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毕业论文想做车辆半主动悬架控制

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毕业论文想做车辆半主动悬架控制

1.技术路线的确定

技术路线的论证确定用于指导产品开发方向。从技术成熟度,目前商用车领域智能悬架系统应用均为半主动悬架,半主动悬架技术采用调节阻尼的方式实现半主动控制;从成本上,主动悬架成本高出半主动悬架3-5倍,与商用车用户价值不符,性价比不如半主动悬架;从汽车智能化发展上,半主动悬架可实现电动控制,从传感器精度、安全性、可靠性足以支撑辅助驾驶和有条件自动驾驶。从商用车行业发展趋势来看,判断悬架系统发展基本趋势为:半主动-主动-智能化;控制方面:功能实现过程为:多挡位可调-自适应连续可调-预见性智能控制。

2. 关键技术实现路径的确定

半主动悬架系统的关键技术为机电一体化控制技术,目前行业主流路径是硬件与软件打包由供应商提供,包括后期悬架系统调校均有相关供方承担进行。由供方提供软硬件技术意味着主机厂完全没有自主技术权,没有主导设计的话语权,关键核心参数均由供方掌握,属主机厂黑匣子件,且成本高昂。随着国际形势的变化,国家鼓励自主创新,鼓励企业掌握核心关键技术。自主开发控制系统是未来主机厂考虑选用的开发模式,与供方进行硬件及变阻尼减振器的联合开发或联合调校。

3. 较传统悬架开发的差异性方法探索

传统悬架系统的开发是在一个知识领域内容开展的系统设计,而半主动悬架系统是机电一体化系统的设计,开发设计的过程包括建模和仿真、样机原型系统和部署三个阶段。开发过程是跨学科设计;包含了四门基础的学科:电学、机械学、计算机科学及信息技术。设计阶段,从涉及的设计职能部门也能看出跨学科的差异,传统悬架系统的开发涉及部门有整车级部门、底盘、试制试验部门、采购部门等;而半主动悬架系统开发的部门增加了电控部门、电器部门等。基于传统悬架的差异,需要在开发初期确定好协同设计的策略,跨部门的沟通模式等关键事项。

4.全新产品研发中风险管控思维的运用

全新产品研发中风险管控思维的运用:随着智能化悬架系统产品的复杂度提升,风险管控思维需前置,从设计初期就应开始渗透到设计当中。该风险包含两方面内容,一是主观上的不确定,半主动悬架系统为全新开发的产品,缺乏类似开发的经验,开发阶段各个环节存在主观考虑不全面;二是客观上的不确定,半主动悬架系统是跨学科的系统,系统本身存在不确定性。针对风险需实施风险管理,降低风险。基于目标的确定的,开始风险识别,风险分析评价,风险决策及风险实施,最终按照PDCA流程进行。

半主动悬架技术采用调节阻尼的方式实现半主动控制,开发设计的过程包括建模和仿真、样机原型系统和部署三个阶段。

要根据车的基本配置,选择合适的研究方法,一定要了解车子基本构造,一定要了解结构的稳定性,在开发研究的时候,要考虑实用性和成本。

以发动机悬置机构说明:

随着当前底盘、发动机技术的日臻完善,车辆的振动、噪声的控制转而成为各个整车厂在研发上的重中之重。据统计分析在一个车辆系统的上万个零部件中,对振动起关键作用的部件估计有上百个或更多。它们又分别在整车的振动系统中起不同的作用。

主动式悬置(架)和半主动式悬置(架)的区别定义为:分别在不同力的作用下,采取一定的依赖(结构)或独立承担承担发生现象的结果。概念比较模糊,但通过实物不难理解,如市面上采用的可调空气弹簧和阻尼器就是通过产生一定的控制力条件下,主动式承担系统作业或是依赖个别部件或控制部分而进行的合作式作业。

半主动悬置也可称为“被动式”悬架,其和“主动式”悬架区别在于能否根据“反馈信号”(如外力)产生“控制力”,以适应不同路况和车况变化。另“主动式”悬架又可分为“全主动悬架”和“半主动悬架”两类,区别是控制力产生的方式不同和适应性的强弱。全主动悬架能使在不同路面保障其行驶的“平稳性”和操纵驾驶上的“稳定性”,而“半主动悬置”只适应较少的路面情况,不适合复杂路面。

目前悬置的组成结构:

A、橡胶悬置

悬置结构为橡胶+金属支架,在低频、大振幅的动刚度和滞后角变化小。在高频、小振幅激励下的动刚度和滞后角变化不大,容易产生动态硬化现象,常用于发动机前后悬置,阻止发动机过渡扭转。

B、液力悬置

悬置结构为橡胶形腔+液体(乙二醇)+金属支架,在低频、大振幅的激励下具有大阻尼;在高频、小振幅的激励下具有小刚度。可根据实际和成本情况决定采用一个液压悬置还是采用多个液压悬置。常用于发动机左右悬置。

车辆半主动悬架控制研究论文

半主动悬架的研究工作始于1973年,由D.A.克罗斯贝和D.C.卡诺普首先提出。半主动悬架由可变特性的弹簧和减振器组成。半主动悬架的基本工作原理是:用可调弹簧或可调整减振器组成悬架,并根据簧上质量的速度响应、加速度响应等反馈信号,按照一定的控制规律,调节可调弹簧的刚度或可调减振器的阻尼力。半主动悬架主要是通过电磁阀控制可调阻尼减振器。可调阻尼减振器由具有不同节流孔的转阀得到舒适(软)、正常(中)、运动(硬)三个等级的阻尼。起步、制动、急转弯和高速选择运动(硬)以保证良好的操纵稳定性,低速选择舒适(软)以获得良好的平顺性,中速选择正常(中)兼顾平顺性与操纵稳定性。通过改变弹簧刚度以减振的半主动悬架由哈伯德等人于1976年提出,弹簧刚度的改变是通过切换空气弹簧实现的。刚度可调的空气弹簧具有副气室的空气弹簧,由刚度控制阀改变主、副气室的通道面积,得到软、中、硬不同的刚度,其控制与可调阻尼半主动悬架有类似之处。

1.技术路线的确定

技术路线的论证确定用于指导产品开发方向。从技术成熟度,目前商用车领域智能悬架系统应用均为半主动悬架,半主动悬架技术采用调节阻尼的方式实现半主动控制;从成本上,主动悬架成本高出半主动悬架3-5倍,与商用车用户价值不符,性价比不如半主动悬架;从汽车智能化发展上,半主动悬架可实现电动控制,从传感器精度、安全性、可靠性足以支撑辅助驾驶和有条件自动驾驶。从商用车行业发展趋势来看,判断悬架系统发展基本趋势为:半主动-主动-智能化;控制方面:功能实现过程为:多挡位可调-自适应连续可调-预见性智能控制。

2. 关键技术实现路径的确定

半主动悬架系统的关键技术为机电一体化控制技术,目前行业主流路径是硬件与软件打包由供应商提供,包括后期悬架系统调校均有相关供方承担进行。由供方提供软硬件技术意味着主机厂完全没有自主技术权,没有主导设计的话语权,关键核心参数均由供方掌握,属主机厂黑匣子件,且成本高昂。随着国际形势的变化,国家鼓励自主创新,鼓励企业掌握核心关键技术。自主开发控制系统是未来主机厂考虑选用的开发模式,与供方进行硬件及变阻尼减振器的联合开发或联合调校。

