轎車用機(jī)械式自動變速器操控機(jī)構(gòu)設(shè)計
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廣東技術(shù)師范學(xué)院
本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
院別
機(jī)電學(xué)院
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
班級
06汽本1
姓名
陳醒環(huán)
學(xué)號
2006090343030
聯(lián)系方式
13710254073
題目
轎車用機(jī)械式自動變速器操控機(jī)構(gòu)設(shè)計
開題申請:(包括選題的意義與目的、文獻(xiàn)綜述、研究現(xiàn)狀、創(chuàng)新思路、論文提綱、進(jìn)度安排、參考文獻(xiàn)等。)
一、 選題的意義與目的
汽車電子技術(shù)是汽車技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。隨著汽車工業(yè)與電子工業(yè)的不斷發(fā)展,在現(xiàn)代汽車上,電子技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。汽車電子化的程度也越來越高,汽車正由單純的機(jī)械產(chǎn)品向高級的機(jī)電一體化產(chǎn)品方向發(fā)展,成為所謂的“電子汽車”。電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車上的主要應(yīng)用有電子控制噴油裝置,電子點(diǎn)火裝置,電控自動變速器,防抱死制動系統(tǒng),電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、自動巡航系統(tǒng)等。其中電控機(jī)械式自動變速器(AMT)就是電子技術(shù)飛速發(fā)展的產(chǎn)物。它大大提高了汽車使用的方便性,降低了駕駛員的勞動強(qiáng)度,進(jìn)一步滿足了人們對汽車的使用要求。AMT既具有液力自動變速器自動變速的優(yōu)點(diǎn),又保留了原手動變速器齒輪傳動的效率高、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、易制造的長處。常適合我國國情的機(jī)電液一體化高新技術(shù)產(chǎn)品。電控機(jī)械式自動變速器(AMT)是在手動機(jī)械式變速器和干式離合器的基礎(chǔ)上利用先進(jìn)的電子技術(shù)和液壓技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動化而產(chǎn)生的。他不僅保留了原齒輪變速器效率高、成本低的長處,而且還具有液力自動變速器因自動換檔所帶來的全部優(yōu)點(diǎn)。它是在現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械變速器上進(jìn)行改造,保留了絕大部分原總成部件,只改變其中手動操作系統(tǒng)的換檔桿部分,生產(chǎn)繼承性好,改造的投入費(fèi)用少,非常容易被生產(chǎn)廠家接受。而其中自動變速器操控機(jī)構(gòu)則是AMT自動換擋的核心執(zhí)行元件,所以研究出控制靈敏的,結(jié)構(gòu)簡單的,工作可靠的,占用空間少的AMT操控機(jī)構(gòu)對于機(jī)械式自動變速器操控機(jī)構(gòu)的發(fā)展有重大的意義。
二、 文獻(xiàn)綜述與研究現(xiàn)狀
機(jī)械式自動變速器(AMT)是如何實(shí)現(xiàn)換擋的呢?主要是自動變速器的電腦(ECU)通過獲得車速、負(fù)荷等參數(shù)后計算,經(jīng)過比較后對變速器的離合器控制機(jī)構(gòu)和選換檔機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。從而使離合器分離或結(jié)合,和選檔換擋。而AMT的操控機(jī)構(gòu)可分為電控-氣動,電控-液動和電控-電動(全電式)三種類型
1.電控-氣動AMT
電控氣動選換檔系統(tǒng)對于一般車輛,由于沒有氣動裝置,一般不采用,只有在有氣壓系統(tǒng)的大型乘用車或商用車上使用。
2.電控-液動AMT
