車輛液壓輔助動力系統(tǒng)設(shè)計【全套CAD圖紙和畢業(yè)答辯論文】

買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 目 錄 摘要 第 1 章 緒 論 1 車工業(yè)發(fā)展所面臨的問題 1 源問題 1 保問題 1 能環(huán)保汽車的發(fā)展情況 2 體發(fā)展思路 2 外發(fā)展情況 2 內(nèi)發(fā)展情況 4 壓節(jié)能驅(qū)動技術(shù)在汽車上的應(yīng)用 5 壓節(jié)能驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展前景 5 第 2 章 車輛液壓節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)工況分析 7 壓系統(tǒng)的設(shè)計要求 7 況分析 7 子 7 定結(jié)果分析 8 動系統(tǒng)的性能要求 9 章小結(jié) 10 第 3 章 車輛液壓節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)方案設(shè)計 11 能驅(qū)動系統(tǒng)方案確定 11 壓復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng) 的組成 11 壓復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng) 的工作原理 11 能描述 12 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 輛的控制方法 13 次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)簡介 14 章小結(jié) 14 第 4 章 驅(qū)動系 統(tǒng)設(shè)計 16 能器的工作原理及參數(shù)計算（ 列蓄能器） 16 能器的工作原理 16 數(shù)計算 17 能器的校核 23 量泵 /定量馬達(dá)的計算 24 壓系統(tǒng)的關(guān)鍵零件 26 磁閥 26 清器 27 章小結(jié) 28 第 5 章 傳動裝置設(shè)計 29 述 29 合器簡介 29 務(wù)與性能 29 鍵部件設(shè)計 29 合器的要求 30 合器結(jié)構(gòu)的選擇 30 合器的設(shè)計計算 31 合器主要參數(shù)的選擇 31 合器基本參數(shù)的校核及優(yōu)化 33 轉(zhuǎn)減 振器 35 合器的操縱機構(gòu) 36 合器的結(jié)構(gòu)元件 38 章小結(jié) 39 結(jié)論 40 參考文獻(xiàn) 41 致謝 42 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 第 1 章 緒 論 隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，汽車成為重要的交通工具已越來越廣泛的運用于日常生活中。但其所帶來的問題也是不容忽視的。首當(dāng)其沖的便是能源的過度消耗和環(huán)境的污染問題。本章主要介紹了汽車面臨的問題及解決辦法，并介紹了新型節(jié)能汽車的國內(nèi)外發(fā)展情況。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 汽車工業(yè)發(fā)展所面臨的問題 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 汽車是重要的交通工具，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的標(biāo)志。汽車工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，對社會的經(jīng)濟建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起著重要推動作用。另外，汽車也是社會物質(zhì)生活水平的標(biāo)志。自第一輛汽車 18“ 年問 世以來至今己 100多年，汽車工業(yè)從無到有，迅猛發(fā)展，產(chǎn)量大幅度增加，技術(shù)日新月異。目前全世界汽車的保有量已超過 5 億輛。雖然汽車工業(yè)發(fā)展良好，前景光明，但也面臨著不少問題急待解決。傳統(tǒng)的汽車驅(qū)動系統(tǒng)多采用機械操作系統(tǒng)，在汽車剎車、怠速和下坡時會損失大量的能量。而大量能量的損失會導(dǎo)致一系列問題 1。 能源問題 近年來，能源問題的陰影己籠罩著全世界，能源問題已成為世界各個國家共同關(guān)注的焦點問題。自 1972 年第一次石油危機以來，在世界范圍內(nèi)接連發(fā)生了第二次和第三次石油危機，再加上世界主要產(chǎn)油 地區(qū) 海灣地區(qū)戰(zhàn)火不斷，極大的影響了世界石油供應(yīng)。能源問題己成為關(guān)系國家經(jīng)濟命脈的頭等重要問題。