畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告要求
開(kāi)題報(bào)告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文
（設(shè)計(jì)）的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。一、選題依據(jù)
1. 論文（設(shè)計(jì)）題目及研究領(lǐng)域；
2. 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值；
3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)。二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題；
2. 擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路）；
3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果。三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排
1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）；
2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃。四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述
學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)分析、研究、綜合，形成文獻(xiàn)綜述。必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開(kāi)題報(bào)告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。
五、其他要求
1. 開(kāi)題報(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作開(kāi)始后的前四周內(nèi)完成；
2. 開(kāi)題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查通過(guò)；
3. 開(kāi)題報(bào)告不合格或沒(méi)有做開(kāi)題報(bào)告的學(xué)生，須重做或補(bǔ)做合格后，方能繼續(xù)論文（設(shè)計(jì)）工作，否則不允許參加答辯；
4. 開(kāi)題報(bào)告通過(guò)后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師；
5. 開(kāi)題報(bào)告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊(cè)（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。
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一、選題依據(jù)1.研究領(lǐng)域
本題目涉及內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)、發(fā)動(dòng)機(jī)原理等多方面的知識(shí)。2.論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值
以化石能源為燃料的傳統(tǒng)燃油汽車的大量增加，引發(fā)了全球變暖等一系列嚴(yán)重的問(wèn)題，吸引了全世界的目光。自工業(yè)革命以來(lái)，人類向大氣中排放了大量的二氧化碳等吸熱性強(qiáng)的溫室氣體，尤其是在交通發(fā)達(dá)的現(xiàn)在，人均擁有的車輛越來(lái)越多，排放量也越來(lái)越大，大氣的溫室效應(yīng)也隨之增強(qiáng)，溫室效應(yīng)的增強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致全球平均氣溫再上升 2℃，使得南北極的冰山大幅度融化，海平面會(huì)大大上升，造成一系列災(zāi)難。為了防止出現(xiàn)悲劇，哥本哈根會(huì)議指出，必須停止增加溫室氣體排放，并且在 2015
年到 2020 年之間開(kāi)始減少排放。為此，歐洲國(guó)家以及中國(guó)開(kāi)始提高車輛排放標(biāo)準(zhǔn)， 讓交通工具排放到大氣中的溫室氣體減少。隨著越來(lái)越嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，很多汽車制造商開(kāi)始研發(fā)電動(dòng)車，但是電動(dòng)車的關(guān)鍵問(wèn)題，電池的續(xù)航能力以及輕量化始終得不到很好的解決，在向電動(dòng)車過(guò)渡的這一階段，傳統(tǒng)燃油汽車仍然具有很重要的地位， 如何減少傳統(tǒng)燃油汽車的排放，已經(jīng)成為了幾乎所有汽車制造商的主要研究課題。以本田的地球夢(mèng)技術(shù)，馬自達(dá)的創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)為代表的日本發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，圍繞著發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化以及低速化進(jìn)行研究。所以本論文對(duì)本田 WH-125 型發(fā)動(dòng)機(jī)的改造將圍繞著低速化和小型化來(lái)進(jìn)行。因此本研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義及必要性，選題的內(nèi)容符合機(jī)制專業(yè)的培養(yǎng)要求，設(shè)計(jì)方向明確，難易度適中。設(shè)計(jì)工作在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上展開(kāi)，具備理論基礎(chǔ)和技術(shù)可行性。學(xué)生已掌握設(shè)計(jì)所需的相關(guān)知識(shí)，在軟硬件方面及查獻(xiàn)等方面有切實(shí)保障。同時(shí)，指導(dǎo)教師具備相關(guān)設(shè)計(jì)背景，學(xué)生有充裕的時(shí)間開(kāi)展工作。
3.目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)
小型化指的是汽車工程師減小發(fā)動(dòng)機(jī)排量或減少氣缸數(shù)量的舉措。低速化是指將變速箱和差速器等的傳動(dòng)裝置與發(fā)動(dòng)機(jī)相匹配，使發(fā)動(dòng)機(jī)在既定的高速路工況下以每分鐘較低的轉(zhuǎn)速（RPM）運(yùn)轉(zhuǎn)。目前，這兩項(xiàng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于輕型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中， 用以提高燃油效率，同時(shí)減少尾氣和溫室氣體排放。全球排放法規(guī)和不斷提高的燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)推動(dòng)著工程師采取小型化和低速化的技術(shù)路線。小型化可以提升 20% 到 30%的燃油效率，而降低轉(zhuǎn)速可以在此基礎(chǔ)上再度提升 3%到 7%。并且從 1987 年到2010 年，發(fā)動(dòng)機(jī)功率密度提升超過(guò) 50%。功率密度是指每立方英寸排量的馬力。如今
發(fā)動(dòng)機(jī)的功率密度約為 1.0。在 20 世紀(jì) 60 年代的“肌肉車”時(shí)代，一輛高性能的街
車可達(dá)到每立方英寸1.0 到1.2 馬力。大眾汽車現(xiàn)在正在開(kāi)發(fā)每立方英寸馬力高達(dá)2.0 的發(fā)動(dòng)機(jī)。這些高輸出功率的發(fā)動(dòng)機(jī)就像當(dāng)年的賽車發(fā)動(dòng)機(jī)一樣：精密、復(fù)雜且承受著巨大壓力，這一切都是技術(shù)發(fā)展帶來(lái)的提升，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化首當(dāng)其沖。所謂的發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速化是通過(guò)選擇齒輪比，在一定的高速路工況速度下，用降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方式來(lái)節(jié)省燃油。例如，如今，在高速擋、時(shí)速 100 公里的條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在1700rpm-1800rpm 已十分常見(jiàn)。降低轉(zhuǎn)速的一個(gè)潛在問(wèn)題是對(duì)動(dòng)力性能的影響。不過(guò)由于自動(dòng)變速箱的電子控制系統(tǒng)可以在爬坡、加速或拖載重物時(shí)，快速、平穩(wěn)地切換到低速檔，這樣就能保持動(dòng)力性能不受影響了。
二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題
(1). 發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱傳動(dòng)比優(yōu)化； (2).發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率的提高； (3).發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸頭結(jié)構(gòu)分析。
2. 擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路） (1).發(fā)動(dòng)機(jī)原理及結(jié)構(gòu)確認(rèn)；
(2). 發(fā)動(dòng)機(jī)改造總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； (3).電子燃油噴射系統(tǒng)運(yùn)用； (4).發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比改造設(shè)計(jì)； (5).發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸頭結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)； (6).發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)比優(yōu)化設(shè)計(jì)。
3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果
結(jié)合具體的設(shè)計(jì)要求，通過(guò)學(xué)習(xí)及查閱相關(guān)方面的資料，全面的了解和掌握發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)，完成發(fā)動(dòng)機(jī)改造總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)功能部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)關(guān)鍵部件的強(qiáng)度進(jìn)行有限元分析。最終完成論文、發(fā)動(dòng)機(jī)的 3D 模型、2D 工程圖（裝配圖、零件圖）、有限元分析報(bào)告、外文文獻(xiàn)翻譯
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三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排
1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）；
首先采用文獻(xiàn)研究法，通過(guò)閱讀有關(guān)論文、圖書(shū)及相關(guān)資料，針對(duì)具體的設(shè)計(jì)要求，著重從理論及結(jié)構(gòu)上對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)小型化和低速化進(jìn)行全面的了解； 第二，利用 3D 設(shè)計(jì)方法，逐一進(jìn)行各機(jī)構(gòu)、部件的優(yōu)化以及設(shè)計(jì)，確定零件尺寸及進(jìn)行干涉檢查；第三，有限元分析法，利用有限元分析模塊對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行強(qiáng)度分析。
2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃
第 1 周：查閱相關(guān)文獻(xiàn)，收集資料，了解設(shè)計(jì)內(nèi)容；
第 2 周：翻譯外文文獻(xiàn)，完成相關(guān)工作；
第 3 周：分析歸納文獻(xiàn)，撰寫文獻(xiàn)綜述，確定研究方法，撰寫開(kāi)題報(bào)告；
第 4 周：整理開(kāi)題報(bào)告、文獻(xiàn)綜述，開(kāi)題報(bào)告答辯；
第 5 周：發(fā)動(dòng)機(jī)改造總體方案設(shè)計(jì)；
第 6 周：開(kāi)展電子燃油噴射系統(tǒng)實(shí)裝運(yùn)用的工作；
