VVT-i泄漏量检测台结构设计【优秀毕业论文 答辩通过】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 题目： 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0923123 学生姓名： 任晨曦 指导教师： 范圣耀 （职称： 副教授 ） （职称： ） 2012 年 5 月 25 日 无锡 太湖学院本科毕业设计（论文） 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 漏量检测台 结构 设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械 93 学 号： 0923123 作者姓名 ： 年 月 日 I 无锡 太湖学院 信 机 系 机械工程及自动化 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 1、 题目 漏量检测台结构 设计 2、专题 二、课题来源及选题依据 本课题来源于无锡某研究所，主要内容是测试 动机在正常工况下的泄漏情况并 设计检测可变气门正时系统（ 泄漏量的试验台架。 随着我国汽车保有量的持续增加，汽车发动机泄露量检测作为影响发动机性能的一道重要工序，就显得越来越重要。发动机泄漏量检测台的运用减少了发动机故障的发生 ,为发动机正常工作提供了保障，提高产品的市场美誉度。本课题属工程设计类课题，要求完成漏量检测台结构的设计。通过本设计，可以帮助学生加深对本专业的相关知识理解、加强学生对科学研究的基本功训练和提高综合运用专业知识独立分析问题、解决问题的能力。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 了解 漏量检测台的工作原理； 熟练掌握机械设计的基本原则和有关计算机绘图软件，并绘制有关零件图，装配图等； 熟练掌握液压系统的组成，控制部分及辅助元器件的选用； 掌握油箱的构造，组成零件及造型； 四、接受任务学生： 机械 93 班 姓名 任晨曦 五 、开始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师 签名 签名 签名 教 研 室 主 任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名 2012 年 11 月 12 日 要 随着科学技术的不断进步，汽车的数量也不断增长，人 们对于汽车发动机的性能的要求也越来越高。但国内对于汽车领域的研究有限，技术还不够成熟，大部分都是引进国外的先进技术，这导致国内广大的市场为外国人提供无限商机。日本的丰田 年来为日本鼓足了腰包。所以要在激烈的市场竞争中适应环境变化，加强对新技术的研究迫在眉睫。 泄漏量检测作为完善发动机的一道重要工序，也被越来越多的人研究。检测发动机正常工况下的泄漏情况有助于发现发动机存在的问题和不足，然后加以改进，保证每个出厂的发动机都具有良好的性能。提高产品的质量的同时也提高了产品的 美誉，为产品打出了招牌。 本文从结构设计出发，应用已学的知识和实践经验，结合 泄漏量检测台的结构设计进行研究。涉及到检测台的结构设计、液压系统设计、油箱的设计。结构设计又包括钢架设计、工作台面组成和各部分材料选取；液压系统设计包括液压动力部分设计和控制部分设计；油箱的设计包含了油箱构造和容量设计以及辅助元器件的选取。从而确定检测台的整体设计和未来发展趋势，为国内汽车行业走出一条新的致富之路。 关键词 ：发动机；测漏技术；结构设计；液压 of of is on of o, is of of to of to s In as So to to in in on of is an to is to be to To of In of to of as of of of In to of of in of a to V 目 录 摘要 . . 