机械设计制造及其自动化应用论文精品多篇范文

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机械设计及其自动化论文 篇一

摘要：随着现代科技的迅速发展，我国正朝着工业化的方向不断迈进，这为机械制造业创造了良好的发展契机。在引入和应用计算机技术之后，为我国机械制造业的发展注入了强大活力，使其自动化水平得以更上一层楼。

关键词：机械制造；自动化

1机械制造和自动化技术应用现状

(1)机械制造技术应用现状。目前，我国机械制造业正处于迅速发展阶段，越来越多的企业开始应用新的生产工艺。然而由于起步较晚，尚无法同西方发达国家的制造业相提并论。发达国家的机械制造工艺比较先进，以高密度加工为代表的一系列先进加工工艺已经广泛应用于生产实践，而我国相当一部分的机械制造业企业仍旧使用一些比较落后的加工工艺，常见的如抛光、铸锻以及水刀等。

(2)机械自动化技术应用现状。随着信息技术水平的不断提高，机械自动化技术也迎来了良好的发展契机。国外工业水平较高的国家已经普遍在机械制造领域引入和应用了现代的计算机集成化技术，在一定程度上实现了机械加工的智能化。受多方面因素影响，我国机械制造自动化水平相对偏低，仍旧以初级操作自动化为主。

2机械制造技术的应用

(1)网络化应用。随着网络技术水平的不断提升，给机械制造企业的运作模式带来了巨大变化。无论是材料采购，还是产品设计和生产，又或者是市场营销，均有了明显提升。机械产品的制造在很大程度上摆脱了地域的束缚，能够从不同国家和地区获取所需材料以及相关技术，与此同时，还可以将产品推销到国际市场。在网络化环境下，机械制造企业之间的交流日渐频繁和深入，不仅表现在产品开发方面，同时还表现在管理经验方面，为企业健康发展注入了新鲜活力。

(2)虚拟化应用。所谓机械制造虚拟化是指，利用计算机系统具有的仿真功能以完成对真实操作的模拟。在虚拟化技术的帮助下，能够对有待开发的目标产品予以模拟式制造，了解其存在的不足，并加以改善，从而提升和保证真实产品的质量。与此同时，虚拟化也能够对产品本身具有的可加工性予以检验。由此可见，虚拟化的应用可以大幅减少产品制造过程中资源的无谓消耗，提升产品质量。

(3)绿色化应用。传统机械制造技术会导致一定的环境污染问题，在环境污染不断加剧的背景下，如果实现机械制造的绿色化成了业界的热点研究之一。对于机械制造而言，其绿色化应用集中反映在下述方面：①产品的绿色生产；②企业绿色管理；③绿色机械；④产品的绿色设计等。在当前背景下，绿色化应用具有相当积极的现实意义，一方面可以减轻对环境的污染，另一方面可以提升对资源的实际利用率。

3机械自动化技术的应用

(1)自动化信息系统。对于机械制造而言，其自动化信息系统主要包括下述内容：①辅助制造；②计算机辅助设计；③工艺辅助设计等。所谓辅助制造指的是，通过计算机以完成对产品的生产控制；所谓计算机辅助设计指的是，设计工作者利用一些配套的计算机软件对机械产品进行相关设计；所谓工艺辅助设计指的是，不断提升和改善产品的制作工艺。

(2)自动化供输系统。该系统指的是，在计算机的帮助下完成对原材料、半成品以及最终产品的'传输。其主要包括三大部分：①单机自动组件；②自动输送设备；③自动化软件系统等。在机械机制的整个自动化系统中，自动化物资供输系统属于不可或缺的组成部分，发挥着相当重要的作用。

(3)自动化生产系统。该系统指的是，通过计算机系统以自动化方式持续地将产品的一系列组件正确地拼装到一起。在机械制造中引入自动化生产系统，可以大幅降低人工操作的失误率，提升生产效率，有利于营造理想的作业环境，不仅如此，还能够有效提升和保证产品质量。

4机械制造和自动化应用前景展望

随着现代科技的迅速发展，我国正朝着工业化的方向不断迈进，这为机械制造业创造了良好的发展契机。在引入和应用计算机技术之后，为我国机械制造业的发展注入了强大活力，使其自动化水平得以更上一层楼。就机械自动化制造技术现阶段的发展情况来看，我国在该方面应做好以下两点工作：首先，应明确计算机集成技术的重要性，并将其更好地应用于实践，从而不断提升机械制造的集成程度。其次，应明确智能化技术的重要性，在机械制造过程中实现人机之间的有效互动，从而赋予机械制造体系以理想的自适应能力。可以预见，在未来的机械制造领域，智能化技术将发挥出越来越重要的作用，成为机械制造的主流发展趋势之一。

参考文献

1、机电一体化在煤矿机械中的应用研究李荣昌；煤炭技术20xx-08-10

2、现代煤矿生产中机电一体化技术的应用策略分析左洁；金田20xx-02-15

机械设计及其自动化论文 篇二

1 我国机械设计制造及自动化专业的背景分析

在机械设计制造及自动化中，机械设备占主要地位，同时它还兼具了机械设计和自动化管理两个方面。现如今我国经济正在飞速发展中，机械制造业及其自动化技术在国内的各行各业中应用广泛，对机械自动化人才的需求量也逐渐增多。为了加快我国经济的发展，推进企业科技的进程，培养更多高素质的机械自动化人才，这是发展的前提条件。

