毕业生开题报告.docx

一选题目的与意义目的本设计题目旨在使内燃机专业学生结合内燃机设计内燃机构造等方面的知识对柴油机喷油器进行设计计算训练学生机械设计结构强度分析及机械制图等方面的综合能力为今后的工作奠定基础意义喷油器是内燃机的重要组成部分其设计的合理性直接关系到内燃机的动力性经济性和排放性能随着内燃机高功率高速化人们对喷油器的性能指标贯穿距离喷雾锥度喷雾质量等的要求越来越高好的喷油器设计可以使发动机具有低油耗低排放和高动力性等特点全面提高发动机的性能水平喷油器泄露故障一般分为内部泄漏和外部泄露两种情况喷油器内部泄露的原因多是其在使用中早期磨损造成其在系统压力的作用下不断向进气歧管内泄露燃油喷油器外部泄露多发生在喷油器和油轨连接处多是密封面密封不言若汽油泄漏在进气歧管外部油滴在气缸体上遇热后会在发动机舱内蒸发一旦出现电火花随时都会引起火灾后果很严重当喷油器发生内部泄漏后会造成喷油器喷射出的燃油雾化不好引起发动机运转不平稳混合气燃烧不完全排气管冒黑烟的现象并会导致车辆的燃油消耗量明显增加当喷油器发生外部泄漏故障后会导致发动机起动困难怠速熄火动力性下降耗油量增加运转喘振和加速不良等故障的发生另外当喷油器与进气管连接处的密封面破损后还会导致进气系统泄漏致使额外的空气进入发动机燃烧室造成混合气偏稀引发发动机运转异常如何能解决此类问题将是一大进步二国内外研究现状喷油器是电控燃油喷射系统的一个关键的执行器它的作用是将电动燃油泵提供的压力油定时定量地喷入进气管中与进气形成符合发动机运行工况要求的合适浓度的可燃混合气喷油器是电喷系统中一个非常重要的执行器通过控制喷油器可以实现对喷油量和喷油正统及其与柴油机匹配技术方面目前正处于研制开发阶段目前主要研究工作是柴油机电控喷射系统的研究与开发国内这方面研究的重点大学如吉林工业大学等以及长春和无锡的等70个研究所分别在循环供喷油量和供喷正时的位置控制时间控制和共轨式系统等各个方面进行了开发和试验研究工作并取得了显著成果国内既积极引进国外先进技术又努力自主开发04年底威孚集团和Bosch公司联合组建了博世汽车柴油系统股份有限公司该公司以Bosch公司技术为依托在无锡生产高压共轨系统Bosch公司满足欧排放标准的高压共轨系统已投入使用国内市场国内在一些关键技术问题如高速电磁阀的研究泵油量的控制执行机构的开发泄漏问题各学科分工合作等还不怎么成熟和完善目前相关企业正在致力于做一些共轨电控及其标定系统研制开发零部件的优化调整燃油特性分析和燃油系统的模拟计算等方面工作喷油器实际上是一个电磁阀主要由针阀衔铁和电磁线圈组成当电控单元发出喷油脉冲信号使电磁线圈通电时电磁线圈产生的电磁力将衔铁和针阀吸起阀门打开燃油便通过喷油器喷出与进气歧管内的空气混合后进入气缸当电源被切断后针阀便在回位弹簧的作用下关闭停止喷油喷油量与喷油器喷油的时间即针阀打开的时间成正比而针阀打开的时间又由MCU输出的电脉冲宽度控制喷油器是一种加工精度非常高的精密器件因此要求它的动态流量范围大抗堵塞抗污染能力强以及雾化性能好为了满足这些性能要求有各种不同结构型式的电控喷油器我们一般常见的有轴针式球阀式等现代轿车发动机具有较低的燃油消耗率和较高的功率各种型号发动机的进气空气流量范围扩大因此喷油器的动态流量范围必须随之增大减轻针阀质量并提高弹簧预紧力对获得宽广的动态流量范围十分有效同时用球阀简化计量部分的结构有助于提高喷油量的精度此外喷油器体和盖用高导磁不锈钢制成提高了耐腐性4近年来日趋苛刻的排放法规使降低发动机有害排放量成为内燃机行业关注的焦点发动机制造厂商提供的产品既要满足排放法规的要求又要满足用户对经济性可靠性的要求柴油机燃油喷射系统即可满足上述要求为了满足欧洲和美国1998年排放法规未来的燃油喷射系统将具备如下特性51较高的灵活可调的平均有效喷射压力pjm2低的初期喷油速率或预喷射功能3快速停油功能4灵活的喷油定时控制5完善的柴油机电控功能高的平均有效喷射压力对于同时降低NOx和微粒排放是十分有效的灵活可调的pjm喷油规律可控及喷油定时的灵活控制能使燃油喷射过程在所有工况范围内满足燃烧的需求在燃油喷射技术中预喷射对优化发动机性能的显著作用已为众多的研究所证实67Shimada等人8的研究表明为了避免预喷射对碳烟排放的不利影响采用小喷孔精确控制预喷射量及预喷射相位是十分关键的1994年有许多这方面的研究报导912其结论是最佳的喷油规律是在喷油初期采用较低的喷油速率或少量的预喷射以控制NOx的排放在喷油中期采用较高的喷油速率以控制微粒的排放众多研究已形成一致的观点采用共轨式燃油喷射系统是实现喷油定时pjm预喷射及喷油速率灵活控制的有效途径BKM公司的Servojet电控单体喷油器是一种中压蓄压式共轨燃油喷射系统13与增压式燃油