新型節(jié)能車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（含CAD圖紙和三維SW三維）

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節(jié)能、環(huán)保是 Honda 一直致力解決的重要課題之一。在產(chǎn)品領(lǐng)域,Honda 通過(guò)燃料電池、混合動(dòng)力、生物乙醇彈性燃料、清潔柴油等先進(jìn)的節(jié)能、環(huán)保型產(chǎn)品時(shí)刻走在行業(yè)的前列。在生產(chǎn)領(lǐng)域,Honda 在全球推行“綠色工廠(chǎng)”體系,制定獨(dú)自的企業(yè)目標(biāo), 努力降低產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能源消耗和污染物以及溫室氣體 CO:的排放。此外,Honda 還積極開(kāi)展植樹(shù)造林等社會(huì)活動(dòng)。節(jié)能競(jìng)技大賽作為節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的社會(huì)活動(dòng)之一今后將繼續(xù)在中國(guó)舉辦,Honda 希望通過(guò)這項(xiàng)賽事,為社會(huì)節(jié)能、環(huán)保意識(shí)的提高做出貢獻(xiàn)。 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1. 重點(diǎn)解決的問(wèn)題 （1） 發(fā)動(dòng)機(jī)電控噴油優(yōu)化及動(dòng)態(tài)點(diǎn)火控制 （2） 發(fā)動(dòng)機(jī)的變速箱傳動(dòng)比設(shè)計(jì) （3） 發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出磁懸浮式鋸齒形牙嵌式離合器設(shè)計(jì) （4） 發(fā)動(dòng)機(jī)的雙火花塞點(diǎn)火設(shè)計(jì) （5） 發(fā)動(dòng)機(jī)的空間布置方式設(shè)計(jì)（立式/臥式） （6） 發(fā)動(dòng)機(jī)的超聲波霧化噴油設(shè)計(jì) （7） 車(chē)架輕量化設(shè)計(jì) （8） 外置離合器設(shè)計(jì) 2. 擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路） （1） 確定發(fā)動(dòng)機(jī)空間布局，并保證發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)盡量少的傳到車(chē)架設(shè)計(jì)減震器，并制作出相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)減震器及支撐實(shí)驗(yàn)臺(tái) （2） 安裝購(gòu)買(mǎi)的益科電噴系統(tǒng)，通過(guò)相應(yīng)的傳感器及測(cè)試軟件測(cè)試曲軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣壓力、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、進(jìn)氣溫度、排氣管氧濃度、點(diǎn)火提前角、噴油脈寬、電源電壓，錄制相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，熟悉發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的相關(guān)性。 （3） 設(shè)計(jì)超聲波霧化噴嘴，并制作和市面上的霧化噴嘴進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比 （4） 上述全部成功后，輕量化發(fā)動(dòng)機(jī)，加裝雙火花塞并且重置潤(rùn)滑系統(tǒng) （5） 測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳轉(zhuǎn)速（什么轉(zhuǎn)速，耗油最少，同樣空載下，轉(zhuǎn)速大小即可代表功率大小，即找出輸出功率和耗油量商的最大值） （6） 根據(jù)（5）所測(cè)得的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)傳動(dòng)比、磁懸浮式牙嵌式離合器、自動(dòng)控油門(mén)電路 （7） 測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)，找到最經(jīng)濟(jì)的的油門(mén)-速度曲線(xiàn) （8） 整車(chē)設(shè)計(jì)及制作 （9） 操場(chǎng)試跑，不斷調(diào)試直至參賽 3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 （1） 電噴系統(tǒng)工作流程圖及實(shí)物 （2） 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)點(diǎn)火系統(tǒng)原理圖及實(shí)物 （3） 重置后的潤(rùn)滑系統(tǒng)油路圖及實(shí)物 （5） 發(fā)動(dòng)機(jī)減震器的 3 維圖紙及實(shí)物 （6） 超聲波霧化噴嘴的電氣原理圖 （7） 磁懸浮離合器的 3 維設(shè)計(jì)圖紙和 2 維加工圖紙及實(shí)物 （8） 發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試參數(shù)日記一本 （9） 發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱設(shè)計(jì) 3 維設(shè)計(jì)圖紙和 2 維及實(shí)物 （10） 優(yōu)化過(guò)的點(diǎn)火電氣原理圖及實(shí)物 （11） 發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化伺服油門(mén)系統(tǒng)電氣圖紙及實(shí)物 （12） 成品賽車(chē)及完整設(shè)計(jì)圖紙 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線(xiàn)或設(shè)計(jì)參數(shù)）； （1） 查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料并完成完成外文文獻(xiàn)翻譯，明確節(jié)能車(chē)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案制定與參考往年設(shè)計(jì)車(chē)輛的工作任務(wù)，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。 （2） 繪制車(chē)架三維建模并進(jìn)行受力分析。 （3） 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行輕量化處理，選擇最優(yōu)傳動(dòng)比，設(shè)計(jì)行之有效的外置離合器。 （4） 設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架，模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)電控噴油優(yōu)化及動(dòng)態(tài)點(diǎn)火控制。 （5） 使用 ansys 或 solidworks 受力分析，使發(fā)動(dòng)機(jī)和車(chē)架達(dá)到三點(diǎn)最佳減震設(shè)計(jì)。 （6） 整車(chē)操場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，達(dá)到最佳燃油消耗。 （8）撰寫(xiě)并提交節(jié)能車(chē)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案制定說(shuō)明書(shū)，提交包含整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程和內(nèi)容的電子文檔。 2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 （1）節(jié)能車(chē)總體構(gòu)想并完成開(kāi)題報(bào)告 第 1—4 周 （2）總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)確定各部分尺寸 第 5 周 （3）節(jié)能車(chē)完成構(gòu)圖 第 6 周 （4）發(fā)動(dòng)機(jī)布置及減震和電噴系統(tǒng)安裝并搞懂 第 7-8 周 （5）發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑、雙火花塞、超聲波霧化噴嘴實(shí)驗(yàn)完成 第 9-11 周 （6）發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)伺服控油制作完成 第 12 周 （7）傳動(dòng)比設(shè)計(jì)及加工完成 第 13 周 （8）整車(chē)設(shè)計(jì) 第 14 周 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1]譚正平. 基于 FSC 賽車(chē)行駛工況的發(fā)動(dòng)機(jī)匹配標(biāo)定研究[D].成都:西華大學(xué),2014. 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Procedia Computer Science,2013,17:. 附：文獻(xiàn)綜述或報(bào)告 文獻(xiàn)綜述 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車(chē)已經(jīng)成為現(xiàn)代人生活中必不可少的交通工具了。人類(lèi)贊揚(yáng)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的廣泛應(yīng)用對(duì)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)的同時(shí)，也對(duì)它所帶來(lái)的環(huán)境污染而感到頭痛。