本田节能赛车发动机优化设计(附件)【字数：9379】
摘 要汽车已经成为现代社会必不可少的元素，在运输、交通甚至是服务业等都发挥着不可估量的作用。然而，随着能源消耗量的不断增加，汽车产业的发展面临着严峻的考验，迫使主要汽车市场制定了严格的汽车燃油消耗法规和排放污染物的标准，甚至研发一些新型节能汽车[1]。节能大赛是一项以减少能源消耗、建设节约型社会为主题的活动。自2007年本田节能大赛来到中国成为本田中国节能大赛以来，已成功举办了11届。根据本田节能竞技大赛的规则和比赛的技术要求对发动机进行优化设计，通过对整车轻量化设计减小汽车行驶的阻力，提高压缩比和改善进排气系统。利用UG建立进排气管三维模型，并使用ANSYS软件对建立的三维模型进行分析确立最终方案，达到节能效果[2-1]。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究的背景和意义 1
1.1.1国内汽车能源消耗情况 1
1.1.2本田节能竞技大赛的意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3研究的内容和目标 2
第二章 发动机的相关介绍 3
2.1发动机的参数 3
2.2发动机的改造要求 4
第三章 发动机的轻量化设计 5
3.1气缸盖轻量化 5
3.2气缸体轻量化 5
3.3变速箱轻量化 6
3.3.1传动比参数设计 6
3.3.2传动方案的选择 8
3.4本章总结 9
第四章 压缩比的改进 10
4.1提高压缩比的方法选择 10
4.2加工尺寸计算 10
4.3本章总结 11
第五章 进、排气管的优化设计 12
5.1进气管的优化设计 12
5.1.1进气管长度对发动机的影响 12
5.1.2进气管的材料选择 12
5.1.3进气管的结构设计 12
5.1.3进气管的三维建模 13
5.2排气管的优化设计 13
5.2.1排气管的结构分析 13
5.2.2排气管的三维建模 14
5.3排气管的模拟分析 14
5.4本章总 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
结 17
第六章 总结 18
6.1结论 18
6.2展望 18
结束语 19
致 谢 20
参考文献 21
附录A 22
附录B 23
第一章 绪论
1.1研究的背景和意义
1.1.1国内汽车能源消耗情况
随着交通行业蒸蒸日上，我国汽车产业方兴未艾，形成了多品种、全方位的整车和零部件生产及配套体系，产品专业化水平越来越高，已经成为世界汽车产业的领导者。与此同时，汽车行业的显著成就也伴随着能源消耗量的增加。于是节约能源、环境保护问题受到了群众的广泛关注。自然资源的减少，特别是石油资源的减少，都表明当今的汽车发展必须以节能为基础。
表11 20102015年中国石油消耗量
年份
消耗量
2010
4.34
2011
4.45
2012
4.91
2013
5.01
2014
5.19
2015
5.43
由表11可知，近年来，我国的石油消耗量不断增加，已成为全球石油消费排行第二的国家。石油是高耗能高污染的，尽快提高能源和资源的综合利用水平是当前最迫切的任务。所以，在汽车行业与时俱进的同时，我们也要不断的利用创新技术，重视节能对我们的影响[3]。
1.1.2本田节能竞技大赛的意义
本田节能竞技大赛就是在规定的时间周期和指定的路径下，参赛队伍设计制造出的汽车行驶一定距离,耗油量少则胜出的一项赛事。本田节能竞技大赛的意义在于通过竞赛提高社会对节能的意识,参赛队伍通过各项独创技术不断挖掘一升汽油的无限潜力,从而认识到节能的重要性。同时,比赛也为参赛者提供了亲自动手的环境，培养参赛者的思考和实践能力。
1.2国内外研究现状
