基于无向图的发动机可拆解性设计方法研究--《吉林大学》2008年硕士论文
基于无向图的发动机可拆解性设计方法研究
【摘要】：
随着汽车产量和社会保有量不断上升,废旧汽车的数量也在同步增长。由于传统的汽车设计主要以加工简单、装配容易、维修方便和材料有效利用为基本设计原则,很少涉及报废后零部件拆解回收再利用及无害化处理等问题,由此导致的资源短缺和报废汽车垃圾对环境的严重污染等一系列问题正逐渐为人类所共识。
基于全寿命周期理论对汽车产品进行绿色设计,必然有利于汽车工业循环经济的发展。其中,对报废汽车零部件拆解回收并尽可能地提高其再利用率是关键环节。在设计环节就考虑产品回收阶段的可拆解性,进行“可拆解性设计”已成为当前汽车绿色设计研究的主要热点之一,也是汽车工业的重要课题。
本文在综合国内外相关研究的基础上,对汽车绿色设计的系统框架及可拆解性设计理论进行了系统、全面的分析和总结。具体以发动机活塞连杆组为例,利用无向图构建拆解模型,进行拆解自由度分析,建立供设计者参考的可拆解性设计准则;基于UG利用VC进行二次开发,构建计算机辅助可拆解性设计软件基本框架,提出基于无向图思想进行装配信息提取的方法;并基于概率方法建立产品可拆解性评价体系;通过研究拆解方式、拆解工艺等对发动机拆解的影响,利用无向图典型拓扑结构拆解规则、可拆解性评价及可拆解性设计准则等对发动机拆解工艺优化问题进行了研究。
【关键词】：
【学位授予单位】：吉林大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2008【分类号】：U464【目录】：
第一章 绪论8-20
1.1 汽车回收利用的必要性8-9
1.2 汽车绿色设计9-12
1.2.1 汽车全寿命周期分析9-10
1.2.2 汽车绿色设计主要内容10-12
1.2.3 汽车绿色设计的意义12
1.3 汽车可拆解性设计12-13
1.3.1 可拆解性设计研究内容12-13
1.3.2 可拆解性设计的意义13
1.4 汽车绿色设计和可拆解设计研究现状13-17
1.4.1 国外研究现状13-16
1.4.2 国内研究现状16-17
1.5 本文研究的主要内容17-20
第二章 拆解建模及可拆解性设计准则20-36
2.1 拆解模型构建方法20-23
2.1.1 无向图法20-21
2.1.2 有向图法21
2.1.3 与或图法21-22
2.1.4 拆解Petri 网法22
2.1.5 几种拆解模型特点的比较22-23
2.2 拆解模型建立及零部件邻接矩阵23-26
2.3 产品结构关系与拆解规则确立26-28
2.4 可拆解性影响因素分析28-29
2.5 产品拆解自由度分析29-33
2.5.1 拆解部位可视性29
2.5.2 拆解工具可达性29-30
2.5.3 联接结构可分性30
2.5.4 被拆零件可移性30-33
2.5.5 拆解操作合法性33
2.6 可拆解性设计准则建立33-34
2.7 本章小结34-36
第三章 基于UG 平台可拆解性设计软件36-60
3.1 计算机辅助可拆解性设计软件36-37
3.1.1 软件设计思想36
3.1.2 软件功能设计36-37
3.2 软件开发手段37-41
3.2.1 CAD 模型中可共享的信息38-39
3.2.2 UG 软件二次开发工具39-41
3.3 UG 软件二次开发41-46
3.3.1 软件环境设置42-43
3.3.2 软件应用菜单设计43-46
3.3.3 软件对话框设计46
3.4 功能模块编制46-55
3.4.1 UG/Open API 函数名称及数据类型46-47
3.4.2 产品拆解信息47-50
3.4.3 拆解信息定义50-54