2 机械设计制造及其自动化的发展方向

2.1 机电一体化和智能化以及模块化

机械设计制造自动化技术在发展过程中主要的技术基础就是机电一体化技术的有效实施。为了保障相关机械制造业的可持续发展，并为机械设备制造技术提供全面的可行性措施，就必须对机电一体化技术展开全面的技术应用。

2.2 优化机械设备智能化手段

通常情况下，智能化是指在相对控制理论的基础上对新型思想和新型技术手段互通互汇，并在模拟人类智能的同时提升机械生产设备的行为判断力、机械设备的逻辑性、机械设备的自主决策能力。为了完善机械设备的智能化生产制造，就必须实现控制机械设备目标的前提条件。

2.3 提升自动化产品质量

自动化技术产品的种类和自动化产品生产质量共同决定研发电气、动力和接卸接口开展工作的方向。通常情况下，在接口工作正在进行时，我们首先考虑的问题是相对应的接口单元处理工作。当智能减速技术动力单元和电动机一体化技术动力单元进行的图像处理技术以及图像测距技术时，可以扩大自动化生产技术的规模并提升机械设计自动化技术产品的生产效率和生产产品质量。

2.4 网络化和微型化

近些年，由于科学技术的迅猛发展和计算机网络的广泛应用，我国的自动化技术产品的发展也逐步向网络化靠近。在机械制造业自动化技术中微机化自动化生产技术是主要技术取向之一。利用微机化自动化生产技术中生产的产品具有体积适中、产品能耗少的`优点。最为重要的是微机机械自动化生产技术的生产过程中可以减少资源的损耗，从根本上降低了机械生产设备的生产成本。

3 机械设计制造及其自动化方在生产实习中存在的问题

3.1 生产实习工作趋向简单化

因为生产实习的人员数量较多，规模小的企业不具备接纳众多实习人员的条件，只能由大型企业接纳。在大型企业中，其机械制造加工设备具有高智能化和自动化的特点，操作方式简单，由于实习方式过于简单，实习人员无法认真参与到实习中，使之难以达到理论联系实际的效果。

3.2 实习人员对生产实习的认可度差

伴随经济条件的改善和生活水平的提高，多数实习人员对工作的要求较高。由于大多数实习单位地处偏僻，生产环境差，工作强度高，加上对生产实习缺乏正确的认识，从而导致实习人员不愿意去实习的现象产生。

3.3 学习与生产实习不相关

在多数机械加工企业的生产中，现场人员大多遵从机械化的执行操作命令，但对生产产品的工艺原理和实际理念却并不了解，加之生产任务较重，使其不愿意和实习人员进行过多的交流；实习单位本身具有专业性较强的工程师并不多，在繁杂的生产过程中，无暇顾及到实习人员，实习人员很难得到有效的指导。

4 针对机械设计制造及其自动化方向生产实习问题的解决途径

4.1 是加强实习基地的建设

为了实习人员适应实习需求，更好的进行实践生产管理，单位应根据自身所在外部工业发展环境，扩充生产实习内容，建立专业化的生产实习基地，将外部资源和内部资源进行资源整合。由于企业的生产技术较为专业化，企业本身也具有较多的高素质技术人员和工程师傅，他们可以将生产技术和经验传授给实习人员。由此可见，建立生产培训基地是多方受益的措施。

4.2 对生产实习内容的改革

在生产实习中，实习人员据实际生产情况和机械设计及自动化方向的特点，制定生产实习目标。在实习内容安排上单位和企业做好沟通，明确实习人员的实习目标，企业在兼顾生产的前提下安排学生跟随车间管理人员和工人师傅学习，熟悉产品生产的整个流程，了解企业的组织管理。

4.3 完善和加强生产实习中的管理

实习指导人员对生产实习起着很重要的作用。为了避免管理人员对实习过程不熟悉，影响实习人员的实习效果，在实习前，派管理指导人员去工厂进行学习和参观，熟悉环境和有关人员，了解生产产品的技术装备和工艺流程。这样既能够更好地在实习现场进行指导，同时也有利于提高自身专业素质。

5 结束语

随着机械设计制造及其自动化的發展进程逐渐加快，在机械生产时应遵守对机器的功能性要求和使用高科技技术创新的原则。同时，培养综合素质强点的技术型人才也是生产实习中的首要任务。结合上文，为了培养更多的机械专业类人才，应对机械设计制造及自动化设计的实习课程进行改善，建立科学的培训机制。

参考文献：

[1]汪建华。机械设计制造及自动化专业生产实习改革与实践[J].长江大学学报（社会科学版），20xx，31（6）：260-261.

