機械設計製造及其自動化應用論文精品多篇

機械設計及其自動化論文 篇一

摘要：隨着現代科技的迅速發展，我國正朝着工業化的方向不斷邁進，這爲機械製造業創造了良好的發展契機。在引入和應用計算機技術之後，爲我國機械製造業的發展注入了強大活力，使其自動化水平得以更上一層樓。

關鍵詞：機械製造；自動化

1機械製造和自動化技術應用現狀

(1)機械製造技術應用現狀。目前，我國機械製造業正處於迅速發展階段，越來越多的企業開始應用新的生產工藝。然而由於起步較晚，尚無法同西方發達國家的製造業相提並論。發達國家的機械製造工藝比較先進，以高密度加工爲代表的一系列先進加工工藝已經廣泛應用於生產實踐，而我國相當一部分的機械製造業企業仍舊使用一些比較落後的加工工藝，常見的如拋光、鑄鍛以及水刀等。

(2)機械自動化技術應用現狀。隨着信息技術水平的不斷提高，機械自動化技術也迎來了良好的發展契機。國外工業水平較高的國家已經普遍在機械製造領域引入和應用了現代的計算機集成化技術，在一定程度上實現了機械加工的智能化。受多方面因素影響，我國機械製造自動化水平相對偏低，仍舊以初級操作自動化爲主。

2機械製造技術的應用

(1)網絡化應用。隨着網絡技術水平的不斷提升，給機械製造企業的運作模式帶來了巨大變化。無論是材料採購，還是產品設計和生產，又或者是市場營銷，均有了明顯提升。機械產品的製造在很大程度上擺脫了地域的束縛，能夠從不同國家和地區獲取所需材料以及相關技術，與此同時，還可以將產品推銷到國際市場。在網絡化環境下，機械製造企業之間的交流日漸頻繁和深入，不僅表現在產品開發方面，同時還表現在管理經驗方面，爲企業健康發展注入了新鮮活力。

(2)虛擬化應用。所謂機械製造虛擬化是指，利用計算機系統具有的仿真功能以完成對真實操作的模擬。在虛擬化技術的幫助下，能夠對有待開發的目標產品予以模擬式製造，瞭解其存在的不足，並加以改善，從而提升和保證真實產品的質量。與此同時，虛擬化也能夠對產品本身具有的可加工性予以檢驗。由此可見，虛擬化的應用可以大幅減少產品製造過程中資源的無謂消耗，提升產品質量。

(3)綠色化應用。傳統機械製造技術會導致一定的環境污染問題，在環境污染不斷加劇的背景下，如果實現機械製造的綠色化成了業界的熱點研究之一。對於機械製造而言，其綠色化應用集中反映在下述方面：①產品的綠色生產；②企業綠色管理；③綠色機械；④產品的綠色設計等。在當前背景下，綠色化應用具有相當積極的現實意義，一方面可以減輕對環境的污染，另一方面可以提升對資源的實際利用率。

3機械自動化技術的應用

(1)自動化信息系統。對於機械製造而言，其自動化信息系統主要包括下述內容：①輔助製造；②計算機輔助設計；③工藝輔助設計等。所謂輔助製造指的是，通過計算機以完成對產品的生產控制；所謂計算機輔助設計指的是，設計工作者利用一些配套的計算機軟件對機械產品進行相關設計；所謂工藝輔助設計指的是，不斷提升和改善產品的製作工藝。

(2)自動化供輸系統。該系統指的是，在計算機的幫助下完成對原材料、半成品以及最終產品的'傳輸。其主要包括三大部分：①單機自動組件；②自動輸送設備；③自動化軟件系統等。在機械機制的整個自動化系統中，自動化物資供輸系統屬於不可或缺的組成部分，發揮着相當重要的作用。

(3)自動化生產系統。該系統指的是，通過計算機系統以自動化方式持續地將產品的一系列組件正確地拼裝到一起。在機械製造中引入自動化生產系統，可以大幅降低人工操作的失誤率，提升生產效率，有利於營造理想的作業環境，不僅如此，還能夠有效提升和保證產品質量。

4機械製造和自動化應用前景展望

隨着現代科技的迅速發展，我國正朝着工業化的方向不斷邁進，這爲機械製造業創造了良好的發展契機。在引入和應用計算機技術之後，爲我國機械製造業的發展注入了強大活力，使其自動化水平得以更上一層樓。就機械自動化製造技術現階段的發展情況來看，我國在該方面應做好以下兩點工作：首先，應明確計算機集成技術的重要性，並將其更好地應用於實踐，從而不斷提升機械製造的集成程度。其次，應明確智能化技術的重要性，在機械製造過程中實現人機之間的有效互動，從而賦予機械製造體系以理想的自適應能力。可以預見，在未來的機械製造領域，智能化技術將發揮出越來越重要的作用，成爲機械製造的主流發展趨勢之一。

參考文獻

1、機電一體化在煤礦機械中的應用研究李榮昌；煤炭技術20xx-08-10

2、現代煤礦生產中機電一體化技術的應用策略分析左潔；金田20xx-02-15

機械設計及其自動化論文 篇二

1 我國機械設計製造及自動化專業的背景分析

在機械設計製造及自動化中，機械設備佔主要地位，同時它還兼具了機械設計和自動化管理兩個方面。現如今我國經濟正在飛速發展中，機械製造業及其自動化技術在國內的各行各業中應用廣泛，對機械自動化人才的需求量也逐漸增多。爲了加快我國經濟的發展，推進企業科技的進程，培養更多高素質的機械自動化人才，這是發展的前提條件。

