发动机启停技术论文
发动机启停技术论文
启停技术主要作用是在停车阶段自动切断发动机使油耗减少，并在驾驶员欲起步时自动再次启动。下面是小编为大家精心推荐的发动机启停技术论文，希望能够对您有所帮助。
发动机启停技术论文篇一
汽车发动机启停系统的研究
摘要： 由于汽车保有量迅速增加，拥堵十分严重，导致废气排放成为影响城市空气质量的重要因素，石油资源消耗巨大。本文主要研究启停装置工作过程，是在停车阶段自动切断发动机使油耗减少，并在驾驶员欲起步时自动再次启动发动机，减少在怠速时产生的污染物及油耗。
Abstract： Due to the rapid increase of car ownership， traffic jam becomes very serious and consequently automobile exhaust has become the important factor affecting the urban air quality and oil resources consumption becomes huge. This paper mainly studies the working process of the start-stop system， which automatically cuts off the engine in stopping phase to reduce oil consumption and starts the engine automatically again when the driver is going to start thus reducing pollution and oil consumption in idle speed.
关键词： 启停系统;蓄电池;发动机
Key words： start-stop system;storage battery;engine
中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1006-4311(2013)22-0023-02
1 研究背景
由于城市拥堵十分严重，导致废气排放成为影响城市空气质量的重要因素，据统计京津地区PM2.5的污染中，机动车的尾气占30%，成为城市中重要污染物之一。同时，现在能源日渐减少，价格上升。而汽车在怠速时，其油耗是正常行驶时的1.4倍。我国一些城市，曾建议驾驶员在停车等候交通信号灯或交通拥堵超过一分钟，驾驶员需关闭发动机，以减少有害物质的排放。但此项规定没有强制性，操作复杂，所以执行情况并不好，所以交通工具必须寻找一种节约。根据这个出发点开发了启停(Start-Stop)装置，能在轨道道口或者交通信号灯前停车时自动短时切断发动机，当要继续行驶时不用操作点火钥匙就能启动发动机。根据法国PSA公司的研究，怠速停机可减少车辆的百公里油耗约2.5%～10%。
2 系统介绍
启停装置主要作用是在停车阶段自动切断发动机使油耗减少，并在驾驶员欲起步时自动再次启动。一旦汽车在以至少3km/h速度起步约4秒钟后行驶，就自动激活启停装置工作。启停装置的功能是通过发动机管理系统执行的，集成在发动机控制器软件内。启停装置规定用对启停装置非常重要的是，要了解启动器电池的充电状态是否允许发动机再次启动。这个过程被称之为启动电压预告。它说明已对重新启动发动机的所有特性和数值进行了分析。从而在蓄电池状态和发动机万有特性曲线之间进行一种不间断的对比。根据启动电压预告决定是否可以执行启停装置工作，或是否切断某些用电器，这是为了不再继续提高电流需用量。有关这方面情况目前涉及座椅加热装置、后风窗加热装置、视镜加热装置、转向盘加热装置和电加热器。这些器件在发动机再启动前必须防备性地予以切断，在发动机启动这个时间点停止工作。
3 系统工作过程
我们以手动变速器为例介绍启停装置工作过程。汽车以50km/h驶近红灯。驾驶员切换到低速挡并踩刹车汽车减速直至停住。驾驶员使汽车进入怠速状态并松开离合器踏板。启停装置切断发动机。仪表板显示器上有一个启停标识表示准备再次接通。交通信号灯转换到绿灯。驾驶员踩踏离合器踏板。启停装置再次自动接通发动机。仪表板显示器上的启停标识熄灭。驾驶员挂挡使汽车加速继续行驶。
4 系统工作条件
为了能使启停装置切断发动机，驾驶员除了手工操作离合器、换挡装置和制动器外，还必须满足下面条件。
4.1 正常工作条件：
①发动机停运的条件汽车停住(车速=0km/h)。
