发动机研发可研报告

1、2.5LL国V柴柴油发动动机研发发项目可行性报报告及经经费概算算二一年六月月目 录一、项目目可行性性报告（一）立立项的背背景和意意义（二）国国内外研研究现状状和发展展趋势（三）项项目主要要研究开开发内容容、技术关关键及主主要创新新点（四）项项目预期期目标（五）项项目实施施方案、技术路路线、组组织方式式与课题题分解（六）计计划进度度安排（七）现现有工作作基础和和条件二、经费费概算（一）经经费概算算列表（二）经经费概算算说明2.5LL国V柴柴油发动动机的研研发一、项目目可行性性报告（一）立立项的背背景和意意义1项目目的背景景伴随汽车车产销量量快速增增长而来来的是大大气污染染和石油油消耗。目前，中国

2、已已成为仅仅次于美美国和日日本的第第三大石石油进口口国。而而汽车的的石油消消耗又占占了中国国石油年年消耗量量的500%。无无疑，先先进的发发动机技技术在汽汽车节能能、环保保技术开开发中起起着关键键的决定定性的作作用。 自200世纪末末期以来来，汽车车排放法法规日益益严格。与美国国上世纪纪90年年代中实实施的联联邦排放放法规相相比，于于20007年全全面实施施的新联联邦排放放法规将将要求汽汽车氮氧氧化物排排放降低低幅度高高达955%，碳碳氢排放放物降低低幅度高高达844%。而而于此同同时，与与排放相相关的系系统及零零部件耐耐久性要要求达到到12万万英里。20007年美美国联邦邦排放标标准中第第五

3、分组组碳氢排排放极限限约为欧欧排放极极限的一一半（由由于测试试循环的的不一致致，真正正的排放放要求比比欧排放的的一半还还低）。我国的国国V排放放标准被被环保部部提上了了议事日日程，北京市市目前已已经开始始研究制制定机动动车国国V排排放标准准和油品品标准相相关准备备工作，20112年前前后，北北京机动动车排放放标准将将从 “国IVV”升级级为“国国V”，其他地地区也将将逐步实实施。目目前国家家已在制制订相关关政策，将发展展国V柴柴油机技技术作为为汽车能能源战略略的重要要组成部部分，实实现在相相当长时时间内节节能环保保的目标标。未来来我国轻轻型商用用车用柴柴油机将将呈增长长趋势。 这越来来越严格格

4、的排放放法规和和人们对对节能认认识的加加深，使使得高效效率、低低排放车车用发动动机技术术的开发发受到高高度的重重视，从从而促使使传统的的内燃机机技术不不断创新新。由于于各国国国情的不不同，在在环境保保护及节节能方面面所侧重重的技术术也有所所区别。日本出出于国土土资源的的因素，微型车车辆、经经济型车车的比例例较高，小排量量发动机机就既能能满足节节能环保保的要求求，又能能给这类类车提供供足够的的驱动力力；而在在欧洲，由于柴柴油便宜宜，热效效率远高高于汽油油机，使使消费者者容易接接受柴油油机驱动动的汽车车要比汽汽油机驱驱动的同同类汽车车贵1000020000美元元的事实实。另外外，柴油油机的低低速扭

5、矩矩远胜于于汽油机机，这也也使偏爱爱汽车运运动感的的欧洲人人更将直直喷柴油油机视为为高科技技的代表表。现在在的西欧欧，超过过95%的的轻型商商用车配配置的是是柴油机机。我国国柴油机机到20113年我国国轻型商商用车每每年将新新增近6600万万辆，柴柴油轻型型商用车车预计占占15%以上，年产量量将达到到90万台，市市场前景景巨大。该项目研研究应用用融合了了电控共共轨、44气门、冷却EEGR、POCC或DPPF等高技术，必必将有力力推动国国内柴油油机行业业的技术术进步，并将代代表我国国多缸小小柴机行行业的最最高水平平。同时时排放达达到国，大幅幅度减少少向大气气排气有有害物，保护人人体健康康和生态态

6、环境，将对工工程机械械领域排排放要求求的观念念产生了了革命性性的影响响。因此该项目的的开发符符合国家家法规，迎合国国际潮流流，顺应应全球环环保发展展趋势的的新一代代柴油机机产品，在这净净化空气气，保护护环境，促进经经济与环环保的可可持续发发展具有有重要的的意义。（二）国国内外研研究现状状和发展展趋势美国、欧欧盟、日日本都在在20世世纪80年代代开始研研究和控控制柴油油机的排排放。其其中以美美国最为为严格。现基本本处于各各自的“第阶段”， 20112年实实施“第阶段”。为实现排排放达到到“第阶段”、 “第阶段”水平，欧美等等发达国国家大都都采用了了增压中中冷、EECU、电控高高压共轨轨、EGGR

7、、可可变几何何截面涡涡轮增压压器（VVGT）、排气气后处理理等技术术。因此此，本项项目研究究应用的的技术达达到国际际先进水水平。高性能、低排放放、低噪噪声、模模块化等等是柴油油机发展展的方向向，尽管管世界各各主要发发动机公公司开发发的新一一代柴油油机各有有特点，但大体体反映了了以下发发展趋势势：采用新型型直喷式式柴油机机的比例例不断提提高。采用增压压中冷和和多气门门技术，以提高高升功率率。柴油油机内能能燃烧的燃油量量取决于于气缸内内的充气气量，几几乎所有有的先进进的柴油油机采用用了增压压中冷技技术；缸缸径大于于1000 mm以以上的车车用柴油油机均采采用了四四气门结结构，缸缸径小于于1000

8、mmm的车用用柴油机机有采用用了四气气门，也也有保持持二气门门。柴油油机的升升功率已已达600 kWW/L。应用电控控泵喷嘴嘴、电控控单体泵泵、高压压共轨技技术，优优化喷油油规律。为满足国国、国的排放放法规，喷油压压力在不不断提高高，其喷喷油压力力已超过过1500Mpaa，甚至至达到2200 Mpaa，燃油油喷射量量、喷射射压力、喷油定定时实行行精确控控制。实现排气气再循环环（EGGR）技技术。实实现排气气再循环环降价了了NOxx，但不利于燃燃油经济济性，AAVL等等公司实实现了EEGR冷冷却与控控制技术术，极大大改善了了综合性性能。优化结构构设计，减少磨磨擦与附附件损失失，提高高机械效效率。

