【正文】 B設(shè)計(jì)專題（畢業(yè)論文） 指 導(dǎo) 教 師 王懷玲 系（部）主 任 劉栓榜 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)記錄 系 專業(yè)，學(xué)生 于 年 月 日進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。人們對(duì)汽車的性能、品質(zhì) 及功能多樣化的要求日益提高, 汽車市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)等都促使汽車技術(shù)更加日新月異地向前展。總之，環(huán)保型汽車是以后汽車發(fā)展的趨勢(shì)與方向。地球是人類賴以生存和發(fā)展的地方, 地球環(huán)境遭受多種產(chǎn)業(yè)及交通工具污染的威脅。本茨制成了世界上第一輛汽車以來(lái)，汽車就在不斷發(fā)展變化。1904年panhardlevassor又對(duì)汽車部劇作出了注解，包括發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙罩的身高和乘客座位等，勾勒出了現(xiàn)代汽車的雛形。眾所周知汽車的污染是很嚴(yán)重的，汽車在行駛過(guò)程中產(chǎn)生的尾氣更為嚴(yán)重。一氧化碳由呼吸道進(jìn)入人體的血液后，會(huì)和血液里的紅血蛋白Hb結(jié)合，形成碳氧血紅蛋白，導(dǎo)致攜氧能力下降，使人體出現(xiàn)反應(yīng)，如聽(tīng)力會(huì)因?yàn)槎鷥?nèi)的耳蝸神經(jīng)細(xì)胞缺氧而受損害等。由于其在水中溶解度低，不易為上呼吸道吸收而深入下呼吸道和肺部，引發(fā)支氣管炎、肺水腫等疾病。丙烯醛是一種辛辣刺激性氣體，對(duì)眼睛和呼吸道有強(qiáng)烈刺激，可引起支氣管細(xì)胞損害。墨西哥城每年向空氣中排放350 萬(wàn)tCO、45 萬(wàn) tSO2 、35 萬(wàn)tHC、27 萬(wàn)tNOx 及43 萬(wàn)t 塵埃微粒等, 市中心不得不設(shè)立街頭氧氣室供行人使用, 城市空氣污染物大部分來(lái)自汽車的排放。 汽車尾氣排放的含鉛顆粒大部分來(lái)自內(nèi)燃機(jī)的廢氣排放。汽車尾氣污染已成為全球性公害之一。雷諾汽車公司一些車型的緩沖裝置已完全可用回收材料制造,?？删褪窃跒槿祟悗?lái)巨大利益的同時(shí)，也產(chǎn)生了巨大的負(fù)面效應(yīng)。汽車排放的苯類致癌物質(zhì)也至今使人心存憂慮。按照2003年世界石油的需求狀況，石油僅夠用40～50年時(shí)間。2002年中國(guó)石油的進(jìn)口量為7000萬(wàn)噸。國(guó)際上也有人指出，21世紀(jì)中國(guó)所缺的將不是汽車，而將是原料，外國(guó)公司將通過(guò)原料買賣間接從中國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中獲得巨大利益。導(dǎo)致在全球10個(gè)大氣污染最嚴(yán)重的城市中，中國(guó)就占了7個(gè)。 因此，如何統(tǒng)籌汽車與能源、環(huán)境三者的平衡、和諧發(fā)展，保持中國(guó)汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為中國(guó)的當(dāng)務(wù)之急。汽車在行駛時(shí)會(huì)受到空氣阻力，環(huán)保汽車的外形要設(shè)計(jì)成流線型減少空氣阻力。設(shè)計(jì)車身有一定的反身性能夠有效解決這一問(wèn)題。從現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)角度出發(fā)以下幾種動(dòng)力可以采用并且可以實(shí)現(xiàn)。混合動(dòng)力汽車的優(yōu)點(diǎn)是：采用混合動(dòng)力后可按平均需用的功率來(lái)確定內(nèi)燃機(jī)的最大功率，此時(shí)處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作。有了內(nèi)燃機(jī)可以十分方便地解決耗能大的空調(diào)、取暖、除霜等純電動(dòng)汽車遇到的難題。 