畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）大學(xué)生方程式賽車(chē)設(shè)計(jì)(發(fā)動(dòng)機(jī)匹配試算與裝配設(shè)計(jì))

1、序號(hào) （學(xué)號(hào)）： 281140303長(zhǎng) 春 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)大學(xué)生方程式賽車(chē)設(shè)計(jì)（發(fā)動(dòng)機(jī)匹配試算與裝配設(shè)計(jì)）姓 名學(xué) 院車(chē)輛工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè)汽車(chē)服務(wù)工程班 級(jí)指導(dǎo)教師2015年5月20日大學(xué)生方程式賽車(chē)設(shè)計(jì)（發(fā)動(dòng)機(jī)匹配試算與裝配設(shè)計(jì)）摘 要中國(guó)大學(xué)生方程式汽車(chē)大賽是由各個(gè)大學(xué)在校學(xué)生組隊(duì)參加的汽車(chē)設(shè)計(jì)與制造的一項(xiàng)比賽。各參賽車(chē)隊(duì)嚴(yán)格遵循比賽規(guī)則，在一年內(nèi)自主設(shè)計(jì)和生產(chǎn)出一輛在各方面優(yōu)秀的小型單人座休閑賽車(chē)，進(jìn)行比賽。本文是對(duì)大學(xué)生方程式賽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的匹配試算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)了解發(fā)動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)，運(yùn)用汽車(chē)設(shè)計(jì)、發(fā)動(dòng)機(jī)原理、汽車(chē)構(gòu)造等知識(shí)，通過(guò)網(wǎng)上查詢(xún)資料對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行選擇

2、。文章主要論述如何改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣及冷卻系統(tǒng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到預(yù)想的狀態(tài)，且符合大賽的規(guī)定。我將采用gt-power、flunt等軟件對(duì)排氣系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用四個(gè)分置的進(jìn)氣歧管，避免了由于進(jìn)排氣時(shí)間不同而出現(xiàn)掙氣現(xiàn)象，使得進(jìn)排氣更加順暢，發(fā)動(dòng)機(jī)在動(dòng)力方面更出色。建議進(jìn)氣系統(tǒng)使用限流閥這樣可以使賽車(chē)更加安全，這樣可以讓學(xué)生更好的學(xué)習(xí)如何改進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)，做成兩頭錐的形狀，使得進(jìn)氣無(wú)死角，又符合大賽規(guī)定。應(yīng)用流體力學(xué)設(shè)計(jì)諧振腔，使得進(jìn)氣量多。關(guān)鍵詞：方程式賽車(chē)（fsae），發(fā)動(dòng)機(jī)，匹配，進(jìn)排氣design of fsae (trial matching and assembly design of

3、engine)abstractcontest of chinese college students formula car is by each team for university students in car design and manufacture of a game. each participating team strictly follow the rules of the game, the independent design and production in one year out of a good in all aspects of small singl

4、e leisure car, for the game.this article is on college students formula engine system matching of the trial and the structure design, through understanding engine performance parameters, structure parameters, using the principle of automobile design, engine, automobile structure, such as knowledge,

5、through the internet query information of engine to choose. this paper mainly discusses how to improve the inlet and exhaust and cooling system of engine, the engine the desired state, and in accordance with the rules of the competition. i will use the gt - power, flunt optimize the exhaust system d

6、esign of software, such as the four division of the intake manifold, to avoid the phenomenon make gas due to different inlet and exhaust time, makes the exhaust more smoothly and the engine better in terms of power. suggested that the air intake system use flow-limiting valve so that we can make car

7、s safer, this can let students learn how to better improve the air intake system, make it two of the shape of the nose cone, making intake no dead angle, and comply with the regulations of competition. application of fluid mechanics cavity is designed to ensure the air inflow.keywords: formula (fsae

8、), engine, match, into the exhaust目 錄第一章 大學(xué)生方程式賽車(chē)簡(jiǎn)介1 1.1 賽事簡(jiǎn)介1 1.2 愿景與使命1第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配12.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配12.1.1 匹配的定義12.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的應(yīng)用場(chǎng)合22.2 發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械匹配技術(shù)32.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的選型和匹配42.2.2 設(shè)計(jì)與分析22.3 發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)及其開(kāi)發(fā)技術(shù)22.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)22.3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)32.4 發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定技術(shù)32.4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定62.4.2 發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定軟件32.4.3 發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定設(shè)備32.4.4 發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定試驗(yàn)32.5 其它相關(guān)電氣系統(tǒng)

9、的開(kāi)發(fā)32.5.1車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)32.5.2 電氣線(xiàn)束系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)32.6 發(fā)動(dòng)機(jī)的選購(gòu)32.6.1 賽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇原則32.6.2 以下是國(guó)內(nèi)幾款常用fsae發(fā)動(dòng)機(jī)的資料3第三章 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)的匹配73.1 fsae進(jìn)排氣系統(tǒng)和限流閥的關(guān)系73.2 gt-power介紹73.3 發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣管73.3.1 進(jìn)氣管長(zhǎng)度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響83.3.2 排氣管長(zhǎng)度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響83.4 限流閥的作用意義83.4.1 什么是進(jìn)氣限制器93.4.2 進(jìn)氣限制器的作用93.4.3 為什么要有進(jìn)氣限制器103.5 諧振腔cae分析方法113.6 進(jìn)排氣歧管的設(shè)計(jì)113.7 進(jìn)排氣最終方案133.

10、7.1 進(jìn)排氣系統(tǒng)ug圖133.7.2 進(jìn)排氣cad圖14第四章 冷卻系統(tǒng)匹配154.1 冷卻系統(tǒng)的總體布置原則154.1.1 提高進(jìn)風(fēng)系數(shù)154.1.2 提高冷卻液循環(huán)中的散熱能力154.2 膨脹水箱的選擇154.3 水管的設(shè)計(jì)154.4 防凍液的選擇164.5 冷卻系統(tǒng)的固定16第五章 潤(rùn)滑系統(tǒng)175.1 潤(rùn)滑的意義175.2 潤(rùn)滑的方式175.3 潤(rùn)滑系統(tǒng)的組成及油路185.4 曲軸箱通風(fēng)裝置185.5 機(jī)油的功用195.6 機(jī)油的使用特性及機(jī)油添加劑195.7 機(jī)油的分類(lèi)205.8 機(jī)油泵225.9 機(jī)油濾清器225.10 冷卻器23第六章 總結(jié)24參考文獻(xiàn)25致 謝26附 錄27 第

11、一章 大學(xué)生方程式賽車(chē)簡(jiǎn)介1.1 賽事簡(jiǎn)介中國(guó)大學(xué)生方程式汽車(chē)大賽是由各個(gè)大學(xué)在校學(xué)生組隊(duì)參加的汽車(chē)設(shè)計(jì)與制造的一項(xiàng)比賽。各參賽車(chē)隊(duì)嚴(yán)格遵循比賽規(guī)則，在一年內(nèi)自主設(shè)計(jì)和生產(chǎn)出一輛在各方面優(yōu)秀的小型單人座休閑賽車(chē)，進(jìn)行比賽。2010年中國(guó)第一屆fsae成功舉辦，秉持著“中國(guó)創(chuàng)造擎動(dòng)未來(lái)”的原則，根據(jù)中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)實(shí)情況，參考其他國(guó)家的成功經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)展了一個(gè)汽車(chē)人才之間自主交流的平臺(tái)，通過(guò)全方位考核，提高學(xué)生們?cè)谠O(shè)計(jì)制造，溝通交流，自主創(chuàng)新等各方面的能力，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，為中國(guó)的未來(lái)發(fā)展培養(yǎng)人才。1.2 愿景與使命促進(jìn)中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)自主研發(fā)與科技進(jìn)步， 完善汽車(chē)人才培育機(jī)制。搭建自主創(chuàng)新技術(shù)的

