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畢業(yè)設計（論文）開題報告
設計（論文）題目: 汽油機電控系統(tǒng)模擬教學演示臺設計
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院
專 業(yè) 班 級: 車輛07—9班
學 生 姓 名: 楊凱
導 師 姓 名: 齊益強
開 題 時 間: 2011年2月28日
指導委員會審查意見：
簽字： 年 月 日
開題報告撰寫要求
一、“開題報告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義；
2. 文獻綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）；
3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題；
4. 技術路線或研究方法；
5. 進度安排；
6. 主要參考文獻。
二、“開題報告”撰寫規(guī)范
請參照《黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數(shù)應在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。
畢業(yè)設計（論文）開題報告
學生姓名
楊凱
系部
汽車與交通工程學院
專業(yè)、班級
車輛工程07-9
指導教師姓名
齊益強
職稱
實驗師
從事
專業(yè)
汽車運用
是否外聘
□是■否
題目名稱
汽油機電控系統(tǒng)模擬教學演示臺設計
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
目的意義：
車用汽油機普遍采用電子控制技術，深入了解和掌握汽油機電控系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)和工作原理，對學生實踐能力的提高和適應企業(yè)要求具有重要意義。然而在發(fā)動機實物旁講解電控系統(tǒng)的組成和原理，由于電控系統(tǒng)各元件的功能關聯(lián)性差以及發(fā)動機的噴油、點火等過程不可見等原因，導致學生印象不深、理解不透。為了解決這一問題，決定設計一套用于演示汽油機電控系統(tǒng)工作原理和過程的實驗教學裝置。該裝置可模擬并演示電控汽油機的噴油、點火、加速、怠速、碳罐等控制過程，簡潔、直觀，學生可親自動手操作。本課題研制的實驗臺在具備原理演示、結(jié)構(gòu)展示的教學功能的同時，可以用來進行發(fā)動機電控系統(tǒng)零部件的性能檢測及其它性能試驗。為此，有必要系統(tǒng)闡述汽油機電控系統(tǒng)模擬教學演示臺設計與評估。
研究現(xiàn)狀：
近年來，汽車技術迅速發(fā)展, 汽車的結(jié)構(gòu)發(fā)生了革命性變化, 但這些發(fā)展與變化幾乎無一不是應用電子技術，特別是應用電子控制技術的結(jié)果. 汽車的先進性、汽車新型的特點也主要集中表現(xiàn)在電子控制技術的應用程度上，電子控制系統(tǒng)在汽車上的廣泛應用，使汽車的動力性、經(jīng)濟性、安全性、舒適性、可靠性都得到了顯著改善和提高，并使汽車排氣對環(huán)境的污染從根本上得到控制。面對電子技術,尤其是電子控制技術在汽車上廣泛應用的現(xiàn)狀和迅猛發(fā)展趨勢,。隨著新興科學技術領域的不斷創(chuàng)新，尤其是計算機、電子控制、人工智能等高新技術的迅速發(fā)展，對汽車工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響和滲透。
汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展也使相關的高新技術產(chǎn)業(yè)得到了最大的收益。從90年代開始，汽車已經(jīng)步入了一個全新的電子時代。采用電子技術是解決汽車面臨諸多技術難題的最佳方案，電子技術已成為未來汽車廠的產(chǎn)品競爭中能否掌握主動權(quán)的關鍵。汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)技術屬于汽車電子領域的關鍵技術并占據(jù)汽車電子市場的主要份額。隨著環(huán)保政策、能源政策限制力度的加大，大力應用電子控制技術，開發(fā)汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)產(chǎn)品是未來汽車領域的必然。