机械设计制造及其自动化应用论文 篇三

摘要：

科学技术水平的快速发展，为机械制造业的发展带来了可观的条件和发展空间，为了可以更好满足机械制造领域中生产效率提升的需要，机械设计制造及其自动化成为了必然选择。作为一种新式工艺，机械设计制造及其自动化有助于提升机械生产力，保证生产质量的同时，还可以推动工业发展和繁荣，为其提供坚实的硬件保障，创造更大的经济效益的同时，提升我国国际之间的竞争优势。因此，本文重点研究了机械制造及其自动化应用。

关键词：

机械设计制造；机械自动化；机械制造

1引言

机械设计制造自动化，简单来讲就是在机械设计制造过程中，加入自动化技术，来提高整个机械加工生产的效率以及质量，进而推动整个行业的良性发展。所以，想要在机械设计制造领域充分发挥自动化技术的应有作用，相关企业要结合机械设计制造及其自动化应用现状，加强对这方面的理论研究以及实践摸索，从而实现我国机械设计制造的自动化。

2主要特征

与传统的机械设计技术相比较，机械设计及其自动化在技术方面就有本质的不同，它主要是以自动化与智能化的原理进行作业，这种区别也是机械设计及其自动化不同于传统的机械设计技术的核心特征。机械设计的自动化主要是依靠多种科学技术的相互合作而实现，这种技术形式，不仅有利于不同学科之间的相互交流，还为他们之间的交流提供了新的平台与发展方式，同时，更使得机械制造在多个方面都发生了质的改变，例如，操作规范方面、结构变化方面、产品功能方面等。因此，积极推动我国机械化制造和自动化技术的良好发展，对促进我国现代化生产的长远发展有非常重要的意义，也是建设特色社会主义的必然趋势。

3机械设计制造及其自动化应用

3.1生产过程中的自动化应用

将自动化技术灵活的运用于机械设计制造中，可以在提升产品生产的连续性作业基础上，强化整个机械制造的智能化水平。与此同时，利用自动化技术替代人工生产，可以在机械设计制造中有效减少因人为因素带来的不确定影响，并为生产企业节约一部分人工成本，保证生产效率。另外，机械生产过程实现自动化之后，还能使产品损耗明显降低，维护企业的根本利益，提高企业的市场竞争力。

3.2柔性自动化技术地应用

柔性自动化技术主要指通过将计算机控制系统与机械制造生产线相结合，随后借助于将相关数据输入至生产线上各种设备中去，进而使得生产实现高度的自动化。而结合实践来看，一旦企业在自身机械制造生产中将柔性自动化技术应用，那么，只需将相应生产自动化控制数据输入到计算机系统中，设备据此实现机械制造生产全过程自动化操作。对企业来说，柔性自动化技术地应用不但有助于实现机械制造精准性生产，并且还可以有效地降低其人力资源地投入，进而为提高企业经济效益打下坚实的基础。不过，柔性自动化技术仍旧是存在着一定的弊端，即该技术地应用需要将相关数据输入，因而这就对操作人员工作提出了较高的要求，因为一旦其错误地输入信息，那么不仅会极易导致生产事故出现，同时更会给企业带来巨大的经济损失。

3.3自动检测技术地应用

一般来说，基于传统仪器和传感器的自动检测技术的发展，在机械制造业中，自动检测技术的应用可以减少生产过程中的人工参与，还能进一步提升产品合格率。此外，自动检测系统主要采用微型计算机等信息处理系统，进而确保检测工作的可靠性。

3.4智能自动化技术地运用

机械设计制造及其自动化地应用上除了上述两项技术外，智能自动化技术是其最重要地应用。智能自动化技术不但充分地柔性与集成自动化两种技术优点融合在一起，同时更使得该技术能够将生产数据自动采集、输入以及分析基于一身，从而达到机械制造生产智能化效果。智能自动化技术的应用其优点在于能够把以往需要通过人力方式所开展的信息数据采集、输入等工作实现计算机全智能化，如此一来不仅大大提升了生产效率及精准度，同时更使得机械制造生产借助于智能自动化技术实现对生产线自动监测与故障处理，进而极大程度地提升企业生产的可靠性以及安全性。

4未来机械设计制造及其自动化应用的发展方向

4.1更加趋向集成化

从总体上看，我国很多企业在生产制造机械设备时，总是有意无意的将机械设计、制造、生产以及管理等相互分离开来，这样就很难对机械设计制造的全过程有一个严格把控。对此，在未来发展进程中，相关企业依然要通过不断的技术创新，来提升自动化技术在机械设计制造中的融合程度，促进机械设计、制造、生产以及管理的高度融合，以迎合我国工业未来发展需求。

4.2微型化发展

机械设计制造及其自动化发展中除了上述5方面趋势外，微型化是其另外一个重要方向。得益于科学技术迅猛发展，各行各业生产建设自20世纪80年代后期便逐渐步入微型发展之路，这其中最为明显的变化，在于各行各業使用到或生产自动化产品大小不断变小，并且在节能、灵敏等方面也有了很大程度地提升。而针对机械设计制造及其自动化中微型化发展优点，在于不仅能够较为有效地降低设备与技术投入成本，同时在各种资源节约中也发挥了积极的作用，因而这就使得机械设计制造及其自动化微型化得了很大地发展，并且在当前也获取了不错的成果。目前机械设计制造及其自动化微型化发展中微机械技术是最主要的一个研究方向。