12、國(guó)際平臺(tái)，幫助汽車(chē)人才吸取全世界最新的技術(shù)，關(guān)注最新動(dòng)態(tài)，豐富知識(shí)儲(chǔ)備，積極參與國(guó)際汽車(chē)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的更新與提升。深化中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新的主流意識(shí)，增強(qiáng)汽車(chē)廠(chǎng)家的責(zé)任感，幫助汽車(chē)品牌的自我發(fā)展與創(chuàng)新。第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配2.1.1 匹配的定義在設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)各個(gè)零部件的性質(zhì)，合理地選擇發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器等，對(duì)他們進(jìn)行合理的匹配，通過(guò)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)來(lái)確定該車(chē)的整體功能如何，最終選擇一款在動(dòng)力經(jīng)濟(jì)等各方面都優(yōu)異的車(chē)進(jìn)行比賽。2.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的應(yīng)用場(chǎng)合發(fā)動(dòng)機(jī)匹配項(xiàng)目主要有：一新車(chē)型的開(kāi)發(fā)研制過(guò)程中，使用新的動(dòng)力系統(tǒng)；二舊車(chē)型更換新的發(fā)動(dòng)機(jī)。2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械匹配技術(shù)2.2.1 發(fā)

13、動(dòng)機(jī)和變速器的選型和匹配一、設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)汽車(chē)的實(shí)際功能要求對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行匹配，確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)變速器的型式及參數(shù)，2種方法：1、仿真計(jì)算在設(shè)計(jì)汽車(chē)的模型基礎(chǔ)上，輸入發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器等參數(shù)，設(shè)定一些要求使其進(jìn)行循環(huán)行駛，最后確定汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性能等。計(jì)算迅速，能反映出對(duì)整車(chē)性能影響最明顯的各項(xiàng)參數(shù)。2、參數(shù)優(yōu)化我們將汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性等作為y函數(shù)，將發(fā)動(dòng)機(jī)功率、傳動(dòng)比等作為x函數(shù)，設(shè)定一定的要求，尋求最佳組合。二、發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的布置在完成發(fā)動(dòng)機(jī)匹配設(shè)計(jì)計(jì)算后，根據(jù)初步確定的計(jì)算參數(shù)和汽車(chē)布置形式，通過(guò)cad畫(huà)圖進(jìn)行匹配，檢查干涉情況，并進(jìn)行相應(yīng)的改動(dòng)，確定最終位置，進(jìn)行下一步工作。

14、三、發(fā)動(dòng)機(jī)附件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) 發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)由進(jìn)排氣系統(tǒng)、燃油供應(yīng)系統(tǒng)、冷卻減溫系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等組成。2.2.2 設(shè)計(jì)與分析1、cad設(shè)計(jì)在現(xiàn)代汽車(chē)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，需要應(yīng)用cad軟件來(lái)設(shè)計(jì)汽車(chē)和部件的數(shù)字模型。2、cae分析cae分析主要是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲、振動(dòng)、支撐、熱力學(xué)、計(jì)算流體力學(xué)分析。2.3發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)及其開(kāi)發(fā)技術(shù)2.3.1發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)是由控制噴射、排放控制、電子點(diǎn)火、起動(dòng)、防盜、診斷等組成的集成電路系統(tǒng)。ems隨著電控技術(shù)的發(fā)展、嚴(yán)格的法律和人們的要求不斷發(fā)展創(chuàng)新，它可以明確靈活的控制發(fā)動(dòng)機(jī)，使其達(dá)到最佳工作狀態(tài)。2.3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)涉

15、及到計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制、嵌入式系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域，是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)。2.4 發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定技術(shù)2.4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定 是指發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的環(huán)境下工作，通過(guò)調(diào)整參數(shù)，使其達(dá)到最佳狀態(tài)，獲得參數(shù)的試驗(yàn)。主要工具是發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定軟件和標(biāo)定設(shè)備。2.4.2 發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定軟件從發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行專(zhuān)業(yè)處理，將其輸進(jìn)汽車(chē)ecu中，現(xiàn)在出現(xiàn)了基于試驗(yàn)優(yōu)化技術(shù)的標(biāo)定軟件，它可以?xún)?yōu)化方案，減少試驗(yàn)次數(shù)縮短時(shí)間，同時(shí)可以減少費(fèi)用。2.4.3 發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定設(shè)備 在發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定試驗(yàn)中，發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定設(shè)備可以測(cè)量轉(zhuǎn)速、溫度、壓力，將標(biāo)定數(shù)據(jù)輸進(jìn)汽車(chē)ecu中。2.4.4發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架標(biāo)定試驗(yàn)項(xiàng)目有：發(fā)動(dòng)機(jī)

16、實(shí)際充氣效率標(biāo)定、空燃比標(biāo)定、點(diǎn)火正時(shí)標(biāo)定和基本發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)標(biāo)定。整車(chē)標(biāo)定試驗(yàn)項(xiàng)目有：整車(chē)廢氣排放控制標(biāo)定、整車(chē)駕駛性標(biāo)定、熱帶環(huán)境標(biāo)定、高原環(huán)境標(biāo)定、寒帶環(huán)境標(biāo)定、車(chē)輛零部件故障診斷系統(tǒng)標(biāo)定和系統(tǒng)驗(yàn)證。2.5 其它相關(guān)電氣系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)2.6 發(fā)動(dòng)機(jī)的選購(gòu)2.6.1 賽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇原則賽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇要根據(jù)比賽規(guī)則的要求和賽道特點(diǎn)而決定。fsae比賽中發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇主要分為兩個(gè)方向。大排量高性能4缸機(jī)是多數(shù)車(chē)隊(duì)的選擇，較為典型的是honda cbr600 f4i。而選擇小重量單缸機(jī)的高水平車(chē)隊(duì)也有不少。yamaha wr450f就是一款非常適合fsae的單缸機(jī)。2.6.2以下是國(guó)內(nèi)幾款常用fsae

17、發(fā)動(dòng)機(jī)的資料一、ld450亞翔公司的ld450功率32kw，重量33kg，由于原裝是不帶電噴的，所以須自己造一套電噴設(shè)備，可以選用motec等公司的ecu來(lái)完成進(jìn)氣改裝，自己排線(xiàn)路，自己造進(jìn)氣管，自己裝感應(yīng)器，自己寫(xiě)ecu程序等。如果你什么都沒(méi)用，要想用這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，那只有用化油器了，需要設(shè)計(jì)并且制造一個(gè)20mm口徑的化油器歧管，裝在化油器和發(fā)動(dòng)機(jī)之間，國(guó)外的論壇上的討論說(shuō)這樣的一套，馬力大概在23hp，對(duì)于fsae來(lái)說(shuō)是沒(méi)有什么競(jìng)爭(zhēng)力的，但是相比jh600，馬力應(yīng)該不會(huì)相差很多，但是可以減輕很多整車(chē)重量，調(diào)整也相對(duì)簡(jiǎn)單，幾乎沒(méi)有電路。 圖2-1 ld450及其化油器二、ld192ymr同樣來(lái)自

