開題報告-索納塔八制動系統(tǒng)的設計

開題報告設計（論文）題目:索納塔八制動系統(tǒng)的設計院系名稱:

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導師姓名:開題時間:指導委員會指導委員會審查意見：簽字：年月日1.1選題目的和意義當今社會已經(jīng)普遍應用的液壓制動現(xiàn)在已經(jīng)是非常成熟的技術，隨著人們對制動性能要求的提高，防抱死制動系統(tǒng)、驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)、電子穩(wěn)定性控制程序、主動避撞技術等功能逐漸融人到制動系統(tǒng)當中，需要在制動系統(tǒng)上添加很多附加裝置來實現(xiàn)這些功能，這就使得制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜化，增加了液壓回路泄漏的可能以及裝配、維修的難度，制動系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)更加簡潔，功能更加全面和可靠，制動系統(tǒng)的管理也成為必須要面對的問題，電子技術的應用是大勢所趨。從歷代索納塔制動系統(tǒng)的供能裝置、控制裝置、傳動裝置、制動器4個組成部分的發(fā)展歷程來看，都不同程度地實現(xiàn)了電子化。人作為控制能源，啟動制動系統(tǒng)，發(fā)出制動企圖；制動能源來自儲存在蓄電池或其它供能裝置；采用全新的電子制動器和集中控制的電子控制單元(ECU)進行制動系統(tǒng)的整體控制，每個制動器有各自的控制單元。機械連接逐漸減少，制動踏板和制動器之間動力傳遞分離開來，取而代之的是電線連接，電線傳遞能量，數(shù)據(jù)線傳遞信號，所以這種制動又叫做線控制動。這是自從ABS在汽車上得到廣泛應用以來制動系統(tǒng)又一次飛躍式發(fā)展。電液復合制動系統(tǒng)是索納塔從傳統(tǒng)制動向電子制動的一種有效的過渡方案，采用液壓制動和電制動兩種制動系統(tǒng)。這種制動系統(tǒng)既應用了傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)以保證足夠的制動效能和安全性，又利用再生制動電機回收制動能量和提供制動力矩，提高汽車的燃料經(jīng)濟性，同時降低排放，減少污染。但是由于兩套制動系統(tǒng)同時存在，結(jié)構(gòu)復雜、成本偏高。結(jié)構(gòu)的復雜性也增加了系統(tǒng)失效和出現(xiàn)故障的可能性，維護和保養(yǎng)難度增加。在車輛模塊化、集成化、電子化、車供能源的高壓化的趨勢驅(qū)動下，車輛制動系統(tǒng)也朝著電子化方向發(fā)展，很多汽車和零部件廠商都進行了電制動系統(tǒng)的研究和推廣，博世、西門子、特維斯等公司已經(jīng)研制出一些試驗成果，電制動系統(tǒng)必將取代傳統(tǒng)制動系統(tǒng)，汽車底盤進一步一體化、集成化，制動系統(tǒng)性能也會發(fā)生質(zhì)的飛躍。1.2研究現(xiàn)狀現(xiàn)代汽車事業(yè)的發(fā)展日益壯大，使得人們對于汽車的要求越來越大，相對應的人們對于汽車的各個部分的要求也越來越大。從汽車誕生時起，車輛制動系統(tǒng)在車輛的安全方面就扮演著至關重要的角色。近年來，隨著車輛技術的進步和汽車行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來越明顯。眾多的汽車工程師在改進汽車制動性能的研究中傾注了大量的心血。目前關于汽車制動的研究主要集中在制動控制方面，包括制動控制的理論和方法，以及采用新的技術。汽車制動系統(tǒng)種類很多，形式多樣。傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有機械式、氣動式、液壓式、氣—液混合式。它們的工作原理基本都一樣，都是利用制動裝置，用工作時產(chǎn)生的摩擦熱來逐漸消耗車輛所具有的動能，以達到車輛制動減速，或直至停車的目的。伴隨著節(jié)能和清潔能源汽車的研究開發(fā)，汽車動力系統(tǒng)發(fā)生了很大的改變，出現(xiàn)了很多新的結(jié)構(gòu)型式和功能形式。新型動力系統(tǒng)的出現(xiàn)也要求制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式和功能形式發(fā)生相應的改變。例如電動汽車沒有內(nèi)燃機，無法為真空助力器提供真空源，一種解決方案是利用電動真空泵為真空助力器提供真空。最原始的制動控制只是駕駛員操縱一組簡單的機械裝置向制動器施加作用力，這時的車輛的質(zhì)量比較小，速度比較低，機械制動雖已滿足車輛制動的需要，但隨著汽車自質(zhì)量的增加，助力裝置對機械制動器來說已顯得十分必要。這時，開始出現(xiàn)真空助力裝置。