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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流机电一体化技术在汽车上的应用.精品文档.郑州工业安全职业学院毕业论文（设计）题目：机电一体化技术在汽车上的应用姓 名 ： 王 应 远 系 别 ： 机 电 工 程 系 专 业 ： 机 电 一 体 化 技 术 指导老师 ： 年 级 ： 08(6)班 2011年 5月 25日毕业论文（设计）成绩评定表学生姓名王应远学生所在系机电工程系专业班级机电一体化技术、08级毕业论文（设计）课题名称机电一体化技术 机电一体化技术在汽车上的应用指导老师评语：成 绩:指导教师签名： 年 月 日系学术委员会意见：签名：年 月 日 目 录第一章 机电一体化技术概念与内
2、涵1 第一节 机电一体化概述1 第二节 机电一体化设计的关键技术1 第三节 汽车机电一体化技术的发展状况4 第二章 机电一体化技术在汽车中的应用5 第一节 发动机微机控制系统5第二节 汽车激光雷达自动防撞微机控制系统6第三节 ABS系统6 第四节 电子控制的自动变速器7 第三章 机电一体化技术发展趋势9 第一节 光机电一体化方向9第二节 柔性制造方向9 第三节 智能化方向9第四节 仿生物系统化方向9 第五节 微型化方向10第四章 机电产品在汽车上的典型应用11 第一节 电控单元原理及应用11 第二节 电控喷射系统11 第三节 电动汽油泵12 第四节 步进电机怠速控制13第五章 液压系统在汽车上
3、的应用14第一节 液压动力转向系统14第二节 液力自动变速器15第三节 汽车防抱死系统15 第四节 汽车电控液压悬架16 第五节 液力耦合器16第六节 液力变矩器16第七节 汽车液压制动系统17 第八节 汽车液压减震系统17参考文献18 致 谢 信19 内 容 摘 要 摘要：机电一体化是一项将机械、电子计算机和信息处理技术结合运用的复杂技术。机电一体化并不是机械与电子技术的简单叠加，而是二者的有机结合。从机电一体化的含义着手，结合机电一体化的发展状况及其核心技术，从发动机微机控制系统、汽车激光雷达自动防撞微机控制系统、电子控制的自动变速器、ABS系统、机电产品在汽车上的典型应用等几个方面分析了
4、机电一体化技术在汽车中的应用。并对机电一体化技术发展前景进行了展望。关键词：机电一体化技术；单片机应用；技术分析；发展趋势；传感器、汽车应用、典型机电应用第一章 机电一体化技术概念与内涵第一节 机电一体化概述机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。初级的机电一体化产品是指采用微电子技术代替和完善机械产品中的一部分，以提高产品的性能；而高级的机电一体化产品是利用机电一体化技术使机械产品实现自动化、数字化和智能化，并使产品性能实现质
5、的飞跃。因此，机电一体化是在机械产品中的机构主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术和计算机技术，并将机损装置和电子设备以及计算机软件等有机结合起来构成的系统总称。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。近年来，随着微电子技术和计算机应用技术的快速发展，机电一体化技术领域在不断地扩大和完善。目前机电一体化的研究和开发主要包括计算机数控系统、机器人、计算机辅助设计辅助制造系统、柔性制造系统和计算机集成制造系统等。机电一体化产品和系统的
6、特点是产品和系统功能的实现是机构中所有部分功能共同作用的结果，这与传统机电设备中机械与电子系统相对独立，可以分别工作具有本质的区别。机电一体化是机电工业发展的必然趋势。第二节 机电一体化设计的关键技术机电一体化产品是由多种技术以及相关的组成部分构成的综合体，而机电一体化技术是由多种技术相互交叉、相互渗透形成的一门综合性边缘技术，它所涉及的技术领域非常广泛。概括起来，机电一体化设计的关键技术包括下述6个方面。121精密机械技术机械技术是机电一体化技术的基础，因为机电一体化产品的主功能和构造功能大都以机械技术为主来得以实现。机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其高、新技术来更新概念
