机械设计的水平对产品的质量、性能、研发时间和经济效益等有直接或间接的影响。下文是我为大家整理的关于机械设计方面毕业论文的范文,欢迎大家阅读参考!
浅谈机械零部件设计的新思路
摘 要:机械零部件设计是人类为了实现某种预期目标而进行的一种创造性活动,是人们以长期经验积累为基础,通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据运用条件性计算或类比等方法进行设计。传统设计有很多局限性,因此笔者提出了机械零部件设计的新思路。
关键词:机械;零部件;设计;新思路
机械零部件设计的传统模式是采用手工计算及绘图,虽然现在已有不少设计人员使用了计算机绘图但基本上还停留在计算机绘图的初级阶段段有将计算机在机械零部件设计的优化方面的优势充分发挥出来,就使设计的准确性较差池因为设计思路的老套化,使在生产过程中不断地出现问题设计不断地修改、修正就使其效率更低。
1、设计核心思想――创新思维
1.1运用创造思维
设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现,包括观察力、记忆力、想象力、思维力、表达力、自控力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。它是社会前进、科技进步的基本动力之一,其中想象力和思维力是创造力的核心,它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换,创造表达出新成果的整个创造活动的中心。设计者不是把设计工作当成例行公事,而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动,掌握必要创新方法,加强学习和锻炼启觉开发创造力,成为一个符合现代设计需要的创新人才。创造力的开发可从培养设计人员的创新意识、提高创新能力、士曾加创新实践等方面进行。
1.2运用发散思维
发散思维又称辐射思维,是以欲解决的问题为中心,思维者打破常规,从不同方向,多角度、多层次地考虑问题。通过提出各种不同的解决问题的途径求出多种不同的答案,才从中选出最优解决方案的思维方式。例如若提出“将两个零部件联结在一起”的问题,常规的办法有焊接、胶接、铆接、捆绑、螺栓连接等各种各样的常规方式。但运用发散思维思考以后,就可得到利用电磁力、摩擦力、压合力、抽真空、冷冻等等方法。利用发散思维可能会找到更好的更优化的解决问题的方法。发散思维是创造性思维的主要形式之一在技术创新和方案设计中具有重要的意义。
1.3运用创新思维
创新思维是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界信息激励下,将各种信息重新综合集成产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等在求异和突破中体现创新。
2、科学地进行机械零部件设计
2.1把握机械零部件设计的主要内容
机械零部件设计是机械设计的重要组成部分,是机械总体设计的基础。机械设备中的各种机构和构件及它的各种运动功能,都是通过机械零部件的精心设计、绘制出零部件的加工制造图和各部件的装配图再通过机械制造过程中的精细加工及各合格零部件的组合装配得以实现了机械设备的设计功能。
机械零部件设计的主要内容包括:根据机械设备方案设计和总体设计的要求阴确零部件的工作要求、性能、参数等,选择零部件的构形、材料、精度等,进行失效分析和工作能力计算,画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足由零部件设计所决定的机械零部件的综合质量对强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性、精度、加工及装配工艺性、维修、生产成本等方面的要求,还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。
2.2严格计算机械零部件的失效形式
机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效,其失效形式主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。故在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析预估失效的可能性采取相应措施,其中包括理论计算及计算准则。
常用的计算准则如下:一是强度准则。强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力;二是刚度准则。刚度是指零部件在载荷的作用下,抵抗弹性变形的能力;三是振动稳定性准则。对于高速运动或刚度较小的机械,在工作时应避免发生共振;四是耐热性准则。为了保证零部件在高温下正常工作,应合理设计其结构及合理选择材料,必要时须采用有效的降温措施;五是耐磨性准则。耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。当零部件过度磨损后,将会导致零部件失效报废。只有综合考虑才能最大可能地避免零部件的失效。
2.3正确选择机械零部件表面粗糙度
表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标,是检验零部件表面质量的主要依据;其选择的合理与否,直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。在机械零部件设计工作中表面粗糙度的选择应用最广的是类比法,此法简便、迅速、有效。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。
在实际应用中,对于不同类型的机器,其零部件在相同尺寸公差的条件下对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。对于不同类型的机器,其零部件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。故在设计工作中,表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发,全面衡量零部件的表面功能和工艺经济性才能作出合理的选择。
2.4全面优化机械零部件设计方法
要充分运用机械学理论和方法包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展,对设计的关键技术问题能作出很好的处理,一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计(CAD)是把计算机技术引入设计过程环节,用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。
CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化并成为现代机械设计的重要组成部分。目前,CAD技术向更深更广的方向发展,主要表现为:基于专家系统的智能CAD;CAD系统集成化,CAD与CAM(计算机辅助制造)的集成系统(CAD/CAM);动态三维造型技术;基于并行工程面向制造的设计技术(DFM);分布式网络CAD系统。