第 7 周：整理已開(kāi)展的工作，中期檢查；
第 8 周：進(jìn)行汽缸壓縮比改造設(shè)計(jì)，開(kāi)展汽缸頭結(jié)構(gòu)改造的工作；
第 9 周：發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)比的優(yōu)化設(shè)計(jì)；
第 10 周：進(jìn)行關(guān)鍵部件的有限元分析，校核其強(qiáng)度；
第 11 周：系統(tǒng)整合，進(jìn)行總裝配； 第 12 周：生成、完善 2D 和 3D 圖紙； 第 13 周：修改完善設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；
第 14 周：完善畢業(yè)設(shè)計(jì)各項(xiàng)內(nèi)容，做好答辯 PPT，提交論文，準(zhǔn)備答辯。
四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
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附：文獻(xiàn)綜述
文獻(xiàn)綜述
引言
“十一五”提出了節(jié)能減排的政策要求，發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能是產(chǎn)業(yè)化節(jié)能環(huán)節(jié)的重要一項(xiàng)，隨著各地展開(kāi)的暴風(fēng)驟雨般的節(jié)能減排活動(dòng)，通過(guò)技術(shù)革新來(lái)促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能減排功效是重要的發(fā)展方向之一。發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車運(yùn)行的重要裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)屬于整套動(dòng)力系統(tǒng)的輸出設(shè)備，其中包括了變速齒輪，發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)軸等等，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)所涉及到的產(chǎn)業(yè)鏈也越來(lái)越長(zhǎng)，人們的生產(chǎn)生活已經(jīng)離不開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)了， 人們不斷的研制出不同用途多種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，但是無(wú)論哪一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其基本的前提條件都是燃料的燃燒，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸出，燃燒就意味著能源消耗，面對(duì)越來(lái)越緊缺的能源供應(yīng)和嚴(yán)峻的環(huán)境保護(hù)壓力，這使得發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能問(wèn)題尤為重要。發(fā)動(dòng)機(jī)性能的好壞也會(huì)直接影響汽車的二氧化碳排放量，所以說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)的減排是節(jié)能減排控制的重要內(nèi)容之一。并且伴隨著化石能源為燃料的傳統(tǒng)燃油汽車的大量增加， 引發(fā)了全球變暖等一系列嚴(yán)重的問(wèn)題，吸引了全世界的目光。自工業(yè)革命以來(lái)，人類向大氣中排放了大量的二氧化碳等吸熱性強(qiáng)的溫室氣體，尤其是在交通發(fā)達(dá)的現(xiàn)在， 人均擁有的車輛越來(lái)越多，排放量也越來(lái)越大，大氣的溫室效應(yīng)也隨之增強(qiáng)，溫室效應(yīng)的增強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致全球平均氣溫再上升 2℃，使得南北極的冰山大幅度融化，海平面會(huì)大大上升，造成一系列災(zāi)難。為了防止出現(xiàn)悲劇，哥本哈根會(huì)議指出，必須停止增加溫室氣體排放，并且在 2015 年到 2020 年之間開(kāi)始減少排放。為此，歐洲國(guó)家以及中國(guó)開(kāi)始提高車輛排放標(biāo)準(zhǔn)，讓交通工具排放到大氣中的溫室氣體減少。隨著越來(lái)越嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，很多汽車制造商開(kāi)始研發(fā)電動(dòng)車，但是電動(dòng)車的關(guān)鍵問(wèn)題，電池的續(xù)航能力以及輕量化始終得不到很好的解決，在向電動(dòng)車過(guò)渡的這一階段，傳統(tǒng)燃油汽車仍然具有很重要的地位，如何減少傳統(tǒng)燃油汽車的排放，已經(jīng)成為了幾乎所有汽車制造商的主要研究課題。以本田的地球夢(mèng)技術(shù)，馬自達(dá)的創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)為代表的日本發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，圍繞著發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化以及低速化進(jìn)行研究。
一、電子燃油噴射系統(tǒng)的重要性
汽車空燃比控制和轉(zhuǎn)速控制是發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的兩個(gè)重要問(wèn)題。為了使汽車滿足一定的排放要求，同時(shí)要具備良好的駕駛性能，需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比和轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。這是因?yàn)槿呋D(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化效率在可燃混合氣的化學(xué)當(dāng)量上達(dá)到最高，所以需要控制發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比在這一理論值附近，減少?gòu)U氣的排放，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制不僅可以減輕駕駛員的疲勞，減少交通事故的發(fā)生，更重要的是，可以節(jié)省燃料，
提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。而本田 WH-125 型發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是化油器，而非電子燃油噴射系統(tǒng)，無(wú)法做到對(duì)空燃比進(jìn)行準(zhǔn)確的控制和監(jiān)視，對(duì)轉(zhuǎn)速也只能通過(guò)調(diào)節(jié)化油器上的節(jié)氣門調(diào)節(jié)螺釘，調(diào)節(jié)化油器柱塞的開(kāi)度（轉(zhuǎn)閥式是調(diào)節(jié)閥門開(kāi)啟角度）從而達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的?；推魃系牧硪粋€(gè)螺釘叫做怠速輔助噴孔調(diào)節(jié)螺釘（根據(jù)化油器類型不同，還有調(diào)節(jié)怠速進(jìn)氣口的），用于調(diào)節(jié)怠速工況時(shí)的噴油量，以達(dá)到怠速時(shí)的各種性能效果。而對(duì)化油器進(jìn)行調(diào)節(jié)，只會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，加速，以及怠速向中間油門的過(guò)渡。對(duì)油耗有影響，但是影響并不大，更多的是根據(jù)實(shí)際需求來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能。所以依靠調(diào)節(jié)化油器來(lái)降低油耗并不可取，但是化油器并非沒(méi)有好處，作為傳統(tǒng)機(jī)械方式的器械，化油器的工作穩(wěn)定，外界原因?qū)ζ溆绊懶?，是很多越野類摩托車和賽車還是青睞于化油器的主要原因之一。但是隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的越來(lái)越高，對(duì)環(huán)境保護(hù)的需求也越來(lái)越大，自進(jìn)入 21 世紀(jì)以來(lái)，化油器已經(jīng)全面被電子燃油噴射系統(tǒng)所取代了，相較于化油器，電子燃油噴射系統(tǒng)因?yàn)樾枰友b許多傳感器，用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)工況進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)外界環(huán)境的變化和發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)時(shí)的工況做出反應(yīng)，調(diào)節(jié)噴油量和噴油時(shí)機(jī)，也因此，電子燃油噴射系統(tǒng)并沒(méi)有化油器來(lái)的那么穩(wěn)定。但是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，電子燃油噴射系統(tǒng)越來(lái)越穩(wěn)定，可以適應(yīng)各種在極端工況下的工作，并且可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際需求，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的各種參量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)可以在各種不同的工況下都能夠正常工作，尤其是，電子燃油噴射系統(tǒng)的本質(zhì)在于調(diào)節(jié)噴油量和噴油脈寬（也就是噴油時(shí)間）來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，利用這一點(diǎn)，可以做到降低排放，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。雖然，電子燃油噴射技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越發(fā)達(dá)，但是想要更深入的了解其工作形式，為了以后的職業(yè)方向的考慮，以及， 對(duì)節(jié)能減排更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和理解，對(duì)化油器型的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改裝，替換為電子燃油噴射系統(tǒng)，其意義重大，并且，本田 WH-125 發(fā)動(dòng)機(jī)是單缸 125cc 發(fā)動(dòng)機(jī)，工況相較于多缸的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)較為簡(jiǎn)單，工作也更加穩(wěn)定，利用其對(duì)電子燃油噴射系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，不失為一種好辦法。
二、發(fā)動(dòng)機(jī)小型化與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
發(fā)動(dòng)機(jī)目前的發(fā)展形勢(shì)主要是發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化和輕量化，小型化意味著氣缸數(shù)的削減，排量的減少，但是排量的減少并不意味著功率的降低，以功率的降低為代價(jià)來(lái)?yè)Q取燃油經(jīng)濟(jì)性的提高，是不可取的，所以小型化發(fā)動(dòng)機(jī)基本都打上了高壓縮比或者是渦輪增壓，機(jī)械增壓等標(biāo)簽。壓縮比的提高，使得火焰燃燒的空間更小，產(chǎn)生更多的能量來(lái)推動(dòng)曲軸對(duì)外輸出。而渦輪增壓或者機(jī)械增壓則是通過(guò)降低壓縮比，但是利用排放的尾氣或者是曲軸對(duì)外輸出的功來(lái)使更多的空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，使得汽缸可以吸
入更多的新鮮工質(zhì)，壓力更大，燃燒更加完全，以此提高功率。以上提及的手段都是
