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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 設(shè)計（論文）題目: 液壓操縱式離合器 電子線控系統(tǒng)設(shè)計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程B07-2班 學(xué) 生 姓 名: 孫 璐 導(dǎo) 師 姓 名: 崔宏耀 開 題 時 間: 2011年3月16日 指導(dǎo)委員會審查意見： 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(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。 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué)生姓名 孫 璐 系部 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)、班級 車輛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 □是否 題目名稱 液壓操縱式離合器電子線控系統(tǒng)設(shè)計 一、課題研究現(xiàn)狀,選題的目的、依據(jù)和意義 1、研究現(xiàn)狀 線控技術(shù)（X-by-Wire）源于飛機控制系統(tǒng)，飛機的新型飛行控制系統(tǒng)是一種線控系統(tǒng)（Fly-by-Wire），它將飛機駕駛員的操縱命令轉(zhuǎn)換成電信號，利用計算機控制飛機飛行。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)。下圖是線控過程。 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。 （1）線控技術(shù)的優(yōu)點 a.省力，人們可以不用直接操作機械力。 b.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。 c.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。 d.比質(zhì)量輕，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，便于實現(xiàn)汽車輕量化。 e.維護(hù)用品可大大減小，減少維護(hù)費用。取消機械和液壓連接可減少車身質(zhì)量并簡化維護(hù)工作，可能磨損的部件更少了，如使用線控制動無需制動液，使汽車更為環(huán)保，減少維護(hù)。 f.可以將汽車的車內(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。 g.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。 （2）線控技術(shù)的缺點 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、網(wǎng)絡(luò)攻擊等等。一旦電路失效而沒有機械冗余就會導(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)研究的重點應(yīng)該是系統(tǒng)的可靠性和安全性。 目前所有大型汽車制造商都在開發(fā)線控系統(tǒng)雛形及其產(chǎn)品。美國TRW公司開發(fā)的線控駕駛系統(tǒng)使得燃油經(jīng)濟(jì)性上升5％；DELPHI汽車在電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中也作了類似改進(jìn)；BOSCH、VALEO公司和其他一些設(shè)備制造商已開發(fā)或正在開發(fā)線控技術(shù)和產(chǎn)品；HONDA在新一代雅閣V6轎車上采用線控油門技術(shù)。德國大眾也有線控的概念車。美國通用公司在2003年研制的HY-WIRE概念車和2005年研制的Sequel概念車上都采用了線控轉(zhuǎn)向和線控制動技術(shù)。 線控技術(shù)得以逐漸在汽車上普遍應(yīng)用的技術(shù)背景是：微電子器件的成本降低、可靠性提高，如單片機，DSP等；電力電子裝置的功能增強、成本降低，可靠性提高，如執(zhí)行步進(jìn)電機，伺服電機，傳感器等等。 隨著汽車電子化的不斷深入，線控技術(shù)將在汽車上得到普遍應(yīng)用，笨重、精確度低的機械系統(tǒng)將被精確、敏感的電子傳感器和執(zhí)行元件所代替，汽車傳統(tǒng)的操縱機構(gòu)、操縱方式、執(zhí)行機構(gòu)也將會發(fā)生根本性的變革。當(dāng)線控這一目標(biāo)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，汽車可以說是一臺裝在輪子上的計算機。 