3.4.4 拆解信息无向图实现54-55
3.5 信息获取与查询55-58
3.6 本章小结58-60
第四章 可拆解性评价方法体系60-70
4.1 拆解及其分类60-61
4.2 可拆解性评价指标体系建立61-65
4.2.1 技术性指标61-63
4.2.2 经济性指标63-64
4.2.3 环保性指标64-65
4.3 评价指标权重的确定65-67
4.4 可拆解性评价方法确定67-68
4.5 本章小结68-70
第五章 发动机拆解工艺优化设计70-78
5.1 发动机拆解工艺影响70-72
5.1.1 拆解方式影响70-71
5.1.2 拆解工艺组织影响71
5.1.3 拆解工艺流程影响71-72
5.2 发动机拆解工艺评价与优化72-76
5.2.1 拆解方式评价与优化72-74
5.2.2 拆解工艺评价与优化74-76
5.3 本章小结76-78
第六章 总结与展望78-80
参考文献80-83
Abstract85-87
导师及作者简介88
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【引证文献】
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汽车发动机气门的拆装技巧研究
摘 要：文章结合工作中遇到的气门弹簧锁片安装难的问题，分析了汽车发动机气门和气门弹簧的功用、材料，阐述了发动机换气的过程，总结了发动机气门的拆装技巧。 关键词：气门；拆装；方法 中图分类号：U464.1 文献标识码：A 文章编号：（2-02 汽
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摘 要：文章结合工作中遇到的气门弹簧锁片安装难的问题，分析了汽车发动机气门和气门弹簧的功用、材料，阐述了发动机换气的过程，总结了发动机气门的拆装技巧。
　　关键词：气门；拆装；方法
　　中图分类号：U464.1 文献标识码：A 文章编号：（2-02
　　汽车发动机使用一段时间后，气门会附着许多积碳，导致气门关闭不严，使发动机动力下降，油耗增加。为了解决这一问题，需拆卸气门并对其进行研磨，但拆卸气门容易安装难，本文结合以往的工作经验，查阅大量相关技术资料，通过反复实践总结出了拆装气门的方法与技巧。
　　1 气 门
　　1.1 气门的功用
　　气门与气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座、弹簧锁片等零件一起组成气门组，如图1所示。气门是用来封闭气道的。气门由头部和杆身两部分组成。头部用来封闭进排气道，杆身用来在气门开闭过程中起导向作用。气门包括进气门和排气门两种类型。进气门打开，进气管中的空气或可燃混合气进入汽缸；排气门打开，汽缸中的废气进入排气管。
　　1.2 气门的材料
　　由于气门在高温、高压、散热困难、润滑差、受燃气中腐蚀介质的腐蚀等很差的工作条件下工作，所以要求气门材料必须有足够的强度、刚度、耐高温性和耐磨损性。进气门一般采用中碳合金钢（如镍钢、镍铬钢和铬钼钢等），排气门多采用耐热合金钢（如硅铬钢、硅铬钼钢等）。为了改善气门的导热性能，可在气门内部充注金属钠。为了保证气门杆身与气门导管有一定的配合精度和耐磨性，气门杆身表面都要经过热处理和磨光。
　　2 气门弹簧
　　2.1 气门弹簧的功用
　　气门弹簧是圆柱形的螺旋弹簧，位于缸盖与气门杆末端弹簧座之间。其功用是使气门自动回位关闭，并保证气门与气门座的座合压力；还用于吸收气门在关闭过程中各传动零件所产生的惯性力，以防止各个传动件彼此分离而破坏配气机构正常工作。为保证上述作用的发挥，气门弹簧的刚度一般都很大，而且在安装时进行了预紧压缩，因此预紧力很大。