②发动机转速低于1200n/min。
③冷却剂温度在25℃和100℃之间。
④制动真空在550mbar以上。
⑤蓄电池能够提供在“发动机切断”之前计算出的为再次启动发动机所需要的电能(启动电压预告)。
⑥蓄电池温度大于或者等于-1℃和小于55℃。
⑦对乘员的空气调节要求不要太高。
⑧出风口额定和实际温度间的差值低于8℃。
⑨柴油颗粒过滤器不进行回收工作(仅柴油机)。
继续行驶-发动机启动。
由启停装置再次自动启动发动机必须满足下面阐明的条件。
①发动机启动的条件。
②驾驶员已系上安全带(安全带锁已入扣)。
③发动机罩盖已关闭。
④驾驶员车门已关闭(该条件只有在以后的进度表才能集成进入系统)。
⑤是手动变速器车型。
⑥操作离合器踏板。
⑦变速杆处在中间位置。
⑧或者是双离合器变速器。
⑨松开制动踏板。
4.2 下面的情况影响在驾驶员没有对此故意操作，但由于特定的环境或要求下，有可能启动发动机：
①行驶状态发生变化(例如：在制动松开后从停车状态开始滚动)。
②由乘员激活汽车内部系统(例如：激活除霜器)。 ③汽车系统的环境条件发生变化(例如：外界温度)。
根据汽车装备，下列条件亦可能起着作用：
①汽车在向下倾斜的马路上从停车状态开始滚动。必须制动助力和转向助力。
②如果汽车滚动速度高于3km/h，则发动机自动启动。
③发动机的冷却温度不在25℃和100℃之间。
④制动助力不够。
⑤蓄电池的充电状态不够。
⑥操作除霜器按键。
⑦提高鼓风机档级大于四级
⑧在空调设备上提高暖风或者冷风要求(出风口额定-实际温差>8℃)。
⑨为了保证启停装置工作激活时再次启动发动机，可对某些辅助用电器或者舒适性功能，例如：座椅加热，在发动机停运后不予接通。
4.3 系统在工作中，如果由于某些原因可能会造成发动机不能正常启动，或影响到发动机的正常工作，发动机启停系统会中断工作。除了已经说明的发动机停运或自动发动机启动的影响因素外，下列条件导致启停装置工作中断：
①启停装置已被启停装置工作按键切断。
②蓄电池的充电状态不能再次启动发动机(启动电压预告)。
③除霜功能被激活。
④前风窗玻璃加热装置被激活。
⑤空调设备操作元件上调节的温度与实际车内温度偏差8℃以上。
⑥发动机转速大于1200n/min。
⑦发电机失灵，例如：三角皮带撕断。
5 小结
随着道路交通情况的恶化、石油资源的匮乏以及空气的污染日益严重，本文介绍了发动机起停系统的在这三方面的优点，介绍了起停系统的工作过程和工作条件，为继续此项研究奠定了一定基础。
参考文献：
[1]Johnson Controls. Powertrain Strategies for the 21stCentury[M].2011.
[2]Jose Pessis. PSA Peugeot Citroen Stop & Start.
[3]The 21st Worldwide Battery，Hybrid and Fuel.Cell Electric Vehicle Symposium & Exhibition.
[4]朱敏慧.start-stop的中国前景[J].汽车与配件，2009.
[5]US Headquarters.Bosch Leading The Stop-Start Market[J]. Automotive Electronics，2009.
发动机启停技术论文篇二
发动机螺栓拧紧技术
【摘 要】发动机装配工艺主要涉及螺栓拧紧、各零部件密封和摩擦副润滑，其中影响螺栓拧紧扭矩的因素较多：操作者、拧紧工具、拧紧方法和拧紧材料(螺栓或螺母)。为进一步提高发动机的质量，螺栓的扭矩精度控制越来越高。本文以国内某发动机厂提升螺栓拧紧扭力控制精度为例，叙述了发动机螺栓扭矩动态拧紧和静态检测的主要内容和注意事项，为有类似需求的企业和技术人员提供思考的空间。
【关键词】发动机 螺栓拧紧 动态扭矩 静态检测
作为我国汽车零部件行业中的重要的一环，发动机零部件制造工艺技术如机加工、焊接、冲压、喷漆已经达到了世界一流水平，但发动机的螺栓拧紧技术与世界先进水平仍存在一定的差距。尽管近年来，发动机的质量水平在逐步升高，但螺栓拧紧技术与国外相关技术的研究有一定的差异，螺栓拧紧的差异会严重影响发动机的质量。
发动机的螺栓拧紧是一个比较复杂的过程，主要影响因素有拧紧工具、拧紧方法、拧紧顺序和禁固件的表面粗糙度等，螺栓拧紧扭矩分为动态扭矩和静态扭矩，动态扭矩是指紧固件在被紧固过程中测量得到的峰值，在拧紧过程中测量的;静态扭矩是指紧固件被紧固之后，将其在拧紧方向上继续拧紧方向继续旋转瞬间所需要的扭矩，又称检测扭矩。
