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1、汽车液压与气压传动课程设计汽车液压与气压传动技术课程设计汽车车门气动安全操纵系统设计姓 名：XXX学 号：XXX班 级：XXX指导教师：XXX学 院：机械动力工程学院学 校：XXX日 期：2013年12月12 日目录摘要1前言21.国外研究成果22.国内研究成果2第一章 汽车车门气动安全操纵系统主要功能结构31.1汽车车门气动安全操纵系统主要功能31.2 汽车车门的主要分类31.2.1按照运动形式分类：31.2.2按照结构分类：41.2.3. 按照门叶的数目分类：41.2.4. 按照有无窗框分类51.3 车门设计61.3.1车门设计要求61.3.2车门设计流程图6第二章 汽车车门气动安全操纵系
2、统及其工作原理72.1 汽车车门气动安全操纵系统72.1.1汽车车门气动安全操纵原理图72.1.2气动控制系统的组成及各部分的作用82.1.3汽车车门气动安全操纵组成及各元件作用112.2 液压控制系统的工作原理162.3气压传动的优缺点172.3.1气压传动的优点172.3.2气压传动的缺点172.4气压传动的注意事项17第三章 汽车车门气动安全操纵系统常见故障183.1 执行元件的故障183.1.1 气缸常见故障表现183.1.2 常见故障的产生原因183.1.2.1 内、外泄漏的产生原因183.1.3气缸故障的排除方法183.2 气源故障193.2.1气源常见故障表现193.2.2空压机
3、故障排除方法193.2.3 减压阀的故障排除方法203.2.4 管路故障排除方法203.2.5压缩空气处理组件(三联体)的故障排除方法203.3换向阀常见故障213.3.1 换向阀常见故障现象213.3.2 换向阀常见故障的产生原因213.3.2.2气体泄漏的原因213.3.3 换向阀常见故障的排除方法223.4气动辅助元件常见故障223.4.1 气动辅助元件常见故障现象223.4.2 换向阀常见故障的产生原因233.4.3气动辅助元件常见故障的排除方法233.5机械故障23第四章 气动系统的安装与调试244.1气动系统的安装244.1.1.管道的安装244.2.2.元件的安装244.2.3气
4、动系统的调试24第五章 气动系统的日常性维护工作255.1冷凝水排放的管理255.2系统润滑的管理255.3空压机系统的日常管理255.4气压传动的点检内容26致谢28参考文献293摘要气动技术是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量传递或信号传递的工程技术，是实现各种生产控制、自动控制的重要手段之一。在现代化工业生产中，气压传动以其独具的特点越来越广泛地应用于各类机械设备的运动传递和控制 ，许多机器设备中装有气压传动系统，在工业各领域，如机械、电子、钢铁、运输车辆及制造、橡胶、纺织、化工、食品、包装、印刷和烟草领域等，气压传动技术已成为基本组成部分。在尖端技术领域如核工业和宇航
5、中，气压传动技术也占据着重要的地位。目前 , 它们分别在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、长寿命、高度集成化、小型化与轻量化、一体化和执行件柔性化等方面取得了很大的进展。同时 , 由于与微电子技术密切配合 , 能在尽可能小的空间内传递尽可能大的功率并加以准确的控制 , 从而更使得它们在各行各业中发挥出了巨大作用。本文就汽车车门安全操纵系统进行了研究，设计出基于气动控制的安全控制系统，并绘制出CAD设计图纸，有效解决了上下车门时乘员或货物被误夹的问题，具有较高的使用价值。此外，本文对气动系统的工作原理、技术特点、常见故障进行了分析，提出了有效的解决方案，对于汽车车门安全研究领域具有一定的意
6、义。关键词 车门 气动安全操纵系统 各元件工作原理 气动系统故障分析前言随着地铁和私家车的普及，国内由于操作不当导致车门夹人的事件时有发生。这对市民的生活质量与人生安全等构成了一定的威胁。1.国外研究成果据世界铁路报报到，德国研制成功车门防夹系统。西门子公司透露，他们已研制成功光学车门防夹系统。当列车运行时，该系统监视车门的橡胶门边，一旦发现不正常情况立即传递到列车的控制系统。系统从而控制车门，使车门重新开始。达到防夹的效果。2.国内研究成果国内目前主要使用电控技术，实现车门的控制。这可以达到防夹的效果。（1） 紧急拉手当车门关闭时遇到障碍物时，可以采用紧急拉手使车门重新打开。（2） 紧急解锁
7、当车门关闭时遇到障碍物时，车门紧锁，在这种情况性爱，可以打开紧急解锁装置，实现车门的重新打开，保证乘员的安全。由于气动系统以空气为工作介质，来源方便，用后排气处理简单，不污染环境而且气动系统能够实现过载自动保护。为此，本文着手研究基于气动理论的汽车车门安全操纵系统，这可以有效解决这一问题。第一章 汽车车门气动安全操纵系统主要功能结构1.1汽车车门气动安全操纵系统主要功能汽车车门气动安全操纵系统是一种基于气动控制的安全保护装置1。汽车车门安全操纵系统可以控制汽车车门的打开与关闭，并且在车门关闭过程中若遇到障碍物，系统会自动使车门重新开启。这可以极大地保护乘员的安全及其随身携带物品的完好。此机构提
