HLJITD60底盤測功機設計開題報告

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1、 畢業(yè)設計開題報告 設計（論文）題目: HLJITD60底盤測功機設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 學 生 姓 名: 導 師 姓 名: 開 題 時 間: 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 開題報告撰寫要求 一、“開題報告”參考提綱 1

2、. 課題研究目的和意義； 2. 文獻綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）； 3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題； 4. 技術(shù)路線或研究方法； 5. 進度安排； 6. 主要參考文獻。 二、“開題報告”撰寫規(guī)范 請參照《黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數(shù)應在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。 畢業(yè)設計開題報告 學生姓名 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程B07-2班 指導教師姓名 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛

3、工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 HLJITD60底盤測功機設計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1．課題研究現(xiàn)狀 底盤測功機，又稱轉(zhuǎn)鼓試驗臺，是一種室內(nèi)試驗設備。用以模擬汽車在實際行駛時的阻力，測定汽車的使用性能以及檢測汽車的技術(shù)狀況，診斷汽車故障。底盤測功機既可以用于汽車科學試驗，也可以用于維修。底盤測功機主要部分為滾筒機構(gòu)、動力吸收裝置、控制與測量系統(tǒng)和輔助裝置。附加飛輪系統(tǒng)等。汽車在道路上行駛時，汽車相對于靜止的路面做縱向運動，在底盤測功機上是以轉(zhuǎn)鼓的表面來取代路面，這時是轉(zhuǎn)鼓的表面相對于靜止的汽車作旋轉(zhuǎn)運動。試驗時車輛驅(qū)動輪帶動轉(zhuǎn)鼓-測功機旋轉(zhuǎn)。測功機提供阻轉(zhuǎn)矩

4、，使車輛發(fā)動機受到的阻力等效于同等工況下在道路試驗中受到的阻力；風機的風速跟蹤車速，使車輛發(fā)動機（還有傳動箱、輪胎等）的冷卻條件與道路試驗等效。這樣車輛就可以在底盤測功機上模擬道路行駛。系統(tǒng)還配備了對速度、時間、距離、溫度、壓力、油耗等項目的測量環(huán)節(jié)，由計算機進行數(shù)據(jù)采集和控制【1】。整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，駕駛員在顯示器的提示下按照試驗要求駕駛車輛。一方面保證測試的重復性，別一方面便于相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和車輛性能的調(diào)整。底盤測功機是一種不解體檢驗汽車性能的檢測設備，能方便地進行汽車的加載調(diào)試和診斷汽車在負載條件下出現(xiàn)的故障等。由于汽車底盤測功機在試驗時能通過控制試驗條件，使周圍環(huán)境影響減至最小，同時通

5、過功率吸收加載裝置來模擬道路行駛阻力，控制行駛狀況，故能進行符合實際的復雜循環(huán)試驗，因而得到廣泛應用。 國內(nèi)外的汽車底盤測功機的發(fā)展由機械式到電子式，結(jié)構(gòu)由復雜到簡單的過程。在80年代以前，汽車檢測設備主要以機械結(jié)構(gòu)為主，如機械式測滑實驗臺，測力彈簧結(jié)構(gòu)的制動實驗臺等。汽車底盤測功機也主要以機械模擬為主，即采用飛輪模擬汽車行駛時的平移質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣量阻力，只能檢測汽車在低速行駛狀態(tài)下的參數(shù)，且精度很低。進入80年代，隨著汽車機電一體化的發(fā)展，汽車檢測設備也進入了機電一體化設計階段在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的汽車檢測設備的基礎(chǔ)上，盡量減少機械傳動環(huán)節(jié)，并采用反應速度快的高精度傳感器，電子計算機與機械裝置相

6、結(jié)和的方法來設計汽車檢測設備，為檢測高速行駛中的汽車的真實性能提供了可能性。此階段的汽車底盤測功機主要采用機械一電模擬方式，用飛輪模擬汽車慣性阻力，用電負荷模擬汽車的另一部分行駛阻力，大大提高了檢測的精度。當時，德、日、美三國的很多公司紛紛投入大量的人力、物力開發(fā)研制機械一電模擬的汽車底盤測功機，并取得了很大成果。隨著研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)采用飛輪組來模擬汽車的慣性阻力是有級模擬。對于測定穩(wěn)定工況下的汽車性能而言，在轉(zhuǎn)鼓實驗臺上只要裝有作為負荷的測功機就可以，而且希望旋轉(zhuǎn)部分的慣性矩盡量小，以減少慣性對測量裝置的影響；對于測定非穩(wěn)定工況的汽車性能而言，為了模擬汽車重量的影響，實驗臺旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的

