毕业论文设计讲解Word文件下载.docx

毕业论文设计讲解Word文件下载.docx

《毕业论文设计讲解Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文设计讲解Word文件下载.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

北京交通大学

毕业设计（论文）成绩评议

年级

2014级

层次

专升本

专业

机械自动化

姓名

张振兴

题目

关于绅宝D70废气涡轮增压器的结构与检修

指

导

教

师

评

阅

意

见

成绩评定：

指导教师：

年月日

答

辩

小

组

答辩小组负责人：

毕业设计（论文）任务书

本任务书下达给：

2014级机械自动化专业学生张振兴

设计（论文）题目：

1、毕业设计（论文）基本内容

在市场竞争和环境排放的影响下，北汽控股公司2009年成功收购SAAB公司的两款整车和增压发动机技术，从此开始自主研发基于SAAB品牌的绅宝系列轿车。

通过对萨博技术的深入研究，不断对绅宝D70汽车的增压系统进行改进调整，使北汽首款自主品牌B级轿车绅宝D70在动力性及排放、噪声等方面取得优异的成绩，真正实现陆地飞行。

二、基本要求

1.对搜集的关于增压技术及绅宝D70增压器方面已有的文献进行系统的仔细阅读和认真研究。

2.注重学术规范，论文字数要求12000字以上。

3.从绅宝D70增压系统的结构与原理，对废气涡轮增压系统存在的问题进行分析，如：

增压器脱离介入时异响等问题。

4.提出相应的有效增压器改进方案，如：

增压器设计安装稳压腔，消除异响。

5.对绅宝D70增压系统改进后，绅宝D70汽车排放、异响等方面进行分析。

6.论文观点明确，思路清晰，资料丰富，结构严谨。

三、重点研究的问题

1.绅宝D70汽车废弃涡轮增压的结构与检修的目的及意义。

2.增压技术的现状及存在问题。

3.深入分析研究，提出相关建议。

4.理论联系实际，建议应具有一定的针对性和可操作性。

4、主要技术指标

1.通过废气涡轮增压系统，使绅宝D70汽车升功率高达80.3Kw。

2.通过废气涡轮增压系统，使绅宝D70汽车能达到最大功率184KW、最大扭矩350Nm。

3.绅宝D70汽车在百公里加速达到了8.2秒。

4.改善废气涡轮增压系统。

五、其他要说明的问题

1、进度计划：

2016年1月10日前按照导师下达的任务书，做开题报告。

2016年2月20日前毕业设计中期检查。

2016年3月15日前在指导教师的指导下按进度完成论文。

2016年3月20日前毕业设计（论文）合格后按照规范要求，将论文打印成文。

2、达到要求：

严格按《毕业设计指南》规定的要求完成论文。

3、参考文献：

（1）参考文献应是对毕业论文有参考价值且真正阅读过的文献。

（2）参考文献应具有权威性，要注意引用最新的文献。

（3）引用他人的学术观点或学术成果，必须列在参考文献中。

（4）参考文献在整篇论文中按出现次序列出。

（5）参考文献的数量一般应有7-10篇，其中期刊文献占50%以上，且以近期发表的期刊类文献为主，图书类文献不能过多。

（6）参考文献的书写顺序

参考文献中论文的顺序为：

序号，作者，论文名，杂志或会议名，卷号，期号或会议地点，年。

下达任务日期：

2015年12月8日

要求完成日期：

2016年1月10日

乔东明

开题报告

题目：

学生姓名：

张振兴学号：

147038242016年1月10日

1、文献综述

为了有效的提高内燃机的平均有效压力，大幅度的提高发动机的有效功率和燃油经济性，增压技术被誉为内燃机发展史上的第二个里程碑。

经过几十年的不断发展，特别是90年代以来，由于电控、材料和制造技术等科学技术的迅速发展，许多相关学科领域的成果被大量用于增压技术领域，从而使车用发动机增压技术得到快速发展和广泛应用。