参考文献:
[1]王月强:《现代机械产品的零部件设计创新研究》[J]交通世界(建养.机械),2012(06)
[2]谢志坤/路平/史科科/刘伯聪:《轻量化技术在机床设计中的应用》[J]制造技术与机床,2012(12)
机械设计制造自动化探讨
摘要:本文对机械自动化与传统的机械制造技术进行了比较分析,指出了智能化的机械设计制造成为发展趋势。机械自动化在机械制造上具有低成本、高效率和多功能的有点,能够满足人民生活和生产的多元化需求。本文中论述了机械自动化的设计的原理、优点与效益以及发展方向。
关键词:机械制造自动化原则发展方向
1 机械制造自动化符合设计的原则
1.1 满足对机器的功能要求。
任何一种产品的开发都是为了满足人们某种需求为目的的,不同的产品具有不同的性能。任何机械设计都要能够对输入的物质、能量和信息进行处理,输出需要的物质、信息和能量。机械自动化系统也应该具有这种功能,能够对物质、信息和能量进行处理。机械自动化系统包括和机电一体化产品和机电一体化技术的内容,作为产品, 又包含着设计、 制造和特定的功能以满足使用要求,而功能是由其内部有机联系的结构所决定的。
1.2利用先进技术不断创新。
根据产品或系统的功能不同,可对产品或系统进行分类。以物料搬运、加工为主,输入物质、能量和信息,经过加工处理,主要输出改变了位置和形态的物质系统称为加工机。以能量转换为主,输入能量和信息,输出不同能量的系统,称为动力机,其中输出机械能的为原动机。以信息处理为主,输入信息和能量,主要输出某种信息。
机械自动化系统除了具备上述必须的主功能外,还应具备其它内部功能,即 控制功能、动力功能、检测功能、构造功能。基于上述的功能构成原理,既有利于设计或分析各种机械自动化的产品,又有利于开拓思路,便于创造发明和创新。
2 机械自动化系统的优点与效益
2.1生产能力和工作质量提高。
机械自动化产品具有信息自动控制和自动处理的功能,其检测的精度和灵敏度有很大的提高,通过自动化控制系统能够保证机械的能按照计划完成动作,使制造过程不受操作者主观因素的影响,保证最佳的工作质量和较高的产品合格率。同时,由于机械自动化产品实现了工作自动化,所以生产力大大提高。
2.2使用安全性和可靠性提高。
机械自动化系统都有报警、监视、诊断和保护等功能。如果在工作中遇到过流、过压、过载、短路等电力故障时,能够自动停止工作,保护机械设备的完好,避免或减少人身事故,提高了设备的安全性。机械自动化产品由于采用电子元器件,减少了机械产品中的可动构件和磨损部件,从而使其具有较高的灵敏度和可靠性,故障率降低,寿命得到了延长。
2.3调整和维修方便,使用性能改善。
机械自动化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机械自动化产品的控制系统中,而不需要改变产品中的任何部件和零件。对于具有存储功能的机械自动化产品,可以事先存入若干套不同的执行程序,然后根据不同的工作对象,给定一个代码信号输入,即可按指定的预定程序进行自动工作。机械自动化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。
2.4改善劳动条件,有利于自动化生产。
机械自动化产品自动化程度高,是知识密集型和技术密集型产品,是将人们从繁重的体力劳动中解放出来的重要途径,可以加速工厂自动化、办公自动化、农业自动化、交通自动化甚至是家庭自动化,从而可促进我国四个现代化的实现。
3机械设计制造及其自动化的发展方向
3 .1智能化。
智能化是21 世纪机械自动化技术发展的一个重要发展方向。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混饨动力学等新思想、新方法。模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得更高的控制目标。诚然,使机械自动化产品具有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。
3.2模块化。
模块化是一项重要而又艰巨的工程。 由于机械自动化产品种类和生产厂家繁多, 研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机械自动化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能减速、 电动机于一体的动力单元, 具有视觉、 图像处理、 识别和测距等功能的控制单元以及各种能完成典型操作的机械装置。 这样, 可利用标准单元迅速开发出新的产品,同时也可扩大生产规模。
3.3网络化。
网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育以及人们日常生活带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一体,企业间的竞争也趋于全球化。机械自动化的新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快会畅销全球。由于网络化的普及,基于网络的各种远程控制和监测技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机械自动化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势。
3.4微型化。
微型化指的是机械自动化向微观领域发展的趋势。国外将其称为微电子机械系统,或微机械自动化系统,泛指几何尺寸不超过1 cm3的机械自动化产品,并向微米、纳米级发展。微机械自动化产品体积小、耗能少、运动灵活, 在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机械自动化发展的瓶颈在于微机械技术,微机械自动化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
4结论
现代机械自动化在设计和制造上具有多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义,所以机械的设计、制造都是围绕着机械自动化来进行的。机械自动化技术所面临的共性关键技术是传感检测技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动化控制技术、接口技术、精密机械技术及系统总体技术等。设计人员不能只热衷于技术引进,不能仅仅安心于作为新技术的传播者, 而应该作为新技术产业化的创造者,为机电一体化技术发展开辟广阔的天地。
参考文献:
[1]吴俊松.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].黑龙江科技信息,2013(11):45-46.
[2]罗碧龙.机械设计制造及其自动化发展方向的研究[J].科技与企业,2013(8):105-106.
[3]刘超.我国机械设计制造及其自动化发展方向研究[J].河南科技,2013(6):66-67.