創(chuàng)痛內(nèi)燃急汽車(chē)燃燒的是寶貴的不可再生資源；同時(shí)汽車(chē)造成的污染日益嚴(yán)重尾氣、噪聲對(duì)環(huán)境造成的破壞，已經(jīng)到了必須加以控制和治理的程度?，F(xiàn)在保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源的呼聲日益高漲，節(jié)能與環(huán)保是當(dāng)今世界各國(guó)所極力追求的， 也是我國(guó)重點(diǎn)扶持、大力發(fā)展的行業(yè)領(lǐng)域。 21 世界汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)將是朝著節(jié)能低公害、高可靠性、安全性、舒適性和操作方便性的方向發(fā)展，也必將使一個(gè)可持續(xù)發(fā)展過(guò)程，汽車(chē)與人、汽車(chē)與自然都應(yīng)該和諧共處。人們已經(jīng)開(kāi)始更多地關(guān)注如何消除對(duì)礦物燃料的依賴(lài)，一直渴望著新的綠色汽車(chē)能源的出現(xiàn)。優(yōu)先發(fā)展城市公交是實(shí)現(xiàn)城市環(huán)保與節(jié)約資源的重要途徑之一。研究表面：同樣的客運(yùn)量，公共交通所需的道路面積僅是其他交通方式的幾分之一。乃至幾十分之一，公共交通的比重越大，道路上的車(chē)流量就越少，交通問(wèn)題越好解決。因此世界各大城市，幾乎無(wú)不把優(yōu)先發(fā)展公共交通作為解決城市交通問(wèn)題的重要措 施，把“公交優(yōu)先”作為發(fā)展城市交通的重要原則。城市軌道交通、公交汽車(chē)的特點(diǎn)是起步、制動(dòng)頻繁，汽車(chē)頻繁啟動(dòng)會(huì)使汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒不充分，廢棄排放量增大。所以將汽車(chē)制動(dòng)能回收再利用能夠有效降低汽車(chē)油耗，減少尾氣排放帶來(lái)的污染，并可延長(zhǎng)汽車(chē)制動(dòng)裝置的壽命，具有重要的使用價(jià)值。 1. 國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 本課題研究的節(jié)能汽車(chē)是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)和高壓氣體儲(chǔ)能相結(jié)合的混合動(dòng)力汽車(chē)。本課題的立意新穎、方向明確、針對(duì)性強(qiáng)，因此目前尚未發(fā)現(xiàn)與本課題相的研究。在國(guó)內(nèi)外其他制動(dòng)能回收的混合動(dòng)力汽車(chē)已經(jīng)研制出來(lái)了，下面介紹一下國(guó)內(nèi)外制動(dòng)能回收的混合動(dòng)力汽車(chē)。 1.1 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀 在國(guó)內(nèi)，混和動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)正處于起步階段，詹迅，秦大同等分析了輕度混合動(dòng)力汽車(chē)在典型城市驅(qū)動(dòng)循環(huán)工況下的工作特點(diǎn)，在傳統(tǒng)汽車(chē)制動(dòng)理論的基礎(chǔ)上，基于制動(dòng)安全性和高效制動(dòng)能量回收，提出了一種簡(jiǎn)單有效的混合動(dòng)力汽車(chē)制動(dòng)力分配控制策略。原吉林工業(yè)大學(xué)在 80 年代中期也開(kāi)展了高速飛輪儲(chǔ)能的復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)的研 究。1996 年原吉林工業(yè)大學(xué)和哈爾濱工業(yè)大學(xué)利用二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)技術(shù)設(shè)計(jì)一種液壓儲(chǔ)能的傳動(dòng)系統(tǒng)，試驗(yàn)表明比常規(guī)液壓傳動(dòng)能量轉(zhuǎn)化效率提高將近一倍 n 羽。1997 年，青島大學(xué)一中國(guó)重型汽車(chē)集團(tuán)公司車(chē)輛電子技術(shù)研究所研制的 ZKl41A 公共汽車(chē)用飛輪蓄能器與液壓機(jī)械無(wú)級(jí)變速器，通過(guò)仿真和臺(tái)架試驗(yàn)證明燃油消耗可節(jié)約達(dá)35．1％n 引。