發動機啟停技術論文
啟停技術主要作用是在停車階段自動切斷髮動機使油耗減少，並在駕駛員欲起步時自動再次啟動。下面是小編為大家精心推薦的，希望能夠對您有所幫助。
篇一
汽車發動機啟停系統的研究
摘要： 由於汽車保有量迅速增加，擁堵十分嚴重，導致廢氣排放成為影響城市空氣質量的重要因素，石油資源消耗巨大。本文主要研究啟停裝置工作過程，是在停車階段自動切斷髮動機使油耗減少，並在駕駛員欲起步時自動再次啟動發動機，減少在怠速時產生的汙染物及油耗。
Abstract： Due to the rapid increase of car ownership， traffic jam becomes very serious and consequently automobile exhaust has become the important factor affecting the urban air quality and oil resources consumption becomes huge. This paper mainly studies the working process of the start-stop system， which automatically cuts off the engine in stopping phase to reduce oil consumption and starts the engine automatically again when the driver is going to start thus reducing pollution and oil consumption in idle speed.
關鍵詞： 啟停系統;蓄電池;發動機
Key words： start-stop system;storage battery;engine
中圖分類號：U464 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311***2013***22-0023-02
1 研究背景
由於城市擁堵十分嚴重，導致廢氣排放成為影響城市空氣質量的重要因素，據統計京津地區PM2.5的汙染中，機動車的尾氣佔30%，成為城市中重要汙染物之一。同時，現在能源日漸減少，價格上升。而汽車在怠速時，其油耗是正常行駛時的1.4倍。我國一些城市，曾建議駕駛員在停車等候交通訊號燈或交通擁堵超過一分鐘，駕駛員需關閉發動機，以減少有害物質的排放。但此項規定沒有強制性，操作複雜，所以執行情況並不好，所以交通工具必須尋找一種節約。根據這個出發點開發了啟停***Start-Stop***裝置，能在軌道道口或者交通訊號燈前停車時自動短時切斷髮動機，當要繼續行駛時不用操作點火鑰匙就能啟動發動機。根據法國PSA公司的研究，怠速停機可減少車輛的百公里油耗約2.5%～10%。
2 系統介紹
啟停裝置主要作用是在停車階段自動切斷髮動機使油耗減少，並在駕駛員欲起步時自動再次啟動。一旦汽車在以至少3km/h速度起步約4秒鐘後行駛，就自動啟用啟停裝置工作。啟停裝置的功能是通過發動機管理系統執行的，整合在發動機控制器軟體內。啟停裝置規定用對啟停裝置非常重要的是，要了解啟動器電池的充電狀態是否允許發動機再次啟動。這個過程被稱之為啟動電壓預告。它說明已對重新啟動發動機的所有特性和數值進行了分析。從而在蓄電池狀態和發動機萬有特性曲線之間進行一種不間斷的對比。根據啟動電壓預告決定是否可以執行啟停裝置工作，或是否切斷某些用電器，這是為了不再繼續提高電流需用量。有關這方面情況目前涉及座椅加熱裝置、後風窗加熱裝置、視鏡加熱裝置、轉向盤加熱裝置和電加熱器。這些器件在發動機再啟動前必須防備性地予以切斷，在發動機啟動這個時間點停止工作。
3 系統工作過程
我們以手動變速器為例介紹啟停裝置工作過程。汽車以50km/h駛近紅燈。駕駛員切換到低速擋並踩剎車汽車減速直至停住。駕駛員使汽車進入怠速狀態並鬆開離合器踏板。啟停裝置切斷髮動機。儀表板顯示器上有一個啟停標識表示準備再次接通。交通訊號燈轉換到綠燈。駕駛員踩踏離合器踏板。啟停裝置再次自動接通發動機。儀表板顯示器上的啟停標識熄滅。駕駛員掛擋使汽車加速繼續行駛。
4 系統工作條件
為了能使啟停裝置切斷髮動機，駕駛員除了手工操作離合器、換擋裝置和制動器外，還必須滿足下面條件。
4.1 正常工作條件：
①發動機停運的條件汽車停住***車速=0km/h***。
②發動機轉速低於1200n/min。