1932年生產(chǎn)的質(zhì)量為2860kg的凱迪拉克V16車四輪采用直徑419.1mm的鼓式制動器，并有制動踏板控制的真空助力裝置。林肯公司也于1932年推出V12轎車，該車采用通過四根軟索控制真空加力器的鼓式制動器。隨著科學技術的發(fā)展及汽車工業(yè)的發(fā)展，尤其是軍用車輛及軍用技術的發(fā)展，車輛制動有了新的突破，液壓制動是繼機械制動后的又一重大革新。DuesenbergEight車率先使用了轎車液壓制動器?？巳R斯勒的四輪液壓制動器于1924年問世。通用和福特分別于1934年和1939年采用了液壓制動技術。到20世紀50年代，液壓助力制動器才成為現(xiàn)實。20世紀80年代后期，隨著電子技術的發(fā)展，世界汽車技術領域最顯著的成就就是防抱制動系統(tǒng)(ABS)的實用和推廣。ABS集微電子技術、精密加工技術、液壓控制技術為一體，是機電一體化的高技術產(chǎn)品。它的安裝大大提高了汽車的主動安全性和操縱性。防抱裝置一般包括三部分：傳感器、控制器(電子計算機)與壓力調(diào)節(jié)器。傳感器接受運動參數(shù)，如車輪角速度、角加速度、車速等傳送給控制裝置，控制裝置進行計算并與規(guī)定的數(shù)值進行比較后，給壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出指令。1936年，博世公司申請一項電液控制的ABS裝置專利促進了防抱制動系統(tǒng)在汽車上的應用。1969年的福特使用了真空助力的ABS制動器；1971年，克萊斯勒車采用了四輪電子控制的ABS裝置。這些早期的ABS裝置性能有限，可靠性不夠理想，且成本高。1979年，默．本茨推出了一種性能可靠、帶有獨立液壓助力器的全數(shù)字電子系統(tǒng)控制的ABS制動裝置。1985年美國開發(fā)出帶有數(shù)字顯示微處理器、復合主缸、液壓制動助力器、電磁閥及執(zhí)行器“一體化”的ABS防抱裝置。隨著大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路技術的出現(xiàn)，以及電子信息處理技術的高速發(fā)展，ABS以成為性能可靠、成本日趨下降的具有廣泛應用前景的成熟產(chǎn)品。1992年ABS的世界年產(chǎn)量已超過1000萬輛份，世界汽車ABS的裝用率已超過20%。一些國家和地區(qū)(如歐洲、日本、美國等)已制定法規(guī)，使ABS成為汽車的標準設備。當考慮基本的制動功能量，液壓操縱仍然是最可靠、最經(jīng)濟的方法。就復雜性和經(jīng)濟性而言，增加的牽引力控制、車輛穩(wěn)定性控制和一些正在考慮用于“智能汽車”的新技術使基本的制動器顯得微不足道。傳統(tǒng)的制動控制系統(tǒng)只做一樣事情，即均勻分配油液壓力。當制動踏板踏下時，主缸就將等量的油液送到通往每個制動器的管路，并通過一個比例閥使前后平衡。而ABS或其他一種制動干預系統(tǒng)則按照每個制動器的需要時對油液壓力進行調(diào)節(jié)。車輛制動控制系統(tǒng)的發(fā)展主要是控制技術的發(fā)展。一方面是擴大控制范圍、增加控制功能；另一方面是采用優(yōu)化控制理論，實施伺服控制和高精度控制。在第一方面，ABS功能的擴充除ASR外，同時把懸架和轉(zhuǎn)向控制擴展進來，使ABS不僅僅是防抱死系統(tǒng)，而成為更綜合的車輛控制系統(tǒng)。制動器開發(fā)廠商還提出了未來將ABS/TCS和VDC與智能化運輸系統(tǒng)一體化運用的構(gòu)想。隨著電子控制傳動、懸架系統(tǒng)及轉(zhuǎn)向裝置的發(fā)展，將產(chǎn)生電子控制系統(tǒng)之間的聯(lián)系網(wǎng)絡，從而產(chǎn)生一些新的功能，如：采用電子控制的離合器可大大提高汽車靜止啟動的效率；在制動過程中，通過輸入一個驅(qū)動命令給電子懸架系統(tǒng)，能防止車輛的俯仰。在第二個方面，一些智能控制技術如神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術是現(xiàn)在比較新的控制技術，已經(jīng)有人將其應用在汽車的制動控制系統(tǒng)中。ABS/ASR并不能解決汽車制動中的所有問題。因此由ABS/ASR進一步發(fā)展演變成電子控制制動系統(tǒng)(EBS)，這將是控制系統(tǒng)發(fā)展的一個重要的方向。但是EBS要想在實際中應用開來，并不是一個簡單的問題。除技術外，系統(tǒng)的成本和相關的法規(guī)是其投入應用的關鍵。經(jīng)過了一百多年的發(fā)展，汽車制動系統(tǒng)的形式已經(jīng)基本固定下來。隨著電子，特別是大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，汽車制動系統(tǒng)的形式也將發(fā)生變化。如凱西-海斯(K-H)公司在一輛實驗車上安裝了一種電-液(EH)制動系統(tǒng)，該系統(tǒng)徹底改變了制動器的操作機理。