毕 业 论 文(设计)
题目:汽车发动机冷却系统维护
所在院系
专业班级
学 号
学生姓名
指导教师
2010 年 03月 21 日
目 录
摘要 ………………………………………………………………………………1
关键词 ……………………………………………………………………………1
1引言…………………………………………………………………………………2
2 冷却系统的作用……………………………………………………………2
3 冷却系统的组成………………………………………………………………2
4 冷却系统的构造及维护……………………………………………………………2
5 冷却系统的工作原理……………………………………………………………4
6 冷却系统的特点……………………………………………………………………4
7 冷却系统的检修……………………………………………………………………4
8冷却系统智能控制……………………………………………………………………6
8.1 系统组成……………………………………………………………………6
8.2 单片机控制系统工作原理……………………………………………………………6
8.3 单片机系统控制工作过程……………………………………………………………6
结论…………………………………………………………………………………10
谢辞…………………………………………………………………………………11
参考文献 ………………………………………………………………………12
摘 要
本文论述了冷却系统的作用、组成、主要构造、工作原理、日常维护、故障的检测步骤和排除方法,同时论述了冷却系统系统化、模块化设计方法,以及冷却系统的智能控制,并举例做出简单介绍。
关键词:冷却系统 冷却系统维护 温度设定点 冷却系统智能控制
1 引言:如果一台发动机,冷却系统的维修率一直居高不下,往往会引起发动机其他构件损坏,特别是随着车辆行驶里程的增加,冷却系统的工作效率逐渐下降,对发动机的整体工作能力产生较大影响,冷却系统的重要性在于维护发动机常温下工作,尤如人体的皮肤汗腺,如果有一天,人体的汗腺不能正常工作,那么身体内的热量将无法散去,轻则产生中暑,重则休克。
2 冷却系统的作用
冷却系统的功用是带走引擎因燃烧所产生的热量,使引擎维持在正常的运转温度范围内。引擎依照冷却的方式可分为气冷式引擎及水冷式引擎,气冷式引擎是靠引擎带动风扇及车辆行驶时的气流来冷却引擎;水冷式引擎则是靠冷却水在引擎中循环来冷却引擎。不论采何种方式冷却,正常的冷却系统必须确保引擎在各样行驶环境都不致过热。
3 冷却系统的组成
水冷却系统一般由散热器、节温器、水泵、水道、风扇等组成。散热器负责循环水的冷却,它的水管和散热片多用铝材制成,铝制水管做成扁平形状,散热片带波纹状,注重散热性能,安装方向垂直于空气流动的方向,尽量做到风阻要小,冷却效率要高。散热器又分为横流式和垂直流动两种,空调冷凝器通常与其装在一起。
水泵和节温器
发动机是由冷却液的循环来实现的,强制冷却液循环的部件是水泵,它由曲轴皮带带动,推动冷却液在整个系统内循环。目前最先进的水泵是宝马新一代直六发动机上采用的电动水泵,它能精确的控制水泵的转速,并有效的减少了对输出功率的损耗。这些冷却液对发动机的冷却,要根据发动机的工作情况而随时调节。当发动机温度低的时候,冷却液就在发动机本身内部做小循环,当发动机温度高的时候,冷却液就在发动机—散热器之间做大循环。实现冷却液做不同循环的控制部件是节温器。可以将节温器看作一个阀门,其原理是利用可随温度伸缩的材料(石蜡或乙醚之类的材料)做开关阀门,当水温高时材料膨胀顶开阀门,冷却液进行大循环,当水温低时材料收缩关闭阀门,冷却液小循环。
空气的流动
为了提高散热器的冷却能力,在散热器后面安装风扇强制通风。以前的轿车散热器风扇是由曲轴皮带直接带动的,发动机启动它就要转,不能视发动机温度变化而变化,为了调节散热器的冷却力,要在散热器上装上活动百页窗以控制风力进入。现在已经普遍使用风扇电磁离合器或者电子风扇,当水温比较低时离合器与转轴分离,风扇不动,当水温比较高时由温度传感器接通电源,使离合器与转轴接合,风扇转动。同样,电子风扇由电动机直接带动,由温度传感器控制电动机运转。这两种形式的散热器电扇运转实际上都由温度传感器控制。
散热器
散热器兼作储水及散热作用,再此之上还装有膨胀水箱。因为单纯依赖散热器有几个缺点,一是水泵吸水一侧因压力低而容易沸腾,水泵的叶轮容易穴蚀;二是气水分离会产生气阻;三是温度高冷却液容易沸腾。因此设计师就加装了膨胀水箱,它的上下两根水管分别与散热器上部和水泵进水口联接,防止上述问题的产生。
冷却介质
