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摘要
本次課程設計圍繞這節(jié)能為目的展開，眾所周知，能源的消耗已經成為當今社會最頭疼的問題之一，并且石油能源又是一種不可再生的能源之一，石油的保有量對國家的戰(zhàn)略意義有著不可磨滅的影響。
這篇論文以“Honda節(jié)能競賽大賽”為背景，制作出適合比賽，并達到節(jié)油的目的的車。以“挑戰(zhàn)一升、環(huán)保一生”的主題，其目的是為了提升大學生對節(jié)能和環(huán)保的意識，并在比賽過程中學習到汽車節(jié)能技術，并作出創(chuàng)新，用自己的力量對環(huán)境做出貢獻。在我們設計車的過程中，先用solidworks軟件對車輛做出整體設計，并用CAD對零件繪圖加工，通過simulation做受力分析，同時使用procal、ecocal等電子然后噴射裝置對發(fā)動機的燃油噴射量、點火角等參數進行調整，并設計最合理的轉向結構，同時對發(fā)動機內部進行改造，切除不需要的部分，使車身質量盡可能輕。最后制作一個外置離合器，以達到滑行使更節(jié)油的目的。
關鍵詞：Honda、節(jié)能車、發(fā)動機、離合器、益科電子燃油噴射裝置
ABSTACT
The design of this course is centered around this purpose of energy conservation. As we all know, the consumption of energy has become one of the most troublesome problems in today’s society, and petroleum energy is also one of the non-renewable energy sources. The strategic importance of petroleum’s possession to the country Has an indelible influence.
This paper uses the "Honda Energy Contest Competition" as a background to create a car that is suitable for racing and achieves fuel-saving goals. The theme of "Challenge one litre, environmental protection for a lifetime" aims to promote college students' awareness of energy conservation and environmental protection, learn the energy-saving technologies of automobiles during the competition, and make innovations to contribute to the environment with their own strength. In the process of designing the vehicle, we first used solidworks software to make an overall design of the vehicle, and used CAD to draw the parts, perform force analysis through simulation, and use procal, ecocal, and other electronic injection devices to inject fuel to the engine. The ignition angle and other parameters are adjusted, and the most reasonable steering structure is designed. At the same time, the interior of the engine is modified to remove unnecessary parts so as to make the body mass as light as possible. Finally, an external clutch is made to achieve the purpose of achieving greater fuel economy.
Keyword：Honda、Energy saving vehicle、engine、clutch、EcoEFI
37
目錄
摘要 I
ABSTACT II
1緒論 1
1.1國內外發(fā)展現狀 1
1.2相關賽事介紹 1
1.3總體設計方案 1
2電噴系統(tǒng)設計 2
2.1電噴系統(tǒng)簡介 2
2.2電噴系統(tǒng)安裝步驟 3
2.3 ECU線束安裝 4
2.4曲軸位置傳感器 4
2.5 CDI點火系統(tǒng) 5
2.6 ProCAL發(fā)動機電噴系統(tǒng)軟件的標定和調試 6
2.7發(fā)動機壓縮比改造 10
3傳動系統(tǒng)設計 11
3.1常規(guī)傳動分析 11
3.2離合器支撐部件設計 12
3.3傳動比設計 16
3.4離合器控制機構設計 20
4車架設計 23
4.1車架材料選擇 23
4.2車架尺寸設計 23
5操作系統(tǒng)設計 25
5.1轉向梯形設計 25
5.2轉向手把設計 25
5.3操縱按鈕設計 25
5.4油門離合混控機構設計 26
6 試車效果分析 26
6.1 離合效果 26
6.2 電子燃油噴射裝置效果分析 26
6.3剎車效果分析 27
6.4油耗分析 27
參考文獻 28
附錄1. 30
附錄A 后軸有限元分析 30
附錄B 后軸圖紙（舊） 30
附錄C 發(fā)動機外觀圖紙 30
附錄D 后軸圖紙（新） 30
外文文獻翻譯 31
致謝 37
1 緒論
1.1國內外發(fā)展現狀
國務院在2012年最新發(fā)布的《新能源汽車產業(yè)規(guī)劃》中提到，直到2018年之前汽油發(fā)動機的平均油耗需要下降到6.9L / 100KM，并且在2020年之前更需減至5L / 100KM。國外的汽車節(jié)能性能相對于國內還是處于領先，國內需要先向國外學習最新的技術，并在其中尋找突破，得到創(chuàng)新。
目前國際的汽車最新形式，混合動力汽車是國內外汽車生產廠家競爭最為激烈的項目，同時國內要求在20年內完全使用電動汽車代替?zhèn)鹘y(tǒng)的汽油車，就目前的發(fā)展形式而言，中國很有希望，也很有決心做到這一點。
1.2相關賽事介紹
截止目前，Honda節(jié)能技巧大賽在中國已經成功舉辦11次了，起初有本田公司創(chuàng)始人本田一郎先生舉辦，目的是為全球的大氣變暖做出貢獻。在日本舉辦時每年都會有五百多支隊伍參賽。直到2007年首次在中國舉辦，每年也會超過兩百支隊伍加入到其中，同時每年的成績都會有可人的突破。比賽的動力是由本田公司提供一個WH-125CC的發(fā)動機，每支參賽隊伍通過自己的設計車身、車架、轉向等結構達到最佳的節(jié)能效果。
WH125-6發(fā)動機，是現如今國內外摩托車發(fā)動機的典型代表，它的內部有兩個離合器，五檔變速箱。如今許多發(fā)動機都與其原理相同。眾所周知，石油是不可再生的能源，現在汽車的能源絕大部分依然是使用汽油，所以節(jié)能將是未來各國重大的課題。
1.3總體設計方案
1.1
1.2
1.3
1.