電子技術在汽車上的應用主要以微處理機對各種工作過程進行控制為主要特征。微處理機實際上是一種比較簡單的單片計算機，它把中央處理器、存儲器和輸入輸出接口集成在一塊芯片上，通過各種傳感器接受各種輸入信號，經(jīng)過分析、計算后再向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出命令，控制機械裝置動作。汽車運行時，發(fā)動機和傳動機構(gòu)的工作過程相當復雜，因此，要對其進行適時控制，微處理器在這方面能夠大顯身手。在不久的將來，隨著電子技術、信息技術、新材料技術等新興科學技術的進一步發(fā)展，將會滿足未來汽車發(fā)展需求的各種高新技術，使汽車不僅成為人類的交通工具，而且會成為人類活動的重要場所。
我國汽車發(fā)動機的電控化的起因與西方國家相同，但發(fā)動機電控化所經(jīng)歷的過程卻完全不同。西方國家經(jīng)歷了從起步到發(fā)展的幾十年的漫長發(fā)展過程。而我國主要是通過技術引進的方式實現(xiàn)發(fā)動機電控化的，在短短的幾年內(nèi)，實現(xiàn)了小客車發(fā)動機的電控化。我國電控發(fā)動機的發(fā)展過程如此之快，以至于汽車發(fā)動機的研制、使用、維修人員在如此短的時間內(nèi)難以接受和消化這些技術，這對我國汽車工業(yè)的發(fā)展非常不利的。從長遠看，我國的汽車工業(yè)要在國際舞臺上占有一席之地，必須走自主開發(fā)、自主研制的道路，因此，無論是研制人員還是使用維修人員，都必須盡快掌握電控發(fā)動機的原理和技術，迅速縮短與世界先進水平的差距。
目前的電控發(fā)動機實驗臺主要有兩類，一類主要用于發(fā)動機電控系統(tǒng)的開發(fā)，另一類主要用于教學。用于發(fā)動機電控系統(tǒng)的開發(fā)的發(fā)動機實驗臺主要有兩種；一種是利用國外成熟的發(fā)動機電控系統(tǒng)與我國自己開發(fā)的發(fā)動機進行匹配；另一種是開發(fā)新的發(fā)動機電控系統(tǒng)。
當進行發(fā)動機電控系統(tǒng)的匹配時，所要做的主要工作就是匹配協(xié)定。所謂匹配標定就是通過對安裝了電子控制系統(tǒng)的汽油機進行噴油特性、點火提前特性、電子穩(wěn)定行、怠速穩(wěn)定性及瞬態(tài)過渡工況下的各參數(shù)的綜合試驗，使電子控制系統(tǒng)在試驗中獲取最佳控制數(shù)據(jù)，從而使由該控制系統(tǒng)精確控制下的汽油機在動力性、經(jīng)濟性及排放性能等方面均獲得令人滿意的結(jié)果。開發(fā)新的發(fā)動機電控系統(tǒng)所用的發(fā)動機實驗臺與進行電控系統(tǒng)匹配的實驗臺基本相同。當完成控制系統(tǒng)的總體設計、硬件與軟件的設計及系統(tǒng)的調(diào)試后，必須在實驗臺架上進行發(fā)動機與ECU的匹配試驗，利用實驗臺的電渦流測功機、油耗儀、廢棄分析儀等設備對發(fā)動機各工況下的動力性、燃油經(jīng)濟性及排放性能進行測量，根據(jù)測量結(jié)果不斷優(yōu)化控制系統(tǒng)的參數(shù)，從而達到最佳的控制狀態(tài)。
用于教學的電控發(fā)動機實驗臺主要有兩種功能：一是演示發(fā)動機電控系統(tǒng)工作原理的功能，二是進行故障模擬的功能。目前用于演示發(fā)動機電控系統(tǒng)工作原理的方法主要有三種，第一種是利用實驗臺顯示面板的圖形表示，如長安大學研制的電控發(fā)動機故障模擬實驗臺，發(fā)動機電控系統(tǒng)的原理圖印制在顯示面板的正面，為了能夠方便地使對發(fā)動機各個線路進行控制和檢測有關信號，控制開關和檢測插口都設置在現(xiàn)實面板正面。為了使實驗臺的顯示面板更直觀，控制面板上的電路原理圖根據(jù)各部分性質(zhì)的不同，分別用不同的顏色加以區(qū)分。在控制面板的背面，每一個控制開關的和檢測插口都必須與發(fā)動機的實際線路相連，即每一個傳感器、執(zhí)行器和信號線、接地線等在進入發(fā)動機電控單元或者由發(fā)動機控制單元輸出、接地之前，必須要先與顯示面板上的控制開關相連，然后經(jīng)過檢測插孔，最后才能進入發(fā)動機電控單元、執(zhí)行器或接地。
第二種演示發(fā)動機電控系統(tǒng)工作原理的表達方式是利用LED顯示，將發(fā)動機電控系統(tǒng)的原理圖制作在實驗臺的顯示板上，發(fā)動機電控系統(tǒng)原理圖中的傳感器、執(zhí)行器、電源和搭鐵線路由LED顯示燈表示。通過操控控制開關，LED顯示燈將依次點亮，表示從電源到ECU，從傳感器到ECU，從ECU到執(zhí)行器，從ECU到搭鐵等電路中的電流，從而直觀地表達發(fā)動機電控系統(tǒng)的工作原理。
