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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
設(shè)計(jì)（論文）題目: 汽油機(jī)電控系統(tǒng)模擬教學(xué)演示臺(tái)設(shè)計(jì)
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級(jí): 車輛07—9班
學(xué) 生 姓 名: 楊凱
導(dǎo) 師 姓 名: 齊益強(qiáng)
開 題 時(shí) 間: 2011年2月28日
指導(dǎo)委員會(huì)審查意見：
簽字： 年 月 日
開題報(bào)告撰寫要求
一、“開題報(bào)告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義；
2. 文獻(xiàn)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(wèn)題；
4. 技術(shù)路線或研究方法；
5. 進(jìn)度安排；
6. 主要參考文獻(xiàn)。
二、“開題報(bào)告”撰寫規(guī)范
請(qǐng)參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字?jǐn)?shù)應(yīng)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(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
學(xué)生姓名
楊凱
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程07-9
指導(dǎo)教師姓名
齊益強(qiáng)
職稱
實(shí)驗(yàn)師
從事
專業(yè)
汽車運(yùn)用
是否外聘
□是■否
題目名稱
汽油機(jī)電控系統(tǒng)模擬教學(xué)演示臺(tái)設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
目的意義：
車用汽油機(jī)普遍采用電子控制技術(shù)，深入了解和掌握汽油機(jī)電控系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)和工作原理，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的提高和適應(yīng)企業(yè)要求具有重要意義。然而在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)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(guān)聯(lián)性差以及發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油、點(diǎn)火等過(guò)程不可見等原因，導(dǎo)致學(xué)生印象不深、理解不透。為了解決這一問(wèn)題，決定設(shè)計(jì)一套用于演示汽油機(jī)電控系統(tǒng)工作原理和過(guò)程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置。該裝置可模擬并演示電控汽油機(jī)的噴油、點(diǎn)火、加速、怠速、碳罐等控制過(guò)程，簡(jiǎn)潔、直觀，學(xué)生可親自動(dòng)手操作。本課題研制的實(shí)驗(yàn)臺(tái)在具備原理演示、結(jié)構(gòu)展示的教學(xué)功能的同時(shí)，可以用來(lái)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)零部件的性能檢測(cè)及其它性能試驗(yàn)。為此，有必要系統(tǒng)闡述汽油機(jī)電控系統(tǒng)模擬教學(xué)演示臺(tái)設(shè)計(jì)與評(píng)估。
研究現(xiàn)狀：
近年來(lái)，汽車技術(shù)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(wú)一不是應(yīng)用電子技術(shù)，特別是應(yīng)用電子控制技術(shù)的結(jié)果. 汽車的先進(jìn)性、汽車新型的特點(diǎn)也主要集中表現(xiàn)在電子控制技術(shù)的應(yīng)用程度上，電子控制系統(tǒng)在汽車上的廣泛應(yīng)用，使汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)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(duì)環(huán)境的污染從根本上得到控制。面對(duì)電子技術(shù),尤其是電子控制技術(shù)在汽車上廣泛應(yīng)用的現(xiàn)狀和迅猛發(fā)展趨勢(shì),。隨著新興科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新，尤其是計(jì)算機(jī)、電子控制、人工智能等高新技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)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(guān)的高新技術(shù)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(gè)全新的電子時(shí)代。采用電子技術(shù)是解決汽車面臨諸多技術(shù)難題的最佳方案，電子技術(shù)已成為未來(lái)汽車廠的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)中能否掌握主動(dòng)權(quán)的關(guān)鍵。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)技術(shù)屬于汽車電子領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)并占據(jù)汽車電子市場(chǎng)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(yīng)用電子控制技術(shù)，開發(fā)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)產(chǎn)品是未來(lái)汽車領(lǐng)域的必然。電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用主要以微處理機(jī)對(duì)各種工作過(guò)程進(jìn)行控制為主要特征。微處理機(jī)實(shí)際上是一種比較簡(jiǎn)單的單片計(jì)算機(jī)，它把中央處理器、存儲(chǔ)器和輸入輸出接口集成在一塊芯片上，通過(guò)各種傳感器接受各種輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)分析、計(jì)算后再向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出命令，控制機(jī)械裝置動(dòng)作。汽車運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜，因此，要對(duì)其進(jìn)行適時(shí)控制，微處理器在這方面能夠大顯身手。在不久的將來(lái)，隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)、新材料技術(shù)等新興科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，將會(huì)滿足未來(lái)汽車發(fā)展需求的各種高新技術(shù)，使汽車不僅成為人類的交通工具，而且會(huì)成為人類活動(dòng)的重要場(chǎng)所。
