李佳乐开题报告

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兰州工业学院

毕业设计开题报告

课题名称:电控半主动悬架设计

学生姓名:李佳乐

指导教师:刘小斌

所在系部:汽车工程学院

专业名称:汽车运用技术

兰州工业学院

2013年11月5日

说明

1.根据兰州工业学院《毕业设计(论文)实施细则》,学生必须撰写《毕业设计(论文)开题报告》,由指导教师签署意见、教研室审查,学院主管教学院长批准后实施。

2.开题报告是毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计(论文)工作前期内完成,开题报告不合格者不得参加答辩。

3.毕业设计开题报告各项内容要实事求是,逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨,语言通顺,外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词,须注出全称。

4.本报告中,由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述,应不少于2000字,没有经过整理归纳,缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。

5.开题报告检查原则上在第1周完成,各系完成毕业设计开题检查后,应写一份开题情况总结报告。

毕业设计(论文)开题报告

学生姓名 李佳乐 学号 201109101114 专业 汽车运用技术

指导教师姓名 刘小斌 职称 教授 所在系部 汽车工程学院

课题来源 课题性质

课题名称 电控半主动悬架设计

毕业设计的目的和意义 悬架是现代汽车上的重要组成之一,是保证汽车行驶平顺性和操纵稳定性的重要部件。其主要作用是传递作用在车轮和车架之间的一切和力矩;缓和里面传递给车架的冲击载荷,衰减由此引起的承载系统的振动,保证汽车的行驶平顺性,也就是对汽车的操纵稳定性、平顺性、舒适性的要求越来越高,而汽车的这些性能都与汽车的悬架系统紧密相关。其中,舒适性是汽车最重要的使用性能之一。舒适性与车身的固有振动特性有关,而车身的固有振动特性又与悬架的特性相关。现在很多高级轿车都用上了独立悬架,大大提高了轿车的乘坐舒适型,而载货汽车由于成本因素的影响,用的则是传统的非独立悬架,安全、智能和清洁的绿色智能悬架将是今后汽车悬架发展的趋势。

此次的毕业设计是电子控制半主动悬架系统设计的实验研究,本课题学习研究的目的是学习研究半主动悬架的设计,将我们平时学到的知识再结合,查找最近资料学习关于电子控制半主动悬架系统设计方面的知识,将我们平时积累的知识再结合学习关于半主动悬架方面的知识,了解到怎么样才能让车辆平稳行驶,并减少载荷对零件和货物的损坏。通过设计巩固和扩展所学的基本理论和专业知识,培养综合运用所学知识技能分析、独立思考和解决实际问题。设计时,须对悬架结构进行合理布置,达到结构合理、操纵灵便、可靠性好、零部件通用性强、生产成本低、易于组织生产和备件供应的要求。通过设计巩固和扩展所学的基本理论和专业知识,培养综合运用所学知识技能分析、独立思考和解决实际问题的能力。

车辆行驶时,由路面不平等因素引起振动[1]。影响 乘坐舒适性和操纵稳定性,甚至影响行驶速度,损坏车辆的零部件和运载的货物,同时车辆振动也是车内噪声的主要来源。 车辆减振主要是通过使用车辆悬架系统来完成。传统的被动悬架的阻尼和刚度参数按优化设计方法选择,一经选定,在车辆行驶过程中就无法进行调节,因而不能适应车辆参数、行驶工况等的复杂多变。在某个特定工况下按目标优化出的悬架系统,一 旦载荷 、车速和路况等发生变化,悬架在新的工况下便不再是最优 。为了克服被动悬架的上述缺陷,人们尝试了许多方法,如采用非线性变刚度弹簧,取得了一定的效果,但这仍不能从根本上消除上述缺陷。为了克服这个缺陷,国外在50年代提出了主动悬架的概念。1973年,美国加州大学戴维斯分校的D.A.Crosby和D.C.Karnop首先提出了半主动悬架的概念。其基本原理是:用可调刚度弹簧或可调阻尼的减振器组成悬架,并根据簧载质量的加速度响应等反馈信号,按照一定的控制规律调节弹簧刚度或减振器的阻尼,以达到较好的减振效果。

但由于随着汽车工业的迅猛发展,车型的多样化、操纵系统自动化、个性化已经成为汽车发展的趋势,而悬架设计是汽车设计中重要的环节之一。因此,汽车悬架系统对汽车的操纵稳定性、乘坐舒适性都有很大的影响,由于悬架系统的结构不断改进,其性能及控制技术也得到了迅速提高。虽然悬从架结构形式到作用原理一直在不断地改变,但从结构而言,它都是由弹性元件、减震装置和导向机构三部分组成[1]~[2]。有些情况下,某一零部件兼起两种或三种作用。有些是传递路面左右在车轮和车架上的支撑力、牵引力、制动力和侧向反力以及这些力所产生的力矩,并且缓冲和吸收由不平路面通过车轮传递给车架或车身的振动与冲击,提高车辆平顺性和安全性。

悬架的主要功用如下[2]:

1 缓和、抑制由于不平路面所引起的振动和冲击,以保证汽车的行驶平顺性;

2 迅速衰减车身和车桥(或车轮)的振动;

3 传递作用在车轮和车架(或车身)之间的各种力(驱动力、制动力、横向力)和力矩(制动力矩和反作用力矩);