2 機械設計製造及其自動化的發展方向

2.1 機電一體化和智能化以及模塊化

機械設計製造自動化技術在發展過程中主要的技術基礎就是機電一體化技術的有效實施。爲了保障相關機械製造業的可持續發展，併爲機械設備製造技術提供全面的可行性措施，就必須對機電一體化技術展開全面的技術應用。

2.2 優化機械設備智能化手段

通常情況下，智能化是指在相對控制理論的基礎上對新型思想和新型技術手段互通互匯，並在模擬人類智能的同時提升機械生產設備的行爲判斷力、機械設備的邏輯性、機械設備的自主決策能力。爲了完善機械設備的智能化生產製造，就必須實現控制機械設備目標的前提條件。

2.3 提升自動化產品質量

自動化技術產品的種類和自動化產品生產質量共同決定研發電氣、動力和接卸接口開展工作的方向。通常情況下，在接口工作正在進行時，我們首先考慮的問題是相對應的接口單元處理工作。當智能減速技術動力單元和電動機一體化技術動力單元進行的圖像處理技術以及圖像測距技術時，可以擴大自動化生產技術的規模並提升機械設計自動化技術產品的生產效率和生產產品質量。

2.4 網絡化和微型化

近些年，由於科學技術的迅猛發展和計算機網絡的廣泛應用，我國的自動化技術產品的發展也逐步向網絡化靠近。在機械製造業自動化技術中微機化自動化生產技術是主要技術取向之一。利用微機化自動化生產技術中生產的產品具有體積適中、產品能耗少的`優點。最爲重要的是微機機械自動化生產技術的生產過程中可以減少資源的損耗，從根本上降低了機械生產設備的生產成本。

3 機械設計製造及其自動化方在生產實習中存在的問題

3.1 生產實習工作趨向簡單化

因爲生產實習的人員數量較多，規模小的企業不具備接納衆多實習人員的條件，只能由大型企業接納。在大型企業中，其機械製造加工設備具有高智能化和自動化的特點，操作方式簡單，由於實習方式過於簡單，實習人員無法認真參與到實習中，使之難以達到理論聯繫實際的效果。

3.2 實習人員對生產實習的認可度差

伴隨經濟條件的改善和生活水平的提高，多數實習人員對工作的要求較高。由於大多數實習單位地處偏僻，生產環境差，工作強度高，加上對生產實習缺乏正確的認識，從而導致實習人員不願意去實習的現象產生。

3.3 學習與生產實習不相關

在多數機械加工企業的生產中，現場人員大多遵從機械化的執行操作命令，但對生產產品的工藝原理和實際理念卻並不瞭解，加之生產任務較重，使其不願意和實習人員進行過多的交流；實習單位本身具有專業性較強的工程師並不多，在繁雜的生產過程中，無暇顧及到實習人員，實習人員很難得到有效的指導。

4 針對機械設計製造及其自動化方向生產實習問題的解決途徑

4.1 是加強實習基地的建設

爲了實習人員適應實習需求，更好的進行實踐生產管理，單位應根據自身所在外部工業發展環境，擴充生產實習內容，建立專業化的生產實習基地，將外部資源和內部資源進行資源整合。由於企業的生產技術較爲專業化，企業本身也具有較多的高素質技術人員和工程師傅，他們可以將生產技術和經驗傳授給實習人員。由此可見，建立生產培訓基地是多方受益的措施。

4.2 對生產實習內容的改革

在生產實習中，實習人員據實際生產情況和機械設計及自動化方向的特點，制定生產實習目標。在實習內容安排上單位和企業做好溝通，明確實習人員的實習目標，企業在兼顧生產的前提下安排學生跟隨車間管理人員和工人師傅學習，熟悉產品生產的整個流程，瞭解企業的組織管理。

4.3 完善和加強生產實習中的管理

實習指導人員對生產實習起着很重要的作用。爲了避免管理人員對實習過程不熟悉，影響實習人員的實習效果，在實習前，派管理指導人員去工廠進行學習和參觀，熟悉環境和有關人員，瞭解生產產品的技術裝備和工藝流程。這樣既能夠更好地在實習現場進行指導，同時也有利於提高自身專業素質。

5 結束語

隨着機械設計製造及其自動化的發展進程逐漸加快，在機械生產時應遵守對機器的功能性要求和使用高科技技術創新的原則。同時，培養綜合素質強點的技術型人才也是生產實習中的首要任務。結合上文，爲了培養更多的機械專業類人才，應對機械設計製造及自動化設計的實習課程進行改善，建立科學的培訓機制。

參考文獻：

[1]汪建華。機械設計製造及自動化專業生產實習改革與實踐[J].長江大學學報（社會科學版），20xx，31（6）：260-261.