發(fā)動(dòng)機(jī)在小型化的過(guò)程中，工程師們想出來(lái)的在降低排量的時(shí)候，保證功率不下降， 維持著原有的甚至比以前大排量發(fā)動(dòng)機(jī)更高的功率，最出名的不外乎方程式賽車，以1.6L 的排量來(lái)壓榨出 1000 馬力，當(dāng)然以高轉(zhuǎn)速和超高的壓縮比帶來(lái)的是發(fā)動(dòng)機(jī)壽命的嚴(yán)重縮短。但是我們的家用車并不需要考慮那么極端的工況，我們的日常也不需要那么大的功率。其次，在提高壓縮比或者采用增壓的方式的同時(shí)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)也需要進(jìn)行優(yōu)化，像本田的 VTEC 技術(shù)，采用變凸輪的方式使發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速之后氣門升程變大，換取發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)有較好的扭矩和功率表現(xiàn)。所以在降低排量的同時(shí)，保證功率不下降也是一個(gè)很重要的課題。在本次的論文中，將通過(guò)對(duì)本田 WH-125 發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比進(jìn)行改造，并且，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度上的優(yōu)化，使得本田 WH-125 發(fā)動(dòng)機(jī)在降低了排量的同時(shí)，保證功率不下降，理解發(fā)動(dòng)機(jī)小型化的概念以及實(shí)際運(yùn)用。在排放法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)格，對(duì)環(huán)境保護(hù)呼聲越來(lái)越高的今天，小型化無(wú)疑是具備很重要的研究?jī)r(jià)值的。
三、變速箱傳動(dòng)比優(yōu)化
對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)而言，沒(méi)有一副好的變速箱，就不能完全的發(fā)揮出發(fā)動(dòng)機(jī)的潛力，而且，變速箱傳動(dòng)比的搭配不當(dāng)不僅會(huì)降低駕駛員的操作舒適度和操作性而且也會(huì)讓油耗上升，對(duì)于追求低油耗和環(huán)保效益的現(xiàn)在而言，無(wú)疑是致命的。變速箱的作用在于擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，同時(shí)，也使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利（功率高二油耗較低）的工況下工作。正常的情況下，只有當(dāng)作用在汽車驅(qū)動(dòng)輪上的牽引力足以克服外界對(duì)汽車的阻力時(shí)，汽車才能夠正常的起步和正常行駛，而若是沒(méi)有變速箱，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩傳遞給驅(qū)動(dòng)輪，并不足以使驅(qū)動(dòng)輪獲得能夠克服行駛阻力的轉(zhuǎn)矩，牽引力過(guò)小，汽車根本無(wú)法起步，而加裝了變速器之后，若是傳動(dòng)比過(guò)大，牽引力足夠，汽車可以正常起步，但是輸出的轉(zhuǎn)速過(guò)低，汽車無(wú)法達(dá)到高速，無(wú)論哪一種情況，對(duì)于車輛的操作性都不是好消息，而且，選擇錯(cuò)誤的傳動(dòng)比，會(huì)使得油耗增加，違背了節(jié)能減排的理念，所以正確的選擇傳動(dòng)比，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)匹配變速箱，來(lái)達(dá)到減排的目的。本田 WH-125 發(fā)動(dòng)機(jī)是單缸 125cc 風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)，作為摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)，和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不一樣，摩托車的變速箱和發(fā)動(dòng)機(jī)總成在一塊，而汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱則是分開(kāi)的，若是只對(duì)本田 WH-125 發(fā)動(dòng)機(jī)得汽缸結(jié)構(gòu)，壓縮比這些傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)方面下手，而不考慮變速箱對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響的話，那么是無(wú)法得到一個(gè)好的結(jié)果的，尤其是在降低排放這些方面，變速箱對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的作用不可以忽視，所以，本次論文也將有一部分圍繞著發(fā)動(dòng)機(jī)的變速箱的傳動(dòng)比優(yōu)化來(lái)進(jìn)行，在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體改造的基礎(chǔ)上，對(duì)變速箱也進(jìn)行優(yōu)化，是一個(gè)完整工程的整體，每一部分都息息相關(guān)。
總結(jié)
伴隨著能源危機(jī)，溫室效應(yīng)等一系列環(huán)境問(wèn)題，作為首要排放源的交通工具，依 然是以燃料燃燒來(lái)作為主要的驅(qū)動(dòng)方式，并且，隨著排放法規(guī)的要求越來(lái)越高，尋求 低排放甚至無(wú)污染低能耗是的驅(qū)動(dòng)方式已經(jīng)成為了解決環(huán)境問(wèn)題的主要突破口了。許 多的汽車制造商開(kāi)始研究生產(chǎn)電動(dòng)車，但是因?yàn)殡姵厝萘颗c充電的問(wèn)題并沒(méi)有得到很 好的方法來(lái)解決，現(xiàn)在正處在從燃油機(jī)過(guò)渡到電動(dòng)機(jī)的階段上，燃油機(jī)的電動(dòng)化是不 可避免的大趨勢(shì)，但是內(nèi)燃機(jī)依然有著不可取代的地位。部分汽車制造商在研發(fā)電動(dòng) 車的過(guò)程中，結(jié)合內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的特性，研發(fā)了混合動(dòng)力的汽車，在降低考慮排放 的同時(shí)還能避免功率的大幅度損失，在這些方面，日本的汽車制造商尤為突出。在電 池問(wèn)題徹底解決以前，內(nèi)燃機(jī)依然會(huì)是交通工具的主要驅(qū)動(dòng)元，所以內(nèi)燃機(jī)的低排放 和低能耗化，是一個(gè)很有價(jià)值的研究問(wèn)題，對(duì)此，很多的廠商采用了不同方法，小型 化，渦輪增壓，混合動(dòng)力，柴油化，缸內(nèi)直噴等技術(shù)不斷被開(kāi)發(fā)出來(lái)，為了能夠更深 入的學(xué)習(xí)和了解汽車未來(lái)的發(fā)展方向，對(duì)“汽車的心臟”發(fā)動(dòng)機(jī)需要有更深入的理解， 并且能將這些理解應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中。
指導(dǎo)教師評(píng)閱意見(jiàn)（對(duì)選題情況、研究?jī)?nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評(píng)閱）
簽字： 年 月 日
教研室主任意見(jiàn)
簽字： 年 月 日
學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見(jiàn)
簽字： 年 月 日公章：
摘要
伴隨著能源危機(jī)，溫室效應(yīng)等一系列環(huán)境問(wèn)題，作為首要排放源的交通工具，依然是以燃料燃燒來(lái)作為主要的驅(qū)動(dòng)方式，并且，隨著排放法規(guī)的要求越來(lái)越高，尋求低排放甚至無(wú)污染低能耗是的驅(qū)動(dòng)方式已經(jīng)成為了解決環(huán)境問(wèn)題的主要突破口了。許多的汽車制造商開(kāi)始研究生產(chǎn)電動(dòng)車，但是因?yàn)殡姵厝萘颗c充電的問(wèn)題并沒(méi)有得到很好的方法來(lái)解決，現(xiàn)在正處在從燃油機(jī)過(guò)渡到電動(dòng)機(jī)的階段上，燃油機(jī)的電動(dòng)化是不可避免的大趨勢(shì)，但是內(nèi)燃機(jī)依然有著不可取代的地位。部分汽車制造商在研發(fā)電動(dòng)車的過(guò)程中，結(jié)合內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的特性，研發(fā)了混合動(dòng)力的汽車，在降低考慮排放的同時(shí)還能避免功率的大幅度損失，在這些方面，日本的汽車制造商尤為突出。在電池問(wèn)題徹底解決以前，內(nèi)燃機(jī)依然會(huì)是交通工具的主要驅(qū)動(dòng)元，所以內(nèi)燃機(jī)的低排放和低能耗化，是一個(gè)很有價(jià)值的研究問(wèn)題，對(duì)此，很多的廠商采用了不同方法，小型化，渦輪增壓，混合動(dòng)力，柴油化，缸內(nèi)直噴等技術(shù)不斷被開(kāi)發(fā)出來(lái)，為了能夠更深入的學(xué)習(xí)和了解汽車未來(lái)的發(fā)展方向，對(duì)“汽車的心臟”發(fā)動(dòng)機(jī)需要有更深入的理解，并且能將這些理解應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中。
關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；經(jīng)濟(jì)性；小型化；排放法規(guī)
Abstract
With a series of environmental problems, such as energy crisis and greenhouse effect, as the primary emission source, the vehicle still uses fuel combustion as the main driving mode, and with the increasing requirements of emission regulations, it has become the main breakthrough to find the driving mode of low emission, no pollution and low energy consumption. Many auto mobile manufacturers began to study and produce electric vehicles, but because the problems of battery capacity and charging have not been solved well, they are now in the stage of transition from fuel engine to electric motor, and the motorization of fuel engine is an inevitable trend, but internal combustion engine still has an irreplaceable position. During the research and development of electric vehicles, some auto mobile manufacturers have developed hybrid vehicles by combining the characteristics of internal combustion engines and motors, which can reduce emissions and avoid significant loss of power at the same time. in these aspects, Japanese auto mobile manufacturers are particularly prominent. Until the battery problem is thoroughly solved, the internal combustion engine will still be the main driving element of the vehicle, so the low emission and low energy consumption of the internal combustion engine is a valuable research problem. in this regard, many manufacturers have adopted different methods, miniaturization, turbocharged, hybrid power, diesel, in-cylinder direct injection and other technologies have been developed constantly. in order to learn and understand the future development direction of the car in a deeper way, we need to have a deeper understanding of the " heart of the car" engine, and these understandings can be applied in actual production.
Key Words：engine；economic；miniaturization；emission regulation
目錄
1、緒論………………………………………………………………1
1.1目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)……………………………………………1
1.2電子燃油噴射裝置及發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向…………………………1
1.2.1電子燃油噴射系統(tǒng)的重要性……………………………………2