喷射系统相比该系统具有蓄压式燃油喷射系统的所有优点包括较小的供油泵尺寸和流量简单的喷油器结构和良好的可靠性然而受其内部工作原理的限制该系统的pjm较低其供油规律先急后缓并且停油不干脆三主要研究内容1喷油器的作用与要求喷油器的作用是将喷油泵在一定时刻所供给的高压燃油雾化成细微的燃油颗粒喷入气缸并分布到整个燃烧室中使燃油的颗粒与空气进行良好的混合而形成可燃混合气体当喷油器工作不良时会使柴油特点全面提高了汽车发动机的性能水平其主要原因在于电喷技术的应用使得发动机燃油喷射更精准雾化更均匀燃烧控制更精确电控喷油器作为电控喷射系统的最终执行部件其动态响应特性显得极为关键改进喷油器的内部结构能够进一步提高喷油器的响应速度最终提高发动机的整体性能目前国内对于柴油喷油器的设计改进已经得到重视汽油喷油器的改进设计也在逐步开展中其主要着重于汽油喷油器机械运动件的结构改进研究基于电磁阀动力学模型分析了影响喷油器电磁响应特性的关键因素依据分析结果对喷油器结构进行了改进设计并通过有限元分析软件对改进后喷油器的疲劳强度进行了校核通过对比实验验证了结构改进前后对喷油器动态响应特性的影响四研究方法与实施方案1分析喷油器的工作原理及建立其数学模型2根据喷油器数学模型分析进行喷油器结构优化1喷雾作用定时作用压力控制计量作用喷油器与燃烧室的匹配结构改进后喷油器的强度须对其进行强度验证应力校核材料的选择与热处理改进性能对比验证实施方案第12周收集整理资料外文翻译第34周针对锡柴4DW9384E4喷油器进行总体设计第567周对所设计的喷油器进行计算分析喷油油压喷油量与燃烧室匹配第89周熟练工程绘图软件第1011周绘制喷油器总成装配图及零部件图第1213周撰写毕业论文绘制图纸第14周修改打印装订第15周毕业答辩五主要参考文献1陈亮高献坤王导南柴油机电子燃油喷射系统的发展及研究现状J内燃机20082142冒晓建GD1高压共轨喷油系统电子控制的研究与电控供油泵的开发D上海上海交通大学20023153蒋德明内燃机原理M西安西安交通大学出版19864王俊席杨林GD1高压共轨燃油喷射系统的应用研究期刊论文柴油机2004zk5胡林峰柴油喷射系统的发展现状及潜力上期刊论文现代车用动力2004086MasahiroIshidaetalTheEffectofPilotInjectiononCombustioninaTurbochargedDIDieselEngineSAEPaper9416927DurnholzMEngdersHFrissePPreinjectionAMeasuretoOptimizetheEmissionBehaviourofDIDieselEngineSAEPaper9406748ShimadaTShojiTTadakaYTheEffectofFuelInjectionPressureonDieselEnginePerformanceSAEPaper8919009YoshihisaYamakietalApplicationofCommonRailFuelSystemonaHeavyDutyDieselEngineSAEPaper94229410IsaoOsukaetalBenefitsofNewFuelInjectionSystemTechnologyonColdStartabilityofDieselEnginesImprovementofColdStartabilityandWhiteSmokeReductionbyMeanofMultiInjectionwithCommonRailFuelSystemECDU2SAEPaper94058611HowerMJMuellerRAetalTheNewNavistarT444EDirectInjectionTurbochargedDieselEngineSAEPaper93029612StockerARetalDevelopmentoftheHEUIFuelSystemIntegrationofDesignSimulationTestandManufacturingSAEPaper93007113BeckNJohnChenSKInjectionRateShapingandHighSpeedCombustionAnalysisNewToolsforDieselEngineCombustionDevelopmentSAEPaper90063914吕风明动力设备拆装与操作M大连海事大学出版社15杜荣铭船舶柴油机M大连海事大学出版社16梁亮汽车发动机电控喷油器性能的研究D北京中国科学院研究生院200617机械工程材料性能数据手册编委会机械工程材料性能数据手册M北京机械工业出版社1994六指导教师意见指导教师时间