我國(guó)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的電控化的起因與西方國(guó)家相同，但發(fā)動(dòng)機(jī)電控化所經(jīng)歷的過(guò)程卻完全不同。西方國(guó)家經(jīng)歷了從起步到發(fā)展的幾十年的漫長(zhǎng)發(fā)展過(guò)程。而我國(guó)主要是通過(guò)技術(shù)引進(jìn)的方式實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)電控化的，在短短的幾年內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了小客車發(fā)動(dòng)機(jī)的電控化。我國(guó)電控發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展過(guò)程如此之快，以至于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的研制、使用、維修人員在如此短的時(shí)間內(nèi)難以接受和消化這些技術(shù)，這對(duì)我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展非常不利的。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，我國(guó)的汽車工業(yè)要在國(guó)際舞臺(tái)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(wú)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(dòng)機(jī)的原理和技術(shù)，迅速縮短與世界先進(jìn)水平的差距。
目前的電控發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要有兩類，一類主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的開發(fā)，另一類主要用于教學(xué)。用于發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的開發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要有兩種；一種是利用國(guó)外成熟的發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)與我國(guó)自己開發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行匹配；另一種是開發(fā)新的發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)。
當(dāng)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的匹配時(shí)，所要做的主要工作就是匹配協(xié)定。所謂匹配標(biāo)定就是通過(guò)對(duì)安裝了電子控制系統(tǒng)的汽油機(jī)進(jìn)行噴油特性、點(diǎn)火提前特性、電子穩(wěn)定行、怠速穩(wěn)定性及瞬態(tài)過(guò)渡工況下的各參數(shù)的綜合試驗(yàn)，使電子控制系統(tǒng)在試驗(yàn)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(jī)在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)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(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)所用的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)與進(jìn)行電控系統(tǒng)匹配的實(shí)驗(yàn)臺(tái)基本相同。當(dāng)完成控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、硬件與軟件的設(shè)計(jì)及系統(tǒng)的調(diào)試后，必須在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)與ECU的匹配試驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電渦流測(cè)功機(jī)、油耗儀、廢棄分析儀等設(shè)備對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各工況下的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性及排放性能進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果不斷優(yōu)化控制系統(tǒng)的參數(shù)，從而達(dá)到最佳的控制狀態(tài)。
用于教學(xué)的電控發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要有兩種功能：一是演示發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)工作原理的功能，二是進(jìn)行故障模擬的功能。目前用于演示發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)工作原理的方法主要有三種，第一種是利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)顯示面板的圖形表示，如長(zhǎng)安大學(xué)研制的電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)線路進(jìn)行控制和檢測(cè)有關(guān)信號(hào)，控制開關(guān)和檢測(cè)插口都設(shè)置在現(xiàn)實(shí)面板正面。為了使實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(gè)控制開關(guān)的和檢測(cè)插口都必須與發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際線路相連，即每一個(gè)傳感器、執(zhí)行器和信號(hào)線、接地線等在進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元或者由發(fā)動(dòng)機(jī)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(guān)相連，然后經(jīng)過(guò)檢測(cè)插孔，最后才能進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元、執(zhí)行器或接地。