18、亞翔，重量48kg，相比ld450，最大的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)該是電噴。而且該發(fā)動(dòng)機(jī)是油冷的，雖然重量比ld450要重，但是濕重的差別會(huì)相對(duì)小，因?yàn)閘d450的水箱很重，水箱里的水也很重。500cc同樣符合sae的要求。500油冷發(fā)動(dòng)機(jī)（ld192ymr）為單缸風(fēng)冷加油冷四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，采用意大利技術(shù)，強(qiáng)大的低扭輸出澎湃動(dòng)力！額定功率30kw，額定功率對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為7800r/min，最大扭矩39.3n.m，最大扭矩下轉(zhuǎn)速為5500r/min，點(diǎn)火方式mse 3.0，電鍍陶瓷缸體，德國(guó)博世專(zhuān)配電噴系統(tǒng)，理論速度達(dá)150km/h以上，按需可配內(nèi)置倒檔，適用于大排量長(zhǎng)途旅行類(lèi)摩托車(chē)及全地形車(chē)。a、意大利cagiva

19、技術(shù)，穩(wěn)定可靠。b、功率大、低速大扭矩、油耗低。c、電鍍陶瓷缸體。d、風(fēng)冷加油冷，冷卻效果好。e、德國(guó)博世專(zhuān)配電噴系統(tǒng)。技術(shù)參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)ld192ymr發(fā)動(dòng)機(jī)型式 單缸、油冷、4氣門(mén)、單頂置凸輪軸排量498ml缸徑/行程 92.8mm 73.6mm壓縮比9.2:1最大功率30kw7800r/min怠速1500100r/min表2-1 ld192ymr參數(shù)表 圖2-2 ld192ymr 圖2-3 jh600三、jh600這是一臺(tái)國(guó)產(chǎn)唯一的600cc發(fā)動(dòng)機(jī),這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的排量，基本是符合fsae的最大排量了，雖然說(shuō)這更像是一臺(tái)柴油機(jī)，低轉(zhuǎn)速，高扭矩，但是對(duì)于fsae來(lái)說(shuō)，這正是我們所需要的。如果能

20、減輕除了發(fā)動(dòng)機(jī)以外其他部件的重量，搭載這臺(tái)jh600的車(chē)隊(duì)也將擁有不錯(cuò)的性能。四、cbr600rrcbr600rr是本田現(xiàn)在在產(chǎn)的600cc上的產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)也叫f5它比f(wàn)4i更輕，有2級(jí)進(jìn)氣噴射，更省油，對(duì)于摩托車(chē)來(lái)說(shuō)，它的安裝更緊湊，排氣管放到了油底殼的一側(cè)，但是對(duì)于fsae的發(fā)動(dòng)機(jī)使用，它會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)重心過(guò)高。cbr600rr油底殼的改造有兩種，一種是保持原有的濕式潤(rùn)滑不變，自己加工一個(gè)像f4i一樣底部平整的油底殼，還有一種就是改成干式油底殼，這種干式油底殼在f4i的油底殼改裝上也非常常見(jiàn)，但是工藝相對(duì)濕式要復(fù)雜。1、濕式油底殼，這樣改的結(jié)果，就是發(fā)動(dòng)機(jī)能有一個(gè)跟f4i原裝差不多油底殼高度，

21、比較省事，看了圖你就明白2、干式油底殼，這樣改可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)的重心在之前的基礎(chǔ)上再降低3英寸左右，需要自己加工機(jī)油泵和儲(chǔ)油罐 6 rr油底殼特寫(xiě) 圖2-7 rr改造后的干式油底殼五、yamaha wr450f隨著人們對(duì)輕量化的追求單缸發(fā)動(dòng)機(jī)在fsae中越流行，最好的選擇要數(shù)yamaha wr450了。它安裝干式油底殼，這更適合于汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑。另外它有電噴，化油器本并不是壞事，但是由于fsae要求20mm進(jìn)氣限制并且油門(mén)必須在進(jìn)氣限制的上流，也就是說(shuō)必須在化油器和發(fā)動(dòng)機(jī)之間，這樣會(huì)導(dǎo)致20mm的進(jìn)氣是“濕氣”，也就是氧氣含量比20mm的純空氣要少，馬力也會(huì)有很大影響。第三章 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)的

22、匹配3.1 fsae進(jìn)排氣系統(tǒng)和限流閥的關(guān)系fsae方程是由美國(guó)汽車(chē)工程協(xié)會(huì)主辦的小型方程式賽車(chē)的國(guó)際性賽事。已舉辦20多年。fsae賽車(chē)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)容量小于610cc，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣要通過(guò)直徑為20mm的限流閥，如圖3-1，且限流閥的位置在節(jié)氣門(mén)和進(jìn)氣門(mén)之間。在上述前提下，本文通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)仿真模型計(jì)算，分析不同進(jìn)排氣管長(zhǎng)度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、充氣效率、功率的影響來(lái)確定與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩點(diǎn)轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的進(jìn)排氣管長(zhǎng)度，從而改進(jìn)設(shè)計(jì)進(jìn)排氣系統(tǒng)來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、提高比賽成績(jī)。圖3-13.2 gt-power介紹gtpower是gtsuite系列中最著名的一款軟件。本次設(shè)計(jì)主要參考了湖南大學(xué)fsae車(chē)隊(duì)的gt-p

23、ower結(jié)論來(lái)作為設(shè)計(jì)依據(jù)的。3.3 發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣管 提升發(fā)動(dòng)機(jī)功率最簡(jiǎn)單的方法就是增大氣缸工作容積，也就是提高排量。一般而言，發(fā)動(dòng)機(jī)的體積重量會(huì)隨著容積變化，在同體積前提下，通過(guò)改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和采用新材料來(lái)追求更高的輸出功率。升功率，是每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率，增加進(jìn)氣量能提高發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率，采用自然吸氣法，提高進(jìn)氣量，設(shè)計(jì)者可以通過(guò)增大氣體的流動(dòng)速度來(lái)增加單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)排氣量，從而提高換氣效率，良好的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道設(shè)計(jì)是提高進(jìn)氣量的重要保證。采用大通量的空氣濾清器，大口徑或多支排氣管，目的就是改善氣體的流速以提升發(fā)動(dòng)機(jī)功率。更進(jìn)一步，改裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部及材料的選用，增高管壁光滑度，減少

24、與氣體的摩擦，提高流動(dòng)速度。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣管道改用不銹鋼或鋁合金材料，既可以降低管道內(nèi)的氣流阻力，同時(shí)也可以降低重量?，F(xiàn)在高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)杌由于結(jié)構(gòu)上的需要，進(jìn)排氣管多分置在氣缸的兩側(cè)，進(jìn)氣管的加熱冷卻水或電熱裝置。這里要指出的是，因受廢氣溫度的影響，排氣管的冷熱溫度是急劇變化的，巨大的熱應(yīng)力可使排氣管產(chǎn)生裂紋，為保證一定的熱脹冷縮，排氣歧管的安裝形式與進(jìn)氣管有所不同，一般發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管是一缸一歧管，以減少排氣管的熱負(fù)荷。氣管的流通性以最小截面處的流動(dòng)為依據(jù)，最小截面位于氣門(mén)閥隙處，這也就是現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)采用多氣門(mén)或者盡量增大氣門(mén)頭直徑的原因。同時(shí)，只有各種因素（進(jìn)排氣管尺寸、形狀、材料、彎曲半徑、安裝位置

25、）配合良好，發(fā)動(dòng)機(jī)才能發(fā)揮最佳性能。3.3.1 進(jìn)氣管長(zhǎng)度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。fsae賽事要求：發(fā)動(dòng)機(jī)必須安裝直徑為20mm的限流閥。發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)主要由進(jìn)氣管和進(jìn)氣道兩部分組成，本文主要分析進(jìn)氣管長(zhǎng)度，一般情況下進(jìn)氣管長(zhǎng)度會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的充量系數(shù)，在高速狀態(tài)下，空氣進(jìn)給量，損失量會(huì)隨著進(jìn)氣管長(zhǎng)度增加而增加，且對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出有較大影響 3.3.2 排氣管長(zhǎng)度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響 發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性受排氣壓力波影響，而壓力波又與發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位、排氣口形狀和排氣管的結(jié)構(gòu)參數(shù)等息息相關(guān)。合理地利用可使排氣徹底，進(jìn)氣充分。如果能恰當(dāng)?shù)乩脡毫Σǖ哪芰烤湍芴岣吲艢庑?，同時(shí)

