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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
設(shè)計(jì)（論文）題目: 液壓操縱式離合器
電子線控系統(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B07-2班
學(xué) 生 姓 名: 孫 璐
導(dǎo) 師 姓 名: 崔宏耀
開(kāi) 題 時(shí) 間: 2011年3月16日
指導(dǎo)委員會(huì)審查意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日
開(kāi)題報(bào)告撰寫要求
一、“開(kāi)題報(bào)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(wèn)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(kāi)題報(bào)告”撰寫規(guī)范
請(qǐng)參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)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(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)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(jí)
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(jì)
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(jī)控制系統(tǒng)，飛機(jī)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(jī)駕駛員的操縱命令轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，利用計(jì)算機(jī)控制飛機(jī)飛行。隨著汽車電子技術(shù)、自動(dòng)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(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
汽車線控技術(shù)就是將駕駛員的操縱動(dòng)作經(jīng)過(guò)傳感器變成電信號(hào)，通過(guò)電纜直接傳輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)的一種系統(tǒng)。下圖是線控過(guò)程。
目前包括線控?fù)Q檔系統(tǒng)、線控制動(dòng)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(jí)轎車、跑車及概念車上有廣泛的應(yīng)用，它為自動(dòng)駕駛提供了良好的平臺(tái)。
（1）線控技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
a.省力，人們可以不用直接操作機(jī)械力。
b.由于操縱控制通過(guò)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(shí)的潛在危險(xiǎn)性，改善了汽車的安全性和舒適性，并為汽車設(shè)計(jì)提供了更大的設(shè)計(jì)空間。
c.便于實(shí)現(xiàn)個(gè)性化設(shè)計(jì)，由于駕駛特性如制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、加速等過(guò)程都是程序設(shè)定的，設(shè)計(jì)師可設(shè)計(jì)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(jī)械連接裝置、液壓裝置和氣壓裝置，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝，便于實(shí)現(xiàn)汽車輕量化。
e.維護(hù)用品可大大減小，減少維護(hù)費(fèi)用。取消機(jī)械和液壓連接可減少車身質(zhì)量并簡(jiǎn)化維護(hù)工作，可能磨損的部件更少了，如使用線控制動(dòng)無(wú)需制動(dòng)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(lè)裝置也集成到網(wǎng)絡(luò)之中，使得汽車導(dǎo)航和自動(dòng)駕駛成為可能，整個(gè)汽車就是一個(gè)完整的電路整體。
g.安裝測(cè)試簡(jiǎn)單快捷，更穩(wěn)固的電子接口（模塊結(jié)構(gòu)），隔板間無(wú)機(jī)械連接，簡(jiǎn)單布置就能增加電子控制功能。
（2）線控技術(shù)的缺點(diǎn)
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(jì)、網(wǎng)絡(luò)攻擊等等。一旦電路失效而沒(méi)有機(jī)械冗余就會(huì)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(dòng)。所以線控技術(shù)研究的重點(diǎn)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(kāi)發(fā)線控系統(tǒng)雛形及其產(chǎn)品。美國(guó)TRW公司開(kāi)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(kāi)發(fā)或正在開(kāi)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(guó)大眾也有線控的概念車。美國(guó)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(dòng)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(jī)，DSP等；電力電子裝置的功能增強(qiáng)、成本降低，可靠性提高，如執(zhí)行步進(jìn)電機(jī)，伺服電機(jī)，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(jī)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(jī)構(gòu)、操縱方式、執(zhí)行機(jī)構(gòu)也將會(huì)發(fā)生根本性的變革。當(dāng)線控這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn)時(shí)，汽車將是一種完全的高新技術(shù)產(chǎn)品，發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向機(jī)全都不見(jiàn)了，汽車可以說(shuō)是一臺(tái)裝在輪子上的計(jì)算機(jī)。