在市场竞争和环境排放法规的双重压力之下，面对用户对发动机在动力性、经济性和废气排放及噪声等方面所提出的更高要求，促使发动机和零部件生产厂商研制开发具有更高压比和效率的增压器，现今应用在汽车的增压系统，一般分为机械增压（Supercharger）和涡轮增压（Turbocharger）两种，两种增压方式各自有其优缺点。

机械增压的使用历史比涡轮增压更为悠久，最早的机械增压系统出现在二十世纪二十年代的格兰披治（GrandPrix）赛车上，并在随后的日子里因为其对引擎动力输出的帮助，所以得到了较为广泛的应用，机械增压相对于涡轮增压技术的优势在于完全解决了油门响应滞后，动力随转速线性输出，在当时的引擎技术不高的历史环境下，机械增压系统确实让当时的动力输出得到了提升，不过这种增压方式最大的缺点便是高转速时增压力不足和动力衰减较快，而且机械增压对于噪声和引擎运转的平稳度很难控制。

至于涡轮增压系统出现的年份较晚，最早装备废气涡轮增压系统的车型是雪佛兰（Chevrolet）的Corvair，涡轮增压系统是一种可以有效提高引擎效率及燃烧效率的辅助进气系统，涡轮扇叶由引擎排出的废气推动，以帮助提高进气量和彻底改变空气通过真空吸力进入气缸的传统。

不过涡轮增压也有其缺点，就是低转速时，也就是仍未达到涡轮增压器工作状态前，其对进气流是一个很大的阻碍，导致引擎在起步阶段的扭力输出较弱。

对涡轮增压的工作原理及构造进行研究，并对两种增压有机的整合，取其精华、去其糟粕，为了提高车用增压发动机的低速性能和加速响应特性，发展各种形式的复合式增压（TSI、双涡轮增压器等）成为了提高发动机动力性、经济性和降低废气排放、噪声的最有效措施之一。

由于越来越多的汽车采用涡轮增压技术，所以涡轮增压技术也在不断的发展与进步。

如：

利用电动增压器可以瞬间增大进入气缸内的空气量，同时增大废气涡轮增压器的角加速度，提高动态响应，改善低速性能；

研发具有较高实用价值的新型风旋增压器，它可以随着转速的提高，为发动机提供较高的增压压力，并且不会影响冷却风扇的性能，从而满足发动机需求。

2009年北汽控股公司收购萨博9-5、9-3等整车平台和涡轮增压发动机技术，自主研发首款自主品牌轿车绅宝D70搭载2.3T发动机。

绅宝D70除了动力强劲外，更是一改涡轮增压车型常见的“起步迟滞、加速顿挫”等问题，凭借独有的EMS发动机管理系统，发动机转速1200转时，涡轮可提前介入，相比同类发动机的1700转，在起步速度上有明显的优势。

此外，该发动机还实现了1900转到5000转峰值扭矩的线性输出，保证中后段超凡的加速能力，这是其在高速路段如鱼得水，“贴地飞行”的推背快感延绵不断。

在数据上，绅宝D70汽车2.3T发动机也超越了连续14年获得全球十佳发动机的日产VQ35。

其最大功率184KW、最大扭矩350Nm、升功率高达80.3Kw的强劲动力让绅宝D70在百公里加速测试中跑出了8.2秒的成绩，已达到了宝马3、奥迪A4的水平，而B级车的成绩普遍则在9秒左右。

因此绅宝D70也被国内媒体称之为“20万以内最快的车”。

而在耗油方面，却仅仅停留在其他品牌2.0T发动机的主流水平上，可谓是在动力和节能方面做到了完美的平衡。

虽然绅宝D70汽车是基于比较成熟的瑞典萨博技术，但是由于国内汽车市场日益激烈的竞争和汽车排放、噪声等方面的严格要求，这套增压系统还有很大的改进空间，在对此款增压系统的结构与原理的研究的同时，对增压系统进行适当调整与改善，使绅宝D70轿车在国产B级轿车内具有较强的竞争力。