7、動能應與行駛汽車的動能相等。因此，必須采用慣性可調(diào)的飛輪，傳動比可以改變的增速器或通過電力驅(qū)動的調(diào)節(jié)來改變實驗臺旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的動能，以適應重量不同的各種車型的需要。這將使試驗臺結(jié)構(gòu)變得復雜且增加制造成本。因此人們開始研制通用的轉(zhuǎn)鼓實驗臺，即電力汽車底盤測功機。它利用電磁力及發(fā)電機結(jié)構(gòu)提供測功機所需要的負載。在消耗工況下，通過改變磁通量和改變負載電阻均可改變回路中的電流。電力測功機這種實驗臺通過電信號調(diào)節(jié)模擬汽車的慣性力，實現(xiàn)了無級模擬。通過設計良好的底盤測功機測控系統(tǒng)使其能自動調(diào)節(jié)【2】【3】。 汽車底盤測功機被廣泛應用于工業(yè)發(fā)達國家的汽車制造、檢測和維修業(yè)當中。德國申克公司生產(chǎn)的汽車底盤測功機

8、，它自己帶有的一套控制模式能實現(xiàn)數(shù)字控制和模擬控制轉(zhuǎn)速、滑行等功能，可逼真地再現(xiàn)實際工況。還有德國的馬哈公司、美國的野馬公司、CLAYTON公司、法國的TELMA公司、西班牙的FRENELSA公司等生產(chǎn)的底盤測功機在其各自的國家均得到廣泛應用，并出口到世界其他國家。 早期國內(nèi)引進的大多是日本的模擬電子式底盤測功機。1981年，天津公共汽車公司三廠和交通部科學研究院參考引進日本彌榮的CDM．310型底盤測功機，研制出汽車性能試驗臺。1991年，交通部公路研究所和成都汽車保修機械廠制成DCG．10A汽車底盤測功機，結(jié)束了我國不能生產(chǎn)底盤測功機的歷史【4】。目前，汽車底盤測功機在我國已經(jīng)有一些企業(yè)

9、生產(chǎn)了一系列的產(chǎn)品，國內(nèi)生產(chǎn)的主機(機械部分)已接近并在某些主要指標方面達到或超過進口設備水平，研究現(xiàn)在主要集中在控制系統(tǒng)這一部分，與國外仍有一定差距。 近年來因電子計算機技術(shù)的高度發(fā)展，為數(shù)掘的采集、處理及試驗數(shù)據(jù)分析提供了有效的手段，同時為模擬道路狀態(tài)準備了條件，加速了底盤測功機的發(fā)展，加之各類專用軟件的開發(fā)和應用，使底盤測功機得到了更廣泛的推廣。 2.選題目的和意義 當今世界關(guān)于環(huán)境和能源的問題備受關(guān)注，“節(jié)能、環(huán)保、安全”已成為未來汽車工業(yè)發(fā)展的主題，汽車的輕量化設計對提高車輛動力性、減少能源消耗與降低污染具有重要的實際意義。為了解決這些問題，節(jié)能汽車呈現(xiàn)加速發(fā)展的趨勢，節(jié)能

10、汽車的研發(fā)任務日趨緊迫，其研究手段需要不斷完善。 目前車輛主要的開發(fā)方式為計算機仿真、實車開發(fā)和試驗臺開發(fā)平臺三種。計算機仿真有適應性強、費用低、開發(fā)周期短等優(yōu)點，但受動力系統(tǒng)復雜的數(shù)學模型的制約，難以得到準確結(jié)果，仿真結(jié)果的可信性、可用性必須通過其它途徑來檢驗。實車平臺的優(yōu)點是能夠為開發(fā)對象提供真實的運行環(huán)境，但成本高、適應性差、測試和調(diào)節(jié)難度大。汽車底盤測功機試驗臺及與其相關(guān)的動力測試設備可以方便有效地對動力系統(tǒng)及其部件進行性能測試，對控制策略的優(yōu)劣進行分析和評價，在整車的開發(fā)中具有計算機仿真和實車平臺所不可替代的作用，是車輛開發(fā)的基礎(chǔ)設施。用底盤測功機對整車進行綜合試驗。該綜合試驗使用