1.2.2發(fā)動(dòng)機(jī)小型化與結(jié)構(gòu)優(yōu)化………………………………………3
2、發(fā)動(dòng)機(jī)改造設(shè)計(jì)…………………………………………………5
2.1總體設(shè)計(jì)方案……………………………………………………………5
2.1.1發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)改造…………………………………………………5
2.1.2變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………………5
3、電噴系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………6
3.1化油器系統(tǒng)的問(wèn)題點(diǎn)……………………………………………………6
3.2電子燃油噴射系統(tǒng)的簡(jiǎn)介………………………………………………6
3.3電子燃油噴射裝置的改裝步驟…………………………………………7
3.4曲軸位置傳感器（CKP）………………………………………………12
3.5 CDI點(diǎn)火系統(tǒng)…………………………………………………………13
3.6電子燃油噴射裝置配套標(biāo)定軟件的使用和調(diào)試……………………14
4、發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)改造………………………………………18
4.1發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的改造……………………………………………………18
5、發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱改造……………………………………21
5.1 變速箱及傳動(dòng)系統(tǒng)的分析……………………………………………21
5.2 變速箱的傳動(dòng)比改造…………………………………………………23
5.2.1發(fā)動(dòng)機(jī)原變速箱的傳動(dòng)比………………………………………23
5.2.2副軸輸出鏈輪的設(shè)計(jì)……………………………………………25
6、試車效果………………………………………………26
6.1離合效果………………………………………………………………26
6.2電子燃油噴射裝置效果分析…………………………………………26
6.3油耗分析………………………………………………………………26
7、結(jié)論……………………………………………………27
8、致謝
9、參考文獻(xiàn)
1、緒論
1.1目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)
小型化指的是汽車工程師減小發(fā)動(dòng)機(jī)排量或減少氣缸數(shù)量的舉措。低速化是指將變速箱和差速器等的傳動(dòng)裝置與發(fā)動(dòng)機(jī)相匹配，使發(fā)動(dòng)機(jī)在既定的高速路工況下以每分鐘較低的轉(zhuǎn)速（RPM）運(yùn)轉(zhuǎn)。目前，這兩項(xiàng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于輕型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中，用以提高燃油效率，同時(shí)減少尾氣和溫室氣體排放。全球排放法規(guī)和不斷提高的燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)推動(dòng)著工程師采取小型化和低速化的技術(shù)路線。小型化可以提升20%到30%的燃油效率，而降低轉(zhuǎn)速可以在此基礎(chǔ)上再度提升3%到7%。并且從1987年到2010年，發(fā)動(dòng)機(jī)功率密度提升超過(guò)50%。功率密度是指每立方英寸排量的馬力。如今發(fā)動(dòng)機(jī)的功率密度約為1.0。在20世紀(jì)60年代的“肌肉車”時(shí)代，一輛高性能的街車可達(dá)到每立方英寸1.0到1.2馬力。大眾汽車現(xiàn)在正在開(kāi)發(fā)每立方英寸馬力高達(dá)2.0的發(fā)動(dòng)機(jī)。這些高輸出功率的發(fā)動(dòng)機(jī)就像當(dāng)年的賽車發(fā)動(dòng)機(jī)一樣：精密、復(fù)雜且承受著巨大壓力，這一切都是技術(shù)發(fā)展帶來(lái)的提升，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化首當(dāng)其沖。所謂的發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速化是通過(guò)選擇齒輪比，在一定的高速路工況速度下，用降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方式來(lái)節(jié)省燃油。例如，如今，在高速擋、時(shí)速100公里的條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在1700rpm-1800rpm已十分常見(jiàn)。降低轉(zhuǎn)速的一個(gè)潛在問(wèn)題是對(duì)動(dòng)力性能的影響。不過(guò)由于自動(dòng)變速箱的電子控制系統(tǒng)可以在爬坡、加速或拖載重物時(shí)，快速、平穩(wěn)地切換到低速檔，這樣就能保持動(dòng)力性能不受影響了。
1.2電子燃油噴射裝置及發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向
“十一五”提出了節(jié)能減排的政策要求，發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能是產(chǎn)業(yè)化節(jié)能環(huán)節(jié)的重要一項(xiàng)，隨著各地展開(kāi)的暴風(fēng)驟雨般的節(jié)能減排活動(dòng)，通過(guò)技術(shù)革新來(lái)促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能減排功效是重要的發(fā)展方向之一。發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車運(yùn)行的重要裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)屬于整套動(dòng)力系統(tǒng)的輸出設(shè)備，其中包括了變速齒輪，發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)軸等等，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)所涉及到的產(chǎn)業(yè)鏈也越來(lái)越長(zhǎng)，人們的生產(chǎn)生活已經(jīng)離不開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)了，人們不斷的研制出不同用途多種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，但是無(wú)論哪一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其基本的前提條件都是燃料的燃燒，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸出，燃燒就意味著能源消耗，面對(duì)越來(lái)越緊缺的能源供應(yīng)和嚴(yán)峻的環(huán)境保護(hù)壓力，這使得發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能問(wèn)題尤為重要。發(fā)動(dòng)機(jī)性能的好壞也會(huì)直接影響汽車的二氧化碳排放量，所以說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)的減排是節(jié)能減排控制的重要內(nèi)容之一。并且伴隨著化石能源為燃料的傳統(tǒng)燃油汽車的大量增加，引發(fā)了全球變暖等一系列嚴(yán)重的問(wèn)題，吸引了全世界的目光。自工業(yè)革命以來(lái)，人類向大氣中排放了大量的二氧化碳等吸熱性強(qiáng)的溫室氣體，尤其是在交通發(fā)達(dá)的現(xiàn)在，人均擁有的車輛越來(lái)越多，排放量也越來(lái)越大，大氣的溫室效應(yīng)也隨之增強(qiáng)，溫室效應(yīng)的增強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致全球平均氣溫再上升2℃，使得南北極的冰山大幅度融化，海平面會(huì)大大上升，造成一系列災(zāi)難。為了防止出現(xiàn)悲劇，哥本哈根會(huì)議指出，必須停止增加溫室氣體排放，并且在2015年到2020年之間開(kāi)始減少排放。為此，歐洲國(guó)家以及中國(guó)開(kāi)始提高車輛排放標(biāo)準(zhǔn)，讓交通工具排放到大氣中的溫室氣體減少。隨著越來(lái)越嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，很多汽車制造商開(kāi)始研發(fā)電動(dòng)車，但是電動(dòng)車的關(guān)鍵問(wèn)題，電池的續(xù)航能力以及輕量化始終得不到很好的解決，在向電動(dòng)車過(guò)渡的這一階段，傳統(tǒng)燃油汽車仍然具有很重要的地位，如何減少傳統(tǒng)燃油汽車的排放，已經(jīng)成為了幾乎所有汽車制造商的主要研究課題。以本田的地球夢(mèng)技術(shù)，馬自達(dá)的創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)為代表的日本發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，圍繞著發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化以及低速化進(jìn)行研究。
1.2.1電子燃油噴射系統(tǒng)的重要性
汽車空燃比控制和轉(zhuǎn)速控制是發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的兩個(gè)重要問(wèn)題。為了使汽車滿足一定的排放要求，同時(shí)要具備良好的駕駛性能，需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比和轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。這是因?yàn)槿呋D(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化效率在可燃混合氣的化學(xué)當(dāng)量上達(dá)到最高，所以需要控制發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比在這一理論值附近，減少?gòu)U氣的排放，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制不僅可以減輕駕駛員的疲勞，減少交通事故的發(fā)生，更重要的是，可以節(jié)省燃料，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。而本田WH-125型發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是化油器，而非電子燃油噴射系統(tǒng)，無(wú)法做到對(duì)空燃比進(jìn)行準(zhǔn)確的控制和監(jiān)視，對(duì)轉(zhuǎn)速也只能通過(guò)調(diào)節(jié)化油器上的節(jié)氣門調(diào)節(jié)螺釘，調(diào)節(jié)化油器柱塞的開(kāi)度（轉(zhuǎn)閥式是調(diào)節(jié)閥門開(kāi)啟角度）從而達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的?；推魃系牧硪粋€(gè)螺釘叫做怠速輔助噴孔調(diào)節(jié)螺釘（根據(jù)化油器類型不同，還有調(diào)節(jié)怠速進(jìn)氣口的），用于調(diào)節(jié)怠速工況時(shí)的噴油量，以達(dá)到怠速時(shí)的各種性能效果。而對(duì)化油器進(jìn)行調(diào)節(jié)，只會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，加速，以及怠速向中間油門的過(guò)渡。對(duì)油耗有影響，但是影響并不大，更多的是根據(jù)實(shí)際需求來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能。所以依靠調(diào)節(jié)化油器來(lái)降低油耗并不可取，但是化油器并非沒(méi)有好處，作為傳統(tǒng)機(jī)械方式的器械，化油器的工作穩(wěn)定，外界原因?qū)ζ溆绊懶?，是很多越野類摩托車和賽車還是青睞于化油器的主要原因之一。但是隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的越來(lái)越高，對(duì)環(huán)境保護(hù)的需求也越來(lái)越大，自進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，化油器已經(jīng)全面被電子燃油噴射系統(tǒng)所取代了，相較于化油器，電子燃油噴射系統(tǒng)因?yàn)樾枰友b許多傳感器，用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)工況進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)外界環(huán)境的變化和發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)時(shí)的工況做出反應(yīng)，調(diào)節(jié)噴油量和噴油時(shí)機(jī)，也因此，電子燃油噴射系統(tǒng)并沒(méi)有化油器來(lái)的那么穩(wěn)定。