9、（三）项项目主要要研究开开发内容容、技术关关键及主主要创新新点1 项项目的主主要研究究开发内内容本项目是是与国际际著名发发动机研研究公司司合作，研究应应用电控控共轨、4气门门、冷却EEGR、POCC或DPPF等高技术开发发的一种种新型共共轨直喷喷式柴油油机，各各项性能能达到国国际先进进水平，结构紧紧凑，重重量轻，并具有有现代轻轻型商用用车柴油油动力装装置的所所有技术术特点。满足了了轻型商商用车在在排放、燃油耗耗和舒适适性等方方面的严严格要求求。 11总总体设计计和各系系统集成成考虑到轻轻型商用用车可为为发动机机提供的的安装空空间有限限，发动动机的总总体结构构必须十十分紧凑凑。为减轻发发动机重重

10、量，必必须用现现代设计计方法减减少材料料堆积，同时尽尽量采用用轻质材材料，如如铝合金金和工程程塑料。为满足足最大爆爆发压力力达到1160bbar，需要采采用有限限元限分分析技术术，确保保结构强强度并满满足轻量量化要求求。为达到轻轻型商用用车对燃燃油耗、排放、舒适性性、低制制造成本本等各方方面所提提出的苛苛刻要求求。总体体方案具具有以下下特点；1）直直列、直直喷式柴柴油机；2）电电控共轨轨喷油系系统；33）电动动废气再再循环装装置；44）废气气涡轮增增压及中中冷；55）4气气门技术术；6）后处理理技术；各个技技术需要要集成和和优化才才能达成成目标，难度极极大。12主主要零部部件及系系统特点点（1

11、）气气道开发发和缸盖盖，机体体在概念设设计阶段段，将用用我公司司的气流流试验台台和试制制的气道道芯盒开开发两个个进气道道。在限限定的气气缸盖约约束条件件内，将将开发有有代表性性的进气气道来达达到所要要求的气气体流动动性。将将采取在在气道里里面填充充树脂然然后切开开缸盖取取出气道道的树脂脂模型。该树脂脂气道芯芯模型将将进行扫扫描生成成三维曲曲面，并并最终用用于生成成气缸盖盖三维CCAD模模型 （已有收收缩的最最终形状状）。同同样的方方法将被被用来开开发排气气道并最最终生成成排气道道的三维维CADD模型（已有收收缩的最最终形状状）。根据发动动机的最最高爆并并结合我我公司的的铸造加加工能力力，确定定

12、缸盖材材料；根根据热负负荷及整整机水道道布置，确定缸缸盖的水水流模式式，尤其其是排气气阀区域域，和进进排气一一起考虑虑缸盖水水套设计计；推荐荐缸盖的的高度尺尺寸，及及上端壁壁厚；回回油孔及及呼气；缸盖罩罩壳的设设计，包包括油气气分离方方案。由于缸盖盖的更改改，缸体体也可能能需要做做相应的的变更，例如润润滑油道道，冷却却水道和和缸盖螺螺栓等。（2）曲曲轴 考虑到到气缸最最大爆发发压力达达1600barr，为确确保曲轴轴具有足足够的疲疲劳强度度，曲轴轴材料采采用422CrMMo，并并采取圆圆角淬火火强化措措施，为为减少摩摩擦功和和降低NNVH对对其几何何尺寸经经计算后后优化。（3）连连杆连杆用33

13、5 CrMMo材料料锻造而而成，其其大头孔孔经优化化设计，连杆小小头孔衬衬套采用用铝青铜铜，并有有三个润润滑孔，优化了了支承活活塞销的的机油供供应，从从而改善善了连杆杆小头衬衬套与活活塞销的的表面承承载状况况。由于该机机的总体体尺寸极极其紧凑凑，连杆杆轴承和和主轴承承的尺寸寸也很小小，要承承受1660baar的爆爆发压力力，轴承承单位面面积的载载荷很高高，而润润滑油膜膜厚度又又很小，要求所所使用的的轴瓦必必须具有有很高的的疲劳强强度和耐耐磨性。（4）活活塞和活活塞环活塞由高高热强度度铝合金金制成，其第11道环槽槽铸入镍镍铜铬耐耐蚀铸铁铁圈。在在活塞设设计中，将采用用用冷却却油道和和底部喷喷油冷

14、却却两种活活塞设计计方案，并对两两种活塞塞的实测测温度比比较，选选择一种种廉价而而有效的的活塞结结构设计计方案。第1道活活塞环为为对称矩矩形桶面面环，其其上端面面的内倒倒角使环环扭曲，可防止止形成机机油积碳碳。第22道活塞塞环为斜斜面环，其上端端面同样样有内倒倒角。第第三道活活塞环是是斜切式式刮油杯杯，内衬衬螺旋形形弹簧涨涨圈。在在设计过过程中，将对第第2、第第3道活活塞环材材料用铸铸铁和渗渗氮钢进进行比较较，从而而进行选选择。（5）机机油耗减少机油油消耗作作为排放放开发的的重点内内容，通通过精确确的三维维设计计计算减小小气缸变变形，结结合磨擦擦副表面面处理，保证柴柴油机的的机油耗耗控制在在0

15、.11g/kkw。hh内。（6）直直喷燃烧烧系统建建模CFD（VECCTISS）模型型将用来来在概念念设计阶阶段改善善缸内直直喷燃烧烧系统布布置。该该CFDD模型也也将包括括开发的的进气道道。假定缸内内直喷喷喷油器的的喷雾特特性由燃燃油喷射射系统的的供应商商提供。我公司司将利用用这些数数据匹配配用于缸缸内CFFD分析析的喷雾雾模型。结合燃燃烧系统统和喷油油器模型型评估发发动机的的油气混混合形成成过程。一维性性能仿真真（WAAVE）将建立立包括气气门重叠叠、进气气冲程和和压缩冲冲程的发发动机循循环。部部分循环环包括气气门重叠叠、进气气、喷油油器和压压缩将用用CFDD在3DD模型中中分析。 燃烧系