录 . V 1 绪论 . 1 课题的研究内容和意义 . 1 内外的发展概况 . 1 课题应达到的要求 . 2 2 设计内容概述 . 3 言 . 3 变气门正时系统特点 . 3 组成 . 3 工作原理 . 4 用到汽车发动机上的作用 . 4 3 试验台架结构设计内容 . 5 架设计 . 5 架的设计准则及一般要求 . 5 架结构的设计步骤 . 5 架结构的选择 . 6 定钢架结构外形 . 7 作台面的组成 . 7 装上平板焊接合件 . 7 装支撑板和 装底板 . 8 漏工装和压板 . 9 装、 漏工装和流量传感器工装 . 10 护玻璃罩 . 12 部分材料 . 12 4 台架的液压系统设计 . 13 压系统的基本组成及设计要求 . 13 压系统的基本组成 . 13 压系统的设计要求 . 13 力部分设计 . 13 的选型 . 13 机的选型 . 16 压系统控制部分 . 18 压控制阀的分类 . 19 压阀的选择 . 19 流阀的选择 . 20 减压阀的选择 . 21 流阀的选择 . 22 油控制阀（ 气门正时系统中的作用 . 22 成阀的介绍 . 23 压系统辅助元器件 . 24 温器的简单介绍 . 24 能器的简单介绍 . 24 滤器的介绍 . 25 气滤清器的介绍 . 25 5 油箱的设计 . 26 箱的构造与设计要点 . 26 液压系统中油箱的设计说明 . 27 液压系统中油箱的设计说明 . 27 箱的容量与计算 . 27 箱的辅助元器件 . 28 6 三维实体造型 . 29 体台架结构造型 . 29 分组成部分的造型简介 . 29 箱造型的重点介绍 . 31 7 结论与展望 . 32 致谢 . 33 参考文献 . 34 漏量检测台结构设计 1 1 绪论 课题的研究内容和意义 本课题来源于无锡某研究所，主要内容是测试 泄漏量的试验台架。 随着我国汽车保有量的持续 增加，汽车发动机泄露量检测作为影响发动机性能的一道重要工序，就显得越来越重要。发动机泄漏量检测台的运用减少了发动机故障的发生 ,为发动机正常工作提供了保障，提高产品的市场美誉度。本课题属工程设计类课题，要求完成 过本设计，可以帮助学生加深对本专业的相关知识理解、加强学生对科学研究的基本功训练和提高综合运用专业知识独立分析问题、解决问题的能力。 内外的发展概况 变气门正时系统。英文全名： 前身，是一套名为 配气相位技术，全称是 变气门正时控制系统，虽然到了今时今日已经算不上什么新鲜玩意，或者已经有点跟不上技术潮流了，但在其推出的时候，的确引起过阵阵的轰动，让人们可以知道原来凸轮轴与凸轮轴皮带轮之间可以是活动连接的，并可以根据引擎的转速和工况对气门正时进行调整的！ 但 一般只有两套固定的控制模式，比如车速在 70码以下都用模式 A， 70码以上则用都模式 B。丰田的 够随路况的变化而不断改变控制模式 区别就像 无级变速器 普通有极变速器一样 洲厂商现在已经很少提到它。奔驰和宝马的发动机都带有 是从来就没有在宣传资料里提到过。帕萨特也有，上海大众也没宣传过，奥迪也是。日系车和韩系车也只在我们国内宣传 为在国内这项技术依然是“尖端科技”（国内目前还没有自主的 和 似的技术还有本田的 实这项技术国外早在 80年代就风靡过了。不过本田的 界上依然是先进技术，世界上掌握这类“连续可变”技术的厂家除了日本的“两田”外目前就只有德国大众和宝马了。汽车行业已发展近一百年，至今国内还没有完全拥有自主知识产权的汽车。汽车中最关键的部分是发动机，控制部分的 内依然空白。虽说国内的某些汽车厂家如：奇瑞。自称已经拥有完全自主知识产权的汽车，其实也是把别人落后几十年的技术弄回来稍微加工加工，完全没有自主知识产权可言。眼睁睁看着国内广大的市场而销售汽车的大部分钱落入外国账户。 在这样的背景下，许多从国外留学回来的有志之士，运用国外的先进文化知识，利用国 内的广阔空间，从事着汽车行业，为国内汽车行业的腾飞做出贡献。