1.1.
1.2.
1.3.
1.3.1發(fā)動機改造
1) 不破壞發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的條件下，對發(fā)動機進行最深度的輕量化；
2) 參考最經濟轉速的前提下，保留一個檔位駕駛；
3) 在確?；钊敳抗ぷ鲿r不與氣缸蓋接觸條件下，改大壓縮比，節(jié)省油耗；
4) 燃油系統(tǒng)改成電噴模式；
5) 噴的噴油量、基本點火角、怠速點火角、怠速燃油加濃、怠速、各個區(qū)間的參數調校；
6）設計臺架，對傳動系統(tǒng)的參數進行計算校核。
1.3.2傳動系統(tǒng)設計
1) 為消除滑行中車輛不必要的阻力，為節(jié)能車設計外置離合；
2) 外置離合器的嚙合與預留脫開時需要的空行程計算，外置離合器嚙合時；
3) 加大后軸直徑，提高抗沖擊能力，增加花鍵的設計；
4) 設計齒輪齒條機構幫助撥叉控制外置離合器的脫開和嚙合。
1.3.3車架設計
1) 車架的材料成本是考慮的主要因素之一，在保證強度和剛度的同時還需要考慮價格因素；
2) ，車架的尺寸大小在滿足放置發(fā)動機、駕駛員乘坐、操作性、空間布局等因素的前提下盡可能?。?
3) 車架的整體結構也需要考慮，在盡可能減少用料的同時，保證車架的整體強度；
4) 在必要的位置加裝減震系統(tǒng)，保證車架整體的穩(wěn)定性。
1.3.4操作系統(tǒng)設計
1） 駕駛員操作的方便性、安全性、可靠性是首先需要考慮的；
2） 剎車系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，能夠提高必要的減速效果，設計兩套剎車系統(tǒng)，緊急情況保證車手安全的和駕駛過程中盡可能少減少動能的特殊剎車系統(tǒng)；
3） 離合、油門統(tǒng)一操作控制系統(tǒng)；
4） 轉向系統(tǒng)設計、方向盤設計、轉向梯形設計。
2 電噴系統(tǒng)設計
1
2.1電噴系統(tǒng)簡介
本設計的系統(tǒng)為適用于比賽改造后的汽油發(fā)動機，為了更好的滿足對燃油噴射系統(tǒng)的改進，不需要做大幅度的調整，可以通過人為改進電噴系統(tǒng)的靈敏度以及對點火裝置的位置修正或者對其化油器輸送燃油的效率就行提高便可以完成這一設計。對于小排量的汽油驅動汽車，通過駐車怠速數據的檢測，便可以通過優(yōu)化軟件，將之前默認的數據微小的調整，以便更好的提高電噴系統(tǒng)的工作效率。另外，供油系統(tǒng)應處于工作表面溫度較低的位置，目的是保證能夠正常持續(xù)穩(wěn)定的輸送汽油。
本系統(tǒng)具有以下特性：
1）可以根據個人使用習慣自行改變運行基礎數據
2）比傳統(tǒng)更良好的點燃汽油混合氣體
3）駐車時停止燃油輸送
4）由于精確的點火檢測，可以提高發(fā)動機工作性能
5）可以根據車自身的運行數據狀況自行調整基礎參數
6）在冬天可以照常啟動，不存在啟動困難
7）控制系統(tǒng)控制噴油量
配件：
1） 接線若干，用于連接控制系統(tǒng)，傳感器以及發(fā)動機執(zhí)行器的連接。
2） 燃油控制器，目的是控制燃油以一定的量輸送到發(fā)送機缸體腔內，然后高效率運行。
3） 各個傳感器及相關部件，包括節(jié)氣門口的溫度檢測，壓強檢測，排放物濃度，燃油不充分燃燒濃度等。
4） 改造后的燃油部分配件，包括節(jié)氣門控制器，氣門頂柱，彈簧等。
5） 汽油凈化裝置，包括沉淀微小殘渣與排氣二次利用裝置。
6） 發(fā)動機主軸轉速傳感器，目的是判斷當前的發(fā)動機工作狀況。
2.2電噴系統(tǒng)安裝步驟
1)安裝新設計的霧化器配件
2)安裝相關傳感器，包括溫度，壓力，排放物濃度等傳感
3)安裝新設計的燃油供給系統(tǒng)
4）安裝燃油控制系統(tǒng)
5）安裝火花塞等點火系統(tǒng)，包括電啟動與機械啟動
6）安裝升壓模塊
7）將所有油管和線路分別進行分類布置，線路之間互不干涉
8）接入整車保險模塊
9）將市面常見的12v鉛酸車用電池進入整車總電源，負極搭鐵，正極接升壓模塊
10）開啟鑰匙鎖，檢測電路系統(tǒng)是否無故障
11）進行電啟動點火測試，如果沒有油路問題則證明安裝完成，如有問題，則立馬關閉鑰匙開關，同時切斷電路系統(tǒng)總電源
2.3 ECU線束安裝
圖2.3.1
表2.3.1
2.4曲軸位置傳感器
CKP——曲軸位置傳感器
曲軸位置傳感器能夠幫助測量裝置在曲軸旋轉時記錄下每個做功沖程的氣缸運行數據，包括曲軸正常工作時的轉速，進而可以將檢測信號傳輸到電路控制系統(tǒng)及時對運行狀況進行調整，使發(fā)動機始終能夠在控制系統(tǒng)的作用下保持高效率運行。
電噴系統(tǒng)可以檢測到多種信號：
對本設計的點火系統(tǒng)，需要相關傳感器檢測出脈沖信號，具體如下：
2.5 CDI點火系統(tǒng)
CDI——電容式點火系統(tǒng)