16、统统的性能能将在原原型机开开发阶段段测量。在这个个阶段发发动机燃燃烧系统统特性将将用图表表显示并并和目标标测量值值比较。这些数数据也将将用于将将来改善善燃烧模模型，如如果需要要的话也也能用来来解决任任何需要要关注的的问题。（7）气气门传动动机构气门由滚滚轮摇臂臂驱动，并装有有起着气气门间隙隙补偿作作用的立立式液压压挺柱。为了有效效地抑制制噪声，机油道道在气缸缸盖中的的布置必必须确保保不会有有气泡进进入液压压挺柱。发动机机停机时时，直立立油道中中可能形形成气泡泡。在机机油泵开开始供油油后，气气泡经凸凸轮轴承承盖中的的凹槽被被压入凸凸轮轴中中心内腔腔。这样样，向液液压挺柱柱供油的的纵向主主油道便便

17、能保持持无气泡泡的状态态。（8）机机油泵和和机油冷冷却器机油泵组组合设在在曲轴箱箱底座中中。为了了满足活活塞喷油油冷却所所需增加加的机油油循环量量，增大大机油泵泵齿轮宽宽度，同同时精确确计算传传动比。机油冷却却器设有有6片散散热片，保证在在标定转转速和全全负荷时时可将机机油温度度限制在在1255，水温温限制在在1000。（9）冷冷却水泵泵冷却水泵泵的泵水水能力根根据汽缸缸盖的需需要来确确定。由由于采用用了长行行程设计计，排气气门与喷喷油器在在空间布布置上十十分紧凑凑，以致致在排气气门鼻梁梁区已无无法布置置冷却水水孔，因因此应相相应提高高水流速速度。为为提高泵泵水压力力，适当当增大水水泵叶轮轮直

18、径及及传动比比。在标标定转速速下，保保证冷却却水流量量达到11.255L/SS。（10）废气涡涡轮增压压器 出于成成本的原原因和汽汽车上安安装空间间的限制制，将增增压器涡涡轮的外外壳与排排气管组组合成一一个由球球墨铸铁铁制成的的整体铸铸铁。增增压技术术已广泛应应用在柴柴油机上上，但传传统的涡涡轮增压压器，在在低速段段的空气气流量不不是很大大，不利利于柴油油机的性性能，因因此，本本项目将将采用可可变几何截截面涡轮轮增压技技术，具具有动态态控制功功能的可可变几何何截面涡涡轮增压压器（VVGT）替代传传统的涡涡轮增压压器，它它是一种种采用转转动喷嘴嘴环叶片片的角度度，改变变叶片间间的喉部部尺寸来来实

19、现不不同的喷喷嘴出口口总面积积，是通通过电控控系统来来实现的的，电控控单元采采集发动动机的转转速、油油门位置置、增压压压力和和进气温温度等参参数根据据发动机机不同的的工况，对执行行器发出出控控指指令，调调节喷嘴嘴出口的的面积，从而改改变增压压器的转转速。当当发动机机低速运运行时，减少喷喷嘴出口口的面积积，使增增压器的的压比增增高，提提高了发发动机的的低速扭扭矩。而而在高速速时增大大喷嘴出出口的面面积，限限制增压压器的转转速和压压比不过过分高，从而进进一步改改善燃油油经济性性和降低了排放污染染物，增大大了柴油油机的功功率。13燃烧过过程的开开发直喷式柴柴油机的的混合气气形成取取决于燃燃烧室中中的

20、空气气流动状状况和燃燃油喷束束的特性性。燃烧室中中的空气气运动基基本上受受到两个个因素的的影响：一个是是由进气气道形状状形成的的涡流流流动状态态，另一一个是对对横向流流动影响响最大的的活塞顶顶燃烧室室缩口边边缘的形形状。此此外，燃燃烧室盆盆腔的形形状也强强烈地影影响膨胀胀过程中中的后续续燃烧过过程。燃油喷束束的形成成首先受受到喷油油器在燃燃烧室中中的集合合参数和和喷油器器技术参参数的影影响。如如果能充充分利用用共轨喷喷油系统统控制的的自由度度，则对对喷油特特性曲线线形状十十分有利利。这样样，喷油油压力和和喷油始始点等重重要参数数就能在在任何工工况下任任意地进进行优化化。本项项目将花花费6个个月

21、的时时间设计计活塞顶顶燃烧室室凹腔、涡流以以及喷油油器和喷喷油嘴的的配置整整套方案案。（1）涡涡流的确确定为获得良良好的全全负荷性性能，决决定对目目前实际际发动机机可能采采用的总总涡流比比进行一一系列的的研究。不同发发动机的的涡流比比与其缸缸径的关关系，随随着缸径径变小，所需的的涡流比比不断增增大。试试验计划划在一台台总涡流流比为33.05.00的单缸缸试验机机上，对对喷油参参数和活活塞顶燃燃烧室凹凹腔形状状进行了了仔细的的匹配。获取最最佳涡流流比。在在燃烧室室透明的的单缸试试验机上上进行的的系统匹匹配试验验中进一一步验证证，高涡涡流水平平对燃烧烧过程对对喷油系系统品质质波动的的敏感性性，（2

22、）燃燃烧室形形状对直喷式式柴油机机而言，最重要要的是活活塞顶燃燃烧室凹凹腔容积积相对于于整个压压缩容积积的比例例应尽可可能大。同时在在保证全全负荷烟烟度和机机械耐久久性达标标的情况况下，设设计理想想的燃烧烧室形状状和涡流流的匹配配。活塞顶燃燃烧室凹凹腔形状状对充分分利用空空气，尽尽量少形形成黑烟烟起着主主要作用用。燃烧烧室的开开发分两两步进行行：首先先是燃烧烧室凹腔腔与涡流流的相互互匹配，然后再再对凹腔腔形状进进行细致致的优化化，其中中应特别别注意凹凹腔缩口口处的形形状。为为了充分分利用空空气，凹凹腔缩口口下边缘缘直径与与凹腔最最大直径径之比（d1/d2）十分分重要。另外，凹凹腔缩口口上下边边