第二種演示發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)工作原理的表達(dá)方式是利用LED顯示，將發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的原理圖制作在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的顯示板上，發(fā)動(dòng)機(jī)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(guò)操控控制開關(guān)，LED顯示燈將依次點(diǎn)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(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的工作原理。
第三種演示發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)工作原理的表達(dá)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(dòng)機(jī)控制單元、執(zhí)行器實(shí)物都安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，同時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)噴油量信號(hào)和點(diǎn)火提前角信號(hào)在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的液晶顯示屏上用直方圖表示出來(lái)，當(dāng)改變輸入信號(hào)時(shí)，就可以直觀地顯示出輸出的變化。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題
1. 基本內(nèi)容：
了解熟悉實(shí)車電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理，對(duì)汽油機(jī)電控系統(tǒng)演示臺(tái)設(shè)計(jì)進(jìn)行總體規(guī)劃，系統(tǒng)研究汽油機(jī)電控系統(tǒng)各傳感器； 根據(jù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)制作需要進(jìn)行設(shè)計(jì)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(jìn)行方案論證并最終確定方案，選擇演示臺(tái)材料以及各項(xiàng)參數(shù)；利用電腦軟件進(jìn)行繪圖，最后匯總、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。設(shè)計(jì)具有可模擬并演示電控汽油機(jī)的噴油、點(diǎn)火、加速、怠速、碳罐控制過(guò)程等功能的教學(xué)演示臺(tái)。
2. 擬解決的主要問(wèn)題：
1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：確定教學(xué)演示臺(tái)總體結(jié)構(gòu)及布置方案。
2）根據(jù)機(jī)械制造手冊(cè)選擇演示臺(tái)框架的制作材料以及各項(xiàng)參數(shù)。
3）對(duì)演示臺(tái)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)做受力分析和強(qiáng)度計(jì)算。
4）教學(xué)演示臺(tái)控制面板的設(shè)計(jì)與制作及元件的選擇。
5）研究汽油機(jī)某些傳感器信號(hào)進(jìn)行仿真模擬，并且使其在演示臺(tái)上得到應(yīng)用。
6）對(duì)教學(xué)演示臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行選擇、設(shè)計(jì)。
7）繪畫部分：
a．繪制草圖，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)關(guān)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(shù)路線（研究方法）
教學(xué)演示臺(tái)控制面板的設(shè)計(jì)與制作
演示臺(tái)臺(tái)框架的設(shè)計(jì)與制作
汽油機(jī)電控系統(tǒng)演示臺(tái)設(shè)計(jì)進(jìn)行總體規(guī)劃
計(jì)算選擇汽油機(jī)電控系統(tǒng)模擬教學(xué)演示臺(tái)各項(xiàng)參數(shù)
方案
演示臺(tái)電動(dòng)機(jī)的選擇及設(shè)計(jì)
調(diào)研和查閱資料
完成設(shè)計(jì)圖紙，說(shuō)明書
應(yīng)用電腦軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)及繪制
對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)做受力分析和強(qiáng)度計(jì)算
確定汽油機(jī)電控系統(tǒng)教學(xué)演示臺(tái)設(shè)計(jì)方案
了解熟悉實(shí)車電控系統(tǒng)
傳感器信號(hào)模擬的研究與設(shè)計(jì)
四、進(jìn)度安排
1、對(duì)課題有關(guān)資料進(jìn)行收集，完成開題報(bào)告 第1~2周（3.1~3.14）
2、完成說(shuō)明書綱要及目錄 第3周（3.15~3.21）
3、整體結(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)臺(tái)布置方案（草稿） 第4周（3.22~3.28）
4、總圖（臺(tái)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(hào)分析與研究 第7~9周（4.12~5.2）
6、編制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)與使用說(shuō)明 第10周（5.3~5.9）
7、完成說(shuō)明書部分章節(jié)的撰寫 第11~12周（5.10~5.23）
8、完成設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書及圖紙 第13~14周（5.24~6.6）
9、設(shè)計(jì)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(xiàn)
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[2]郭翼平. 上海帕薩特轎車使用與維修手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社, 2005年
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[5]林春陽(yáng). 現(xiàn)代轎車電路圖大全. 人民交通出版社, 1996.10
[6]馮崇毅. 汽車電子控制技術(shù) (上). 第1版 技術(shù)工業(yè)出版, 2001年
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[19]Julian Happian Smith. An Intruduction to Moden Vehicle Design[M]. Butterworth-Heinenmann，2002
六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日