无锡太湖学院学士学位论文 2 课题应达到的要求 了解 漏量检测台的工作原理； 熟练掌握机械设计的基本原则和有关计算机绘图软件，并绘制有关零件图，装配图等； 熟练掌握液压系统的组成，控制部分及辅助元器件的选用； 掌握油箱的构造，组成零件及造型； 通过查阅大量资料文献和工厂的实践学习，本课题应包含以下内容： (1) 钢架结构设计： 1工作台面的组成 2 各组成部分的材料 (2) 液压系统设计： 1 动力部分设计 2 液压系统的控制部分 3 集成阀块的介绍 4 液压系统的辅助元气件 (3) 油箱的设计 1油箱的构造与设计 2本液压系统中油箱的设计说明 漏量检测台结构设计 3 2 设计内容概述 言 本设计的主要内容是：设计检测可变气门正时系统（ 泄漏量的试验台架。泄漏试验台架设计内容将包括：钢架结构设计、液压系统设计、控制系统设计。 根据汽车发动机上 统的特性、整个系统的组成部分、工作环境，采取某些方式来代替其 在发动机上的工作，模拟系统和环境，从而达到实验目的。其设计步骤为： 1观察 工况，确定实验台架的组成部分。 2确定各组成部分的元器件。 3根据台架的组成部分及元器件，给出台架初步构想图。 4确定台架部分的结构、详细尺寸、材料及加工方式。 5对液压部分进行重点分析计算，选择元器件。 6 考虑安全问题，通过设计保护措施保护试验人员安全。 变气门正时系统特点 可变正时气门系统这个技术本身并不神奇，但它却具有一定的化腐朽为神奇的功效 低油耗，有效改善碳氢化合 物和氮氧化合物的排放，同时扩大体积效率，改善燃烧性能。不过跟本田的 于发动机输出过于平顺，虽然加速并不慢，但给人的加速感并不强，因为扭矩一直保持不变，而在加速过程中阻力不断上升，使得加速的感觉让加速度越来越小。而本田的 于有着并不平顺的扭力曲线，速度增加时，发动机的扭矩也在不断攀升，而汽车行驶阻力增加的速度远没有发动机扭力增加的速度快使得驾驶起来感觉加速度越来越大，虽然，如果把两台车放在一起拼加速， 见得是 虽然不同公司的 品的外形、尺寸会不一样，但是其基本组成及原理是差不多的。 要有 11 个部分组成，如表所示： 表 2组成部件 序号 名称 序号 名称 1 壳 7 制动销 2 8 定销套 3 正时叶片 9 复位弹簧 4 密封条 10 紧固螺栓 5 密封弹簧 11 轴套 6 制动垫圈 无锡太湖学院学士学位论文 4 可变气门正时系统 装在汽车发动机的凸轮轴之上的，对发动机有一定常识的人应该知道 ，凸轮轴的动力来源是燃烧室的爆炸燃烧。燃烧室的动力通过曲轴传到凸轮轴。安装了 统的发动机，曲轴的动力首先传递到 统，再传递到凸轮轴上。而凸轮轴的顺序转动就可以控制进排气门的开启及关闭。 图 田 系统结构图 当发动机从低速到高速变换时， 计算 机自动地将机油压向进气凸轮轴驱动齿轮内的小涡轮，在压力作用下 小涡轮就相对于齿轮壳旋转 了 一定的角度，从而使凸轮轴在 60度的范围内向前或向后旋转，通过 改变进气门开启的时刻，达到连续调节气门正时的目的。 17 用到汽车发动机上的作用 丰田 况下 能 自动搜索 一个对应发动机 进气量 、 转速 、 冷却水温度 和 节气门位置 的最佳气门正时，并控制凸轮轴正时液压控制阀，并通过各个传感器的信号来感知实际气门正时，然后再执行反馈控制，补偿系统误差，达到最佳气门正时的位置，从而能有效地提高汽车的功率与性能，尽量减少耗油量和废气排放。 于采用了根据发动机转速、油门开启幅度等行驶状况，以计算机控制进气气门开闭时机的智能正时可变气门控制系统，这一装置使车辆在日 常行驶中使用最多的中低速领域，发挥了更强劲的动力和扭矩性能。特别是在路况复杂的市区，起步与加速的感觉也能顺畅自如。同时，还采用了电动节流阀和全新设计的燃油喷射，实现了高性能、低油耗、低排放，发挥出更卓越的环保性能。 漏量检测台结构设计 5 3 试验台架结构设计内容 露试验台架主要有三部分组成： 架设计 架的设计准则及一般要求 设计准则： 1工况要求 任何机架的设计首先要 保证机器特定的工作要求。 