7、，实现结构上、材料上、性能上变更，满足减小重量、缩小体积，提高精度、提高刚度及改善性能要求。在机械传动和控制与电子技术相互结合的过程中，对机械技术提出了更高的要求，如传动的精密性和精确度的要求与传统机械技术相比有了很大的提高。在机械系统技术中，新材料、新工艺、新原理以及新结构等方面在不断地发展和完善，以满足机电一体化产品对缩小体积、减轻重量、提高刚度以及改善工作性能等方面的要求。随着钢铁行业技术的不断创新，结晶器振动技术亦不断发展，主要表现在振动参数的选择更加灵活，振动的工艺更加完善，尤其是振动参数更适合连铸机高拉速的生产要求。下一步我们应该进一步了解结晶器振动各个参数的取值限度，从而可以在此
8、限度内合理地选择振动参数，以取得最好的振动工艺效果。122信息处理技术信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中，与工作过程中各种参数和状态以及自动控制有关的信息的交换、存取、运算、判断和决策分析等。在机电一体化产品中，实现信息处理技术的主要工具是计算机。计算机技术包括硬件和软件技术、网络与通信技术、数据处理技术和数据库技术等。在机电一体化产品中，计算机信息处理装置是产品的核心，它控制和指挥整个机电一体化产品的运行。因此，计算机应用及其信息处理技术是机电一体化技术中最关键的技术，它包括目前广泛研究并得到实际应用的人工智能技术、专家系统技术以及神经网络技术等。1.23检测与传感器技术在机电一体化
9、产品中，工作过程的各种参数、工作状态以及与工作过程有关的相应信息都要通过传感器进行接收，并通过相应的信号检测装置进行测量，然后送入信息处理装置以及反馈给控制装置，以实现产品工作过程的自动控制。机电一体化产品要求传感器能快速和准确地获取信息并且不受外部工作条件和环境的影响，同时检测装置能不失真地对信息信号进行放大和输送及转换。124自动控制技术机电一体化产品中的自动控制技术包括高精度定位控制、速度控制、自适应控制、校正、补偿等。机电一体化产品中自动控制功能的不断扩大，使产品的精度和效率都在迅速提高。通过自动控制，机电一体化产品在工作过程中能及时发现故障，并自动实施切换，减少了停机时间，使设备的有
10、效利用率提高。由于计算机的广泛应用，自动控制技术越来越多地与计算机控制技术结合在一起，它已成为机电一体化技术中十分重要的关键技术。该技术的难点在于现代控制理论的工程化和实用化，控制过程中边界条件的确定，优化控制模型的建立以及抗干扰等。1.25伺服驱动技术伺服驱动技术主要是指机电一体化产品中的执行元件和驱动装置设计中的技术问题，它涉及设备执行操作的技术，对所加工产品的质量具有直接的影响。机电一体化产品中的执行元件有电动、气动和液压等类型，其中多采用电动式执行元件。驱动装置主要是各种电动机的驱动电源电路，目前多为电力电子器件及集成化的功能电路构成。执行元件一方面通过接口电路与计算机相联，接受控制系
11、统的指令，另一方面通过机械接口与机械传动和执行机构相联，以实现规定的动作。因此，伺服驱动技术直接影响着机电一体化产品的功能执行和操作，对产品的动态性能、稳定性能、操作精度和控制质量等具有决定性的影响。1.26系统总体技术系统总体技术是从整体目标出发，用系统的观点和方法，将机电一体化产品的总体功能分解成若干功能单元，找出能够完成各个功能的可能技术方案，再把功能与技术方案组合成方案组进行分析、评价，综合优选出适宜的功能技术方案。系统总体技术的主要目的是在机电一体化产品各组成部分的技术成熟、组件的性能和可靠性良好的基础上，通过协调各组件的相互关系和所用技术的一致性来保证产品实现经济、可靠、高效率和操