4.3朝着绿色化方向发展，注重产品设计虚拟化及数字化技术运用

结合低碳环保要求，需要机械制造行业未来发展中加强生态环境保护，注重各种资源的高效利用，朝着绿色化方向发展，满足可持续发展战略要求。同时，为了提高机械产品设计效率，优化产品设计方式，需要注重产品设计虚拟化及数字化技术运用：使缩短机械产品设计时间的同时提高设计精度，并加强产品设计中各种数据处理，优化生产流程，增强机械产品长期使用中的性能可靠性。

5结束语

总之，实现机械设计制造的自动化，不仅有助于提升企业的核心竞争力，同时在环境保护、节能降耗等方面均起着重要作用。因此，相关企业重视注重机械设计制造及其自动化应用的多元化、集成化以及节能化发展趋势，加强自动化技术在机械设计制造领域中的合理应用，从而为国家经济建设打下坚实基础。

参考文献：

[1] 刘荣光。机械设计制造及其自动化特点和优势及发展趋势探析[J].信息化建设，2016(6).

[2] 梁喜佳，张洪伟。浅析机械设计制造及其自动化的特点与优势及发展趋势[J].科技创新与应用，2016(6).

[3] 陆佳艳。探究我国机械设计制造及其自动化的发展方向[J].科技风，2015(21).

机械设计制造及其自动化应用论文 篇四

1机械自动化技术概念及组成分析

首先是程序单元。这个单元是机械自动化系统运行过程中最为重要的一个单元，系统当中应该执行的任务和执行任务过程中所采用的方式都是程序单元需要解决的问题。其次是作用单元。这一单元是整个自动化技控制系统中完成前期任务的重要组成部分，主要是在系统运行的过程中，为系统增加其保持正常运行过程中需要的能量，还要做好机械生产过程中的定位工作。再次是传感单元。这一单元是系统运行过程当中最为基础性的一个单元，主要是对系统在工作中的运行状态和运行指标进行监控和检测，保证系统处在正常的运行状态当中。第四就是制定单元。这一单元是整个系统当中最为重要的一个单元，它能够对传感单元传输过来的信息进行详细的分析和比较，这样就可以根据实际的情况对相关的数据信息进行处理，并发出动作信号。最后一个就是控制单元。这个单元是系统中起到保障性作用的单元，在各个单元的制定和动作调节以及维护方面，控制单元有着十分关键的作用。

2机械自动化技术在机械制造中的应用分析

2.1集成化应用分析

对于机械制造领域来说，其中所涉及到的集成化实际上主要是在技术功能、技术经营上所进行的集成。而也正是由于信息技术的作用影响，才能够使得计算机集成化技术转化成为对于机械制造的整体性优化。企业本身在实际进行经营管理的过程中，所涉及到的相关动态集成措施，能够让制造企业本身的动态集成为一个整体，通过这方面的措施才使得自动化技术保持自身的应用合理性，进而让企业信息管理系统、计算机辅助设计技术、数控加工技术等被应用到制造系统中。就现阶段来说，将CAD/CAM作为主要核心的CIMS工程应用措施，实际上已经在整个制造行业中进行了覆盖，其生产形式必然会成为未来的发展趋势。

2.2柔性化应用分析

柔性化最显著的特点在于其能够根据外界因素作用力的差异表现出与之相对应的适应能力。换句话说，在柔性化应用过程中，生产出的产品能够较好地适应市场的更改特性。现代机械制造行业必须针对终端用户的各类需求及时精确地做出反应，进而对机械制造产品类型和结构属性做出相应调整。从这一角度上来说，柔性化应用可以很好地解决该问题，其在确保必要生产柔性的基础上，对人机交互界面进行了合理优化，并在构建产品制造信息系统的基础上将计算机管理的工作效益发挥到最大。在当前技术条件的支持下，敏捷制造已成为柔性化应用的必然选择与发展趋势，其最显著的应用优势体现在以下几个方面：a.提高产品生产质量和生产效率。b.确保产品交货期，满足客户需求。c.强化信息系统运行全过程的可靠性。

2.3自动化的加工系统

机械是由不同的零部件组合而成，而成品是将零部件按照一定的顺序和技术要求进行组装而成的。自动化的加工系统能够有效地完成生产过程中的重复劳动，能够大大降低工人的重复劳动，节省体力，保证充足的人力资源。

2.4智能化应用分析

智能化机械制造技术，主要是将自动化技术、人工智能技术、机械制造技术、系统工程管理技术等多项不同的技术进行了良好的结合。而通过和专家系统所进行的结合，智能机械实际上完全能够依据机械制造体系中所呈现出的环境不同变化。机械智能化体系中所存在的一个主要特性，便是其所呈现出的极为特殊的人机工作界面，在实际执行制造工作的过程中，可以利用交互界面来进行人机沟通。智能化技术的应用，其中所存在的关键，就在于使用智能技术来对于相关专家所呈现出的智力活动加以模拟，如此一来，便能够使得自动化机械按照专家化的模式来进行运转。同时，还由于智能技术的应用，使得运行的系统能够依据自身当前所呈现出的情况来执行实时性的检测工作，尽可能的保证运行得以优化。