4 保证汽车行驶稳定性。

悬架主要由弹性元件、导向机构和减振器组成[4]~ [6]弹性元件受冲击后会产生持续的振动,使乘坐不适,因此,设有减振器将振动迅速衰减,使振幅迅速减小。导向机构用来确定车轮相对于车架或车身的运动,传递除垂直力以外的各种力和力矩。为减少车轴对车架或车身的直接冲撞,一些汽车悬架上装有缓冲块,起限制移动行程。

悬架对整车操纵稳定性、抗纵倾能力也起着决定性的作用。因而在设计悬架时必须考虑以下几个方面的要求[12]~ [14]:

1 通过合理设计悬架的弹性特性及阻尼特性确保汽车具有良好的行驶平顺性,具有较低的振动频率、较小的振动加速度值和合适的减振性能,并能避免在悬架的压缩伸张行程极限点发生硬冲击,同时还要保证轮胎具有足够的接地能力;

2 合理设计导向机构,以确保车轮与车架或车身之间力和力矩可靠传递。

3 导向机构的运动应与转向杆系的运动相协调,避免发生运动干涉,否则可能引起转向轮摆振;

4 侧倾中心及纵倾中心位置恰当,汽车转向时具有抗侧倾能力,汽车制动和加速时能保持车身的稳定,避免发生汽车在制动和加速时的车身纵倾(即所谓“点头”和“后仰”);

5 悬架构件的质量要小尤其是其非悬挂部分的质量要尽量小;

6 便于布置

7 所有零部件应具有足够的强度和使用寿命;

8 制造成本低;

研究内容 1.本课题主要是建立了车辆半主动悬架三维模型,设计了半主动悬架台架试验系统,对不同的路面输入进行了仿真和试验研究。结果表明:建立的物理模型正确,试验系统稳定可靠,为半主动悬架及控制系统的进一步研究奠定了基础。

2. 主要设计思路:

车辆悬架是车辆的重要组成之一,它直接影响着车辆的乘坐舒适性、操纵稳定性等。传统的被动悬架系统因其结构参数无法随外界条件变化而大大限制了悬架性能的改善。全主动悬架系统虽然克服了被动悬架系统的缺陷,但是由于其制造和使用成本高昂,到目前为止尚未得到广泛应用.半主动悬架系统介于被动悬架系统和全主动悬架系统之间,既克服了被动悬架系统的缺陷,又降低了实现的成本,因而有着很高的研究价值和广阔的应用前景。由于此模型与实车模型结构相同、比例相等,在较大程度上逼近了车辆的实车模型,因此能取得较为逼真的试验结果。 对于同样的路面输入,调节减振器节流口不同的开度对于车辆的平顺性与安全性都有较大影响。半主动悬架阻尼可调,故与被动悬架相比有着较强的适应不同路面输入的能力。

参考文献

[1] 杨宗孟.汽车钢板弹簧的设计与计算[J].汽车技术1979

[2] 蒋三青.变跨距变刚度钢板弹簧悬架的设计[J].矿用汽车,1993-4。

[3] 汪健夫.汽车叶片弹簧的设计与计算[M].机械工业出版社,1960

[4] 陈耀明.布一鸣.汽车钢板弹簧的设计与计算汽[J].汽车科技,1978(2)

[5] 汪健夫.汽车设计.北京.清华大学出版社1991

[6] 刘惟信.汽车设计清华大学出版社,2001

[7]龚微寒汽车现代设计制造人民交通出版社,1995

[8] 王望予.汽车设计 第4版[M].北京: 机械工业出版社, 2004。

[9] 刘飞,陈大宇.车辆半主动悬架系统设计与试验研究[J].上海汽车, 2009-6。

[10] 陈家瑞.汽车构造[M].北京:机械工业出版社,2005-1。

[11]陈耀明.布一鸣.汽车钢板弹簧的设计与计算汽[J].汽车科技,1978(2)

[12] 杨宗孟.汽车钢板弹簧的设计与计算[J].汽车技术1986

[13] 龚微寒汽车现代设计制造人民交通出版社,1995

[14] 陈家瑞.汽车构造机械工业出版社,2005

[15] 余志生.汽车理论[M].北京.机械工出版社,2006

研究计划 一.时间安排

2013.12.9~12.15 查资料、分析 设计要求和性能参数。

2013.12.16~12.22 确定结构方案,绘制整体设计布局图或方案图。

2013.12.23~12.29 进行总成结构的选型及参数计算。

2013.12.30~2014.1.5 进行只要零部件的结构选型及设计计算,进行强度校核,绘制

零部件结构图。

2014.1.6~1.12 绘制总成装配图的设计图样。

2014.1.13~1.17 撰写设计说明书。

2014.2.24~3.7 修改设计,论文答辩

二. 工作流程:

1、明确设计题目的任务,广泛查阅并收集大量相关资料

2、通过毕业实习了解半主动悬架的工作原理

3、整理相关资料,着手对半主动悬架进行总体设计,对各个分块部分

的原理进行了解,完成相关部分的具体设计。

4、撰写毕业论文,提交最终设计方案,完成毕业设计。

5、准备毕业设计答辩。

特色与创新

1. 建立了三维模型进行研究

2. 本次半主动悬架是有级可调减振器阻尼的半主动悬架用截流孔径调节

3. 设计具有预测控制性能的半主动悬架

4. 本次半主动悬架创新用神经网络的控制方法

指导教师

意见

指导教师签名:

年月日

教研室意见 学院意见

院长签名:

年月日

教学院长签名:

年月日

附:与课题内容相关的外文资料翻译不少于2000字,参考文献不少于10种。