但是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，電子燃油噴射系統(tǒng)越來(lái)越穩(wěn)定，可以適應(yīng)各種在極端工況下的工作，并且可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際需求，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的各種參量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)可以在各種不同的工況下都能夠正常工作，尤其是，電子燃油噴射系統(tǒng)的本質(zhì)在于調(diào)節(jié)噴油量和噴油脈寬（也就是噴油時(shí)間）來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，利用這一點(diǎn)，可以做到降低排放，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。雖然，電子燃油噴射技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越發(fā)達(dá)，但是想要更深入的了解其工作形式，為了以后的職業(yè)方向的考慮，以及，對(duì)節(jié)能減排更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和理解，對(duì)化油器型的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改裝，替換為電子燃油噴射系統(tǒng)，其意義重大，并且，本田WH-125發(fā)動(dòng)機(jī)是單缸125cc發(fā)動(dòng)機(jī)，工況相較于多缸的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)較為簡(jiǎn)單，工作也更加穩(wěn)定，利用其對(duì)電子燃油噴射系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，不失為一種好辦法。
1.2.2發(fā)動(dòng)機(jī)小型化與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
發(fā)動(dòng)機(jī)目前的發(fā)展形勢(shì)主要是發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化和輕量化，小型化意味著氣缸數(shù)的削減，排量的減少，但是排量的減少并不意味著功率的降低，以功率的降低為代價(jià)來(lái)?yè)Q取燃油經(jīng)濟(jì)性的提高，是不可取的，所以小型化發(fā)動(dòng)機(jī)基本都打上了高壓縮比或者是渦輪增壓，機(jī)械增壓等標(biāo)簽。壓縮比的提高，使得火焰燃燒的空間更小，產(chǎn)生更多的能量來(lái)推動(dòng)曲軸對(duì)外輸出。而渦輪增壓或者機(jī)械增壓則是通過(guò)降低壓縮比，但是利用排放的尾氣或者是曲軸對(duì)外輸出的功來(lái)使更多的空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，使得汽缸可以吸入更多的新鮮工質(zhì)，壓力更大，燃燒更加完全，以此提高功率。以上提及的手段都是發(fā)動(dòng)機(jī)在小型化的過(guò)程中，工程師們想出來(lái)的在降低排量的時(shí)候，保證功率不下降，維持著原有的甚至比以前大排量發(fā)動(dòng)機(jī)更高的功率，最出名的不外乎方程式賽車，以1.6L的排量來(lái)壓榨出1000馬力，當(dāng)然以高轉(zhuǎn)速和超高的壓縮比帶來(lái)的是發(fā)動(dòng)機(jī)壽命的嚴(yán)重縮短。但是我們的家用車并不需要考慮那么極端的工況，我們的日常也不需要那么大的功率。其次，在提高壓縮比或者采用增壓的方式的同時(shí)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)也需要進(jìn)行優(yōu)化，像本田的VTEC技術(shù)，采用變凸輪的方式使發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速之后氣門升程變大，換取發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)有較好的扭矩和功率表現(xiàn)。所以在降低排量的同時(shí)，保證功率不下降也是一個(gè)很重要的課題。在本次的論文中，將通過(guò)對(duì)本田WH-125發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比進(jìn)行改造，并且，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度上的優(yōu)化，使得本田WH-125發(fā)動(dòng)機(jī)在降低了排量的同時(shí)，保證功率不下降，理解發(fā)動(dòng)機(jī)小型化的概念以及實(shí)際運(yùn)用。在排放法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)格，對(duì)環(huán)境保護(hù)呼聲越來(lái)越高的今天，小型化無(wú)疑是具備很重要的研究?jī)r(jià)值的。
2 發(fā)動(dòng)機(jī)改造
2.1 總體設(shè)計(jì)方案
2.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)改造
1) 盡可能降低發(fā)動(dòng)機(jī)重量；
2) 測(cè)試車輛的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)間，并以此為標(biāo)準(zhǔn)選擇檔位；
3) 以活塞在工作時(shí)，不與氣門發(fā)生干涉為前提，削減氣缸蓋提升壓縮比；
4) 加裝電子燃油噴射裝置，進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié) ；
5) 針對(duì)傳感器的各個(gè)不同變量，尋找對(duì)應(yīng)關(guān)系，以經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速為基準(zhǔn)對(duì)變量的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整；
6) 設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，以利于調(diào)整各個(gè)參數(shù)并測(cè)試。
2.1.2 變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1) 為保證車體滑行阻力較小，設(shè)計(jì)滑行脫開(kāi)離合組件；
2) 脫開(kāi)離合嚙合和脫開(kāi)空行程的預(yù)留；
3) 增大抗彎能力，加粗后軸，設(shè)計(jì)矩形花鍵，方便離合脫開(kāi)；
4) 使油耗最小，設(shè)計(jì)傳動(dòng)比，使其行駛時(shí)的大部分時(shí)間處于發(fā)動(dòng)機(jī)最佳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速；
5) 為保證離合控制結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、簡(jiǎn)單、體積小，設(shè)計(jì)齒輪齒條機(jī)構(gòu)輔助撥叉控制離合脫開(kāi)。
3 電噴系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 化油器系統(tǒng)的問(wèn)題點(diǎn)
本田節(jié)能車大賽使用的發(fā)動(dòng)機(jī)是統(tǒng)一發(fā)放給參賽學(xué)校的，排量為125cc的單汽缸風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)，型號(hào)為WH-125。本田此型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)一直以來(lái)都采用的化油器式的供油方式，也因?yàn)檫@個(gè)原因，在節(jié)能車比賽中，各大隊(duì)伍的主流供油方式還是化油器，本校也不例外，但是伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，化油器已基本被淘汰，化油器的調(diào)教可節(jié)省的燃油量越來(lái)越少，為了突破這個(gè)問(wèn)題，一些學(xué)校開(kāi)始將目光放在了電子燃油噴射裝置上，電子燃油噴射裝置自2000年以后大量運(yùn)用在乘用車中，隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)節(jié)油要求越來(lái)越高，對(duì)控制的噴油量也越來(lái)越嚴(yán)格，化油器因?yàn)楣┯土康牟豢赏耆刂菩裕鸦颈惶蕴?，除此以外，化油器還有幾個(gè)問(wèn)題點(diǎn)：
1) 空燃比的調(diào)整：
這也是化油器最大的問(wèn)題，空燃比對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的作用是波及整體的，影響
到所有的轉(zhuǎn)速區(qū)間，無(wú)法做到在個(gè)別轉(zhuǎn)速區(qū)間對(duì)空燃比進(jìn)行控制，意味著在不需要過(guò)多噴油量的轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)，化油器還是會(huì)供給過(guò)量的燃油，造成燃油的浪費(fèi)，其次，因?yàn)椴豢梢钥刂苽€(gè)別區(qū)間內(nèi)的空燃比，所以在進(jìn)行調(diào)教的時(shí)候，必須要考慮全部的轉(zhuǎn)速區(qū)間，增加了調(diào)教的難度和工作量。
2) 燃油量的測(cè)量
對(duì)于化油器來(lái)說(shuō)，燃油消耗量的測(cè)量非常困難，實(shí)驗(yàn)使用的測(cè)量方法是
比較行駛前后的管內(nèi)和油箱的燃油質(zhì)量，但是因?yàn)樵谛旭傔^(guò)程中的振動(dòng)，浮子室的油液液面等原因，想要正確測(cè)得燃油消耗量是幾乎不可能的，比如，在行駛前后，燃油減少了10g，噴入吸氣管內(nèi)的燃油量有8g，剩余的2g留在了浮子室中，但是浮子室中的燃油量無(wú)法測(cè)得，所得燃油消耗量比實(shí)際的要高。
但是如果采用電子燃油噴射裝置，就可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的個(gè)別轉(zhuǎn)速區(qū)間進(jìn)行單獨(dú)的調(diào)教，達(dá)到控制空燃比的目的，其次，利用電腦和傳感器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，可以準(zhǔn)確的知道燃油的消耗量。
3.2 電子燃油噴射系統(tǒng)的簡(jiǎn)介
本次實(shí)驗(yàn)采用的電噴為益科創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的SE-EFI小型發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)，適用發(fā)動(dòng)機(jī)類型型號(hào)為GY6-125型發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)實(shí)驗(yàn)用發(fā)動(dòng)機(jī)WH-125型發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了必要的改造后，將電噴裝置安裝上并進(jìn)行檢測(cè)。
對(duì)于除了GY6以外的其他類型的小型發(fā)動(dòng)機(jī)需要做一些小改動(dòng)和微調(diào)，例如安裝閥體總成等一系列部件。該系統(tǒng)中默認(rèn)的數(shù)據(jù)配置能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)并處于怠速工況，但可能還需要一些參數(shù)優(yōu)化，這些參數(shù)會(huì)在ECU里體現(xiàn)，并且數(shù)據(jù)是可以被修改和反復(fù)調(diào)試的。
本系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1) 發(fā)動(dòng)機(jī)自診斷系統(tǒng)
2) 轉(zhuǎn)速降低斷油功能
3) 冷機(jī)啟動(dòng)性優(yōu)秀（-30℃）
4) 燃燒效率高，排放低
5) 支持使用者自行調(diào)教優(yōu)化
6) 電子控制燃油噴射
SE-EFI系統(tǒng)包含的配件：
① 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元（ECU）
② 進(jìn)氣歧管及節(jié)氣門部件：
進(jìn)氣歧管
節(jié)氣門閥體
燃油噴射器
③ 電噴裝置線束
④ 汽油泵部件
電動(dòng)汽油泵
燃油過(guò)濾器
油管
卡箍
三通管
高壓油管
壓力調(diào)節(jié)裝置
⑤ 進(jìn)氣壓力傳感器