3结束语

在当前的经济发展中，经济全球化的发展趋势越来越强，同时城市化的发展水平也在不断的提升，机械生产的数量和规模在不断的增大，在这样的情况下机械生产企业在发展的过程中也面临了更大的挑战，所以如果机械生产企业要想获得更好的发展，就必须要采取有效的措施，不断发展和完善机械自动化生产技术，才能更好的实现更高的经济效益。

毕业设计论文机械设计制造及其自动化 篇五

毕业设计论文 中文题目对柴油机喷油系统排放控制技术切实可行的改进方法 学 院远程与继续教育学院 专 业机械设计制造及其自动化 姓 名 安立杰 学 号 06611789 指导教师 林桂清 20 09年 11月 10日 北京交通大学 毕业设计成绩评议 年级 07秋 层次 本科 专业 机械设计制造及其自动化 姓名 安立杰 题目 对柴油机喷油系统排放控制技术切实可行的改进方法 指 导 教 师 评 阅 意 见 成绩评定 指导教师 年 月 日 评 阅 教 师 意 见 评阅教师 年 月 日 答 辩 小 组 意 见 答辩小组负责人 年 月 日 北京交通大学 毕业设计论文任务书 本任务书下达给 07秋 级 本 科 机械自动化 专业学生 安立杰 设计论文题目对柴油机喷油系统排放控制技术切实可行的改进方法 一、设计论述内容 柴油机净化的关键是如何有效地消除no和微粒碳烟的生成量。本文应从喷油系统出发提出改进排放的切实可行的方法具有明显的现实意义。通过对铁路内燃机车的了解正确分析现阶段我国铁路内燃机车的现状并提出控制柴油机排放的具体措施。 二、基本要求 从喷油系统出发提出改进排放的切实可行的方法借鉴各国发展内燃机车的情况和自身实践经验开展理论结合实际的研究。 三、重点研究的问题 结合铁路内燃机车的现状提出对柴油机喷油系统排放控制技术切实可行的改进方法总体思路将其重点研究的方案集中在控制柴油机排放的具体措施上。 四、主要技术指标 1论文题目一般不超过25个字要简练准确可分二行书写 2开题报告 由学生认真书写经指导教师签字后的开题报告有效 3摘 要 中文摘要字数应在400字左右包括论文题目、搞要、关键词3至5个英文摘要与中文摘要内容要相对应 4目 录 按三级标题编写要求层次清晰且要与正文标题一致主要包括摘要、正文主要层次标题、参考文献、附录等 5 正 文 论文正文包括绪论或前言、慨述等、论文主体、结论。工科论文要求符合科技论文格式正文文字应在15000字以上 6参考文献 必须是学生本人真正阅读过的以近期发表的杂志类文献为主图书类文献不能过多且要与工作直接相关。 7附 录 含外文复印件及外文译文、有关图纸、计算机源程序如 果安排有毕业实习需提供毕业实习报告等。 五、其他要说明的问题 论文要用统一的毕业用纸用中文打印b5或手写。手写每页20行每行2000字用黑或蓝黑墨水工整书写打印正文用宋或楷体小四号字版面上空2.5cm下空2cm左右空2cm靠装订线一侧增加0.5cm空白用于装订。 对字体和字号的要求如下题目用一号分两行书写时用小一号黑体字第一层次一题序和标题用小二号黑体字题序和标题之间空两字不加标点下同第二层次一题序和标题用小三号黑体字第三层次1题序和标题用四号黑体字第四层次1题序和标题用小四号黑体字第五层次以下标题和题序与第四层次同。 下达任务日期2014年7 月23日 要求完成日期2014年11月 10日 答辩日期 2014年11月 28日 指导教师林桂清 开 题 报 告 题 目对柴油机喷油系统排放控制技术切实可行的改进方法 报告人安立杰 2014年08月25日 一、文献综述 柴油机净化的关键是如何有效地消除noχ和微粒碳烟的生成量。文章从结构系统出发提出了改进排放的切实可行的方法具有明显的现实意义。柴油机的有害排放取决于柴油机混合气形成及缸内燃烧过程而这些归根到底是由喷油、气流、燃烧系统以及缸内工作特质的配合所决定的。 二、选题的目的和意义 柴油机净关键是如何有效地消除noχ和微粒碳烟的生成量。恰恰这两项排放物的生成规律常常是互相矛盾的。因此任何一个单项措施总有它的负面影响。人们总是在采取某项措施的同时应用另一项措施来加以补救和平衡。最后常常是多项措施的综合应用才使排放性能达到一个新的水平。柴油机是一个多性能、多工况、多因素综合影响的统一体再加上各种各样的排放净化措施如何进行优选、折中和综合控制是一个极为困难和复杂的问题。柴油机的电子控制和综合管理是有效解决这一问题的最佳途径也是使各种机内净化措施得以充分发挥效用的保证。在所有净化措施中喷油系统的改进无疑是最为重要的环节。 三、研究方案 车用柴油机中常用的机械燃油喷射系统有两大类直列泵系统和转子分配泵系统。直列泵系统包括直列多缸泵、单体泵和泵喷嘴系统多用于大、中型车用柴油机上。转子分配泵系统有端面凸轮驱动的ve泵系统和内凸轮驱动的径向对置柱塞系统多用于轻型客车和柴油

