现代设计方法大作业

机电工程学院

现代设计方法大作业基于汽车噪声的TRIZ分析

学号：S*********

专业：机械工程

学生姓名：***

任课教师：*** 教授

2015年1月

基于汽车噪声的TRIZ分析

一对技术系统进行初步分析

1.选择系统。

我所选择的系统是汽车。

2.系统的三维图，如图1所示。

图1 汽车的三维图

汽车工作原理：汽车的行驶主要靠发动机来带动，以四冲程汽油机为例，四冲程汽油机是将空气与汽油或柴油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。汽油机简图及其具体运动过程如图2所示。

图2 四冲程汽油机工作循环图

（1）进气行程

化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合，然后再吸入气缸。进气行程中，进气门打开，排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移

动，活塞上方的气缸容积增大，从而气缸内的压力降低到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力。这样，可燃混合气便经进气管道和进气门被吸入气缸。

（2）压缩行程

为使吸入气缸内可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程。在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程称为压缩行程。

（3）作功行程

在这个行程中，进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时，装在气缸盖上的火花塞即发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气被燃烧后，放出大量的热能，因此，燃气的压力和温度迅速增加，所能达到的最高压力约为3-5Mpa，相应的温度则为2200-2800K。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械能，除了用于维持发动机本身继续运转而外，其余即用于对外作功。

（4）排气行程

可燃混合气燃烧后生成的废气，必须从气缸中排除，以便进行下一个进气行程。当膨胀接近终了时，排气门开启，靠废气的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再向上止点移动时，继续将废气强制排到大气中。活塞到上止点附近时，排气行程结束。

汽车的执行机构：轮胎。

作用对象：路面。

3.汽车系统的黑箱图。

汽车的黑箱图如图3所示。

图3 汽车系统黑箱图

4.确定系统主要有益功能和其它功能。

汽车主要有益功能：载运客、货物和牵引客、货挂车。

汽车其他功能如下：

（1）作业型专用汽车：是指在汽车上安装各种特殊设备进行特定作业的汽车。包括救护车、消防车、环卫车、电视广播车、机场作业车、市政建设工程作业车及矿山、机场、工地等专用汽车

（2）运输型专用汽车：是指车身经过改装，用来运输专门货物的汽车。包括垃圾运输车、冷藏车厢货车、运输沙土的自卸汽车、混凝土运输车、罐车等。

（3）特殊用途汽车：是指竞赛汽车和娱乐汽车：房车、高尔夫球场专用车、海滩游乐汽车等。

5.系统的结构模型、组件模型和功能模型。

汽车的结构模型如表1所示，图中+为有益状态。

表1 汽车的结构模型

汽车的组件模型如表2所示。

表2 汽车组件模型

系统的功能模型如图4所示。

图4 汽车的功能模型图

6.系统的九屏图。

汽车系统的九屏图如图5所示。

图5 汽车系统九屏图

7.说明系统是如何符合工业设计准则和可持续发展观的。

可持续发展作为一种新的发展思想和发展战略，其显著特点是将增长、发展与资源、环境的对立观变为和谐观，它的目标是保证社会具有长时期持续发展的能力。进入21世纪后，中国汽车工业面临着越来越严峻的能源、资源、环境约束。因此，全球汽车工业的社会资源环境可持续发展问题已经迫在眉睫。

（1）通过开发清洁能源、新能源汽车节约能源，改变汽车能源结构。

由单一能源体系转向多元化能源体系。为节约能源，保证能源安全，降低能源使用成本，保护环境，中国汽车工业要把逐步推动能源多元化，形成适应能源多元化的生产体制、产品结构作为重要战略任务。

（2）通过开发新材料，加速产品轻量化，提高燃油效率，改善和减少能源、环境方面的约束。

（3）通过研究与开发材料应用的综合技术，促进汽车用原材料回收利用。

随着中国汽车保有量的迅速增加，汽车更新换代加速，报废汽车可能对环境造成污染。因此，必须通过研究与开发材料应用的综合技术，形成汽车制造与使用的资源循环利用链条，逐步推进汽车的清洁制造与清洁使用。

（4）加速淘汰落后产品、落后装备与落后工艺。

中国汽车工业中，落后生产装备、落后工艺的应用还比较普遍，要通过政府政策加速这些陈旧装备、落后工艺的淘汰，从而在生产过程中减少能源、资源消耗，减少污染。提高强制性技术标准，淘汰生产工艺落后、产品水平低、能耗大、污染环境的汽车生产厂。通过严格执行产品技术标准和有关环境保护法规，加速汽车厂的兼并、重组，从源头上减少能源、原材料的浪费，减少环境污染，使低水平、高污染、高能耗的汽车加速退出市场。

（5）汽车工业从区域布局到生产装备、工艺的采用，都要从清洁生产、循环经济的角度予以考虑。

汽车工业在生产过程中，要注意环境保护，减少废水、废汽、废渣的排放；汽车厂的建设要与周围环境相协调，高效利用土地资源。

8.用关键路径分析法给出该系统管理的网络图。

汽车系统的关键路径图如图6所示。

图6 汽车系统的关键路径图