虽然我们称其为水冷但冷却介质并不是单纯的水,而是由水、防冻液和各种专门用途的防腐剂组成的混合物,也称为冷却液。这些冷却液中的防冻液含量占30%~50%,提高了液体的凝固点,防止在低温下结冰而损坏发动机。整个冷却系统并不与大气相通,相当于高压锅的作用,水箱盖则相当于高压阀,一般情况下,轿车冷却液的允许工作温度可达摄氏120度,提高传热能
4 冷却系统的构造及维护
汽车发动机的冷却系统是保持发动机正常工作的重要部件,如果发动机冷却系统的维修率很高,就会引起发动机其他部件的损坏,使发动机的整体工作能力受到影响,因此,汽车发动机冷却系统的维护与保养就显得尤为重要,那么,怎样才能使汽车发动机的冷却系统保持良好的状态呢?驰耐普的汽车美容养护专家告诉我们,正确堆护发动机的冷却系统,首先应了解常用的水冷式发动机的主要部件:
第一、冷却液,冷却液指清洁的软水,不是什么水都可以当作冷却液的,越娇贵的车对水质的要求越高。比如,清澈的泉水,虽然清澈,看起来也干净,但泉水中含有大量的矿物质,如果加入发动机的冷却系统中,就会产生大量的水垢,影响冷却系统正常作用的发挥,可见,冷却液水质的好坏是相当重要的,国际上普遍使用的乙二醇型冷却液是在软化水中按比例添加防冻剂乙二醇,配以适量的金属缓蚀剂、阻垢剂等添加剂进行科学调和,达到冬季防冻、夏季防沸、且能防腐蚀、防水垢等作用。
1、防冻。用乙二醇配制的冷却液最低可在-70℃环境下使用。市场上销售的冷却液,乙二醇浓度一般保持在33~50%之间,也就是冰点在-20℃~-45℃之间,往往根据不同地域的实际需要合理选择,以满足使用要求。
2、防沸。加到水中的乙二醇会改变冷却液的沸点。乙二醇浓度越高,冷却液的沸点也就越高,-20℃时冷却液的沸点为104.5℃,而-50℃时沸点达到108.5℃。如果冷却系统采用压力盖,冷却液的实际沸点会更高,即使在炎热的夏天,也能有效的防止冷却液“开锅”。
3、防腐。冷却液最主要的功能是防腐蚀。腐蚀是一种化学、电化学和浸蚀作用,逐步破坏冷却系统内的金属表面,严重时可使冷却系统的壁穿孔,引起冷却液漏失,导致发动机损坏。使用去离子水及适当的添加剂能防止各种腐蚀的出现。
4、防锈。锈蚀是由于冷却系统内的氧化作用造成的。热量和湿气使锈蚀的过程加速。锈蚀留下的残余物会阻塞冷却系统,加速磨损和降低热传导的效率。冷却液中的添加剂有助于防止冷却系统通道内锈蚀的出现。
5、防垢。水源中所含的各种杂质,其中包括金属离子、无机盐等,决定了结垢和沉淀的形成,会大大地降低冷却系统的导热效率,在许多情况下会对发动机造成严重损害。冷却液所使用的去离子水,可以避免结垢和沉淀的形成,从而保护发动机。
第二、汽缸水套,它相当于发动机燃烧室周围的水道,当发动机产生大量的热时,汽缸水套将发挥降温的作用在发动机中,水和油的管道泾渭分明、互不干涉,如果发现冷却液中有油,就说明水路和油路发生了穿孔现象,一旦出现这种情况,水温表的水温会急剧上升,这时一定要及时采取措施。
第三、散热水箱和冷却风扇,散热水箱从外观看状似蜂窝,做成这种形状是为了增加水箱的散热面积,以增强散热效果;冷却风扇有在正面安装的,也有在侧面安装的,汽车在高速行驶过程中,冷却风扇将外面的空气吸引进来,利用自然风,起到冷却的作用。冷却系和空调冷凝器共同的风扇是直流永磁电动机风扇,用装在散热器上的温度控制开关来控制,当散热器中冷却液温度下降至93℃-98℃时风扇停转。由于电动风扇的电源不受点火开关的控制,因此发动机熄火后,散热器中液温若高于88℃-93℃,电动风扇运转是不正常的。如果低于88℃时风扇仍转,则是不正常的;而温度高于98℃时,仍不转也是不正常的。当温度高于105℃时,温控开关高温部分接通,电源接通电动机便高速运转;当温度达到120℃时,冷却水温过高,报警指示灯闪亮,为风扇有故障或冷却液不足。如电动机风扇不转,先检查和更换熔断丝,或检修温控开关,必要时再查看电风扇有无损坏。
第四、冷却水泵和节温器,冷却液在冷却系统中的流动,主要依靠冷却水泵的动力;节温器能感知发动机的工作温度,低温时,它封住水套中的水,令其在水套内流动,当达到一定温度时再打开,让水经过散热水箱,发挥散热作用。这里值得说明的是,切勿将节温器摘掉,否则会导致发动机过冷而难以启动。正确维护发动机的冷却系统,应了解经常出现的几种冷却系统故障:
1、由于冷却液水质不好,水箱中经常会出现锈污和水垢,它们积聚在水箱通道结合处、弯角处,阻碍水流畅通,造成散热不良,如果出现这种情况,应及时清洗干净,日常加水时,尽量加清洁软水,如果用除垢防锈液,养护效果会更好,这里给您推荐驰耐普的S-510冷却系快速除垢剂,它可以迅速溶解冷却系统中形成的水垢、油泥和锈皮,恢复冷却系统的功能,使冷却液循环顺畅,防止过热、开锅而引发的发动机损坏及动力不足;另外,驰耐普的S-520冷却系防锈润滑剂也是一款不错的产品,它能防止冷却系统锈蚀和腐蚀,有效抑制水垢生成,润滑水泵、节温器,消除水泵异响,保护铜、铝、锡和其它金属部件,延长水箱寿命,防止水箱开锅,使发动机在正常温度下工作。维护时清除冷却系水垢措施:可采用2%苛性钠水溶液加入冷却系统,使汽车行驶一天后全部放出,再用清水冲洗;然后再加入同样苛性钠溶液,使用一天后放净,最后用清水冲净即可。也可在冷却系统中加满清水后,从膨胀箱的加水口加入1kg苏打,让汽车行驶一天放净后,使发动机低速运行,并不断从加水口加入清水,即可彻底清除水垢。
