拉線操縱式離合器電子線控系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD高清圖紙和文檔】
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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(jí): 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(shí) 間: 2011年2月28日 指導(dǎo)委員會(huì)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(jí)車輛工程B072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(shì),采用線控技術(shù)的制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、傳動(dòng)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(huì)出現(xiàn)在汽車上。國(guó)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(dòng)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(cuò)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(hào)來實(shí)現(xiàn)線控駕駛(steerbywire)、如線控制動(dòng)(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(shí),汽車將是一種完全的高新技術(shù)產(chǎn)品,發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)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(tái)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(dòng)方式,采用電子信號(hào)來操縱油門、制動(dòng)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。取消了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向盤、油門、制動(dòng)踏板,所有的操作都集中在一個(gè)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(shí),可以向左或者向右推動(dòng)手柄;制動(dòng)按鈕也安裝在這個(gè)手柄上,要制動(dòng)時(shí)按一下制動(dòng)按鈕;當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí),駕駛員只需向上或者向下推動(dòng)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(dòng))、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(dòng)而使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。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(hào),傳感器捕捉電子脈沖信號(hào),這個(gè)電子脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)由電子控制的電機(jī)來使得車輪轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)動(dòng)。線控系統(tǒng)就是將駕駛員的指令轉(zhuǎn)化成電信號(hào),用這個(gè)電信號(hào)去驅(qū)動(dòng)電機(jī)。由于軟件決定了汽車行駛特征,比如加速、減速(制動(dòng))、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(dòng)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(shì)。汽車線控技術(shù)就是將駕駛員的操縱動(dòng)作經(jīng)過傳感器變成電信號(hào),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(dòng)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(jí)轎車、跑車及概念車上有廣泛的應(yīng)用,它為自動(dòng)駕駛提供了良好的平臺(tái)。 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(dòng):優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;成本低;壽命長(zhǎng);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(dòng):優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;成本低;克服了桿系傳動(dòng)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??;拉伸變形導(dǎo)致增加踏板行程。本設(shè)計(jì)針對(duì)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(shí)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(gè)性化設(shè)計(jì)。由于駕駛特性如制動(dòng)、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(shí)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(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝并簡(jiǎn)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(dòng)無需制動(dòng)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(dòng)駕駛成為可能,整個(gè)汽車就是一個(gè)完整的電路整體。安裝測(cè)試簡(jiǎn)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(jiǎn)單布置就能增加電子控制功能。線控技術(shù)將會(huì)給汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了劃時(shí)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)牟豢煽侩姶鸥蓴_、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(huì)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(dòng)!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(guó)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(dòng)車輛動(dòng)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(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)。其中的一項(xiàng)技術(shù)就是利用線控同步換檔和行星傳動(dòng)技術(shù),取消了主離合器,簡(jiǎn)化了換檔機(jī)構(gòu),研制了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能匹配優(yōu)良的線控行星變速器。國(guó)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(gè)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(cuò)技術(shù),使得系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)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(shí)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(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)型式:發(fā)動(dòng)機(jī)前橫置前輪驅(qū)動(dòng)總質(zhì)量:1.5t驅(qū)動(dòng)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(dòng)裝置,設(shè)計(jì)傳動(dòng)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(dòng)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(hào)圖紙1張布置圖及傳動(dòng)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(chǎng)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(duì)運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)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(dòng)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)1王曉明,電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制(第3版)M,北京:北京航空航天大學(xué)出版社. 20112王吉忠.尹寧霞.王澤鵬,車用單片機(jī)系統(tǒng)M,實(shí)驗(yàn)教程.中國(guó)電力出版社,2009.3孫同景.陳桂友,F(xiàn)reescale9S12十六位單片機(jī)原理及嵌入式開發(fā)技術(shù)M,機(jī)械工業(yè)出版社,2010. 4李涵武.趙雨旸,汽車電器與電子技術(shù)M,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2009.5任桂周.侯樹展.曲金玉,汽車電子新興技術(shù)線控技術(shù)J.山東理工大學(xué),2007.6盧靜.陳非凡.張高飛,基于單片機(jī)的無刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J,北京:北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),20027王鑒光,電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)M,北京:北京機(jī)械工業(yè)出版社,1994.8儲(chǔ)愛華.張植保.朱磊,無刷直流電動(dòng)機(jī)在混合動(dòng)力汽車電控離合器系統(tǒng)中的應(yīng)用 J,電控離合器,2009.9徐石安.江發(fā)潮,汽車離合器M,北京:清華大學(xué)出版社,2005.10陶永華,新型PID控制及其應(yīng)用M,機(jī)械工業(yè)出版社.,200211謝世杰.陳生譚.樓順天,數(shù)字PID算法在電機(jī)控制中的應(yīng)用J,汽車電子技術(shù). 200412席軍強(qiáng).陳慧巖.丁華榮,電機(jī)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)離合器可行性研究J,車輛動(dòng)力與技術(shù)200113胡波.孟永鋼.溫詩(shī)鑄,電控摩擦離合器的初步實(shí)驗(yàn)研究J,北京:清華大學(xué)摩擦學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)報(bào),200414潘新民.王燕芳,微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)M.北京:電子工業(yè)出版社,2003.15胡壽松,自動(dòng)控制原理M北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1994.16王田苗機(jī)電控制基礎(chǔ)理論及應(yīng)用M北京:清華大學(xué)出版社,2003.17胡躍明非線性控制系統(tǒng)理論與應(yīng)用M北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2002.18Chiang RY.Safonov MGH synthesis using a bilinear pole shifting transformC,199219Dai HY.Zhang H Q. Zhang WH Robust performance analysis of active suspension with model uncertainty using structured singular value u approach C,1998 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(qǐng)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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