2、目的、依據(jù)和意義 汽車離合器操縱形式有液壓和拉線式兩種，轎車多用液壓操縱式，由總泵、分泵、軟管、踏板等組成。它具有噪聲小、省力、平穩(wěn)、布置方便的優(yōu)點，缺點：漏油；需要維護(hù)。特點：摩擦阻力小、重量輕、布置方便、不受車身變形影響。當(dāng)駕車者踩下離合器踏板時，推桿推動總泵活塞使油壓增高，通過軟管進(jìn)入分泵，迫使分泵拉桿推動分離叉，將分離軸承推向前；當(dāng)駕車者松開離合器踏板時，液壓解除，分離叉在回位彈簧作用下逐漸退回原位，離合器又處在接合狀態(tài)。 自動離合器系統(tǒng)具有模擬經(jīng)驗豐富駕駛員的功能。以平滑、敏感、自動的方式控制汽車離合器工作，即通過操縱加速踏板、移動變速桿來控制汽車離合器，駕駛員只需掛擋后踏下加速踏板，汽車便可實現(xiàn)快速起步、平穩(wěn)起步；行車中，移動變速桿，離合器會自動斷開與結(jié)合，實現(xiàn)換擋；在停車時，離合器會自動地在最恰當(dāng)?shù)臅r候斷開。 該系統(tǒng)有信號輸入部件、執(zhí)行部件和自動離合器控制器ACM構(gòu)成。信號輸入部件包括離合器位置傳感器、變速桿傳感器、檔位傳感器、車速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、壓力開關(guān)、車門開關(guān)、制動開關(guān)等，傳感器信號和開關(guān)信號輸入到ACM。 執(zhí)行部件有液壓泵電動機繼電器、氣動繼電器、電磁閥、報警蜂鳴器等，ACM執(zhí)行部件工作，實現(xiàn)離合器的精確控制。 液壓式自動離合器則是由ECU發(fā)送信號驅(qū)動電動液壓系統(tǒng)，通過液壓操縱離合器動作。 液壓式自動離合器在目前通用的膜片離合器的基礎(chǔ)上增加了電子控制單元（ECU）和液壓執(zhí)行系統(tǒng)，將踏板操縱離合器油缸活塞改為由開關(guān)裝置控制電動油泵去操縱離合器油缸活塞。ECU根據(jù)油門踏板、變速器檔位、變速器輸入/輸出軸轉(zhuǎn)速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度等傳感器反饋信息，計算出離合器最佳的接合時間與速度。 自動離合器的執(zhí)行機構(gòu)由電動油泵、電磁閥和離合器油缸組成，當(dāng)ECU發(fā)出指令驅(qū)動電動油泵，電動油泵產(chǎn)生的高壓油液通過電磁閥輸送到離合器油缸。通過ECU控制電磁閥的電流量來控制油液流量和油液的通道變換，實現(xiàn)離合器油缸活塞的移動，從而完成汽車起動、換檔時的離合器動作。 本設(shè)計針對液壓操縱式離合器設(shè)計線控操縱系統(tǒng)，可與原系統(tǒng)的功能進(jìn)行切換工作。 二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 基本參數(shù) 參考騏達(dá)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)計液壓控制離合器 1、研究的基本內(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(xué)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)。 2、擬解決的主要問題 （1）響應(yīng)速度優(yōu)于0.2秒；（2）動作無沖；（3）結(jié)構(gòu)尺寸小，便于安裝； 三、技術(shù)路線（研究方法） 收集液壓操縱式離合器、自動離合器、STC單片機、 線控系統(tǒng)執(zhí)行器等相關(guān)資料 分析離合器特性和液壓操縱機構(gòu)工作原理 計算傳動機構(gòu)數(shù)據(jù)，對線控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計 選擇傳感器和執(zhí)行器 對執(zhí)行器進(jìn)行合理布置 選擇合適的控制算法編制控制程序 針對離合器進(jìn)行控制 整理文檔，形成說明書 四、進(jìn)度安排 （1）調(diào)研、資料收集、完成開題報告 第2周 （2）整體方案設(shè)計，完成系統(tǒng)示意圖（手繪）第3周 （3）傳動機構(gòu)設(shè)計計算，系統(tǒng)布置，4-5周 （4）控制系統(tǒng)設(shè)計6-12周 （5）編寫設(shè)計說明書13周 （6）畢業(yè)設(shè)計（論文）審核、修改 第14、15周 （7）畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯 第16周 五、參考文獻(xiàn) [1] 謝先平,王旭東,余騰偉等. 自動離合器精確位置跟蹤控制與起步控制研究 [J]. 中國公路學(xué)報, 2008, 21 (4) _5 . 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