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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
設(shè)計（論文）題目: 汽車坡路起車輔助氣動系統(tǒng)設(shè)計
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級: 車輛工程07-5班
學(xué) 生 姓 名: 夏永生
導(dǎo) 師 姓 名: 趙晨光
開 題 時 間: 2011/02/28
指導(dǎo)委員會審查意見：
簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
學(xué)生姓名
夏永生
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級
車輛工程07-5班
指導(dǎo)教師姓名
趙晨光
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
汽車坡路起車輔助氣動系統(tǒng)設(shè)計
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
現(xiàn)狀：
氣壓制動系是發(fā)展最早的一種動力制動系。氣壓式制動傳動裝置是利用壓縮空氣作力源的動力式制動裝置。駕駛員只須按不同的制動強度要求，控制制動踏板的行程，便可以控制制動氣壓的大小來獲得所需要的制動力。其供能裝置和傳動裝置全部是氣壓式的。
由于氣壓制動系制動能源是空氣壓縮機產(chǎn)生的，壓縮空氣氣壓制動系的制動力大，制動靈敏，廣泛用于中、重型汽車上。
我國生產(chǎn)的中型以上貨車或客車一般都采用了氣壓制動系，其回路和液壓制動系一樣采用了雙或多回路制動系。當其中一個回路發(fā)生故障失效時，另一回路仍能繼續(xù)工作，以維持汽車具有一定的制動能力，從而提高了汽車行駛的安全性。
目前利用氣壓做輔助起步的裝置大致有以下幾種：
煙臺鴻橋高科技有限公司的江大建、高啟、江大中等的發(fā)明《一種機動車坡路輔助起步電磁裝置》(申請?zhí)枺?2213587，公告號：2520272)，該裝置是一種機動車坡路輔助起步電磁裝置，是對配置手動變速器的機動車實施自動離合或自動變速改造的坡路駐車控制裝置，是由電磁鐵、閥芯、壓簧、單向閥和管路等構(gòu)成，在自動離合或自動變速總裝置中承擔(dān)坡路輔助起步功能的執(zhí)行機構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單合理、坡路起步只需踩油門、簡化操作步驟、安全性高的特點。其另一個發(fā)明《一種機動車坡路輔助起步裝置》(申請?zhí)枺?2212675，公告號：2520271)，該裝置是一種機動車坡路輔助起步裝置，是對配置手動變速器的機動車實施自動離合或自動變速改造的坡路駐車控制裝置，是由直流減速電機、截止閥、單向閥等構(gòu)成，在自動離合或自動變速總裝置中承擔(dān)坡路輔助起步功能的執(zhí)行機構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單，合理、坡路起步只需踩油門、簡化操作步驟、安全性高的特點。
梁志軍的發(fā)明《一種汽車坡道起步裝置》(申請?zhí)枺?0123407l，公告號：2493469)，該裝置是一種汽車坡道起步裝置，該裝置有制動閥、拉臂及聯(lián)動調(diào)整器等組成，并設(shè)置在汽車制動閥與離合器之間，其工作原理是：司機操作離合器，并帶動聯(lián)動調(diào)整器運動，推動拉臂及控制閥的閥芯做往復(fù)運動，從而完成打開或關(guān)閉制動閥排氣孔的工作，使汽車在坡道上的三配合操作減為二配合操作，達到在任何路況下都能平穩(wěn)起步之目的。該裝置不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且安裝方便，它即解決了司機在坡道上操作手忙腳亂的弊端，也避免了不安全因素的發(fā)生，具有很高的實用價值及推廣前景。
孫智的發(fā)明《機動車斜坡起步自動配合的方法和裝置》(申請?zhí)枺?9117403，公開號：1297830)，是一種機動車斜坡起步自動配合的方法和裝置，該發(fā)明是采用離合器控制制動在現(xiàn)有機動車的剎車油泵或氣泵和輪胎制動閘之間，安裝一個止回閥和一個電磁閥；剎車時止回閥開啟，電磁閥關(guān)閉油或氣不能回流至制動總泵，油壓(氣壓)使制動閘緊緊制動著機動車輪圈，機動車不能移動；當起動時電磁閥開啟，油或氣回流至制動總泵，制動閘自動松開。本發(fā)明方案巧妙，實施容易，所用零件和器件不多，制作和安裝都比較容易。
國內(nèi)目前主要采用的是電磁裝置，對配置手動變速器的機動車實施自動離合或自動變速裝置。在現(xiàn)有機動車的剎車油泵或氣泵和輪胎制動閘之間，安裝一個止回閥和一個電磁閥；剎車時止回閥開啟，電磁閥關(guān)閉油或氣不能回流至制動總泵，油壓(氣壓)使制動閘緊緊制動著機動車輪圈，機動車不能移動；當起動時電磁閥開啟，油或氣回流至制動總泵，制動閘自動松開。
而采用微電子技術(shù)的HSA裝置已在國外一些著名汽車生產(chǎn)廠家的大型客車、貨車上得到了較好的應(yīng)用。豐田汽車公司也在Land Cruiser上首先裝上了HSA控制系統(tǒng)，簡化了操作，提高了汽車的安全性能。廣州五十鈴客車有限公司引進日本技術(shù)組裝生產(chǎn)的GALA系列客車也裝備了HSA系統(tǒng)，其單臺HSA裝置的售價為2—3萬。雖然日本、美國等汽車工業(yè)發(fā)達國家對HSA技術(shù)已開展了長時間的研究，但取得的技術(shù)成果不對中國開放，而以高價產(chǎn)品的形式實現(xiàn)壟斷。國內(nèi)對這項技術(shù)的研究還基本上處于空白階段。