23、缘的形形状同时时决定了了气流的的横向流流动状况况。但是是，对在在万用特特性曲线线的宽广广范围内内低排放放和良好好的全负负荷特性性之间的的适当折折中起决决定性作作用的是是凹腔上上边缘的的形状，它还同同时影响响气流从从燃烧室室凹腔中中流出状状况。当当喷油量量增大、喷油持持续期和和燃烧持持续期延延长时，就显示示它的重重要性了了。（3）喷喷油系统统在设计单单缸试验验机时就就根据燃燃烧室中中实际的的喷束特特性合理理地确定定了喷油油嘴喷孔孔的布置置，为喷喷束的最最佳扩散散提供了了良好的的先决条条件。所所需的喷喷孔数很很大程度度上取决决于涡流流，对55孔、66孔、77孔喷油油嘴进行行对比研研究。确定喷油油嘴

24、几何何参数后后，接着着要考虑虑的是为为使喷油油特性与与燃烧达达到最佳佳匹配，共轨喷喷油系统统喷油参参数的优优化，其其重点之之一是在在发动机机可能出出现的所所有工况况下优化化预喷油油量和预预喷间隔隔。从排排放角度度来看总总是希望望预喷油油量越少少越好，但由于于系统原原因，并并非能一一直保证证达到，因此预预喷油量量较大时时，用加加大预喷喷间隔予予以补偿偿，如此此甚至可可达到与与小预喷喷油量一一样的噪噪声效果果。从降降低烟度度、NOOX排放和和噪声来来讲，这这是一种种行之有有效的措措施。但但是，这这种措施施却增加加了燃油油耗，更更为不利利的是影影响到了了HC和和CO的的排放。在喷油系系统与发发动机匹

25、匹配时，特别重重视对喷喷油器的的改进。由于燃燃烧室尺尺寸很小小的原因因，所需需的预喷喷油量比比以往更更小。14废气再再循环减少柴油油机NOOX排放的的最有效效措施是是废气再再循环（EGRR）。根根据行驶驶载荷谱谱对发动动机功率率较大时时的EGGR进行行优化匹匹配。采采用电动动EGRR阀，通通过控制制阀升程程来调节节EGRR率。这这种EGGR阀为为压力平平衡式双双联阀结结构，由由线性电电磁铁调调节到所所需的阀阀升程，调节时时间非常常短，因因此使发发动机在在较高负负荷工况况也能使使用EGGR运转转。15 发动机机电控单单元发动机电电控单元元BOSSCH公公司的EEDC116型电电控单元元。此单单元

26、将设设计成密密封式的的，这将将适合用用在车厢厢外。对对此进行行结构空空间优化化和高度度集成，获得紧紧凑的结结构尺寸寸。2关键键技术及及主要创创新点（1）电电控高压压共轨喷喷射系统统技术。喷喷射压力力达到2220MMpa左左右，并并进行喷喷油嘴与与发动机机燃烧室室的匹配配。遵循循油束沿沿轴向和和径向分分布均匀匀匹配的的原则，计算喷喷油嘴的的结构参参数；用用WAVVE软件件建立喷喷油嘴和和燃烧室室燃烧网网络模型型，优化化喷油嘴嘴参数、进气涡涡流。（2）废废气再循循环（EEGR）技术，有有效控制制NOxx的生成成。 EEGR率率需要控控制在一一定的范范围，否否则易使使比油耗耗恶化，颗粒排排放增加加。

27、本项项目关键键技术是是试验研研究不同同EGRR率时，放热规规律和排排放的变变化情况况，掌握握EGRR对燃烧烧和排放放的影响响，高精精度控制制EGRR率及改改善气缸缸间分配配的均匀匀性。（3）四四气门技技术技术术。采用用四气门门技术将将明显改改善发动动机性能能。（4）优优化增压压中冷技技术。传传统的涡涡轮增压压器，在在低速段段的空气气流量不不是很大大，不利利于柴油油机的性性能，因因此，本本项目将将采用可可变几何何截面涡涡轮增压压技术，具有动动态控制制功能的的可变几几何截面面涡轮增增压器（VGTT）替代代传统的的涡轮增增压器，进一步步改善燃燃油经济济性和降低了排放污染染物，增大大了柴油油机的功功率

28、。（5）发发动机轻轻量化设设计技术术，要求求发动机机体积小小、重量量轻的情情况下具具有较高高的机械械强度，需要应应用FEEA仿真真技术；同时需需要研究究应用CCFD仿仿真计算算技术，分析优优化柴油油机冷却却液流动动，使热热应力达达到合适适的分布布，减小小热变形形。（四）项项目预期期目标本项目是是一种新新型共轨轨直喷式式柴油机机，结构构紧凑，重量轻轻，并具具有现代代轻型商商用车柴柴油动力力装置的的所有技技术特点点。将通通过优化化喷油系系统和燃燃烧过程程，充分分利用共共轨喷油油系统的的控制灵灵活性，满足了了轻型商商用车在在排放、燃油耗耗和舒适适性等方方面的严严格要求求。 1主要要技术经经济指标标1

29、1主主要技术术指标 发动机型型号2.5LL柴油发发动机发动机型型式直喷、四四冲程、增压中中冷特征高压燃油油喷射、四气门门气缸数-直径XX行程(mm)4-900X1000排量（LL）2.544压缩比17:11标定功率率/转速速(kWW/r/minn)75/332000最大扭矩矩/转速速（Nmm/r/minn)275/14000排放国V噪声dBB(A)9712主主要经济济指标 项目完成成当年，实现小小批生产产，销售售2.55L国VV柴油发发动机3300台台，可实实现销售售收入110000万，利利润800万元，税金770万元元。达产产后，按按年产11万台计计，实现现销售收收入2880000万，利利润