　　2.2 气门弹簧的材料
　　气门弹簧多采用优质合金钢丝卷绕成螺旋状，弹簧两端磨平，以防止在工作中弹簧产生歪斜。为了提高弹簧疲劳强度，保证弹簧的弹力不下降、不折断，弹簧丝表面要进行磨光、抛光或喷丸处理。弹簧丝表面还必须经过发蓝处理或磷化处理，以免在使用中生锈。
　　当气门弹簧的工作频率与其自然频率相等或是某一倍数时，将会发生共振。强烈的共振将破坏气门的正常工作，并可使弹簧诊断。为避免共振的发生，有的发动机采用双气门弹簧结构。每个气门同心安装两根直径不同、旋向相反的内外弹簧，由于弹簧的自振频率不同，当某一弹簧发生共振时，另一弹簧起减振作用。当一根弹簧折断时，另一根还能继续维持工作；旋向相反，可以防止一根弹簧折断时卡入另一根弹簧内，以免好的弹簧被损坏。
　　3 气门安装情况对发动机性能的影响
　　气门安装情况影响着发动机的换气过程。发动机排出废气和充入新气的全过程叫做换气过程。如果没有气体交换，发动机就不可能持续运转。单位时间内进入整机的充气量又是决定发动机输出功率的&量&的因素。所以，换气过程既是发动机工作过程中不可缺少的组成部分，也是决定发动机动力、经济性能极为重要的环节。
　　发动机的换气过程是通过气门的开闭来完成的。气门的开启是通过气门传动组的作用来完成的，而气门的关闭则是由气门弹簧来完成的。气门的开闭时刻与规律完全取决于凸轮的轮廓曲线形状。每次气门打开时，压缩弹簧，为气门关闭积蓄能量。
　　气门安装不规范会导致气门漏气。气门漏气是指气门与气门座工作面密封不良或关闭不及时，产生气体泄漏，导致汽缸压力下降，发动机会出现起动困难、进气管回火、排气管放炮、冒烟、燃油消耗增加、出现异响等故障现象。除此之外，还有可能致使配气相位失准。配气相位是指用曲轴转角表示的进排气门的实际开闭时刻和开启的持续时间。配气相位失准会影响到发动机的动力性和经济性，严重时还会导致发动机不能起动。
　　4 气门的拆卸
　　在拆卸气门时要特别注意安全。气门组在组装完毕后，弹簧处于预紧状态，如拆卸不当，弹簧弹出会击伤人体，因此，在拆卸气门组时，必须使用专门的气门弹簧拆除器按照规范操作，如图2所示。拆卸时使用气门弹簧拆除器将弹簧连同已被预紧的弹簧一起压下，使锥形锁片处于自由状态，方可用带磁性的一字螺丝刀将其取下。然后再将弹簧座连同弹簧一起慢慢放松，直至弹簧处于完全放松的自由状态，弹簧座、弹簧和气门即可轻松取出。拆卸时，为了确保人身安全，最好安排2～3人操作，其他人在安全地带观摩，操作者头部应避开气门弹簧，以免弹簧弹出伤人。
　　5 气门的安装
　　气门组的零件经修复、检验合格后，方可进行组装，否则，装配好的发动机不能正常运转。即使有的发动机看似能运转，但是其工作性能不佳。
　　5.1 气门的检修
　　气门的常见损伤有：气门杆部的磨损，气门工作面的磨损与烧蚀，以及气门杆的弯曲变形等。气门出现下列耗损之一时，应予更换：
　　①货车的气门杆的磨损量&0.10 mm，轿车的气门杆的磨损量&0.05 mm，或出现明显的台阶形磨损。
　　②气门头部边缘的厚度&1.0 mm。
　　③气门尾端的磨损&0.5 mm。
　　④气门杆的直线度误差&0.05 mm。
　　5.2 气门与气门座的配合要求
　　气门与气门座的配合是配气机构的重要环节，它影响到汽缸的密封性，对发动机的动力性和经济性影响很大。
　　气门与气门座的配合要求是：
　　①气门与气门座圈的工作锥面角度应一致。
　　②气门与气门座圈的密封带位置在中部靠内侧。
　③气门与气门座圈的密封带宽度一般为1.2～2.5 mm。
　　④气门工作锥面与杆部的同轴度误差应&0.05 mm。
　　5.3 气门弹簧的检验
　　气门弹簧的损坏除断裂外，还有歪斜、弹力减退。气门弹簧的歪斜将影响到气门关闭时的对中性，使气门关闭不严，容易烧蚀密封带，影响发动机的工作性能。