機械設計製造及其自動化應用論文 篇三

摘要：

科學技術水平的快速發展，爲機械製造業的發展帶來了可觀的條件和發展空間，爲了可以更好滿足機械製造領域中生產效率提升的需要，機械設計製造及其自動化成爲了必然選擇。作爲一種新式工藝，機械設計製造及其自動化有助於提升機械生產力，保證生產質量的同時，還可以推動工業發展和繁榮，爲其提供堅實的硬件保障，創造更大的經濟效益的同時，提升我國國際之間的競爭優勢。因此，本文重點研究了機械製造及其自動化應用。

關鍵詞：

機械設計製造；機械自動化；機械製造

1引言

機械設計製造自動化，簡單來講就是在機械設計製造過程中，加入自動化技術，來提高整個機械加工生產的效率以及質量，進而推動整個行業的良性發展。所以，想要在機械設計製造領域充分發揮自動化技術的應有作用，相關企業要結合機械設計製造及其自動化應用現狀，加強對這方面的理論研究以及實踐摸索，從而實現我國機械設計製造的自動化。

2主要特徵

與傳統的機械設計技術相比較，機械設計及其自動化在技術方面就有本質的不同，它主要是以自動化與智能化的原理進行作業，這種區別也是機械設計及其自動化不同於傳統的機械設計技術的核心特徵。機械設計的自動化主要是依靠多種科學技術的相互合作而實現，這種技術形式，不僅有利於不同學科之間的相互交流，還爲他們之間的交流提供了新的平臺與發展方式，同時，更使得機械製造在多個方面都發生了質的改變，例如，操作規範方面、結構變化方面、產品功能方面等。因此，積極推動我國機械化製造和自動化技術的良好發展，對促進我國現代化生產的長遠發展有非常重要的意義，也是建設特色社會主義的必然趨勢。

3機械設計製造及其自動化應用

3.1生產過程中的自動化應用

將自動化技術靈活的運用於機械設計製造中，可以在提升產品生產的連續性作業基礎上，強化整個機械製造的智能化水平。與此同時，利用自動化技術替代人工生產，可以在機械設計製造中有效減少因人爲因素帶來的不確定影響，併爲生產企業節約一部分人工成本，保證生產效率。另外，機械生產過程實現自動化之後，還能使產品損耗明顯降低，維護企業的根本利益，提高企業的市場競爭力。

3.2柔性自動化技術地應用

柔性自動化技術主要指通過將計算機控制系統與機械製造生產線相結合，隨後藉助於將相關數據輸入至生產線上各種設備中去，進而使得生產實現高度的自動化。而結合實踐來看，一旦企業在自身機械製造生產中將柔性自動化技術應用，那麼，只需將相應生產自動化控制數據輸入到計算機系統中，設備據此實現機械製造生產全過程自動化操作。對企業來說，柔性自動化技術地應用不但有助於實現機械製造精準性生產，並且還可以有效地降低其人力資源地投入，進而爲提高企業經濟效益打下堅實的基礎。不過，柔性自動化技術仍舊是存在着一定的弊端，即該技術地應用需要將相關數據輸入，因而這就對操作人員工作提出了較高的要求，因爲一旦其錯誤地輸入信息，那麼不僅會極易導致生產事故出現，同時更會給企業帶來巨大的經濟損失。

3.3自動檢測技術地應用

一般來說，基於傳統儀器和傳感器的自動檢測技術的發展，在機械製造業中，自動檢測技術的應用可以減少生產過程中的人工參與，還能進一步提升產品合格率。此外，自動檢測系統主要採用微型計算機等信息處理系統，進而確保檢測工作的可靠性。

3.4智能自動化技術地運用

機械設計製造及其自動化地應用上除了上述兩項技術外，智能自動化技術是其最重要地應用。智能自動化技術不但充分地柔性與集成自動化兩種技術優點融合在一起，同時更使得該技術能夠將生產數據自動採集、輸入以及分析基於一身，從而達到機械製造生產智能化效果。智能自動化技術的應用其優點在於能夠把以往需要通過人力方式所開展的信息數據採集、輸入等工作實現計算機全智能化，如此一來不僅大大提升了生產效率及精準度，同時更使得機械製造生產藉助於智能自動化技術實現對生產線自動監測與故障處理，進而極大程度地提升企業生產的可靠性以及安全性。

4未來機械設計製造及其自動化應用的發展方向

4.1更加趨向集成化

從總體上看，我國很多企業在生產製造機械設備時，總是有意無意的將機械設計、製造、生產以及管理等相互分離開來，這樣就很難對機械設計製造的全過程有一個嚴格把控。對此，在未來發展進程中，相關企業依然要通過不斷的技術創新，來提升自動化技術在機械設計製造中的融合程度，促進機械設計、製造、生產以及管理的高度融合，以迎合我國工業未來發展需求。

4.2微型化發展

機械設計製造及其自動化發展中除了上述5方面趨勢外，微型化是其另外一個重要方向。得益於科學技術迅猛發展，各行各業生產建設自20世紀80年代後期便逐漸步入微型發展之路，這其中最爲明顯的變化，在於各行各業使用到或生產自動化產品大小不斷變小，並且在節能、靈敏等方面也有了很大程度地提升。而針對機械設計製造及其自動化中微型化發展優點，在於不僅能夠較爲有效地降低設備與技術投入成本，同時在各種資源節約中也發揮了積極的作用，因而這就使得機械設計製造及其自動化微型化得了很大地發展，並且在當前也獲取了不錯的成果。目前機械設計製造及其自動化微型化發展中微機械技術是最主要的一個研究方向。