26、也能提升進(jìn)氣的效率。為了提升動(dòng)力增加發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率應(yīng)對(duì)排氣管合理設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)主要參考了湖南大學(xué)fsae賽車(chē)進(jìn)排氣管長(zhǎng)度的優(yōu)化過(guò)程，把本次設(shè)計(jì)的進(jìn)排氣管長(zhǎng)度做了相應(yīng)的調(diào)整。最終是選擇了在原長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上適當(dāng)了增加了進(jìn)排氣管的長(zhǎng)度，從而提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，使得賽車(chē)在比賽中更具有競(jìng)爭(zhēng)力。3.4 限流閥的作用意義fsae比賽的一大特色，就是要求所有參賽車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣部分，必須加裝一個(gè)直徑為20mm（e85燃料為19mm）的進(jìn)氣限制器。由于去年中國(guó)比賽的特殊情況，沒(méi)有要求使用進(jìn)氣限制器，所以，對(duì)于絕大多數(shù)同學(xué)，進(jìn)氣限制器是一個(gè)很新鮮的東西，近期也有不少關(guān)于進(jìn)氣限制器的討論。3.4.1什么是進(jìn)

27、氣限制器首先我們來(lái)閱讀以下規(guī)則：8.6 進(jìn)氣系統(tǒng)限流閥 8.6.1安裝在進(jìn)氣系統(tǒng)節(jié)氣門(mén)與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的限流閥可以限制發(fā)動(dòng)機(jī)功率。8.6.2 禁止在限流閥和發(fā)動(dòng)機(jī)之間使用任何可以控制進(jìn)氣流量的裝置。8.6.3 限流閥內(nèi)部截面的最大直徑為：使用汽油燃料20.0mm（0.7874 英寸）使用e-85 燃料19.0mm（0.7480 英寸）8.6.4限制器必須安放在便于技術(shù)檢查時(shí)測(cè)量的位置。8.6.5 任何情況下，限流閥的內(nèi)部截面都不能發(fā)生變化（例如限流閥不能作為節(jié)氣門(mén)可動(dòng)部件的一部分）。8.6.6 如果使用了多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，所有發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣氣流都必須流經(jīng)限流閥。3.4.2 進(jìn)氣限制器的作用1、進(jìn)氣限制器在

28、中低轉(zhuǎn)速、部分負(fù)荷條件下，就好像一個(gè)一直半開(kāi)著的節(jié)氣門(mén)，讓進(jìn)氣道內(nèi)的壓力比正常情況低，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率，進(jìn)而限制各個(gè)工況的扭矩。想象一下，如果你被堵住了一個(gè)鼻孔，然后和一個(gè)和你原本體力相同的人掰手腕，肯定是要悲劇的。2、進(jìn)氣限制器會(huì)限制單位時(shí)間內(nèi)的最大進(jìn)氣量。我們都知道，管內(nèi)的氣流速度越快，效率越低，當(dāng)氣流速度接近0.5馬赫的時(shí)候，實(shí)際進(jìn)氣量就會(huì)達(dá)到瓶頸。在常溫常壓下，20mm管徑的這個(gè)瓶頸數(shù)值，大約在70g/s左右。也就是說(shuō)，無(wú)論你怎么折騰，單位時(shí)間進(jìn)氣量也就是這些，進(jìn)而限制了發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率。還是想象一下，如果被堵住一個(gè)鼻孔，然后跑個(gè)八百米，成績(jī)肯定比你正常情況下差很多，沒(méi)有暈過(guò)去

29、就算萬(wàn)幸了。裝上進(jìn)氣限制器的發(fā)動(dòng)機(jī)，最大功率、扭矩、轉(zhuǎn)速，都會(huì)降低。以600cc四缸自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)為例，一般來(lái)說(shuō)最大功率和最大扭矩會(huì)下降到原始的60%左右（經(jīng)過(guò)合理優(yōu)化后有可能達(dá)到7080%），而最大功率點(diǎn)會(huì)掉到10000rpm以下、最大扭矩點(diǎn)掉到8000rpm以下。對(duì)于排量較小或汽缸數(shù)較少的發(fā)動(dòng)機(jī)，受到的影響相應(yīng)會(huì)小一點(diǎn)。3.4.3為什么要有進(jìn)氣限制器sae在制定規(guī)則的時(shí)候，為什么要加入進(jìn)氣限制器呢？總的來(lái)說(shuō)，是出于以下三點(diǎn)考慮：安全、平衡、鍛煉學(xué)生能力。當(dāng)今社會(huì)，做任何事情，人身安全都最為關(guān)鍵，sae辦活動(dòng)也不例外。600cc的四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)輒就能釋放出7090kw的功率，換算一下，相當(dāng)于

30、將一臺(tái)4.2l v8發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到一臺(tái)夏利上這還是對(duì)原廠(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有任何改裝的情況。無(wú)疑，這一件十分危險(xiǎn)、十分恐怖的事情。所以，加入進(jìn)氣限制器，最重要的目的提高安全性。比賽的平衡也是很重要的，sae不希望這個(gè)比賽千人一面，而是希望能出現(xiàn)各種不同的技術(shù)路線(xiàn)和技術(shù)側(cè)重。那么，為了這個(gè)目的，就需要將因?yàn)楦鬈?chē)隊(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)選型不同所造成的差異盡量縮小，不能出現(xiàn)“小排量永遠(yuǎn)比不過(guò)大排量”“單缸永遠(yuǎn)比不過(guò)四缸”的尷尬局面。而進(jìn)氣限制器則可以達(dá)到這個(gè)目的。在上一部分我們已經(jīng)說(shuō)了，排量和功率越大的發(fā)動(dòng)機(jī)，受到限流器的制約越明顯，這就出現(xiàn)了一個(gè)戲劇性的局面：路人甲選用出廠(chǎng)70kw的發(fā)動(dòng)機(jī)，機(jī)器自重60kg，限流后剩下45

31、kw；路人乙選用出廠(chǎng)40kw的發(fā)動(dòng)機(jī)，機(jī)器自重35kg，限流后剩下30kw在這種情況下，誰(shuí)更占據(jù)優(yōu)勢(shì)，還真不好說(shuō)了。最后一點(diǎn)，也是十分重要的一點(diǎn)，就是sae希望通過(guò)加入限流器，人為地提高動(dòng)力總成的開(kāi)發(fā)難度，引導(dǎo)學(xué)生去了解發(fā)動(dòng)機(jī)、研究發(fā)動(dòng)機(jī)、探索發(fā)動(dòng)機(jī)。因?yàn)榧尤肓讼蘖髌?，原廠(chǎng)的四聯(lián)節(jié)氣門(mén)就不能使用了，進(jìn)排氣歧管也需要自己做，這就意味著原廠(chǎng)那種基于節(jié)氣門(mén)開(kāi)度（多數(shù)的四缸機(jī)）或者基于進(jìn)氣壓力（多數(shù)的單缸機(jī)）的標(biāo)定數(shù)據(jù)幾乎完全失效要知道，自己換了節(jié)氣門(mén)和進(jìn)排氣歧管，同樣節(jié)氣門(mén)開(kāi)度下，偏差可能會(huì)高達(dá)20%。在這種情況下，學(xué)生就需要去研究流體力學(xué)、需要去設(shè)計(jì)限流器、需要考慮進(jìn)排氣的設(shè)計(jì)和加工、需要了解ec

