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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
設(shè)計(jì)(論文)題目: 拉線操縱式離合器
電子線控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級: 車輛工程B07-2班
學(xué) 生 姓 名: 李 程
導(dǎo) 師 姓 名: 崔 宏 耀
開 題 時 間: 2011年2月28日
指導(dǎo)委員會審查意見:
簽字: 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué)生姓名
李 程
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級
車輛工程B07—2班
指導(dǎo)教師姓名
崔宏耀
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
否
題目名稱
拉線操縱式離合器電子線控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
(一)線控技術(shù)的現(xiàn)狀
目前,線控技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于航空業(yè),用線控制系統(tǒng)來取代傳統(tǒng)的液壓和機(jī)械系統(tǒng)已經(jīng)成為技術(shù)發(fā)展的趨勢,采用線控技術(shù)的制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)有望在未來汽車上率先獲得應(yīng)用,不久的將來線控離合器也將會出現(xiàn)在汽車上。國外GM、DELPHI、KOYO、TRW、BENZ等公司已運(yùn)用線控技術(shù)開發(fā)了概念車。
汽車的各種操縱系統(tǒng)正向電子化、自動化方向發(fā)展,在未來十年內(nèi),傳統(tǒng)的汽車機(jī)械操縱系統(tǒng)將變成通過高速容錯通信總線與高性能CPU相連的電氣系統(tǒng)。如汽車將采用電氣馬達(dá)和電控信號來實(shí)現(xiàn)線控駕駛(steerbywire)、如線控制動(brake by-wire)、線控轉(zhuǎn)向(steer by-wire)、線控油門(throttle by-wire)、線控懸架(suspension by-wire),線控離合器等正在加緊研究開發(fā)。當(dāng)線控這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn)時,汽車將是一種完全的高新技術(shù)產(chǎn)品,發(fā)動機(jī)、變速器、傳動軸、驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向機(jī)全都不見了,線控系統(tǒng)將完全取代現(xiàn)有系統(tǒng)中的液壓和機(jī)械控制,汽車可以說是一臺裝在輪子上的計(jì)算機(jī)。
例:線控技術(shù)在可駕駛?cè)剂想姵仄嚿系膽?yīng)用—通用HY
HY線控汽車一改傳統(tǒng)機(jī)械連桿的傳動方式,采用電子信號來操縱油門、制動和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。取消了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向盤、油門、制動踏板,所有的操作都集中在一個手柄上,駕駛員可以用一只手完成所有的操作。當(dāng)駕駛員要加速或減速時,可以向左或者向右推動手柄;制動按鈕也安裝在這個手柄上,要制動時按一下制動按鈕;當(dāng)轉(zhuǎn)彎時,駕駛員只需向上或者向下推動手柄。
電子線控裝置構(gòu)成了一套操作靈活方便的控制單元,這一套控制單元被稱為“X-drive”。它取代了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向盤等,使得駕駛員用一只手就可以完成所有的加速、減速(制動)、轉(zhuǎn)彎等操作。
傳統(tǒng)的汽車是通過一套機(jī)械裝置,比如轉(zhuǎn)向桿等,通過操縱轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動而使車輪轉(zhuǎn)動。線控技術(shù)是將駕駛員要轉(zhuǎn)向的指令轉(zhuǎn)化為電子脈沖信號,傳感器捕捉電子脈沖信號,這個電子脈沖信號驅(qū)動由電子控制的電機(jī)來使得車輪轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)動。線控系統(tǒng)就是將駕駛員的指令轉(zhuǎn)化成電信號,用這個電信號去驅(qū)動電機(jī)。由于軟件決定了汽車行駛特征,比如加速、減速(制動)、轉(zhuǎn)彎等,所有的工作只是轉(zhuǎn)載、執(zhí)行相應(yīng)的軟件程序。