4.3朝着綠色化方向發展，注重產品設計虛擬化及數字化技術運用

結合低碳環保要求，需要機械製造行業未來發展中加強生態環境保護，注重各種資源的高效利用，朝着綠色化方向發展，滿足可持續發展戰略要求。同時，爲了提高機械產品設計效率，優化產品設計方式，需要注重產品設計虛擬化及數字化技術運用：使縮短機械產品設計時間的同時提高設計精度，並加強產品設計中各種數據處理，優化生產流程，增強機械產品長期使用中的性能可靠性。

5結束語

總之，實現機械設計製造的自動化，不僅有助於提升企業的核心競爭力，同時在環境保護、節能降耗等方面均起着重要作用。因此，相關企業重視注重機械設計製造及其自動化應用的多元化、集成化以及節能化發展趨勢，加強自動化技術在機械設計製造領域中的合理應用，從而爲國家經濟建設打下堅實基礎。

參考文獻：

[1] 劉榮光。機械設計製造及其自動化特點和優勢及發展趨勢探析[J].信息化建設，2016(6).

[2] 樑喜佳，張洪偉。淺析機械設計製造及其自動化的特點與優勢及發展趨勢[J].科技創新與應用，2016(6).

[3] 陸佳豔。探究我國機械設計製造及其自動化的發展方向[J].科技風，2015(21).

機械設計製造及其自動化應用論文 篇四

1機械自動化技術概念及組成分析

首先是程序單元。這個單元是機械自動化系統運行過程中最爲重要的一個單元，系統當中應該執行的任務和執行任務過程中所採用的方式都是程序單元需要解決的問題。其次是作用單元。這一單元是整個自動化技控制系統中完成前期任務的重要組成部分，主要是在系統運行的過程中，爲系統增加其保持正常運行過程中需要的能量，還要做好機械生產過程中的定位工作。再次是傳感單元。這一單元是系統運行過程當中最爲基礎性的一個單元，主要是對系統在工作中的運行狀態和運行指標進行監控和檢測，保證系統處在正常的運行狀態當中。第四就是制定單元。這一單元是整個系統當中最爲重要的一個單元，它能夠對傳感單元傳輸過來的信息進行詳細的分析和比較，這樣就可以根據實際的情況對相關的數據信息進行處理，併發出動作信號。最後一個就是控制單元。這個單元是系統中起到保障性作用的單元，在各個單元的制定和動作調節以及維護方面，控制單元有着十分關鍵的作用。

2機械自動化技術在機械製造中的應用分析

2.1集成化應用分析

對於機械製造領域來說，其中所涉及到的集成化實際上主要是在技術功能、技術經營上所進行的集成。而也正是由於信息技術的作用影響，才能夠使得計算機集成化技術轉化成爲對於機械製造的整體性優化。企業本身在實際進行經營管理的過程中，所涉及到的相關動態集成措施，能夠讓製造企業本身的動態集成爲一個整體，通過這方面的措施才使得自動化技術保持自身的應用合理性，進而讓企業信息管理系統、計算機輔助設計技術、數控加工技術等被應用到製造系統中。就現階段來說，將CAD/CAM作爲主要核心的CIMS工程應用措施，實際上已經在整個製造行業中進行了覆蓋，其生產形式必然會成爲未來的發展趨勢。

2.2柔性化應用分析

柔性化最顯著的特點在於其能夠根據外界因素作用力的差異表現出與之相對應的適應能力。換句話說，在柔性化應用過程中，生產出的產品能夠較好地適應市場的更改特性。現代機械製造行業必須針對終端用戶的各類需求及時精確地做出反應，進而對機械製造產品類型和結構屬性做出相應調整。從這一角度上來說，柔性化應用可以很好地解決該問題，其在確保必要生產柔性的基礎上，對人機交互界面進行了合理優化，並在構建產品製造信息系統的基礎上將計算機管理的工作效益發揮到最大。在當前技術條件的支持下，敏捷製造已成爲柔性化應用的必然選擇與發展趨勢，其最顯著的應用優勢體現在以下幾個方面：a.提高產品生產質量和生產效率。b.確保產品交貨期，滿足客戶需求。c.強化信息系統運行全過程的可靠性。

2.3自動化的加工系統

機械是由不同的零部件組合而成，而成品是將零部件按照一定的順序和技術要求進行組裝而成的。自動化的加工系統能夠有效地完成生產過程中的重複勞動，能夠大大降低工人的重複勞動，節省體力，保證充足的人力資源。

2.4智能化應用分析

智能化機械製造技術，主要是將自動化技術、人工智能技術、機械製造技術、系統工程管理技術等多項不同的技術進行了良好的結合。而通過和專家系統所進行的結合，智能機械實際上完全能夠依據機械製造體系中所呈現出的環境不同變化。機械智能化體系中所存在的一個主要特性，便是其所呈現出的極爲特殊的人機工作界面，在實際執行製造工作的過程中，可以利用交互界面來進行人機溝通。智能化技術的應用，其中所存在的關鍵，就在於使用智能技術來對於相關專家所呈現出的智力活動加以模擬，如此一來，便能夠使得自動化機械按照專家化的模式來進行運轉。同時，還由於智能技術的應用，使得運行的系統能夠依據自身當前所呈現出的情況來執行實時性的檢測工作，儘可能的保證運行得以優化。