因此，螺栓拧紧需要根据不同拧紧工具、拧紧方法、拧紧顺序和禁固件的表面粗糙度制定其检测扭矩。
1 螺栓紧固原理
螺栓连接的目的是使两被连接件紧密贴合，并为承受一定运动载荷，还需要两被连接件间具备足够的夹紧力，以确保被连接件的可靠连接和正常工作。而夹紧力需要通过对螺栓施加扭矩进行转换，施加的扭矩50%克服螺栓头下摩擦力，40%克服螺纹副的摩擦力，剩余10%转换成夹紧力(如图1)。
图1
2 螺栓拧紧方法
紧固件的夹紧力依靠
2.1 扭矩控制法(T)
扭矩控制法是最开始同时也是最简单的控制方法，它是当拧紧扭矩达到某一设定的控制值，立即停止拧紧的控制方法。
2.2 扭矩-转角控制法(TA)
扭矩-转角控制法首先将螺栓拧紧到一个不大的扭矩后，再从此点开始，拧紧一个规定的角度的控制方法。其优点是螺栓轴向预紧力精度高，可以获得较大的螺栓轴向预紧力，其数值可集中在平均值附近。
2.3 屈服点控制法(TG)
屈服点控制法是利用材料屈服的现象发展起来的一种高精度控制方法。是通过对拧紧的扭矩/转角的斜率的连续计算和判断来确定屈服点的。其拧紧精度非常高，误差能控制在±4%之内，但其精度主要取决于螺栓本身的屈服强度。
2.4 落座点-转角控制法(SPA)
落座点-转角控制法是在扭矩-转角控制法的基础上发展起来的，采用扭矩曲线的线性段与转角的A的坐标交点。其优点是摩擦系数对螺栓轴线预紧力的影响几乎可以完全消除。
2.5 螺栓伸长法(QA)
螺栓伸长法是通过测量螺栓的伸长量来确定是否达到屈服点的一种控制方法。虽然每个螺栓的屈服强度不一致，会给螺栓的拧紧带来误差，但其误差一般非常小。
3 拧紧工具
根据螺栓拧紧工具可以将分为三大类，电动拧紧工具、风动拧紧工具和手持定扭扳手，风动拧紧工具分为油压脉冲扳手和冲击扳手。电动拧紧工具的控制精度为3%-5%，油压脉冲扳手的控制精度为10%-15%，手持定扭扳手的控制精度5%-10%。
4 扭矩测量与质量控制
4.1拧紧结果的检测方法
螺栓使用拧紧工具拧紧后，需要对拧紧效果进行检测。检测扭矩受紧固件之间的连接形式影响较大，硬连接时静态检测扭矩大于动态扭矩值，软连接时静态检测扭矩值大于动态扭矩值。
静态扭矩的检测方法有三种：
松开法：将拧紧的螺栓使用扭矩扳手松开，读出松开的瞬时扭矩。由于螺纹升角的关系，松开的扭矩比拧紧扭矩要小，一般差30%左右。
紧固法：对已拧紧的螺栓用拧紧扳手，沿螺栓的拧紧的方向再施加一个逐渐增大的扭矩，直至螺栓再一次产生拧紧运动，读出此时的瞬时值。此方法扭矩检测偏差为实际扭矩的-5%-25%。其偏差产生的原因：在旋转螺栓的瞬时所产生的摩擦阻力不同于拧紧过程中的摩擦力，两者的摩擦系数不相同(前者是静摩擦，后者是动摩擦);同时操作人员掌握程度、用力大小、感觉偏差的影响，均会造成不同程度的偏差。
标记法：对已拧紧螺栓的位置做一个标记，将螺栓拧松之后，读出再拧紧到原来位置时的扭矩值。此方法的扭矩检测偏差为实际扭矩的-12%-+5%。
4.2螺栓拧紧与检测
螺栓的拧紧和检测要综合考虑紧固件的材料、拧紧方法、拧紧工具等。下面将以国内某知名发动机及企业(简称A公司)的螺栓拧紧和检测进行论述说明。
A公司以建设新发动机生产线为切契机，提高发动机的装配质量，借鉴同行业先进的拧紧技术进行生产线的设计。关键部位的零部件使用电动扳手拧紧，中等特性的零部件使用定扭扳手进行拧紧，特性要求低的零部件使用油压脉冲扳手进行拧紧。
螺栓的一部分拧紧工艺是由产品开发时制定的;螺栓的一部分拧紧工艺是由工艺部门在生产过程中进行开发或改进，拧紧工艺的改进需要依据检测的结果。A公司为了提高螺栓的拧紧精度，使用紧固法测量螺栓拧紧后扭矩，建立各零部件的检测标准。
A公司的工艺部门对螺栓拧紧检测积累大量的数据并制定了检测标准，下列主要列举两种零部件的拧紧检测，一种是硬连接，一种是软连接。
软连接：拧紧时使用电动扳手拧紧，螺栓的拧紧均值值是115.15Nm，标准偏差(Sigma)0.10，3Sigma是0.30，扭矩值如表1。
故将此螺栓的拧紧检测标准制定为131Nm-149Nm。
螺栓的检测标准制定的注意事项：
(1)需要依据检测零部件的连接特性、测量的拧紧结果;
(2)对检测人员进行培训，并进行MSA统计分析，提高检测精度;
(3)根据零部件连接的差异，建立适应本公司产品的检测标准。
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