相比較傳統(tǒng)的定圈式點火系統(tǒng)，當發(fā)動機工作時，點火系統(tǒng)會按提前設定好的工作參數進行工作，本設計的點火系統(tǒng)是動圈式感應信號觸發(fā)脈沖信號，相比較與傳統(tǒng)的點火系統(tǒng)，新設計的特點是能夠準確精確提供點火時間，因此點火脈沖是與曲軸旋轉的角度是相互重合的，通過曲軸的旋轉提供及時的工作信號。實際工作時，只需要將點火系統(tǒng)的接線與曲軸位置傳感器接線接在一起。
圖2.5.1
2.6 ProCAL發(fā)動機電噴系統(tǒng)軟件的標定和調試
1) 簡介
啟動電噴系統(tǒng)軟件，在電腦USB口接入檢測總線，則看到的界面為當下發(fā)動機的運行工況數據，為了讀數和比較起來的直觀特性，我們將看到的數據顯示和調配到我們常見的汽車內駕駛艙儀表盤顯示汽車運行數據的效果是一樣的，紅色的指針，綠色的數據顯示，一個界面可以檢測到9個運行工況數據。
圖2.6.1
2) 使用ProCAL軟件
① 打開檢測完后的文件
S系列文件：這是可以在特定手機端運行的文件；
A系列文件：這是集所有發(fā)動機運行數據于一體的，只有相關軟件才可以讀取的文件；
C系列文件：這是自定義數據文件，可以根據用戶個人習慣進行調整的數據文件。
圖2.6.2
② 聯機前通信配置
點擊通信設置目錄，可以找到相關設置按鈕，點擊進行確認，具體如下圖：
圖2.6.3
③ 選擇數據傳輸方式
所有可以使用的模式如下圖，由于USB3.0可以串行通信，可以快速傳送數據，因此這里選擇此種數據傳輸方式。
圖2.6.4
④ 連接發(fā)動機與測試軟件
通過正確的連接燃油控制系統(tǒng)與測試軟件，實時檢測顯示器檢測到的數據。務必注意異常數據。
⑤ 建立通信
通訊連接完成過后，軟件將會將需要改變的數據和電子控制單元當中的存檔的數據進行比對，其工作原理是將電子控制單元中已經有的數據上傳至計算機中，將計算機中已經存在的數據進行比較，若是兩組數據不一致，將會有警告窗口出現，這時，可以根據自己的實際需求將電子控制單元中的數據保存為新的數據。
圖2.6.5
若是在軟件中的數據和電子控制單元中的數據是一致的話，系統(tǒng)將會自動運行，并將數據保存。
圖2.6.6
1) data的錄制和回放
① 數據的錄入
在軟件的菜單中，進入Start Measuring界面后，選擇Run，將其目錄展現出來后選擇Start Recording，系統(tǒng)將會開始將數據進行錄入，便于記錄和查看。
圖2.6.7
② 停止錄制數據
同樣的在軟件的菜單中，進入Start Measuring界面后，選擇Run，將其目錄展現出來后選擇Stop Measuring，系統(tǒng)會停止數據的錄入。
系統(tǒng)在運行的時候采用的是時間軸和變量采集的方式，也就是隨時間的改變，參數也會隨著改變，所呈現的數據可以保存為三種格式，分別是syn、20ms、100ms，之后將數據保存在需要的文件中即可。
③ 數據回放分析
在數據的錄入完成之后，可以將錄入的數據進行播放，在軟件的菜單中，進入Start Measuring界面后，選擇Run，將其目錄展現出來后選擇Play，系統(tǒng)將會播放之前保存過的數據，便于記錄和查看。
圖2.6.1
如圖2.6.1為設計的電子燃油噴射裝置的臺架
2.7發(fā)動機壓縮比改造
壓縮比作為內燃機發(fā)動機的一個關鍵性工作指標，影響著缸筒使用壽命，發(fā)動機熱效率，如果發(fā)動機壓縮比過低，則會造成燃油不能夠充分燃燒，造成能量轉化能力較差，直接體現就是裝有該發(fā)動機的機車實際經濟性和實用性較差。如果壓縮比過大，則需要渦輪增壓技術滿足這一條件，相對來說，會增加額外的配套設施的成本，對于使用經濟性有待考量。
另外，作為發(fā)動機的工作燃料，汽油由于存在辛烷這個特殊的化學成分，會影響汽油在發(fā)動機曲軸在做工時活塞在腔內的震動，從常規(guī)經驗來看應當使用辛烷含量越多的燃油。
下面為常見標號的汽油標號與對應的壓縮比：
表2.7
由表可知，我們在使用中應該使用93#號以上的汽油，減少對發(fā)動機的損傷。
而我們使用的WH125-6發(fā)動機相關的參數如圖2.7所示：
圖2.7
由壓縮比可知，當氣缸內的活塞從下止點運行到上止點時，缸筒內的汽油混合氣的體積為：
即
最后為了在原來設計的基礎上提高缸筒的經濟性和合理性性，我們用加工中心的工藝對缸筒就行適當改進，包括去掉多余的，增加需要加強缸筒強度需要加強的地方。
這樣最終的壓縮比為：9.46
最終缸徑：
3 傳動系統(tǒng)設計
2
3.1常規(guī)傳動分析
圖3.1.1
圖3.1.2
通過對發(fā)動機內部進行了改裝，首先將腳踏式打火的啟動部件拆除，啟動電機不變，并將檔位齒輪處的圓柱形凸輪、除二檔的齒輪外其他齒輪、手動離合器摩擦片摘除，同時用焊接的方式將手動離合器中的軸和手動離合器外部連接，達到動力傳送的目的。
3.2離合器支撐部件設計
1
2
3
3.1
3.2
1
2
3
3.1
3.2
1.4
1.5
2.