随着我国进入“汽车社会”，节能减排受到了越来越多的重视。很多企业在2017年推出很多新能源车型，更在节能减排等方面的技术突飞猛进，具体有以下几种技术：缸内直喷技术、自动停缸技术、分层燃烧技术、可变气门升程、自动启停技术等[4]。2017年上汽大众获得国内十佳发动机之一的荣誉，其EA390发动机的特点就是利用15°气缸夹角VR6结构，不仅可以降低振动，还可以使结构紧凑，节省空间。同年长安汽车发布的JL486 ZQ3发动机已经拥有自主知识产权，其发动机利用缸内直喷技术和双平衡轴的技术以及高压缩比、自然吸气等核心技术提高了发动机的功率和扭矩，使其燃油经济性和驾驶舒适性都有了极大的提高。
能源的日渐紧缺和汽车能源消耗所占比重的增加，使得汽车节能的重要性已经受到世界各国的普遍重视，汽车发动机的节能技术无疑成为了各国汽车制造商关注的重点[5]。宝马3.0L涡轮增压直列六缸发动机已经连续两年在全球发动机评选中获得冠军，它拥有的500Nm的最大扭矩极大的提高了发动机的动力性，通过经典的直列6缸的设计和涡轮增压技术，平顺性和燃油经济性都相当突出。美国福特的明星车型福克斯RS拥有2.3T涡轮增压四缸发动机，通过全新的涡轮增压器和高效率的中冷系统，不仅对气缸盖和垫片作了全新的优化，降低了发动机在高负荷下的油耗，还极大的减少了二氧化碳排放量。
1.3研究的内容和目标
本毕业设计研究的课题是本田节能赛车发动机优化设计，简而言之，就是对发动机结构进行改造，减少油耗。通过对发动机轻量化设计、提高压缩比以及改进进排气系统等方面为主线，利用三维建模软件UG建立立体图形并通过ANSYS软件对建立的三维模型进行分析，完成发动机的优化设计，达到提高机械效率，节能减排的效果，增强节能创新的意识。
本毕业设计对节能型三轮赛车发动机的改进设计以及国内外发展现状做了相关的分析，而后对发动机进行了详细的设计计算，这其中主要换气过程、燃料燃烧化学、汽油压缩过程、汽油燃烧过程、膨胀过程、理论平均技术指标等的计算[6]。发动机的改造无疑是研究的重点，也是节能减排技术发展的主要部分，通过实践操作，改进发动机，提高燃油经济性，提高传动系统的效率，减少车辆的横向摩擦损失，减轻整车重量，降低空气阻力等，使其在同等耗油的前提下能行驶更多的路程[7]。从而减少废气的排放，达到节能减排的目的。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究的背景和意义 1
1.1.1国内汽车能源消耗情况 1
1.1.2本田节能竞技大赛的意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3研究的内容和目标 2
第二章 发动机的相关介绍 3
2.1发动机的参数 3
2.2发动机的改造要求 4
第三章 发动机的轻量化设计 5
3.1气缸盖轻量化 5
3.2气缸体轻量化 5
3.3变速箱轻量化 6
3.3.1传动比参数设计 6
3.3.2传动方案的选择 8
3.4本章总结 9
第四章 压缩比的改进 10
4.1提高压缩比的方法选择 10
4.2加工尺寸计算 10
4.3本章总结 11
第五章 进、排气管的优化设计 12
5.1进气管的优化设计 12
5.1.1进气管长度对发动机的影响 12
5.1.2进气管的材料选择 12
5.1.3进气管的结构设计 12
5.1.3进气管的三维建模 13
5.2排气管的优化设计 13
5.2.1排气管的结构分析 13
5.2.2排气管的三维建模 14
5.3排气管的模拟分析 14
5.4本章总 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
结 17
第六章 总结 18
6.1结论 18
6.2展望 18
结束语 19
致 谢 20
参考文献 21
附录A 22
附录B 23
第一章 绪论
1.1研究的背景和意义