32、u是怎么判定噴油量和提前角的、需要學(xué)習(xí)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制技術(shù)和標(biāo)定策略。很可惜的是，我們國(guó)內(nèi)的從業(yè)者，包括很多企業(yè)、高校領(lǐng)導(dǎo)老師、以及學(xué)生，都被“整車(chē)廠(chǎng)不研究分總成”“原廠(chǎng)的東西就是最好的”“發(fā)動(dòng)機(jī)是高科技”這種操蛋思想毒害太深，所以，當(dāng)大家面對(duì)限流閥的時(shí)候，總是問(wèn)能不能繞過(guò)它、躲開(kāi)它，能不能自欺欺人地不管它，這是十分可悲的。3.5 諧振腔cae分析方法仿真是為了減少壓力損失，使進(jìn)氣容易，但必須保證諧振腔容積。諧振進(jìn)氣系統(tǒng)是在進(jìn)氣道上加一個(gè)諧振腔，然后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的固有頻率進(jìn)行一定調(diào)整，以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，提高效率。通過(guò)對(duì)進(jìn)氣道設(shè)計(jì)來(lái)提高進(jìn)氣量，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣需求。采用cfd軟件fluent進(jìn)行仿真

33、分析找出進(jìn)氣系統(tǒng)影響比較大的諧振腔，通過(guò)變換不同的角度對(duì)諧振腔進(jìn)行流場(chǎng)分析，最終找到一組狀態(tài)最佳的諧振腔進(jìn)行試驗(yàn)?，F(xiàn)階段fluent軟件在我國(guó)的應(yīng)用較為廣泛。通過(guò)對(duì)比分析研究湖南大學(xué)的fsae設(shè)計(jì)我們得出如下結(jié)論。 1、通過(guò)分析在進(jìn)氣系統(tǒng)中限流閥的不同安裝位置對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響，我們可以得出發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性最優(yōu)的情況是限流閥安裝在節(jié)氣門(mén)和噴油嘴之間。2通過(guò)對(duì)比諧振腔不同角度的仿真溫度、速度場(chǎng)，我們可以得出你結(jié)論：諧振腔兩端錐角減小，進(jìn)氣死角減小，進(jìn)氣速度降低，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣得到改善。然后對(duì)車(chē)輛進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)證明其進(jìn)氣系統(tǒng)的動(dòng)力、廢氣排放、噪聲控制都得到了很大的改善。 3.6 進(jìn)排氣歧管的設(shè)計(jì)進(jìn)排氣歧管的

34、設(shè)計(jì)主要有固定長(zhǎng)度和可變長(zhǎng)度兩種，下面只是介紹一下可變進(jìn)氣技術(shù)，由于條件有限，本次設(shè)計(jì)不做可變?cè)O(shè)計(jì)的考慮。 1985年以后，可變進(jìn)氣歧管技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越普遍。在中低轉(zhuǎn)速時(shí)可以提高扭力輸出，并且對(duì)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性沒(méi)什么影響。而固定式進(jìn)氣歧管，無(wú)論怎樣設(shè)計(jì)，都無(wú)法滿(mǎn)足不同轉(zhuǎn)速的需求，可變進(jìn)氣歧管技術(shù)則可根據(jù)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速分兩段或更多的級(jí)數(shù)。 可變進(jìn)氣歧管技術(shù)只需設(shè)計(jì)進(jìn)氣管的形狀和一些簡(jiǎn)單的電磁閥，其制造成本偏低；而可變配氣技術(shù)的制造成本則偏高，其液壓系統(tǒng)復(fù)雜且精確，還需要特質(zhì)的凸輪軸來(lái)改變氣門(mén)的行程。 目前，可變進(jìn)氣歧管技術(shù)有兩種，分為可變進(jìn)氣歧管長(zhǎng)度和可變進(jìn)氣共振1、可變進(jìn)氣歧管長(zhǎng)度可變進(jìn)氣歧管

35、長(zhǎng)度廣泛應(yīng)用，一般情況下被設(shè)計(jì)成分兩段可調(diào)在低轉(zhuǎn)速時(shí)使用長(zhǎng)的進(jìn)氣歧管，在高轉(zhuǎn)速時(shí)使用短的進(jìn)氣歧管。短進(jìn)氣歧管在高速狀態(tài)下可使進(jìn)氣順暢，長(zhǎng)進(jìn)氣歧管在低速狀態(tài)下可以?xún)?chǔ)存更多的空氣，進(jìn)氣歧管越長(zhǎng)，空氣流速越低，燃料混合越充分，燃燒越好，最終改善扭矩的輸出。 為了滿(mǎn)足不同的進(jìn)氣需求，可以將進(jìn)氣歧管分三段長(zhǎng)度設(shè)計(jì)（例如的v8發(fā)動(dòng)機(jī)），或者在中央轉(zhuǎn)子周?chē)O(shè)置回旋的進(jìn)氣歧管（例如奧迪）。 2、可變進(jìn)氣共振boxer發(fā)動(dòng)機(jī)和v-type發(fā)動(dòng)機(jī)（非直列發(fā)動(dòng)機(jī)）采用的是通過(guò)進(jìn)氣共振來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)中高轉(zhuǎn)速的動(dòng)力。每個(gè)氣缸都共享著同一個(gè)諧振室，他們兩個(gè)互相連接，其中一個(gè)進(jìn)氣管能在ecu的控制下，通過(guò)閥門(mén)打開(kāi)和關(guān)閉。這個(gè)

36、閥門(mén)開(kāi)關(guān)頻率與各個(gè)氣缸之間的進(jìn)氣頻率（進(jìn)氣頻率實(shí)際上又取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速）相關(guān)。這樣，在氣缸與氣缸之間就形成了一種壓力波。，空氣就會(huì)因?yàn)閺?qiáng)烈的共振而被強(qiáng)力地推進(jìn)氣缸，從而改善了進(jìn)氣效率。具體改變頻率的原理是這樣的：壓力波的頻率通過(guò)相互交錯(cuò)的進(jìn)氣管控制，低速時(shí)，關(guān)閉一組閥門(mén)，壓力波頻率減小可以提高扭力輸出。高速時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)，壓力波頻率增大可以提高進(jìn)氣效率。3、可變排氣回壓管許多新款高性能車(chē)上，還采用了可變排氣回壓技術(shù)。類(lèi)似于可變進(jìn)氣歧管技術(shù)，可變排氣回壓技術(shù)只不過(guò)是針對(duì)排氣設(shè)計(jì)的。普通運(yùn)動(dòng)車(chē)型上的排氣管從單個(gè)氣缸收集到排氣以后匯集到排氣總管，形成一個(gè)新的排氣脈沖。這種排氣脈沖被利用在對(duì)于進(jìn)氣的增

37、壓上，這種增壓被稱(chēng)作反向增壓。反向增壓只會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)處于某一轉(zhuǎn)速的時(shí)候，才有最好的工作狀態(tài)，排氣管的長(zhǎng)度決定了它的適用轉(zhuǎn)速范圍。短的排氣管適合在低轉(zhuǎn)速時(shí)增壓，長(zhǎng)的則反之。對(duì)于排氣管的長(zhǎng)度是固定的發(fā)動(dòng)機(jī)，只能將其設(shè)計(jì)成最適合一個(gè)相對(duì)折中的轉(zhuǎn)速?？勺兣艢夤荛L(zhǎng)度技術(shù)使用了兩段不同長(zhǎng)度的排氣管，它們通過(guò)閥門(mén)的開(kāi)閉互相切換工作，因此它能同時(shí)滿(mǎn)足高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速時(shí)的功率輸出。此外，它還能降低噪音，要知道，排氣噪音與轉(zhuǎn)速也有關(guān)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)化高低轉(zhuǎn)速時(shí)的功率輸出，減小低轉(zhuǎn)速時(shí)的排氣噪音進(jìn)排氣其歧管的設(shè)計(jì)要考慮到四個(gè)缸進(jìn)排氣時(shí)間的不同而引起的掙氣現(xiàn)象，通過(guò)觀察上屆fsae賽車(chē)的進(jìn)氣歧管設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)把進(jìn)排氣歧管都設(shè)計(jì)