12、作方便等。系统总体技术是最能体现机电一体化设计特点的技术，也是保证其产品工作性能和技术指标得以实现的关键技术。第三节 汽车机电一体化技术的发展状况社会的需求、技术的进步以及法规的推动，使汽车采用了机电一体化技术，并快速发展。在法规方面，如最早的安全法规，以及随后的噪声、尾气排放和燃油的经济性等法规的推出，强制地推动了电子技术在汽车上的广泛应用，使许多机械控制系统被电子控制系统所代替，并形成了汽车机电一体化发展的3个阶段。(1)第l阶段：20世纪60年代中期到20世纪70年代末期。从20世纪60年代中期到20世纪70年代末期，主要是应用电子装置改善部分机械性能，如电子控制燃油喷射和硅整流发电机等
13、。(2)第2阶段：20世纪70年代末期到20世纪90年代中期。从20世纪70年代末期到20世纪90年代中期，在汽车的设计制造中，体现出机电一体化的思想和技术。大规模集成电路得到广泛应用，并解决了机械部件无法解决的复杂自动控制问题，增加了可靠性。(3)第3阶段：20世纪90年代中期到现在。从20世纪90年代中期到现在，随着微电子技术的快速发展，及与汽车工业的紧密相连，汽车机电一体化技术已发展成熟，强调了整体的机电一体化协调匹配设计思想，开始广泛应用计算机网络技术和信息技术，使汽车更加自动化、智能化。随着微电子技术和传感器技术的应用，汽车的机电一体化使汽车焕然一新。当今对汽车的控制已由发动机扩大到
14、全车，例如实现自动变速换挡、防滑制动、雷达防碰撞、自动凋整车高、全自动空调、自动故障诊断及自动驾驶等。汽车的机电一体化的中心内容是以微机为中心的自动控制改善汽车的性能、增加汽车的功能，实现汽车降低油耗、减少排气污染、提高汽车行驶的安全性、可靠性、操作方便和舒适性。汽车行驶控制的重点是：1)汽车发动机的正时点火、燃油喷射、空燃比和废气再循环的控制，使燃烧充分、减少污染、节省能源；2)汽车行驶巾的自动变速和排气净化控制，以使其行驶状态达到最佳化；3)汽车的防滑制动、防碰撞，以提高行驶的安全性；4)汽车的自动空调、自动调整车高控制，以提高其舒适件系统所代替，并形成了汽车机电一体化发展的3个阶段。第二
15、章 机电一体化技术在汽车中的应用从机电一体化的含义着手，结合机电一体化的发展状况及其核心技术，从发动机微机控制系统、汽车激光雷达自动防撞微机控制系统、电子控制的自动变速器、ABS系统等方面分析了机电技术在汽车中的应用。原来的发动机都是直流发电机，后来被交流发电机和硅二极管的组合所取代，使充电效率和可靠性大幅度地提高。此后，电压的调整也由固体电路的调整器代替了机械式电压调整器，进而在发动机点火装置的配电器上也由原来的机械式的凸轮开关变为功率晶体管。第一节 发动机微机控制系统图l为用于降低燃料费用的发动机微机控制系统的原理简图。发动机控制单元的核心是通用微处理器或者是为汽车发动机专门设计的大规模集
16、成电路(LSI)。从各个传感器得到的模拟电压信号和从发动机输出轴得到的脉冲信号都输入到ECU。模拟信号通过模拟数字转换器转换为数字信号。以这些信息为基础，在ECU内对最佳空气燃料比、点火时间、排气再循环率等进行计算，将计算结果作为控制燃料喷射阀和点火装置等的驱动信号输出，用以控制空气质量和燃料质量之比。当空气燃料比增大时，燃料稀薄，点火困难；反之，当空气燃料比减小时，由于氧气不足，在排放的气体中没有充分燃烧的碳化氢(HC)和一氧化碳(CO)含量增加。图1 发动机微机控制系统的原理简图第二节 汽车激光雷达自动防撞微机控制系统激光单片机组合的汽车防按系统，能在正常行驶速度下或慢速倒车时榆测和显示前
17、、后方一定距离内有无障碍物，并在必要时报警，从而有效防止交通事故的发生。该系统主要由计算机控制的测量车间距离的激光测距雷达、中央处理器、汽车前后环境状况监测雷达及显示器、发光部、受光部、车速传感器和速度控制器等组成。其控制系统，如图2所示。激光测距雷达安装在汽车前部格栅中心。光学天线发射的激图1 汽车发动机微机控制系统原理简图.图2激光雷达自动防撞微机控制系统示意图光束遇到前面的障碍物后，产生向后散射信号，同样被光学天线接收，并调制出距离和方位信息。不断输出的距离和方位信息经中央处理器分析，可以判断出其前面物体运动与否，计算出它相对本车的速度及车间距离，并判断它是否有可能与本车接触，从而决定本
