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本科生毕业设计（论文）开题报告题目：JX493ZQ5C柴油机概念设计及其仿真分析学院：机电工程系动力工程专业：热能与动力工程班级：学号：姓名：指导教师：填表日期：2012年3月2日一、选题的依据及意义：由于最近几年经济体制的改革和市场经济的迅速发展，城区物流行业蓬勃发展，对轻型卡车和商务车的需求量与日俱增，这给轻型车用柴油机带来了无限商机。原机型主要用于城市间长距离运输，对于城市交通路况需要重新设定参数，以改善燃油经济性和排放性。内燃机的外形尺寸和工作可靠性、使用方便性都受柴油机的总体布置和各附件的布置的很大影响。JX493柴油机是江铃发动机厂生产的自主品牌发动机，是在引进日本五十铃4JB1柴油机的基础上开发的，主要用于1-2t小型卡车、货车及轿车，同时也用于发电机组、叉车、拖拉机和小型船舶。其采用国际先进的制造工艺生产的产品，由于其可靠性和经济性突出，深受用户欢迎。但随着社会的发展和技术的进步，JX493系列柴油机已逐步显现出其落后的态势，因此，有必要对其进行改进设计，以便延续其生命力。二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）：（一）、国外柴油机技术的现状与发展现代的调整高性能柴油机由于热效率比汽油机高、污染物排放比汽油机少，作为汽车动力应用日益广泛。西欧国家不但载货汽车和客车使用柴油发动机，而且轿车采用柴油机的比例也相当大。最近，美国联邦政府能源部和以美国三大汽车公司为代表的美国汽车研究所理事会正在开发新一代经济型轿车同样将柴油机作为动力配置。下面是国外柴油机应用的一些先进技术：（1）共轨。国外柴油机目前一般采用共轨新技术、四气门技术和涡轮增压中冷技术相结合，使发动机在性能和排放限值方面取得较好成效，能满足欧3排放限值法规的要求。（2）高压喷射和电控喷射技术。高压喷射和电控喷射技术是目前国外降低柴油机排放的重要措施之一，高压喷射和电控喷射技术的有效采用，可使燃油充分雾化，各缸的燃油和空气混合达到最佳，从而降低排放，提高整机（车）性能。（3）增压中冷技术。采用涡轮增压增加柴油机的空气量，提高燃烧的过量空气因数是降低大负荷工况排气烟度、PM排放量以及燃油消耗的有效措施。有效的空—空中冷系统，可使增压空气温度下降到50℃以下，有助于NOX的低排放和PM的下降，故目前重型车用柴油机普遍是增压中冷，不仅有助于低排放而且燃油经济性良好。此外，涡轮前排气旁通阀的应用，不仅能降低PM和CO排放，还可以改善涡轮增压柴油机的瞬态性能和低速扭矩。（4）排气再循环（EGR）技术的应用。EGR是目前发达国家先进内燃机中普遍采用的技术，其工作原理是将少量废气引入气缸内，这种不可再燃烧的CO2及水蒸汽废气的热容量较大，能使燃烧过程的着火延迟期增加，燃烧速率变慢，缸内最高燃烧温度下降，破坏NOX的生成条件。EGR技术可使机动车NOX排放明显降低，但对重型车用柴油机而言，目前倾向于使用中冷EGR技术，因为其不仅能明显降低NOX，还能保持其他污染物的低水平。（5）后处理技术。柴油机后处理的目标是进一步改善PM和NOX排放。目前主要采用加装氧化型催化转化器和研究开发NOX催化转化器以及具有良好再生能力的微粒捕集器。（6）柴油的生产和贮存条件，是保证柴油发动机（车）正常运转延长使用寿命和保持低排放的重要保证。例如瑞典的一级柴油使用中可减少CO排放达54%，HC和NOX排放达10%，PM排放减少14%～47%。发达国家已普遍使用燃料清净剂，既能节省燃料，又能清除积碳、降低排放。（7）降低机油消耗。柴油机排放的颗粒物中，有相当一部分来自馏分较重的机油的燃烧。为了满足日益严格的柴油机（车）排放限值标准的要求，必须把来自机油的燃烧降至最低限度，即在保证发动机正常运转的前提下，最大限度地减少机油的消耗。为了降低柴油机的机油消耗，活塞环的优化设计和制造及缸套间的科学配置非常重要。（二）、我国柴油机产业的现状与发展我国柴油机总体技术水平已经达到国外80年代末90年代初水平，一些国外柴油机近几年开始采用的排放控制技术在少数国产柴油机上也有应用。但我国柴油机产业的整体发展仍然面临着许多问题。（1）我国重型柴油车的产量在逐年增加，中型、轻型车柴油化步伐也在加快，但在微型汽车、轿车领域，柴油车所占比例仍为零。