30、28800万万元，税税金16680万万元，取取得良好好的经济济效益。2.社会会效益随着人类类对节约约能源和和环境保保护的日日益重视视，节能能和环保保成为发发动机技技术发展展的两大大主题。柴油机机由于其其强劲的的动力、较低的的油耗、卓越的的可靠性性等优点点，在各各种动力力应用领领域得到到了快速速发展。随着发发动机数数量的增增加，发发动机消消耗的燃燃油也在在迅速攀攀升。另另外由于于我国发发动机目目前水平平不高，污染较较重，因因此开发发低耗能能、低排排放的柴柴油机是是发动机机企业义义不容辞辞的社会会责任。本项目产产品融合合了电控控共轨、4气门门、冷却EEGR、POCC或DPPF等复复杂技术术，这将将

31、有力推推动我国国柴油机机行业的的快速发发展，为为壮大民民族工业业作出贡贡献。本本项目的的成功开开发将代代表我国国多缸小小柴行业业的最高高水平，标志着着我公司司的技术术水平将将与国际际先进水水平保持持同步。3.技术术应用和产业化化应用前景景目前，从从国IVV进入国国V排放的的技术升升级上，国家政政策导向向的意图图在于帮帮助企业业，让企企业如何何在尽量量减少开开发投入入成本的的情况下下向国VV进行平平滑升级级。我公公司根据据自身发发动机的的特点，选择成成熟技术术路线，可以达到到预期效果果。升级级到国VV，对发发动机来来说，确确实是个个质变。就国内内发动机机市场发发展来说说，随着着排放法法规的严严格

32、，发动机机企业必必须拿出出高性能能、低排排放的产产品，坚坚决贯彻彻执行国国家标准准，因此，未来几几年的轻轻型车市市场，必必定是国国V发动动机唱主主角，这这是市场场的发展展规律，也是社社会发展展的必然然。4.自主主知识产产权的情情况公司将取取得本项项目的全全部自主主知识产产权的研研究应用用成果，申请专专利在55项以上上，其中中2项为发发明专利利。（五）项项目实施施方案、技术路路线、组组织方式式与课题题分解1项目目研究方方案本项目采采用有限限元分析析、计算算流体力力学（CCFD）等最新新设计技技术，使使设计更更精细，研制时时间更短短。 利利用CAAD三维维几何图图形和图图像处理理功能，在计算算机上

33、建建立虚拟拟产品。 利利用有限限元结构构分析对对零件及及组合结结构的应应力应变变和热负负荷进行行分析（包括线线性和非非线性）。 利利用概率率可靠性性分析预预测零部部件的寿寿命期内内的某一一时间发发生的故故障，从从而通过过改进提提高零部部件的可可靠性。利用计算算流体力力学（CCFD）处理内内燃机缸缸内进排排气、燃燃烧过程程及燃油油过程中中的流体体计算。利用发动动机循环环模拟，对发动动机进行行运动分分析、气气体流动动的分析析及燃烧烧的分析析。由于于考虑了了进气与与排气、传热、摩擦与与气体密密度变化化所产生生的能量量得失，还考虑虑了涡轮轮增压器器的能量量转换，其预测测结果与与试验数数据十分分吻合。利

34、用图图形软件件，对计计算结果果实现动动态仿真真。2技术术路线 本本项目由由下列技技术环节节组成。21 概念设设计研究究211初步步的布局局 发动动机家族族重要的考考虑是发发动机家家族可能能采用的的设计变变化的影影响。主主要研究究下面的的问题：气缸体设设计，满满足未来来气缸压压力要求求气缸中心心，气缸缸冷却给定项目目要求的的最小外外形尺寸寸212性能能仿真评估2.5L增增压发动动机在最最大爆发发压力时时的性能能潜力。仿真使使用GTT-Poowerr 1维维程序代代码。在在目标排排放水平平下，对对功率、扭矩和和燃油经经济性做做出预计计。仿真真也对共共轨、冷冷EGRR、最大大气缸压压力2220baa

35、r的发发动机，在20013年国目标排排放下的的性能做做出预计计。213初步步分析概念设计计将由初初步分析析来支持持，主要要包括如如下条目目：轴颈直径径主轴承尺尺寸缸盖及轴轴承螺栓栓尺寸增压、最最大气缸缸压力2220bbar对对临界曲曲轴和轴轴承临界界尺寸的的影响214专利利检索进行专利利检索，确保不不侵犯其其他公司司的专利利。215报告告准备总结结报告，陈述概概念研究究中发现现的结果果和推荐荐那些覆覆盖发动动机功率率范围和和排放指指标的策策略。216概念念评审会会完成概念念设计报报告后，在公司司召开会会议评审审概念研研究结果果。选择择一个设设计概念念作为项项目主设设计阶段段的基础础。22 发动

36、动机设计计221发动动机设计计模型使用PrroE（版本待待定）作作为本项项目基本本CADD软件包包，输出出到Unnigrraphhicss或AuutoCCad。合作单单位将建建立一个个安全的的FTPP网站与与我公司司共享模模型。通过建模模过程，进行22D和33D布置置研究，目的是是保证部部件的所所有问题题和要求求得到充充分考虑虑。 合作单位位将构建建完整的的3DCCAD零零件模型型（下面面的列出出），模模型适合合我公司司准备22D详细细图纸。我公司将将负责：222详细细图纸准备图纸纸包括非非专利/非标准准部件，组件图图、安装装图和总总装图。所有新新的部件件进行细细化。223 图纸检检查与发发布