18、车最安会的行驶速度。当可能有危险发生时，系统触动报警装置，发出报警信号。图2 激光雷达自动防撞微机控制系统示意图第三节 ABS系统ABS是靠液压油缸高频动作夹紧-放开-制动夹紧，使车轮连滚带滑，防止抱死。为了使汽车在行驶过程中以适当的减速度降低车速直行停车，保证行驶的安全性，汽车上均装有行车制动器。起初只在后轮上装有制动器，但随着汽车质量和车速的提高，仅靠后轮制动不足以提高充分的制动力，这样才发展到在前轮上安装制动器。人们通过对制动时轴荷的动态转移、前轮增重和后轮减莺的认识，且后轮先抱死更易造成汽车的方向失控，而着手研制能限制汽车后轮制动装置。汽车制动防抱死装置，其基本功能是可感知制动轮每一瞬
19、时的运动状态，并根据其运动状态相应地调节制动器动力矩的大小，避免出现轮上的抱死现象。ABS系统是电子控制技术在汽车上最突出的一项应用，为使汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离，有效地提高了行车全性。图3 ABS系统第四节 电子控制的自动变速器AT自动变速器原理液力耦合器+油缸+齿轮组联动。自动变速器是为降低变速器的功率损耗，提高动力传递系统的有效功率，增加变速挡数以适应汽车行驶条件的最佳速比，实现汽车的省能、省力、安全、舒适之目的而出现的。图3为用电子控制实现变速器自动换挡的程序控制原理框图。发动机的工作状况由各种传感器进行检测，所获得的信息输入到电子控制装置进行处理，并根据换挡信息、程序
20、开关及自动跳合开关的信息，由电子控制装置选择满足行驶条件的最佳档次信息，并被变换为控制电一液执行元件的液压变量来控制换档。自动变起器的监潞电路可对系统电子控制装置进行自检及失效监测，即在行驶前对所有电路进行检测。若汽车起动后，报警灯处于熄灭状态，说明其功能正常；反之，系统则存有故障，自动变速器进入非电控程序状态，此时，虽然已失去电子控制的优化功能，但是变速器仍能进行工作。图4 电子控制的自动变速器第三章 机电一体化技术发展趋势第一节 光机电一体化方向一般机电一体化系统是由传感系统、能源(动力)系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。引进光学技术、利用光学技术的先天优点。就能有效地改进机电一体
21、化系统的传感系统、能源系统和信息处理系统.第二节 柔性制造方向未来机电一体化产品，控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系”。在这种系统中，各子系统是相互独屯工作的，子系统为总系统服务同时具育本身的“自律性”，可根据不同环境条件做出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具彬行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的能力(柔性)，又不冈某一子系统的故障而影响整个系统。第三节 智能化方向人工智能被机电一体化建设者的研究日益得到重视。机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，
22、是在控制理论的基础上吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法、模拟人类智能，使它具有判断、推理、逻辑思维、自主决策等能力。以求得更高的控制目标。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显。智能化水平越来越高。这主要得益于模糊技术与信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展，第四节 仿生物系统化方向“生物一软件”化仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研