電動(dòng)汽車顧名思義就是主要采用電力驅(qū)動(dòng)的汽車，大部分車輛直接采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，有一部分車輛把純電動(dòng)汽車機(jī)裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，也有一部分直接以車輪作為四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其難點(diǎn)在于電力儲(chǔ)存技術(shù)。燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此燃料電池車輛是無(wú)污染汽車，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2～3倍，因此從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面，燃料電池汽車是一種理想的車輛。在開(kāi)發(fā)燃料電池汽車中仍然存在著技術(shù)性挑戰(zhàn)，如燃料電池組的一體化，提高商業(yè)化電動(dòng)汽車燃料處理器和輔助部汽車制造廠都在朝著集成部件和減少部件成本的方向努力，并已取得了顯著的進(jìn)步。提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。具有無(wú)污染，零排放，儲(chǔ)量豐富等優(yōu)勢(shì)，因此，氫動(dòng)力汽車是傳統(tǒng)汽車最理想的替代方案。缺點(diǎn)：氫燃料電池成本過(guò)高，而且氫燃料的存儲(chǔ)和運(yùn)輸按照目前的技術(shù)條件來(lái)說(shuō)非常困難，因?yàn)闅浞肿臃浅Ｐ?，極易透過(guò)儲(chǔ)藏裝置的外殼逃逸有一定的危險(xiǎn)性。燃?xì)馄囉捎谄渑欧判阅芎?，可調(diào)正汽車燃料結(jié)構(gòu)，運(yùn)行成本低、技術(shù)成熟、安全可靠，所以被世界各國(guó)公認(rèn)為當(dāng)前最理想的替代燃料汽車。乙醇汽車的燃料應(yīng)用方式：一、摻燒，指乙醇和汽油摻合應(yīng)用。因此要想實(shí)現(xiàn)生物乙醇的大量使用必須要消耗大量的糧食。優(yōu)點(diǎn)是無(wú)排放、維護(hù)少。下面介紹幾種新能源汽車電池： 鉛酸蓄電池已有100多年的歷史，廣泛用作內(nèi)燃機(jī)汽車的起動(dòng)動(dòng)力源。它的初期購(gòu)置成本雖高，但由于其在能量和使用壽命方面的優(yōu)勢(shì)，因此其長(zhǎng)期的實(shí)際使用成本并不高。h兩種單元電池，其比能量達(dá)75－80W國(guó)內(nèi)已開(kāi)發(fā)出55A3. 鋰離子電池 鋰離子二次電池作為新型高電壓、高能量密度的可充電電池，其獨(dú)特的物理和電化學(xué)性能，具有廣泛的民用和國(guó)防應(yīng)用的前景。我國(guó)從二十世紀(jì)九十年代開(kāi)始開(kāi)發(fā)和利用鋰離子電池，至今已取得突破性進(jìn)展，研制出了完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鋰離子電池。它的初期購(gòu)置成本雖高，但由于其在能量和使用壽命方面的優(yōu)勢(shì)，因此其長(zhǎng)期的實(shí)際使用成本并不高。5. 鈉硫蓄電池 鈉硫電池的優(yōu)點(diǎn)：一個(gè)是比能量高。其放電電流密度一般可達(dá)200～300mA/mm2,并瞬時(shí)間可放出其3倍的固有能量；再一個(gè)是充放電效率高。現(xiàn)在已有采用高性能的真空絕熱保溫技術(shù)，可有效地解決這一問(wèn)題。h；比能量達(dá)109W隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車的功能日益完善，汽車的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)的汽車通常由幾千個(gè)零件組成，現(xiàn)代高級(jí)矯車由幾萬(wàn)個(gè)零部件組成。在汽車上應(yīng)用的材料可分為功能材料和結(jié)構(gòu)材料，下面是幾種結(jié)構(gòu)材料：1. 