1.1.1国内汽车能源消耗情况
随着交通行业蒸蒸日上，我国汽车产业方兴未艾，形成了多品种、全方位的整车和零部件生产及配套体系，产品专业化水平越来越高，已经成为世界汽车产业的领导者。与此同时，汽车行业的显著成就也伴随着能源消耗量的增加。于是节约能源、环境保护问题受到了群众的广泛关注。自然资源的减少，特别是石油资源的减少，都表明当今的汽车发展必须以节能为基础。
表11 20102015年中国石油消耗量
年份
消耗量
2010
4.34
2011
4.45
2012
4.91
2013
5.01
2014
5.19
2015
5.43
由表11可知，近年来，我国的石油消耗量不断增加，已成为全球石油消费排行第二的国家。石油是高耗能高污染的，尽快提高能源和资源的综合利用水平是当前最迫切的任务。所以，在汽车行业与时俱进的同时，我们也要不断的利用创新技术，重视节能对我们的影响[3]。
1.1.2本田节能竞技大赛的意义
本田节能竞技大赛就是在规定的时间周期和指定的路径下，参赛队伍设计制造出的汽车行驶一定距离,耗油量少则胜出的一项赛事。本田节能竞技大赛的意义在于通过竞赛提高社会对节能的意识,参赛队伍通过各项独创技术不断挖掘一升汽油的无限潜力,从而认识到节能的重要性。同时,比赛也为参赛者提供了亲自动手的环境，培养参赛者的思考和实践能力。
1.2国内外研究现状
随着我国进入“汽车社会”，节能减排受到了越来越多的重视。很多企业在2017年推出很多新能源车型，更在节能减排等方面的技术突飞猛进，具体有以下几种技术：缸内直喷技术、自动停缸技术、分层燃烧技术、可变气门升程、自动启停技术等[4]。2017年上汽大众获得国内十佳发动机之一的荣誉，其EA390发动机的特点就是利用15°气缸夹角VR6结构，不仅可以降低振动，还可以使结构紧凑，节省空间。同年长安汽车发布的JL486 ZQ3发动机已经拥有自主知识产权，其发动机利用缸内直喷技术和双平衡轴的技术以及高压缩比、自然吸气等核心技术提高了发动机的功率和扭矩，使其燃油经济性和驾驶舒适性都有了极大的提高。
能源的日渐紧缺和汽车能源消耗所占比重的增加，使得汽车节能的重要性已经受到世界各国的普遍重视，汽车发动机的节能技术无疑成为了各国汽车制造商关注的重点[5]。宝马3.0L涡轮增压直列六缸发动机已经连续两年在全球发动机评选中获得冠军，它拥有的500Nm的最大扭矩极大的提高了发动机的动力性，通过经典的直列6缸的设计和涡轮增压技术，平顺性和燃油经济性都相当突出。美国福特的明星车型福克斯RS拥有2.3T涡轮增压四缸发动机，通过全新的涡轮增压器和高效率的中冷系统，不仅对气缸盖和垫片作了全新的优化，降低了发动机在高负荷下的油耗，还极大的减少了二氧化碳排放量。
1.3研究的内容和目标
本毕业设计研究的课题是本田节能赛车发动机优化设计，简而言之，就是对发动机结构进行改造，减少油耗。通过对发动机轻量化设计、提高压缩比以及改进进排气系统等方面为主线，利用三维建模软件UG建立立体图形并通过ANSYS软件对建立的三维模型进行分析，完成发动机的优化设计，达到提高机械效率，节能减排的效果，增强节能创新的意识。
本毕业设计对节能型三轮赛车发动机的改进设计以及国内外发展现状做了相关的分析，而后对发动机进行了详细的设计计算，这其中主要换气过程、燃料燃烧化学、汽油压缩过程、汽油燃烧过程、膨胀过程、理论平均技术指标等的计算[6]。发动机的改造无疑是研究的重点，也是节能减排技术发展的主要部分，通过实践操作，改进发动机，提高燃油经济性，提高传动系统的效率，减少车辆的横向摩擦损失，减轻整车重量，降低空气阻力等，使其在同等耗油的前提下能行驶更多的路程[7]。从而减少废气的排放，达到节能减排的目的。
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