轿车的小型高速柴油机上。上述各系统都是应用柱塞往复运动、脉动供油的方式工作。总 结出五种控制柴油机排放的具体措施。 四、进度计划 8月27日9月15日 分析题目查阅资料学习与毕业设计相关的知识作好前期准备工作。 9月16日10月10日 划分论点进行方案论证撰写论文。 10月11日11月10日 划分论点进行方案论证撰写论文撰写毕业并征求导师意见修改毕业进行毕业论文的评议。 五、指导教师意见 题目符合当前铁路的发展要求研究方案可行进度安排合理可以进行下一步工作。 指导教师林桂清 2014年 8 月 25 日 中期报告 题目对柴油机喷油系统排放控制技术切实可行的改进方法 报告人机械设计制造及其自动化 安立杰 一、总体设计 柴油机净化的关键是如何有效地消除noχ和微粒碳烟的生成量。文章从结构燃油系统出发提出了改进排放的五种切实可行的方法具有明显的现实意义。柴油机的有害排放取决于柴油机混合气形成及缸内燃烧过程而这些归根到底是由喷油、气流、燃烧系统以及缸内工作特质的配合所决定的。 二、基本框架 1.排放污染及危害 2.柴油机有害排放的形成机理 3.影响柴油机有害排放的因素 4.柴油机排放控制 三、进展情况 已经完成推迟喷油提前角降低noχ排放燃油高压喷射降低微粒碳烟排放这一部分其他部分还不能汇总资料搜集不齐只有个别部分成形后面还需继续努力。 四、指导教师意见 按照进度计划进行确定的整体思路符合任务书的要求框架结构合理可以进行的撰写工作。 结 题 验 收 一、完成日期 2014年11月10日 二、完成质量 基本上符合要求结构较完整层次较清楚。能运用所学专业理论知识结合铁路企业特点完成论文具有一定的分析问题解决问题的能力。 三、存在问题 如能多增加实际运用中具体案例说明问题会更好。 四、结论 毕业论文进行过程中态度较认真基本按照任务书的要求查找资料总结现场存在的问题并能够与老师联系、沟通。按时完成了开题报告、中期报告、初稿的写作并对初稿进行了反复修改基本上达到了的写作要求。经检查可以结题。 中 文 摘 要 摘要通过研讨内燃机有害排放物的形成机理、有害排放物的危害、有害排放物的影响因素、柴油机排放的控制措施较好地反映了柴油机排放控制技术的最新发展和目前采用的新技术、新方法。实用性强。主要从喷油系统出发提出改进排放的切实可行的方法有效地消除nox和微粒碳烟的生成量。柴油机净关键是如何有效地消除noχ和微粒碳烟的生成量。文章从喷油系统出发提出了改进排放的五种切实可行的方法具有明显的现实意义。 关键词柴油机排放控制措施 english abstract abstract: harmful emissions from internal combustion engines through the discussion of the formation mechanism of the hazards of harmful emissions harmful emissions factors diesel emission control measures better reflects the diesel emission control technology the latest developments and the current adoption of new technologies new methods 。 practicability. mainly from the fuel injection system this paper proposes practical ways to improve emissions effectively eliminating nox and particulate soot generation. clean diesel engine the key is how to effectively eliminate noχ and particulate soot generation. article from the starting fuel injection system is proposed to improve emissions five kinds of practical ways with obvious practical significance. key words: diesel engineexhausting control 目 录 中文摘要。.。.。.。.。.。.。.。 引言。.。.。.。.。.。.1 第一章 排放污染及危害。.。.。.。.2 1.1 发动机的废气成分。.。.。.。.。2 1.2 有害排放的危害。.。.。.。.。.。3 第二章 柴油机有害排放的形成机理。.。.。6 2.1 co的形成。.。.。.。.。.。.。.。.6 2.2 hc的形成。.。.。.。.。.。.。.。.6 2.3 nox的形成。.。.。.。.。.。.。.。.8 2.4 微粒。.。.。.。.。.。.。.8 2.5 臭味的生成。.。.。.。.。.。.。.。12 第三章 影响柴油机有害排放的因素。.。.。.。.。.。14 3.1 燃料 。.。.。.。.。.。.。14 3.2 喷油正时。.。.。.。.。.14 3.3 喷油系统。.。.。.。.。.16 3.4 燃烧方式和燃烧室形状。.。.。.。.。.。.18 3.5 气流组织和多气门技术。.。.。.。.。.。.21 3.6 增压对排放的影响。.。.。.。.。21 3.7 过

