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1、全套畢業(yè)設(shè)計(jì)及CAD圖紙，加Q 197216396 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 學(xué)生姓名 系部 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)、班級(jí) 指導(dǎo)教師姓名 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 HLJITD60底盤測功機(jī)設(shè)計(jì) 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1．課題研究現(xiàn)狀 底盤測功機(jī)，又稱轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)，是一種室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)備。用以模擬汽車在實(shí)際行駛時(shí)的阻力，測定汽車的使用性能以及檢測汽車的技術(shù)狀況，診斷汽車故障。底盤測功機(jī)既可以用于汽車科學(xué)試驗(yàn)，也可以用于維修。底盤測功機(jī)主要部分為滾筒機(jī)構(gòu)、動(dòng)力吸收裝置、控制與測量系統(tǒng)和輔助裝置。附加

2、飛輪系統(tǒng)等。汽車在道路上行駛時(shí)，汽車相對(duì)于靜止的路面做縱向運(yùn)動(dòng)，在底盤測功機(jī)上是以轉(zhuǎn)鼓的表面來取代路面，這時(shí)是轉(zhuǎn)鼓的表面相對(duì)于靜止的汽車作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。試驗(yàn)時(shí)車輛驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓-測功機(jī)旋轉(zhuǎn)。測功機(jī)提供阻轉(zhuǎn)矩，使車輛發(fā)動(dòng)機(jī)受到的阻力等效于同等工況下在道路試驗(yàn)中受到的阻力；風(fēng)機(jī)的風(fēng)速跟蹤車速，使車輛發(fā)動(dòng)機(jī)（還有傳動(dòng)箱、輪胎等）的冷卻條件與道路試驗(yàn)等效。這樣車輛就可以在底盤測功機(jī)上模擬道路行駛。系統(tǒng)還配備了對(duì)速度、時(shí)間、距離、溫度、壓力、油耗等項(xiàng)目的測量環(huán)節(jié)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制【1】。整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，駕駛員在顯示器的提示下按照試驗(yàn)要求駕駛車輛。一方面保證測試的重復(fù)性，別一方面便于相關(guān)數(shù)據(jù)的采集

3、和車輛性能的調(diào)整。底盤測功機(jī)是一種不解體檢驗(yàn)汽車性能的檢測設(shè)備，能方便地進(jìn)行汽車的加載調(diào)試和診斷汽車在負(fù)載條件下出現(xiàn)的故障等。由于汽車底盤測功機(jī)在試驗(yàn)時(shí)能通過控制試驗(yàn)條件，使周圍環(huán)境影響減至最小，同時(shí)通過功率吸收加載裝置來模擬道路行駛阻力，控制行駛狀況，故能進(jìn)行符合實(shí)際的復(fù)雜循環(huán)試驗(yàn)，因而得到廣泛應(yīng)用。 國內(nèi)外的汽車底盤測功機(jī)的發(fā)展由機(jī)械式到電子式，結(jié)構(gòu)由復(fù)雜到簡單的過程。在80年代以前，汽車檢測設(shè)備主要以機(jī)械結(jié)構(gòu)為主，如機(jī)械式測滑實(shí)驗(yàn)臺(tái)，測力彈簧結(jié)構(gòu)的制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)等。汽車底盤測功機(jī)也主要以機(jī)械模擬為主，即采用飛輪模擬汽車行駛時(shí)的平移質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣量阻力，只能檢測汽車在低速行駛狀態(tài)下的參數(shù)

4、，且精度很低。進(jìn)入80年代，隨著汽車機(jī)電一體化的發(fā)展，汽車檢測設(shè)備也進(jìn)入了機(jī)電一體化設(shè)計(jì)階段在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的汽車檢測設(shè)備的基礎(chǔ)上，盡量減少機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，并采用反應(yīng)速度快的高精度傳感器，電子計(jì)算機(jī)與機(jī)械裝置相結(jié)和的方法來設(shè)計(jì)汽車檢測設(shè)備，為檢測高速行駛中的汽車的真實(shí)性能提供了可能性。此階段的汽車底盤測功機(jī)主要采用機(jī)械一電模擬方式，用飛輪模擬汽車慣性阻力，用電負(fù)荷模擬汽車的另一部分行駛阻力，大大提高了檢測的精度。當(dāng)時(shí)，德、日、美三國的很多公司紛紛投入大量的人力、物力開發(fā)研制機(jī)械一電模擬的汽車底盤測功機(jī)，并取得了很大成果。隨著研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)采用飛輪組來模擬汽車的慣性阻力是有級(jí)模擬。對(duì)于測定穩(wěn)定