38、成了4個(gè)獨(dú)立的接口，最后在歸總到一根進(jìn)氣管和一根排氣管。有效的解決了進(jìn)排氣的掙氣現(xiàn)象，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣效率和經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性。圖3-2 進(jìn)氣歧管3.7 進(jìn)排氣最終方案3.7.1 進(jìn)排氣系統(tǒng)ug圖綜合以上考慮選擇方案3，先使用ug畫(huà)出進(jìn)排氣系統(tǒng)的三維立體圖，再通過(guò)“制圖”命令重生成進(jìn)氣系統(tǒng)的cad三視圖。由于三視圖中有許多不需要的線(xiàn)條，還需要整理刪除多余的線(xiàn)條。以下是ug和cad的圖：圖3-3 進(jìn)氣系統(tǒng)圖3-4 排氣系統(tǒng)圖3-5 發(fā)動(dòng)機(jī)總成3.7.2 進(jìn)排氣cad圖圖3-6 排氣cad圖 圖3-7 進(jìn)氣cad圖 圖3-8 發(fā)動(dòng)機(jī)總成ca第四章 冷卻系統(tǒng)匹配4.1 冷卻系統(tǒng)的總體布置原則冷卻系統(tǒng)總布

39、置，必須做到進(jìn)風(fēng)系數(shù)高且增強(qiáng)冷卻液循環(huán)散熱能力。 4.1.1 提高進(jìn)風(fēng)系數(shù)1、減小空氣的流通阻力 設(shè)計(jì)中散熱器前面的障礙物盡量少，采用的散熱器的迎風(fēng)面積盡量大。風(fēng)扇與任何部件的距離不應(yīng)小于20mm，這樣就可以組織氣流通暢排出，可以減少風(fēng)扇后的排風(fēng)背壓。2、降低進(jìn)風(fēng)溫度降低進(jìn)氣溫度要使密封性好，進(jìn)氣口布置合理，防止氣流回流。4.1.2 提高冷卻液循環(huán)中的散熱能力冷卻系統(tǒng)的氣體會(huì)造成水泵流量下降，使散熱能力下降，影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能；在熱機(jī)停工況，氣體還會(huì)造成冷卻液過(guò)多的損失。因此要提高冷卻液循環(huán)中的除氣能力，其措施就是設(shè)計(jì)膨脹水箱和相應(yīng)的除氣管路（當(dāng)散熱器位置比發(fā)動(dòng)機(jī)位置高時(shí)，可以在散熱器上部直接開(kāi)一

40、個(gè)注水口，并在注水口上用一壓力式的散熱器蓋即可，我廠(chǎng)的農(nóng)用車(chē)型的散熱器就是采用此方式進(jìn)行排氣及加水）。4.2 膨脹水箱的選擇冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路流動(dòng)，隨溫度升高體積膨脹，為了吸收這部分膨脹體積而需要選用膨脹水箱。選用的膨脹水箱必須要求有耐熱、耐壓、及一定的容積，膨脹水箱蓋應(yīng)該為壓力式散熱器蓋。一般要求膨脹水箱的設(shè)計(jì)容積占整個(gè)冷卻系統(tǒng)容積的46，并且膨脹水箱安裝位置必須高于散熱器及發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋。4.3 水管的設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路中的水管具有吸收發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)和散熱器相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用。因此水管要有足夠的耐用性。為了減少功率損失，應(yīng)盡量減少水管的拐彎數(shù)，特別是盡量避免拐急彎的現(xiàn)象出現(xiàn)。膠管的外徑要比內(nèi)徑大1

41、mm，且膠管應(yīng)插入地下3035mm，以保證其密封性。4.4防凍液的選擇一、防凍液所要求的性能1、防凍性即使在冬天0以下不結(jié)冰，地區(qū)不同，防凍要求也不同。2、防腐蝕性要求防凍液對(duì)鋼、鑄鐵、鋁、銅、黃銅、焊錫等多種金屬?zèng)]有腐蝕作用，也不能夠腐蝕橡膠、樹(shù)脂。防腐蝕性由選定的添加劑種類(lèi)及多少?zèng)Q定，并且只能用書(shū)中添加劑的組合來(lái)滿(mǎn)足整體防腐蝕性要求?，F(xiàn)在經(jīng)常使用llc防凍液，由jis k2234來(lái)規(guī)定，其中1種只在冬季使用；2種可以全年使用。3、熱傳導(dǎo)性及傳熱性熱傳導(dǎo)性及傳熱性能必須優(yōu)良。二、防凍液的老化防凍液長(zhǎng)期使用，防腐蝕性能會(huì)隨著環(huán)境外部因素下降。防凍液老化、溫度升高主要是乙二醇氧化。所以要定期維護(hù)

42、，更換防凍液，保持適當(dāng)濃度，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行更換。同時(shí)還要防止銹和燃?xì)獾犬愇锏幕烊搿?.5 冷卻系統(tǒng)的固定由于車(chē)輛行駛路況較復(fù)雜，加上發(fā)動(dòng)機(jī)自身的振動(dòng)等因素，如果不對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行固定或者固定不牢固，就有可能會(huì)引起散熱器芯子與發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇的刮蹭甚至碰撞，從而導(dǎo)致散熱器損壞漏水，因此冷卻系統(tǒng)的固定是很重要的。我廠(chǎng)現(xiàn)在使用的散熱器固定方式就是在散熱器的側(cè)板上焊接兩散熱器吊耳，兩吊耳通過(guò)膠墊后直接架在車(chē)架上翼面，然后在散熱器下部裝上兩個(gè)散熱器拉板支架，與安裝在橫梁下翼面的支架連接，達(dá)到固定散熱器的目的。散熱器的固定原則就是：在車(chē)輛行駛過(guò)程中散熱器不能夠上下跳動(dòng)及前后晃動(dòng)（或者晃動(dòng)量非常?。虼诵枰M量將吊

43、耳及下部拉板的上下距離盡量布置到最大，使拉板的力臂最大。第五章 潤(rùn)滑系統(tǒng)5.1潤(rùn)滑的意義發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，尤其是傳動(dòng)過(guò)程中有很多傳動(dòng)零件都是在很狹小的縫隙中做相對(duì)的運(yùn)動(dòng)的，如曲軸、曲柄銷(xiāo)與連桿軸承、凸輪軸、活塞、活塞環(huán)與氣缸壁面等。雖然這些零件都是經(jīng)過(guò)精加工而來(lái)，表面很光滑，但是放大來(lái)看表面仍然是凹凸不平的。 在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中這些零件表面之間會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的摩擦，且金屬表面的摩擦?xí)?yán)重的消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，加快零件的磨損，最為嚴(yán)重的是摩擦產(chǎn)生的熱會(huì)燒損零件的表面，最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法正常工作，所以必須對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)表面進(jìn)行潤(rùn)滑。潤(rùn)滑系統(tǒng)的作用是在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中將足夠數(shù)量的干凈且溫度適中的機(jī)油運(yùn)送到各傳動(dòng)