實現(xiàn)HSA功能的控制閥，國內(nèi)文獻中基本上采用的是電磁閥和止回閥的組合，而比較先進的國外及進口技術(shù)則采用整體的控制閥。
目的和意義：
目的是設(shè)計一種汽車斜坡起步輔助氣壓系統(tǒng)。包括確定汽車斜坡起步輔助系統(tǒng)組成，確定各氣動元件，根據(jù)輔助系統(tǒng)的工作要求，對氣動控制閥（HSA控制閥)的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，包括主閥芯的結(jié)構(gòu)、密封件的結(jié)構(gòu)等。
意義是在斜坡起動時，可以不用頻繁的交替踩踏板，而只需通過踩油門就可順利起步，從而有效的減少了工作疲勞程度，增強行車安全性。使國內(nèi)的汽車制造技術(shù)有一個長足的進步，制造出更安全、更易于操作、配置更豪華，性價比更高的好車。
二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
基本內(nèi)容：
設(shè)計一種汽車斜坡起步輔助氣壓系統(tǒng)，包括確定汽車斜坡起步輔助系統(tǒng)組成，確定各氣動元件，根據(jù)輔助系統(tǒng)的工作要求，對氣動控制閥（HSA控制閥)的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，包括主閥芯的結(jié)構(gòu)、密封件的結(jié)構(gòu)等。使其能夠達到如下要求：
氣壓系統(tǒng)工作壓力0.6Mpa；儲氣筒的壓力范圍：0.67~0.73Mpa；系統(tǒng)最高壓力：0.8Mpa。
主要完成：方案設(shè)計；氣壓系統(tǒng)組成；氣動控制閥閥設(shè)計計算及校核。系統(tǒng)圖的繪制；控制閥的結(jié)構(gòu)圖繪制。
擬解決的問題：
1、扭矩傳感器的選用及安裝位置（達到盡量少用傳感器，以達到降低成本的目的）。
2、HAS控制閥的設(shè)計（達到控制簡單、方便、可行性高，制造成本低的目的）。
3、怎樣實現(xiàn)氣壓的逐漸改變（達到使汽車平穩(wěn)起步的目的）。
三、技術(shù)路線（研究方法）
l、功能原理分析和試驗
分析在汽車整個氣路中HSA氣動控制閥的位置及功能，采用通用的氣動元件，設(shè)計能實現(xiàn)該功能的氣動系統(tǒng)；搭建相應(yīng)的實驗平臺，驗證該氣動系統(tǒng)的合理性。
2、結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)該系統(tǒng)的功能原理和實驗結(jié)果，依據(jù)氣動的原理和技術(shù)。對整體式的HSA控制閥進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括連接方式、控制方式、各種密封結(jié)構(gòu)和密封設(shè)計(閥通路間、控制活塞等的密封)的分析與對比，最后確定具體的結(jié)構(gòu)形式。
3、進行結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計計算
利用機械設(shè)計與制造理論、摩擦學(xué)理論、流體力學(xué)、精密氣動閥技術(shù)等，對公稱通徑、密封結(jié)構(gòu)的迭量、主密封閥芯形式、墊型與錐型密封圈尺寸、O型密封圈與溝槽的尺寸及過盈量、密封力、閥芯連桿的直徑、開口量，控制活塞的直徑、復(fù)位彈簧等進行理論計算。
4、圖紙的設(shè)計和樣品的加工
根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計和參數(shù)計算的結(jié)果，設(shè)計出HSA控制閥的圖紙，并進行樣品的加工。
5、測試
在實驗平臺上對HSA控制氣閥進行動作原理測試、密封性能等性能測試；在此基礎(chǔ)上在試驗車輛上進行上車試驗。根據(jù)各次實驗的結(jié)果和分析，對HSA控制閥進行進一步的改進和優(yōu)化。
四、進度安排
1.調(diào)研，資料收集，完成開題報告 第1～2周(2月28日-3月13日)
2.分析搜集到的資料，提出最優(yōu)設(shè)計方案，進行相關(guān)計算
第3～5 周(3月14日-4月3日)
3.繪制氣壓系統(tǒng)圖及設(shè)計圖的草圖 第6～8周（4月4日-4月24日）
4.繪制氣壓系統(tǒng)圖及設(shè)計圖，撰寫設(shè)計說明書 第9～12周（4月25日-5月22日）
5. 完善設(shè)計，提交指導(dǎo)老師審核并修改 第13～14周(5月23日-6月5日)
6. 提交系里評閱并修改，準備答辯 第15～16周(6月6日-6月19日)
7. 畢業(yè)設(shè)計答辯 第17周(6月20日-6月26日)
五、參考文獻
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4.張學(xué)強, 機動車半坡起步輔助系統(tǒng)的研究[J],2008,6
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14.吳宗澤．機械設(shè)計實用手冊[M]．北京；化學(xué)工業(yè)出版社，1999，1
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17.馬秋生.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：機械工業(yè)出版社2005,12
六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日