3.
3.1.
3.2.
3.2.1后軸設計
圖3.2.3
1) 長度和直徑查手冊和計算后分別選取21和10：立式調心球軸承；
2) 21~花鍵尾 ：用于安裝從動鏈輪，鏈輪采取滑動花鍵，可以對鏈輪和鏈條進行快速調整；
3) 長度和直徑查手冊和計算后分別選取10和15：花鼓軸承；
4) 長度和直徑查手冊和計算后分別選取60和16
5) 長度和直徑查手冊和計算后分別選取10和15：花鼓軸承；
6) 右側花鍵 ：外置離合器；
7) 長度21直徑10：裝載立式調心球軸承
3.2.2軸承選擇
l 61902軸承（花鼓軸承）：
軸承選用主要由內外徑和使用環(huán)境決定，第一，它是固定在花鼓上的，接觸到空氣，低速運轉，按防塵級別和出廠時是否注潤滑脂來分有以下幾類：
1) 開式軸承：開式軸承主要應用在沒有灰塵的部位，沒有油脂；
2) Z 型軸承：一側帶有防塵蓋，沒有油脂；
圖3.2.4
3) 2Z型軸承：有防塵蓋，有油脂；
4) 2RZ型軸承：有橡膠材質防塵蓋，有油脂；
5) 2RS1型軸承：有橡膠防塵蓋，有油脂；
6) N型軸承：外側帶有止動槽。
l KP000立式調心球軸承軸承座
圖3.2.5
3.2.3鋸齒形牙嵌式離合器設計
1) 牙嵌式離合器的分類：
圖3.2.6
尖齒、矩形齒、梯形收縮齒、梯形等高齒、雙向螺旋齒、單向梯形齒、鋸齒形齒、單向螺旋齒
2) 牙嵌離合器的選用
鋸齒離合器都是成對出現，為了確保嚙合時擁有一定的動能傳遞精度及傳遞扭矩，兩邊離合需要在同一根軸上工作，齒形相同，齒形角相同。
優(yōu)點是：工作時嚙合力很強，在脫開的時，立刻出現相反的力矩，因為鋸齒斜面的作用，產生脫開的軸向力，方便脫開。
固定離合具體連接方式如圖3.2.3.1所示：通過線切割切出的法蘭盤與鋸齒形牙嵌式離合器焊接而成。
離合器參數：
牙型角：60度
齒數：18個
花鍵槽：14x11x 3
圖3.2.7
圖3.2.8
裝配方式如圖3.2.3.2所示，離合器上方防止盤式制動器，并使用六個M5的高強度螺釘進行連接，最后連接在花鼓上方。
3.3傳動比設計
3.3
4
4.1
4.2
4.3
3.3.
3.3.1原裝傳動比
表3.2.4.1
更利于比賽成績的平均速度需要控制在25KM/h，根據經驗滑行的起始速度需要在25KM/h，并且加速起始速度需要控制在15KM/h，和發(fā)動機最經濟的轉速區(qū)間的控制，根據以上數據，發(fā)動機二檔時的參數表3.2.4.2
在為改裝原廠發(fā)動機變速箱時，根據多次實際測試，我們的發(fā)動機在二擋情況下會有一個最經濟的轉速值，因此我們采用二檔傳動。并且當汽車在起步時需要較大的發(fā)動機扭矩，所以二檔可以滿足需求。
3.3.2主鏈輪選擇
發(fā)動機原裝鏈輪為14T，08A的，我們采用滑行輪，如圖所示，特性如下：
其工作原理和機械中的超越離合器類似。
圖3.3.2.1
降低油耗，減少有害氣體的排放。 可以防止出現爆缸事故，提高安全指數。當車體發(fā)動機無法啟動或者需要推動時，可以節(jié)省力氣。 不僅如此，還能使摩托車低速氣動，快速離合，減小阻力，加速度高。
3.2.3從動鏈輪選擇
圖3.3.1
3.4離合器控制機構設計
1.6
1.7
1.8
1.9
3.4.