44、件的摩擦表面，使其在各傳動(dòng)零件表面形成油膜，是潤(rùn)滑油之間相互摩擦。這樣會(huì)使摩擦阻力減小，消耗功率減小，零件的磨損會(huì)減輕，最終提高發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性耐久性。 5.2 潤(rùn)滑的方式由于不同工作條件下發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)部位不同,因此,要加載和相對(duì)速度不同的傳動(dòng)部位使用不同的潤(rùn)滑方式。1、壓力潤(rùn)滑壓力潤(rùn)滑是機(jī)油作用在摩擦表面的潤(rùn)滑方式，需要供應(yīng)一定壓力。這種方式主要用于主軸承、連桿軸承和凸輪軸承負(fù)荷較大的摩擦表面的潤(rùn)滑。2、飛濺潤(rùn)滑當(dāng)引擎通過(guò)洗滌移動(dòng)部件的油滴或油霧潤(rùn)滑摩擦表面的潤(rùn)滑,稱(chēng)為飛濺式潤(rùn)滑。這個(gè)力主要用于氣缸壁的潤(rùn)滑與較輕的氣缸壁和閥門(mén),氣缸工作表面,閥桿和搖桿等等。3、潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑主要作用是對(duì)零件的表面進(jìn)

45、行潤(rùn)滑，通過(guò)潤(rùn)滑脂在一定時(shí)間內(nèi)加注，如發(fā)電機(jī)軸承等。5.3 潤(rùn)滑系統(tǒng)的組成及油路1、油底殼潤(rùn)滑油儲(chǔ)存。大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼，也發(fā)揮了潤(rùn)滑油冷卻的作用。2.機(jī)油泵將一定量的潤(rùn)滑油從油底殼的油泵增壓后,源源不斷進(jìn)行部分表面潤(rùn)滑,潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑系統(tǒng)的維護(hù)周期。油泵主要是安裝在曲軸箱,和一些柴油機(jī)泵曲軸箱的油泵,油泵采用齒輪傳動(dòng)方式,通過(guò)凸輪軸、曲軸正時(shí)齒輪或者開(kāi)車(chē)。3.機(jī)油濾清器用于濾除潤(rùn)滑油中磨渣，污垢和水等雜物的雜質(zhì)，清潔潤(rùn)滑油。原油濾清器和機(jī)油濾清器，它們是平行的油路。發(fā)動(dòng)機(jī)油的毛油過(guò)濾，只有一小部分細(xì)油過(guò)濾器，但每一個(gè)練習(xí)5公里，交通極為油泵輸出，汽車(chē)機(jī)油是機(jī)油精濾器過(guò)濾4、主油道功用是輸送潤(rùn)滑

46、油，是組成潤(rùn)滑系統(tǒng)的重要部分，直接鑄造在缸體和缸蓋之間。5、限壓閥用于限制壓力，旁通閥并聯(lián)粗過(guò)濾器,當(dāng)發(fā)生阻塞時(shí),可以使?jié)櫥屯ㄟ^(guò)旁通閥,直接進(jìn)入主油道中。極限油閥是用來(lái)限制機(jī)油進(jìn)入過(guò)濾器,以防發(fā)生油道壓力降低潤(rùn)滑效果下降。6、機(jī)油泵吸油管它通常帶有收集器，位于機(jī)油中，用來(lái)吸收機(jī)油中的顆粒等雜志，防止破壞潤(rùn)滑系統(tǒng)。5.4 曲軸箱通風(fēng)裝置它的作用是防止混合物的一部分通過(guò)活塞環(huán)和氣缸壁之間的間隙進(jìn)入曲軸箱?？扇蓟旌衔镞M(jìn)入曲軸箱,汽油蒸汽凝結(jié),溶于潤(rùn)滑油,潤(rùn)滑油變薄,排汽可以形成酸和酸性氣體,導(dǎo)致腐蝕部件;還可使歌曲天然氣管道壓力燈盒,曲軸箱,使?jié)櫥兔芊夤收巷@示。為了防止這種現(xiàn)象,必須設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)

47、?，F(xiàn)代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的油路大致相同。在此系統(tǒng)中,曲軸、曲柄、凸輪軸、中間軸頸采用壓力潤(rùn)滑,其余飛濺式潤(rùn)滑或油脂潤(rùn)滑。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),油從油底殼集過(guò)濾通過(guò)油泵油過(guò)濾器。如果油壓太高,在油泵油閥返回油泵入口。所有的油過(guò)濾器過(guò)濾后發(fā)射進(jìn)入主油道。過(guò)濾器蓋設(shè)有旁通閥,當(dāng)過(guò)濾器堵塞油沒(méi)有過(guò)濾器過(guò)濾由旁通閥直接進(jìn)入主油道。油油由主油道到5分,分別五個(gè)主軸承潤(rùn)滑。然后,石油在曲軸斜油道,從主軸承連桿軸承潤(rùn)滑的雜志。部分的主要油通過(guò)油第六條分油、軸后軸承之間。中間軸承油過(guò)濾器之前的石油出口的石油供應(yīng)潤(rùn)滑油。石油的其他要點(diǎn)石油通過(guò)凸輪軸軸承潤(rùn)滑油,油的方式也有5分,分別為五個(gè)凸輪軸軸承油。屁股的凸輪軸軸承潤(rùn)

48、滑油路,即整個(gè)壓力潤(rùn)滑油路終端配備最低油壓報(bào)警開(kāi)關(guān)。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,低油壓、低油壓報(bào)警開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)閉合,油壓指示器。當(dāng)油壓超過(guò)31個(gè)kpa,低油壓報(bào)警開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)斷開(kāi),指示燈熄滅。此外,油過(guò)濾器上裝有機(jī)油壓力開(kāi)關(guān),當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)2150 r / min,如果石油壓力小于180 kpa,然后開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)閉合,同時(shí)報(bào)警燈閃亮,響蜂鳴器報(bào)警。5.5 機(jī)油的功用1、潤(rùn)滑 機(jī)油會(huì)在各運(yùn)用零件的表面形成一層薄薄的油膜，它們之間是連續(xù)的，可以減少摩擦。2、冷卻在流動(dòng)過(guò)程中可以吸收熱量，降低溫度。3、清洗機(jī)油在流動(dòng)過(guò)程中可以吸附摩擦表面的灰塵，雜質(zhì)，使各零件表面干凈光滑。4、密封機(jī)油在氣缸壁、活塞等零件表面會(huì)形成油膜，油

49、膜會(huì)起到密封，防漏的作用。5、防銹機(jī)油有防止零件發(fā)生銹蝕的作用。 5.6 機(jī)油的使用特性及機(jī)油添加劑汽車(chē)引擎油循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng),每小時(shí)100次的周期。石油的工作條件非常糟糕,在循環(huán)的過(guò)程中,機(jī)油溫度高的金屬表面和空氣接觸,保持氧化。里面的燃料蒸汽進(jìn)入曲軸箱,廢氣和金屬磨屑和碳沉積,嚴(yán)重的石油污染。范圍:此外,機(jī)油溫度變化的工作環(huán)境溫度在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng);發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí),曲軸箱油平均溫度可以達(dá)到95或更高。與此同時(shí),石油也接觸180 300高溫部件,強(qiáng)烈的熱量。1、適當(dāng)?shù)酿ざ仍驼扯葘?duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作有很大的影響。粘度過(guò)小,容易損失摩擦表面在高溫高壓下,不能形成足夠的油膜厚度;粘度太大,冷啟動(dòng)困難,油泵不能摩擦