3. 较传统悬架开发的差异性方法探索

传统悬架系统的开发是在一个知识领域内容开展的系统设计,而半主动悬架系统是机电一体化系统的设计,开发设计的过程包括建模和仿真、样机原型系统和部署三个阶段。开发过程是跨学科设计;包含了四门基础的学科:电学、机械学、计算机科学及信息技术。设计阶段,从涉及的设计职能部门也能看出跨学科的差异,传统悬架系统的开发涉及部门有整车级部门、底盘、试制试验部门、采购部门等;而半主动悬架系统开发的部门增加了电控部门、电器部门等。基于传统悬架的差异,需要在开发初期确定好协同设计的策略,跨部门的沟通模式等关键事项。

4.全新产品研发中风险管控思维的运用

全新产品研发中风险管控思维的运用:随着智能化悬架系统产品的复杂度提升,风险管控思维需前置,从设计初期就应开始渗透到设计当中。该风险包含两方面内容,一是主观上的不确定,半主动悬架系统为全新开发的产品,缺乏类似开发的经验,开发阶段各个环节存在主观考虑不全面;二是客观上的不确定,半主动悬架系统是跨学科的系统,系统本身存在不确定性。针对风险需实施风险管理,降低风险。基于目标的确定的,开始风险识别,风险分析评价,风险决策及风险实施,最终按照PDCA流程进行。

减振器方面国内泰斗是北理工俞德孚教授,俞教授著有经典的《车辆悬架减振器的理论和实践》,1988年出版,这本书值得珍藏,目前应该是绝版了。不过,虽然是经典著作,但是现下的从业者知道这本书的已经不多了。现在流行的一本经典著作是John C博士著的《The Shock Absorber Handbook》,这本书一出来就爆了,从业者基本上人手一本。现在也有中文译本《减振器手册》,李惠彬等译。搞减振器的不得不了解一下一些先进技术的趋势,所以Savaresi博士的《Semi-Active Suspension Control Design for Vehicle》也是要读一读的,即便读不懂,也该拥有一本。这本书也有译本,清华大学汽车工程系危银涛教授的《车辆半主动悬架控制设计》。搞悬架减振器这块的工程师也好,学生也罢,只要查书籍、文献,一定会看到一个叫zcc的教授,该教授成果丰硕,且发表记录也颇为豪华

1、减振器专业书籍减振器方面国内泰斗是北理工俞德孚教授,俞教授著有经典的《车辆悬架减振器的理论和实践》,1988年出版,这本书值得珍藏,目前应该是绝版了。不过,虽然是经典著作,但是现下的从业者知道这本书的已经不多了。现在流行的一本经典著作是John C博士著的《The Shock Absorber Handbook》,这本书一出来就爆了,从业者基本上人手一本。现在也有中文译本《减振器手册》,李惠彬等译。汽车先进技术译丛:减振器手册京东¥去购买搞减振器的不得不了解一下一些先进技术的趋势,所以Savaresi博士的《Semi-Active Suspension Control Design for Vehicle》也是要读一读的,即便读不懂,也该拥有一本。这本书也有译本,清华大学汽车工程系危银涛教授的《车辆半主动悬架控制设计》。