37、检查与发发布设计计功能、关键尺尺寸、关关键公差差、材料料规格、设计注注释等。23设计分分析将进行广广泛的分分析来支支持设计计过程，分析工工作将包包括如下下任务：231循环环仿真初步设计计阶段进进行的循循环仿真真将被更更新包括括在实际际发动机机设计中中执行的的变化。循环仿仿真的输输出结果果将确定定初始燃燃油系统统和燃烧烧室特征征，这些些特征用用于性能能开发任任务中。23.2连杆杆与活塞塞销分析析23.3轴承承安装和和间隙23.4曲轴轴弯曲载载荷与应应力23.5关键键的紧固固件23.6配气气机构23.7 正正时驱动动设计23.8机油油循环评评估24 FEEA与CCFD分分析24.1缸盖盖FEAA机

38、械及热热载荷预计温度度与热应应力缸垫压力力缸径变形形气门座变变形螺栓头压压力24.2 缸体缸缸盖的冷冷却液流流动CFFD1D冷却却系统模模型3DCFFD水套套模型流速和压压力特性性传热系数数优化水套套设计24.3 曲轴箱箱隔板FFEA主轴承组组件变形形动载荷变变形高载荷区区疲劳分分析确认螺栓栓的拧紧紧力24.4连杆杆FEAA组件的变变形动载荷变变形大小头孔孔和杆身身疲劳分分析确认杆身身的强度度和螺栓栓拧紧力力25 进气气道开发发在此任务务期间， 使用用快速成成型流动动箱，进进行初始始气道模模型的流流动试验验。如果果气道不不能满足足流动和和涡流的的要求，将进行行流动箱箱的修改改，满足足目标值值。

39、一旦旦开发完完成，气气道注模模将浇注注并逆向向创造最最终气道道型芯CCAD模模型。然然后修改改缸盖CCAD模模型符合合变动后后的设计计。这种种方法比比使用CCFD快快速廉价价。26发动机机性能开开发26.1 项目开开发试验验完成性能能与排放放要求，性能开开发试验验是必要要的。性性能开发发工作的的结果是是燃烧系系统规格格数据，将按要要求进行行如下任任务支持持性能开开发： 安装装发动机机 检检查初始始性能（包括安安装，仪仪器设备备） 检检查初始始机油消消耗和可可溶性物物质对微微粒排放放的贡献献。 评评估喷油油孔尺寸寸、数目目对性能能与排放放的影响响 评评估待选选的油泵泵凸轮型型线对性性能与排排放的

40、影影响 EEGR系系统的匹匹配 进进行喷油油定时的的调整，测量NNOx和和微粒 评评估待选选的气门门凸轮型型线对性性能与排排放的影影响 评评估输送送阀，高高压油管管内部直直径 冷冷启动/白烟开开发 确确定批产产燃油系系统标定定一旦批产产燃油系系统被确确定，新新的燃油油系统将将从供应应商订购购进行性性能验证证和变质质因子试试验。第第二台发发动机被被用于这这个试验验。26.2 性能验验证和变变质因子子试验进行第二二台发动动机和燃燃油系统统试验，保证设设计满足足性能与与排放目目标。这这第二台台发动机机将进行行变质因因子试验验。这个个试验是是EPAA要求的的，测量量经过耐耐久试验验后排放放值的变变化。

41、成成功地完完成这个个试验意意味着这这个级别别的发动动机可以以准备进进行认证证试验了了。EPA没没有指定定变质因因子试验验过程。发动机机生产商商必须确确定典型型的工作作循环，开发一一个试验验，目的的在于制制造发动动机的典典型磨损损。通常常，使用用加速试试验（高高速高负负荷）减减少变质质因子试试验周期期。然而而一般试试验周期期是1000030000小时时。在耐耐久试验验过程中中，定期期进行排排放试验验，以确确定排放放在整个个发动机机寿命中中的变化化。评估估实际应应用中发发动机的的工作循循环，开开发试验验过程，进行变变质因子子试验。26.3 性能验验证在完成项项目开发发后，进进行最终终性能验验证试验

42、验。27 发动动机机械械将进行如如下任务务，保证证发动机机可靠性性和耐久久性： FFujii 纸试试验测量量缸垫压压力载荷荷分布 关关键紧固固件评估估 测测量缸径径变形和和一台原原型机的的气缸表表面粗糙糙度 在在运转的的发动机机上测量量活塞和和活塞头头温度 测测量推杆杆应变保保证配气气系统性性能 MMAP润润滑和冷冷却系统统性能（温度和和压力测测量） 机机油消耗耗测量 噪噪声测量量 超超速试验验8小时时准备机械械开发报报告，归归档试验验结果推推荐设计计变化消消除试验验中发现现的问题题。28耐久试试验支持持28.1 耐久试试验计划划这个试验验计划用用来识别别和解决决初期死死亡故障障和建立立发动机

43、机B100和B115寿命命。28.2 耐久试试验进行除变变质因子子试验外外的耐久久试验，包括在在性能开开发任务务里。并并在试验验前后提提供客户户现场耐耐久试验验支持。机械开开发专家家帮助客客户进行行预试验验测量，和识别别耐久试试验前发发动机的的问题。在第一一个耐久久试验结结束后，计划第第二次访访问来参参与拆卸卸和检查查耐久发发动机。第二次次访问期期间或以以后，提提供可能能的设计计或生产产过程的的变化来来解决试试验中发发现的问问题。 3.组织织方式 本本项目是是一个大大型开发发项目，为了有有效地执执行需要要一个有有影响力力和有效效的管理理和组织织机构，合作单单位和我公司建立立了一个个最有经经验项

44、目目管理组组织以确确保项目目的成功功实施。合作单单位还将将提供一一些其使用的的一些方方法和技技术培训训。合作作单位的的设计和和研发小小组是由由在柴油油机设计计和研发发领域有有很多年年工作经经验的工工程师组组成。我我公司也同同样组成成了工作作经验丰丰富的研研发队伍伍。合作作单位已已经专门门从事项项目管理理很多年年，许多多项目组组成员已已经在合合作单位位或世界界上主要要的发动动机制造造厂从事事过发动动机开发发的管理理工作，其中包包括中国国客户。此项目是是合作单单位与我公司建立立长久合合作关系系的第一一步，相相信双方方的合作作肯定能能够建立立起一支支强劲的的团队，开发出出高质量量并能满满足中国国市场