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(diǎn)，缺點(diǎn)：漏油；需要維護(hù)。特點(diǎn)：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(shí)，推桿推動(dòng)總泵活塞使油壓增高，通過(guò)軟管進(jìn)入分泵，迫使分泵拉桿推動(dòng)分離叉，將分離軸承推向前；當(dāng)駕車者松開(kāi)離合器踏板時(shí)，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(dòng)離合器系統(tǒng)具有模擬經(jīng)驗(yàn)豐富駕駛員的功能。以平滑、敏感、自動(dòng)的方式控制汽車離合器工作，即通過(guò)操縱加速踏板、移動(dòng)變速桿來(lái)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(shí)現(xiàn)快速起步、平穩(wěn)起步；行車中，移動(dòng)變速桿，離合器會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)與結(jié)合，實(shí)現(xiàn)換擋；在停車時(shí)，離合器會(huì)自動(dòng)地在最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候斷開(kāi)。
該系統(tǒng)有信號(hào)輸入部件、執(zhí)行部件和自動(dòng)離合器控制器ACM構(gòu)成。信號(hào)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、壓力開(kāi)關(guān)、車門開(kāi)關(guān)、制動(dòng)開(kāi)關(guān)等，傳感器信號(hào)和開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入到ACM。
執(zhí)行部件有液壓泵電動(dòng)機(jī)繼電器、氣動(dòng)繼電器、電磁閥、報(bào)警蜂鳴器等，ACM執(zhí)行部件工作，實(shí)現(xiàn)離合器的精確控制。
液壓式自動(dòng)離合器則是由ECU發(fā)送信號(hào)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)液壓系統(tǒng)，通過(guò)液壓操縱離合器動(dòng)作。 液壓式自動(dòng)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(kāi)關(guān)裝置控制電動(dòng)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開(kāi)度等傳感器反饋信息，計(jì)算出離合器最佳的接合時(shí)間與速度。 自動(dòng)離合器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電動(dòng)油泵、電磁閥和離合器油缸組成，當(dāng)ECU發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)電動(dòng)油泵，電動(dòng)油泵產(chǎn)生的高壓油液通過(guò)電磁閥輸送到離合器油缸。通過(guò)ECU控制電磁閥的電流量來(lái)控制油液流量和油液的通道變換，實(shí)現(xiàn)離合器油缸活塞的移動(dòng)，從而完成汽車起動(dòng)、換檔時(shí)的離合器動(dòng)作。
本設(shè)計(jì)針對(duì)液壓操縱式離合器設(shè)計(jì)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(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題
基本參數(shù)
參考騏達(dá)轎車動(dòng)力系統(tǒng)
驅(qū)動(dòng)型式：發(fā)動(dòng)機(jī)前橫置前輪驅(qū)動(dòng)
總質(zhì)量：1.5t
驅(qū)動(dòng)橋滿載：0.8T;
最大爬坡：30%
設(shè)計(jì)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(jì)；
（2）分析離合器接合過(guò)程；
（3）分析計(jì)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(dòng)裝置，設(shè)計(jì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)布置形式。
（5）設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。
2、擬解決的主要問(wèn)題
（1）響應(yīng)速度優(yōu)于0.2秒；（2）動(dòng)作無(wú)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(dòng)離合器、STC單片機(jī)、 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(jī)構(gòu)工作原理
計(jì)算傳動(dòng)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)，對(duì)線控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)
選擇傳感器和執(zhí)行器
對(duì)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(duì)離合器進(jìn)行控制
整理文檔，形成說(shuō)明書
四、進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、資料收集、完成開(kāi)題報(bào)告 第2周
（2）整體方案設(shè)計(jì)，完成系統(tǒng)示意圖（手繪）第3周
（3）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，系統(tǒng)布置，4-5周
（4）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)6-12周
（5）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書13周
（6）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）審核、修改 第14、15周
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯 第16周
五、參考文獻(xiàn)
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六、備注
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日