(二)研究線控技術(shù)的目的和意義
目的:隨著汽車電子技術(shù)、自動控制技術(shù)的逐步成熟和汽車網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用,汽車線控技術(shù)也逐步得到青睞和深入研究是汽車未來的發(fā)展趨勢。
汽車線控技術(shù)就是將駕駛員的操縱動作經(jīng)過傳感器變成電信號,通過電纜直接傳輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)的一種系統(tǒng)。目前包括線控?fù)Q檔系統(tǒng)、線控制動系統(tǒng)、線控懸架系統(tǒng)、線控增壓系統(tǒng)、線控油門系統(tǒng)及線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。其中線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在高級轎車、跑車及概念車上有廣泛的應(yīng)用,它為自動駕駛提供了良好的平臺。
汽車離合器操縱形式有液壓和拉線式兩種。其中拉線式:布置方便,摩擦損失大機(jī)械式受車架、車身變形影響大兩種機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)的比較桿系傳動:優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單;成本低;壽命長;可靠性高;缺點(diǎn):關(guān)節(jié)點(diǎn)多,摩擦損失大,不適合遠(yuǎn)距離操縱,受車身或車架的變形影響。拉線傳動:優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單;成本低;克服了桿系傳動的不適合遠(yuǎn)距離操縱,受車身或車架的變形影響缺點(diǎn);可采用吊掛式的踏板;缺點(diǎn):繩索的壽命短,拉伸剛度小;拉伸變形導(dǎo)致增加踏板行程。本設(shè)計(jì)針對拉線操縱式離合器設(shè)計(jì)線控操縱系統(tǒng),可與原系統(tǒng)的功能進(jìn)行切換工作。
意義:由于操縱控制通過駕駛員的手完成,不需要轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱和腳踏板,這樣就減少了正面碰撞時的潛在危險(xiǎn)性,改善了汽車的安全性和舒適性,并為汽車設(shè)計(jì)提供了更大的設(shè)計(jì)空間,便于實(shí)現(xiàn)個性化設(shè)計(jì)。由于駕駛特性如制動、轉(zhuǎn)向、加速等過程都是程序設(shè)定的,設(shè)計(jì)師可設(shè)計(jì)不同的程序供用戶選擇。同時汽車比質(zhì)量變輕,性能高(響應(yīng)快)。線控系統(tǒng)取消了許多機(jī)械連接裝置、液壓裝置和氣壓裝置,簡化了結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝并簡化維護(hù)工作,可能磨損的部件更少了,維護(hù)用品也可大大減小,減少維護(hù)費(fèi)用。若使用線控制動無需制動液,使汽車更為環(huán)保,減少維護(hù)。汽車的車內(nèi)娛樂裝置也集成到網(wǎng)絡(luò)之中,使得汽車導(dǎo)航和自動駕駛成為可能,整個汽車就是一個完整的電路整體。安裝測試簡單快捷,更穩(wěn)固的電子接口(模塊結(jié)構(gòu)),隔板間無機(jī)械連接,簡單布置就能增加電子控制功能。線控技術(shù)將會給汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了劃時代的飛躍。
當(dāng)然,目前線控技術(shù)還有很多的不足,如電子設(shè)備還相當(dāng)?shù)牟豢煽俊姶鸥蓴_、器件失效、軟件程序的設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)攻擊等等。一旦電路失效而沒有機(jī)械冗余就會導(dǎo)致災(zāi)難性的后果——轉(zhuǎn)向失靈、油門難以控制和不能制動!所以線控技術(shù)研究的重點(diǎn)應(yīng)該是系統(tǒng)的可靠性和安全性。
(三)線控技術(shù)的發(fā)展前景
在國內(nèi),除了同濟(jì)大學(xué)研究完成的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)外,由北京理工大學(xué)完成的“一種電動車輛動力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品及其應(yīng)用”獲得了2004年度國家技術(shù)發(fā)明獎。其中的一項(xiàng)技術(shù)就是利用線控同步換檔和行星傳動技術(shù),取消了主離合器,簡化了換檔機(jī)構(gòu),研制了一種結(jié)構(gòu)簡單、性能匹配優(yōu)良的線控行星變速器。國內(nèi)的一些高校也正在進(jìn)行線控技術(shù)的研究。