3結束語

在當前的經濟發展中，經濟全球化的發展趨勢越來越強，同時城市化的發展水平也在不斷的提升，機械生產的數量和規模在不斷的增大，在這樣的情況下機械生產企業在發展的過程中也面臨了更大的挑戰，所以如果機械生產企業要想獲得更好的發展，就必須要採取有效的措施，不斷髮展和完善機械自動化生產技術，才能更好的實現更高的經濟效益。

畢業設計論文機械設計製造及其自動化 篇五

畢業設計論文 中文題目對柴油機噴油系統排放控制技術切實可行的改進方法 學 院遠程與繼續教育學院 專 業機械設計製造及其自動化 姓 名 安立傑 學 號 06611789 指導教師 林桂清 20 09年 11月 10日 北京交通大學 畢業設計成績評議 年級 07秋 層次 本科 專業 機械設計製造及其自動化 姓名 安立傑 題目 對柴油機噴油系統排放控制技術切實可行的改進方法 指 導 教 師 評 閱 意 見 成績評定 指導教師 年 月 日 評 閱 教 師 意 見 評閱教師 年 月 日 答 辯 小 組 意 見 答辯小組負責人 年 月 日 北京交通大學 畢業設計論文任務書 本任務書下達給 07秋 級 本 科 機械自動化 專業學生 安立傑 設計論文題目對柴油機噴油系統排放控制技術切實可行的改進方法 一、設計論述內容 柴油機淨化的關鍵是如何有效地消除no和微粒碳煙的生成量。本文應從噴油系統出發提出改進排放的切實可行的方法具有明顯的現實意義。通過對鐵路內燃機車的瞭解正確分析現階段我國鐵路內燃機車的現狀並提出控制柴油機排放的具體措施。 二、基本要求 從噴油系統出發提出改進排放的切實可行的方法借鑑各國發展內燃機車的情況和自身實踐經驗開展理論結合實際的研究。 三、重點研究的問題 結合鐵路內燃機車的現狀提出對柴油機噴油系統排放控制技術切實可行的改進方法總體思路將其重點研究的方案集中在控制柴油機排放的具體措施上。 四、主要技術指標 1論文題目一般不超過25個字要簡練準確可分二行書寫 2開題報告 由學生認真書寫經指導教師簽字後的開題報告有效 3摘 要 中文摘要字數應在400字左右包括論文題目、搞要、關鍵詞3至5個英文摘要與中文摘要內容要相對應 4目 錄 按三級標題編寫要求層次清晰且要與正文標題一致主要包括摘要、正文主要層次標題、參考文獻、附錄等 5 正 文 論文正文包括緒論或前言、慨述等、論文主體、結論。工科論文要求符合科技論文格式正文文字應在15000字以上 6參考文獻 必須是學生本人真正閱讀過的以近期發表的雜誌類文獻爲主圖書類文獻不能過多且要與工作直接相關。 7附 錄 含外文複印件及外文譯文、有關圖紙、計算機源程序如 果安排有畢業實習需提供畢業實習報告等。 五、其他要說明的問題 論文要用統一的畢業用紙用中文打印b5或手寫。手寫每頁20行每行2000字用黑或藍黑墨水工整書寫打印正文用宋或楷體小四號字版面上空2.5cm下空2cm左右空2cm靠裝訂線一側增加0.5cm空白用於裝訂。 對字體和字號的要求如下題目用一號分兩行書寫時用小一號黑體字第一層次一題序和標題用小二號黑體字題序和標題之間空兩字不加標點下同第二層次一題序和標題用小三號黑體字第三層次1題序和標題用四號黑體字第四層次1題序和標題用小四號黑體字第五層次以下標題和題序與第四層次同。 下達任務日期2014年7 月23日 要求完成日期2014年11月 10日 答辯日期 2014年11月 28日 指導教師林桂清 開 題 報 告 題 目對柴油機噴油系統排放控制技術切實可行的改進方法 報告人安立傑 2014年08月25日 一、文獻綜述 柴油機淨化的關鍵是如何有效地消除noχ和微粒碳煙的生成量。文章從結構系統出發提出了改進排放的切實可行的方法具有明顯的現實意義。柴油機的有害排放取決於柴油機混合氣形成及缸內燃燒過程而這些歸根到底是由噴油、氣流、燃燒系統以及缸內工作特質的配合所決定的。 二、選題的目的和意義 柴油機淨關鍵是如何有效地消除noχ和微粒碳煙的生成量。恰恰這兩項排放物的生成規律常常是互相矛盾的。因此任何一個單項措施總有它的負面影響。人們總是在採取某項措施的同時應用另一項措施來加以補救和平衡。最後常常是多項措施的綜合應用才使排放性能達到一個新的水平。柴油機是一個多性能、多工況、多因素綜合影響的統一體再加上各種各樣的排放淨化措施如何進行優選、折中和綜合控制是一個極爲困難和複雜的問題。柴油機的電子控制和綜合管理是有效解決這一問題的最佳途徑也是使各種機內淨化措施得以充分發揮效用的保證。在所有淨化措施中噴油系統的改進無疑是最爲重要的環節。 三、研究方案 車用柴油機中常用的機械燃油噴射系統有兩大類直列泵系統和轉子分配泵系統。直列泵系統包括直列多缸泵、單體泵和泵噴嘴系統多用於大、中型車用柴油機上。轉子分配泵系統有端面凸輪驅動的ve泵系統和內凸輪驅動的徑向對置柱塞系統多用於輕型客車和柴油