　　气门弹簧出现下列耗损情况之一时，应予更换：
　　①弹簧力的减小值大于原厂规定10%。
　　②弹簧的自由长度减小值&2 mm。
　　③弹簧的端面与中心线的垂直度超过2 ？{。
　　④各道弹簧圈的外径不在同一平面
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汽车发动机与底盘拆装实习报告范文
一、实习目的与要求 实习目的： ?⒈ 巩固和加强汽车构造和原理课程的理论知识，为后续课程的学习奠定必要的基础。 ?⒉ 使学生掌握汽车总成、各零部件及其相互间的连接关系、拆装方法和步骤及注意事项； ?⒊ 学习正确使用拆装设备、工具、量具的方法； ?⒋ 了解安全操作常识，熟悉零部件拆装后的正确放置、分类及清洗方法，培养良好的工作和生产习惯。 ?⒌ 锻炼和培养学生的动手能力。 实习要求： ? 1.学会汽车常用拆装工具和仪器设备的正确使用 ? 2.学会汽车的总体拆装、调整和各系统主要零部件的正确拆装 ? 3.学会汽车的主要零部件的检查测量 ? 4.掌握汽车的基本构造与基本工作原理 ? 5.理解汽车各组成系统的结构与工作原理 实习常用工具: ? 普通扳手 、螺钉旋具、锤子、手钳。 二、实习内容 ? 掌握汽车的传动系统、行驶系统、制动系统、转向系统和制动系统中各主要零部件的工作原理，以及它们的拆卸、装配和调整方面的操作。 （一）变速器的拆装 ? 先将外部螺钉旋下，然后拆下变速器外壳，观察变速器的安装位置以及与发动机的联结关系。了解变速器操纵机构的结构特点，观察各挡位齿轮的传递方式，然后拆下齿轮对变速器进行清洗，在清洗完以后，在老师详细讲解完工作原理后把各个零部件重新组装起来。 （二）离合器的拆卸 ? 在变速箱体中拆下离和器总成：先拆下离合器盖与飞轮联接螺栓，然后将离和器从飞轮上去下。 ? 仔细观察各零部件的结构特点，熟悉各零部件的名称和作用。同样在了解完其工作原理后对其进行清洗并按要求组装起来。 （三）发动机的拆装 ? 在老师的安排下，我们五个人一组进行发动机的拆装，我们小组拆的是一个四缸直列水冷式发动机，先按要求拆下化油器，由于时间原因，对化油器内部零件没有进行拆装，不过事先我们已经拆装过化油器，这里就没有特别要求。然后卸下分电器等外部零部件，拆下电动机和发电机等组件。然后拆下进，排气只管，卸下气缸罩，然后把两侧的汽油泵以及节温器，这样发动机外部组件基本拆卸完毕。 ? 然后按如下要求拆卸机体组件 ???? 1）拆下气缸盖13固定螺钉，注意螺钉应从两端向中间交叉旋松，并且分3次才卸下螺钉。 ???? 2）抬下气缸盖。 ???? 3）取下气缸垫，注意气缸垫的安装朝向。 ???? 4）旋松油底壳20的放油螺钉，放出油底壳内机油。 ???? 5）翻转发动机，拆卸油底壳固定螺钉（注意螺钉也应从两端向中间旋松）。拆下油底壳和油底壳密封垫。 ???? 6）旋松机油粗滤清器固定螺钉，拆卸机油滤清器、机油泵链轮和机油泵。 ? 2、拆卸发动机活塞连杆组 ???? 1）转动曲轴，使发动机1、 4缸活塞处于下止点。 ???? 2）分别拆卸1、4缸的连杆的紧固螺母，去下连杆轴承盖，注意连杆配对记号，并按顺序放好。
???? 3）用橡胶锤或锤子木柄分别推出1、4缸的活塞连杆组件，用手在气缸出口接住并取出活塞连杆组件，注意活塞安装方向。 ???? 4）将连杆轴承盖，连杆螺栓，螺母按原位置装回，不同缸的连杆不能互相调换。 ???? 5）用样方法拆卸2、3缸的活塞连杆组。?? 3、拆卸发动机曲轴飞轮组 共2页，当前第1页
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