汽车电控悬架原理毕业论文

汽车的底盘作为车辆的重要组成部分,汽车底盘的电控技术是汽车底盘安全的技术保障。下面是我为大家精心推荐的汽车底盘电控技术论文,希望能够对您有所帮助。汽车底盘电控技术论文篇一:《汽车底盘构造与维修技术》 摘要:底盘作为车辆的重要组成部分,是汽车正常、安全行驶的有力保障。它包括了传动系、行驶系、转向系和制动系这四大部分,每―音B分都有其特殊的功能。在当前汽车越来越普及同时频频因车辆维修不及时、不到位而出现安全事故的情况下,为了保障驾驶的安全顺利,车主们有必要了解汽车底盘的构造并掌握必要的维修技术。 引言 随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,汽车的普及率已经越来越高,在社会生产生活中起着越来越突出的作用。但很多车主在使用汽车的过程中却缺乏相应的汽车构造和维修的知识和技能,这导致了一方面很多车主容易出现使用不当而使汽车出现各种故障,一方面却没法进行必要的、力所能及的维修。另外,虽然有部分车主具有一定的维修技能和 经验 ,但主要侧重于汽车的发动机和车本身,对于底盘的维修则知之甚少,连基本的构造也并不清楚。随着应车辆底盘故障而导致道路事故越来越频繁情况的出现,有必要对汽车底盘的构造及相关的维修技术进行必要的介绍和 总结 ,以便为广大车主们提供一些有益的借鉴。 1 汽车底盘的构造 汽车底盘的构造可分为传动系、行驶系、转向系和制动系这四大部分,下面对它们进行逐一的详细介绍。 传动系 汽车传动系指的是从发动机到驱动车轮之间所有的动力传递装置。其种类有机械传动、液压传统等多种,能满足不同种类、不同功能定位的汽车的需要。传动系的结构包括用于切断或传递发动机向变速器输入动力的离合器、改变运转速度和牵引力的变速器以及改变传输力方向的主减速器等多个部分。其基本作用是将发动机的转矩传递给驱动车轮,同时还必须适应形势条件的需要,改变转矩的大小。以普通的机械式传动系统为例,发动机产生的动力依次经过离合器、变速器和由万向节与传动轴组成的万向传动装置,以及安装在驱动桥中的主减速器、差速器和半轴,最后传到驱动车轮。传动系在汽车行驶中的功能很多,包括最常用到的减速、变速、倒车、中断动力等。同时它还可以有效配合发动机进行各项工作,有力地保障了汽车的行驶安全。 行驶系 行驶系主要由汽车的车架、车桥、车轮和悬架这四大部分组成,它的主要功能是接受传动系传过来的动力,然后再通过驱动轮与路面产生的作用来形成对车辆的牵引力,使汽车有正常行驶的动力。除此之外,行驶系还有承受汽车总重量和地面的反力的作用[2];在路面行驶时,它还可以起到有效缓和路面对车身造成的冲击,减少汽车的震动,保持行驶平稳以及保证汽车操纵稳定等作用。 转向系 汽车转向系是指汽车上用来调整行驶方向的专设机构。主要由转向操纵机构、转向器、转向传动机构组成。汽车转向一般是由驾驶人通过操纵转向系统的机件改变转向车轮的偏转角来实现的,其功能是保证汽车能够按照驾驶人选定的方向行驶和保持汽车稳定的直线行驶。汽车转向系统包括两大类,一类是完全依靠驾驶员操作的转向系统,即机械转向系统;另一类是借助动力来操纵转向的系统,即动力转向系统,当前越来越多的汽车开始采用动力转向系统了。而其中动力转向系统还可以进一步细分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统和气压动力转向系统这三类。 制动系 制动系统是汽车上用来使路面在汽车车轮上面施加一定的压力,从而对其进行一定程度的强制制动的专门装置。它的主要作用包括使汽车在以不同的速度行驶时能按照驾驶员的需要进行强制减速以及停车、使己停驶的汽车在包括坡道在内的各种道路条件下能稳定驻车以及使在下坡路段行驶的汽车的速度保持稳定等。对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力,由于这些外力的大小和出现的时机都是随机的,不是驾驶员可以控制的,因此要想实现上面的功能,车辆就得加装一些专门的装置。现在很多车主都意识到了制动系统对行车安全性的重要作用,因此在他们车辆的行车制动系一般都安装有制动防抱死系统(ABS),它可以有效控制滑移率,始终使车轮处于转动状态而又有最大的制动力矩,从而为车辆制动时的操纵性和稳定性提供强大的保障。 2 汽车底盘的维修 离合器踏板的检查与调整 首先是测量离合器踏板自由行程。用手轻压离合器踏板,并在感到有阻力时用直板尺测量踏板的下降距离。其次是调整离合器踏板自由行程。松开锁止螺母并转动推杆,调整后紧固锁止螺母。再次是测量离合器踏板行程。将离合器踏板踩到底,用直板尺测量起止位置之间的距离。最后是调整离合器踏板的行程。松开锁止螺母并转动螺栓。离合器踏板行程调整好后紧固锁止螺母。 转向横拉杆球节的更换(建议左右同时更换) 首先是转向横拉杆外球节的拆卸。拆卸车轮,标记转向横拉杆后拆卸外球螺母,并用球节拆卸工具KM-507-B从转向节上断开外球节。松开转向横拉杆调整螺母,通过扭动从转向横拉杆上拆下外球节。其次是转向横拉杆的安装。对准转向横拉杆上的标记,将调整螺母重新定位。通过扭动将外球节安装到转向横拉杆上,然后将外球节连接到转向节上。接着是调整前轮前束,紧固转向横拉杆外球节调整螺母。再次是转向横拉杆内球节的拆卸。依次拆卸车轮、转向横拉杆外球节、防尘套固定夹、防尘套和转向横拉杆内球节。最后是转向横拉杆内球节的安装。第一步是安装转向横拉杆内球节并紧固。接着依次安装转向器防尘套、防尘套固定夹、转向横拉杆外球节和车轮。 空挡起动开关的检查和调整 空挡起动开关的检查 第一步是施加驻车制动并将点火开关置于ON位置。第二步是踩下制动踏板,检查并确认换挡杆在N或P位置时发动机能起动看,而在其他位置时不能起动。最后是检查并确认当换挡杆在R位置时倒车灯点亮,倒挡警告蜂鸣器鸣响,但在其他位置不起作用。如果发现故障,则应检查空挡起动开关的导通性。 空挡起动开关的调整 第一步是松开空挡起动开关的螺栓,并将换挡杆置于N位置。然后将凹槽与空挡基准线对准,将开关固定到位后再拧紧两个螺栓。力矩为。调整完成后进行开关工作情况检查。 前减震器的更换 前减震器的更换分为四个部分。 前支柱总成的拆卸 拆卸支柱上盖和螺母,举升并妥善支承车辆后拆卸轮胎。在装备防抱死制动系统(ABS)的车辆上从支柱总成上断开ABS传感器线路;在从支柱总成的固定架上拆卸完制动油管后接着拆卸稳定连杆至支柱总成螺母并断开稳定连杆接下去。拆卸转向节至支柱总成螺母和螺栓,以便断开转向节。最后就可以拆卸支柱总成了。 前减震器的分解 拆卸支柱总成后将支柱总成固定到弹簧压缩工具上,确保挂钩正确支撑在支柱弹簧上。接着用弹簧压缩工具压缩前弹簧,并用开口扳手握住螺纹活塞杆,同时用双环扳手拆卸活塞螺母和垫圈,拆卸时速度要快。接下去是拆卸上支柱座、座轴承、上弹簧座、上环减震垫和空心 保险 杠,拆完这些后就松开弹簧和拆卸弹簧及下环减震垫。 