線控技術(shù)研究的難點(diǎn)在于高性能控制器的研制,要求在整個系統(tǒng)中有精確高速的通訊協(xié)議網(wǎng)絡(luò),使控制中心和執(zhí)行器之間能完全協(xié)調(diào)、匹配工作;而且需要高效的容錯技術(shù),使得系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能夠保障一定的安全,即系統(tǒng)有好的可靠性。
目前線控技術(shù)在汽車中的應(yīng)用還不成熟。但隨著汽車各系統(tǒng)的電子化、集成化的發(fā)展需要,線控技術(shù)發(fā)展迅速,作為一種汽車高新電子技術(shù),線控技術(shù)必將得到廣泛的應(yīng)用。但電子化不可能完全取代機(jī)械化,機(jī)械系統(tǒng)的損壞通常都是有過程的,而線控制系統(tǒng)的失效是瞬間的。如果線控制系統(tǒng)失效那一刻汽車的速度行駛過高,造成的后果就可能非常嚴(yán)重。電子控制要完全取代機(jī)械操作還需要時間。
2、 設(shè)計(jì)(論文)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
基本參數(shù)
參考捷達(dá)轎車動力系統(tǒng)
驅(qū)動型式:發(fā)動機(jī)前橫置前輪驅(qū)動
總質(zhì)量:1.5t
驅(qū)動橋滿載:0.8T;
最大爬坡:30%
設(shè)計(jì)線控離合器
設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容:
(1)研究汽車離合器的組成、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì);
(2)分析離合器接合過程;
(3)分析計(jì)算離合器的操縱力變化規(guī)律建立離合器的力學(xué)模型;
(4)選擇驅(qū)動裝置,設(shè)計(jì)傳動機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì)布置形式。
(5)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。
擬解決的主要問題:
(1)機(jī)構(gòu)響應(yīng)速度優(yōu)于0.2秒;
(2)動作無緩沖;
(3)結(jié)構(gòu)尺寸小,便于安裝
(4)完成設(shè)計(jì)圖紙(合0號圖紙1張布置圖及傳動機(jī)構(gòu));
(5)編寫設(shè)計(jì)說明書(2萬字左右);
(6)相關(guān)外文翻譯 (1篇2千字左右);
(7)控制系統(tǒng)硬件軟件軟件(執(zhí)行機(jī)構(gòu)可模擬)。
三、技術(shù)路線(研究方法)
調(diào)查研究
資料采集、分析、整理,市場調(diào)研,了解實(shí)物特征及工作太原理
合理的選擇零部件及尺寸參數(shù),合理布局
各種參數(shù)的計(jì)算,修改優(yōu)化,對運(yùn)動部件運(yùn)動仿真的研究
編出正確工作控制程序
畫出裝配圖,工作原理圖,工作電路圖
完成設(shè)計(jì)
四、進(jìn)度安排
第 2 周 (1)調(diào)研、資料收集、完成開題報(bào)告
第 3 周 (2)整體方案設(shè)計(jì),完成系統(tǒng)示意圖(手繪)
第 4- 5 周 (3)傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算,系統(tǒng)布置,
第6-12 周 (4)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
第 13 周 (5)編寫設(shè)計(jì)說明書
第 15 周 (6)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)審核、修改
第 16 周 (7)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯準(zhǔn)備及答辯
五、參考文獻(xiàn)
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六、備注
指導(dǎo)教師意見:
簽字: 年 月 日
開題報(bào)告撰寫要求
一、“開題報(bào)告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義;
2. 文獻(xiàn)綜述(課題研究現(xiàn)狀及分析);
3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題;
4. 技術(shù)路線或研究方法;
5. 進(jìn)度安排;
6. 主要參考文獻(xiàn)。
二、“開題報(bào)告”撰寫規(guī)范
請參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上,文字要精練通順,條理分明,文字圖表要工整清楚。
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