③冷卻劑溫度在25℃和100℃之間。
④制動真空在550mbar以上。
⑤蓄電池能夠提供在“發動機切斷”之前計算出的為再次啟動發動機所需要的電能***啟動電壓預告***。
⑥蓄電池溫度大於或者等於-1℃和小於55℃。
⑦對乘員的空氣調節要求不要太高。
⑧出風口額定和實際溫度間的差值低於8℃。
⑨柴油顆粒過濾器不進行回收工作***僅柴油機***。
繼續行駛-發動機啟動。
由啟停裝置再次自動啟動發動機必須滿足下面闡明的條件。
①發動機啟動的條件。
②駕駛員已係上安全帶***安全帶鎖已入扣***。
③發動機罩蓋已關閉。
④駕駛員車門已關閉***該條件只有在以後的進度表才能整合進入系統***。
⑤是手動變速器車型。
⑥操作離合器踏板。
⑦變速桿處在中間位置。
⑧或者是雙離合器變速器。
⑨鬆開制動踏板。
4.2 下面的情況影響在駕駛員沒有對此故意操作，但由於特定的環境或要求下，有可能啟動發動機：
①行駛狀態發生變化***例如：在制動鬆開後從停車狀態開始滾動***。
②由乘員啟用汽車內部系統***例如：啟用除霜器***。 ③汽車系統的環境條件發生變化***例如：外界溫度***。
根據汽車裝備，下列條件亦可能起著作用：
①汽車在向下傾斜的馬路上從停車狀態開始滾動。必須制動助力和轉向助力。
②如果汽車滾動速度高於3km/h，則發動機自動啟動。
③發動機的冷卻溫度不在25℃和100℃之間。
④制動助力不夠。
⑤蓄電池的充電狀態不夠。
⑥操作除霜器按鍵。
⑦提高鼓風機檔級大於四級
⑧在空調裝置上提高暖風或者冷風要求***出風口額定-實際溫差>8℃***。
⑨為了保證啟停裝置工作啟用時再次啟動發動機，可對某些輔助用電器或者舒適性功能，例如：座椅加熱，在發動機停運後不予接通。
4.3 系統在工作中，如果由於某些原因可能會造成發動機不能正常啟動，或影響到發動機的正常工作，發動機啟停系統會中斷工作。除了已經說明的發動機停運或自動發動機啟動的影響因素外，下列條件導致啟停裝置工作中斷：
①啟停裝置已被啟停裝置工作按鍵切斷。
②蓄電池的充電狀態不能再次啟動發動機***啟動電壓預告***。
③除霜功能被啟用。
④前風窗玻璃加熱裝置被啟用。
⑤空調裝置操作元件上調節的溫度與實際車內溫度偏差8℃以上。
⑥發動機轉速大於1200n/min。
⑦發電機失靈，例如：三角皮帶撕斷。
5 小結
隨著道路交通情況的惡化、石油資源的匱乏以及空氣的汙染日益嚴重，本文介紹了發動機起停系統的在這三方面的優點，介紹了起停系統的工作過程和工作條件，為繼續此項研究奠定了一定基礎。
參考文獻：
[1]Johnson Controls. Powertrain Strategies for the 21stCentury[M].2011.
[2]Jose Pessis. PSA Peugeot Citroen Stop & Start.
[3]The 21st Worldwide Battery，Hybrid and Fuel.Cell Electric Vehicle Symposium & Exhibition.
[4]朱敏慧.start-stop的中國前景[J].汽車與配件，2009.
[5]US Headquarters.Bosch Leading The Stop-Start Market[J]. Automotive Electronics，2009.
篇二
發動機螺栓擰緊技術
【摘 要】發動機裝配工藝主要涉及螺栓擰緊、各零部件密封和摩擦副潤滑，其中影響螺栓擰緊扭矩的因素較多：操作者、擰緊工具、擰緊方法和擰緊材料***螺栓或螺母***。為進一步提高發動機的質量，螺栓的扭矩精度控制越來越高。本文以國內某發動機廠提升螺栓擰緊扭力控制精度為例，敘述了發動機螺栓扭矩動態擰緊和靜態檢測的主要內容和注意事項，為有類似需求的企業和技術人員提供思考的空間。
【關鍵詞】發動機 螺栓擰緊 動態扭矩 靜態檢測
作為我國汽車零部件行業中的重要的一環，發動機零部件製造工藝技術如機加工、焊接、衝壓、噴漆已經達到了世界一流水平，但發動機的螺栓擰緊技術與世界先進水平仍存在一定的差距。儘管近年來，發動機的質量水平在逐步升高，但螺栓擰緊技術與國外相關技術的研究有一定的差異，螺栓擰緊的差異會嚴重影響發動機的質量。
發動機的螺栓擰緊是一個比較複雜的過程，主要影響因素有擰緊工具、擰緊方法、擰緊順序和禁韌體的表面粗糙度等，螺栓擰緊扭矩分為動態扭矩和靜態扭矩，動態扭矩是指緊韌體在被緊固過程中測量得到的峰值，在擰緊過程中測量的;靜態扭矩是指緊韌體被緊固之後，將其在擰緊方向上繼續擰緊方向繼續旋轉瞬間所需要的扭矩，又稱檢測扭矩。