前减震器的组装 安装下环减震垫和弹簧。用弹簧压缩工具KM-329-A压缩弹簧。接着是安装空心保险杠、上环减震垫、前弹簧定位器、上弹簧座、上支柱座和座轴承并确保上弹簧座卡在前弹簧定位器上。完成上述步骤后就开始安装活塞杆螺母并紧固,最后是松开弹簧压缩工具。 前支柱总成的安装 第一步是安装支柱总成,然后是安装转向节至支柱总成螺母和螺栓,将支柱总成连接到转向节上。紧固转向节至支柱总成螺母和螺栓。接着连接稳定连杆至支柱总成螺母,将稳定连杆连接到支柱总成并紧固稳定连杆至支柱螺母。完成这些后便将制动器油管安装到支柱总成固定架上,如果车辆上安装有ABS,要将ABS传感器的线路连接到支柱总成上。然后是安装车轮并降下车辆。最后是安装支柱总成至车身的固定螺母,紧固支柱总成至车身螺母。 3 结语 随着汽车在人们生活中的应用越来越广,起的作用越来越大。为了更好地发挥它的作用,有必要掌握一定的汽车维修技术。尤其是号称汽车第二心脏的底盘,更要加强对其构造结构的了解,并掌握一定的维修技术。 参考文献: [1]小乐.底盘支撑起一片移动的天空[J].汽车与安全,2012(07):13 15. [2]林晓伟.探究汽车底盘的保养与维修[J].科技致富向导,2013(18):33 37. [3]马国宸.基于分层式结构汽车底盘系统集成控制研究[D].浙江大学2011:33 39. 汽车底盘电控技术论文篇二:《试谈汽车底盘新控制技术》 摘要 :随着汽车技术的发展,出现了各种针对汽车不同的功能而设计的控制器,汽车底盘新控制的发展突飞猛进,很大程度上从整体改善了车辆的性能,保证汽车的稳定性和耐耗性。本文通过对汽车底盘不断发展的新控制技术的分析,指出了这些新控制技术对汽车的安全性、动力性、操作稳定性等方面的重要作用,希望这些汽车底盘新控制技术的应用可以进一步促进汽车性能的加强和提高。 关键词: 汽车底盘;控制技术;线控技术;电子化技术 随着汽车行业的飞速发展,越来越多的新技术应用到了汽车上,汽车底盘控制技术不断翻新,使汽车的使用性能不断提高。目前汽车底盘的新技术主要包括线控制动系统、主动悬架控制系统等,这些最新的研究和发展趋势是利用高速网络将各种控制系统连为一个整体,形成了总体的控制系统,大大提高了汽车的安全主动性、机动性和舒适感。 1 汽车底盘的电子化技术 电子稳定控制系统(ESP) 车身电子稳定系统(Electronic Stability Program,简称ESP)主要由转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器、转向盘、制动踏板传感器等组成。 ESP系统属于汽车主动安全性控制系统,其中的各种传感器用来监控汽车的形式状态和司机的操控动作,使电脑对汽车失稳的程度进行精确计算,并得到恢复稳定行驶的调节参数,当汽车由于路面附着力发生异常变化,出现失稳状态,或者是由于司机操控不当,出现失稳状态时,可以通过ESP系统进行调控,有效的抑制前后轮的侧滑,解决由于转向不足和转向过度造成的失稳问题。ESP系统实际上使智能主动防滑稳定系统的最高形式,它可以使汽车始终在惯性力和行驶方向一致的状态下进行操控和行驶,及时抑制汽车侧滑失控,降低侧向碰撞机率,避免发生意外事故。 全电路制动系统(BBW) BBW系统是一种全新的制动模式,它的系统结构包括电能制动器、控制单元、电子制动踏板、连接电线等等。全电路制动系统是一种新型的智能化制动系统,它采用嵌入式总线技术,可以与防抱死制动系统、牵引力控制系统等汽车主动安全系统进行协同工作,通过优化微处理器中的控制算法,精确的调整制动系统的工作过程,从而提高车辆的制动效果,加强汽车的制动安全性能。BBW系统是一个新生事物,有着传统制动系统无可比拟的诸多优势,能够较大幅度的提高汽车的安全形势性能,虽然目前BBW系统的投入使用还很有限,但是,随着汽车界对BBW系统的兴趣日渐高涨,BBW系统必将迅速在汽车上推广,最终取代中小型车辆上的传统液压制动系统。 汽车悬架控制系统 洗车悬架控制系统主要包括主动悬架阻尼器控制系统(ADC)和主动横向稳定器(ARC)。ADC由电子控制单元、CAN、4个车轮垂直加速度传感器等组成,可以对阻尼器比例阀进行相应的调节,自动调节车高,抑制车辆的变化等,使汽车的悬架系统能更好的保证汽车的舒适性、安全性和稳定性。ARC主要是主动然稳定杆的左右两端作垂直方向的相对位移,使车身的侧倾角接近零,以提高汽车的舒适性,由于汽车前后的两个主动稳定杆可以调节车声的侧倾力矩的分配比例,从而可以有效调节汽车的动力特性,提高了汽车的安全性和机动性。 2 汽车底盘线控技术 所谓线控就是指用电子信号的传送取代过去由机械、液压或气动的系统连接的部分,如换档连杆、转向器传动机构等,它不仅是取代连接,而且包括操纵机构和操纵方式也发生了变化,这种技术的应用,将改变汽车的传统结构。线控技术的结构简单,不仅减少了制造成本,同时也减少了底盘所需的空间,增加了乘坐空间,而且可以进行灵敏的控制。由于线控技术是通过电动机驱动的,在电动机反转的时候则变成了发电机,那么在制动过程中,就会有一部分能量转化为电能储存起来,可以通过GPS的处理,由卫星直接提供控制信号,这样,既为汽车的防盗提供了保障,又为实现无人驾驶提供了技术支持。当前,线控技术的应用还不是十分的广泛,但是其发展空间却是非常广阔,随着电子设备可靠性的提高和相应技术的发展,将来对线控技术的应用一定会更广泛。 3 汽车底盘集成化技术 ABS/ASR/ESP的集成化 ABS/ASR装置的集成成功的解决了汽车在制动和驱动时的方向稳定性问题,但是,对于汽车转向行驶时的方向稳定性问题还是没有保障。而ESP的传感器看可以用来监控汽车的形式状态和驾驶者的操控动作,从而刹住车轮,为汽车校正行驶方向,保证率汽车转向时可以维持稳定。所以ABS/ASR/ESP集成系统的应用,在制动、加速和转向方面都极大的满足了驾驶员的稳定性要求,对汽车的主动行驶安全有着较大的贡献。 ABS/ASP/ACC的集成化 在ABS/ASR电子控制装置硬件的基础上,可以有效的增加接受车距传感器信号的电子电路和ACC常闭式及常开式进油电磁阀电子驱动电路,在已有的ABS控制模块和ASR控制模块的基础上增加一个ACC控制模块,与ABS/ASR电子控制模块进行相应的融合,可以实时的处理、计算和确定汽车的形式状态和车轮的转动状态。三者的集成化具有优先支持驾驶员操作的功能和优先工作的功能。 4 汽车底盘网络化技术 在目前的汽车发展过程中,几乎每辆汽车上都是机械、电子和信息一体化装置,而且在系统中电子和信息部分所起的作用也越来越重要。随着汽车电子装置的不断增加,减少线束是一个关键问题,线路的重量和所占的空间都会降低效率,所以基于串行通信传输的网络结构必然成为一种趋势选择。