⑥ 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器（ECT）
⑦ 串口通訊線和配器（用于和電腦進(jìn)行連接便于調(diào)教）
⑧ 氧傳感器（安裝于排氣管處）
⑨ 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器（IAT）
3.3 電子燃油噴射裝置的改裝步驟
1) 節(jié)氣門閥體替換原裝化油器
將原發(fā)動(dòng)機(jī)上的化油器和進(jìn)氣歧管取下，將節(jié)氣門閥體和進(jìn)氣歧管安裝至發(fā)動(dòng)機(jī)上，再將節(jié)氣門閥體的進(jìn)氣端口連接至空氣濾芯器，將電噴噴射裝置利用進(jìn)氣歧管安裝至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣處，并在兩者之間墊上隔熱墊，若是進(jìn)氣歧管距離進(jìn)氣口太近，可以使用兩個(gè)進(jìn)氣墊隔開(kāi)。
2) 安裝進(jìn)氣壓力傳感器
將進(jìn)氣壓力傳感器安裝至進(jìn)氣口附近，注意固定的方式，本實(shí)驗(yàn)中采取的是利用短軟管將進(jìn)氣壓力傳感器連接至節(jié)氣門閥體的吊耳處。
3) 油箱及油路的改造
電噴系統(tǒng)裝置中需要有一條回油管接回至油箱處，實(shí)驗(yàn)中使用的僅有發(fā)動(dòng)機(jī)，并無(wú)油箱，所以采用了比賽計(jì)算油量使用的油罐瓶作為油箱，其頂部有孔，將其與回油管連接，并使回油管進(jìn)入開(kāi)孔約10cm，用硅橡膠進(jìn)行密封，確保回油管干燥，壓力調(diào)節(jié)裝置可以正常使用。
4) 安裝油泵組
將油泵安裝于燃油開(kāi)關(guān)以及進(jìn)氣歧管之間，起到節(jié)省油管長(zhǎng)度的效果，其次，油泵位置要安全，避免損壞，若是損壞，發(fā)動(dòng)機(jī)將無(wú)法工作，本實(shí)驗(yàn)將油管至于發(fā)動(dòng)機(jī)上方迂回，將油泵組中帶有燃油濾清器的油管接到油箱底端的燃油開(kāi)關(guān)處，同時(shí)確保燃油濾清裝置已安裝至油泵的進(jìn)油口，之后將高壓油管的一部分接至噴油裝置，用卡箍固定，將回油管接回油泵組的三通上，檢查所有緊固件，用卡箍鎖緊，確保不會(huì)泄露。如圖3.3.1
5) 安裝發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器IAT
在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋處尋找背風(fēng)處，因?yàn)閃H-125型發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是風(fēng)冷，若是迎風(fēng)處并且氣流小的位置，測(cè)量的進(jìn)氣溫度會(huì)低于實(shí)際的進(jìn)氣溫度，選擇的位置是在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的螺母處，背風(fēng)且氣流小。
6) 安裝進(jìn)氣溫度傳感器
將進(jìn)氣溫度傳感器安裝至節(jié)氣門閥體和空氣濾清器之間，本實(shí)驗(yàn)采用的方法是在兩者之間的管道上開(kāi)一個(gè)小孔，并用膠槍將其固定。
7) 安裝CDI點(diǎn)火控制系統(tǒng)模塊
CDI點(diǎn)火控制裝置的安裝，涉及到其他幾個(gè)模塊，首先，先將ECU和CDI連在一塊后引出一條新的線，連接至一機(jī)械開(kāi)關(guān)稱為鑰匙開(kāi)關(guān)，也就是控制發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火的必要的裝置，且CDI上有各種標(biāo)識(shí)，將GND連接至電池負(fù)極，CKP連接至點(diǎn)火觸發(fā)信號(hào)。如圖3.3.2
8) 安裝高壓線圈
一端連接至電池負(fù)極，一端連接至CDI的IGN。具體如圖3.3.3
9) 連接鑰匙開(kāi)關(guān)線
將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)線和ECU線束中的KEYSW輸入線連接，其信號(hào)是來(lái)自鑰匙開(kāi)關(guān)的+12V電壓，KEYSW若是未連接到手動(dòng)開(kāi)關(guān)處，則ECU不工作。
10) ECU的安裝
將ECU安裝在安全，干燥，不易損壞的地方（應(yīng)該靠近EFI元件，比如車座下面或者車體內(nèi)部）
11) 將電池負(fù)極接地
根據(jù)未來(lái)車架的設(shè)計(jì)，將電池安放后，搭鐵接地。
12) 將電噴系統(tǒng)零部件和線束連接
發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的線束如圖3.3.4所示，其所對(duì)應(yīng)的各種傳感器的名稱如表3.1所示。將除了氧傳感器以外的傳感器和線束的連接，具體的連線只需參照說(shuō)明書(shū)就可以完成。
13) 將12V蓄電池接上ECU
14) 安裝氧傳感器
氧傳感器需要靠近排氣口，但是不能太過(guò)于接近，本實(shí)驗(yàn)中將氧傳感器安裝于離排氣口10cm的位置，氧傳感器可以利用排氣口處的熱量，不需要自身進(jìn)行加熱，并且因?yàn)槲恢貌⒉贿^(guò)于接近，其溫度會(huì)維持在300-900℃之間，同時(shí)，氧傳感器的安裝需要有一定的角度，若是安裝角度錯(cuò)誤的話，會(huì)造成傳感器損壞，其角度如圖3.3.5所示。
圖3.3.1安裝油泵組
圖3.3.2CDI點(diǎn)火系統(tǒng)裝置模塊
圖3.3.3高壓線圈的安裝
圖3.3.4電噴線束
圖3.3.5氧傳感器安裝角度
標(biāo)簽
名稱
注釋
ECU
電子控制模塊
RS232
串口通訊線
O2S
窄域氧傳感器
Fuel Pump
燃油泵接插件
12V-
電源12V-
12+
電源12V+
IAT
進(jìn)氣溫度傳感器
ECT
發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器
Performance
switch
模式選擇開(kāi)關(guān)（經(jīng)
濟(jì)/動(dòng)力）
TPS
節(jié)氣門位置傳感器
MAP
進(jìn)氣壓力傳感器
INJ
噴油器
CKP
曲軸位置傳感器連
接觸發(fā)信號(hào)線
橙色
CDI-Ctrl
CDI控制輸出
灰色
GND
地線
綠色
KEYSW
鑰匙開(kāi)關(guān)
粉色
表3.3.1 電噴組件
3.4 曲軸位置傳感器（CKP）
曲軸位置傳感器的作用是確定曲軸的位置，也就是利用曲軸的轉(zhuǎn)過(guò)的角度判斷曲軸的位置，確定點(diǎn)火時(shí)刻。
對(duì)于電噴系統(tǒng)而言，曲軸傳感器提供的觸發(fā)信號(hào)會(huì)反饋給電子控制單元，判斷出曲軸所處的位置后給高壓線圈一個(gè)點(diǎn)火信號(hào)，通過(guò)觸發(fā)信號(hào)，ECU還可以計(jì)算轉(zhuǎn)速，它也會(huì)在每個(gè)周期，觸發(fā)電子噴油器噴射燃油一次，并且能控制在特定的點(diǎn)火角度點(diǎn)火。
如果曲軸位置傳感器沒(méi)有提供位置信號(hào)給ECU，電子燃油噴射系統(tǒng)將無(wú)法進(jìn)行工作。
根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的類型的不同，電噴系統(tǒng)能夠識(shí)別下列幾種類型的曲軸位置觸發(fā)信號(hào)：
l l 磁電感應(yīng)式觸發(fā)信號(hào)
l l 霍爾效應(yīng)式觸發(fā)信號(hào)
l l 光電感應(yīng)式觸發(fā)信號(hào)
l l 多齒觸發(fā)式觸發(fā)信號(hào)
針對(duì)于本實(shí)驗(yàn)采用的SE-EFI電子燃油噴射系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，曲軸位置傳感器旋轉(zhuǎn)一圈能產(chǎn)生的曲軸信號(hào)越多越好，控制也就能更加的精細(xì)，調(diào)教就更充分。
1) 假設(shè)飛輪上只有一個(gè)凸臺(tái)或者磁鐵，如圖所示，這意味者曲軸每轉(zhuǎn)一圈只能產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，并且需要在配套調(diào)教軟件中輸入總齒數(shù)：VAL_nTeethTot=1。
圖3.4.1個(gè)凸臺(tái)
2) 假設(shè)飛輪上有兩個(gè)凸臺(tái)或者磁鐵
① 當(dāng)凸臺(tái)或者磁鐵按180度分開(kāi)排列時(shí)，曲軸每轉(zhuǎn)一圈會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)脈沖信號(hào)，所以配套調(diào)教軟件中輸入總齒數(shù)VAL_nTeethTot=2
圖3.4.2 飛輪有兩個(gè)凸臺(tái)
② 當(dāng)兩個(gè)磁鐵或凸臺(tái)距離小于90度，每轉(zhuǎn)1圈雖然也會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)脈沖信號(hào)。但是因?yàn)樘咏?，需要?shí)用配套軟件濾波來(lái)忽略一個(gè)脈沖，防止產(chǎn)生的數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，并做校準(zhǔn)，在配套軟件中輸入以下的齒數(shù)和校準(zhǔn)。
圖3.4.3 飛輪有兩個(gè)凸臺(tái)
VAL_nTeeTot = 2
VAL_Ignore_second_tooth_enable = 1
VAL_Ignore_second_tooth_x_apart = 2
3.5 CDI點(diǎn)火系統(tǒng)
本次實(shí)驗(yàn)采用的電子燃油噴射系統(tǒng)的點(diǎn)火方式是電容式點(diǎn)火。
普通的點(diǎn)火系統(tǒng)采用的觸發(fā)源是位于飛輪內(nèi)部的小型觸發(fā)線圈，曲軸每旋轉(zhuǎn)一周就發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)給高壓線圈。之后高壓線圈便增壓使火花塞點(diǎn)火。而對(duì)于SE-EFI電噴系統(tǒng)而言，只需要將電噴線束的曲軸位置傳感器和高壓線圈的觸發(fā)信號(hào)線相互連接就可以達(dá)到目的。
該系統(tǒng)的觸發(fā)線圈安裝于曲軸箱體的內(nèi)部，和飛輪不相互接觸，同時(shí)飛輪的表面有一凸臺(tái)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的感應(yīng)線圈檢測(cè)到凸臺(tái)經(jīng)過(guò)的時(shí)候，切割磁感應(yīng)線圈后向控制單元發(fā)送脈沖信號(hào)，電子控制單元接受處理信號(hào)后再發(fā)送點(diǎn)火信號(hào)給高壓線圈點(diǎn)火器。利用這種方法，CDI點(diǎn)火系統(tǒng)就明確了具體的點(diǎn)火時(shí)刻。同時(shí)，電子控制單元的正時(shí)輸入也可以采用這樣的觸發(fā)信號(hào)來(lái)確定噴油和點(diǎn)火的時(shí)刻。
圖3.5.1 CDI點(diǎn)火
3.6 電子燃油噴射裝置配套標(biāo)定軟件的使用和調(diào)試
1) 簡(jiǎn)介
SE-EFI采用的標(biāo)定軟件的名稱為ProCAL，其控制芯片為摩托羅拉系列的MCU，將其放在控制單元中，需要進(jìn)行標(biāo)定的時(shí)候再使用數(shù)據(jù)線和計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，進(jìn)行參數(shù)的修改和標(biāo)定。
啟動(dòng)ProCAL，操作界面如圖3.6.1所示，在頁(yè)面的主要部分顯示發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)數(shù)據(jù)，在ProCAL中，發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的表現(xiàn)方法有儀表盤類型，列表化類型，圖像示波類型等三種類型。顯示在3.6.1中的為儀表盤類型，可以直觀的看到各類參數(shù)的變化，但是卻看不到原始數(shù)據(jù)，需要使用列表化類型才可以看到原始數(shù)據(jù)。
圖3.6.1電噴儀表盤
左上角：目錄列表樹(shù)狀圖
左下角：程序運(yùn)行狀態(tài)指示窗口?？梢钥闯龀绦蚴欠裾５倪\(yùn)行，新寫的數(shù)據(jù)是否正常錄入控制單元。
右側(cè)：發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)數(shù)據(jù)顯示界面。
2）ProCAL軟件的使用
① 載入廠家事先寫入的默認(rèn)參數(shù)
控制單元采用的是摩托羅拉系列MCU（微處理器芯片），可執(zhí)行文件為S19文件。其次說(shuō)明文件A2L包含了ProCAL工具中各類數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息；參數(shù)化標(biāo)定文件CAL包含了用戶可以調(diào)整的數(shù)據(jù)和參數(shù)部分。
圖3.6.2電噴標(biāo)定文件
② 打開(kāi)通信設(shè)置（Communication Setting）窗口
點(diǎn)擊ProCAL菜單欄上的Settings，之后選擇Communication setting（設(shè)置à通信設(shè)置）選項(xiàng)后打開(kāi)通信設(shè)置窗口。
圖3.6.3 通信設(shè)置
③ 數(shù)據(jù)通信模式的設(shè)置
ProCAL軟件共擁有串口、藍(lán)牙、USB、以太網(wǎng)等四種不同的通信設(shè)置模式。