轎車的小型高速柴油機上。上述各系統都是應用柱塞往復運動、脈動供油的方式工作。總 結出五種控制柴油機排放的具體措施。 四、進度計劃 8月27日9月15日 分析題目查閱資料學習與畢業設計相關的知識作好前期準備工作。 9月16日10月10日 劃分論點進行方案論證撰寫論文。 10月11日11月10日 劃分論點進行方案論證撰寫論文撰寫畢業並徵求導師意見修改畢業進行畢業論文的評議。 五、指導教師意見 題目符合當前鐵路的發展要求研究方案可行進度安排合理可以進行下一步工作。 指導教師林桂清 2014年 8 月 25 日 中期報告 題目對柴油機噴油系統排放控制技術切實可行的改進方法 報告人機械設計製造及其自動化 安立傑 一、總體設計 柴油機淨化的關鍵是如何有效地消除noχ和微粒碳煙的生成量。文章從結構燃油系統出發提出了改進排放的五種切實可行的方法具有明顯的現實意義。柴油機的有害排放取決於柴油機混合氣形成及缸內燃燒過程而這些歸根到底是由噴油、氣流、燃燒系統以及缸內工作特質的配合所決定的。 二、基本框架 1.排放污染及危害 2.柴油機有害排放的形成機理 3.影響柴油機有害排放的因素 4.柴油機排放控制 三、進展情況 已經完成推遲噴油提前角降低noχ排放燃油高壓噴射降低微粒碳煙排放這一部分其他部分還不能彙總資料蒐集不齊只有個別部分成形後面還需繼續努力。 四、指導教師意見 按照進度計劃進行確定的整體思路符合任務書的要求框架結構合理可以進行的撰寫工作。 結 題 驗 收 一、完成日期 2014年11月10日 二、完成質量 基本上符合要求結構較完整層次較清楚。能運用所學專業理論知識結合鐵路企業特點完成論文具有一定的分析問題解決問題的能力。 三、存在問題 如能多增加實際運用中具體案例說明問題會更好。 四、結論 畢業論文進行過程中態度較認真基本按照任務書的要求查找資料總結現場存在的問題並能夠與老師聯繫、溝通。按時完成了開題報告、中期報告、初稿的寫作並對初稿進行了反覆修改基本上達到了的寫作要求。經檢查可以結題。 中 文 摘 要 摘要通過研討內燃機有害排放物的形成機理、有害排放物的危害、有害排放物的影響因素、柴油機排放的控制措施較好地反映了柴油機排放控制技術的最新發展和目前採用的新技術、新方法。實用性強。主要從噴油系統出發提出改進排放的切實可行的方法有效地消除nox和微粒碳煙的生成量。柴油機淨關鍵是如何有效地消除noχ和微粒碳煙的生成量。文章從噴油系統出發提出了改進排放的五種切實可行的方法具有明顯的現實意義。 關鍵詞柴油機排放控制措施 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 錄 中文摘要。.。.。.。.。.。.。.。 引言。.。.。.。.。.。.1 第一章 排放污染及危害。.。.。.。.2 1.1 發動機的廢氣成分。.。.。.。.。2 1.2 有害排放的危害。.。.。.。.。.。3 第二章 柴油機有害排放的形成機理。.。.。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 影響柴油機有害排放的因素。.。.。.。.。.。14 3.1 燃料 。.。.。.。.。.。.。14 3.2 噴油正時。.。.。.。.。.14 3.3 噴油系統。.。.。.。.。.16 3.4 燃燒方式和燃燒室形狀。.。.。.。.。.。.18 3.5 氣流組織和多氣門技術。.。.。.。.。.。.21 3.6 增壓對排放的影響。.。.。.。.。21 3.7 過

