液壓操縱式離合器電子線控系統(tǒng)設計

液壓操縱式離合器電子線控系統(tǒng)設計,液壓操縱式離合器電子線控系統(tǒng)設計,液壓,操縱,離合器,電子線,系統(tǒng),設計 畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目: 液壓操縱式離合器 電子線控系統(tǒng)設計 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: 孫 璐 導 師 姓 名: 崔宏耀 開 題 時 間: 2011年3月16日 指導委員會審查意見： 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. 文獻綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）； 3. 基本內容、擬解決的主要問題； 4. 技術路線或研究方法； 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)設計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數(shù)應在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)設計（論文）開題報告 學生姓名 孫 璐 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛B07-2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 □是否 題目名稱 液壓操縱式離合器電子線控系統(tǒng)設計 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（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換成電信號，利用計算機控制飛機飛行。隨著汽車電子技術、自動控制技術的逐步成熟和汽車網絡通信技術的廣泛應用，汽車線控技術也逐步得到青睞和深入研究是汽車未來的發(fā)展趨勢。 汽車線控技術就是將駕駛員的操縱動作經過傳感器變成電信號，通過電纜直接傳輸?shù)綀?zhí)行機構的一種系統(tǒng)。下圖是線控過程。 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)及線控轉向系統(tǒng)。其中線控轉向系統(tǒng)在高級轎車、跑車及概念車上有廣泛的應用，它為自動駕駛提供了良好的平臺。 （1）線控技術的優(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，不需要轉向盤、轉向柱和腳踏板，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，并為汽車設計提供了更大的設計空間。 c.便于實現(xiàn)個性化設計，由于駕駛特性如制動、轉向、加速等過程都是程序設定的，設計師可設計不同的程序供用戶選擇。 d.比質量輕，性能高（響應快）。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，簡化了結構和生產工藝，便于實現(xiàn)汽車輕量化。 e.維護用品可大大減小，減少維護費用。取消機械和液壓連接可減少車身質量并簡化維護工作，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。 f.可以將汽車的車內娛樂裝置也集成到網絡之中，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。 g.安裝測試簡單快捷，更穩(wěn)固的電子接口（模塊結構），隔板間無機械連接，簡單布置就能增加電子控制功能。 （2）線控技術的缺點 電子設備還相當?shù)牟豢煽俊姶鸥蓴_、器件失效、軟件程序的設計、網絡攻擊等等。一旦電路失效而沒有機械冗余就會導致災難性的后果——轉向失靈、油門難以控制和不能制動。所以線控技術研究的重點應該是系統(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)雛形及其產品。美國TRW公司開發(fā)的線控駕駛系統(tǒng)使得燃油經濟性上升5％；DELPHI汽車在電子轉向系統(tǒng)中也作了類似改進；BOSCH、VALEO公司和其他一些設備制造商已開發(fā)或正在開發(fā)線控技術和產品；HONDA在新一代雅閣V6轎車上采用線控油門技術。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向和線控制動技術。 線控技術得以逐漸在汽車上普遍應用的技術背景是：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，線控技術將在汽車上得到普遍應用，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、操縱方式、執(zhí)行機構也將會發(fā)生根本性的變革。當線控這一目標實現(xiàn)時，汽車將是一種完全的高新技術產品，發(fā)動機、變速器、傳動軸、驅動橋、轉向機全都不見了，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。特點：摩擦阻力小、重量輕、布置方便、不受車身變形影響。當駕車者踩下離合器踏板時，推桿推動總泵活塞使油壓增高，通過軟管進入分泵，迫使分泵拉桿推動分離叉，將分離軸承推向前；當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合，實現(xiàn)換擋；在停車時，離合器會自動地在最恰當?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)動機轉速傳感器、壓力開關、車門開關、制動開關等，傳感器信號和開關信號輸入到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/輸出軸轉速、發(fā)動機轉速、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)行機構由電動油泵、電磁閥和離合器油缸組成，當ECU發(fā)出指令驅動電動油泵，電動油泵產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。 本設計針對液壓操縱式離合器設計線控操縱系統(tǒng)，可與原系統(tǒng)的功能進行切換工作。 二、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題 基本參數(shù) 參考騏達轎車動力系統(tǒng) 驅動型式：發(fā)動機前橫置前輪驅動 總質量：1.5t 驅動橋滿載：0.8T; 最大爬坡：30% 設計液壓控制離合器 1、研究的基本內容 （1）研究汽車離合器的組成、結構與設計； （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）選擇驅動裝置，設計傳動機構，設計布置形式。 （5）設計控制系統(tǒng)。 2、擬解決的主要問題 （1）響應速度優(yōu)于0.2秒；（2）動作無沖；（3）結構尺寸小，便于安裝； 三、技術路線（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)行器等相關資料 分析離合器特性和液壓操縱機構工作原理 計算傳動機構數(shù)據(jù)，對線控系統(tǒng)進行設計 選擇傳感器和執(zhí)行器 對執(zhí)行器進行合理布置 選擇合適的控制算法編制控制程序 針對離合器進行控制 整理文檔，形成說明書 四、進度安排 （1）調研、資料收集、完成開題報告 第2周 （2）整體方案設計，完成系統(tǒng)示意圖（手繪）第3周 （3）傳動機構設計計算，系統(tǒng)布置，4-5周 （4）控制系統(tǒng)設計6-12周 （5）編寫設計說明書13周 （6）畢業(yè)設計（論文）審核、修改 第14、15周 （7）畢業(yè)設計（論文）答辯準備及答辯 第16周 五、參考文獻 [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]. 中國公路學報, 2008, 21 (4) _5 . 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