粘性式限滑差速器毕业论文开题报告.docx
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粘性式限滑差速器毕业论文开题报告
开题报告填写要求
1.开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效;
2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见;
3.“文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于15篇;
4.有关年月日等日期,按照如“2002年4月26日”方式填写。
1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写
1500字左右的文献综述(包括研究进展,选题依据、目的、意义)
文献综述
1.粘性式限滑差速器技术的研究发展状况
粘性式限滑差速器是基于液体粘性传动技术的一种传动部件,液体传动是一门近年来在流体传动科学中新兴的科学,它区别于液压传动与液力传动。
液压传动是基于帕斯卡定律,以液体的压能来传递动力;液力传动是基于欧拉方程,利用液体的动量矩变化来传递动力,如液力耦合器、液力变矩器等。
而液体粘性传动是基于牛顿内摩擦定律,以液体的物理粘性及油膜剪切力来传递动力,如粘性调速器、硅油风扇离合器及大型动力机的软启动装置等。
车用粘性式限滑差速器最早出现于1973年,英国首先应用福格森专利设计了用于轴间的粘性式限滑差速器。
1979年,美国克莱斯勒公司在“EAGLE”汽车上首先应用,并且在美国生产。
1985年,德国的VOLKSWAGEN公司和SRERDAIMLERPUCH公司联合研制的“TRAPROTER”汽车,把粘性式限滑差速器布置到传动轴上。
从那时起,粘性式限滑差速器广泛运用到汽车传动系上。
1987年,日本富士重工和本田公司先后推出了具有轮间和轴间差速器双重功能的粘性式限滑差速器(TWINVISCO)。
粘性式限滑差速器在日本和欧洲汽车行业迅速地生产和发展。
其应用也越来越广泛,不仅用于四轮驱动汽车的轴间差速器,而且还用于两轮驱动汽车的轮间差速器。
从粘性式限滑差速器应用于汽车传动系至今已近40年,国外的研究人员已经做了很多理论分析和试验研究工作,提出了一些计算粘性式限滑差速器剪切转矩的近似数学模型,并对其峰值特性做了试验研究。
采用简化的数学模型,研究粘性式限滑差速器对整车性能的影响。
国内关于粘性式限滑差速器的研究始于80年代,并成功地研制出液体粘性调速离合器及应用在汽车上的硅油风扇离合器。
1991年,吉林工业大学粘性联轴器课题组开始有关应用于汽车传动系的粘性联轴器研究,首先对粘性联轴器进行了传动机理的研究以及结构与性能之间的关系研究,建立了传递转矩的数学模型。
为我国开展粘性联轴器的理论研究奠定了基础,在大量的试验基础上得出粘性联轴器的结构参数对其转矩传递特性的影响,总结出粘性联轴器的计算方法,并通过吉林省科委组织的课题鉴定(做为粘性轮间差速器)。
另外,上海同济大学等单位也进行了相关方面的研发工作,近几年工厂和高校之间也开始了研究和产品开发工作。
二.开展粘性式限滑差速器研究的意义
①.汽车驱动防滑控制系统
汽车驱动防滑控制系统(Anti-slipRegulation)是根据车辆行驶行为,运用数学算法和控制逻辑使车辆驱动轮在恶劣的路面或复杂输入条件下产生最佳纵向驱动力的主动安全系统。
汽车驱动防滑控制系统是伴随着汽车制动防抱死系统(ABS)的产品化而发展起来的,实质上它是ABS基本思想在驱动领域的发展和推广。
由于它大大地提高了车辆的操纵性、稳定性和牵引性,减少了轮胎磨损和事故风险,增加了安全性和驾驶轻便性,所以汽车驱动防滑控制系统获得了广泛迅速地发展。
从控制手段上看,汽车驱动防滑控制系统主要有三种控制方式:
