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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: 汽車坡路起車輔助氣動(dòng)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07-5班
學(xué) 生 姓 名: 夏永生
導(dǎo) 師 姓 名: 趙晨光
開 題 時(shí) 間: 2011/02/28
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
夏永生
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程07-5班
指導(dǎo)教師姓名
趙晨光
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
汽車坡路起車輔助氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
現(xiàn)狀：
氣壓制動(dòng)系是發(fā)展最早的一種動(dòng)力制動(dòng)系。氣壓式制動(dòng)傳動(dòng)裝置是利用壓縮空氣作力源的動(dòng)力式制動(dòng)裝置。駕駛員只須按不同的制動(dòng)強(qiáng)度要求，控制制動(dòng)踏板的行程，便可以控制制動(dòng)氣壓的大小來獲得所需要的制動(dòng)力。其供能裝置和傳動(dòng)裝置全部是氣壓式的。
由于氣壓制動(dòng)系制動(dòng)能源是空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的，壓縮空氣氣壓制動(dòng)系的制動(dòng)力大，制動(dòng)靈敏，廣泛用于中、重型汽車上。
我國生產(chǎn)的中型以上貨車或客車一般都采用了氣壓制動(dòng)系，其回路和液壓制動(dòng)系一樣采用了雙或多回路制動(dòng)系。當(dāng)其中一個(gè)回路發(fā)生故障失效時(shí)，另一回路仍能繼續(xù)工作，以維持汽車具有一定的制動(dòng)能力，從而提高了汽車行駛的安全性。
目前利用氣壓做輔助起步的裝置大致有以下幾種：
煙臺(tái)鴻橋高科技有限公司的江大建、高啟、江大中等的發(fā)明《一種機(jī)動(dòng)車坡路輔助起步電磁裝置》(申請(qǐng)?zhí)枺?2213587，公告號(hào)：2520272)，該裝置是一種機(jī)動(dòng)車坡路輔助起步電磁裝置，是對(duì)配置手動(dòng)變速器的機(jī)動(dòng)車實(shí)施自動(dòng)離合或自動(dòng)變速改造的坡路駐車控制裝置，是由電磁鐵、閥芯、壓簧、單向閥和管路等構(gòu)成，在自動(dòng)離合或自動(dòng)變速總裝置中承擔(dān)坡路輔助起步功能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、坡路起步只需踩油門、簡(jiǎn)化操作步驟、安全性高的特點(diǎn)。其另一個(gè)發(fā)明《一種機(jī)動(dòng)車坡路輔助起步裝置》(申請(qǐng)?zhí)枺?2212675，公告號(hào)：2520271)，該裝置是一種機(jī)動(dòng)車坡路輔助起步裝置，是對(duì)配置手動(dòng)變速器的機(jī)動(dòng)車實(shí)施自動(dòng)離合或自動(dòng)變速改造的坡路駐車控制裝置，是由直流減速電機(jī)、截止閥、單向閥等構(gòu)成，在自動(dòng)離合或自動(dòng)變速總裝置中承擔(dān)坡路輔助起步功能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，合理、坡路起步只需踩油門、簡(jiǎn)化操作步驟、安全性高的特點(diǎn)。
梁志軍的發(fā)明《一種汽車坡道起步裝置》(申請(qǐng)?zhí)枺?0123407l，公告號(hào)：2493469)，該裝置是一種汽車坡道起步裝置，該裝置有制動(dòng)閥、拉臂及聯(lián)動(dòng)調(diào)整器等組成，并設(shè)置在汽車制動(dòng)閥與離合器之間，其工作原理是：司機(jī)操作離合器，并帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)調(diào)整器運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)拉臂及控制閥的閥芯做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而完成打開或關(guān)閉制動(dòng)閥排氣孔的工作，使汽車在坡道上的三配合操作減為二配合操作，達(dá)到在任何路況下都能平穩(wěn)起步之目的。該裝置不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且安裝方便，它即解決了司機(jī)在坡道上操作手忙腳亂的弊端，也避免了不安全因素的發(fā)生，具有很高的實(shí)用價(jià)值及推廣前景。