3.4.1撥叉的設計
圖3.4.1
撥叉是利用線切割機對2.5mm鋼板進行切割，然后采用焊接的方式焊接而成。
3.4.2齒輪齒條機構設計
圖3.4.2.1
如圖3.4.2.1所示，碟剎片上固定著離合器，再將碟剎片固定在花鼓上，并在花鍵軸上套入另一側的脫開離合器，脫開離合器上有焊接的法蘭盤，通過自制的撥叉撥動，撥叉和脫開離合器的法蘭盤為點接觸，嚙合是靠脫開離合器外側的強力磁鐵，與花鍵軸外側的另一個強力磁鐵互斥產生的強大斥力從而嚙合，如此可以減少摩擦，達到省油的目的。如圖3.4.2.2：
圖3.4.2.2
撥叉的直線運動，我們使用了微型滑軌IKO25-45承載，如圖3.4.2.4所示：
圖3.4.2.4
齒條和撥叉同樣通過焊接連接，這樣可以使撥叉只存在線性運動，并在把手上連接繞線輪帶動齒條即可使撥叉形成前后固定行程的往復運動。
圖3.4.2.5
如圖3.4.2.5所示，離合器實體圖，右上方的彈簧作為復位彈簧的效果，離合器右側的即是撥叉和齒條。
4 車架設計
3
4.1車架材料選擇
首次的車架材料，我們選擇的是鍍鋅鐵管作為主要材料，優(yōu)點在于價格低，焊接方便，最終用了4根做完整車，但是該材料的缺點顯而易見，首先是材料偏重，其次強度也并不符合要求，在車手上車后，車體明顯下垂。但是勉強可以達到實驗車的要求了。
在做成品車的時候，我們會選用鋁合金管作為車架材料，首先鋁合金材料比鍍鋅材料輕很多，其次強度也會提高很多。同時也存在缺點，在焊接的時候并不能使用常見的電焊，需要用氬弧焊焊接，同時焊接時間也比較長。
4.2車架尺寸設計
第一次設計車架比其他參賽車輛稍長是因為，首先考慮進氣歧管的加工原因導致過長，導致發(fā)動機上方要預留的空間過大，并且座椅需要前移，同時我們的車手選擇了一位男生，相對于其他車隊選擇女生需要更多的空間。但是優(yōu)點是車體稍長轉向時更穩(wěn)阻力也會相對較小。車體的最大尺寸為長2360mm、寬725mm、高400mm。
圖4.2.1
圖4.2.2
圖4.2.3為發(fā)動機放置位置圖。
圖4.2.3
圖4.2.4為電噴ECU、CDI點火器、油泵繼電器、整流器。
圖4.2.4
5 操作系統(tǒng)設計
4
5.1轉向梯形設計
車子在行駛過程中的轉彎時，驅動輪相對于地面呈現靜止狀態(tài)，當車子在轉不同半徑的彎道時，轉向中心也會不同，這樣就需要調整兩個側輪間的角度，只有達到最佳的角度，才能最大的減小能量損失。這個只是理想狀態(tài)下的模型，但是在實際運動狀態(tài)下，乃至方程式賽車也無法達到這一標準，智能盡量減小這種摩擦，利用MATLAB可以分析出轉向梯形四個連桿的最佳長短，得出最優(yōu)解，即可得到最佳的省油方案，可以計算出最佳的梯形結構，但考慮到加工條件的限制，焊接時熱變形會相對加重，并且這種誤差無法避免，我們選擇用三角形法幫助解決設計問題。
4
5
5.1
5.2
5
6
6.1
5.2轉向手把設計
5.3
轉向控制裝置常見有兩種方式：方向盤式和握把式。
方向盤式的轉向裝置對駕駛室的空間要求高，需要仿照方程式賽車脫開式才能使車手上下車，但是在需要用到線式傳輸信號控制點火計時等功能，不易分離，所以我們選擇握把式，占用空間小，可操控性強。
握把上的控制方式如下：
左握把：剎車、點火開關
右握把：油門兼離合、熄火開關
為保護車手安全，在設計剎車系統(tǒng)時，設計兩種剎車方案，一套是在行駛時，為提供必要的減速，但不使車輛完全失去動力的特殊剎車體統(tǒng)，第二套為駐車制動或緊急制動系統(tǒng)，可以在緊急情況下抱死車胎。
5.3操縱按鈕設計
在行駛過程中，使駕駛員可以輕松控制車輛的啟停，在設計的時候設計了兩個開關，分別控制點火和熄火，因為發(fā)動機啟動時是使用起動電機帶動，并不需要很高的轉速，可以將發(fā)動機自帶的啟動繼電器拆除，只需要使用一個自動回位的開關控制點火即可，點火開關和熄火開關的分別控制可以令車手的可操作性更強。
5.4油門離合混控機構設計
為了使駕駛員更方便的操控車輛，我們設計一個可同時控制離合器嚙合和發(fā)動機加油的控制握把，當車輛要停車時，驅動輪又可以和發(fā)動機曲軸斷開聯系，這樣可以讓駕駛員操作更簡單，在滑行過程中又可以除去發(fā)動機內部的阻尼。
外置離合器的控制是通過拉線使卷盤旋轉，撥叉內側頂在外置離合器外側法蘭盤上，同時齒條和撥叉上端連接通過把手拉線，控制卷盤下部的齒輪旋轉，達到控制離合嚙合脫開，并根據進氣量的多少控制節(jié)氣門的開度，這兩者可以通過同一根鋼絲拉線進行控制，通過一個微型滑塊將二者連接至一起，最后連接上駕駛者的把手上，進行控制。如圖5.4.1所示：
圖5.4.1
6 試車效果分析
5
6.1 離合效果
離合器閉合快捷，在分離的時候不干涉車輪的運行，車架的強度達到設計要求，發(fā)動機的轉速不同和離合器在開合時產生的相反方向的力會影響離合器的正常工作。
6.2 電子燃油噴射裝置效果分析
本次實驗過程中，電子燃油噴射裝置由于可以在很小的轉速區(qū)間范圍內調整空氣和燃油的比值，可以做到在發(fā)動機每次做工燃燒時，油氣混合物被充分消耗，達到排放的標準，同時由于完全燃燒，排氣管尾氣不會冒出藍色煙霧（燃燒不完全帶來的副作用）以及噪聲，在車輛無負載的時候，因為電子燃油噴射裝置的實時控制性，導致加速響應效果遠遠超過化油器，圍繞這個特點，可以更好的控制車輛的加速。
6.3剎車效果分析
因為在車輛的末尾，沒有形成閉合空間，在車輛的尾端部分造成了超靜定現象，從而引起了制動盤的震動，在車輛前進的過程中，由于制動盤和卡鉗之間出現碰撞和摩擦，使得前進的動能和慣性在此處被消耗，本次實驗雖然制動并不如人意，但在未來的實驗中會對車架進行改良，避免出現以上問題。
6.4油耗分析
本實驗車輛實驗場所選擇在大連大學的運動場，場中擁有標準的400米塑膠環(huán)形跑道，并設定10公里的測試里程，再經過了10公里的運行之后，根據電子燃油噴射裝置的反饋，以及從實際油箱上測量來看，一共消耗了93號汽油共98毫升，計算為比賽成績的話，可以達到102.5公里每升，雖然較于前次實驗中的化油器和雙火花塞的改造，成績有所下降，但那是因為，電子燃油噴射裝置的調節(jié)僅僅在實驗臺上完成，實際的著車效果并沒有如實驗臺上那樣表現出來，實際著車中有各種各樣的影響因素，在之后的調教中，會更著重于實際著車調試。
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[22] 附錄1.