45、的的柴油机机。4.课题题分解合作单位位将负责责发动机机的布置置设计和和机体、气缸盖盖等部件件的分析析，我公司在合作单单位的支支持下，将负责责许连杆杆等部件件的设计计。公司司执行详详细设计计工作以以及样件件的采购购。公司司还负责责用于试试验的样样机的装装配。然然后合作作单位将将在我公司工工程师的的共同参参与下执执行所有有的性能能研发试试验。公公司在合作单单位的帮帮助和支支持下，执行最最终的耐耐久性试试验。项目责任任分工表表负责责（计划划，执行行，完成成）赞成成（评审审，同意意/反对对），SS 支支持（协协助，联联系）I通知知（接受受信息），C咨询（建议）内容公司合作单位位1项目启动动1.1项目管

46、理理IR1.2项目设计计评估A，S R1.3启动会议议A，S R2概念设计计研究2.1初步布置置RR2.2性能模拟拟RR2.3初步分析析RR2.4专利研究究RR2.5概念设计计报告RR2.6概念设计计评审会会议A，S R3发动机设设计3.1发动机设设计模型型R，I，AR，S3.2具体输入入资料IR3.3我公司详详图RS，C，A3.4所有权和和标准部部件S，AR3.5检查和发发放RR3.6设计发放放系统I，SR4设计分析析4.1-4.99设计分析析IR5CAE和和CADD分析和和报告5.1-5.55CAE和和CADD分析和和报告IR6供应商选选择RR7进气道研研发IR8样机安装装RC，S9发动机

47、性性能研发发9.1性能研发发试验RR9.2性能证明明试验RR10发动机机机械研发发RR11耐久性试试验11.11耐久性研研发计划划I，AR11.22耐久性试试验RC12EPA排排放认证证IR13最终报告告和会议议I，AR（六）计计划进度度安排20100-066-011 至20110-110-001 概念设计计研究，在目标标排放水水平下，对功率率、扭矩矩和燃油油经济性性做出预预计20100-100-011 至20110-112-331 发动机设设计，进进行2DD和3DD布置研研究，确确定组件件图、安安装图和和总装图图20111-011-011 至20111-003-331 设计分析析 ，各各主要

48、零零部件的的强度负负荷分析析20111-044-011 至20111-110-001 缸盖、机机体冷却却系统进进行FEEA与CCFD分分析20111-100-022 至20112-002-001 进气道开开发20122-022-022 至20112-008-331 发动机性性能开发发，确保保达到动动力性、经济型型、排放放性指标标20122-099-011 至20112-112-331 发动机机机械，保证发发动机可可靠性和和耐久性性20133-01-011 至20113-6-30耐久试验验支持20133-7-01至至20133-122-311客户试装装（七）现现有工作作基础和和条件（1）公公司从

49、119755年开始始生产高高速柴油油机，目目前已形形成了4485、4900、4993、4495、4988、41105六六大系列列，二百百多个变变型产品品的完整整产品结结构，排排放达到到“欧”，并向向“欧IV”迈进。技术处处于国内内领先地地位，填填补国内内多项空空白，并并全部具具有自主主知识产产权。产产品应用用于轻型型汽车、厢式货货车等，与一汽集集团、南南汽集团团、江淮淮汽车、北汽福福田等国国内大企企业建立立了战略略合作关关系。（2）新新产品XXC4DD25QQ3U国国车用柴柴油发动动机，应应用了增增压中冷冷、EGGR等多多项先进进技术，为本项项目的开开发积累累丰富的的技术和和经验。其中XXC4

50、DD25QQ3U欧欧车用柴柴油发动动机适合合于轻型型汽车、SUVV、城市市中巴等等用途。（3）现现在公司司每年以以3-5个新新产品的的开发速速度向前前推进，目前已已拥有五五个国家家级重点点新产品品和五个个国家级级火炬计计划项目目。拥有有直喷燃燃烧室、薄壁铸铸造、内内置EGGR等110项技技术专利利。目前前公司拥拥有的重重大技术术：1）开发发了新型型直喷式式柴油机机燃烧室室。2）掌握握了增压压中冷技技术和四四气门技技术，极极大提高高升功率率。3）通过过技术合合作，消消化和吸吸收了电电控单体体泵、高高压共轨轨技术。 4）在废废气再循循环（EEGR）技术研研究方面面取得了了重大进进展。 5）在优优化

51、结构构设计技技术结累累了丰富富 经验验，并取取得了重重大成果果。6）应用用FEAA仿真技技术和应应用CFFD仿真真计算技技术，掌掌握了发发动机轻轻量化设设计技术术。 （4）公公司已设设立了国国家级博博士后科科研工作作站，拥拥有省级级企业技技术中心心和浙江江省内燃燃机研发发中心，建立了了完善的的创新体体系。培培养了具具有中、高职称称的技术术骨干556人，聘请国国内内燃燃机专家家8人，博士44人。普普及应用用了Prro-EE及UGG三维CCAD设设计软件件；引进进了奥地地利AVVL公司司有限元元分析、计算流流体力学学（CFFD）及及模态试试验研究究等最新新设计技技术。220044年与江江苏大学学共

52、同出出资20000万万元，联联合建设设了今后后10年年不落伍伍，国内内一流的的排放试试验室（建在江江苏大学学）。为为进一步步增加研研发力量量，我公公司与上上海内燃燃机研究究所、中中国北方方发动机机研究所所、浙江江大学、天津大大学、一一汽长春春汽车研研究所、无锡油油泵油嘴嘴研究所所、江苏大大学等国国内大院院大所及及世界顶顶尖的发发动机研研发机构构奥地利利AVLL公司、英国里里卡多公公司展开开积极合合作。二、经费费概算省级科技技计划项项目经费费概算表表项目名称称：2.5L国国V柴油油发动机机的研发发 金额单单位： 万元 序号概算科目目名称合计省财政拨拨款经费地方部门门配套经经费自筹经费费（1）（2