通過采用4個比例閥和電力電子控制裝置，K-H公司的EBM就能考慮到基本制動、ABS、牽引力控制、巡航控制制動干預等情況，而不需另外增加任何一種附加裝置。EBM系統(tǒng)潛在的優(yōu)點是比標準制動器能更加有效地分配基本制動力，從而使制動距離縮短5%。一種完全無油液、完全的電路制動BBW(Brake-By-Wire)的開發(fā)使傳統(tǒng)的液壓制動裝置成為歷史。2.1設計內(nèi)容2.1.1基本內(nèi)容第八代索納塔標準型制動器設計主要參數(shù)車重：1640kg最大扭矩：194N.m前輪胎：215/55R17后輪胎：215/55R17最高車速：196.0車長：4820mm制動系統(tǒng)的制動器及驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式選擇(本設計選用液壓式前輪盤式制動器和液壓式后輪盤式制動器)根據(jù)第八代索納塔標準型汽車的整車參數(shù)，并按照參數(shù)確定制動器的基本參數(shù)計算制動盤、制動襯塊（襯片）參數(shù)、液壓缸及制動主缸參數(shù)等并校核該制動器的制動性能用CAD畫裝配圖、零件圖.編寫設計說明書.2.2.1技術要求（研究方法）通過文獻資料收集，熟悉汽車制動系統(tǒng)設計和CAD的有關理論知識，國內(nèi)外制動器設計方法和汽車計算機輔助設計的發(fā)展狀況。實地到汽車廠等部門實習調(diào)查，了解汽車制動器設計方法。編寫課題研究大綱和開題報告。確定路寶車各項參數(shù)，計算確定各總成參數(shù)和尺寸，完成有關CAD圖紙。按進度要求獨立完成畢業(yè)設計，服從指導教師安排；完成的畢業(yè)設計格式規(guī)范；方案選擇合理，具有可行性、經(jīng)濟性、適用性，設計思路清晰，符合實際，圖紙正確符合制圖標準,內(nèi)容完整。設計和汽車計算機輔助設計的發(fā)展狀況。2.3.1擬解決的主要問題制動器力矩的分析計算。制動盤直徑及制動襯塊部分參數(shù)的計算。制動效能因數(shù)的分析計算。摩擦襯片（襯塊）得磨損特性的計算。三．技術路線或研究方法調(diào)查和資料收集調(diào)查和資料收集方案的選擇方案的選擇制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇和設計計算制動器的選擇和計算制動操縱機構(gòu)的設計計算制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇和設計計算制動器的選擇和計算制動操縱機構(gòu)的設計計算管路布置制動系的主要參數(shù)及其選擇制動系的主要參數(shù)及其選擇后輪盤式制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設計和計算前輪盤式制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設計和計算后輪盤式制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設計和計算前輪盤式制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設計和計算攥寫說明書攥寫說明書繪制總裝圖和零件圖四．進度安排（1）查閱、收集相關資料，完成開題報告第1～2周（2）制動器的結(jié)構(gòu)方案分析第3～4周（3）制動器主要參數(shù)的計算及強度校核第5～7周（4）繪制制動器的裝配圖第8～9周（5）繪制制動器的零件圖第10～12周（5）完成設計說明書第13～14周（6）設計審核、修改第15～16周（7）設計答辯準備及答辯第17周五．主要參考文獻[1]劉惟信.汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析與設計計算北京：清華大學出版社，2004：20—50.[2]余志生.汽車理論.北京：機械工業(yè)出版社，2006年：89.[3]陳家瑞.汽車構(gòu)造（下），機械工業(yè)出版社：2005年8月，第四版.293—294.[4]王庭義，呂彭民，李玉杰，孟鐵.浮動鉗式制動器制動過程有限元分析[J]：長安大學學報(自然科學版)2010年06期[5]程國華.汽車制動系統(tǒng)發(fā)展漫談[J]：汽車運用，2003年第6期.[6]朱旬.金海東.轎車制動主缸結(jié)構(gòu)淺析[J]：汽車研究與開發(fā)，1999年第2期.[7]陳步童.微型汽車制動系統(tǒng)常見故障診斷與檢修[J]：無錫職業(yè)技術學院學報，2003.4期.[8]楊仁華.基于汽車制動綜合性能的鼓式制動器優(yōu)化設計[J]：中國西部科技2010年23期[9]霍志毅，徐平，何曉鵬.某輕型載貨汽車制動性能分析與改進設計[J]：汽車技術2010年12期[10]戴逢權.汽車電子機械制動系統(tǒng)[J].汽車工程師2010年12期[12]童成前，何仁，趙玲，何建清.汽車制動器與整車匹