在沒(méi)有做修改的前提下ProCAL軟件默認(rèn)的是使用USB通信設(shè)置。
圖3.6.4 通信選擇
④ 與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試
將ECU電源打開(kāi)（當(dāng)電源開(kāi)關(guān)被打開(kāi)的一會(huì)兒油泵會(huì)發(fā)出泵油的聲音），選擇合適的通信設(shè)置，如果采用數(shù)據(jù)線則選擇USB通信。
⑤ 與發(fā)動(dòng)機(jī)間建立通訊
在建立起通信之后，ProCAL軟件，將內(nèi)置的文件和標(biāo)定的文件進(jìn)行比較， ProCAL軟件對(duì)控制單元加載的參數(shù)和激活的CAL文件進(jìn)行對(duì)比以及分析，若是相互之間的參數(shù)不一致，就會(huì)出現(xiàn)“Message”的彈窗。之后點(diǎn)擊按鍵（Burn to ECU）便可以將CAL文件中的參數(shù)發(fā)送到電子控制單元中或點(diǎn)擊按鍵（Fetch from ECU）將CAL文件從控制單元中發(fā)送至計(jì)算機(jī)。
圖3.6.5 更新數(shù)據(jù)
若是ProCAL軟件中，當(dāng)前電子控制單元中加載的參數(shù)和正在運(yùn)行的CAL文件是一致的話，在程序運(yùn)行狀態(tài)指示窗口會(huì)出現(xiàn)“Data is latest”。
圖3.6.6 操作記錄
3) 數(shù)據(jù)的錄制和回放
1數(shù)據(jù)的錄制
點(diǎn)擊菜單上方的Start Measuring按鈕后，再點(diǎn)擊“RunàStart Recording”（如圖3.6.7的紅色圓形按鈕）便開(kāi)始錄制傳感器送到控制單元的數(shù)據(jù)，并在計(jì)算機(jī)中顯示出來(lái)。
圖3.6.7 開(kāi)始錄制
2數(shù)據(jù)錄制的停止
點(diǎn)擊菜單中的Run按鈕后，再點(diǎn)擊“RunàStop Measuring”（或點(diǎn)擊圖2.16的黑色方塊按鈕），數(shù)據(jù)錄制便會(huì)停止。
ProCAL軟件會(huì)將當(dāng)前顯示的時(shí)間和數(shù)據(jù)采集的頻率（syn、20ms、100ms）作為名稱，將完成好的數(shù)據(jù)分別保存到不同的3個(gè)CSV文件中。并將數(shù)據(jù)存放在目錄中。
3數(shù)據(jù)回放并分析
在完成數(shù)據(jù)的錄制后，點(diǎn)擊菜單中的“RunàPlay ”（或點(diǎn)擊圖3.6.7中的示波器圖標(biāo)），系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)自帶的回放軟件，進(jìn)行數(shù)據(jù)的回放。 “Data Analyzer”是系統(tǒng)自帶的回放軟件。
圖3.6.8 發(fā)動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)易臺(tái)架
上圖3.6.8是已經(jīng)組裝完成的電噴系統(tǒng)的簡(jiǎn)易試驗(yàn)臺(tái)架，利用焊接在簡(jiǎn)易臺(tái)架上的虎鉗作為油門的微調(diào)裝置，固定在木板上的是電噴系統(tǒng)的一些組件。這些組件都是原定放在車架上的，在實(shí)驗(yàn)完成后會(huì)將其重新裝車。
4 發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)改造
4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的改造
對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)而言，有一個(gè)很重要的參數(shù)—壓縮比。壓縮比指的是當(dāng)活塞位于下止點(diǎn)（開(kāi)始進(jìn)行壓縮時(shí)）時(shí)，氣體的體積和活塞位于上止點(diǎn)時(shí)（壓縮結(jié)束時(shí)）氣體體積的比值。若是僅僅從燃燒效率和經(jīng)濟(jì)性角度看來(lái)，壓縮比的數(shù)值應(yīng)該時(shí)越大越好。壓縮比越高，燃燒越充分，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率越高、動(dòng)力越強(qiáng)勁、車輛的最高車速和加速性能等都會(huì)得到相應(yīng)的提高。但是受限于汽缸的制作材料以及過(guò)度壓縮引起的爆震等因素，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比不能無(wú)限制的提高。
通常來(lái)說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比和所使用的汽油密切相關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，加油站中汽油的標(biāo)號(hào)數(shù)值越高，汽油的辛烷值越高，相應(yīng)的汽油抗爆性也就越好。但是若將壓縮比的數(shù)值變得很高，而汽油質(zhì)量過(guò)低或者標(biāo)號(hào)數(shù)值過(guò)低，就會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，活塞上行正在壓縮油氣混合氣的時(shí)候，由于壓力過(guò)大，混合氣被提前點(diǎn)燃，使得活塞沒(méi)有到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)就發(fā)生爆炸，產(chǎn)生爆燃現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)做負(fù)功，對(duì)活塞連桿組產(chǎn)生過(guò)大的壓力，影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作以及穩(wěn)定性能。為此，在本次實(shí)驗(yàn)中，為了不對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果產(chǎn)生不好的影響以及保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)為目的，所采用的是#93號(hào)汽油，同時(shí)，汽油數(shù)值標(biāo)號(hào)和壓縮比的關(guān)系如表4.1所示：
表4.1 汽油數(shù)值標(biāo)號(hào)和壓縮比關(guān)系
90#的汽油
用于壓縮比在8.5以下的汽油汽車
93#的汽油
用于壓縮比在8.6-9.9的汽油汽車
97#的汽油
用于壓縮比在10.0-11.5之前的汽油汽車
98#的汽油
用于壓縮比在11.6以上的汽油汽車
由表4.1分析可見(jiàn)，若是采用#93號(hào)汽油，需要將壓縮比控制在8.6-9.9范圍內(nèi)才不會(huì)出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象，為此本次實(shí)驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體第一次改造為壓縮比改造，將壓縮比在不產(chǎn)生爆燃的前提下盡可能的提高，目標(biāo)為壓縮比達(dá)到9.9。
本次實(shí)驗(yàn)中采用的WH-125型發(fā)動(dòng)機(jī)的具體相關(guān)參數(shù)如圖4.1所示：
圖4.1 WH-125發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)參數(shù)
由圖4.1可以看到WH-125型發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比為9.0：1，并且圖中還說(shuō)明了汽缸的缸徑（52.4mm）、汽缸的沖程（57.0mm）、發(fā)動(dòng)機(jī)的總排量（124.8ml）以及活塞的行程（51.28mm），就可以利用下列的公式2.1和已經(jīng)預(yù)設(shè)的壓縮比來(lái)計(jì)算出汽缸壓縮后的體積。
公式4.1 壓縮后容積公式
為了使壓縮比達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)9.9:1，利用數(shù)控機(jī)床將發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體長(zhǎng)度銑去了0.4mm，利用圖2.18中的數(shù)據(jù)可以計(jì)算出壓縮后的容積共少了0.86ml，最后再利用公式4.1計(jì)算出壓縮比，最后得到壓縮比的數(shù)值提升到了9.46:1，并未達(dá)到預(yù)想的9.9:1的壓縮比數(shù)值，因?yàn)?，再最后進(jìn)行分析的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，若是為了將壓縮比提升到9.9:1，會(huì)造成氣門和活塞發(fā)生干涉，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作，這是由于發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的原因造成的，若想要達(dá)到9.9壓縮比需要重新設(shè)計(jì)汽缸，從設(shè)計(jì)角度和工作量來(lái)看并不具備條件，所以最后只銑去了0.4mm，確?；钊粫?huì)碰到氣門，因?yàn)閴嚎s比的改變并無(wú)法直觀的看到結(jié)果，需要實(shí)際實(shí)驗(yàn)才能得到，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果將會(huì)在下文中展示。
5發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱改造
5.1 變速箱及傳動(dòng)系統(tǒng)的分析
圖5.1 總體變速系統(tǒng)
傳統(tǒng)的變速系統(tǒng)是利用發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)將動(dòng)力輸出，動(dòng)力輸送的過(guò)程是從自動(dòng)離合器開(kāi)始的，經(jīng)過(guò)手動(dòng)離合器，通過(guò)齒輪傳動(dòng)將動(dòng)力傳遞到變速箱的主軸后，根據(jù)所選擇的檔位的不同，不同齒輪相互搭配，使動(dòng)力從變速箱的副軸對(duì)外輸出，副軸的外端接有傳動(dòng)鏈輪，經(jīng)過(guò)鏈條將動(dòng)力送到與車輪連接的從動(dòng)鏈輪上，使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。
本次實(shí)驗(yàn)中，傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，同樣也是從自動(dòng)離合器開(kāi)始的，取消了手動(dòng)離合器，活塞做功推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，將旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動(dòng)力送至自動(dòng)離合器，通過(guò)齒輪傳動(dòng)將動(dòng)力傳遞到變速箱的主軸，因?yàn)槿∠耸謩?dòng)離合器的原因，所以無(wú)法切換檔位，所以本實(shí)驗(yàn)中將3 個(gè)檔位拆除，僅余下一個(gè)2檔也就是僅剩一對(duì)齒輪，之后動(dòng)力經(jīng)由2檔送至副軸，再經(jīng)過(guò)鏈條將動(dòng)力送到與車輪連接的從動(dòng)鏈輪。如圖5.1為總體變速系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。
圖5.2 手動(dòng)離合器
上圖5.2為手動(dòng)離合器。本次設(shè)計(jì)的改造主要圍繞曲軸箱里面的構(gòu)造進(jìn)行，首先，拆除了腳起動(dòng)部件，但留下了電起動(dòng)的組件，因?yàn)樵趯?shí)際的比賽中，發(fā)動(dòng)機(jī)位于車手的后方，無(wú)法使用腳起動(dòng)，所以將腳起動(dòng)部件拆除，一方面減少重量，另一方面使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，之后，因?yàn)樾枰鸪謩?dòng)離合器部件，所以檔位將變得無(wú)法切換，所以將在切檔時(shí)需要使用的圓柱凸輪拆除，并且拆除的還有位于主副軸上的3對(duì)檔位齒輪，同時(shí)，由于不用切檔，將手動(dòng)離合器的摩擦片拆除后，使用氬弧焊將手動(dòng)離合器焊接在一塊，確保動(dòng)力的輸送不會(huì)中斷，并且將變速箱副軸外端的主鏈輪換成滑行掄，滑行輪的作用是在曲軸轉(zhuǎn)速降低，帶動(dòng)變速箱副軸轉(zhuǎn)速降低，后輪轉(zhuǎn)速超過(guò)副軸轉(zhuǎn)速時(shí)，確保發(fā)動(dòng)機(jī)的副軸不會(huì)拖動(dòng)后輪產(chǎn)生負(fù)功，使得后輪的慣性作用充分發(fā)揮，更加的節(jié)省能源。
5.2 變速箱的傳動(dòng)比改造
5.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)原變速箱的傳動(dòng)比
發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱未改造之前，其各個(gè)檔位的齒輪參數(shù)和傳動(dòng)比參數(shù)如下表5.2.1所示。