附錄A 后軸有限元分析
附錄B 后軸圖紙（舊）
附錄C 發(fā)動機外觀圖紙
附錄D 后軸圖紙（新）
外文文獻翻譯
問：調試電噴系統(tǒng)是否簡單？
這取決于你對電噴系統(tǒng)的了解以及準備花多長時間去學習調試。首先，我們的電噴系統(tǒng)是來自汽車行業(yè)專業(yè)的發(fā)動機控制系統(tǒng)，它比市場上大多數的電噴系統(tǒng)都復雜，盡管我們已經試圖把標定軟件簡化并做好友好的界面，仍然需要專業(yè)的軟件知識和實踐來熟悉，我們建議：
1) 如果之前改過電噴系統(tǒng)或者用過其他相關的調試軟件，并且樂意去學習一些其他新的軟件
2) 如果你有很強的專業(yè)背景，例如電氣工程或者計算機科學，如此，你已經有了很好的基礎來學習
3) 如果你是大學生，或者正在研究相關專業(yè)的課題
如果有以上三種情況，你就可以很好地用我們的軟件來調試標定電噴系統(tǒng)。
對于大多數的賽車手，業(yè)余愛好者或者其他類似的用戶，機械能力較強，但電腦技能較差，我們建議你用軟件錄制數據，然后通過郵件或其他方式發(fā)給我們，我們幫你調試發(fā)動機性能。
你也可以自己試著去調試優(yōu)化，沒有任何理由說你不能學習軟件，只要你有足夠的意愿和時間。
我們公司的技術支持部門可以通過郵件或電話來支持，但首選是郵件，因為
1) 需要通過郵件來發(fā)送文件或者錄制的數據
2) 電話問的一些問題都可以通過閱讀我們的說明書來得到答案。
注：我們提供的電噴系統(tǒng)是一套完整的系統(tǒng)，幾乎包含了所有把化油器發(fā)動機改裝成電噴系統(tǒng)的零部件，電噴系統(tǒng)不是即插即用的，或多或少的都需要調試優(yōu)化，我們系統(tǒng)的好處是你可以得到整體的系統(tǒng)，而不僅僅是一個ECU和線束。另外你可以得到我們的技術支持，而不是像其他廠家一樣不提供技術支持。
問：我完成了系統(tǒng)的安裝，我的發(fā)動機卻沒有啟動，為什么？
請閱讀安裝手冊，在最后一章詳細介紹了關于啟動問題的檢測步驟。如果仍然不能找到解決方法，可以閱讀本調試指南的第二章查看更多的查找問題及解決問題的方法。
問：我將如何錄制數據并回放分析數據？
答：假設你已經安裝好了ProCAL軟件（缺省安裝目錄為：C：\ProCAL或者D:\ProCAL）。如果還沒有安裝ProCAL調試軟件，請把ProCAL安裝到電腦上，可以從我們網站或者系統(tǒng)套件中的光盤中獲得安裝包，ProCAL說明書也可到網站上下載。
（1） 運行ProCAL（加載正確的.CAL文件和.A2L）。
（2） 打開鑰匙開關給ECU上電（不要有其他操作）。
（3） 在ProCAL菜單欄中單擊“運行（Run）”，在下拉菜單中選擇“聯機（Connect）”選項。和ECU建立連接后，窗口左下角會顯示綠色。
（4） 在ProCAL菜單欄中單擊“運行（Run）”，在下拉菜單中旋轉“開始測量（Start messuring）”和“開始錄制（Start Recording）”選項。
（5） 開始做測試或需要錄制下來的操作，或者啟動發(fā)動機。
（6） 測試結束后，在“運行（Run）”下拉菜單中選擇“停止測量（Stop Measuring）”選項。
（7） 在“運行（Run）”下拉菜單中選擇“回放數據”（Play back）選項。
（8） 在彈出的恢復軟件窗口中點擊“打開（Open）”，這將會打開數據保存位置的默認路徑。所有的數據文件保存在安裝目錄下的“ProCAL”文件夾中的“record”文件夾中。
所有數據文件以“dd-mm-yyyy-hh-mm-ss”格式命名。
（9） 你需要把錄制的三個文件發(fā)給我們，或者整個Record文件夾打包發(fā)給我們，我們可以幫你分析數據解決問題。
注釋：更多的ProCAL相關知識，在ProCAL手冊中有詳細介紹。
如何修改標定數據？
假設你想修改VAL型變量的值，把“VAL_xxxx”的值改為“1234”：
（1） ECU上電，打開ProCAL，并加載正確的A2L和CAL文件
（2） 在ProCAL中添加此變量，點擊菜單欄的“高級（Advanced）”，選擇“添加標定變量（Add Advanced Calibrations）”
（3） 會彈出一個小窗口，在左側輸入添加的變量名查找，找到所添加的變量后，雙擊該變量名或者選中后點擊“Add”按鈕，然后點擊“OK”
（4） 添加完變量后，會彈出一個窗口，找到所要修改的變量，在數值一欄雙擊，然后輸入所改的值，最后按回車鍵（Enter）確定
（5） 然后再次在主菜單欄中，點擊“運行（Run）”菜單下面的“下載（Burn to ECU）”。
（6） 下載完成
（7） 運行發(fā)動機，觀察修改后的效果。
第一章 系統(tǒng)需求
1.1電腦標定軟件ProCAL
我們的標定軟件ProCAL可以在Windows XP，Vista，Win7 or Win8.1系統(tǒng)上安裝并運行。