23、究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物软件”或“生物系统”，而生物的特点是硬件(肌体)软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(32作)时却是稳定的。这有点类似于活的牛物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，牛物就很有活力。就目前情况看，机电一体化产品虽然有向仿生物系统化方向发展的趋势，但还有一段漫长的道路要走
24、。第五节 微型化方向目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当这一成果用于实际产品时，就没有必要再区分机械部分和控制器部分了。那时，机械和电子完全可以“融合”，机体、执行结构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小并组成一种自律元件。这种微型化是机电一体化的重要发展方向。第四章 机电产品在汽车上的典型应用第一节 电控单元原理及应用电控单元是电子控制单元（ECU）的简称，电控单元的功用是根据其内存的程序和数据对空气流量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断，然后输出指令，向喷油器提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油量。电控单元有微型计算机、输入、输出及
25、控制电路组成。电控单元有微型计算机ECU的核心部分，主要由中央处理器(CPU)、存储器及输入、输出（I/O）接口等组成。CPU是计算机中运算器与控制器的总称、其功用是对输入的各种信号进行处理、逻辑判断，并确定最佳控制量，对执行其进行适时控制。ROM用于存储固定不变的数据，如控制程序软件、喷油量脉谱图和点火定时脉谱图等。这些数据在制造电控单元时就被固化在ROM的集成电路中，是不会丢失的，即使切断电源ROM所存储的信息也不会消失I/O接口是CPU上传感器、控制器进行正常通信的控制电路，是微机不可缺少的部分。输入电路的功用是将各传感器检测到的信号进行整形、放大等处理后经过I/O接口送至CPU。由于C
26、PU只能识别数字信号。因此，当传感器输出是数字信号时，可直接送至CPU；而当传感器输出的是模拟信号时，则必须经A/D转换器将其转成数字信号后才能送至CPU进行运算处理。输出电路的作用是将微机输出的控制指令转变为控制信号以驱动执行器（喷油器、电动汽油泵等）进行工作。一般微机输出的是数字信号，且其输出功率较小，通常难以驱动执行器动作，为此需用输出电路将微机输出的弱信号进行放大。随着电子技术和数控技术的发展，电子控制系统的功能不断扩展，从单一的汽油喷射控制发展为对汽油喷射、点火定时、怠速及排气再循环等进行综合控制的发动机管理系统。第二节 电控喷射系统电控喷射系统的控制部分一般有传感器、电控单元、和执
27、行器等3部分组成。传感器的功用是实时检测汽油机与汽车的运行状态，以及驾驶员的操作意向和操作信息量，并将其传送给电控单元。电控单元的核心部分是计算机，它与系统中设置的软件一起负责的采集、处理、计算和执行程序，并将运算结果作为控制指令输出给执行器。执行器的作用是按照电控单元的控制指令，调节供油量和供油定时。电控单元根据加速踏板位置传感器和汽油机转速传感器的输入信号，首先算出基本供油量。然后根据来自冷却液温度、进气温度和进气管压力等传感器的信号以及起动机信号，对基本供油量进行修正。再按供油量调节套筒位置传感器信号进行反馈修正之后，确定最佳供油量。因此，不论汽车是低温启动、加速，或是在高原行使，电控单
28、元都能精确地确定发动机的最佳供油量。电控单元把计算和修正的最后结果作为控制信号传输给供油量控制电磁阀的电磁线圈，产生电磁力，吸引可动铁芯。控制信号额电流越大，磁场就越强，可动铁芯向左的移动量越大，通过杠杆将供油量调节套筒向右推移的越多，供油量也就越多。第三节 电动汽油泵在电动汽油喷射系统中应用的电动汽油泵通常有两种类型，即滚柱式电动气又泵和叶片式电动汽油泵。由永磁电机驱动的滚柱式电动汽油泵。转子偏心地安在泵体室内，滚柱安装在转子的凹槽中。当转子旋转时，滚柱在离心力的作用下紧压在泵体的内表面上。同时在惯性力的作用下，滚柱总是与转子凹槽的一个侧面紧贴，从而形成若干个工作腔。在汽油泵工作过程中，进油