電控液動選換檔系統(tǒng)具有能容量大、操作簡便、易于實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)、具有一定的吸振與吸收沖擊的能力以及便于空間布置等優(yōu)點(diǎn)。但是在利用高速開關(guān)閥控制離合器的系統(tǒng)中,其主要的缺點(diǎn)就是溫度的變化使離合器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)中液壓油的粘度發(fā)生變化,因而使離合器回油管路壓力損失發(fā)生變化。溫度降低,油粘度變大,離合器的結(jié)合速度較慢,導(dǎo)致在汽車剛開始起步時換檔品質(zhì)差。而且溫度降低到一定的程度之后,液壓油的流動性能大大降低,嚴(yán)重時會發(fā)生換不上檔的現(xiàn)象。其次,液壓元件對加工的精度要求非常高,特別是高速電磁閥的加工,因而一般的廠家難以加工,成本高。
3.電控-電動AMT
近些年來,電子產(chǎn)品性能上的不斷完善,使得在變速控制系統(tǒng)中采用電力拖動成為可能。將自動變速控制系統(tǒng)中要直接控制的對象:油門、離合器以及選換檔裝置的動作采取電動機(jī)帶動的方式。但它反映速度比較慢,調(diào)試也比較復(fù)雜,大批量生產(chǎn)有一定難度。
在當(dāng)今對車輛燃油經(jīng)濟(jì)性和排放要求越來越高的國際形勢下,該系統(tǒng)已成為世界各國汽車零部件供應(yīng)商和整車生產(chǎn)廠家競相開發(fā)的熱點(diǎn),并相繼在各種車型上推出各自的產(chǎn)品。美國Eaton公司最近推出了電機(jī)控制執(zhí)行的Fuller變速箱;TTC(Transmission Technologies Corporation)公司和DANA公司成功為商用車開發(fā)了AMT-7變速箱;德國ZF公司開發(fā)的AsTronic自動變速器;德國奔馳公司開發(fā)的Sprintshift變速箱以及意大利Magneti Marelli公司用于法拉利賽車和菲亞特轎車的SelespeedSystem系統(tǒng)等等。從中可以看出AMT具有廣闊的發(fā)展前景。我國汽車企業(yè)也正在開展自動變速器的研制工作,一汽、二汽、北汽福田、奇瑞等汽車企業(yè)都正在研制,吉林大學(xué)、北京理工大學(xué)、上海交通大學(xué)等高等院校也在從事這方面的研究,其中吉林大學(xué)葛安林教授領(lǐng)導(dǎo)研究的兩參數(shù)最佳換檔規(guī)律、動態(tài)三參數(shù)換檔規(guī)律、離合器最佳接合規(guī)律、最佳同步換檔控制、動態(tài)閉環(huán)換檔控制、離合器模糊起步控制、智能換檔理論的研究等處于世界先進(jìn)水平
三、創(chuàng)新思路
AMT系統(tǒng)是在傳統(tǒng)手動的固定軸式變速器和干式離合器的基礎(chǔ)上,應(yīng)用自動變速理論,由電控單元控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)車輛起步、換擋自動操縱。隨著電機(jī)技術(shù)的不斷改進(jìn),電動式AMT成為自動變速器的一個開發(fā)熱點(diǎn)。由于現(xiàn)代轎車的發(fā)展趨向于經(jīng)濟(jì)化、高速化、簡單緊湊化,所以對于轎車用的機(jī)械式自動變速器(AMT)來說,電控電動式的自動換擋機(jī)構(gòu)更適合。而電控電動式的自動換擋機(jī)構(gòu)的機(jī)械部分則是要設(shè)計得更加巧妙,實(shí)用,可靠,簡單緊湊。由于是電機(jī)作為動力源驅(qū)動離合器,選換檔機(jī)構(gòu)工作,電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩都不大,所以該自動變速機(jī)構(gòu)必須設(shè)計出減速增扭和反映靈敏等特性,并且機(jī)構(gòu)必須工作可靠,壽命較長。全電動式的AMT的機(jī)械換擋部分主要是由各種連桿、各種減速齒輪、齒條、蝸輪蝸桿、凸輪等簡單的機(jī)械傳動副組成。因此這就使得該換擋機(jī)構(gòu)較電控液壓、電控氣壓的操縱機(jī)構(gòu)簡單緊湊,并且系統(tǒng)工作所消耗的功率不大。所以AMT的換擋操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計和優(yōu)化則大大改善了AMT變速器制造的經(jīng)濟(jì)性和結(jié)構(gòu)的簡單緊湊性。
四、論文提綱
第一章、前言
介紹三種自動變速器(AT、CVT、AMT)的各種技術(shù)情況,通過對比后得出AMT自動變速器具有傳動的效率高、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、易制造等的優(yōu)點(diǎn)。另外還介紹了AMT變速器在國外的發(fā)展歷史和發(fā)展?fàn)顩r及其發(fā)展趨勢,還提出了本文的主要工作是對轎車用AMT執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,并列出了本文的設(shè)計流程圖。
第二章、電動式AMT離合器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計