孫智的發(fā)明《機(jī)動(dòng)車斜坡起步自動(dòng)配合的方法和裝置》(申請(qǐng)?zhí)枺?9117403，公開號(hào)：1297830)，是一種機(jī)動(dòng)車斜坡起步自動(dòng)配合的方法和裝置，該發(fā)明是采用離合器控制制動(dòng)在現(xiàn)有機(jī)動(dòng)車的剎車油泵或氣泵和輪胎制動(dòng)閘之間，安裝一個(gè)止回閥和一個(gè)電磁閥；剎車時(shí)止回閥開啟，電磁閥關(guān)閉油或氣不能回流至制動(dòng)總泵，油壓(氣壓)使制動(dòng)閘緊緊制動(dòng)著機(jī)動(dòng)車輪圈，機(jī)動(dòng)車不能移動(dòng)；當(dāng)起動(dòng)時(shí)電磁閥開啟，油或氣回流至制動(dòng)總泵，制動(dòng)閘自動(dòng)松開。本發(fā)明方案巧妙，實(shí)施容易，所用零件和器件不多，制作和安裝都比較容易。
國內(nèi)目前主要采用的是電磁裝置，對(duì)配置手動(dòng)變速器的機(jī)動(dòng)車實(shí)施自動(dòng)離合或自動(dòng)變速裝置。在現(xiàn)有機(jī)動(dòng)車的剎車油泵或氣泵和輪胎制動(dòng)閘之間，安裝一個(gè)止回閥和一個(gè)電磁閥；剎車時(shí)止回閥開啟，電磁閥關(guān)閉油或氣不能回流至制動(dòng)總泵，油壓(氣壓)使制動(dòng)閘緊緊制動(dòng)著機(jī)動(dòng)車輪圈，機(jī)動(dòng)車不能移動(dòng)；當(dāng)起動(dòng)時(shí)電磁閥開啟，油或氣回流至制動(dòng)總泵，制動(dòng)閘自動(dòng)松開。
而采用微電子技術(shù)的HSA裝置已在國外一些著名汽車生產(chǎn)廠家的大型客車、貨車上得到了較好的應(yīng)用。豐田汽車公司也在Land Cruiser上首先裝上了HSA控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了操作，提高了汽車的安全性能。廣州五十鈴客車有限公司引進(jìn)日本技術(shù)組裝生產(chǎn)的GALA系列客車也裝備了HSA系統(tǒng)，其單臺(tái)HSA裝置的售價(jià)為2—3萬。雖然日本、美國等汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家對(duì)HSA技術(shù)已開展了長(zhǎng)時(shí)間的研究，但取得的技術(shù)成果不對(duì)中國開放，而以高價(jià)產(chǎn)品的形式實(shí)現(xiàn)壟斷。國內(nèi)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的研究還基本上處于空白階段。
實(shí)現(xiàn)HSA功能的控制閥，國內(nèi)文獻(xiàn)中基本上采用的是電磁閥和止回閥的組合，而比較先進(jìn)的國外及進(jìn)口技術(shù)則采用整體的控制閥。
目的和意義：
目的是設(shè)計(jì)一種汽車斜坡起步輔助氣壓系統(tǒng)。包括確定汽車斜坡起步輔助系統(tǒng)組成，確定各氣動(dòng)元件，根據(jù)輔助系統(tǒng)的工作要求，對(duì)氣動(dòng)控制閥（HSA控制閥)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括主閥芯的結(jié)構(gòu)、密封件的結(jié)構(gòu)等。
意義是在斜坡起動(dòng)時(shí)，可以不用頻繁的交替踩踏板，而只需通過踩油門就可順利起步，從而有效的減少了工作疲勞程度，增強(qiáng)行車安全性。使國內(nèi)的汽車制造技術(shù)有一個(gè)長(zhǎng)足的進(jìn)步，制造出更安全、更易于操作、配置更豪華，性價(jià)比更高的好車。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
基本內(nèi)容：
設(shè)計(jì)一種汽車斜坡起步輔助氣壓系統(tǒng)，包括確定汽車斜坡起步輔助系統(tǒng)組成，確定各氣動(dòng)元件，根據(jù)輔助系統(tǒng)的工作要求，對(duì)氣動(dòng)控制閥（HSA控制閥)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括主閥芯的結(jié)構(gòu)、密封件的結(jié)構(gòu)等。使其能夠達(dá)到如下要求：
氣壓系統(tǒng)工作壓力0.6Mpa；儲(chǔ)氣筒的壓力范圍：0.67~0.73Mpa；系統(tǒng)最高壓力：0.8Mpa。
主要完成：方案設(shè)計(jì)；氣壓系統(tǒng)組成；氣動(dòng)控制閥閥設(shè)計(jì)計(jì)算及校核。系統(tǒng)圖的繪制；控制閥的結(jié)構(gòu)圖繪制。
擬解決的問題：
1、扭矩傳感器的選用及安裝位置（達(dá)到盡量少用傳感器，以達(dá)到降低成本的目的）。