量空氣係數對排放的影響。.。.。.。.21 3.8 柴油機的排放特性。.。.。.。.。23

第四章 柴油機排放控制。.。.。.。24 4.1 燃燒方式和燃燒室形狀。.。.。.。.。.。.24 4.2 噴油系統。.。.。.。.。.35 4.3 柴油機電控燃抽噴射系統。.。.。.。.。.42 第五章 總結。.。.。.。.。.。47 參考文獻。.。.。.。.。.。.。.。4 引 言 內燃機經過100多年的不斷改進。已經成爲一種熱效率高、功率大、使用壽命長、工作可靠操價方便、價格低廉的產品。目前爲止儘管對其他新型動力裝置進行了許多開發研究丁作井取得了很大進展應用上也做了不少工作但在比質量、比體積、可靠性、可控性、價格和壽命力面還存在許多問題在短期內還難以與內燃機相比。但內燃機尤其是車用內燃機廢氣排放中的有害物質對環境造成的污染也越來越嚴重。對人類的健康和動植物的生長構成了嚴重威脅。在大城市。車用內燃機的廢氣排放是大氣污染的主要污染源之一。爲保護環境維護人類的生存環境世界各國都採取措施制定了日益嚴格的限制內燃機排故的法規和限制標準。爲了達到排放的要求。採用了一系列的新方法、新技術和新借施。 通過學習柴油機各種排放物的危害研討內燃機有害排放物的形成機理、有害排放物的影響因素、柴油機排放的控制措施較好地反映了柴油機排放控制技術的最新發展和目前採用的新技術、新方法。實用性強。從噴油系統燃燒系統電控共軌技術出發提出改進排放的切實可行的方法有效地消除nox和微粒碳煙的生成量。 第一章 排放污染及危害 1.1 發動機的廢氣成分 發動機的廢氣主要是n2c02有害排放主要是指cohc和nox通常指n02及nox發動機的廢氣成分及廢氣中有害排放的份額見圖1-1----圖1-4。汽油機的廢氣中。n2佔72.c02佔17.02及其他古9.36:有害排放佔1 。64。 汽油機廢氣的有害排放中co佔85hc佔5 nox佔8其他佔2。柴油機的廢氣中n2佔75.2 c02佔7.1 o2及其他佔16.88有害排放佔0.82。 柴油機廢氣的有害排放中co佔35.4 hc佔amp54nox佔35.4其他佔20.66。 由上面的圖可以看出汽油機的廢氣所佔的比例佔1.64比柴油機大佔0.82但是由於柴油機的過量空氣係數1.2一2.2比汽油機的過量空氣係數0.8一1.2大柴油機的廢氣總量比汽油機大。在廢氣的有害排放中汽油機主要是co佔85氮氧化物含量很少佔8而在柴油機中co的含量比汽油機少 34.5但是氮氧化物比汽油機多得多佔35.4. 1.2 有害排放的危害 1.2.1 co的危害 co是不完全燃燒的產物是一種無色、無刺激、無味的氣體。co與血液掃血紅蛋白的親和力足與氧的親和力的300倍人休吸人後會在血液中取代氧而形成牢固的血紅蛋自、影響氧氣輸送。人體吸人co後會由於缺氧會感到疲勞引起頭暈、噁心等中毒症狀甚至導致窒息死l大氣中各種濃度的co的毒害見表1-1 co的另一種危害是促使no向no2轉化使光化學煙霧增加。 城市大氣中的大部分co是汽車排放的co是汽車排氣中濃度較高的有害成分co在大氣低層停留的時間較長泉計值常常超過允許值應特別引起注意。 1.2.2 hc的危害 由第一章可知燃油由各種碳氫化合物形成的烴類物質組成。大部分烴類化合物對人體健康無直接的影響。hc是燃燒後生成的多種碳氫化合物的總稱其中含有少量醛類甲醛和內烯醒和芳香烴〔最後組成苯丙花。每種化合物的量很少、但其共同作用十分明顯甲醛、丙烯醒具有強烈氣味對鼻、眼呼吸道的粘膜有刺激作用可引起結膜炎、鼻炎等。苯丙花是一種致癌物質。汽車密集的城市癌症和發病率比汽車排污少的地區高得多。此外碳氫化合物與氮牡化物發生光化學反應會形成化學煙霧。 1.2.3 nox的危害 氮氧化物主要是-氧化氮和二氧化氮。 no是一種無色無味的氣體毒性不大在空氣中能生成no2但高濃度的no對血液有毒性作用。能使神有nono2n2o3n2on2o4no3統稱爲nox汽車排氣中排出的經麻痹使中樞神經癱瘓及痙攣 no2是一種紅棕色氣體有強烈的刺激性氣味是汽車排氣中惡臭物質成分之一、被吸人肺部時能與肺部的水分結合生成可溶性硝酸有刺激作用嚴重時會引起肺氣腫。在強烈陽光下會發生光化學反應形成二次污染。 1.2.4 光化學煙霧的危害 hc和nox混合在一起在強烈陽光照射下會產生一系列複雜的光化學反應產生臭氧和各種化合物。臭氧o3具有很強的氧化性和毒性如果空氣中o3的深度爲5x10-5以上人在1h內就會死亡化合物中含有甲醛、丙