11、了功能比車載測試儀器更強的室內(nèi)試驗設備，消除了無需研究的因素，在某些方面可獲得精度更高、更全面和更深入的試驗結(jié)果。 同時，車輛本身又是一個復雜的系統(tǒng)，在使用過程中，隨著行駛里程的增加和使用時間的延續(xù)，車輛的技術(shù)狀況不斷惡化，出現(xiàn)動力性、經(jīng)濟性下降，排放污染物增加，使用的可靠性降低，故障率上升等現(xiàn)象，嚴重時車輛不能正常運行。因此要加強對在用車輛的定期檢測，以便及時維修調(diào)整，使車輛處于良好的技術(shù)狀況。汽車底盤測功機就是常用的檢測車輛性能的設備。 底盤測功機室內(nèi)試驗系統(tǒng)最終建立，可直接對整車控劃目標，如動力性能、經(jīng)濟性能進行全面的檢測，同時也可對動力總成控制系統(tǒng)進行全面調(diào)試和檢測，縮短整車試驗和

12、標定的試驗周期，降低研制的風險和成本，對整車和零部件總成的設計具有十分重要的指導意義。在車輛的使用過程中，底盤測功機充分利用現(xiàn)代化檢測手段，可在汽車不解體的條件下迅速準確地檢測汽車各機構(gòu)、系統(tǒng)、零部件的技術(shù)狀況和使用性能，查找故障或隱患所在，采取相應的預防措施，確保車輛在良好的技術(shù)狀況下運行。對車輛的使用和維護同樣具有十分重要的意義。 本設計為全國大學生節(jié)能車比賽用車，相應的底盤測功機。既能夠測試節(jié)能賽車的性能（包括驅(qū)動輪輸出功率、扭矩和轉(zhuǎn)速）。也可以進行電動汽車(包括純電動汽車、燃料電池電動汽車)及摩托車的特有性能的測試。故設計本底盤測功機具有如下功能： （1）．起步換擋加速性能測試；

13、 （2）．最高車速測試； （3）．爬坡度測試； （4）．底盤輸出功率測試； （5）．燃油經(jīng)濟性試驗； （6）．校驗車速表、校驗里程表； 二、設計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 設計的主要內(nèi)容： （1）設計滾筒機構(gòu)、動力吸收裝置、控制與測量系統(tǒng)和輔助裝置，附加飛輪系統(tǒng)。 （2）建立車輛行駛仿真數(shù)學模型。 （3）程序設計，基于NI公司labview軟件； （4）設計測試系統(tǒng)； 本課題需要解決的關(guān)鍵問題有： (1) 汽車底盤測功機慣性模擬系統(tǒng)的設計。 (2) 底盤測功機設備選型匹配設計計算。 (3) 道路行駛阻力在試驗臺上的再現(xiàn) (4) 冷卻風扇跟蹤車速變化。

14、 (5) 數(shù)據(jù)分析和處理。 （6）控制系統(tǒng)的實現(xiàn)。 三、技術(shù)路線（研究方法） 資料的調(diào)研及整體認識 控制系統(tǒng)的設計 測量系統(tǒng)的設計 確定拉壓傳感器型號 確定轉(zhuǎn)速傳感器型號 加載裝置的選型 滾筒裝置的設計 慣性模擬裝置的設計 輔助裝置的設計 硬件總體布局設計 底盤測功機的總體結(jié)構(gòu)設計 四、進度安排 （1）調(diào)研、資料收集、完成開題報告， 第1-2周 （2）整體方案設計，完成結(jié)構(gòu)示意圖（手繪），第3周 （3）結(jié)構(gòu)設計計算，有限元分析，第4-8周 （4）繪制設計圖，第9-11周 （5）編寫設計說明書，第12周 （6）畢業(yè)設計（論文）審

15、核、修改， 第13-15周 （7）畢業(yè)設計（論文）答辯準備及答辯， 第16、17周 五、參考文獻 [1] 徐志敏，劉美生. 卿燕萍 汽車底盤測功機的原理及檢測 [J].中國測試技術(shù),2004,30(3). [2] 吳正東. 基于Labview的摩托車底盤測功機測控系統(tǒng)的研發(fā) [D]. 重慶:重慶大學,2007. [3] 胡博. 基于CAN總線的汽車底盤測功機測控系統(tǒng)研究 [D]. 哈爾濱: 哈爾濱理工大學,2008. [4] 孔國初. 基于CAN總線的電模擬摩托車底盤測功機的研究 [D]. 華中科技大學,2005 [5] 余志生. 汽車理論(第五版) [M]. 北京: 機

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