5、工況下的汽車性能而言，在轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)臺(tái)上只要裝有作為負(fù)荷的測功機(jī)就可以，而且希望旋轉(zhuǎn)部分的慣性矩盡量小，以減少慣性對(duì)測量裝置的影響；對(duì)于測定非穩(wěn)定工況的汽車性能而言，為了模擬汽車重量的影響，實(shí)驗(yàn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的動(dòng)能應(yīng)與行駛汽車的動(dòng)能相等。因此，必須采用慣性可調(diào)的飛輪，傳動(dòng)比可以改變的增速器或通過電力驅(qū)動(dòng)的調(diào)節(jié)來改變實(shí)驗(yàn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的動(dòng)能，以適應(yīng)重量不同的各種車型的需要。這將使試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜且增加制造成本。因此人們開始研制通用的轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)臺(tái)，即電力汽車底盤測功機(jī)。它利用電磁力及發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)提供測功機(jī)所需要的負(fù)載。在消耗工況下，通過改變磁通量和改變負(fù)載電阻均可改變回路中的電流。電力測功機(jī)這種實(shí)驗(yàn)臺(tái)通過電信號(hào)

6、調(diào)節(jié)模擬汽車的慣性力，實(shí)現(xiàn)了無級(jí)模擬。通過設(shè)計(jì)良好的底盤測功機(jī)測控系統(tǒng)使其能自動(dòng)調(diào)節(jié)【2】【3】。 汽車底盤測功機(jī)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)發(fā)達(dá)國家的汽車制造、檢測和維修業(yè)當(dāng)中。德國申克公司生產(chǎn)的汽車底盤測功機(jī)，它自己帶有的一套控制模式能實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制和模擬控制轉(zhuǎn)速、滑行等功能，可逼真地再現(xiàn)實(shí)際工況。還有德國的馬哈公司、美國的野馬公司、CLAYTON公司、法國的TELMA公司、西班牙的FRENELSA公司等生產(chǎn)的底盤測功機(jī)在其各自的國家均得到廣泛應(yīng)用，并出口到世界其他國家。 早期國內(nèi)引進(jìn)的大多是日本的模擬電子式底盤測功機(jī)。1981年，天津公共汽車公司三廠和交通部科學(xué)研究院參考引進(jìn)日本彌榮的CDM．31

7、0型底盤測功機(jī)，研制出汽車性能試驗(yàn)臺(tái)。1991年，交通部公路研究所和成都汽車保修機(jī)械廠制成DCG．10A汽車底盤測功機(jī)，結(jié)束了我國不能生產(chǎn)底盤測功機(jī)的歷史【4】。目前，汽車底盤測功機(jī)在我國已經(jīng)有一些企業(yè)生產(chǎn)了一系列的產(chǎn)品，國內(nèi)生產(chǎn)的主機(jī)(機(jī)械部分)已接近并在某些主要指標(biāo)方面達(dá)到或超過進(jìn)口設(shè)備水平，研究現(xiàn)在主要集中在控制系統(tǒng)這一部分，與國外仍有一定差距。 近年來因電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展，為數(shù)掘的采集、處理及試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析提供了有效的手段，同時(shí)為模擬道路狀態(tài)準(zhǔn)備了條件，加速了底盤測功機(jī)的發(fā)展，加之各類專用軟件的開發(fā)和應(yīng)用，使底盤測功機(jī)得到了更廣泛的推廣。 2.選題目的和意義 當(dāng)今世界關(guān)于

8、環(huán)境和能源的問題備受關(guān)注，“節(jié)能、環(huán)保、安全”已成為未來汽車工業(yè)發(fā)展的主題，汽車的輕量化設(shè)計(jì)對(duì)提高車輛動(dòng)力性、減少能源消耗與降低污染具有重要的實(shí)際意義。為了解決這些問題，節(jié)能汽車呈現(xiàn)加速發(fā)展的趨勢，節(jié)能汽車的研發(fā)任務(wù)日趨緊迫，其研究手段需要不斷完善。 目前車輛主要的開發(fā)方式為計(jì)算機(jī)仿真、實(shí)車開發(fā)和試驗(yàn)臺(tái)開發(fā)平臺(tái)三種。計(jì)算機(jī)仿真有適應(yīng)性強(qiáng)、費(fèi)用低、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，但受動(dòng)力系統(tǒng)復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型的制約，難以得到準(zhǔn)確結(jié)果，仿真結(jié)果的可信性、可用性必須通過其它途徑來檢驗(yàn)。實(shí)車平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)是能夠?yàn)殚_發(fā)對(duì)象提供真實(shí)的運(yùn)行環(huán)境，但成本高、適應(yīng)性差、測試和調(diào)節(jié)難度大。汽車底盤測功機(jī)試驗(yàn)臺(tái)及與其相關(guān)的動(dòng)力測試設(shè)備