2、漏水,只要是流体,都有泄漏的可能,汽缸水套中的水一旦发生泄漏,水温表的水温就会急剧上升,出现这种情况,您一定要及时采取必要的措施,以免发生不必要的麻烦,这里给您介绍驰耐普的S-530冷却系止漏剂,它对于冷却系统的修复和保护作用等同于“99超强修复剂”和“S-201”,对于发动机的修复和保护,对于阻止水箱、散热器、水泵、节温器等部件的渗漏是独到的,它可与任何冷却液相融使用,并可减缓冷却系统杂质的产生。
总的来讲,冷却系统还有很多故障,不能一一列举。一般情况下,各位车主应遵循这样一个原则,车辆每行驶1000千米,就应查看一下发动机的工作情况。另外,汽车刚停车时,不可立即打开水箱盖,以免出现烫伤的情况。
5 冷却系统工作原理
冷却系的功用就是使发动机在任何工况下都得到适度的冷却,从而保持在适宜的温度(冷却液温度)下工作。
夏利TJ376Q型发动机采用闭式强制循环水冷却系,其组成如图所示。
图1-1 发动机的冷却系
(A)冷却系的布置示意图;(b)发动机机体内的水套
l-风扇;2-散热器;3-散热器出水管;4-水泵;5-节温器;6-进气管;7-风扇电机控制开关;8-空阀散热器进水管;9-旁通软管;10-蓄电池;11-点火开关;12-膨胀水箱;13-空调散热器出水管;14-散热器进水管;l5—风扇电机;I6-进气管底部水套;17-气缸盖水套;l8-气缸体水套;A-到空调散热器去;B-由空调散热器来
当发动机工作时,在水泵4的作用下,进入水泵4中的冷却液被压入缸体水套l8中,并进入缸盖水套l7中,然后经缸盖侧向水道进入进气管底部的水套16中,对进气管6进行加热,以促进其中的混合气中的汽油蒸发、混合。在进气管6的后端装有节温器5,在冷却液温度低于82℃时,节温器阀门关闭,冷却液仅经空调散热器进水管8、空调散热器、空调散热器出水管l3流入散热器出水管3。如果空调暖风开关处于关闭,冷却液则不流经空调散热器,而直接由空调散热器进水管8经旁通管9流进散热器出水管3,最后进入水泵4,即进行小循环;在冷却液温度高于82℃时,节温器阀门打开,冷却液除进行上述小循环外,还经散热器进水管8流入散热器2中冷却降温,再沿散热器出水管3流入水泵4,即进行大循环。冷却液如此不断地循环流动,就使得发动机能在适宜的温度下进行工作。
冷却液的循环路线如图2-2所示。
图2-2 冷却液循环路线示意图
图3-3 散热器盖
(A)压力阀打开;(B)真空阀打开
1-溢流管;2-压力阀弹簧;3-压力阀;4-散热器加水口;5-真空阀
6 冷却系统的特点
传统冷却系统的作用是可靠地保护发动机,而还应具有改善燃料经济性和降低排放的作用。为此,现代冷却系统要综合考虑下面的因素:发动机内部的摩擦损失;冷却系统水泵的功率;燃烧边界条件,如燃烧室温度、充量密度、充量温度。
先进的冷却系统采用系统化、模块化设计方法,统筹考虑每项影响因素,使冷却系统既保证发动机正常工作,又提高发动机效率和减少排放。
6.1 温度设定点
发动机工作温度的极限值取决于排气门周围区域最高温度。最理想的情况是按金属温度而不是冷却液温度控制冷却系统,这样才能更好地保护发动机。由于冷却系统设定的冷却温度是以满负荷时最大散热率为基础,因此,发动机和冷却系统在部分负荷时处于不太理想状态,如市区行驶和低速行驶时,会产生高油耗和排放。
通过改变冷却液温度设定点可改善发动机和冷却系统在部分负荷时的性能。根据排气门周围区域温度极限值,可升高或降低冷却液或金属温度设定点。升高或降低温度点都各有特点,这取决于希望达到的目的。
6.2 提高温度设定点
提高工作温度设定点是一种比较受欢迎的方法。提高温度有许多优点,它直接影响发动机损耗和冷却系统的效果以及发动机排放物的形成。提高工作温度将提高发动机机油温度,降低发动机摩擦磨损,降低发动机燃油消耗。
研究表明,发动机工作温度对摩擦损失有很大影响。将冷却液排出温度提高到150℃,使气缸温度升高到195℃,油耗则下降4%-6%。将冷却液温度保持在90-115℃范围内,使发动机机油的最高温度为140℃,则油耗在部分负荷时下降10%。
提高工作温度也明显影响冷却系统的效能。提高冷却液或金属温度会改善发动机和散热气热传递传递的效果,降低冷却液的流速,减小水泵的额定功率,从而降低发动机的功率消耗。此外,可采用不同的方式,进一步减小冷却液的流速。
6.3 降低温度设定点
降低冷却系统的工作温度可提高发动机充气效率,降低进气温度。这对燃烧过程、燃油效率及排放有利。降低温度设定点可以节省发动机运行成本,提高部件使用寿命。