高強(qiáng)度鋼板 以前的高強(qiáng)度鋼板，拉延強(qiáng)度雖高于低碳鋼板，但延伸率只有后者的50％，故只適用于形狀簡(jiǎn)單、延伸深度不大的零件。全新奧迪A8通過(guò)使用性能更好的大型鋁鑄件和液壓成型部件，車身零件數(shù)量從50個(gè)減至29個(gè)，車身框架完全閉合。此外它的比強(qiáng)度、比剛度高，阻尼性、導(dǎo)熱性好，電磁屏蔽能力強(qiáng)，尺寸穩(wěn)定性好，因此在航空工業(yè)和汽車工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。泡沫合金板種類繁多，除了泡沫鋁合金板外，還有泡沫鋅合金、泡沫錫合金、泡沫鋼等，可根據(jù)不同的需要進(jìn)行選擇。根據(jù)夾芯材料的不同，可分為紙蜂窩、玻璃布蜂窩、玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂蜂窩、鋁蜂窩等；面板可以采用玻璃鋼、塑料、鋁板和鋼板等材料。二十世紀(jì)七十年代起，以軟質(zhì)聚氯乙烯、聚氨酯為主的泡沫類、襯墊類、緩沖材料等塑料在汽車工業(yè)中被廣泛采用。玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料耐腐蝕、絕緣性好，特別是有良好的可塑性，對(duì)模具要求較低，對(duì)制造車身大型覆蓋件的模具加工工藝較簡(jiǎn)易，生產(chǎn)周期短，成本較低。功能材料在汽車上的應(yīng)用主要是稀土材料和納米材料：中國(guó)稀土資源豐富，居世界前列。汽車廢氣凈化稀土催化劑所用的稀土成分主要是氧化鈰、氧化鑭和氧化鐠等。納米潤(rùn)滑劑是采用納米技術(shù)改善潤(rùn)滑油分子結(jié)構(gòu)的石油產(chǎn)品，它不對(duì)任何潤(rùn)滑油添加劑、穩(wěn)定劑、處理劑、發(fā)動(dòng)機(jī)增潤(rùn)劑或減磨劑等產(chǎn)生不良作用，只是在零件金屬表面自動(dòng)形成純烴類單個(gè)原子厚度的一層薄膜。無(wú)機(jī)納米抗菌塑料加工簡(jiǎn)單，廣譜抗菌，24h接觸殺菌率達(dá)90%，無(wú)副作用，可以用在車門把手、方向盤、座椅面料、儲(chǔ)物盒等易污部件。 用于汽車內(nèi)飾件的材料要求具備吸振性能好、手感好、耐磨性好的特點(diǎn)，以滿足安全、舒適、美觀的目的。分為以下幾種：（1）聚氨酯泡沫塑料 聚氨酯泡沫塑料具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐油、耐寒、防振和隔音等特點(diǎn)，成為汽車的一種主要內(nèi)飾材料。主要用于制造汽車保險(xiǎn)杠、儀表板、擋泥板、前端部、發(fā)動(dòng)機(jī)等。3. 汽車用工程塑料 工程塑料在汽車上主要用作結(jié)構(gòu)件，要求塑料具有足夠的溫度－強(qiáng)度特征和溫度－蠕變特征以及尺寸穩(wěn)定性。（2）聚乙烯 在汽車上，聚乙烯可用于制造汽油箱、擋泥板、轉(zhuǎn)向盤、各種液體儲(chǔ)蓄罐以及襯板?？梢哉f(shuō)，在熱塑性塑料中ABS的品種牌號(hào)最多。以后發(fā)展的還有玻璃纖維強(qiáng)尼龍制造的發(fā)動(dòng)機(jī)搖臂罩、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油盤、散熱器水箱、蓄電池拖架等。（7）飽和聚酯 汽車上常用的飽和聚酯有PBT（對(duì)苯二甲酸丁二醇酯）和PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）。橡膠具有很好的彈性，是汽車用的一種重要材料。用它制成的輪胎耐辭扎，特別對(duì)使用條件苛刻的輪胎，起胎面上層膠大多完全采用天然橡膠。不但要做到節(jié)能環(huán)保更要做到動(dòng)力強(qiáng)勁，這樣才能使環(huán)保汽車真正能夠推廣和使用。如果將進(jìn)、排氣 門傾斜布置, 缸蓋底平面形成屋頂狀。之間, 過(guò)大的傾斜則會(huì)使火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x 加長(zhǎng), 散熱面積變大,對(duì)改善燃燒不利。 