1999 年，湛江海洋大學(xué)以 EQl40—1L 型東風(fēng) 5 噸自卸載重貨車(chē)為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象，設(shè)計(jì)制造了一套車(chē)輛制動(dòng)能量回收實(shí)驗(yàn)裝置，并對(duì)其進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)， 實(shí)驗(yàn)的初步結(jié)果證明能量回收式車(chē)輛制動(dòng)裝置能有效提高車(chē)輛的制動(dòng)效率，增加車(chē)輛行駛時(shí)的安全性；該裝置能根據(jù)車(chē)輛工作的不同狀況，自動(dòng)完成吸收或釋放車(chē)輛能量的工作過(guò)程，因而該裝置工作時(shí)發(fā)熱少，制動(dòng)過(guò)程平穩(wěn)，工作可靠性高；該裝置可使車(chē)輛達(dá)到節(jié)省燃料，降低維修和運(yùn)輸成本，減少環(huán)境污染的目的。 1.2 國(guó)外的研究現(xiàn)狀 日本豐田公司開(kāi)發(fā)了用于混合動(dòng)力汽車(chē)“Prius"的再生制動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程中的能量控制策略，通過(guò)電液比例控制調(diào)節(jié)液壓制動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)與摩擦制動(dòng)的綜合控制，提高了整車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性，對(duì)整車(chē)能量效率的提升達(dá)到了 20％以上口 51，同時(shí)也確保了制動(dòng)安全。1979 年，丹麥 P．Buchwald，G．Christensen 等比較詳細(xì)地研究了制動(dòng)能量回收理論，同時(shí)針對(duì) Ford Escort Van 車(chē)研制出液壓儲(chǔ)能的制動(dòng)能量再生系統(tǒng)，節(jié)省燃油可達(dá) 30％n71。瑞典沃爾沃公司 1984 年進(jìn)行了制動(dòng)能量回收實(shí)驗(yàn) n 引。他們是在總質(zhì)量為 16t 的城市客車(chē)上裝了具有雙動(dòng)無(wú)級(jí)變速及液壓容積式傳動(dòng)的飛輪式蓄能器。飛輪總質(zhì)量 328kg，轉(zhuǎn)速 1000rpm，在發(fā)動(dòng)機(jī)功率 105kW 情況下，該裝置可儲(chǔ)能 225kWh。在蓄能器工作的情況下，此客車(chē)最高車(chē)速為 80km／h， 加速度 1．6m／s2，節(jié)省燃料 15％～20．5％，而制造成本僅增加 20％～25％。沃爾沃公司從 1985 年起已有 20 多部客車(chē)在倫敦、斯德哥爾摩和哥本哈根進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。這些客車(chē)上裝有 154kW 柴油機(jī)和容積式液力傳動(dòng)裝置，即使在柴油機(jī)不工作及在蓄電池完全放電情況下，蓄能器所儲(chǔ)存的能量也足夠使客車(chē)加速到 30km／h。裝有該種蓄能器的公共汽車(chē)，可節(jié)省燃料 28％～30％，減少有害氣體排放 50％。雖然車(chē)輛質(zhì)量增加 600kg，但是制造成本僅提高 15％。1986 年英國(guó)列依安特公司研制出一種與制動(dòng)能量回收聯(lián)動(dòng)工作的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置，可節(jié)油 30％'---40％，其中無(wú)級(jí)傳動(dòng)節(jié)油22％，能量回收裝置節(jié)油 8％～18％。該傳動(dòng)系由無(wú)級(jí)變速器和行星齒輪機(jī)構(gòu)組成， 由微型計(jì)算機(jī)控制，借助于液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)變換導(dǎo)輪斜度可改變無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)比。無(wú)級(jí)變速器無(wú)保養(yǎng)行駛里程可達(dá) 300 000km，傳動(dòng)系質(zhì)量?jī)H為 300kg。豐田的 PRIUS 混合動(dòng)力汽車(chē)在搭載豐田 THS—II 混合系統(tǒng)后，能通過(guò)再生制動(dòng)提高整車(chē)能量利用率達(dá) 20％以上。 目前國(guó)內(nèi)對(duì)汽車(chē)制動(dòng)能量再生的研究，在以下方面還有待深入研究：汽車(chē)制動(dòng)能量再生系統(tǒng)動(dòng)力釋放轉(zhuǎn)矩合成機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型；汽車(chē)制動(dòng)能量再生系統(tǒng)的能量逆變與控制策略；基于能量再生系統(tǒng)與摩擦制動(dòng)系統(tǒng)的汽車(chē)制動(dòng)動(dòng)力學(xué)的動(dòng)態(tài)建模與仿真； 制動(dòng)能量再生系統(tǒng)與整車(chē)主制動(dòng)系統(tǒng)匹配技術(shù)；裝有制動(dòng)能量再生系統(tǒng)的整車(chē)制動(dòng)性能分析方法；汽車(chē)制動(dòng)能量再生系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與系統(tǒng)匹配方法等。 2. 