主要是介紹AMT變速器的工作原理和分類:電控氣動AMT、電控液動AMT、電控電動AMT,其中電控電動AMT有著控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單,重量輕,成本低,控制方法上簡單等的有點(diǎn),所以電控電動AMT的發(fā)展?jié)摿^大。還介紹AMT的系統(tǒng)功能和AMT的關(guān)鍵控制技術(shù)。
第三章、電動式AMT選檔操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計
根據(jù)查得的車型驅(qū)動離合器的有關(guān)參數(shù),開始對電動離合器的驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行了選型。然后根據(jù)要設(shè)計的電動離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求而選取一種適合的離合器驅(qū)動方案。方案確定后對各個零部件進(jìn)行設(shè)計并校核關(guān)鍵部位,對離合器分離所用的時間進(jìn)行計算。
第四章、電動式AMT換檔操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計
先選定適合的選換檔的方案,并對選檔和換檔的驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行了選型,然后對選檔和換檔的各個零件進(jìn)行設(shè)計并校核,設(shè)計完畢后計算選換檔的總共時間。
第五章、結(jié)論與展望
對前面的工作進(jìn)行了總結(jié),指出了本文僅完成了全電AMT的操控機(jī)構(gòu)的設(shè)計工作,距離產(chǎn)品的實(shí)用化和市場化還有較大的差距。為了進(jìn)一步提高全電動AMT的性能和實(shí)用性,仍需要進(jìn)行后續(xù)研究。
五、進(jìn)度安排
2010.3.22~ 2010.3.28 在圖書館、Internet網(wǎng)上查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料。(1周)
2010.3.29~ 2010.4.11 整理匯總資料,進(jìn)行方案設(shè)計及其比較,擬定最佳設(shè)計方案。(2周)
2010.4.12~ 2010.5.02 進(jìn)行具體的各結(jié)構(gòu)功能件設(shè)計,校核強(qiáng)度和剛度。(3周)
2010.5.03~ 2010.5.16 繪制操控機(jī)構(gòu)總圖及零件圖(2周)
2010.5.17~ 2010.5.30 撰寫設(shè)計論文(12000-15000字),完成3張A0圖紙總量,交指導(dǎo)老師評定。(2周)
六、參考文獻(xiàn)
[1]Garofalo, F.; Glielmo, L.; Iannelli, L.; Vasca, F.. Smooth Engagement for Automotive Dry Clutch. Decision and Control[J], 2001. Proceedings of the 40th IEEE Conference on Volume 1,? 4-7 Dec. 2001 Page(s):529 - 534
[2]陳家瑞等. 汽車構(gòu)造[M]. 北京: 人民交通出版社, 2002.
[3]金倫. AMT換擋過程的離合器控制[J].汽車技術(shù),2006,卷1:11-13
[4]江發(fā)潮. 機(jī)械式自動變速器的離合器優(yōu)化控制[J]. 清華大學(xué)學(xué)報,2005,卷45(第2 期):242-245
[5]Glielmo, Luigi; Iannelli, Luigi; Vacca, Vladimiro; Vasca, Francesco. Gearshift Control for Automated Manual Transmissions[J]. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, v 11, n 1, February, 2006, 17-26
[6]余春暉. 離合器模糊控制[D]. 北京:北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2001
指導(dǎo)教師意見:
指導(dǎo)教師簽名: 年 月 日
教研室或系審核意見:
教研室(系)主任簽名: 年 月 日
備注:本開題報告須裝入學(xué)生的畢業(yè)論文(設(shè)計)檔案袋存檔。
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