研究表明,若气缸盖温度降低到50℃,点火提前角可提前3℃A而不发生爆震,充气效率提高2%,发动机工作特性改善,有助于优化压缩比和参数选择,取得更好的燃油效率和排放性能。
7 冷却系统的检修
常见引起发动机过热的原因有:冷却空气流量减少(如散热器阻塞等);散热风扇不工作;低速上坡,环境温度过高;V型皮带过松,转动效率差;以及缸体有水垢,节温器失效,水泵损坏,热敏开关失灵等。
为防止冷却液温度过高,在使用中必须保持散热器和水套清洁、冷却液数量充足、风扇皮带张紧适当,以防发动机在负荷工作时间过长。必须注意以下要点:
1.保持冷却系(尤其散热器)外部和内部清洁,是提高散热效能的重要条件。散热器外部沾有泥污或碰撞变形,均合影响风量流通,使冷却液温度过高,必要时清洗或修复。
2.按规定使用防冻冷却液,保持冷却液数量充足。正确的冷却液液面高度:当发动机处于冷态时,冷却液液面在膨胀箱内,位于最高和最低标志之间。膨胀箱内装有自动液位报警传感器,当箱内液面过低时、位于仪表板上的冷却液温度报警灯问烁,应及时予以添加。
3.应保持风扇皮带张紧力适当,风扇正常工作。皮带过松影响水循环,加剧其磨损;过紧易损坏轴承。
4.热敏开关连接良好,若有松动会影响风扇换档变速及正常运转;如果发现冷却系溢水,应及时检查节温器技术状况。
5.防止发动机大负荷、长时间工作,以免水温过高;上坡及时换档,减轻负荷。汽车长时间坡道行驶、挡住低或是环境温度较高时,应注意散热。
更换冷却液时,将仪表板的暖风开关拨至右端使暖风控制阀全开,拆下冷却液膨胀箱盖,松开水泵口软管夹箍,拉出冷却液软管,放出冷却液后再将软管夹箍拧紧。在膨胀箱中加入冷却液,直到液面高度与最高标志齐平为止。拧紧膨胀箱盖。启动发动机,直到风扇运转,将发动机熄火,检查冷却液高度,必要时补充。膨胀箱内冷却液不能注满,加注1/2即可,一般使用2年左右更换一次。
8 冷却系统智能控制
系统由于汽车运行过程中产生强烈的振动、热辐射和电磁干扰,因此对该系统电路有特殊要求:1.电路要有较高的抗振动能力,以适应不同路况、车况的要求。提高系统整体的可靠性和稳定性。2.电路应采取有效的防护隔离措施,以提高其抗干扰能力。
8.1 系统组成
该系统由电控冷却风扇、电控节温器、电控导风板、微控制机构组成。电控冷却风扇由电动机驱动;电控节温器利用电加热引起双金属片变形,由双金属片变形带动节温阀旋转运动,来改变大小循环;电控导风板由双向电动机通过传动机构使之打开或关闭;微控制机构是利用89C51开发的单片机控制系统。
8.2 单片机控制系统工作原理
由温度传感器感受发动机水温的变化,同时把温度信号转变为同其成反比关系的电压模拟信号。这些信号经过处理(电容器低通滤波、校正和电压跟随器耦合)送入A/D转换器(ADC0809)中INO信号通道。由A/D转换器把采集来的模拟电压信号转换为数字信号并读入单片机,89C510单片机89C51根据不同的输入信号分析处理去控制驱动电路,实现对节温器继电器、导风板继电器和风扇继电器的控制。即可实现对发动机冷却能力的智能控制。
8.3 单片机 系统控制过程
当发动机预热时(发动机水温(70℃),单片机根据检测来的温度数据处理分析向执行元件发出控制信号,使其完成如下操作。
a.电控冷却风扇不工作;
b.电控导风板关闭状态;
c.电控节温器处于小循环状态。
由于导风板关闭,冷却风扇不工作,以至冷却空气不能进入散热器;同时节温器处于小循环(加热电阻丝通电),发动机水温上升很快。当水温升至75℃,单片机根据检测来的温度数据处理分析向执行元件发出控制信号,使电控节温器的加热电阻丝断电(让其进入大循环控制状态)。当水温达到80℃时,单片机又发出指令,使电控导风板处于敞开状态。
此时可充分利用汽车行驶迎面风对散热器的冷却作用,尽量减少冷却风扇的工作时间。当水温高达95℃时,单片机经数据分析发出控制指令使电控冷却风扇工作,而让节温器仍处于大循环状态,导风板仍处于敞开状态。这时冷却系统的冷却能力最大,实现快速降温。当发动机水温降至89℃时,单片机根据采样数据分析处理发出控制指令,使执行元件完成以下操作。
a.电控冷却风扇不工作;
b.电控导风板处于敞开状态;
c.电控节温器处于大循环状态。
这样,直到发动机水温返升至95℃,电控冷却风扇又重新工作。
结 论
汽车冷却系统对汽车来说是至关重要的,发动机就如同人类的心脏,如果不好好保护就会受到威胁,现在随着科技发展,冷却系统不象以往那样只是单纯的水冷循环,现在冷却系统智能控制很受欢迎,所以在以后的汽车发展中,单纯的冷却系统不会站主导位置了,虽然智能控制要求很高,但是在高级轿车中很实用,它代表着未来冷却系统的发现方向,智能冷却系统控制将会作为标准装置在汽车上,未来一段时间在冷却系统中将占主导位置;而智能控制将会提高发动机的使用寿命,保障汽车的安全行驶,提高人身安全等原因,将来智能控制冷却系统的发展将占主导位置.