注：在安裝過程中，把ProCAL軟件兼容性改為“Windows XP”
1.2手機標定軟件DroidCAL
DroidCAL是專為安卓智能手機和平板電腦設計一款標定軟件
注：可以到我們的網站或者谷歌在線商店搜索“Ecotrons”，在線免費下載。
1.3ProCAL加載正確的A2L和CAL文件
S19 file：微處理器可執(zhí)行文件。
A2L file：描述文件，ECU中變量的信息。
CAL file：數據文件，和A2L文件對應，是S19文件的一部分。
注意：大部分客戶都不需要S19文件，除非是ECU軟件升級更新。A2L和CAL文件可以用來標定發(fā)動機了。如果你沒有A2L和CAL文件，請聯系我們，關于更多ProCAL的操作請看ProCAL用戶說明書。
第二章 發(fā)動機啟動
2.1啟動常見問題及解決方案
安裝電噴系統(tǒng)后，發(fā)動機不能啟動，怎么解決？
首先，這里有一些問題需要去核實：
1、 使用的什么信號作為ECU觸發(fā)信號？
原車點火系統(tǒng)的觸發(fā)信號？霍爾傳感器信號？還是熄火信號線信號？
如果您使用的是原車點火的觸發(fā)信號，請把ECU線束上的標有CKP的橙色線與原車信號線相連，觸發(fā)傳感器的另一根線通常是地線，連接到電噴系統(tǒng)線束的地線。
如果用的是霍爾傳感器，請檢查霍爾傳感器安裝是否正確（見第一章）。你需要確定飛輪上磁鐵的極性，我們默認提供的霍爾傳感器是S極觸發(fā)，傳感器與磁鐵之間的距離應在3mm-5mm的范圍之間。
如果您使用的是原車的熄火信號，需要將標有CKP的橙色線連接到熄火信號線，將線束的綠色線搭鐵或連接到原車點火系統(tǒng)地線。如果可能的話，用示波器檢查熄火信號是否干凈的，沒有干擾信號，即，每圈只有一個信號。
確保你的發(fā)動機機殼（搭鐵）接到電池的負極，從而使系統(tǒng)共地。
2、 觸發(fā)信號沒有問題，但是發(fā)動機仍然不能啟動，為什么？
對于4沖程發(fā)動機系統(tǒng)，有沒有將進氣壓力傳感器安裝到的進氣歧管（或節(jié)氣門閥體）上中？進氣壓力傳感器需要在發(fā)動機啟動時，測量進氣歧管內的負壓。
對于2沖程發(fā)動機，您只需把壓力傳感器放在空氣中，用來測量環(huán)境大氣壓力。
3、 給ECU上電后，油泵是否工作了幾秒鐘？
如果在給ECU上電時，油泵沒有工作，請檢查你線束電源線的連接。如果在發(fā)動機啟動時，油泵沒有工作，你需要檢查CKP觸發(fā)信號。
4、 ECU檢測到轉速了嗎？
用ProCAL來讀取轉速。用電腦連接ECU，如果在發(fā)動機啟動的時候轉速（RPM）的值為零，意味著CKP信號存在問題。如果是4沖程發(fā)動機，MAP傳感器也可能有問題。
5、 發(fā)動機啟動時是否有噴油？
1) 擰下固定螺絲，拆下噴油器。
2) 堵住閥體上的噴油器安裝孔。
3) 使噴油器對著安全的地方沒可以對著抹布或者瓶子之類的容器
4) 啟動發(fā)動機
如果沒有噴油，請檢查CKP信號線的連接，或MAP的安裝（4沖發(fā)動機）。
有沒有把電源負極與發(fā)動機搭鐵相連？
有沒有把線束上的綠色地線連接到電池負極或者發(fā)動機搭鐵？
6、 沒有點火？
用的原機的點火系統(tǒng)還是用的ECU控制點火？
如果使用的是原機點火系統(tǒng)，核查原機的點火器、點火線圈和火花塞。
如果是ECU控制點火，請檢查CDI和高壓包的安裝及連接是否正確，并且確保高壓帽與火花塞完全插緊。具體細節(jié)請參照安裝手冊。
如果您使用的是多齒飛輪和我們的VRS傳感器，請仔細檢查其安裝，以及使用ProCAL檢查多齒信號的軟件設置。
7、 供油系統(tǒng)是否有汽油流動？
當油泵工作時（ECU上電），在油路中有油流動嗎？油管中有沒有氣泡？壓力調節(jié)器安裝是否正確？
經過幾次上電下電后能否看到燃油通過回油管流回油箱？
檢查燃油供給系統(tǒng)的一種方法是拔下連接噴油器的油管，將油管指向一個油桶，并給ECU上電，你應該看到燃油從高壓油管中流出。
8、 油壓足夠嗎？
油壓不足的情況頻繁發(fā)生大多是由于電池電壓不足，或者供油系統(tǒng)安裝錯誤導致的。解決這個問題的最好方法，就是在供油系統(tǒng)安裝一個油壓表，你可以在任何汽車或摩托車配件商店買到。
正常情況下，上電以后，油壓應該達到3Bar或者43psi。如果油壓明顯偏低，請檢查您的電池電壓或者供油系統(tǒng)。
9、 怠速進氣量足夠嗎？
啟動時可能進氣量不足，稍微大家開一點節(jié)氣門，越2%~5%，然后啟動發(fā)動機。
10、 啟動時噴油量足夠嗎？
啟動時噴油量可能不足，快速加濃的方法是使用“VAL_fFlApp”（詳見2.3節(jié)）
11、 用ProCAL錄制數據并發(fā)送給我們
“我逐條檢查上面提到的一切，并且我認為全部正常，但是我仍然不能啟動發(fā)動機?！?
