液压操纵式离合器电子线控系统设计-开题报告

二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题 基本参数 参考骐达轿车动力系统 驱动型式：发动机前横置前轮驱动 总质量：1.5t 驱动桥满载：0.8T; 最大爬坡：30% 设计液压控制离合器 1、研究的基本内容 （1）研究汽车离合器的组成、结构与设计； （2）分析离合器接合过程； （3）分析计算离合器的操纵力变化规律建立离合器的力学模型； （4）选择驱动装置，设计传动机构，设计布置形式。 （5）设计控制系统。 2、拟解决的主要问题 （1）响应速度优于 0.2 秒；（2）动作无冲；（3）结构尺寸小，便于安装；
毕业设计（论文）开题报告
学生姓名 指导教师姓名
系部 职称
汽车与交通工程学 院
副教授
从事 专业
专业、班级 车辆工程 是否外聘
□是√□否
题目名称
液压操纵式离合器电子线控系统设计
一、课题研究现状,选题的目的、依据和意义
1、研究现状
线 控 技 术 （ X-by-Wire ） 源 于 飞 机 控 制 系 统 ， 飞 机 的 新 型 飞 行 控 制 系 统 是 一 种 线 控 系 统 （Fly-by-Wire），它将飞机驾驶员的操纵命令转换成电信号，利用计算机控制飞机飞行。随着汽车电子 技术、自动控制技术的逐步成熟和汽车网络通信技术的广泛应用，汽车线控技术也逐步得到青睐和深 入研究是汽车未来的发展趋势。
汽车线控技术就是将驾驶员的操纵动作经过传感器变成电信号，通过电缆直接传输到执行机构的 一种系统。下图是线控过程。
目前包括线控换档系统、线控制动系统、线控悬架系统、线控增压系统、线控油门系统及线控转 向系统。其中线控转向系统在高级轿车、跑车及概念车上有广泛的应用，它为自动驾ห้องสมุดไป่ตู้提供了良好的 平台。
（1）线控技术的优点 a.省力，人们可以不用直接操作机械力。 b.由于操纵控制通过驾驶员的手完成，不需要转向盘、转向柱和脚踏板，这样就减少了正面碰撞时 的潜在危险性，改善了汽车的安全性和舒适性，并为汽车设计提供了更大的设计空间。 c.便于实现个性化设计，由于驾驶特性如制动、转向、加速等过程都是程序设定的，设计师可设计 不同的程序供用户选择。 d.比质量轻，性能高（响应快）。线控系统取消了许多机械连接装置、液压装置和气压装置，简化 了结构和生产工艺，便于实现汽车轻量化。 e.维护用品可大大减小，减少维护费用。取消机械和液压连接可减少车身质量并简化维护工作，可 能磨损的部件更少了，如使用线控制动无需制动液，使汽车更为环保，减少维护。 f.可以将汽车的车内娱乐装置也集成到网络之中，使得汽车导航和自动驾驶成为可能，整个汽车就 是一个完整的电路整体。 g.安装测试简单快捷，更稳固的电子接口（模块结构），隔板间无机械连接，简单布置就能增加电 子控制功能。 （2）线控技术的缺点 电子设备还相当的不可靠——电磁干扰、器件失效、软件程序的设计、网络攻击等等。一旦电路 失效而没有机械冗余就会导致灾难性的后果——转向失灵、油门难以控制和不能制动。所以线控技术 研究的重点应该是系统的可靠性和安全性。 目前所有大型汽车制造商都在开发线控系统雏形及其产品。美国 TRW 公司开发的线控驾驶系统使
线控技术得以逐渐在汽车上普遍应用的技术背景是：微电子器件的成本降低、可靠性提高，如单 片机，DSP 等；电力电子装置的功能增强、成本降低，可靠性提高，如执行步进电机，伺服电机，传 感器等等。
随着汽车电子化的不断深入，线控技术将在汽车上得到普遍应用，笨重、精确度低的机械系统将 被精确、敏感的电子传感器和执行元件所代替，汽车传统的操纵机构、操纵方式、执行机构也将会发 生根本性的变革。当线控这一目标实现时，汽车将是一种完全的高新技术产品，发动机、变速器、传 动轴、驱动桥、转向机全都不见了，汽车可以说是一台装在轮子上的计算机。
2、目的、依据和意义 汽车离合器操纵形式有液压和拉线式两种，轿车多用液压操纵式，由总泵、分泵、软管、踏板等 组成。它具有噪声小、省力、平稳、布置方便的优点，缺点：漏油；需要维护。特点：摩擦阻力小、 重量轻、布置方便、不受车身变形影响。当驾车者踩下离合器踏板时，推杆推动总泵活塞使油压增高， 通过软管进入分泵，迫使分泵拉杆推动分离叉，将分离轴承推向前；当驾车者松开离合器踏板时，液 压解除，分离叉在回位弹簧作用下逐渐退回原位，离合器又处在接合状态。 自动离合器系统具有模拟经验丰富驾驶员的功能。以平滑、敏感、自动的方式控制汽车离合器工 作，即通过操纵加速踏板、移动变速杆来控制汽车离合器，驾驶员只需挂挡后踏下加速踏板，汽车便 可实现快速起步、平稳起步；行车中，移动变速杆，离合器会自动断开与结合，实现换挡；在停车时， 离合器会自动地在最恰当的时候断开。 该系统有信号输入部件、执行部件和自动离合器控制器 ACM 构成。信号输入部件包括离合器位置 传感器、变速杆传感器、档位传感器、车速传感器、节气门位置传感器、发动机转速传感器、压力开 关、车门开关、制动开关等，传感器信号和开关信号输入到 ACM。 执行部件有液压泵电动机继电器、气动继电器、电磁阀、报警蜂鸣器等，ACM 执行部件工作，实现 离合器的精确控制。 液压式自动离合器则是由 ECU 发送信号驱动电动液压系统，通过液压操纵离合器动作。 液压式 自动离合器在目前通用的膜片离合器的基础上增加了电子控制单元（ECU）和液压执行系统，将踏板 操纵离合器油缸活塞改为由开关装置控制电动油泵去操纵离合器油缸活塞。ECU 根据油门踏板、变速 器档位、变速器输入/输出轴转速、发动机转速、节气门开度等传感器反馈信息，计算出离合器最佳的 接合时间与速度。 自动离合器的执行机构由电动油泵、电磁阀和离合器油缸组成，当 ECU 发出指令 驱动电动油泵，电动油泵产生的高压油液通过电磁阀输送到离合器油缸。通过 ECU 控制电磁阀的电流 量来控制油液流量和油液的通道变换，实现离合器油缸活塞的移动，从而完成汽车起动、换档时的离 合器动作。 本设计针对液压操纵式离合器设计线控操纵系统，可与原系统的功能进行切换工作。
得燃油经济性上升 5％；DELPHI 汽车在电子转向系统中也作了类似改进；BOSCH、VALEO 公司和其 他一些设备制造商已开发或正在开发线控技术和产品；HONDA 在新一代雅阁 V6 轿车上采用线控油门 技术。德国大众也有线控的概念车。美国通用公司在 2003 年研制的 HY-WIRE 概念车和 2005 年研制的 Sequel 概念车上都采用了线控转向和线控制动技术。