2刚度要求 在 保证特定外形 的 条件下， 刚度要求是对机架的 主要要求 。 3强度要求 对于一般设备的机架，刚度达到要求，同时也能满足强度的要求； 但对于重载设备的强度要求准则是在机器运转中 可能发生最大载荷的情况下，机架上任何点的应力都不得大于允许应力； 此外还要满足疲劳强度的要求。 4稳定性要求 对于 薄壁的 或 细长的 受压 些板壳结构也存在失稳问题或局部失稳问题。失稳会对结构产生很大的破坏，设计时必须校核 1 。 5其他 散热的要求；防腐蚀及特定的环境要求；对于精密机械、仪表等热变形的要求等。 一般要求： 1 机架的重量轻，材料选择合适，成本低。 2结构合理，便于制造。 3结构应使机架上的部件安装、调整、修理和更换都方便。 4结构设计合理，工艺性好，还应使机架的本身的内应力小，由温度变化引起的变形应力小。 5抗震性好。 6耐腐蚀，使机架结构在服务期限内尽量少修理。 架结构的设计步骤 初步确定机架的形状和尺寸； 格局设计准则和一般要求，初步确定机架结构的形状和尺寸，以保证其内外部零部件能正常运转。 根据机架的制造数量、结构形状及尺寸大小，初定制造工艺。 分析载荷情况，载荷包括机架上的设备重量、机架本身重量、设备运转的载荷等。对于高架结构，还要考虑风载荷、雪载和地震载荷。 确定结构的形式，比如采用桁架结构还是板结构等； 再参考有关资料，确定结构的主要参数。 作 出结构简图 参照和此 设备 类似仪器的规范和规程，确定此 机架结构所允许的挠度和应力。 进行计算，确定尺寸 无锡太湖学院学士学位论文 6 有必要时，进行详细 的 计算并校核或做模型实验，对设计进行修改，确定最终尺寸。对于复杂重要的机架，要批量生产的机架，又是采用计算机数值计算且与试验测试相结合的 办法，最后确定各部分的尺寸。 标明各种技术特征和技术要求。例如机架的允许载荷、应用场合等的限制；制造工艺和材料的要求，制造与安装偏差，热处理要求，运输吊装的特殊要求，检测和探视的规定，除锈和上漆要求，以及其他各种特殊要求等 3 。 架结构的选择 机架结构的选择是一个较复杂的过程。根据所要设计设备的状况，再根据前面的准则和要求，参考类似设备的机架结构形式，首先进行机架形势的选择。对结构形式、构件截面和结点构造等均需要结合具体的情况进行仔细的分析。可以选 用几种方案初步比较来确定。对于大批量的设备机架或特大型的机架，还应该对结构方案进行经济比较。 由于各种设备各有不同的规范和要求，制定统一的机架结构选择方案较困难。但是，总的原则无非时使用、可靠、经济和美观。 对于整体机架的各支架横截面，空心的长方形截面在相同材料情况下能承受更大的弯矩；而空心的圆截面能承受更大的扭矩。所以这两种截面形式（或其变形在支架截面中运用较多。 一般规则： (1) 结构的内力分布情况要与材料的性能相适应，以便发挥材 料的优点。 轴力较弯矩能更充分的利用材料。杆件受轴力作用时，截面上材 料的应力分布是均匀的，所以材料的利用不够经济。 机械结构中许多构件所受的载荷都设计成沿垂直于杆轴的方向作用。弯矩沿杆长变化很迅速。最大的弯矩仅限于一小段内，因此可设计变截面梁或在局部范围内加大、加高截面。 在横向垂直载荷处，弯矩曲线由曲率，曲率与载荷密集度成正比。在较长段内材料不能充分利用这与前一结构相似。如有可能应设法使载荷分散传播。例如，桁架来代替梁。梁所以常用于小跨度结构是因为构造简单和制作方便。大跨度结构中，桁架更为经济。 在塑性设计中，塑性设计比弹性设计更经济一些，但在机架设计中有动载 荷的情况下一般是不考虑塑性设计的，只能用来考虑极端情况下的不损坏状态。 壳体结构由于主要受轴力的作用，使用材料极为经济，在可能的情况下应采用。 (2) 结构的作用在于把杂合由施力点传到基础。载荷传递的路程越短，结构使用的材料越省 (3) 结构的连续性可以降低内力，节省材料。例如，连续梁比一串简支梁经济。一般来说，连续钢架比鼓励的梁主体系要经济。 以上规则在实际应用中有时是矛盾的。