50、表面。原油粘度隨溫度變化。2、優(yōu)異的氧化安定性油氧化穩(wěn)定性是指抗氧化不讓永久的改變自然的能力。當(dāng)石油的過(guò)程中使用和存儲(chǔ)在接觸空氣中的氧氣和氧化時(shí),油一個(gè)黑暗,粘度增加,酸性更強(qiáng),并生成膠體沉淀物。油的氧化腐蝕的發(fā)動(dòng)機(jī)部件,甚至破壞引擎工作。3、良好的防腐性 機(jī)油在使用過(guò)程中會(huì)被氧化分解成各種有機(jī)酸，這些有機(jī)酸對(duì)各個(gè)金屬零件有著很強(qiáng)的腐蝕性，它們會(huì)使各金屬表面出現(xiàn)斑點(diǎn)、豆坑還有皮層脫落。4、較低的起泡性 機(jī)油在潤(rùn)滑系統(tǒng)中會(huì)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)而快速循環(huán)且飛濺，這個(gè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫，我們知道泡沫太多會(huì)使摩擦表面出現(xiàn)供油不足的現(xiàn)象。所以要限制泡沫的生成，主要辦法是在機(jī)油中添加抑制泡沫生成的添加劑。5

51、、強(qiáng)烈的清凈分散性機(jī)油的清凈分散性是指機(jī)油分散、軟化和吸走分解零件表面上的雜質(zhì)和污垢的能力。使機(jī)油更加清凈，潤(rùn)滑能力更好。我們可以通過(guò)添加清凈分散添加劑來(lái)實(shí)現(xiàn)該功能。6、高度的極壓性界潤(rùn)滑是指存在于金屬表面的厚度小于0.30.4m的油膜工作狀態(tài)。極壓潤(rùn)滑是指高溫、高壓下的邊界潤(rùn)滑。機(jī)油在極壓條件下的抗摩性叫作極壓性。5.7 機(jī)油的分類(lèi)廣泛應(yīng)用于美國(guó)sae粘度在國(guó)際分類(lèi)和api使用分類(lèi),他們已被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(iso)確認(rèn)。美國(guó)工程師協(xié)會(huì)(sae)根據(jù)滑油粘度等級(jí),分為石油和冬季冬季機(jī)油的油。冬天:六年級(jí)與石油saeow、sae5w sae10w,sae15w,sae20w sae25w。冬季石

52、油有四個(gè)等級(jí):sae20 sae30,sae40 sae50。大量的原油粘度較大,適合在高溫下使用。api使用分類(lèi)法是美國(guó)石油學(xué)會(huì)(api)根據(jù)油的性能和最適合的使用場(chǎng)合,石油分為兩類(lèi),s系列和c系列。年代一系列汽油機(jī)油,sa,某人,sd,sc、se、sf,sg,sh8水平。c系列柴油機(jī)油,ca,cb和cc、cd和ce5水平。水平,更多、更好的使用性能,更適用的模型新的或改進(jìn)的程度就越高。其中,sa,某人,sc和鈣水平的其他石油、汽車(chē)工廠(chǎng)特別推薦,除非另有將不再使用。1、機(jī)油的選用1、根據(jù)汽車(chē)機(jī)油選擇原則適當(dāng)?shù)氖褂?、根據(jù)地區(qū)的季節(jié)氣溫選用適當(dāng)黏度等級(jí)的機(jī)油。2、合成機(jī)油合成機(jī)油是由化學(xué)合成的

53、方法的潤(rùn)滑劑。它的主要特點(diǎn)是具有良好的粘度-溫度特性,可以滿(mǎn)足大溫差的使用要求。有良好的熱氧化穩(wěn)定性,可以使用很長(zhǎng)一段時(shí)間沒(méi)有更換。使用合成機(jī)油,發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性將略有改善,并能減少發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)的速度。目前,合成油的價(jià)格從煉油更多石油。然而,隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和改進(jìn)制造工藝,合成機(jī)油價(jià)格會(huì)便宜一些。未來(lái)將合成油的時(shí)代。3、潤(rùn)滑脂油脂是增稠劑添加液體潤(rùn)滑劑使一個(gè)穩(wěn)定的固體或半固體產(chǎn)品,它可以添加改善潤(rùn)滑脂添加劑的一些特點(diǎn)。油脂可以被附加到垂直表面在室溫下不流動(dòng),并在公開(kāi)或密封摩擦的部分工作,其他潤(rùn)滑劑無(wú)法取代的特點(diǎn)。因此,許多地區(qū)的汽車(chē)使用油脂潤(rùn)滑。目前,進(jìn)口汽車(chē)和國(guó)內(nèi)汽車(chē)通常推薦使用汽車(chē)通用

54、鋰基潤(rùn)滑脂(gb / t 5671 - 5671)。這種油脂具有良好的高溫和低溫適應(yīng)性,可以在- 30 - 120溫度范圍寬;具有良好的耐水性和防腐性能,可用于濕和摩擦部件接觸到水,具有良好的穩(wěn)定性和潤(rùn)滑,用于機(jī)械零件的高速,不壞,不損失,保證潤(rùn)滑。它可以滿(mǎn)足中國(guó)巨大的需求從哈爾濱海南島地區(qū)的車(chē)輛,而使用鈣基或復(fù)合鈣基潤(rùn)滑脂,延長(zhǎng)換油期2次,可以潤(rùn)滑和維護(hù)成本下降了超過(guò)40%5.8 機(jī)油泵機(jī)油泵的作用是保證在任何轉(zhuǎn)速下都能提供足夠數(shù)量的機(jī)油并使其在潤(rùn)滑系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。分為齒輪式和轉(zhuǎn)子式。1、齒輪式機(jī)油泵齒輪式機(jī)油泵的優(yōu)點(diǎn)是效率高，損失小，工作可靠；缺點(diǎn)是無(wú)法自主傳動(dòng)，且成本高。2、內(nèi)接齒輪式機(jī)

55、油泵 內(nèi)接齒輪式機(jī)油泵的優(yōu)點(diǎn)是直接驅(qū)動(dòng)，零件數(shù)量少，制造成本低，使用范圍廣。缺點(diǎn)是泵油效率低。3、轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，供油量大，供油均勻，噪聲小，吸油真空度較高。4、安全閥各種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下,油泵必須始終能提供足夠的石油,為了保持足夠的油壓,保證發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑。油泵油與速度有關(guān),油泵速度與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。因此,在油泵的設(shè)計(jì),在低速時(shí)有足夠大的石油。然而,大型石油公司的時(shí)機(jī)泵、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力顯著更高。此外,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí),原油粘度大,流動(dòng)性差,油壓也顯著增加。為了防止油壓過(guò)高,安全閥或限壓閥必須安裝在潤(rùn)滑油中。一般的安全閥安裝在油泵或身體的主要石油路徑。當(dāng)安全閥安裝在油泵,如果油壓達(dá)到指定值時(shí),安全閥打開(kāi),多余的進(jìn)口油泵回油。如果石油安全閥安裝在主路徑,當(dāng)石油達(dá)到指定值時(shí),多余的油通過(guò)溢流閥流回油底殼。5.9 機(jī)油濾清器過(guò)濾油過(guò)濾器的作用是消除金屬磨屑、機(jī)械雜質(zhì)和油氧化。如果這些雜質(zhì)和油潤(rùn)滑系統(tǒng)融為一體,將加劇磨損發(fā)動(dòng)機(jī)部件,可能也阻止了油管或油。油過(guò)濾的方式有兩種:全流和分流器類(lèi)型。完整的流油濾器系列油泵和主要的石油,因此所有石油后過(guò)濾。廣泛應(yīng)用于汽車(chē)全流油過(guò)濾器。1、全流式機(jī)油濾清器現(xiàn)代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)使用滿(mǎn)流過(guò)濾器過(guò)濾。石油從紙的外面過(guò)濾到過(guò)濾器的核心,然后通過(guò)石油出口流進(jìn)主體。當(dāng)石油流經(jīng)過(guò)濾雜質(zhì)被困在過(guò)