目前汽车底盘的网络化找那个应用比较成熟的有CAN总线等,而无线局域网络在汽车底盘上的应用也在进一步的探索中,蓝牙技术作为一种新的短距离无线通信技术标准,在汽车底盘控制系统的应用中有着巨大的市场潜力,又由于其相对低廉的成本和简便的使用,得到了汽车业界的一致认可,在未来汽车业发展中的应用不可限量。 5 结束语 随着汽车底盘新控制技术在汽车上的应用,汽车业的发展越来越繁荣,汽车的性能也不断的提高,其安全性和稳定性更是得到了巨大的改进,汽车底盘新技术的应用,极大的促进了汽车业的发展,带来了巨大的经济效益和社会效益。 参考文献 [1]陈祯福.汽车底盘控制技术的现状和发展趋势[J].汽车工程,2007,02. [2]宗长富,刘凯.汽车线控驱动技术的发展[J].汽车技术,2007,03. [3]邱官升,刘茜.汽车安全的底盘新技术[J].硅谷,2010,17. 汽车底盘电控技术论文篇三:《汽车底盘电控系统集成控制策略》 摘 要:汽车底盘电控系统对于汽车运行安全和稳定具有极其重要的作用,实现集成控制有利于提高其性能。本文针对汽车底盘电控系统,从防抱死系统、电子稳定程序和主动悬架系统三个方面对其进行了介绍,然后从分布式集成控制、总判决机制和控制模型三个方面阐述了汽车底盘电控系统集成控制的具体策略,希望可以对相关研究工作起到一定参考。 关键词:汽车底盘;电控系统;集成控制 0 引言 近些年,屡屡见诸报端的汽车安全事故给社会造成了较大影响,其中一部分原因是人为因素导致,另一部分原因则是汽车自身质量问题引起的。所以,必须对汽车自身质量予以提升,同时还需在底盘系统的设计上加强其集成化和智能化,以此避免人为因素造成的扰动。 1 汽车底盘电控系统 ABS防抱死系统 在汽车的运行过程中,对车轮传动状态的控制是非常关键的,一旦出现紧急情况,若是对车轮传动无法形成及时控制,就可能导致安全问题产生。ABS防抱死系统可以在车轮传动控制上发挥出非常重要的作用,其通过在车轮上设置的传感器对车轮抱死信号进行及时传递,对应的控制器在收到信号之后就可以及时对车轮制动缸的油压进行降低,以此实现制动力矩的减小。在一段时间之后,信号操作完成,制动力矩就可以逐渐恢复。利用这样的方式对汽车车轮进行控制,能够有效避免汽车出现无法控制或是侧滑的问题,保证汽车的安全。 ESP电子稳定程序 就电子稳定程序的基本组成说来,主要是由加速防滑控制、制动辅助和防抱死制动这三个系统组成的,其表现出了明显的综合性特征。该系统主要是通过传感器将各部分的信息进行传递分析,再凭借内部系统,计算并且发出正确的指令,实现对汽车状态的调整,确保车辆能够保持平衡的运动状态。一般说来,车轮传感器、转向传感器、横向加速器以及侧滑传感器等共同组成了ESP,对车辆各部分状态可以实现全面监测,并且根据相应的信息对汽车实现控制。如此,可以在最大程度上确保汽车的运行过程能够保持稳定,不会出现侧翻、甩尾或是跑偏的问题。 ASS主动悬架系统 悬架系统的存在,最为主要的目的就是实现减震,确保汽车运行的平稳。一般,主动悬架作为直接里发生器,能够对输入和输出的信息形成有效反馈和控制,实现高质量的减震。其基本要求是将动作器形成的力与其他力的控制信号保持一致状态,以便能够实现更好的信息收集和跟踪,为汽车平稳运行提供保障。ASS主动悬架系统存在一定的控制复杂性,需要综合判断多方面的情况,主要涉及到弹簧刚度、轮胎刚度、悬架动力、悬下质量以及路面平整度等。对这些信息进行收集分析,再得出合理的控制指令,根据计算结果,控制指令可以分为最优控制、预测控制以及自适应控制等多个部分。 2 汽车底盘电控系统集成控制 分布式集成控制 分布式集成控制,通过情况下说来就是实现分层递进控制,把高层先进 方法 和不精确的方法统一结合起来,形成一种递进式的控制方式,可以对多个子系统实现分别控制和统一管理。一方面,分布式集成控制能够在最大程度上实现资源整合的合理性以及全面性。另一方面,分布式集成控制也可以实现不同子系统之间的相互交流,避免不同子系统之间出现矛盾或是冲突,对汽车整体运行控制造成影响。对于汽车底盘电控系统的集成控制而言,制动与转向的集成控制是比较关键的,也是直接关系到汽车操作的核心控制。通过对车辆制动和转向的深入研究发现,通过最优控制技术实现控制,会导致系统的线形复杂度上升,不利于系统运行的稳定和高效率。对此,笔者认为可以通过预测模型控制手段,在MPC的基础上设计对应的集成控制器,将AFS系统和ESC系统集成起来,实现集成控制的目的。预测模型控制能够对不确定环境的干扰和模型自身误差实现有效克服,并且能够表现出非常良好的线性。 总判决机制 对于车辆本身而言,其存在多个不同的系统,而且各个系统之间存在一定的差别。这一差别的存在,就使得对不同子系统进行控制时,可能出现一定的控制矛盾,会对整个系统的控制产生较为严重的影响。因此,需要对总体控制构建总判决机制,以此对不同系统的控制关系进行理顺,避免出现控制冲突的问题。在总判决机制的构建上,需要结合汽车各个控制系统的实际情况,对各个控制系统进行协调,使其能够高效实现相互配合,确保汽车整体控制,实现稳定安全的运行控制。 构建汽车底盘电控系统集成模型 要实现集成控制,首先需要设立集成控制模型。在进行模型设立的过程中,一般可以分为三步进行。第一,对模型参数进行合理选择和设置。由于汽车系统存在比较大的复杂性,各个微小系统包含了诸多元件。要想集成控制模型发挥出切实高效的控制作用,就必须对各个子系统的参数进行合理设置,保证其合理可靠,以便集成控制模型能够满足控制需求。第二,依照确定的系统参数进行模型仿真,这可以通过对汽车系统不同部分的相关运行数据进行采集和传递,将其输入到模型之中进行仿真。通过计算可以得出对应的结果,然后对计算结果进行判定。如果结果超出允许范围,就需要对控制 措施 进行调整,使其回归到正常区间。若是结构处在允许范围内,则说明控制措施合理,可以对其进行进一步优化。最后,需要对一些实际场景进行仿真。汽车底盘电控系统的集成化就是要是汽车在遭遇实际情况时能够表现出良好的控制性能。因此,可以预设一些实际场景,将其转化为相关的参数,输入到模型之中进行仿真,从而得出具体的结果,以此判断集成系统的实际控制性能。 3 结束语 对汽车底盘电控系统进行集成控制构建,需要在明确底盘电控系统的基础上,针对性的通过分布式集成控制、设立总判决机制和模型仿真这些环节,逐一落实集成控制在底盘电控系统中的具体应用,以此实现底盘电控系统的集成化,使其能够确保汽车控制的稳定和安全。 参考文献: [1]陈林,别玉娟.面向主动安全的汽车底盘集成控制策略研究[J].河北农机,2015(01):52-53. [2]张进生.浅谈汽车底盘电控系统集成控制策略研究[J].南方农机,2015(08):37-38. 猜你喜欢: 1. 汽车电子技术论文 2. 发动机电控技术论文 3. 电动汽车技术论文 4. 汽车can总线技术论文 5. 浅谈汽车车载网络的应用论文