課題研究的內(nèi)容 城市公交汽車(chē)行駛的特點(diǎn)是啟動(dòng)、制動(dòng)頻繁。當(dāng)公交車(chē)具有了一定的速度時(shí)就具有了一定的動(dòng)能，目前的制動(dòng)方法一般是經(jīng)摩擦生熱使公交車(chē)減速或停車(chē)。這不僅造成極大的能源浪費(fèi)，而且摩擦件的消耗也很大。本課題在公交車(chē)上加裝一種裝置， 該裝置主要由 3—4 個(gè)空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣桶、電磁閥、電磁離合器以及單片機(jī)控制電路等組成的機(jī)電一體化集成系統(tǒng)。在單片機(jī)的控制下，將汽車(chē)巨大的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成高壓氣體的勢(shì)能實(shí)現(xiàn)汽車(chē)減速或停車(chē)，同時(shí)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)將汽車(chē)巨大的動(dòng)能保存起來(lái)，當(dāng)汽車(chē)需要再加速時(shí)，用儲(chǔ)存在儲(chǔ)氣桶中的高壓氣體勢(shì)能驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。從而實(shí)現(xiàn)了公交車(chē)能量回收再利用，達(dá)到節(jié)能的效果。眾所周知，汽車(chē)在啟動(dòng)或加速時(shí)單位距離耗能最大， 此時(shí)燃油燃燒效果最不好而且噪音最大。當(dāng)汽車(chē)加裝了本課題設(shè)計(jì)的汽車(chē)節(jié)能系統(tǒng) 后，在汽車(chē)加速或重新啟動(dòng)初期，利用存儲(chǔ)的高壓氣驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，此時(shí)不需要燃燒燃料， 這對(duì)于降低汽車(chē)尾氣對(duì)環(huán)境的污染、減小環(huán)境噪聲有十分明顯的效果，說(shuō)明該裝置同時(shí)還是一個(gè)環(huán)保裝置。 通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)電噴改良，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)性能都有了顯著的提升，利用自制的簡(jiǎn)易臺(tái)架實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)整，包括汽缸溫度監(jiān)測(cè)、進(jìn)氣壓力監(jiān)測(cè)、進(jìn)氣溫度監(jiān)測(cè)、曲軸轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度監(jiān)測(cè)、點(diǎn)火提前角監(jiān)測(cè)、排氣管氧濃度監(jiān)測(cè)和噴油量及初始點(diǎn)火角、怠速加濃調(diào)整，總結(jié)了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)工況最優(yōu)參數(shù)庫(kù)，通過(guò)存儲(chǔ)在 ECU 中，可以達(dá)到對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)化的實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中空燃比保持在 14.7～15 之間，略微稀薄燃燒，更加充分。 發(fā)動(dòng)機(jī)的輕量化，對(duì)整車(chē)的重量有了很明顯的減輕，重心更偏向車(chē)子的幾何中心， 行駛起來(lái)更加穩(wěn)定。對(duì)散熱鱗片的切割，降低了散熱效果，汽缸外增加包圍的多層錫紙，可靠的降低了熱量的散失，使汽缸內(nèi)部能夠?qū)崿F(xiàn)較理想的點(diǎn)火效果，降低了汽缸內(nèi)部淬冷層的厚度。 發(fā)動(dòng)機(jī)改變汽缸壓縮后的容積，提高壓縮比至 9.6，在 95 標(biāo)號(hào)汽油汽油下，獲得 了更大的動(dòng)力性及燃油經(jīng)濟(jì)性，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的離合器改造及外部脫開(kāi)離合的設(shè)計(jì)提升了發(fā)動(dòng)機(jī)到車(chē)輪的傳動(dòng)效率和降低了車(chē)子滑行時(shí)的滑行阻力，改良后的進(jìn)氣歧管，能夠?qū)崿F(xiàn)在行駛時(shí)有小的進(jìn)氣阻力并且能夠隨著車(chē)速自動(dòng)增加進(jìn)氣量，提高了充氣效率。 指導(dǎo)教師評(píng)閱意見(jiàn)（對(duì)選題情況、研究?jī)?nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評(píng)閱） 審 核 簽字： 年 月 日 意 見(jiàn) 教研室主任意見(jiàn) 簽字： 年 月 日 學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見(jiàn) 簽字： 年 月 日公章：