9、可以方便有效地對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)及其部件進(jìn)行性能測試，對(duì)控制策略的優(yōu)劣進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，在整車的開發(fā)中具有計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)車平臺(tái)所不可替代的作用，是車輛開發(fā)的基礎(chǔ)設(shè)施。用底盤測功機(jī)對(duì)整車進(jìn)行綜合試驗(yàn)。該綜合試驗(yàn)使用了功能比車載測試儀器更強(qiáng)的室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)備，消除了無需研究的因素，在某些方面可獲得精度更高、更全面和更深入的試驗(yàn)結(jié)果。 同時(shí)，車輛本身又是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，在使用過程中，隨著行駛里程的增加和使用時(shí)間的延續(xù)，車輛的技術(shù)狀況不斷惡化，出現(xiàn)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性下降，排放污染物增加，使用的可靠性降低，故障率上升等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)車輛不能正常運(yùn)行。因此要加強(qiáng)對(duì)在用車輛的定期檢測，以便及時(shí)維修調(diào)整，使車輛處于良好的技術(shù)狀

10、況。汽車底盤測功機(jī)就是常用的檢測車輛性能的設(shè)備。 底盤測功機(jī)室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)最終建立，可直接對(duì)整車控劃目標(biāo)，如動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行全面的檢測，同時(shí)也可對(duì)動(dòng)力總成控制系統(tǒng)進(jìn)行全面調(diào)試和檢測，縮短整車試驗(yàn)和標(biāo)定的試驗(yàn)周期，降低研制的風(fēng)險(xiǎn)和成本，對(duì)整車和零部件總成的設(shè)計(jì)具有十分重要的指導(dǎo)意義。在車輛的使用過程中，底盤測功機(jī)充分利用現(xiàn)代化檢測手段，可在汽車不解體的條件下迅速準(zhǔn)確地檢測汽車各機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)、零部件的技術(shù)狀況和使用性能，查找故障或隱患所在，采取相應(yīng)的預(yù)防措施，確保車輛在良好的技術(shù)狀況下運(yùn)行。對(duì)車輛的使用和維護(hù)同樣具有十分重要的意義。 本設(shè)計(jì)為全國大學(xué)生節(jié)能車比賽用車，相應(yīng)的底盤測功機(jī)。既能夠

11、測試節(jié)能賽車的性能（包括驅(qū)動(dòng)輪輸出功率、扭矩和轉(zhuǎn)速）。也可以進(jìn)行電動(dòng)汽車(包括純電動(dòng)汽車、燃料電池電動(dòng)汽車)及摩托車的特有性能的測試。故設(shè)計(jì)本底盤測功機(jī)具有如下功能： （1）．起步換擋加速性能測試； （2）．最高車速測試； （3）．爬坡度測試； （4）．底盤輸出功率測試； （5）．燃油經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)； （6）．校驗(yàn)車速表、校驗(yàn)里程表； 二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： （1）設(shè)計(jì)滾筒機(jī)構(gòu)、動(dòng)力吸收裝置、控制與測量系統(tǒng)和輔助裝置，附加飛輪系統(tǒng)。 （2）建立車輛行駛仿真數(shù)學(xué)模型。 （3）程序設(shè)計(jì)，基于NI公司labview軟件； （4）設(shè)計(jì)測試系統(tǒng)

12、； 本課題需要解決的關(guān)鍵問題有： (1) 汽車底盤測功機(jī)慣性模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 (2) 底盤測功機(jī)設(shè)備選型匹配設(shè)計(jì)計(jì)算。 (3) 道路行駛阻力在試驗(yàn)臺(tái)上的再現(xiàn) (4) 冷卻風(fēng)扇跟蹤車速變化。 (5) 數(shù)據(jù)分析和處理。 （6）控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。 三、技術(shù)路線（研究方法） 資料的調(diào)研及整體認(rèn)識(shí) 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 確定拉壓傳感器型號(hào) 確定轉(zhuǎn)速傳感器型號(hào) 加載裝置的選型 滾筒裝置的設(shè)計(jì) 慣性模擬裝置的設(shè)計(jì) 輔助裝置的設(shè)計(jì) 硬件總體布局設(shè)計(jì) 底盤測功機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 四、進(jìn)度安排 （1）調(diào)研、資料收集、完成開題報(bào)告， 第1

13、-2周 （2）整體方案設(shè)計(jì)，完成結(jié)構(gòu)示意圖（手繪），第3周 （3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，有限元分析，第4-8周 （4）繪制設(shè)計(jì)圖，第9-11周 （5）編寫設(shè)計(jì)說明書，第12周 （6）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）審核、修改， 第13-15周 （7）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯， 第16、17周 五、參考文獻(xiàn) [1] 徐志敏，劉美生. 卿燕萍 汽車底盤測功機(jī)的原理及檢測 [J].中國測試技術(shù),2004,30(3). [2] 吳正東. 基于Labview的摩托車底盤測功機(jī)測控系統(tǒng)的研發(fā) [D]. 重慶:重慶大學(xué),2007. [3] 胡博. 基于CAN總線的汽車底盤測功機(jī)測控系統(tǒng)研究 [D]

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