量空气系数对排放的影响。.。.。.。.21 3.8 柴油机的排放特性。.。.。.。.。23

第四章 柴油机排放控制。.。.。.。24 4.1 燃烧方式和燃烧室形状。.。.。.。.。.。.24 4.2 喷油系统。.。.。.。.。.35 4.3 柴油机电控燃抽喷射系统。.。.。.。.。.42 第五章 总结。.。.。.。.。.。47 参考文献。.。.。.。.。.。.。.。4 引 言 内燃机经过100多年的不断改进。已经成为一种热效率高、功率大、使用寿命长、工作可靠操价方便、价格低廉的产品。目前为止尽管对其他新型动力装置进行了许多开发研究丁作井取得了很大进展应用上也做了不少工作但在比质量、比体积、可靠性、可控性、价格和寿命力面还存在许多问题在短期内还难以与内燃机相比。但内燃机尤其是车用内燃机废气排放中的有害物质对环境造成的污染也越来越严重。对人类的健康和动植物的生长构成了严重威胁。在大城市。车用内燃机的废气排放是大气污染的主要污染源之一。为保护环境维护人类的生存环境世界各国都采取措施制定了日益严格的限制内燃机排故的法规和限制标准。为了达到排放的要求。采用了一系列的新方法、新技术和新借施。 通过学习柴油机各种排放物的危害研讨内燃机有害排放物的形成机理、有害排放物的影响因素、柴油机排放的控制措施较好地反映了柴油机排放控制技术的最新发展和目前采用的新技术、新方法。实用性强。从喷油系统燃烧系统电控共轨技术出发提出改进排放的切实可行的方法有效地消除nox和微粒碳烟的生成量。 第一章 排放污染及危害 1.1 发动机的废气成分 发动机的废气主要是n2c02有害排放主要是指cohc和nox通常指n02及nox发动机的废气成分及废气中有害排放的份额见图1-1----图1-4。汽油机的废气中。n2占72.c02占17.02及其他古9.36:有害排放占1 。64。 汽油机废气的有害排放中co占85hc占5 nox占8其他占2。柴油机的废气中n2占75.2 c02占7.1 o2及其他占16.88有害排放占0.82。 柴油机废气的有害排放中co占35.4 hc占amp54nox占35.4其他占20.66。 由上面的图可以看出汽油机的废气所占的比例占1.64比柴油机大占0.82但是由于柴油机的过量空气系数1.2一2.2比汽油机的过量空气系数0.8一1.2大柴油机的废气总量比汽油机大。在废气的有害排放中汽油机主要是co占85氮氧化物含量很少占8而在柴油机中co的含量比汽油机少 34.5但是氮氧化物比汽油机多得多占35.4. 1.2 有害排放的危害 1.2.1 co的危害 co是不完全燃烧的产物是一种无色、无刺激、无味的气体。co与血液扫血红蛋白的亲和力足与氧的亲和力的300倍人休吸人后会在血液中取代氧而形成牢固的血红蛋自、影响氧气输送。人体吸人co后会由于缺氧会感到疲劳引起头晕、恶心等中毒症状甚至导致窒息死l大气中各种浓度的co的毒害见表1-1 co的另一种危害是促使no向no2转化使光化学烟雾增加。 城市大气中的大部分co是汽车排放的co是汽车排气中浓度较高的有害成分co在大气低层停留的时间较长泉计值常常超过允许值应特别引起注意。 1.2.2 hc的危害 由第一章可知燃油由各种碳氢化合物形成的烃类物质组成。大部分烃类化合物对人体健康无直接的影响。hc是燃烧后生成的多种碳氢化合物的总称其中含有少量醛类甲醛和内烯醒和芳香烃〔最后组成苯丙花。每种化合物的量很少、但其共同作用十分明显甲醛、丙烯醒具有强烈气味对鼻、眼呼吸道的粘膜有刺激作用可引起结膜炎、鼻炎等。苯丙花是一种致癌物质。汽车密集的城市癌症和发病率比汽车排污少的地区高得多。此外碳氢化合物与氮牡化物发生光化学反应会形成化学烟雾。 1.2.3 nox的危害 氮氧化物主要是-氧化氮和二氧化氮。 no是一种无色无味的气体毒性不大在空气中能生成no2但高浓度的no对血液有毒性作用。能使神有nono2n2o3n2on2o4no3统称为nox汽车排气中排出的经麻痹使中枢神经瘫痪及痉挛 no2是一种红棕色气体有强烈的刺激性气味是汽车排气中恶臭物质成分之一、被吸人肺部时能与肺部的水分结合生成可溶性硝酸有刺激作用严重时会引起肺气肿。在强烈阳光下会发生光化学反应形成二次污染。 1.2.4 光化学烟雾的危害 hc和nox混合在一起在强烈阳光照射下会产生一系列复杂的光化学反应产生臭氧和各种化合物。臭氧o3具有很强的氧化性和毒性如果空气中o3的深度为5x10-5以上人在1h内就会死亡化合物中含有甲醛、丙