29、口一侧的工作腔容积增大，成为低压油腔，汽油进油口被吸入工作腔。在出油口一侧的工作腔容积减小，成为高压油腔，高压汽油从压油腔经出油口流出。限压阀的作用是当油压超过0.45MPa时开启，使汽油回流到进油口，以防止油亚过高损坏汽油泵。在出油口处装设单向止回阀，发动机停机时，止回阀关闭，防止管路中的汽油倒流回汽油泵，借以保持管路中有一定压力，目的是在启动发动机时比较容易。滚柱式电动汽油泵运转时噪声大，油压脉动大，而且泵体内表面和转子容易磨损。近来越来越多的发动机采用叶片式电动汽油泵，叶轮是一个圆形平板，在平板的周围上加工小槽，开成泵油叶片。叶轮旋转时，小槽内的汽油随同叶轮一同高速旋转。由于离心力的作用
30、，使出口处油压增高，而在进口处产生真空，从而使汽油从进口吸入，从出口排出。叶片电动汽油泵运转噪声小，油压脉动小，甭油压力高，叶片磨损小，使用寿命长。第四节 步进电机怠速控制在节气门汽油喷射系统中，节气门体上装有步进电机怠速在控制阀。起功用是自动调节发动机的怠速转速，使发动机在设定转速下稳定运转。在使用空调器或助力转向器的汽车上，电控单元通过怠速控制花自动提高转速，以防止发动机因负荷加大而熄火。步进电机式怠速阀由步进电机控制，和锥面控制阀等组成。螺旋机构中的螺母和步进电机的转子制成一体。步进电机中有几组励磁线圈，改变励磁线圈的通电顺序，可以改变点击的运转方向。步进电机有电控单元控制，电控单元从发
31、动机转速传感器获得发动机转速的信息，并将实际转速与与编程序中设定的转速相比较，根据两者的偏差大小向励磁线圈输出不同的控制脉冲电流。这时步进电机或正传或反转一定角度，并驱动螺杆和锥面控制花或向前或向后移动一定的距离，使旁通道的断面或增大或减小，从而改变进气量，达到控制怠速转速的目的。第五章 液压系统在汽车上的应用近年来随着液压、气压与液力传动技术的发展和在汽车上的应用，汽车的各项性能都有了很大地提高，尤其是现代汽车上使用了电脑、机电液一体化的高新技术，使汽车工业的发展更上了一个新的台级。汽车工业成为衡量一个国家科学技术水平先进与否的重要标志，目前技术先进的汽车已广泛采用了液压气压和液力传动新技术
32、，就连汽车的燃料供给和机械润滑系统也借鉴了这些技术，因此加强针对汽车的液压气压与液力传动技术的学习与研究，对于从事汽车理论学习和设计制造维修的人员具有很重要的意义。 现在汽车都在向着驾驶方便、运行平稳、乘坐舒适、安全可靠、节能环保的方向发展。在这些发展中液压气压与液力传动技术起了主导作用。液压气压与液力传动在汽车上的应用具有一定的特点，由于汽车整体结构和轻量化的要求，系统结构紧凑、元件组合性强与电气结合，能够根据汽车的运行状况进行控制。 气压传动与液压传动一样，主要用于实现动力远程传递、电气控制信号转换等。由于其工作介质是气体，因此工作安全、系统泄漏对环境污染也小，但受气体可压缩性大的影响，系
33、统的灵敏性不如液压传动。如液压汽车制动装置的制动滞后时间为02S，而气压汽车装置的制动滞后时间是0.5S，而且气压系统的噪音也大，自动润滑性能也差。 下面举几个例子介绍液压气压与液力传动在汽车传动系统中的具体应用。第一节 液压动力转向系统动力转向系统用于转向的液压动力由回转式滑片泵提供，此泵由汽车发动机通过传送带和皮带轮进行驱动。它包含一组在椭圆形泵室内旋转的伸缩式叶片。当叶片旋转时，这些叶片会从压力较低的回流管吸入液压油，并迫使其流向压力较高的出口。泵所提供的流量取决于汽车发动机的速度。泵的设计必须能在发动机怠速时提供足够的流量。因此，该泵提供的液体会远远超过实际的需要。泵中会有一个减压阀，
