2.5l国v柴油发动机研发项目立项投资建设建议书.doc

2.5L国V柴油发动机研发项目及经费概算一立项的背景和意义二国内外研究现状和发展趋势三项目主要研究开发内容技术关键 （四项目预期目标五项目实施方案、技术路线、组织方式与课题分解六计划进度安排七现有工作基础和条件概算一项的背景和意义伴随汽车产销量快速增长而来的是大气污染和石油消耗。目前，中国已成为仅次于美国和日本的第三大石油进口国。而汽车的石油消耗又占了中国石油年消耗量的50%。无疑，先进的发动机技术在汽车节能、环保技术开发中起着关键的决定性的作用。 ? ?自20世纪末期以来，汽车排放法规日益严格。与美国上世纪90年代中实施的联邦排放法规相比，于2007年全面实施的新联邦排放法规将要求汽车氮氧化物排放降低幅度高达95%，碳氢排放物降低幅度高达84%。而于此同时，与排放相关的系统及零部件耐久性要求达到12万英里。2007年美国联邦排放标准中第五分组碳氢排放极限约为欧排放极限的一半（由于测试循环的不一致，真正的排放要求比欧排放的一半还低）。国的国V排放标准被提上了议事日程北京市目前已经开始研究制定机动车国V排放标准和油品标准相关准备工作，2012年前后，北京机动车排放标准将从 “国IV”升级为“国V”? ?这越来越严格的排放法规和人们对节能认识的加深，使得高效率、低排放车用发动机技术的开发受到高度的重视，从而促使传统的内燃机技术不断创新。由于各国国情的不同，在环境保护及节能方面所侧重的技术也有所区别。日本出于国土资源的因素，微型车辆、经济型车的比例较高，小排量发动机就既能满足节能环保的要求，又能给这类车提供足够的驱动力；而在欧洲，由于柴油便宜，热效率远高于汽油机，使消费者容易接受柴油机驱动的汽车要比汽油机驱动的同类汽车贵1000～2000美元的事实。另外，柴油机的低速扭矩远胜于汽油机，这也使偏爱汽车运动感的欧洲人更将直喷柴油机视为高科技的代表。现在的西欧，超过5%的是柴油机2013年我国轻型商用车每年将新增近600万辆，柴油轻型商用车预计占15%以上，年产量将达到90万台，市场前景巨大。 该项目研究应用融合了电控共轨、4气门、等技术二国内外研究现状和发展趋势涡轮增压器三项目主要研究开发内容技术关键、等技术bar，需要采用有限元限分析技术，确保结构强度并满足轻量化要求。 为达到轻型商用车对燃油耗、排放、舒适性、低制造成本等各方面所提出的苛刻要求。总体方案具有以下特点；1）直列、直喷式柴油机；2）电控共轨喷油系统；3）电动废气再循环装置；4）废气涡轮增压及中冷；5）4气门技术；6）后处理技术；各个技术需要集成和优化才能达成目标，难度极大。 1．2主要零部件及系统特点 （1）气道开发和缸盖，机体 在概念设计阶段，将用我公司的气流试验台和试制的气道芯盒开发两个进气道。在限定的气缸盖约束条件内，将开发有代表性的进气道来达到所要求的气体流动性。将采取在气道里面填充树脂然后切开缸盖取出气道的树脂模型。该树脂气道芯模型将进行扫描生成三维曲面，并最终用于生成气缸盖三维CAD模型 （已有收缩的最终形状）。同样的方法将被用来开发排气道并最终生成排气道的三维CAD模型（已有收缩的最终形状）。 根据发动机的最高爆并结合我公司的铸造加工能力，确定缸盖材料；根据热负荷及整机水道布置，确定缸盖的水流模式，尤其是排气阀区域，和进排气一起考虑缸盖水套设计；推荐缸盖的高度尺寸，及上端壁厚；回油孔及呼气；缸盖罩壳的设计，包括油气分离方案。 由于缸盖的更改，缸体也可能需要做相应的变更，例如润滑油道，冷却水道和缸盖螺栓等。 （2）曲轴 考虑到气缸最大爆发压力达160bar，为确保曲轴具有足够的疲劳强度，曲轴材料采用42CrMo，并采取圆角淬火强化措施，为减少摩擦功和降低NVH对其几何尺寸经计算后优化。 （3）连杆 连杆用35 CrMo材料锻造而成，其大头孔经优化设计，连杆小头孔衬套采用铝青铜，并有三个润滑孔，优化了支承活塞销的机油供应，从而改善了连杆小头衬套与活塞销的表面承载状况。 由于该机的总体尺寸极其紧凑，连杆轴承和主轴承的尺寸也很小，要承受160bar的爆发压力，轴承单位面积的载荷很高，而润滑油膜厚度又很小，要求所使用的轴瓦必须具有很高的疲劳强度和耐磨性。 （4）活塞和活塞环 活塞由高热强度铝合金制成，其第1道环槽铸入镍铜铬耐蚀铸铁圈。在活塞设计中，将采用用冷却油道和底部喷油冷却两种活塞设计方案，并对两种活塞的实测温度比较，选择一种廉价而有效的活塞结构设计方案。 第1道活塞环为对称矩形桶面环，其上端面的内倒角使环扭曲，可防止形成机油积碳。第2道活塞环为斜面环，其上端面同样有内倒角。第三道活塞环是斜切式刮油杯，内衬螺旋形弹簧涨圈。在设计过程中，将对第2、第3道活塞环材料用铸铁和渗氮钢进行比较，从而进行选择。 （5）机油耗 减少机油消耗作为排放开发的重点内容，通过精