稀醛、硫酸等这些化合物会产生毒性较大的饯蓝色烟雾即光化学烟雾。光化学烟雾会阻碍视线刺激眼睛引起咳嗽并能致癌使植物枯萎并会使受应力的橡胶件开裂。 1.2.5 硫化物的危害 在有害排放物中还有燃油中硫分燃烧后生成的硫化物主要是so2它是无色气体有强烈气味有很强的腐蚀性会刺激呼吸系统粘膜引起 喉管发炎。so2氧化后生成so3so3与空气中的水发生作用会生成硫酸随雨雪降落形成酸雨、酸雾腐恤建筑物、车身造成土壤酸化破坏农作物与森林影响自然界的生态平衡。 硫化物对催化装置也有危害少量的so2吸附在催化剂表面会使催化剂劣化导致催化剂更换次数增加。 1.2.6 碳烟的危害 碳烟是因为排气中含有碳粒所致。碳粒是指排气中的固体及液体的凝结物。一般认为碳烟本身无毒但碳粒常夹附有吸及其他碳氢化合物如致癌的多环芳香烃、苯丙花等。不同直径的碳粒对人休的影响不同如表1-2所示。碳粒的颗粒越小在空气中悬浮的时间越长最小的颗粒可在空气中悬浮达一周以上这就增加了这些颗粒与人体接触的机会。 另外碳烟沉淀后呈黑色使环境的清洁度变差。 与柴油相比汽油机排出的碳粒很少只有柴油机的1/20--1/50。 第二章 柴油机有害排放的形成机理 柴油机的有害排放包括cohcnox和硫化物及微粒。 2.1 co的生成 co的生成主要是由于燃烧时缺氧所致对于柴油机来说其主要原因 是局部缺氧。 柴油机排放的co是燃料姗烧的中间产物。当燃烧继续进行时co与o2及氧化物再化合生成co2再化合时缺乏o2或氧化物或燃烧温度低、滞留时间短、不能完全化合将产生co。co的形成与碳烟极为相似都与有效氧含量有关结果使柴油机中co浓度的变化也大致与碳烟成比例。 柴油机在小负荷运行时由于燃油温度低且氧化反应弱co的排放量较低。当过量空气系数超过一定界限时不管温度是否增加由于o2的浓度低和反应时间短再化合反应会减少随柴油机负荷的增加co的排放量增加。 怠速时工作温度低喷油速度慢喷雾质量差。燃烧不完全。co排放高。co排放在某一转速时最低当转速增加或减少时其排放浓度均增加。对于一定的喷油提前角来说只存在一个最佳转速在此转速下燃料燃烧完全co浓度较低。 柴油机的平均过量空气系数大于1 co的排放量要比汽油机小得多只有在负荷很大接近si烟界限时才急剧增加。 2.2 hc的生成 柴油机排放中的hc是由原始燃料分解的燃油分子。或者是由重新化合的中间化合物。如醛、醇、酚等组成。 由于柴油机是喷油压燃燃油在燃烧室中的停留时间比汽油机短得多因而受冷激效应、狭隙效应、油膜吸附、沉积物吸附作用很小。这是柴油机的hc排放较低的主要原因。 柴油机燃烧室中由喷油器喷入的柴油与空气混合所形成的混合气可能太稀或太浓。使柴油不能自燃或火焰不能传播。如在喷油初期的滞燃期内可能因油气混合太快而使混合气过稀产生未燃烧的hc。而在喷油后期的高温燃气中可能因油气混合不足使混合气过浓或由于燃烧淬熄产生不完全燃烧产物随排气排出但此时较重的hc多被碳烟微粒所吸附构成微粒的一部分。 柴油机hc的生成量、种类与柴油随负荷的增加、燃空比f/a二混合气中的燃料质量kg/空气质量kg的增加而增加。当负荷变化时喷油量改变而喷油量的变化会引起喷柱燃油的分布状况、沉积在上面的油量、气缸燃油压力和温度以及喷柱持续时间的变化图2-1在怠速和极小负荷情况下喷油集中在心部贫油火焰外围区温度低。 化合速度慢易产生未燃烧的烃hc的排放量很高如图34所示在喷柱的外缘由于混合过度而造成混合气过稀而不能发火或维持燃烧这一区域叫负汕火焰州围区随柴油机负荷增加未燃烧的烃随温度的升高而 被氧化未燃烧的烃的排放量下降。因此柴油机在怠速或小负荷运转时的hc排放量高于全负荷工况。但当温度于分高时由于某些原始燃料分子分解在烃基和中间化合物之间发生再化合反应的可能性增大此时hc排出物中较重的hc组分增多。 喷油结束后喷油器的残油腔容积指喷油器嘴部针阀下游的压力室容积及各喷油孔通道的容积仍充满柴油。这部分柴油在燃烧后期和膨胀初期有部分被汽化并以液态或气态低速穿过喷嘴孔进人气缸缓慢地与空气混合从而错过主燃期研究证明残油腔容积中的柴油大约有五分之一左右以未燃烧的hc形式排出这是因为一部分较重的hc仍留在喷嘴中而有些离开的柴油则发生了氧化后燃。 与汽油机一样火焰在壁面上淬熄也是柴抽机hc排放的一个来源它取决于柴油喷柱与

燃烧室壁面的碰植情况。采用油膜蒸发混合的柴油机尽管在特定工况下有较好的性能但在冷起动时有大量未燃的hc以微粒状排出排气冒白烟因此已基本被淘汰。 2.3 nox的生成 同汽油机一样柴油机排放中的nox是在燃烧过程中原子氧和氮在高温高压下化合的结果柴油机排放的nox中主要是no. no排人大气后又氧化为no2。负荷增加时燃空比增加nox浓度也增加。而当nox浓度达到最大值后再增加燃空比nox浓度反而下降。这是因为当燃空比随负荷增加而增加时。温度上升。n0x的浓度上升而达到最大nox排。

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