34、用于确保压力不会什的太高。当发动机高速运转时，由于泵中吸入了太多液体，因而更需要减压阀来降低压力。只有驾驶员对方向盘施加作用力，动力转向系统才会向其提供支持。液压动力转向系统是在液压动力转向系统的基础上增设了电子控制装置。该系统能够根据汽车行驶条件的变化对助力的大小实行控制，使汽车在停车状态时得到足够大的助力，以便提高转向系统操作的灵活性。当车速增加时助力逐渐减小，高速行驶时无助力，使操纵有一定的行路感，而且还能提高操纵的稳定性。另外，液压系统一般工作压力不高，流量也不大。第二节 液力自动变速器 液力自动变速器在现代汽车上用得也越来越多。液力自动变速器是由液力变扭器和行星齿轮变速器组合而成的变
35、速器。液力变速器，是能改变所传递扭矩的液力传动装置。液力变扭器装有三种叶轮。和发动机相连的叫“泵轮”和输出轴相联的叫“涡轮”，在它们内周中央起调节作用的叫“导轮”。发动机工作时，飞轮和泵体一起旋转，带动泵内的油推动涡轮轮叶旋转。这就好像把两个风扇面对面地放在一起，开动一个风扇，另一个也会转动。导轮使涡轮甩出的油再次冲击泵轮，使得扭矩增大。泵轮和涡轮的转速差别越大，扭矩就增加的越多。这就起到了变速器增大扭矩的作用。液力变扭器在配上一个行星齿轮变速器，可以改变不同的变速比和实现倒车就完全可以满足汽车的要求。液力自动变速器不用机械式的离合器，而且只有低速、高速和倒车三个档位。因此，驾驶起来十分轻松，
36、不用频繁换挡，运行平稳、低速大转矩。使用液力变速器可以简化驾驶操作，使发动机的转速控制在一定的范圉内，避免车速急剧变化，有利于减少发动机振动和噪音，而且能消除和吸收传动装置的动载荷，减少换档冲击，提高发动机和变速器的使用寿命。第三节 汽车防抱死系统ABS即汽车防抱死系统，其主要功能是在汽车制动时，防止车轮抱死。无论是气压制动系统还是液压制动系统，ABS均是在普通制动系统的基础上增加了传感器、ABS执行机构和ABS电脑三部分。液压制动系统ABS广泛应用于轿车和轻型载货汽车上。气压制动系统ABS丰要用于中、重型载货汽车上，所装用的ABS按其结构原理主要分为两种类型：用于四轮后驱动气压制动汽车上的A
37、BS和用于汽车列车上的ABS。气顶液压制动系统ABS兼有气压和液压两种制动系统的特点，应用于部分中重型汽车上。第四节 汽车电控液压悬架汽车电控液压悬架可以使司乘人员都有乘坐软弹簧的舒服感，而且还能保证汽车的灵活性和稳定性。目前轿车上采用的电子控制悬架都具有灵敏的车高调节功能，不管车辆(规定范围)如何变化，都可以保持汽车的一定高度，大大地减少了汽车在转弯时产生的倾斜程度。当车辆在凸凹不平的道路上行驶时可以提高车身的高度，当车辆高速行驶时又可使车身的高度降低，以减少风的阻力。汽车电控液压悬架还具有衰减力的调节功能，以提高车辆的稳定性。在急转弯、急加速和紧急制动时，还可以抑制车辆姿态的变化。第五节
38、液力耦合器液力偶合器在汽车上只起传递扭矩的作用，所以也叫液力联轴器。是一种以液体为工作介质的非刚性传动装置。液力耦合器的泵轮和涡轮组成一个可使液体循环流动的密封工作腔，泵轮装在输入轴上，涡轮装在输出轴上。动力机（电动机）带动输入轴旋转时，液体被离心式泵轮甩出。这种高速液体进入涡轮后即推动涡轮旋转，将从泵轮获得的能量传递给递给输出轴。最后液体返回泵轮，形成周而复始的流动。液力耦合器靠液体力与泵轮、涡轮的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。液力耦合器的特性因工作腔与泵轮的形状不同而有差异，如将液力耦合器的油放空。耦合器就处于脱开状态，能起到离合器作用。液力偶合器安装在汽车发动机和机械变速器之间
39、，传递扭矩液力时能起到柔性传动、减缓冲击的作用。隔离扭振的功能使汽车起步和加速时都能保持平稳第六节 液力变矩器液力变矩器不仅能传递转矩，而且还能在泵轮转矩不变的情况下随着涡轮转速的不同自动地改变涡轮所输出的转矩值(变矩)。液力变矩器具有对外负载的自动适应性，使车辆起步平稳、加速快而且均匀，其减振作用降低了传动系统的动载和扭振的引响，延长了传动系统的使用寿命，提高了乘坐舒适性和行驶安全性。然而液力变矩器存在着效率不够高、变矩范围有限的问题。因此，很少使用单个液力变矩器，需要串联或并联一个定轴式或者旋转轴式机械变速器，以扩大变速和变矩范围。目前高级轿车大都采用了液力机械传动，其主要着眼点在其舒适性