53、）（3）（4）（5）1一、经费费支出（合计）550004004004700021、设备备费25000200200210003（1）购购置设备备费25000200200210004（2）试试制设备备费5（3）设设备租赁赁费62、材料料费40010010020073、测试试化验加加工费16016084、燃料料动力费费50050095、差旅旅费3030106、会议议费 1010117、国际际合作与与交流费费1300010010011000128、出版版/文献献/信息息传播/知识产产权事务务费1010139、人员员劳务费费4504501410、专专家咨询询费1001001512、协协作研究究费1613

54、、管管理费10101714、其其他开支支30301二、经费费来源（合计）5500021、申请请省财政政经费40032、地方方、部门门配套拨拨款40043、自筹筹经费470005（1）单单位自有有货币资资金470006（2）其其他资金金省财政科科技经费费拨付进进度申请请第1年第2年第3年金 额额400比例（）100注：支出出概算按按照经费费开支范范围确定定的支出出科目和和不同经经费来源源编列，同一支支出科目目一般不不同时在在财政拨拨经费概算算说明承担单位位和相关关部门承承诺提供供的支撑撑条件我公司是是国内著著名的小小缸径多多缸柴油油机研发发、制造造和出口口企业，产品系系列化、生产专专业化、管理规

55、规范化，是国家家级重点点高新技技术企业业、中国国机械5500强强企业、“产品质质量国家家免检”企业， “对中国国内燃机机工业作作出突出出贡献企企业”，中小小功率内内燃机行行业综合合竞争力力位居前前茅，并并获“中国内内燃机百百年成就就奖”、“中国内内燃机行行业突出出贡献奖奖”。公司商商标连续续多年被被评为浙浙江省著著名商标标，公司司是国内内首家同同时获得得美国EEPA、欧洲ee-Maark出出口认证证的企业业，在行行业内享享有较高高的盛誉誉。我公司为为股份制制公司，注册资资本1亿亿元，公公司占地地面积2280亩亩，总资资产6亿亿元，拥拥有员工工近8000人，其中大大专以上上学历3367人人。拥有

56、有国内先先进的中中小功率率内燃机机生产线线和检测测设备，具备年年产300万台柴柴油机的的生产能能力。公公司以省省级企业业技术研研发中心心和国家家级博士士后科研研工作站站为依托托，建立立了健全全的技术术创新体体系，构构建了国国内较强强的产品品研发平平台。1、完善善的技术术创新体体系我公司非非常注重重创新工工作，强强调原始始创新，以自主主开发、原始创创新为主主，引进进消化吸吸收国内内外先进进技术为为辅，大大力发展展与科研研院所的的产学研研合作。同时注注重加强强专业队队伍的建建设，支支持专业业从业人人员进行行基础性性研究工工作。目目前我公司在产产品协同同设计、项目管管理、图图档管理理、检测测分析、设

57、备管管理等工工作均已已实现了了网络化化管理，公司技技术情报报信息室室还拥有有大量的的中外科科研图书书、期刊刊、资料料、标准准，还与与高校和和科研院院所的情情报信息息检索机机构建立立了信息息共享机机制，可可为科研研工作及及时提供供最新、最完善善的信息息和技术术资料，所有技技术人员员均可通通过内部部局域网网方便快快捷的开开展工作作，查找找各类资资料，使使得技术术中心的的科研开开发、技技术工作作始终能能与国内内先进水水平步伐伐保持同同步。2、稳定定的研发发的队伍伍我公司高高度重视视技术进进步，积积极探索索激励机机制，营营造创新新文化 在推行行项目管管理的基基础上，着重培培养项目目负责人人和学科科带头

58、人人。在完完善项目目合同的的基础上上，发挥挥专家组组的作用用，在项项目评审审、措施施制订、验收等等方面充充分发挥挥专家的的资源和和能力，帮助年年青人的的成才。对研发发人员的的激励不不仅在物物质上，更注重重培育成成就感，营造了了一种人人人注重重创新的的企业文文化。事业留人人让青青年人挑挑重担，担任所所领导、项目负负责人等等。待遇留人人在生生活上关关心技术术人员，花大力力气提高高技术人人员的待待遇。工工资、奖奖金、住住房等向向他们倾倾斜；骨骨干队伍伍的收入入超过中中层管理理干部；优秀技技术人员员买房公公司提供供免息贷贷款。这这一系列列的措施施，较好好的解决决了技术术人员的的后顾之之忧，稳稳定了人人

59、心。环境留人人公司司通过近近几年创创新文化化的建设设，已形形成了“尊重知知识，尊尊重人才才”的氛围围。根据据青年知知识分子子的特点点，组织织各种各各样的活活动，如如知识竞竞赛、体体育比赛赛、与公公司领导导对话、邀请国国内外专专家作技技术报告告等，并并安排优优秀青年年技术人人员出国国培训和和考察。3.积极极走产、学、研研合作道道路为进一步步增加研研发力量量，我公司一一贯重视视产、学学、研合合作，注注重技术术发展与与更新，在产品品方面与与上内所所、七00所、浙浙江大学学、英国国里卡多多、奥地地利AVVL公司司等国内内外知名名大学、大院大大所、大大企业进进行合作作，不断断提升现现有产品品等级，积极吸

60、吸取国内内外先进进技术，为产品品开发研研制奠定定了良好好基础。并充分分利用省省级技术术中心的的硬件和和软件的的优势，积极探探索研究究柴油机机新技术术，在节节能环保保技术上上积累了了丰富的的实践经经验，取取得了累累累硕果果。4.不断断推出先先进的新新产品公司目前前已经形形成了QQ、N、D、VV、K五五大系列列，形成成40多多个基本本机型、3000多个变变型品种种的完整整产品结结构,技技术处于于国内领领先地位位，排放放达到“欧3”阶段，并向“欧4”迈进。每年以以3至55个新产产品的卡卡发速度度向前推推进，新新产品产产值达工工业总产产值的880%以以上。同同时首创创了新型型锁扣平平台燃烧烧室、内内置