谢 辞
时间过的很快,两年的大学生活就这么结束了,有些匆忙、有些不舍,却也很充实。感谢我的母校黑龙江旅游职业技术学院让我有一段值得回忆的快乐充实的大学生活。
感谢我的辅导员XXX老师。他给予我学习上的指导和生活上的无私帮助,表示衷心感谢!祝X老师工作顺利,桃李满天下!
谢我的论文导师,XX老师,X老师在我写论文过程中为我提出了许多宝贵建议,指正了我论文中的诸多不足,使我的论文得以顺利完成,在此对导师的细心指导表示衷心感谢!
在两年的大学生活中还有很多老师和同学给予我学习和生活上的帮助,在此我向他们表示我衷心地感谢!
最后,祝母校蒸蒸日上!祝所有老师工作顺利!
参考文献
[1] 杨万福.发动机原理与汽车性能.北京:高等教育出版社,2004
[2] 孔宪辉.张广坤。汽车故障诊断技术。北京:高等教育出版社,2002
[3] 张子波.汽车发动机构造与维修。北京:高等教育出版社,2005
[4] 陈家瑞等.汽车构造.北京:人民交通出版社,2003
[5] 黄虎等.现代汽车维修.上海:上海交通大学出版社,2001
【什么是铆工?】
铆工俗称“铁裁缝”,任务是把两种或两种以上金属连接在一起,即铆接;电焊就是热铆,“铆焊不分家吗”。铆工是金属构件施工中的指挥者,铆工按图纸放样、下料后其它工种开始安装。
【主要工作内容】
铆工既根据要求作出相应的金属制品 , 主要有识图和制图的知识;常用金属材料及热处理知识;能矫正变形较大或复合变形的原材料及一般结构件,能作成基本形体的展开图,计算展开料长;能使用维护剪床、气割、电焊机等设备;能读懂并装配桁架类、梁柱类、箱壳类、箱门类和低中压容器等图样,并进行全位置定位焊、铆接、螺纹连接,检验尺寸、形状位置。
【基础知识和技能】
主要有识图和制图的知识;常用金属材料及热处理知识;能矫正变形较大或复合变形的原材料及一般结构件,能作成基
本形体的展开图,计算展开料长;能使用维护剪床、气割、电焊机等设备;能读懂并装配桁架类、梁柱类、箱壳类、箱门类和低中压容器等图样,并进行全位置定位焊、铆接、螺纹连接,检验尺寸、形状位置。
【技师培养目标】
在熟练掌握基础知识和技能的基础上,能作出复杂结构件的展开图、计算展开料长;制定工艺流程,编写工艺规程;能根据图样的技术要求制定装配、焊接、铆接和矫正工艺方案,设计工装夹具;熟悉质量管理和生产管理的相关知识;熟悉新技术、新材料和新工艺以及相关工种的知识等 。
【主干课程】
技师班开设的主要课程:机械制图、机械原理和机械零件、机械制造工艺学、公差与配合、工程力学、电工基础、金属材料与热处理、液压与气压传动、夹具设计、数控编程基础、焊接基础知识、钳工基础知识、质量和生产管理、本专业工艺课、技能训练和生产实习。
课程内容包括铆工在铆焊结构的整个制造过程中,从号料到加工成形,直至装配的多道工序和多种操作技能。有工具、卡具、量具的正确使用;实用的简单几何作图和识图以及基本展开方法;放样,号料和样板制作;材料的冲压、剪裁、气割设备的介绍、调度、安装和正确的操作使用;材料矫正、材料的弯曲成形,压延成形、铆接、焊接的设备和操作技术的表演。最后还通过几个不同类型结构件装配的典型例子,来详细讲解铆工操作技能。公差
公差实际参数值的允许变动量。参数,既包括机械加工中的几何参数,也包括物理、化学、电学等学科的参数。所以说公差是一个使用范围很广的概念。对于机械制造来说,制定公差的目的就是为了确定产品的几何参数,使其变动量在一定的范围之内,以便达到互换或配合的要求。
几何参数的公差有尺寸公差、形状公差、位置公差等。①尺寸公差。指允许尺寸的变动量,等于最大极限尺寸与最小极限尺寸代数差的绝对值。②形状公差。指单一实际要素的形状所允许的变动全量,包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度6个项目。③位置公差。指关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量,它限制零件的两个或两个以上的点、线、面之间的相互位置关系,包括平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动和全跳动8个项目。公差表示了零件的制造精度要求,反映了其加工难易程度。
公差等级分为IT01、IT0、IT1、…、IT18共20级,等级依次降低,公差值依次增大。IT表示国际公差。公差等级或公差数值选择的基本原则是:应使机器零件制造成本和使用价值的综合经济效果最好,一般配合尺寸用IT5~IT13,特别精密零件的配合用IT2~IT5,非配合尺寸用IT12~IT18,原材料配合用IT8~IT14。
配合