在一 些發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)中還采用了電控液壓機(jī)構(gòu),通過(guò)這種傳動(dòng)機(jī)構(gòu), 可以根據(jù)汽 車不同工況的需要, 實(shí)現(xiàn)對(duì)氣門正時(shí)的靈活控制。 其目的是為了改變進(jìn)氣渦流強(qiáng)度、 提高充氣效率。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及負(fù)荷增加時(shí), 僅由主氣道進(jìn)入氣缸的混合氣不能滿 足發(fā)動(dòng)機(jī)的需要, 于是263多氣門分別投入工作副進(jìn)氣道中的閥門開(kāi)啟, 增加進(jìn)入缸內(nèi)的混合氣, 而且抑制了進(jìn)氣道中進(jìn)氣渦流強(qiáng)度, 這對(duì)于提高發(fā)動(dòng)機(jī)高速工況時(shí)的容積效率及燃燒效率、減少能量損失是有利的。采用外形不同、配氣相位不同的雙凸輪機(jī)構(gòu)。第3章 環(huán)保汽車的開(kāi)發(fā)隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)汽車材料除金屬材料、非金屬材料外，復(fù)合材料和納米材料也將獲得廣泛應(yīng)用。含磷高強(qiáng)度冷軋鋼板：含磷高強(qiáng)度冷軋鋼板主要用于轎車外板、車門、頂蓋和行李箱蓋升板，也可用于載貨汽車駕駛室的沖壓件。冷軋雙向鋼板：具有連續(xù)屈服、屈強(qiáng)比低和加工硬化高、兼?zhèn)涓邚?qiáng)度及高塑性的特點(diǎn)，經(jīng)烤漆后強(qiáng)度可進(jìn)一步提高。實(shí)現(xiàn)了深沖性與高強(qiáng)度的結(jié)合，特別適用于一些形狀復(fù)雜而強(qiáng)度要求高的沖壓零件。2. 鋁合金 根據(jù)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要，采用激光束壓合成型工藝，將不同厚度的鋁板或者用鋁板與鋼板復(fù)合成型，再在表面涂覆防腐蝕材料使其結(jié)構(gòu)輕量化且具有良好的耐腐蝕性。另一種鎂合金制成的車門，它由內(nèi)外車門板和中間蜂窩狀加強(qiáng)筋構(gòu)成，每扇門的凈質(zhì)量比傳統(tǒng)的鋼制車門輕10kg，且剛度極高。4. 工程塑料 工程塑料用于汽車可實(shí)現(xiàn)輕量化和節(jié)能，且可回收和循環(huán)利用。 復(fù)合材料車身外覆件得到大量的應(yīng)用和推廣，如發(fā)動(dòng)機(jī)罩、翼子板、車門、車頂板、導(dǎo)流罩、車廂后擋板等，甚至出現(xiàn)了全復(fù)合材料的卡車駕駛室和轎車車身。納米陶瓷軸已經(jīng)應(yīng)用在奔弛等高級(jí)矯車上，使機(jī)械轉(zhuǎn)速加快、質(zhì)量減小、穩(wěn)定性增強(qiáng)、使用壽命延長(zhǎng)。汽車廢氣凈化稀土催化劑所用的稀土成分主要是氧化鈰、氧化鑭和氧化鐠等。目前，轎車輪胎以合成橡膠為主，而載重輪胎以天然相交為主。丁基橡膠是一種特殊合成橡膠。它又是無(wú)內(nèi)輪胎密封層的最好材料。有專家認(rèn)為，對(duì)于電動(dòng)車而言，目前最大的障礙就是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及價(jià)格影響了產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程，與混合動(dòng)力相比，電動(dòng)車更需要基礎(chǔ)設(shè)施的配套，而這不是一家企業(yè)能解決的，需要各企業(yè)聯(lián)合起來(lái)與當(dāng)?shù)卣块T一起建設(shè)，才會(huì)有大規(guī)模推廣的機(jī)會(huì)。隨著“汽車社會(huì)”的逐漸形成，汽車保有量在不斷地呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，而石油等資源卻捉襟見(jiàn)肘，另一方面，吞下大量汽油的車輛不斷排放著有害氣體和污染物質(zhì)。而目前（指2009年）的電與汽油合用的混合動(dòng)力車只能暫時(shí)性地緩解能源危機(jī)，只能減少但無(wú)法擺脫對(duì)石油的依賴。因此，許多科學(xué)家預(yù)言，以氫為能源的燃料電池是2