40、及操作轻便性。城市大客车因经常停车、起步、加速，换挡相当频繁，对操纵方便的要求就显得更为突出。越野汽车为了获得稳定的驱动力和良好的通过性，采用液力机械传动也日益增多。装载质量为2580T的矿用自卸汽车，因其功率大，传动系统既要传递大扭矩，又要易于换挡变速，故绝大多数都采用液力机械传动第七节 汽车液压制动系统 汽车制动系统是汽车安全行驶中最重要的部分。随着发动机的技术发展和道路条件的改善，汽车的行驶速度和单次运行距离都有了很大地发展，行驶动能大幅度地提高，从而使得传统的摩擦片式制动装置越来越不能适应长时间、高强度的工作需要。由于频繁或长时间地使用制动器，出现摩擦片过热衰退现象，严重时导致制动失效
41、，威胁到行车安全。车辆也因为频繁更换制动蹄片和轮胎导致运输成本的增加。为了解决这一问题，应运而生的各种车辆的助制动系统迅速发展，液力缓速器就是其中的一种。当今的液力缓速器主要用在重型载货汽车和大中型客车上。液力缓速器的使用和推广，大大地改善了传统的制动器的不足。第八节 汽车液压减震系统 汽车悬架系统中采用减震器多为液力减震器，其工作原理是当车架（或车身）和车桥间震动而出现相对运动时，减震器内的活塞上下移动，减震器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的空隙流入另一个腔内，此时孔壁与油液间的内摩擦震动形成阻尼力，使汽车震动能量转化为油液热能，再由减震器吸收散发到大气中。在油液通道截面和等因素不变时，
42、阻尼力随车架与车桥（或车轮）之间的相对运动速度增减，并与油液粘度有关。汽车液压减振系统具有优良的减震功能，在车辆偏重时可以保持车辆的平衡，使车辆继续安全行驶。在车辆更换轮胎时，不需要千斤顶顶地即可更换轮胎，大大地提高了工作效率，节省了时间。参考文献1. 王静-浅析机电一体化技术的现状和发展趋势-同煤科技-20062. 石美峰-机电一体化技术的发展与思考-山西焦煤科技-20073. 李建勇-机电一体化技术-北京科学出版社-20044. 李运华-机电控制-北京航空航天大学出版社-20035. 寇国瑷-汽车发动机无分电器微机控制点火系-汽车技术-19966. 吴基安-ABS及其在我国的发展现状-世界
43、汽车-19947. 陈家瑞-汽车构造上下册，人民交通出版社-20028. 黄志坚-传感器应用技术人民交通出版社-20069. 李宪奎,张德明-连铸结晶器振动技北京 冶金工业出版社-200010 曹悦霞，杨晓江-结晶器振动技术的发展-河北冶金出版社-199511.黄志坚，罗卫国,姚良挺-板坯连铸机液压振动技术原理与实例-液压与气动-1999致 谢 信本文是在马红奎处长精心指导和大力支持下完成的。马处长以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他们渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。同时，在整理此次毕业论文过程中我也学
44、到了许多了关于机电方面的知识，使自己的专业知识得到了巩固和加强。另外，我还要特别感谢各科老师对我论文写作的指导，为我完成这篇论文提供了很大的帮助。还要感赵招航和赵慧海同学对我的无私帮助，使我得以顺利完成论文。在学习中教师们严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模，他们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。这三年中还得到众多老师的关心支持和帮助，他（她）们孜孜不倦的教诲为我的专业知识打下了坚实的基础，才使得我能够完成这篇论文。在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意！ 我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢！最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢！在此，谨向各位们致以衷心的感谢和崇高的敬意！