商也开始采用进气门连续可变正时控制、排气门可变正时控制、气门行程和工作角调整等型式，来提升发动机的动力性能。VVT在亚洲的应用与发展情况:在亚洲，以丰田 VVT-i 及本田的 i -VTEC都是可变正时技术里的佼佼者。VTEC是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程两种不同情况的气门控制系统。VTEC（Vari abl e Val ve Ti mi ng and Val ve Li f eEl ect roni c Cont rol Syst em）的意思“可变气门配气相位和气门升程电子控制系统”。与普通发动机相比，VTEC发动机所不同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法，它有中低速用和高速用两组不同的气门驱动凸轮，并可通过电子控制系统的调节进行自动转换。通过 VTEC系统装置，发动机可以根据行驶工况自动改变气门的开启时间和提升程度，即改变进气量和排气量，从而达到增大功率、降低油耗及减少污染的目的。闻仁在期刊论文创新的可变气门正时系统中表述了VVT在我国的应用与发展情况:由吉利集团自主研发的中国首台采用了 CVVT 技术（智能连续可变气门正时技术）的发动机-JL4G18在吉利汽车宁波基地举行了点火仪式，并宣告正式量产。吉利推出的 CVVTJL4G18 发动机是以丰田 VVT技术为基础开发，并联合德国 FEV 公司共同研究的、借鉴了欧美发动机的最新技术，溶合了不少创新元素，如发动机电控系统、进排气系统、电子油门技术均采用了国际最新技术，采用了轻巧的铝合金缸体，使其动力性大大加强，油耗和排放大大降低，使其各项性能指标达到或超过双 VVT-i 和 i-VTEC 发动机，在国际市场自然吸气发动机中处于三强地位。目前在吉利远景上正是搭载的这款发动机。随着环保节能要求的日益提高，VVT技术在我国的发展和普及前景将十分广阔。国内外学者对柴油机高压共轨直喷技术应用的研究：亢凤林、王俊昌在柴油机高压共轨技术研究中指出：共轨柴油喷射系统与之前以凸轮驱动的柴油喷射系统不同, 它将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开, 使高压共轨系统可实现在传统喷油系统中无法实现的功能, 其优点有:（1)喷油压力、喷油正时柔性可调, 各工况均可获得最佳喷射压力, 优化了柴油机综合性能。（2)可同时控制 NOx和微粒 ( PM)在较小的数值内, 以满足排放要求。（3)柔性控制喷油速率变化, 实现理想喷油规律,容易实现预喷射和多次喷射, 既可降低柴油机 NOx, 又能保证优良的动力性和经济性。（4)由电磁阀或者利用压电动作器控制喷油, 其控制精度较高, 有效避免了高压油路中的气泡和残压为零的现象, 使循环喷油量波动小, 改善了各缸供油均衡性, 从而减轻振动和降低排放。胡祝昌，苏铁熊在柴油发动机高压共轨技术研究中指出：国外很多内燃机方面的公司都在研究开发电控高压共轨喷射系统。德国Bosch公司、意大利菲亚特集团、英国LUCAS、日本电装公司、美国德尔福公司等世界著名油泵油嘴制造商相继开发了高压共轨系统。Bosch 公司总共规划和设计了3代高压共轨系统。第3代高压共轨喷射系统的开发重心转移到系统的技术复杂度和精密度上。 在国内，电控高压共轨燃油喷射系统的研究起步较晚，且大都局限在电控单元硬件等方面的研究上，只有部分大学、企业以及科研单位参与共轨系统零部件的研制工作。目前尚未开发出成熟的柴油机电控燃油喷射系统，距离产品化还有很长的一段路要走。三、拟采取的研究方法（方案、技术路线等）和可行性论证（一）研究方法本课题采用文献调查法，对比法，案例研究法，为保证研究的科学性、规范性与实用性，本课题搜集了大量的文献资料，国内与国外的发展情况对比，现代汽车发动机新技术应用分四部分：第一部分：举例阐述现代汽车发动机新技术对现代社会影响，特别是在降低排放污染，环境保护方面起到了巨大的作用。第二部分：研究现代汽车发动机中汽油机缸内直喷技术的工作原理，在国内外的发展水平及应用状况。第三部分：研究可变气门正时技术的工作原理及在国内外的技术状况及应用情况。第四部分：图解分析柴油机高压共轨直喷技术的结构和工作原理，研究其在国内外的发展水平及应用情况。（二）可行性论证1、本研究资料丰富易于搜集与控制，为本选题的研究提供了很多便利。2、汽车普及于人们的日常生活，便于实地考察和研究。3、拟采用的研究方法适当，所查阅的文献资料来源广泛，内容详实、充实，制定的研究步骤合理，实现此方案的可行性高。四、预期结果（或预计成果）（1）充分了解现代汽车发动机新技术即汽油机直喷技术，可变气门正时技术和柴油机高压共轨技术的工作原理，详细分析各种技术在国内外的发展状况及应用情况，为未来发动机新技术的发展提供一定的参考。（2）完成一篇质量良好的本科毕业论文。五、研究进度安排2014年1月5日3月1日 查阅收集相关文献资料，做开题前的研究；2014年2月1日2月20 提交审核表和任务书；2014年2月24日3月16日 毕业实习；2014年3月1日3月20日 撰写开题报告，整理论文总体结构、提纲；2014年3月21日4月18日 开始撰写论文，提交初稿；2014年4月19日4月20日 中期检查；2014年4月20日5月4日 初稿审核，修改论文；2014年5月5日5月19日 终稿审核，最后定稿；2014年5月20日5月26日 整理各种文档资料，做答辩准备及答辩；2014年5月27日6月05日 毕业论文材料归档，学生办理离校手续。六、主要参考文献1 陆展华,GDI发动机及其稀燃优化技术J-柴油机 2 孙勇，王燕军，王建昕，等缸内直喷式汽油机的研究进展及技术难点J3 蒋坚，高希彦直喷式汽油机的开发J内燃机工程4冯波 可变气门正时技术的应用及发展D.四川交通职业技术学院.20135李红.唐健.LI Hong.TANG Jian 汽车发动机VVT技术探讨J-成都纺织高等专科学校学报2009,26(1)6闻仁 创新的可变气门正时系统J-中国汽车市场2007(6)7曲金玉，崔振民.汽车电器与电子控制技术M.北京：北京大学出版社，2006.8 迟瑞娟，李世雄.汽车电子技术M.北京：国防工业出版社，2008.9 李春明.汽车发动机电控燃油喷射技术M. 北京：国防工业出版社，200910 王忠良.汽车发动机电控技术M. 大连：大连理工大学出版社，200911骆洪山、赵应彩，当代汽车发动机新技术简介，农机使用与维修2009年第二期12 孟昭宁，丰田VVT-i发动机新技术，实用汽车技术2004713 张元江，发动机制造新技术，天津汽车1994-414亢凤林、王俊昌.柴油机高压共轨技术研究J.安阳工学院机械工程系.201015胡祝昌、苏铁熊、李鹏、赵开敏.柴油发动机高压共轨技术研究J中北大学 机电工程学院.山西.2011七、审核意见指导教师对开题的意见：指导教师签字： 年 月 日学院审核意见：审核人签字： 年 月 日说明：1、该表每生一份，学院妥善存档；2、课题来源填：“国家、部、省、市科研项目”或“企、事业单位委托”或“自拟课题”或 “其它”；课题类型填：“设计”或“论文”或 “其它”。