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文档简介

纸, 明书全套毕业设计均有 毕业设计(论文)开题报告 学生姓名 系部 汽车与交通工程 学院 专业、班级 指导教师姓名 职称 副教授 从事 专业 车辆工程 是否外聘 否 题目名称 拉线操纵式离合器电子线控系统设计 一、 课题研究 现状、 选题 目的 和意义 (一)线控技术的 现状 目前, 线控技术已经被广泛用于航空业,用线控制系统来取代传统的液压和机械系统已经成为技术发展的趋势,采用线控技术的制动系统、转向系统、传动系统有望在未来汽车上率先获得应用 ,不久的将来线控离合器也将会出现在汽车上。 国外 公司已运用线控技术开发了概念车。 汽车 的各种操纵系统正向电子化、自动化方向发展,在未来十年内,传统的汽车机械操纵系统将变成通过高速容错 通信 总线与高性能 连的电气系统。如汽车将采用电气马达和电控信号来实现线控驾驶 ( 如线控制动( 线控转向( 线控油门( 线控悬架( ,线控离合器 等正在加紧研究开发。当线控这一目标实现时,汽车将是一种完全的高新技术产品,发动机、变速器、传动轴、驱动桥、转向机全都不见了, 线控系统将完全取代现有系统中的液压和机械控制 ,汽车可以说是一台装在轮子上的计算机。 例:线控技术在 可驾驶燃料电池汽车 上的应用 通用 Y 线控汽车一改传统机械连杆的传动方式,采用电子信号来操纵油门、制动和转向机构。取消了传统的转向盘、油门、制动踏板,所有的操作 都集中在一个手柄上,驾驶员可以用一只手完成所有的操作。当驾驶员要加速或减速时,可以向左或者向右推动手柄;制动按钮也安装在这个手柄上,要制动时按一下制动按钮;当转弯时,驾驶员只需向上或者向下推动手柄。 电子线控装置构成了一套操作灵活方便的控制单元,这一套控制单元被称为“X 。它取代了传统的转向盘等,使得驾驶员用一只手就可以完成所有的加速、减速(制动)、转弯等操作。 传统的汽车是通过一套机械装置,比如转向杆等,通过操纵转向盘转动而使车轮转动。线控技术是将驾驶员要转向的指令转化为电子脉冲信号,传感器捕 捉电子脉冲信号,这个电子脉冲信号驱动由电子控制的电机来使得车轮转向架转动。线控系统就是将驾驶员的指令转化成电信号,用这个电信号去驱动电机。由于软件决定了汽车行驶特征,比如加速、减速(制动)、转弯等,所有的工作只是转载、执行相应的软件程序。 纸, 明书全套毕业设计均有 ( 二 ) 研究 线控技术的 目的和意义 目的: 随着汽车电子技术、自动控制技术的逐步成熟和汽车网络通信技术的广泛应用,汽车线控技术也逐步得到青睐和深入研究 是 汽车未来的发展趋势。 汽车线控技术就是将驾驶员的操纵动作经过传感器变成电信号,通过电缆直接传输到执行机构的一种系统。 目前包括线控换档系统、线控 制动系统 、线控悬架系统、线控增压系统、线控油门系统及线控转向系统。其中线控转向系统在高级轿车、跑车及概念车上有广泛的应用,它为自动驾驶提供了良好的平台 。 汽车离合器操纵形式有液压和拉线式两种 。其中 拉线式:布置方便,摩擦损失大机械式受车架、车身变形影响大两种机械式操纵机构的 比较杆系传动:优点:结构简单;成本低;寿命长;可靠性高;缺点:关节点多,摩擦损失大,不适合远距离操纵,受车身或车架的变形影响。拉线传动:优点:结构简单;成本低;克服了杆系传动的不适合远距离操纵,受车身或车架的变形影响缺点;可采用吊挂式的踏板;缺点:绳索的寿命短,拉伸刚度小;拉伸变形导致增加踏板行程。 本设计针对拉线操纵式离合器设计线控操纵系统,可与原系统的功能进行切换工作。 意义: 由于操纵控制通过驾驶员的手完成,不需要转向盘、转向柱和脚踏板,这样就减少了正面碰撞时的潜在危险性,改善了汽车的安全性和舒适性,并为 汽车设计提供了更大的设计空间 , 便于实现个性化设计 。 由于驾驶特性如制动、转向、加速等过程都是程序设定的,设计师可设计不同的程序供用户选择。 同时汽车 比质量 变 轻,性能高(响应快)。线控系统取消了许多机械连接装置、液压装置和气压装置,简化了结构和生产工艺并简化维护工作 , 可能磨损的部件更少了 , 维护用品 也 可大大减小,减少维护费用 。若 使用线控制动无需制动液,使汽车更为环保,减少维护。汽车的车内娱乐装置也集成到网络之中,使得汽车导航和自动驾驶成为可能,整个汽车就是一个完整的电路整体。安装测试简单快捷,更稳固的电子接口(模块 结构),隔板间无机械连接,简单布置就能增加电子控制功能。 线控技术将会给汽车产业的发展带来了划时代的飞跃。 当然,目前线控技术还有很多的不足,如 电子设备还相当的不可靠 电磁干扰、器件失效、软件程序的设计、网络攻击等等。