請使用ProCAL錄制一些數據并發(fā)給我們，然后我們可以幫助你解決問題。
注意：為解決啟動問題而錄制數據時，按照以下的步驟：上電-連接ProCAL和ECU-開始測量和記錄-啟動發(fā)動機-發(fā)動機啟動失敗-停止記錄-找到錄制的CSV數據文件-通過電子郵件發(fā)給我們。
部分發(fā)動機每圈有兩個觸發(fā)信號，或有一些獨特的脈沖信號，如負脈沖信號。所有這些都需要確定是否是正確的CKP信號，一個方法使用ProCAL錄制一些數據，發(fā)送給我們。您也可以發(fā)送一些電噴系統(tǒng)的安裝照片，尤其是不帶接插件線的連接。
2.2全局噴油加濃系數的調整
2.3啟動噴油加濃系數
2.4發(fā)動機啟動之后和暖機過程中的噴油修正系數
問：啟動結束噴油加濃系數和暖機噴油加濃系數的不同之處是什么？
啟動之后的噴油加濃系數，延續(xù)與啟動時的噴油加濃系數，這個修正因素會迅速以一定斜率下降到1.0，它僅僅依賴于發(fā)動機啟動時的溫度。
暖機噴油加濃系數能夠有效的調整暖機過程中的噴油取決于發(fā)動機溫度上升的快慢，它還考慮到了發(fā)動機負載和速度的影響。
問：關于啟動以后和暖機燃油加濃系數的建議？
太復雜了？其實在大多情況下，你沒有必要調整這兩個參數。這是因為：
1) 默認的數據基本能夠滿足絕大部分發(fā)動機。
2) 它們是為減少尾氣排放而設計的控制策略，對于售后發(fā)動機電噴系統(tǒng)改裝，默認的數據已經很好了。
3) 特例#1，如果在啟動發(fā)動機后，運轉了幾秒鐘，并且轉速迅速上升到800轉，但隨后馬上熄火。這表明啟動之后所需的噴油是不夠的，您需要將啟動后修正系數增大，以增加噴油量。
4) 特例#2，如果啟動發(fā)動機后，有一個穩(wěn)定的怠速。例如1800RPM，但后來發(fā)動機的暖機的過程中，轉速會慢慢下降至熄火。這種情況是由于暖機噴油修正系數不合適導致的，你需要修改暖機系數增加噴油從而使發(fā)動機怠速穩(wěn)定。
問：發(fā)動機啟動、怠速都正常，并且也能夠保持發(fā)動機運行，但發(fā)動機運行不穩(wěn)或者性能較差，下一步怎么解決？
只要你可以啟動發(fā)動機，保持發(fā)動機運轉，而不至于熄火，做到這樣目前就很好了。發(fā)動機將會自行暖機，暖機噴油加濃系數將會很快的下降到1.0（基準值）。下一步，我們將確保發(fā)動機能在開環(huán)模式下相對的穩(wěn)定運行。
總結
本次設計的主要內容是，設計空間桁架式車架，盡可能減輕車身重量，并對發(fā)動機內部改造，最終目的都以節(jié)能為目標。在設計階段我們通過CAD、SolidWorks等制圖軟件對車子的整體結構進行設計，并且在制作階段親手制作，最后的試車階段也不斷調試參數。
我們的這次設計主要有一下幾點內容：
（1） 車身的輕量化
（2） 發(fā)動機內部改造
（3） 化油器改電噴
（4） 轉向系統(tǒng)的設計
致謝
時光飛逝，一晃眼四年時間如白駒過隙般一閃而過，四年里不僅在學校里學到了很多可以實際應用的知識，這次的畢業(yè)設計，不僅僅是對大學四年里學到知識的檢測，更是對老師辛勤教育的回饋。
在這次畢業(yè)設計的制作過程中，我遇到了大大小小的問題，雖然克服難關的過程十分艱難但是我還是堅持了下來。首先要感謝的人是我的畢設老師，劉明科老師，他平時課務繁重，但還會在休息時間里抽空為我解答一些相關的知識，在老師的悉心指導下，順利的解決一個接一個的問題。其次要感謝我的同學，在制作車子的過程中，他們對我的幫助，在設計階段制圖的改動，制作階段幫助我制作，一點點的焊接，使用線切割，沒有他們的幫助可能也不會有落地試車的結果。最后我要感謝的是我自己，在我自己一次次想放棄的時候，都會有一個聲音讓我繼續(xù)堅持，感謝努力的自己。