在废气涡轮增压器废气阀上设计安装稳压腔，解决废气涡轮增压器在脱离介入临界点时，废气阀打开、关闭过于频繁，而造成的废气阀磨损严重及增压器异响等问题。

二、选题的目的和意义

由于国内环境保护的压力，在减少排放的同时，追求动力充足，越来越多的汽车采用涡轮增压技术。

当代中国汽车市场迅速成长，而且汽车发动机电子技术、涡轮增压技术的迅猛发展，将引领汽车行业新的发展。

为了满足国内消费者追求大空间、强动力、小排放的消费需求，越来越多的汽车厂家将小排量发动机与涡轮增压系统结合，这样不仅保证足够的动力性，而且能降低排放，实现较好的经济性。

绅宝D70轿车要想赢得更多的消费者，也必然要进行这样的尝试。

为了使绅宝汽车的增压系统更加完善，不断地了解、学习、改进此套增压系统是必然的选择。

通过对绅宝D70废气涡轮增压器结构原理的研究，更加深入的了解涡轮增加器。

涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，使汽车动力性更好。

一台发动机装上涡轮增压器后，其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。

这样就意味着同样一台发动机在经过增压之后能够产生更大的功率。

就拿最熟悉的1.8T涡轮增压发动机来说，经过增压之后，动力可达到2.4L发动机水平，但是耗油量却比1.8发动机并不高多少，在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。

了解和熟悉绅宝D70发动机废气涡轮增压器结构与原理及简单故障检修，便于提高增压器工作效率及完善绅宝D70涡轮增压系统，为绅宝汽车这一自主品牌，能在竞争日益激烈汽车行业立于不败之地打下坚实基础。

三、研究方案

研究方法

收集有关绅宝D70废气涡轮增压参考资料及绅宝D70汽车相关数据。

2、用CAD画出原理结构图及装配图。

3、绅宝D70汽车2.3T发动机增压器简单故障分析。

研究内容

废气涡轮增压系统是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使增压完气体通过进气导管进入气缸。

当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力与密度增大可以燃烧更多燃料，相应增加燃油喷油量就可以增加发动机的输出功率。

通过废气涡轮增压器的结构与装配图，熟悉增压器各部分结构与作用，进行绅宝D70发动机废气涡轮增压器简单故障的检修与改进，使此增压系统更适合国内各方面要求。

使搭载此发动机的绅宝D70汽车更加卓越。

4、进度计划

2015年12月6日-2016年1月10日，按照导师下达的任务书，做开题报告。

2016年1月11日-2016年1月31日，分析题目，查阅资料，学习与毕业设计相关的知识，做好前期准备工作。

划分系统各功能组成，进行方案论证，搭建系统。

2016年2月1日-2016年2月10日，设计总体结构方案，完成中期报告。

2016年2月11日-2016年2月28日，论文编写与系统调试。

2016年3月1日-2016年3月20日，调试系统，撰写毕业论文，准备答辩材料。

五、指导教师意见

按照此设计计划进行。

2016年1月10日

中期报告

14703824

一、进展情况

已经完成了对绅宝D70涡轮增压系统所需参考资料的查找工作，包括书籍、文献、报纸、期刊，阅读了有关资料和报告，现在需要进一步按照框架的层次把论文内容补充完，预计可以按日期完成论文。

二、指导教师意见

2016年2月10日

结题验收

一、完成日期

二、完成质量

三、存在问题

四、结论

2016年月日

中文摘要

摘要：

增压就是将进入气缸前的新鲜空气预先进行压缩，然后再以高密度送入气缸。

涡轮在排气歧管中安装一个涡轮增压器，利用废气推动涡轮将空气压缩送入进气系统，涡轮增压器可增大发动机扭矩，从而提高发动机功率，降低燃油消耗。

增压器最初主要应用于柴油发动机，但是随着增压技术不断发展与环境保护压力的不断增大，越来越多的汽油发动机也安装了涡轮增压器。

Turbo，即涡轮增压，简称T，最早时候由瑞典的萨博（SAAB）汽车公司应用于汽车领域。

而现在越来越多的汽车应用了涡轮增压技术。

绅宝D70汽车搭载的是基于萨博技术自主研发的2.3T发动机，该套涡轮增压系统继承了萨博的北欧血统，并且有所发展。

熟悉该涡轮增压系统的结构与原理，按照国内的环境及噪声要求，对此增压系统进行改善、调整，使其更加符合国内各种标准，更加满足消费者日益严格的要求，使绅宝D70轿车在日益激烈的市场竞争中利于不败之地。