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题目:电控悬架系统的结构控制原理与检修电子技术与汽车技术的结合形成了一门新技术——汽车电子技术,随着汽车电子技术的日趋完善,时至今日,汽车电子化已达到相当高的程度。汽车电子技术已成为一个国家汽车工业发展的标志。汽车中悬架的作用是连接车身与车轮, 以适当的刚性支撑车轮, 并吸收路面的冲击, 改善车辆的舒适性和平顺性; 还可以稳定汽车行驶, 改善操纵性。悬架作用中的平顺性与操纵稳定性, 有着相互矛盾的联系。电子控制悬架在其电子控制装置的控制下, 能根据外界接受的信息或车辆本身状态的变化, 进行动态的自适性调节, 即电控悬架没有固定的悬架刚度和阻尼系数。这样可以随着道路条件的变化和行驶需要的不同要求而自动地调节, 从根本上解决平顺性和操纵稳定性之间的矛盾, 提高汽车的使用性能。一、课题来源课题《电控悬架系统的结构控制原理与检修》来源于湖北汽车工业学院下发的毕业论文选题。二、国内外现状电子控制悬架在国外高速客车和豪华城市客车上的使用率已接近100%,在其中、重型载货汽车和挂在车上使用率已超过80% ,部分高级轿车也逐渐将电控作为标准配置在列车上应用也日益广泛在一些特种车辆上对防震性要求高的仪表车、救护车及要求带高度调节的集装箱运输车空气弹簧悬架的应用更为广泛我国汽车悬架技术的研究和应用与欧美等发达国家相比还处于明显的落后地位随着高档客车制造技术的引进以及满足人们对舒适性要求的提高加上国家对客车等级划分的标准要求电控悬架才开始逐步应用起来。目前国内拥有空气悬架项目的公司为数众多但真正拥有电控悬架系统设计开发、制造的却寥寥无几。国内具有代理性质但无实际设计能力的公司居多对设计匹配等技术环节往往存在先天不足。但是由于种种原因这些研究成果大多还停留在理论上产业转化率非常低。其我国早在20世纪50年代就开始对电控弹簧进行研究, 1957年,长春汽车研究所开始了空气悬架技术的研究,不少高校的相关专家学者及研究机构多年来也做了大量富有效的工作,并取得了许多重要研究成果。三、研究内容及综合分析本课题主要的研究电子控制悬架系统的构造、工作原理、故障类型原因以及其检修方法。通过查阅相关书籍和在网搜资料,本课题主要研究的内容如下:(1)电子控制悬架系统概述(2)电子控制悬架系统传感器 (3)电子控制悬架系统的电子控制模块 (4)电子控制悬架系统故障诊断与检测