发动机输出扭矩控制、驱动轮制动控制以及差速器控制,其中常利用发动机+驱动轮制动控制或者发动机+差速器联合控制。
差速器控制即是对差速器进行锁止或限滑控制来实现汽车的驱动防滑控制。
它对差速器进行的锁止或限滑控制,使左右驱动轮的输入扭矩根据控制指令和路面情况的不同而作以相应的变化。
当路面两侧附着系数μ差别较大时(双附着路面),低μ一侧驱动轮发生滑转时,控制装置驱动锁止阀,一定程度地锁止差速器,使高μ一侧驱动轮的驱动力得以充分发挥,车速和行驶稳定性获得提高,差速器对路面识别、自动施压、自动控制等的能力也有所增强。
从而有效地提高了汽车高速行驶通过附着不好路面和转弯时的行驶稳定性以及安全性,大大提高了牵引力(驱动力)的发挥。
②.粘性式限滑差速器的特点
粘性式限滑差速器属于上述差速器控制系统中的一种。
为获得较好的纵向加速能力和行驶安全性,一般采用两种方案布置粘性式限滑差速器:
一是采用四轮驱动以充分利用汽车的附着力,另一种是采用限滑差速器即在汽车的差速器中装入限滑装置。
从理论上来说,这两种方案都可行。
第一种方案要对现有汽车的传动型式作较大改动并增设轴间差速器,使汽车驱动能力、防滑能力及安全性都有较大提高,因而在高级轿车上也得到了越来越广泛的应用。
相对而言,第二种方案是在现有基础上改进结构来进一步发挥汽车的现有潜在牵引力,这主要是指在汽车的差速器中加入限滑装置。
在这些限滑装置中粘性式限滑差速器是比较理想的部件,因为粘性式限滑差速器的工作特性决定了这种限滑差速器的限滑特性更理想。
它传递的转矩随转速差的增大而增大,其对驱动力的分配有一个随路面附着情况变化而变化的自适应能力,这种差速器在左右轮转速差较小时与普通差速器基本没有多大差别,但是一旦有转速差产生,它便产生随着转速差增大而增大的限滑转矩,甚至将差速器锁死,并在转速差减小时自行松开。
这一点是机械式限滑差速器所无法比拟的。
从限滑差速器对汽车燃油经济性能的影响角度来说,汽车装粘性式限滑差速器比汽车由于增设机械式限滑差速器所增加的油耗要小得多。
在前驱动车中,由于前轮要进行转向,两前轮绝对不能锁死或差速困难,所以机械式限滑差速器不能满足这种要求,而粘性式限滑差速器的限滑转矩是随转速差增大而增大的,在低转速差时,它的限滑转矩很小,能满足汽车转向要求。
另外,粘性式限滑差速器应用于轮间差速器时能明显减少汽车急转弯时左右轮之间的滑转,提高轮胎寿命并能使汽车在这种情况下仍有一定驱动力存在,保持汽车的可控性从而提高汽车的安全性。
总的来说,采用粘性式限滑差速器作为现代汽车的传动装置,具有以下几方面的优点:
1)差速器锁止与开锁之间的切换是自动和无级的;
2)操纵特点上与普通差速器无明显的差别,驾驶员无需对新的限滑驱动系统进行熟悉,易于操纵;
3)在转向方面,前轮驱动的汽车不会出现转向不足,而且对正常转向影响也很小,对后轮驱动汽车则可增加汽车的不足转向,改善操纵稳定性。
因而,它是一种既可应用于前驱动汽车,也可以用于后驱动汽车的限滑装置;
4)可以减少传动系统中的过载现象;
5)利用粘性式限滑差速器中硅油的阻尼作用,可在一定程度上消除传动系统中的振动。
三.粘性式限滑差速器的应用
粘性式限滑差速器是提高汽车性能的一项高新技术,在国外汽车产品上得到了越来越广泛的应用。
在国内这方面的研究开发工作也开始引起了重视。
它是对普通差速器的革新与改进,它克服了普通差速器只能平均分配转矩的缺点,显著提高了汽车在低附着路面上的动力性和通过性,改善了汽车的操纵稳定性,有效地提高了汽车行驶的主动安全性。
具有工作平滑,能很好地提高驱动、转弯、制动等诸性能的均衡,并且也可应用于前轮驱动,因此正在迅速普及。
粘性式限滑差速器可以使汽车输出一个随转速差增大而增大的限滑转矩,所以在附着系数低的路面(尤其是双附着系数低的路面)上,汽车仍能输出相当大的驱动力使汽车通过,而且汽车在低速转弯时,左右侧车轮的转速差不大,这时粘性式限滑差速器产生的限滑转矩不大,所以对汽车的转向轻便性及燃油经济性影响也很小。