绅宝D70汽车不仅具有强劲的动力，使驾驶者体会延绵不断的推背感，而且解决了“起步迟滞、加速顿挫”等涡轮增压车型常见的问题。

相比同类发动机的1700转涡轮介入，绅宝D70发动机转速1200转时，涡轮就可以提前介入，在起步速度上有明显的优势。

此外，该发动机还实现了1900转到5000转峰值扭矩的线性输出，保证中后段超凡的加速能力，使绅宝D70汽车在中高速时同样具有强劲的动力。

关键词：

涡轮增压；

气缸内燃烧；

故障检修

ABSTRACT

Title:

ThestructureandmaintenanceoftheSaabD70exhaustturbocharger

ABSTRACT:

Superchargingiswillgointothefreshairiscompressedinadvancebeforethecylinder,andthentohighdensityintothecylinder.Installaturbochargerturbineintheexhaustmanifold,usingwastegasturbineaircompressorintotheairintakesystem,theturbochargercanincreasetheenginetorque,thusimprovetheenginepower,reducefuelconsumption.

Turbochargerinitiallywasappliedtodieselengines,butasthepressurizationtechnologydevelopmentandenvironmentalprotectionpressureincreasing,moreandmoregasolineengineturbochargerisinstalled.Turbo,theTurbo,orT,thefirsttimebytheSwedishSAAB（SAAB）motorsusedinautomobileindustry.Nowmoreandmorecarapplicationturbotechnology.

SaabD70carcarryingthesaabtechnologyisbasedonindependentresearchanddevelopmentof2.3Tengine,thesetofturbochargingsysteminheritsthesaabofnorthernEuropeandescent,andsomedevelopment.Familiarwiththestructureandprincipleoftheturbochargingsystem,inaccordancewithrequirementsofthedomesticenvironmentandnoise,thesuperchargingsystemtoimprove,adjustandmakeitmoreinlinewiththedomesticvariousstandards,moremeettherequirementsofconsumersincreasinglystrict,makethesaabD70sedanintheincreasinglyfiercemarketcompetitioninvincibleposition.

SaabD70carnotonlyhasastrongpower,makethedriversrealizecontinuousTuiBeifeeling,andsolvethe"

sluggishstart,stallspeed"

turbochargedmodelssuchascommonproblem.Comparedwiththesameengine1700turnturbineintervention,saabD70enginespeed1200RPM,theturbinecanearlyintervention,ontheinitialvelocityhaveobviousadvantages.Inaddition,theenginealsoimplementsthe1900to5000turnpeaktorqueoflinearoutput,aftertheguaranteeperiodoftheaccelerationofextraordinaryability,makethesaabD70alsohasastrongpowerwhenthecarinhighspeed.

KEYWORDS：

Turbocharging；

Aircylinderinternalcombustion；

Correctivemaintenance

目录

中文摘要i

ABSTRACTii

1绪论1

1.1选题的发展背景1

1.2选题的目的与意义1

1.3选题的国内外研究现状2

1.3.1选题的国内研究现状2

1.3.2选题的国外研究现状4

1.3.3小结5

1.4研究内容5

1.5研究思路与论文结构5

28

2.18

2.1.19

310

3.110

3.1.110

411

4.111

4.1.111

5结论12

参考文献13

附录A14

1绪论

发动机的增压是利用专门的增压器将空气或者可燃混合气预先进行压缩，再送入发动机气缸，用以提高充气密度、增加进气量、提高平均有效压力，从而达到提高功率和降低油耗的目的。

实践证明，增压是提高发动机功率的最有效的方法。

此外，增压还可以降低燃油消耗、提高发动机扭矩、减少有害排放和降低燃烧噪声等。

而绅宝D70汽车的2.3T废气涡轮增压器实际上是一种利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。