稀醛、硫酸等這些化合物會產生毒性較大的餞藍色煙霧即光化學煙霧。光化學煙霧會阻礙視線刺激眼睛引起咳嗽並能致癌使植物枯萎並會使受應力的橡膠件開裂。 1.2.5 硫化物的危害 在有害排放物中還有燃油中硫分燃燒後生成的硫化物主要是so2它是無色氣體有強烈氣味有很強的腐蝕性會刺激呼吸系統粘膜引起 喉管發炎。so2氧化後生成so3so3與空氣中的水發生作用會生成硫酸隨雨雪降落形成酸雨、酸霧腐恤建築物、車身造成土壤酸化破壞農作物與森林影響自然界的生態平衡。 硫化物對催化裝置也有危害少量的so2吸附在催化劑表面會使催化劑劣化導致催化劑更換次數增加。 1.2.6 碳煙的危害 碳煙是因爲排氣中含有碳粒所致。碳粒是指排氣中的固體及液體的凝結物。一般認爲碳煙本身無毒但碳粒常夾附有吸及其他碳氫化合物如致癌的多環芳香烴、苯丙花等。不同直徑的碳粒對人休的影響不同如表1-2所示。碳粒的顆粒越小在空氣中懸浮的時間越長最小的顆粒可在空氣中懸浮達一週以上這就增加了這些顆粒與人體接觸的機會。 另外碳煙沉澱後呈黑色使環境的清潔度變差。 與柴油相比汽油機排出的碳粒很少只有柴油機的1/20--1/50。 第二章 柴油機有害排放的形成機理 柴油機的有害排放包括cohcnox和硫化物及微粒。 2.1 co的生成 co的生成主要是由於燃燒時缺氧所致對於柴油機來說其主要原因 是局部缺氧。 柴油機排放的co是燃料姍燒的中間產物。當燃燒繼續進行時co與o2及氧化物再化合生成co2再化合時缺乏o2或氧化物或燃燒溫度低、滯留時間短、不能完全化合將產生co。co的形成與碳煙極爲相似都與有效氧含量有關結果使柴油機中co濃度的變化也大致與碳煙成比例。 柴油機在小負荷運行時由於燃油溫度低且氧化反應弱co的排放量較低。當過量空氣係數超過一定界限時不管溫度是否增加由於o2的濃度低和反應時間短再化合反應會減少隨柴油機負荷的增加co的排放量增加。 怠速時工作溫度低噴油速度慢噴霧質量差。燃燒不完全。co排放高。co排放在某一轉速時最低當轉速增加或減少時其排放濃度均增加。對於一定的噴油提前角來說只存在一個最佳轉速在此轉速下燃料燃燒完全co濃度較低。 柴油機的平均過量空氣係數大於1 co的排放量要比汽油機小得多隻有在負荷很大接近si煙界限時才急劇增加。 2.2 hc的生成 柴油機排放中的hc是由原始燃料分解的燃油分子。或者是由重新化合的中間化合物。如醛、醇、酚等組成。 由於柴油機是噴油壓燃燃油在燃燒室中的停留時間比汽油機短得多因而受冷激效應、狹隙效應、油膜吸附、沉積物吸附作用很小。這是柴油機的hc排放較低的主要原因。 柴油機燃燒室中由噴油器噴入的柴油與空氣混合所形成的混合氣可能太稀或太濃。使柴油不能自燃或火焰不能傳播。如在噴油初期的滯燃期內可能因油氣混合太快而使混合氣過稀產生未燃燒的hc。而在噴油後期的高溫燃氣中可能因油氣混合不足使混合氣過濃或由於燃燒淬熄產生不完全燃燒產物隨排氣排出但此時較重的hc多被碳煙微粒所吸附構成微粒的一部分。 柴油機hc的生成量、種類與柴油隨負荷的增加、燃空比f/a二混合氣中的燃料質量kg/空氣質量kg的增加而增加。當負荷變化時噴油量改變而噴油量的變化會引起噴柱燃油的分佈狀況、沉積在上面的油量、氣缸燃油壓力和溫度以及噴柱持續時間的變化圖2-1在怠速和極小負荷情況下噴油集中在心部貧油火焰外圍區溫度低。 化合速度慢易產生未燃燒的烴hc的排放量很高如圖34所示在噴柱的外緣由於混合過度而造成混合氣過稀而不能發火或維持燃燒這一區域叫負汕火焰州圍區隨柴油機負荷增加未燃燒的烴隨溫度的升高而 被氧化未燃燒的烴的排放量下降。因此柴油機在怠速或小負荷運轉時的hc排放量高於全負荷工況。但當溫度於分高時由於某些原始燃料分子分解在烴基和中間化合物之間發生再化合反應的可能性增大此時hc排出物中較重的hc組分增多。 噴油結束後噴油器的殘油腔容積指噴油器嘴部針閥下游的壓力室容積及各噴油孔通道的容積仍充滿柴油。這部分柴油在燃燒後期和膨脹初期有部分被汽化並以液態或氣態低速穿過噴嘴孔進人氣缸緩慢地與空氣混合從而錯過主燃期研究證明殘油腔容積中的柴油大約有五分之一左右以未燃燒的hc形式排出這是因爲一部分較重的hc仍留在噴嘴中而有些離開的柴油則發生了氧化後燃。 與汽油機一樣火焰在壁面上淬熄也是柴抽機hc排放的一個來源它取決於柴油噴柱與

燃燒室壁面的碰植情況。採用油膜蒸發混合的柴油機儘管在特定工況下有較好的性能但在冷起動時有大量未燃的hc以微粒狀排出排氣冒白煙因此已基本被淘汰。 2.3 nox的生成 同汽油機一樣柴油機排放中的nox是在燃燒過程中原子氧和氮在高溫高壓下化合的結果柴油機排放的nox中主要是no. no排人大氣後又氧化爲no2。負荷增加時燃空比增加nox濃度也增加。而當nox濃度達到最大值後再增加燃空比nox濃度反而下降。這是因爲當燃空比隨負荷增加而增加時。溫度上升。n0x的濃度上升而達到最大nox排。