应用时应综合考虑，尽量做到结构刚度符合要求，还要做到性价比最高。 漏量检测台结构设计 7 定钢架结构外形 台架的框架采用连续方钢结构，可 以节省材料和内应力。四个侧面中有一个面没有横梁。添加横梁主要是为了增加台架的结构稳定性。框架是焊接而成，焊痕需磨平处理。在台架上部分的四个角处，各焊接一吊耳，便于吊运。吊耳型号为： 耳起吊重量为 架上平面和下平面分别焊接上工装下支板和上支板。上下支板上都会留有若干空，便于其他安装组件的安装。台架加工完后去经过毛刺、焊纹磨平等工序后要涂上一层冰灰色金属漆。 作台面的组成 装上平板焊接合件 工装上平板安装在上支板上，通过螺栓连接。工装上平板用于安 装 装、流量传感器工装、 装平板等。在工装上平板的四周被加工留有泄油槽和泄油孔，用于收集 试验过程中的泄露油，泄漏油通过快速接口上的软管返回油箱。加工过程中需要注意的是个空的位置及加工精度要求，泄油孔的加工尺寸及精度要求比较严格。 平板焊接主要注意事项 ： 使用时应把表面清理干净，工件固定牢固，焊接完成后及时把工件卸下，防止平板变形。虽然该产品有耐腐蚀性，也不可以把它存放在潮湿阴暗处。要定期 检验平板 的精确度。 焊接平板 (焊接平台 )一般只要采用正确的方法使用和保放，使用寿命很长，工作面的精度可以保持使用 2年以上，精度降低时可以通过调试或刮研工艺恢复，平板本身的使用寿命可以达到 50，所以，在使用过程中要注意不要在潮湿，有腐蚀、过高和过低的温度环境下使用和存放，这样才可以延长使用寿命，保证工作质量。为了防止焊接平板 (焊接平台 )发生有害的变形，在发装平板时，要将支承支在主支点处。支承时，尽量将平 板的工作面调整到水平面内。检验完毕或划线完毕后，要把工件抬下来，不得长时间放在平板上。使用完毕，要及时擦净平板的工作面，然后涂上一层防锈油。如果比较长时间不用，最好涂上一层黄油，然后铺一层白纸。最好用木板制作的一个专用罩，不用时，用罩子将平板罩住，严禁水滴在焊接平板 (焊接平台 )上。 焊接平板材质：高强度铸铁 过两次人工处理（人工退火 600度 用该产品的精度稳定，耐磨性好。 焊接平板的铸件成分，组织及性能不合格的特征和发现方法：如 果铸铁平台材质太硬或者太软，铸件断面的宏观组织和微观组织不符合标准技术条件，用断面观察，化学分析，金相检查，硬度试验等可以发现。 原因分析： (1) 铁液过热不适当 (2) 孕育处理不足 (3) 硅碳含量偏低时，使材质偏硬，硅碳含量偏高时，则偏软。 防止方法： 无锡太湖学院学士学位论文 8 (4) 正确配料，防止操作时窜料。 (5) 选择合适的过热温度 (6) 遵守操作规程及正确处理炉前孕育 图 平板焊接合件 图 装支撑板 机油控制阀（ 装支撑板是支撑 装的钢结 构，支撑板与 装之间采用螺栓紧固连接。支撑板与上平板焊接合件之间也是采用螺栓连接。锻件不得有砂眼、气孔、缩松、裂纹等缺陷，孔位置的加工精度比较高。 漏量检测台结构设计 9 图 装底板 在板两端加工成腰型阶梯孔的目的是使流量计在上平板上的位置作适当调整。锻件不得有砂眼、气孔、缩松、裂纹等缺陷，注意孔的同轴度及两侧孔的对称度。 漏工装和压板 图 漏工装和压板 垫块和压块在固定 露工装时使用。 无锡太湖学院学士学位论文 10 装主视图 俯视图 右视图 左视图 图 装、 漏工装和流量传感器工装视图 装的设计要求很高，进出油孔位置的安排、内部油路的布置，还得考虑加工的可行性。装孔 连 出油口 连 漏量检测台结构设计 11 装主视图 轴测图 图 安装孔布置图 需要解释的是为什么一个孔可以出现两种工作状态：因为， 工作时油腔不停地进油、出油。一个 油室有两个油腔中间隔着叶片，在两个油腔压力不同时叶片将随着运动。一个 三个或四个油室甚至五个，视不同型号而定。 四个油室以此来提供稳定的力矩输出。 图 量传感器工装 厚度 10间两小孔是流量传感器的安装孔，其余四个孔是流量传感器工装的安装孔。加工时注意倒角 10 。 定位孔 进、出油孔 进、出油孔 无锡