当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率，使汽车具有强劲动力。

1.1选题背景

1905年，苏尔寿兄弟研发公司发明了世界上第一台涡轮增压器，为此后高性能发动机的产生提供了良好的解决方案。

早期的涡轮增压器主要应用在航空领域。

到20世纪30年代，由于在赛车上的应用，涡轮增压发动机已经变得广为人知。

随后涡轮增压器逐渐扩展到量产车领域，先是卡车，然后是轿车。

在涡轮增压器长达一个世纪的开拓和发展方面，盖瑞特（Garrett）公司起到了至关重要的作用。

1953年，盖瑞特公司研发了T02涡轮增压器，并取得巨大成功。

1954年，盖瑞特成立空研工业部，专门从事涡轮增压器的设计与制造。

1961年，又在汽车界首次尝试将涡轮增压器应用到轿车上。

在随后的发展中，盖瑞特逐渐演变成世界上最著名的涡轮增压器厂商。

1999年，盖瑞特并入霍尼韦尔（Honeywell）公司，但增压器产品仍沿用盖瑞特商标。

而对于一般用户而言，买台“带T的”涡轮增压车型的第一个反应就是：

比普通车的自然吸气引擎车动力强劲了不少！

的确，涡轮增压引擎得益于它与众不同的工作原理，使其拥有优异的升功率表现，相对于同功率的自然吸气车，在相同的动力输出数据和非极端使用条件下，油耗方面的未必会比自然吸气车差。

而且，其最大的优点就是升级、改装的便利性和原厂就具备的性能提升潜力也非自然吸气发动机可以媲美。

绅宝D70汽车是北汽控股公司在2009年收购瑞典萨博技术而自主研发的首款B级轿车。

它不仅继承了萨博的增压技术而且进行不断改善，使其更加满足消费者的需求。

1.2选题的目的与意义

废气涡轮增压系统，在发动机不需要重大变化的情况下，使功率上升20%～50%，高增压超过100%；

并且能回收一部分废气能量，使发动机的经济性提高3%～4%；

废气涡轮增压系统可以增大转矩，提高汽车装载质量，使汽车在高原地区，可恢复发动机功率；

减少排气噪声，对环境保护有重要意义。

废气涡轮增压系统具有良好的全工况性能。

主要是有利于改善低工况性能，提高排气能量利用率，使气缸扫气顺利，降低有害气体排放。

而绅宝D70轿车要在日益激烈的市场竞争中立于不败之地，也必然要采用这种废气涡轮增压技术。

通过不断地了解、学习、改进绅宝D70汽车的废气涡轮增压系统，使绅宝汽车的增压系统更加完善，更加满足消费者严格的要求。

1.3国内外研究现状

1.3.1国内研究现状

从涡轮增压器气动设计的角度来看，已经经历了3个阶段：

20世纪50年代采用的一维设计方法，简单认为流场参数只在轴向方向发生变化；

20世纪60—70年代采用的二维设计方法，认为流场具有轴对称的特点；

基于我国著名科学家吴仲华先生创立的S1、S2两类相对流面理论为准三维设计方法奠定了理论基础。

从一维、二维到准三维气动设计体系的共同特点是不能计及旋涡分离流动等的影响，只能通过引入经验修正因子加以考虑。

在日新月异的计算机技术的强力推动下，计算流体力学获得了突飞猛进的发展。

目前采用准二维设计方法设计离心式压气机与径流涡轮已经很普遍。

因全于元流方法可以更准确、更全面地描述叶轮内部流场，利于它对各种损失模型与叶轮内部流场的的深入研究已经取得很大成绩，现已成为涡轮增压器叶轮设计的基本方法。

我国近年也开始进行空气动力学计算、只元流场分析、叶轮及叶型设计、强度分析及性能预测等等。

就设计方法而言，下一步的发展一是取决于理论上的突破，二是计算机技术的发展。

我国的增压器工业的设计与制造技术正处在“发展中”状态，而西方国家已经达到了“发