拉線操縱式離合器電子線控系統(tǒng)設(shè)計【含CAD圖紙和畢業(yè)論文全套】
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畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 設(shè)計(論文)題目: 拉線操縱式離合器 電子線控系統(tǒng)設(shè)計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程B07-2班 學 生 姓 名: 李 程 導 師 姓 名: 崔 宏 耀 開 題 時 間: 2011年2月28日 指導委員會審查意見: 簽字: 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學生姓名李 程系部汽車與交通工程學院專業(yè)、班級車輛工程B072班指導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和電控信號來實現(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)。當線控這一目標實現(xiàn)時,汽車將是一種完全的高新技術(shù)產(chǎn)品,發(fā)動機、變速器、傳動軸、驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向機全都不見了,線控系統(tǒng)將完全取代現(xiàn)有系統(tǒng)中的液壓和機械控制,汽車可以說是一臺裝在輪子上的計算機。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。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)行機構(gòu)的一種系統(tǒng)。目前包括線控換檔系統(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,摩擦損失大機械式受車架、車身變形影響大兩種機械式操縱機構(gòu)的比較桿系傳動:優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單;成本低;壽命長;可靠性高;缺點:關(guān)節(jié)點多,摩擦損失大,不適合遠距離操縱,受車身或車架的變形影響。拉線傳動:優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單;成本低;克服了桿系傳動的不適合遠距離操縱,受車身或車架的變形影響缺點;可采用吊掛式的踏板;缺點:繩索的壽命短,拉伸剛度?。焕熳冃螌е略黾犹ぐ逍谐?。本設(shè)計針對拉線操縱式離合器設(shè)計線控操縱系統(tǒng),可與原系統(tǒng)的功能進行切換工作。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性,改善了汽車的安全性和舒適性,并為汽車設(shè)計提供了更大的設(shè)計空間,便于實現(xiàn)個性化設(shè)計。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)計師可設(shè)計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)工藝并簡化維護工作,可能磨損的部件更少了,維護用品也可大大減小,減少維護費用。若使用線控制動無需制動液,使汽車更為環(huán)保,減少維護。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。 當然,目前線控技術(shù)還有很多的不足,如電子設(shè)備還相當?shù)牟豢煽侩姶鸥蓴_、器件失效、軟件程序的設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)攻擊等等。一旦電路失效而沒有機械冗余就會導致災(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),除了同濟大學研究完成的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)外,由北京理工大學完成的“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行線控技術(shù)的研究。 線控技術(shù)研究的難點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械化,機械系統(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重。電子控制要完全取代機械操作還需要時間。2、 設(shè)計(論文)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 基本參數(shù)參考捷達轎車動力系統(tǒng)驅(qū)動型式:發(fā)動機前橫置前輪驅(qū)動總質(zhì)量:1.5t驅(qū)動橋滿載:0.8T;最大爬坡:30% 設(shè)計線控離合器 設(shè)計的主要內(nèi)容:(1)研究汽車離合器的組成、結(jié)構(gòu)與設(shè)計;(2)分析離合器接合過程;(3)分析計算離合器的操縱力變化規(guī)律建立離合器的力學模型;(4)選擇驅(qū)動裝置,設(shè)計傳動機構(gòu),設(shè)計布置形式。(5)設(shè)計控制系統(tǒng)。 擬解決的主要問題:(1)機構(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)計圖紙(合0號圖紙1張布置圖及傳動機構(gòu)); (5)編寫設(shè)計說明書(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)的計算,修改優(yōu)化,對運動部件運動仿真的研究 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)計四、進度安排第 2 周 (1)調(diào)研、資料收集、完成開題報告 第 3 周 (2)整體方案設(shè)計,完成系統(tǒng)示意圖(手繪)第 4- 5 周 (3)傳動機構(gòu)設(shè)計計算,系統(tǒng)布置,第6-12 周 (4)控制系統(tǒng)設(shè)計第 13 周 (5)編寫設(shè)計說明書第 15 周 (6)畢業(yè)設(shè)計(論文)審核、修改 第 16 周 (7)畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯準備及答辯 五、參考文獻1王曉明,電動機的單片機控制(第3版)M,北京:北京航空航天大學出版社. 20112王吉忠.尹寧霞.王澤鵬,車用單片機系統(tǒng)M,實驗教程.中國電力出版社,2009.3孫同景.陳桂友,F(xiàn)reescale9S12十六位單片機原理及嵌入式開發(fā)技術(shù)M,機械工業(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,2007.6盧靜.陳非凡.張高飛,基于單片機的無刷直流電動機控制系統(tǒng)設(shè)計J,北京:北京機械工業(yè)學院學報,20027王鑒光,電動機控制系統(tǒng)M,北京:北京機械工業(yè)出版社,1994.8儲愛華.張植保.朱磊,無刷直流電動機在混合動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:清華大學出版社,2005.10陶永華,新型PID控制及其應(yīng)用M,機械工業(yè)出版社.,200211謝世杰.陳生譚.樓順天,數(shù)字PID算法在電機控制中的應(yīng)用J,汽車電子技術(shù). 200412席軍強.陳慧巖.丁華榮,電機驅(qū)動自動離合器可行性研究J,車輛動力與技術(shù)200113胡波.孟永鋼.溫詩鑄,電控摩擦離合器的初步實驗研究J,北京:清華大學摩擦學國家重點實驗室學報,200414潘新民.王燕芳,微型計算機控制技術(shù)M.北京:電子工業(yè)出版社,2003.15胡壽松,自動控制原理M北京:國防工業(yè)出版社,1994.16王田苗機電控制基礎(chǔ)理論及應(yīng)用M北京:清華大學出版社,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、備注指導教師意見: 簽字: 年 月 日開題報告撰寫要求一、“開題報告”參考提綱1. 課題研究目的和意義;2. 文獻綜述(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. 進度安排;6. 主要參考文獻。二、“開題報告”撰寫規(guī)范請參照黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范要求。字數(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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