一旦电路失效而没有机械冗余就会导致灾难性的后果 转向失灵、油门难以控制和不能制动 !所以线控技术研究的重点应该是系统的可靠性和安全性。 ( 三 )线控技术的 发展前景 在国内,除了同济大学研究完成的线控转向系统外,由北京理工大学完成的 “ 一种电动车辆动力系统关键技术产品及其应用 ” 获得 了 2004年度国家技术发明奖。其中的一项技术就是利用线控同步换档和行星传动技术,取消了主离合器,简化了换档机构,研制了一种结构简单、性能匹配优良的线控行星变速器。国内的一些高校也正在进行线控技术的研纸, 明书全套毕业设计均有 究。 线控技术研究的难点在于高性能控制器的研制,要求在整个系统中有精确高速的通讯协议网络,使控制中心和执行器之间能完全协调、匹配工作;而且需要高效的容错技术,使得系统出现故障时能够保障一定的安全,即系统有好的可靠性。 目前线控技术在汽车中的应用还不成熟。但随着汽车各系统的电子化、集成化的发展需要,线控技术发展迅速,作为一种汽车高新电子技术,线控技术必将得到广泛的应用。但电子化不可能完全取代机械化,机械系统的损坏通常都是有过程的,而线控制系统的失效是瞬间的。如果线控制系统失效那一刻汽车的速度行驶过高,造成的后果就可能非常严重。电子控制要完全取代机械操作还需要时间。 二、 设计(论文) 的基本内容 、 拟解决的主要问题 基本参数 参考捷达轿车动力系统 驱动型式:发动机前横置前轮驱动 总质量: 动桥满载: 最大爬坡: 30% 设计线控离合器 设计的主要内容: ( 1)研究汽车离合器的组成、结构与设计; ( 2)分析离合器接合过程; ( 3)分析计算离合器的操纵力变化规律建立离合器的力学模型; ( 4)选择驱动装置,设计传动机构,设计布置形式。 ( 5)设计控制系统。 拟解决的主要问题: ( 1)机构响应速度优于 ; ( 2)动作无缓冲; ( 3)结构尺寸小,便于安装 ( 4)完成设计图纸(合 0 号图纸 1 张布置图及传动机构); ( 5)编写设计说明书( 2 万字左右); ( 6)相关外文翻译 ( 1 篇 2 千字左右); ( 7)控制系统硬件软件软件(执行机构可模拟)。 纸, 明书全套毕业设计均有 三、技术路线(研究方法) 四、进度安排 第 2 周 ( 1)调研、资料收集、完成开题报告 第 3 周 ( 2)整体方案设计,完成系统示意图(手绘) 第 4- 5 周 ( 3)传动机构设计计算,系统布置, 第 6 ( 4)控制系统设计 第 13 周 ( 5)编写设计说明书 第 15 周 ( 6)毕业设计(论文)审核、修改 第 16 周 ( 7)毕业设计(论文)答辩准备及答辩 资料采集、分析、整理,市场调研,了解实物特征及工作太原理 合理的选择零部件及尺寸参数,合理布局 各种参数的计算,修改优化,对运动部件运动仿真的研究 编出正确工作控制程序 画出装配图,工作原理图,工作电路图 完成设计 调查研究 纸, 明书全套毕业设计均有 五、 参考文献 1王晓明,电动机的单片机控制(第 3 版) M, 北京: 北京航空航天大学出版社 . 2011 2王吉忠 王泽鹏,车用单片机系统 M,实验教程 2009. 3孙同景 M,机械工业出版社, 2010. 4李涵武 车电器与电子技术 M,哈尔滨工业大学出版社, 2009. 5任桂周 曲金玉 , 汽车电子新兴技术 线控技术 J 2007. 6卢静 张高飞,基于单片机的无刷直流电动机控制系统设计 J, 北京: 北京机械工业学院学报, 2002 7王鉴光,电动机控制系统 M, 北京: 北京机械工业出版社 , 1994. 8储爱华 朱磊,无刷直流电动机在混合动力汽车电控离合器系统中的应用 J,电控离合器, 2009. 9徐石安 车离合器 M, 北京: 清华大学出版社, 2005. 10陶永华,新型 制及其应用 M, 机械工业出版社 ., 2002 11谢世杰 楼顺天,数字 法在电机控制中的应用 J, 汽车电子技术 . 2004 12席军强 丁华荣,电机驱动自动离合器可行性研究 J, 车辆动力与技术 2001 13胡波 温诗铸,电控摩擦离合器的初步实验研究 J, 北京: 清华大学摩擦学国家重点实验室学报, 2004 14潘新民 微型计算机控制技术 M子工业出版社 , 2003. 15胡寿松 , 自动控制原理 M北京:国防工业出版社, 1994. 16王田苗机电控制 基础理论及应用 M北京:清华大学出版社, 2003. 17胡跃明非线性控制系统理论与应用 M北京:国防工业出版社, 2002. 18 a , 1992 19 Q. H of u C, 1998 六、备注 指导教师意见: 签字: 年 月 日 纸, 明书全套毕业设计

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