在粘性式限滑差速器技术成熟以前,前轮驱动车的前差速器是不能采用限滑差动装置的,因为前轮是导向轮,若差速器的差动限制转矩过大,就会影响汽车的转向性能。
如果适当的改变内、外叶片的形状、叶片间距和硅油的粘度和特性,可以使粘性式限滑差速器的转矩分配特性非常柔和而连续,能够适应前驱动差速器的限滑要求。
所以粘性式限滑差速器还可以用于前轮驱动。
2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):
1.在普通差速器只能起差速作用的基础上增加其限滑的功能;
2.通过液体传动原理解决汽车打滑时转矩的合理分配,以提高汽车的通过性;
3.保证汽车在平坦路面具有良好的差速作用;
4.粘性限滑差速器正常工作时,其振动性要降到最低;
5.粘性限滑差速器在正常工作时,当传动介质温度升高后,要能迅速降温;
6.正常转弯差速时的最大功率损耗不大于:
1%。
;
7.打滑时附着轮驱动力分配最大比例不小于50%;
8.最大车重:
不小于1.6吨。
方案一:
通过摩擦片对半轴进行双向调节,使其比现有的限滑差速器更具有快速调节的能力。
当打滑时,两半轴转速差较大时,本方案能快速做出反应,对转速快的半轴进行制动尽最大可能将转矩传给转速较慢的半轴,同时转速较慢的半轴也会在粘性传动的作用下,进行调节,使转矩在最大限度的传给转速较慢的半轴。
它传递的转矩随转速差的增大而增大,其对驱动力的分配有一个随路面附着情况变化而变化的自适应能力,这种差速器在左右轮转速差较小时与普通差速器基本没有多大差别,但是一旦有转速差产生,它便产生随着转速差增大而增大的限滑转矩,甚至将差速器锁死,并在转速差减小时自行松开。
优点:
自动适应性强,无级调速性能好,制动性能好,转矩传递效率高,燃油经济性好,
缺点:
结构较复杂,生产成本较高,工作稳定性较差(限滑转矩会随硅油温度的升高而降低)
方案二:
本方案是在普通差速器的基础上对其行星齿轮进行改进的设计,我们都知道普通差速器在限滑功能上有很大的缺陷,是因为当汽车驱动轮打滑时,行星齿轮高速旋转时,由于内摩擦力矩很小,也就是限滑转矩太低,所以导致转矩基本上是平均分配的。
这样的分配比例对于汽车在良好的路面上直线或转弯行驶时是可以满足的,但汽车在坏路面上行驶时却会严重影响其通过能力。
优点:
能自动实时合理分配转矩
缺点:
纵向体积相对较大
方案三:
本方案是通过液力传动装置来直接对转矩进行传动。
优点:
结构简单,生产成本低
缺点:
转矩传递效率较低,燃油经济性较差,工作稳定性较差
方案四:
本方案是方案一和方案二的结合。
方案五:
本方案是通过液压控制、粘性联轴器与普通差速器相结合的装置,其工作原理为:
当行星齿轮顺时针转动时,粘性液体压力倾向于右边。
当行星齿轮逆时针转动时,粘性液体压力倾向于左边。
无论哪边压力变大,均会抑制其转速,并尽最大可能将转矩传向另一边。
优点:
限滑功能强,精确度高,燃油经济性较好。
缺点:
结构复杂,生产成本高,技术要求及精密度要求较高。
方案对比总结:
方案三由于传递大转矩时,又易使差速壳内部温度升高,硅油公称粘度下降过快,导致传递扭矩的传动性较差,会损失一部分动力,进而导致燃油经济性差。
因为硅油工作温度越低,填充的硅油粘度越大,叶片间隙越小,两输出轴间的转速差越大,粘性式限滑差速器所传递的转矩就越大。
其中硅油粘度及其工作温度对差速器整个传递转矩的特性影响较大。
经过对上述五种方案的综合对比,方案四为最佳方案。
指导教师意见:
1.对“文献综述”的评语:
2.对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测:
指导教师:
年月日
所在专业审查意见:
负责人:
年月日
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