第三種演示發(fā)動機電控系統(tǒng)工作原理的表達方式是利用安裝在顯示面板上的液晶顯示屏顯示輸出的方式。各種傳感器、發(fā)動機控制單元、執(zhí)行器實物都安裝在實驗臺上，同時將發(fā)動機噴油量信號和點火提前角信號在發(fā)動機實驗臺的液晶顯示屏上用直方圖表示出來，當改變輸入信號時，就可以直觀地顯示出輸出的變化。
二、設計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1. 基本內(nèi)容：
了解熟悉實車電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理，對汽油機電控系統(tǒng)演示臺設計進行總體規(guī)劃，系統(tǒng)研究汽油機電控系統(tǒng)各傳感器； 根據(jù)實驗臺制作需要進行設計所需資料調(diào)研(查看、收集各種資料和數(shù)據(jù))，確定方案并論證方案：查找課題研究的理論依據(jù)，進行方案論證并最終確定方案，選擇演示臺材料以及各項參數(shù)；利用電腦軟件進行繪圖，最后匯總、編寫設計說明書。設計具有可模擬并演示電控汽油機的噴油、點火、加速、怠速、碳罐控制過程等功能的教學演示臺。
2. 擬解決的主要問題：
1）結(jié)構(gòu)設計：確定教學演示臺總體結(jié)構(gòu)及布置方案。
2）根據(jù)機械制造手冊選擇演示臺框架的制作材料以及各項參數(shù)。
3）對演示臺的各項數(shù)據(jù)做受力分析和強度計算。
4）教學演示臺控制面板的設計與制作及元件的選擇。
5）研究汽油機某些傳感器信號進行仿真模擬，并且使其在演示臺上得到應用。
6）對教學演示臺電動機進行選擇、設計。
7）繪畫部分：
a．繪制草圖，進行運動關系校核。
b．繪制總裝圖。
c．繪制主要零件圖。
d．繪制電路圖。
三、技術路線（研究方法）
教學演示臺控制面板的設計與制作
演示臺臺框架的設計與制作
汽油機電控系統(tǒng)演示臺設計進行總體規(guī)劃
計算選擇汽油機電控系統(tǒng)模擬教學演示臺各項參數(shù)
方案
演示臺電動機的選擇及設計
調(diào)研和查閱資料
完成設計圖紙，說明書
應用電腦軟件進行設計及繪制
對各項數(shù)據(jù)做受力分析和強度計算
確定汽油機電控系統(tǒng)教學演示臺設計方案
了解熟悉實車電控系統(tǒng)
傳感器信號模擬的研究與設計
四、進度安排
1、對課題有關資料進行收集，完成開題報告 第1~2周（3.1~3.14）
2、完成說明書綱要及目錄 第3周（3.15~3.21）
3、整體結(jié)構(gòu)及實驗臺布置方案（草稿） 第4周（3.22~3.28）
4、總圖（臺架結(jié)構(gòu)圖、布置圖、電路圖等）（初稿） 第5~6周（3.29~4.11）
5、其它部件CAD圖和傳感器信號分析與研究 第7~9周（4.12~5.2）
6、編制實驗指導與使用說明 第10周（5.3~5.9）
7、完成說明書部分章節(jié)的撰寫 第11~12周（5.10~5.23）
8、完成設計計算說明書及圖紙 第13~14周（5.24~6.6）
9、設計審核與修改 第15~16周（6.7~6.20）
10、畢業(yè)答辯 第17周（6.21~6.27）
五、參考文獻
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[3]張鳳山. 王穎. 國產(chǎn)轎車故障診斷與排除精選. 機械工業(yè)出版, 2003.10
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[5]林春陽. 現(xiàn)代轎車電路圖大全. 人民交通出版社, 1996.10
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[14]王俊紅. 電控汽油發(fā)動機傳感器信號模擬試驗系統(tǒng)設計. [學位論文] 2007年
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[19]Julian Happian Smith. An Intruduction to Moden Vehicle Design[M]. Butterworth-Heinenmann，2002
六、備注
指導教師意見：
簽字： 年 月 日