8、高了汽车的整车安全性能，是新环境下安全型汽车必备品。该机的工作机构以压缩空气为动力驱动传动气缸，再通过钢丝绳、滑轮、导轨、电磁阀等机械传动控制机构完成车门的开闭动作。1.2 汽车车门的主要分类1.2.1按照运动形式分类：（1）旋转式2。图1 Koenigsegg ccr 该旋转车门可以旋转90度，并且可以外展、旋转、前推，车门前推增大了最大出入空间。（2）剪刀式图2 Lamborghini Diablo TV Roadster（4）复合车门式图3 马自达RX-8（3）平移式拉门、外摆式车门（外移门）。1.2.2按照结构分类：（1）无骨架式车门由内外两部分冲压钣件组焊而成，大部分司机门、折叠门均
9、采用此结构。（2）有骨架式车门内外蒙皮焊接在骨架上外摆式乘客门。1.2.3. 按照门叶的数目分类：（1）单叶式（单扇门）如司机门、安全门、单叶乘客门等；双叶式乘客门（2）四叶式四叶式折叠门（两叶一组），主要用于城市客车。各类车型的驾驶员用门，货车及轿车车门多为旋转式，开门方向可以向前（顺开），或往后（逆开）。顺开门在行车时较为安全。平移门（外移门）主要用于客车的乘客门。1.2.4. 按照有无窗框分类（1）无窗框车门图4无窗框车门（2）独立窗框式车门图5 独立窗框式车门1.3 车门设计1.3.1车门设计要求（1）具有必要的开度，并能使车门停在最大开度上，以保证上、下车方便3；（2）安全可靠。关闭
10、时能锁住，行车或撞车时不会自动打开；（3）开关方便，操纵方便升降玻璃，锁止等，或在低气压下（0.3MPa） 也能开启灵活；（4）具有良好的密封性涉及密封胶条特性、设计精度、间隙大小、配合精度等；（5）具有足够的刚度，不易变形下沉，行车时不振响；（6）制造工艺好，易于冲压成形，便于安装附件和维护调整；（7）外形上与整车协调；（8）操纵机构必须易于接近，便于调整保养。1.3.2车门设计流程图图6 车门设计流程图第二章 汽车车门气动安全操纵系统及其工作原理2.1 汽车车门气动安全操纵系统2.1.1汽车车门气动安全操纵原理图 图7汽车车门气动安全操纵原理图表1 汽车车门气动安全操纵明细表标号名称备注1
11、,2,3,4按钮式二位三通换向阀4个5机动换向阀6，7,8俊阀或门型俊阀9气控换向阀10,11单向节流阀12气缸 2.1.2气动控制系统的组成及各部分的作用任何复杂的气动控制回路，均有一些具有特定功能的基本回路组成，常用回路是指实际应用中经常会遇到的典型回路。常见的有方向控制回路、压力控制回路、速度控制回路4等。2.1.2.1. 方向控制回路（1）单作用气缸换向回路 图8 单作用气缸三台控制回路（2）双作用气缸换向回路 图9 双作用气缸二态控制回路 图10 双作用气缸三态控制回路 2.1.2.2压力控制回路压力控制回路的作用：调压、稳压(1)一次压力控制回路：指用安全阀将空气压缩机的输出压力控
12、制在 0.8MPa左右。图11一次压力控制回路(2)二次压力控制回路：指把经一次调压后的压力再经减压阀减压稳压后所得到的输出压力（称为二次压力），作为气动控制系统的工作气压使用。通常把分水滤气器、减压阀和油雾器称为气动三大件(可做成联件形式)。如果气动系统中不需要润滑，则可不用油雾器。2.1.2.3.高低压选择回路由多个减压阀控制，实现多个压力同时输出。用于系统同时需要高低压力的场合5。(3)高低压切换回路利用换向阀和减压阀实现高低压切换输出。用于系统分别需要高低压力的场合。图12速度控制回路单作用气缸调速回路用两个单向节流阀分别控制活塞杆的升降速度。2.1.2.4.速度控制回路(1)气阀调速
13、回路单作用气缸调速回路 用两个单向节流阀分别控制活塞杆的升降速度。单作用气缸快速返回回路活塞返回时，气缸下腔通过快速排气阀排气。(2)双作用缸速度控制回路a.双向调速回路在换向阀的排气口上安装排气节流阀，两种调速回路的调速效果基本相同。b.慢进快退回路控制活塞杆伸出时采用排气节流控制，活塞杆慢速伸出；活 塞杆缩回时，无杆腔余气经快排 阀排空，活塞杆快速退回。2.1.2.5.同步回路简单同步回路采用刚性零件把两尺寸相同的气缸的活塞杆连接起来。2.1.2.6.往复动作回路(1)单往复动作回路 按下手动阀，二位五通换向阀处于左位，气缸外伸；当活塞杆挡块压下机动阀后，二位五通换至右位，气缸缩回，完成一
14、次往复运动。(2)连续往复动作回路 手动阀1 换向，高压气体经阀3 使阀2换向，气缸活塞杆外伸，阀3 复位，活塞杆挡块压下行程阀4 时，阀2 换至左位，活塞杆缩回，阀4 复位，当活塞杆缩回压下行程阀3 时，阀2 再次换向，如此循环往复。2.1.2.7.安全保护回路由于气动系统过载、气压的突然降低及气动执行机构的快速动作等原因都可能危及操作人员或设备的安全，因此在气动回路中，常常要加入安全回路。需要指出的是在设计任何气动回路中，特别是安全回路中都不可缺少过滤装置和油雾器，因为污脏空气中的杂物，可能堵塞阀中的小孔与通路，使执行机构发生错误动作。缺乏润滑油，很可能使阀发生卡死或磨损，以致整个系统的安全会发生问题。常用的安全保护回路(1)过载保护回路 过载保护回路，当按下阀1按钮使气控阀4换至左位，气缸活