Abstract In recent years, with the improvement of people's living standards, the requirements of the car ride comfort is also getting higher and higher. Car travelling on the ride and handling stability has gradually become in the modern market competition to win a very important advantage of the performance indicators. In this paper, through the establishment of the seven car suspension system as a whole model of freedom, the use of structural dynamics and vibration knowledge derived sine incentive system in the Lagrange equation, and to simplify the form of differential equations for the vibration through the optimization of procedures for the preparation of MATLAB , Calculated the value of complex features and specific parameters in response to changes in the graphic. Then, briefly Hyundai Motor suspension system of control, simulation system in a different stiffness and damping of the graphics output response, through a comparative analysis of semi-active suspension system for the shock absorber damping, and elastic element Under the control of the stiffness. Finally, come to this conclusion. That is, vehicle suspension and control the dynamic response analysis and stiffness and damping of the close link between changes. Key words: automotive suspension; response; control of

铁道车辆制动毕业论文

铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗摘要:阐述了铁道机车车辆轮轨摩擦磨损的现状;研究了内燃机车车轮、闸瓦和钢轨的消耗数量及相应的维修费用;指出了采用适当的新技术之后,在节能降耗方面会产生显著的经济效益。关键词:车轮;轮缘;钢轨;摩擦磨损;铁道机车车辆;节能;降耗众所周知,铁路运输是基于轮轨相互作用产生的黏着牵引力和黏着制动力以实现列车运行的,轮轨间因摩擦磨损在铁路运输中消耗的能量和能源很多,耗资也很大。随着铁路运输向高速、重载发展,因摩擦磨损所致的事故风险也在增加。轮轨接触面形成的各种损伤,不但缩短了轮轨的使用寿命,在严重磨损后还会导致轮对和钢轨失效,危及行车安全。在这方面,即使在高速铁路成功应用的国家,也曾付出过惨重代价。例如:1998年,由于轮轴的疲劳断裂而导致德国ICE高速列车脱轨,造成101人死亡,84人重伤,直接经济损失约2亿马克。与此同时,合理利用资源,实行节能降耗,是我国的一项基本战略决策。为了节约能源,降低铁路运输成本和机车车辆的制造与修理费用,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,需引起高度的重视。应当采取相应的技术措施,努力将这种磨损造成的损失降低到最小程度,以达到降耗增效的目的。1铁路钢轨的磨耗据铁路工务部门统计,我国铁路有20%~30%的路段钢轨磨损率大于国外严重磨损率指标,有60%的曲线段钢轨因波磨造成严重损伤。摩擦磨损带来的损失很大。钢轨损伤的形态铁路轮轨作用关系复杂,钢轨磨耗损伤的形态主要有钢轨的压溃、侧磨、波磨、剥离等,这些占钢轨总损伤量的80%以上。随着铁路机车车辆的重载与高速化,轮轨间的摩擦磨损也日趋严重,如钢轨的压溃与波磨迅速增长,且发生较为普遍(参见图1)。钢轨的年消耗量据资料记载:“十五”期间,我国铁路钢轨用材每年基本维持在110万t左右,除新线建设之外,其中用于既有线路大修和维修消耗的钢材约为70~80万t/年。据铁道部安检司调查,2003年因钢轨损伤而更换所需的材料及人工费用约为50亿元。其中,因钢轨压溃、侧磨、波磨等导致的损伤,占钢轨总损伤量的80%以上,即40亿元左右。2机车车辆车轮的磨损车轮是铁路机车车辆的重要走行部件。在列车运行中,车轮滚动会使车轮踏面和轮缘发生磨耗,而车轮在钢轨上滑动也会造成踏面损伤。车轮损伤的形态据失效分析统计,铁道机车车辆车轮损伤的主要类型有轮缘磨耗、轮辋疲劳裂纹、热损伤、车轮踏面剥离和崩裂等(参见表1和图2)。因磨耗造成车轮部件失效的主要原因是轮轨接触应力集中、制动热应力疲劳、累积塑性流动变形、夹杂物应力集中、内部缺陷应力集中等。车轮的消耗目前,我国铁路机车、客车和货车约有500万个车轮在运营中。这里所讲的车轮消耗,主要是指磨损后车轮的维修和更换以2006年为例,全路的机车、客车和货车就消耗新轮63·1万只,平均以0·5万元/只计算,所需费用约为31·55亿元。在为完成中国工程院下达的“摩擦磨损与工程应用咨询项目”时,笔者曾于2006年11月赴北京铁路局丰台机务段进行过“铁路机车车辆关键零部件摩擦磨损”的现场调研。从丰台机务段调查了解到:以DF4型机车为例,由于车轮维修或全部更换,该段平均每台机车每年所需人工费和材料费分别为3·3万元和42·4万元,这尚不包括因修理或更换时机车的停运损失。有关该段DF4型机车的旋轮与换轮费用参见表2和表3;若按2005年全路机车保有量17 500台推算,仅机车车轮的维修费用就近5·8亿元。制动闸瓦的消耗在机车车辆制动系统的摩擦制动中,主要有踏面闸瓦制动和盘形制动。我国目前除新造的提速客车和厂修改造的25型客车采用盘形制动外,其他的机车车辆都是采用踏面制动,这对车轮的磨耗是比较严重的。铸铁闸瓦相比合成闸瓦,可以获得较高的黏着系数且摩擦系数稳定,但是磨耗快,成本较高。以丰台机务段DF4、DF4D型机车为例,在1个大修期内,每台DF4型机车需更换闸瓦8次,DF4D型机车需更换闸瓦10次。因此,每台机车的换瓦费用分别为1·2万元和1·5万元。按该段现有DF4型机车35台和DF4D型机车23台计算,这些机车在1个大修期内换瓦的总费用为76·5万3降低轮轨磨耗的技术措施我国《铁路节能技术政策》第11·1条指出:“应注意抗磨减阻材料的推广使用。在全世界生产的能量中,约有30%~40%的能量是消耗在与摩擦有关的场合;我国与摩擦有关的能源消耗约占1/3 ~1/2。任何减轻摩擦、降低磨损的措施,都会直接或间接地节约能源。”针对目前机车车辆轮轨摩擦磨损严重、修理费用高的现象,如果进一步推广应用淬火钢轨、轨面打磨、磨耗型车轮、径向转向架和安装轮轨润滑装置等现有的成熟技术,不但可以明显改善轮轨摩擦磨损的现状,而且可以节约能源和原材料,大大降低消耗,取得显著的经济效益。采用淬火钢轨与维护钢轨波磨问题是轮轨相互作用过程中极其复杂的系统问题,根据不同的线路或区段,合理地选择钢轨,有助于预防钢轨的波磨。例如:淬火钢轨就很少发生波磨,因为它有较高的强度和硬度。因此,建议在轨道波磨区段采用屈服强度较高的钢轨。此外,轨面打磨也是主要防护手段,轨面打磨可减小车体的振动和车轮对钢轨冲击力所造成的磨损。实践表明,它可延长波磨轨寿命50%以上。从调查得知,若采用淬火钢轨、侧面涂油和适时的钢轨打磨等技术,仅钢轨材料一项每年就可节约费用20亿元左右,因减磨而节约的能耗费用也是很大的。采用磨耗型车轮踏面车轮磨损失效的形式主要有踏面磨耗到限和轮缘磨耗到限。铁道部对机车车辆车轮踏面的使用与维修都有相应的标准,如《DF4型内燃机车段修规程》第3·11·6·8条中规定:踏面磨耗深度不大于7 mm;而采用轮缘高度为25 mm的磨耗型踏面时,踏面磨耗深度不大于10 mm。磨耗达到或超过这些标准,就会危及行车安全。早期的车轮踏面为锥型踏面。锥型踏面在使用初期磨损很快,当磨损到一定程度后,磨损速率开始减缓,踏面形状趋于稳定。通过长期观察和试验发现,如果在车轮踏面设计时就采用磨耗型的车轮踏面廓形,可有效地减轻轮轨接触应力,迅速降低轮轨磨耗,有效延长轮轨使用寿命。四方车辆研究所在对北京、广州、济南等铁路局的机车车轮外形轮廓实测的基础上,设计了小半径曲线区段使用的JM磨耗型车轮踏面。长期的运用结果表明,应用该外形设计后,与原锥型踏面车轮相比,轮缘减磨可达30%~70%.一些铁路局根据各自所管辖线路的特点,也分别研制了多种形式的车轮踏面。如上海铁路局研发的ST系列磨耗型踏面,就取得了很好的减磨效果(参见表5)。表5上海铁路局DF11型0072号机车车轮磨耗数据对比由表5可知,采用ST-2型踏面后,机车每万公里的轮缘磨耗率从0·304 mm降至0·190 mm,降低了38%,车轮踏面剥离的故障也明显减少。据有关资料分析:机车车辆若采用磨耗型车轮踏面,每台机车每年可节约费用1·5万元。采用径向转向架传统的机车转向架,因传递牵引力和保证直线上走行性能的需要,各轴基本上是被约束成相互平行的。在通过曲线时,这种刚性定位的轮对与钢轨之间会形成明显的冲角,从而使轮、轨都产生严重的磨耗。曲线半径越小,磨耗越严重。为降低轮、轨的磨耗,近年来国内外开展了机车径向转向架研究,并取得了很好的效果。两种不同转向架通过曲线时的运行示意图见图3。再举几个例子,以说明装用径向转向架后轮缘的磨耗情况。戚墅堰机车有限公司生产的首台装用径向转向架的DF8B型7001号机车,在上海铁路局进行的线路运用考核结果表明:与同轴重、装有传统转向架且带轮轨润滑装置的DF8B型机车相比,前者的轮缘磨耗仅为16%。【下转第8页】【上接第4页】资阳机车有限公司对径向转向架机车与传统转向架机车在曲线上的冲角也进行了对比测试。测试结果表明:仅就径向转向架冲角减少的程度而言,轮缘磨耗至少降低了45%。大连机车车辆有限公司生产的DF4D型径向转向架机车,在柳州至怀化区段的客、货运牵引数据表明,与装用传统转向架相比,机车车轮的轮缘磨耗下降了74%。据有关资料分析:若采用径向转向架技术,每台机车每年可节约费用5·8万元。安装轮轨润滑装置润滑对减磨起着十分重要的作用。我国《铁路节能技术政策》第3·6条强调指出:“内燃机车和电力机车要加装新型轮轨自动润滑装置,减少磨耗和阻力,降低机车能耗。”以丰台机务段为例,安装轮轨自动润滑装置取得了较好的效果。该段有118台机车在安装了铁道科学研究院研制的华宝2号轮轨润滑装置后,使每台机车的旋轮公里数由10万km延长至18万km,车轮寿命由30万km延长至80万km。除机车因车轮寿命延长产生的巨大社会效益和经济效益之外,每台机车每年可节省旋轮(或换轮)费用1万元。丰台机务段的118台机车,每年可直接节省旋轮(或换轮)费用118万元。按全路17 500台机车推算,每年可直接节省旋轮(或换轮)费用1·75亿元。其投入产出比为1∶20。事实说明:通过安装轮轨自动润滑装置,对轮轨进行润滑后,不但可以减缓轮缘的磨耗,而且经济效益十分可观。4结语综上所述,在铁路运输中,机车车辆轮轨的摩擦磨损已成为相当严重的问题。大量的钢轨与车轮磨损,不但增加了材料的消耗,提高了修理成本而且降低了运输的效率,增加了能源的消耗。为此提出以下建议。(1)从设计、制造到运输、修理,所有与此相关的人员,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,都应当高度重视,并采取相应的对策。(2)对目前已被证实具有良好减磨效果的措施,应进一步加大推广应用力度。例如:对钢轨进行适当的热处理和打磨,开发新型闸瓦,扩大磨耗型踏面车轮、径向转向架和轮轨润滑装置的装车应用等。(3)在今后的技术引进或产品自主创新的研发中,应更加重视对产品的摩擦副及磨损件标准的研究。与此同时,应寻求和开发更适应轮轨摩擦副的新材料、新技术、新工艺,以延长关键摩擦磨损件的使用寿命,进而达到节能、降耗和增效的目的。

铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗 摘要:阐述了铁道机车车辆轮轨摩擦磨损的现状;研究了内燃机车车轮、闸瓦和钢轨的消耗数 量及相应的维修费用;指出了采用适当的新技术之后,在节能降耗方面会产生显著的经济效益。 关键词:车轮;轮缘;钢轨;摩擦磨损;铁道机车车辆;节能;降耗 众所周知,铁路运输是基于轮轨相互作用产生 的黏着牵引力和黏着制动力以实现列车运行的,轮 轨间因摩擦磨损在铁路运输中消耗的能量和能源 很多,耗资也很大。 随着铁路运输向高速、重载发展,因摩擦磨损 所致的事故风险也在增加。轮轨接触面形成的各 种损伤,不但缩短了轮轨的使用寿命,在严重磨损 后还会导致轮对和钢轨失效,危及行车安全。在这 方面,即使在高速铁路成功应用的国家,也曾付出 过惨重代价。例如:1998年,由于轮轴的疲劳断裂 而导致德国ICE高速列车脱轨,造成101人死亡, 84人重伤,直接经济损失约2亿马克。 与此同时,合理利用资源,实行节能降耗,是我 国的一项基本战略决策。为了节约能源,降低铁路 运输成本和机车车辆的制造与修理费用,对机车车 辆轮轨的摩擦磨损状况,需引起高度的重视。应当 采取相应的技术措施,努力将这种磨损造成的损失 降低到最小程度,以达到降耗增效的目的。 1 铁路钢轨的磨耗 据铁路工务部门统计,我国铁路有20%~30% 的路段钢轨磨损率大于国外严重磨损率指标,有 60%的曲线段钢轨因波磨造成严重损伤。摩擦磨 损带来的损失很大。 钢轨损伤的形态 铁路轮轨作用关系复杂,钢轨磨耗损伤的形态 主要有钢轨的压溃、侧磨、波磨、剥离等,这些占钢 轨总损伤量的80%以上。随着铁路机车车辆的重 载与高速化,轮轨间的摩擦磨损也日趋严重,如钢 轨的压溃与波磨迅速增长,且发生较为普遍(参见 图1)。 钢轨的年消耗量 据资料记载:“十五”期间,我国铁路钢轨用材 每年基本维持在110万t左右,除新线建设之外,其 中用于既有线路大修和维修消耗的钢材约为70~ 80万t/年。 据铁道部安检司调查,2003年因钢轨损伤而更 换所需的材料及人工费用约为50亿元。其中,因 钢轨压溃、侧磨、波磨等导致的损伤,占钢轨总损伤 量的80%以上,即40亿元左右。 2 机车车辆车轮的磨损 车轮是铁路机车车辆的重要走行部件。在列 车运行中,车轮滚动会使车轮踏面和轮缘发生磨 耗,而车轮在钢轨上滑动也会造成踏面损伤。 车轮损伤的形态 据失效分析统计,铁道机车车辆车轮损伤的主 要类型有轮缘磨耗、轮辋疲劳裂纹、热损伤、车轮踏 面剥离和崩裂等(参见表1和图2)。因磨耗造成车 轮部件失效的主要原因是轮轨接触应力集中、制动 热应力疲劳、累积塑性流动变形、夹杂物应力集中、 内部缺陷应力集中等。 车轮的消耗 目前,我国铁路机车、客车和货车约有500万 个车轮在运营中。这里所讲的车轮消耗,主要是指 磨损后车轮的维修和更换 以2006年为例,全路的机车、客车和货车就消 耗新轮63·1万只,平均以0·5万元/只计算,所需费 用约为31·55亿元。 在为完成中国工程院下达的“摩擦磨损与工程 应用咨询项目”时,笔者曾于2006年11月赴北京 铁路局丰台机务段进行过“铁路机车车辆关键零部 件摩擦磨损”的现场调研。从丰台机务段调查了解 到:以DF4型机车为例,由于车轮维修或全部更换, 该段平均每台机车每年所需人工费和材料费分别 为3·3万元和42·4万元,这尚不包括因修理或更换 时机车的停运损失。有关该段DF4型机车的旋轮 与换轮费用参见表2和表3;若按2005年全路机车 保有量17 500台推算,仅机车车轮的维修费用就近 5·8亿元。 制动闸瓦的消耗 在机车车辆制动系统的摩擦制动中,主要有踏 面闸瓦制动和盘形制动。我国目前除新造的提速 客车和厂修改造的25型客车采用盘形制动外,其 他的机车车辆都是采用踏面制动,这对车轮的磨耗 是比较严重的。铸铁闸瓦相比合成闸瓦,可以获得 较高的黏着系数且摩擦系数稳定,但是磨耗快,成 本较高。以丰台机务段DF4、DF4D型机车为例,在1 个大修期内,每台DF4型机车需更换闸瓦8次, DF4D型机车需更换闸瓦10次。因此,每台机车的 换瓦费用分别为1·2万元和1·5万元。按该段现 有DF4型机车35台和DF4D型机车23台计算,这些 机车在1个大修期内换瓦的总费用为76·5万 3 降低轮轨磨耗的技术措施 我国《铁路节能技术政策》第11·1条指出:“应 注意抗磨减阻材料的推广使用。在全世界生产的 能量中,约有30%~40%的能量是消耗在与摩擦有 关的场合;我国与摩擦有关的能源消耗约占1/3 ~ 1/2。任何减轻摩擦、降低磨损的措施,都会直接或 间接地节约能源。” 针对目前机车车辆轮轨摩擦磨损严重、修理费 用高的现象,如果进一步推广应用淬火钢轨、轨面 打磨、磨耗型车轮、径向转向架和安装轮轨润滑装 置等现有的成熟技术,不但可以明显改善轮轨摩擦 磨损的现状,而且可以节约能源和原材料,大大降 低消耗,取得显著的经济效益。 采用淬火钢轨与维护 钢轨波磨问题是轮轨相互作用过程中极其复 杂的系统问题,根据不同的线路或区段,合理地选 择钢轨,有助于预防钢轨的波磨。例如:淬火钢轨 就很少发生波磨,因为它有较高的强度和硬度。因 此,建议在轨道波磨区段采用屈服强度较高的钢 轨。此外,轨面打磨也是主要防护手段,轨面打磨 可减小车体的振动和车轮对钢轨冲击力所造成的 磨损。实践表明,它可延长波磨轨寿命50%以上。 从调查得知,若采用淬火钢轨、侧面涂油和适时的 钢轨打磨等技术,仅钢轨材料一项每年就可节约费 用20亿元左右,因减磨而节约的能耗费用也是很 大的。 采用磨耗型车轮踏面 车轮磨损失效的形式主要有踏面磨耗到限和 轮缘磨耗到限。铁道部对机车车辆车轮踏面的使 用与维修都有相应的标准,如《DF4型内燃机车段 修规程》第3·11·6·8条中规定:踏面磨耗深度不大 于7 mm;而采用轮缘高度为25 mm的磨耗型踏面 时,踏面磨耗深度不大于10 mm。磨耗达到或超过 这些标准,就会危及行车安全。 早期的车轮踏面为锥型踏面。锥型踏面在使 用初期磨损很快,当磨损到一定程度后,磨损速率 开始减缓,踏面形状趋于稳定。通过长期观察和试 验发现,如果在车轮踏面设计时就采用磨耗型的车 轮踏面廓形,可有效地减轻轮轨接触应力,迅速降 低轮轨磨耗,有效延长轮轨使用寿命。 四方车辆研究所在对北京、广州、济南等铁路 局的机车车轮外形轮廓实测的基础上,设计了小半 径曲线区段使用的JM磨耗型车轮踏面。长期的运 用结果表明,应用该外形设计后,与原锥型踏面车 轮相比,轮缘减磨可达30%~70%. 一些铁路局根据各自所管辖线路的特点,也分 别研制了多种形式的车轮踏面。如上海铁路局研 发的ST系列磨耗型踏面,就取得了很好的减磨效 果(参见表5)。 表5 上海铁路局DF11型0072号机车车轮磨耗数据对比 由表5可知,采用ST-2型踏面后,机车每万公 里的轮缘磨耗率从0·304 mm降至0·190 mm,降低 了38%,车轮踏面剥离的故障也明显减少。 据有关资料分析:机车车辆若采用磨耗型车轮 踏面,每台机车每年可节约费用1·5万元。 采用径向转向架 传统的机车转向架,因传递牵引力和保证直线 上走行性能的需要,各轴基本上是被约束成相互平 行的。在通过曲线时,这种刚性定位的轮对与钢轨 之间会形成明显的冲角,从而使轮、轨都产生严重 的磨耗。曲线半径越小,磨耗越严重。为降低轮、 轨的磨耗,近年来国内外开展了机车径向转向架研 究,并取得了很好的效果。两种不同转向架通过曲 线时的运行示意图见图3。 再举几个例子,以说明装用径向转向架后轮缘 的磨耗情况。 戚墅堰机车有限公司生产的首台装用径向转 向架的DF8B型7001号机车,在上海铁路局进行的 线路运用考核结果表明:与同轴重、装有传统转向 架且带轮轨润滑装置的DF8B型机车相比,前者的轮 缘磨耗仅为16%。【下转第8页】 【上接第4页】 资阳机车有限公司对径向转向架机车与传统 转向架机车在曲线上的冲角也进行了对比测试。 测试结果表明:仅就径向转向架冲角减少的程度而 言,轮缘磨耗至少降低了45%。 大连机车车辆有限公司生产的DF4D型径向转 向架机车,在柳州至怀化区段的客、货运牵引数据 表明,与装用传统转向架相比,机车车轮的轮缘磨 耗下降了74%。 据有关资料分析:若采用径向转向架技术,每 台机车每年可节约费用5·8万元。 安装轮轨润滑装置 润滑对减磨起着十分重要的作用。我国《铁路 节能技术政策》第3·6条强调指出:“内燃机车和电 力机车要加装新型轮轨自动润滑装置,减少磨耗和 阻力,降低机车能耗。” 以丰台机务段为例,安装轮轨自动润滑装置取 得了较好的效果。该段有118台机车在安装了铁 道科学研究院研制的华宝2号轮轨润滑装置后,使 每台机车的旋轮公里数由10万km延长至18万 km,车轮寿命由30万km延长至80万km。 除机车因车轮寿命延长产生的巨大社会效益 和经济效益之外,每台机车每年可节省旋轮(或换 轮)费用1万元。丰台机务段的118台机车,每年 可直接节省旋轮(或换轮)费用118万元。按全路 17 500台机车推算,每年可直接节省旋轮(或换轮) 费用1·75亿元。其投入产出比为1∶20。事实说 明:通过安装轮轨自动润滑装置,对轮轨进行润滑 后,不但可以减缓轮缘的磨耗,而且经济效益十分 可观。 4 结语 综上所述,在铁路运输中,机车车辆轮轨的摩 擦磨损已成为相当严重的问题。大量的钢轨与车 轮磨损,不但增加了材料的消耗,提高了修理成本 而且降低了运输的效率,增加了能源的消耗。为此 提出以下建议。 (1)从设计、制造到运输、修理,所有与此相关 的人员,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,都应当 高度重视,并采取相应的对策。 (2)对目前已被证实具有良好减磨效果的措 施,应进一步加大推广应用力度。例如:对钢轨进 行适当的热处理和打磨,开发新型闸瓦,扩大磨耗 型踏面车轮、径向转向架和轮轨润滑装置的装车应 用等。 (3)在今后的技术引进或产品自主创新的研 发中,应更加重视对产品的摩擦副及磨损件标准的 研究。与此同时,应寻求和开发更适应轮轨摩擦副 的新材料、新技术、新工艺,以延长关键摩擦磨损件 的使用寿命,进而达到节能、降耗和增效的目的。

铁道机车车辆的维修和发展概述摘要前言1机车车辆发展的现状现状存在向题2国内外铁道机车车辆运用及维修概况3国内外铁道机车车辆运用及维修差异性比较4机车车辆市场总结致谢参考文献

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