基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差带之间的关系。决定结合的松紧程度。孔的尺寸减去相配合轴的尺寸所得的代数差为正时称间隙,为负时称过盈,有时也以过盈为负间隙。按孔、轴公差带的关系,即间隙、过盈及其变动的特征,配合可以分为3种情况:①间隙配合。孔的公差带在轴的公差带之上,具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。间隙的作用为贮藏润滑油、补偿各种误差等,其大小影响孔、轴相对运动程度。间隙配合主要用于孔、轴间的活动联系,如滑动轴承与轴的联接。②过盈配合。孔的公差带在轴的公差带之下,具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。过盈配合中,由于轴的尺寸比孔的尺寸大,故需采用加压或热胀冷缩等办法进行装配。过盈配合主要用于孔轴间不允许有相对运动的紧固联接,如大型齿轮的齿圈与轮毂的联接。③过渡配合。孔和轴的公差带互相交叠,可能具有间隙、也可能具有过盈的配合(其间隙和过盈一般都较小)。过渡配合主要用于要求孔轴间有较好的对中性和同轴度且易于拆卸、装配的定位联接,如滚动轴承内径与轴的联接。
配合中允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。它等于相互配合的孔、轴公差之和,表示配合松紧的允许变动范围铆接;铆接缺陷
公差际参数值的允许变动量。参数,既包括机械加工中的几何参数,也包括物理、化学、电学等学科的参数。所以说公差是一个使用范围很广的概念。对于机械制造来说,制定公差的目的就是为了确定产品的几何参数,使其变动量在一定的范围之内,以便达到互换或配合的要求。
几何参数的公差有尺寸公差、形状公差、位置公差等。①尺寸公差。指允许尺寸的变动量,等于最大极限尺寸与最小极限尺寸代数差的绝对值。②形状公差。指单一实际要素的形状所允许的变动全量,包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度6个项目。③位置公差。指关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量,它限制零件的两个或两个以上的点、线、面之间的相互位置关系,包括平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动和全跳动8个项目。公差表示了零件的制造精度要求,反映了其加工难易程度。
公差等级分为IT01、IT0、IT1、…、IT18共20级,等级依次降低,公差值依次增大。IT表示国际公差。公差等级或公差数值选择的基本原则是:应使机器零件制造成本和使用价值的综合经济效果最好,一般配合尺寸用IT5~IT13,特别精密零件的配合用IT2~IT5,非配合尺寸用IT12~IT18,原材料配合用IT8~IT14。
配合
基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差带之间的关系。决定结合的松紧程度。孔的尺寸减去相配合轴的尺寸所得的代数差为正时称间隙,为负时称过盈,有时也以过盈为负间隙。按孔、轴公差带的关系,即间隙、过盈及其变动的特征,配合可以分为3种情况:①间隙配合。孔的公差带在轴的公差带之上,具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。间隙的作用为贮藏润滑油、补偿各种误差等,其大小影响孔、轴相对运动程度。间隙配合主要用于孔、轴间的活动联系,如滑动轴承与轴的联接。②过盈配合。孔的公差带在轴的公差带之下,具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。过盈配合中,由于轴的尺寸比孔的尺寸大,故需采用加压或热胀冷缩等办法进行装配。过盈配合主要用于孔轴间不允许有相对运动的紧固联接,如大型齿轮的齿圈与轮毂的联接。③过渡配合。孔和轴的公差带互相交叠,可能具有间隙、也可能具有过盈的配合(其间隙和过盈一般都较小)。过渡配合主要用于要求孔轴间有较好的对中性和同轴度且易于拆卸、装配的定位联接,如滚动轴承内径与轴的联接。
配合中允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。它等于相互配合的孔、轴公差之和,表示配合松紧的允许变动范围铆接;铆接缺陷
尽管铆接是一种早就使用的简单的机械联接,但人们并不总是用足够的技能、技巧去完成可靠的铆接。而对铆接次品的返修会造成人、财、物的极大浪费。本文仅就常见铆接缺陷及起因探讨如下:
1 铆钉
铆钉杆直径的大小是由被铆件所承受的实际载荷决定的。然而,就金属板材的铆接(这也是铆接的主要形式)来说,铆钉杆直径与被铆件的厚度有着密切的关系。如果铆钉与被铆件是同一种材料,铆钉杆的直径应是最厚板材厚度 T 方根( )的 1 . 4 倍。若铆钉杆直径大于此值,会造成铆接困难,而且由于钉孔的增大而削弱铆接部件的强度;若铆钉杆直径太小,铆接时则可能造成铆钉杆的弯曲。
当被铆件很厚时,如图 1 所示。过长的铆钉杆将会承受弯曲载荷。在这种情况下,较为合理的方法是:在被铆件上为铆钉头加工沉头孔,以便用较短的铆钉完成铆接。
为防止劣质铆接,必须保证铆钉杆长度适宜。如果铆钉杆过长,在铆接过程中就会产生弯曲变形如果铆钉杆太短,就不可能形成完整的铆钉头。