因此，螺栓擰緊需要根據不同擰緊工具、擰緊方法、擰緊順序和禁韌體的表面粗糙度制定其檢測扭矩。
1 螺栓緊固原理
螺栓連線的目的是使兩被連線件緊密貼合，併為承受一定運動載荷，還需要兩被連線件間具備足夠的夾緊力，以確保被連線件的可靠連線和正常工作。而夾緊力需要通過對螺栓施加扭矩進行轉換，施加的扭矩50%克服螺栓頭下摩擦力，40%克服螺紋副的摩擦力，剩餘10%轉換成夾緊力***如圖1***。
圖1
2 螺栓擰緊方法
緊韌體的夾緊力依靠
2.1 扭矩控制法***T***
扭矩控制法是最開始同時也是最簡單的控制方法，它是當擰緊扭矩達到某一設定的控制值，立即停止擰緊的控制方法。
2.2 扭矩-轉角控制法***TA***
扭矩-轉角控制法首先將螺栓擰緊到一個不大的扭矩後，再從此點開始，擰緊一個規定的角度的控制方法。其優點是螺栓軸向預緊力精度高，可以獲得較大的螺栓軸向預緊力，其數值可集中在平均值附近。
2.3 屈服點控制法***TG***
屈服點控制法是利用材料屈服的現象發展起來的一種高精度控制方法。是通過對擰緊的扭矩/轉角的斜率的連續計算和判斷來確定屈服點的。其擰緊精度非常高，誤差能控制在±4%之內，但其精度主要取決於螺栓本身的屈服強度。
2.4 落座點-轉角控制法***SPA***
落座點-轉角控制法是在扭矩-轉角控制法的基礎上發展起來的，採用扭矩曲線的線性段與轉角的A的座標交點。其優點是摩擦係數對螺栓軸線預緊力的影響幾乎可以完全消除。
2.5 螺栓伸長法***QA***
螺栓伸長法是通過測量螺栓的伸長量來確定是否達到屈服點的一種控制方法。雖然每個螺栓的屈服強度不一致，會給螺栓的擰緊帶來誤差，但其誤差一般非常小。
3 擰緊工具
根據螺栓擰緊工具可以將分為三大類，電動擰緊工具、風動擰緊工具和手持定扭扳手，風動擰緊工具分為油壓脈衝扳手和衝擊扳手。電動擰緊工具的控制精度為3%-5%，油壓脈衝扳手的控制精度為10%-15%，手持定扭扳手的控制精度5%-10%。
4 扭矩測量與質量控制
4.1擰緊結果的檢測方法
螺栓使用擰緊工具擰緊後，需要對擰緊效果進行檢測。檢測扭矩受緊韌體之間的連線形式影響較大，硬連線時靜態檢測扭矩大於動態扭矩值，軟連線時靜態檢測扭矩值大於動態扭矩值。
靜態扭矩的檢測方法有三種：
鬆開法：將擰緊的螺栓使用扭矩扳手鬆開，讀出鬆開的瞬時扭矩。由於螺紋升角的關係，鬆開的扭矩比擰緊扭矩要小，一般差30%左右。
緊固法：對已擰緊的螺栓用擰緊扳手，沿螺栓的擰緊的方向再施加一個逐漸增大的扭矩，直至螺栓再一次產生擰緊運動，讀出此時的瞬時值。此方法扭矩檢測偏差為實際扭矩的-5%-25%。其偏差產生的原因：在旋轉螺栓的瞬時所產生的摩擦阻力不同於擰緊過程中的摩擦力，兩者的摩擦係數不相同***前者是靜摩擦，後者是動摩擦***;同時操作人員掌握程度、用力大小、感覺偏差的影響，均會造成不同程度的偏差。
標記法：對已擰緊螺栓的位置做一個標記，將螺栓擰鬆之後，讀出再擰緊到原來位置時的扭矩值。此方法的扭矩檢測偏差為實際扭矩的-12%-+5%。
4.2螺栓擰緊與檢測
螺栓的擰緊和檢測要綜合考慮緊韌體的材料、擰緊方法、擰緊工具等。下面將以國內某知名發動機及企業***簡稱A公司***的螺栓擰緊和檢測進行論述說明。
A公司以建設新發動機生產線為切契機，提高發動機的裝配質量，借鑑同行業先進的擰緊技術進行生產線的設計。關鍵部位的零部件使用電動扳手擰緊，中等特性的零部件使用定扭扳手進行擰緊，特性要求低的零部件使用油壓脈衝扳手進行擰緊。
螺栓的一部分擰緊工藝是由產品開發時制定的;螺栓的一部分擰緊工藝是由工藝部門在生產過程中進行開發或改進，擰緊工藝的改進需要依據檢測的結果。A公司為了提高螺栓的擰緊精度，使用緊固法測量螺栓擰緊後扭矩，建立各零部件的檢測標準。
A公司的工藝部門對螺栓擰緊檢測積累大量的資料並制定了檢測標準，下列主要列舉兩種零部件的擰緊檢測，一種是硬連線，一種是軟連線。
軟連線：擰緊時使用電動扳手擰緊，螺栓的擰緊均值值是115.15Nm，標準偏差***Sigma***0.10，3Sigma是0.30，扭矩值如表1。
故將此螺栓的擰緊檢測標準制定為131Nm-149Nm。
螺栓的檢測標準制定的注意事項：
***1***需要依據檢測零部件的連線特性、測量的擰緊結果;
***2***對檢測人員進行培訓，並進行MSA統計分析，提高檢測精度;
***3***根據零部件連線的差異，建立適應本公司產品的檢測標準。