發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱的各檔傳動(dòng)比可以從表5.2.1中得知，配合發(fā)動(dòng)機(jī)最佳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速3000-3500RPM，利用下列的公式5.2.1既可以計(jì)算出最佳的傳動(dòng)比范圍，所計(jì)算的的傳動(dòng)比范圍在12-15之間，根據(jù)表格中的傳動(dòng)比數(shù)據(jù)，最后選擇了第二個(gè)檔位，傳動(dòng)比為13.35。確定傳動(dòng)比之后，將其他各檔位的齒輪組全部拆除，主副軸上僅保留二檔齒輪組。
表5.2.1 傳動(dòng)參數(shù)
后輪鏈輪36T，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出鏈輪14T，傳動(dòng)比計(jì)算
檔位
曲軸齒輪
主軸齒輪
主軸（輸入軸）
副軸（輸出軸）
輸出鏈輪
后輪鏈輪
傳動(dòng)比
1
20
67
14
35
14
36
21.54
2
20
67
20
31
14
36
13.35
3
20
67
20
23
14
36
9.91
4
20
67
26
24
14
36
7.95
公式5.2.1 車速和速比、傳動(dòng)比的計(jì)算公式
同時(shí)在實(shí)際的比賽中，為了控制速度以及油耗等原因，對(duì)車輛的平均行駛速度有所限制，要求車速控制在25公里每小時(shí)左右，以保證可以達(dá)到最佳的燃油使用情況。同時(shí)，對(duì)車輛的啟動(dòng)車速要求為15公里每小時(shí)，對(duì)車輛的開(kāi)始滑行車速要求為35公里每小時(shí)。并且根據(jù)WH-125型發(fā)動(dòng)機(jī)，具有其自己的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)間，根據(jù)以上參數(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)2擋時(shí)做出表5.2.1。
表5.2.1 車輪速度和曲軸速度比較
二檔車輪速度和曲軸轉(zhuǎn)速間關(guān)系，傳動(dòng)比13.35
車輪速度（km/h）
車輪速度（r/min）
曲軸轉(zhuǎn)速
15
159
2126
16
170
2268
17
180
2409
18
191
2551
19
202
2693
20
212
2834
21
223
2976
22
234
3118
23
244
3260
24
255
3401
25
265
3543
26
276
3685
27
287
3826
28
297
3968
29
308
4110
30
318
4252
31
329
4393
32
340
4535
33
350
4677
34
361
4818
35
372
4960
在進(jìn)行變速箱改造之前，對(duì)未改裝過(guò)的變速箱實(shí)際著車后，并比較上表中的不同參數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，采用2檔前進(jìn)時(shí)，其曲軸的轉(zhuǎn)速區(qū)間和發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)間基本重合，在起動(dòng)時(shí)可以提供足夠的扭矩以及加速能力，對(duì)此，本次實(shí)驗(yàn)最后決定采用2檔，將其他的檔位拆除。
5.2.2 副軸輸出鏈輪的設(shè)計(jì)
WH-125原配的副軸輸出鏈輪，其規(guī)格為14T，08A。但是因?yàn)樵漭敵鲦溳喸谑褂卯?dāng)中，若是車輛關(guān)閉電源進(jìn)入滑行狀態(tài)的時(shí)候，由于原輸出鏈輪無(wú)法實(shí)現(xiàn)超越，導(dǎo)致會(huì)有大量的能量消耗在克服變速箱的阻力上，為了避免這一不必要的損失，將原輸出鏈輪改為滑行輪，其具體樣式如圖5.1所示，且其規(guī)格大小和發(fā)動(dòng)機(jī)原配輸出鏈輪一致，均為14T,08A。
圖5.1 滑行輪
滑行輪具備以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
1：滑行輪的工作原理和工業(yè)中使用的超越離合器的工作原理基本一致。
2：由于不用克服變速箱阻力做工，使得車輛可以滑行的更遠(yuǎn)，具備良好的經(jīng)濟(jì)性，有效的降低不必要的油耗?；袝r(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)處于熄火狀態(tài)，不排除燃燒廢氣，有效降低排放，滿足排放法規(guī)。同時(shí)，因?yàn)殒溳喛沙?，除了不用克服阻力做工，還降低了發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損耗，類似于爆缸事件的概率降低，提升操作的安全等級(jí)。并且，在車輛起動(dòng)時(shí)，人向前助力時(shí)，由于滑行輪的存在，車輛起動(dòng)力矩小，起動(dòng)平穩(wěn)，在起動(dòng)后，滑行輪自身開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，當(dāng)滑行輪內(nèi)圈速度超越了外圈速度時(shí)，鎖死，此時(shí)滑行輪相當(dāng)于普通鏈輪，同時(shí)運(yùn)行的阻力也相應(yīng)的較小。
3：可以做到不用換擋，僅靠油門既可以進(jìn)行操作
6試車效果
6.1 離合效果
離合器閉合快捷，在分離的時(shí)候不干涉車輪的運(yùn)行，車架的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不同和離合器在開(kāi)合時(shí)產(chǎn)生的相反方向的力會(huì)影響離合器的正常工作。
6.2 電子燃油噴射裝置效果分析
本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，電子燃油噴射裝置由于可以在很小的轉(zhuǎn)速區(qū)間范圍內(nèi)調(diào)整空氣和燃油的比值，可以做到在發(fā)動(dòng)機(jī)每次做工燃燒時(shí)，油氣混合物被充分消耗，達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)由于完全燃燒，排氣管尾氣不會(huì)冒出藍(lán)色煙霧（燃燒不完全帶來(lái)的副作用）以及噪聲，在車輛無(wú)負(fù)載的時(shí)候，因?yàn)殡娮尤加蛧娚溲b置的實(shí)時(shí)控制性，導(dǎo)致加速響應(yīng)效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)化油器，圍繞這個(gè)特點(diǎn)，可以更好的控制車輛的加速。
6.3 油耗分析
本實(shí)驗(yàn)車輛實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所選擇在大連大學(xué)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，場(chǎng)中擁有標(biāo)準(zhǔn)的400米塑膠環(huán)形跑道，并設(shè)定10公里的測(cè)試?yán)锍?，再?jīng)過(guò)了10公里的運(yùn)行之后，根據(jù)電子燃油噴射裝置的反饋，以及從實(shí)際油箱上測(cè)量來(lái)看，一共消耗了93號(hào)汽油共98毫升，計(jì)算為比賽成績(jī)的話，可以達(dá)到102.5公里每升，雖然較于前次實(shí)驗(yàn)中的化油器和雙火花塞的改造，成績(jī)有所下降，但那是因?yàn)椋娮尤加蛧娚溲b置的調(diào)節(jié)僅僅在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上完成，實(shí)際的著車效果并沒(méi)有如實(shí)驗(yàn)臺(tái)上那樣表現(xiàn)出來(lái)，實(shí)際著車中有各種各樣的影響因素，在之后的調(diào)教中，會(huì)更著重于實(shí)際著車調(diào)試。 7結(jié)論
對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行電子化改造，加裝了電子燃油噴射裝置后，發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)得到了很大的改善，在工作室里采用自行設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)加裝了電子燃油噴射裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，利用虎鉗的輕微距離變化來(lái)控制節(jié)氣門的開(kāi)度，使轉(zhuǎn)速出現(xiàn)變化，便于在各個(gè)不同的區(qū)間內(nèi)標(biāo)定發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)，發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)取得，主要是通過(guò)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的各個(gè)傳感器，比較各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)之后，將同一轉(zhuǎn)速區(qū)間的數(shù)據(jù)匯總整理后，繪制出MAP圖后，對(duì)不足的地方進(jìn)行優(yōu)化，將優(yōu)化過(guò)后的數(shù)據(jù)，重新輸入計(jì)算機(jī)中，再保存到電子控制單元，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和調(diào)整，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳的空燃比范圍內(nèi)，充分燃燒，提高熱效率以及燃油經(jīng)濟(jì)性。
降低發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)是整車中質(zhì)量最重的一部分，發(fā)動(dòng)機(jī)的擺放直接影響了車輛的重心，也對(duì)車輛的操控表現(xiàn)有不小的影響，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量，除了整車質(zhì)量變輕，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載小相應(yīng)的燃油消耗率也變小以外，最重要的是，使車輛的重心更靠近幾何中心，強(qiáng)化了操作性。
對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比改造，切割了氣缸之后，成功的將壓縮比從9.0提升到了9.46，同時(shí)，使用93號(hào)汽油，在改裝前后測(cè)得數(shù)據(jù)對(duì)比來(lái)看，壓縮比改裝之后的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性更高了，但是中間也出過(guò)一些差錯(cuò)，在剛切割完時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸的氣密性降低了，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能不升反降，后來(lái)利用氣缸測(cè)壓表才發(fā)現(xiàn)，因?yàn)榍懈畹牟痪鶆?，發(fā)動(dòng)機(jī)的氣密性得不到保障，效率極低，最后在氣缸周圍添加了補(bǔ)充劑后，解決了這部分的問(wèn)題
通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的改造，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能得到了很大的改善，在試驗(yàn)臺(tái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行標(biāo)定后，測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油利用率達(dá)到了479km/L，但是實(shí)際著車以后，效果并不突出，以后會(huì)在這方面進(jìn)行更多的修改和比較。
8致謝
在經(jīng)過(guò)半年的學(xué)習(xí)后，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造有了更深入的了解，也對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情況有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在李吉老師的指導(dǎo)下，我也找到了自己的大方向，雖然，這一次的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)際的效果并沒(méi)有預(yù)期的在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的效果那么好，也是有各種原因的，因?yàn)闆](méi)有考慮整車，只考慮了單獨(dú)的發(fā)動(dòng)機(jī)部分，導(dǎo)致在最后著車實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)生了預(yù)料之外的情況，也證明了實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。最后，感謝我領(lǐng)航工作室的節(jié)能車組的成員，韋毅鵬，劉小帆，以及王淑芬老師和李吉老師，給予了我們很多幫助，謝謝老師和同學(xué)們的支持。
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