2、HAS控制閥的設(shè)計(jì)（達(dá)到控制簡(jiǎn)單、方便、可行性高，制造成本低的目的）。
3、怎樣實(shí)現(xiàn)氣壓的逐漸改變（達(dá)到使汽車平穩(wěn)起步的目的）。
三、技術(shù)路線（研究方法）
l、功能原理分析和試驗(yàn)
分析在汽車整個(gè)氣路中HSA氣動(dòng)控制閥的位置及功能，采用通用的氣動(dòng)元件，設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)該功能的氣動(dòng)系統(tǒng)；搭建相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，驗(yàn)證該氣動(dòng)系統(tǒng)的合理性。
2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)該系統(tǒng)的功能原理和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，依據(jù)氣動(dòng)的原理和技術(shù)。對(duì)整體式的HSA控制閥進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括連接方式、控制方式、各種密封結(jié)構(gòu)和密封設(shè)計(jì)(閥通路間、控制活塞等的密封)的分析與對(duì)比，最后確定具體的結(jié)構(gòu)形式。
3、進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算
利用機(jī)械設(shè)計(jì)與制造理論、摩擦學(xué)理論、流體力學(xué)、精密氣動(dòng)閥技術(shù)等，對(duì)公稱通徑、密封結(jié)構(gòu)的迭量、主密封閥芯形式、墊型與錐型密封圈尺寸、O型密封圈與溝槽的尺寸及過盈量、密封力、閥芯連桿的直徑、開口量，控制活塞的直徑、復(fù)位彈簧等進(jìn)行理論計(jì)算。
4、圖紙的設(shè)計(jì)和樣品的加工
根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算的結(jié)果，設(shè)計(jì)出HSA控制閥的圖紙，并進(jìn)行樣品的加工。
5、測(cè)試
在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)HSA控制氣閥進(jìn)行動(dòng)作原理測(cè)試、密封性能等性能測(cè)試；在此基礎(chǔ)上在試驗(yàn)車輛上進(jìn)行上車試驗(yàn)。根據(jù)各次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和分析，對(duì)HSA控制閥進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)和優(yōu)化。
四、進(jìn)度安排
1.調(diào)研，資料收集，完成開題報(bào)告 第1～2周(2月28日-3月13日)
2.分析搜集到的資料，提出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行相關(guān)計(jì)算
第3～5 周(3月14日-4月3日)
3.繪制氣壓系統(tǒng)圖及設(shè)計(jì)圖的草圖 第6～8周（4月4日-4月24日）
4.繪制氣壓系統(tǒng)圖及設(shè)計(jì)圖，撰寫設(shè)計(jì)說明書 第9～12周（4月25日-5月22日）
5. 完善設(shè)計(jì)，提交指導(dǎo)老師審核并修改 第13～14周(5月23日-6月5日)
6. 提交系里評(píng)閱并修改，準(zhǔn)備答辯 第15～16周(6月6日-6月19日)
7. 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 第17周(6月20日-6月26日)
五、參考文獻(xiàn)
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12.齊曉杰，安永東，齊英杰．汽車液壓、液力與氣壓傳動(dòng)技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005，1
13.徐炳輝．氣動(dòng)手冊(cè)[M]．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2005，1
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16.董輝.汽車用傳感器[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2000，7
17.馬秋生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社2005,12
六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日