而另一方面，我国中型柴油机市场已呈现供大于求，轻型柴油机市场也趋向饱和，但骨干企业正在生产的多数产品从技术角度已应是淘汰产品，发展潜力不大。（2）现在，我国柴油机技术基础薄弱，整体技术水平落后于国际先进水平10至20年，也落后于国内车用汽油机的发展，还不具备完整的全新柴油机产品和关键零部件开发能力。许多国外已经普遍采用的技术在我国仍处于研究阶段，有些甚至仍是空白。（3）我国柴油机技术落后、产品质量差以及车辆使用中维修保养措施不力，导致低性能、高排放柴油车在使用中对城市环境和大气质量造成不良影响，使社会产生厌柴心理。（4）柴油品质差、柴油标准的制修订严重滞后于汽车工业发展的需要，对柴油机技术的发展以及各种新技术、改善柴油机排放措施的应用造成障碍。（5）专家指出，应逐步减少行政干预，加强宏观调控。不同类型车辆均应以满足法规为统一标准，鼓励支持技术先进柴油车的使用；加大对柴油机的科技投入，开展重点科技项目攻关工作；采取切实可行的措施以提高车用柴油的品质，并尽快制定车用柴油标准。（6）国内外知名汽车专家们呼吁：应当用一分为二的观点来看待各种车用动力的发展，以完善的法规、科学的政策引导车辆的使用，以是否满足标准限值作为衡量一个产品能否在市场销售的唯一标。我国柴油机技术的攻关重点应放在电控技术、排放后处理技术、整机开发和匹配技术等关键技术研究和材料开发上；把高速公路使用8吨以上柴油载货车作为我国柴油车发展的重点，并为发展柴油轿车做好前期准备。三、本课题研究内容柴油机的总体布置和各附件的布置对内燃机的外形尺寸和工作可靠性、使用方便性都有很大的影响。由于发动机设计已趋于完善，同时又受到开发成本与周期的限制，实现发动机系列化开发是设计过程中较为重要的一部分，因此在综合考虑软硬件成本及软件应用适应性上发动机设计行业普遍选择了Pro/E，CATIA等软件进行设计。本设计利用PRO/E,UG,CATIA软件进行主要运动件（曲轴、连杆、活塞等）、主要固定（机体等）简要三维造型，并进行装配和运动干涉分析。然后对发动机进行改进优化设计。四、本课题研究方案（一）熟悉发动机的整体构造，以及其原理。查有关资料，详细了解曲轴、连杆等机构的功能原理。（二）在标定的状态下满足相应的性能指标的前提下，进行JX493ZQ5C柴油机的概念设计。（三）利用PRO/ENGINEER软件进行主要运动件（曲轴、连杆、活塞等）、主要固定件（机体等）简要三维造型，并进行装配和运动干涉分析。（四）确定布置方案，绘制纵横剖面图。五、研究目标、主要特色及工作进度：目标：掌握CAD、PRO-E、UG,CATIA等软件，对JX493ZQ5C柴油机进行概念设计，使其满足以下指标：输出功率:68千瓦/3600转；最大扭矩:210牛米/2000转；怠速:800转；最大空转:4150转；全负荷最低燃油消耗率:230g/kwh；冷起动温度:-25℃；排气温度:600℃；噪声:最大106dB分贝；排放达欧－III。并对主要运动件（曲轴、连杆、活塞等）、主要固定件（机体等）简要三维造型，并进行装配和运动干涉分析特色：（1）主要是对主要运动件（曲轴、连杆、活塞等）、主要固定件（机体等）简要三维造型，并进行装配和运动干涉分析。（2）2、熟悉AUTOCAD,PRO-E,CATIA,UG等软件的应用，为即将到来的工作提供一些帮助。工作进度安排序号各阶段工作内容起讫日期1查阅相关资料，进行现场调研，翻译资料等2月13日～2月24日2撰写开题报告2月24日～3月2日3方案分析、设计计算、参数选择等3月2日～3月9日4曲柄连杆机构运动仿真分析3月9日～3月30日5纵横剖面图草图绘制3月30日～4月6日6正式纵横剖面图绘制4月6日～4月20日7撰写毕业设计说明书4月20日～5月8日8毕业答辩5月8日～5月13日六、参考文献：1、《内燃机学》周龙保主编机械工业出版社；2、《内燃机设计》万欣林大渊主编天津大学出版社；3、《高速柴油机概念设计及实践》许道延编机械工业出版社；4、《柴油机设计手册》柴油机设计手册编辑委员会中国农业机械出版社；5、参考图：纵横剖面图、活塞零件图、曲轴零件图、连杆零件图、凸轮轴零件图等。6、有关UG.,PRO/ECATIA三维造型及运动分析的书籍。7、相关杂志：“内燃机学报”、“内燃机工程”、“内燃机”、“车用发动机”、“国外柴油机”等。