如何有效的利用能源己成為世界科學(xué)家與工程師們普遍關(guān)注的問題。與其它國家相比，正處于發(fā)展中的我國的能源消耗巨大，平均以每年 3%的速度遞增。 環(huán)保問題 無獨有偶，與能源危機相伴而來的是環(huán)保問題。當(dāng)今世界是和平與發(fā)展的年代，在總體和平的背景下，各國經(jīng)濟情況較好，物資生活水平迅速提高?？墒?，隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，大量人為排放的廢水廢氣、噪音、無節(jié)制地取用地下水、沒有計劃的開發(fā)資源已嚴(yán)重破壞了自然界的生態(tài) 平衡，酸雨、洪澇、干旱、各種罕見疾病等如洪水猛獸般不斷出現(xiàn)，對人們的日常生活帶來嚴(yán)重的影響，環(huán)境保護成為社會日益關(guān)注的問題。 在我國，據(jù)國家環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)對全國 1999 年各大中城市環(huán)境污染所做的報告顯示 ： 在被調(diào)查的 338 個城市中，只有 城市的空氣狀況滿足國家空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)，另外 城市超過國家空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)。在這中間，還有 137 個城市超過國家空氣質(zhì)量三級標(biāo)準(zhǔn)，占所統(tǒng)計城市數(shù)目的 在對大氣的主要污染物總懸浮物 (調(diào)查中，有 60%的城市的 對另 一項污染物二氧化碳濃度的調(diào)查顯示，年均值超過國家二級標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)到 右。一些大城市機動車排放的污染物對各項大氣污染指標(biāo)的貢獻(xiàn)率達(dá)到 60%以上。全國有 80%的城市的主要交通干線噪音超標(biāo)，超過 70分貝。在這方面，數(shù)目大的驚人的汽車無疑是罪魁禍?zhǔn)字?。汽車排房物中有大量的有害物質(zhì)，包括碳氧化合物，氮氧化合物和黑煙等等 2。 另外，在當(dāng)代的城市中，由于汽車剎車、啟動頻繁，經(jīng)常鳴笛，從而為都市的生買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 活造成了很大的噪音。即使汽車在一般的行駛過程中其噪音也達(dá)到了 8090 分貝。一般的噪音會影響人的工作效率，引起人的 煩惱。噪音達(dá)到 35分貝以上的時候就會影響人的睡眠休息，甚至分致耳聾或其它疾病，從而導(dǎo)致一系列的惡性后果，嚴(yán)重影響人們的正常生活。 節(jié)能環(huán)保汽車的發(fā)展情況 節(jié)能汽車在當(dāng)今我們這個提倡節(jié)約的社會越來越被人們廣泛關(guān)注。各種各樣節(jié)能型汽車的不斷出現(xiàn)為汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了良好的開端。本節(jié)主要介紹國內(nèi)外幾種形式的節(jié)能汽車發(fā)展情況及程度，在了解其基本情況的基礎(chǔ)上可拓展一下我們的視野和思維。 總體發(fā)展思路 實施汽車排放清潔的方式很多，比如提高油的品質(zhì)、在燃油中加入添加劑。但通過汽車技術(shù)創(chuàng)新 來實現(xiàn)環(huán)保的思路只有三條：一是在傳統(tǒng)汽車的基礎(chǔ)上進行技術(shù)改造；二是開發(fā)全新的汽車，利用新能源；三是安裝凈化裝置。其中，技術(shù)改造包括電控噴射技術(shù)，半導(dǎo)體輔助點火系，無觸點點火系，微機控制點火系和無分電器點火系。開發(fā)新能源包括電動汽車，太陽能汽車，氫動力汽車，醇類燃料汽車和天然氣汽車。安裝凈化裝置包括催化式凈化器，陶瓷微粒捕集氧化器，靜電微粒捕集器和袋濾器等。 國外發(fā)展情況 在國外，以節(jié)能驅(qū)動為目的的研究發(fā)展情況主要如下： 一種以發(fā)動機長時間處于經(jīng)濟工況為目的的復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng) (即在相對于同 等車型的底盤上裝用小功率發(fā)動機，在不失動力性的同時獲得較高經(jīng)濟性的技術(shù) )研究已有很長時間，并取得相當(dāng)?shù)某晒Α?上世紀(jì)七十年代末期和八十年代初期，原聯(lián)邦德國的大眾和美國的福特公司開始分別在 轎車上、原聯(lián)邦德國的 家公司在公共汽車上進行了節(jié)能的有關(guān)研究工作，前蘇聯(lián)也進行了類似的工作。概括起來有靜液壓傳動的飛輪蓄能的電力復(fù)合驅(qū)動和特殊異步電機控制蓄電池組蓄能的電力復(fù)合驅(qū)動兩種型式。試驗結(jié)果表明，靜液壓飛輪復(fù)合驅(qū)動可使每循環(huán) (加、減速循環(huán) )平均油耗降低約 30;電力復(fù)合驅(qū)動平均循環(huán)節(jié)約油 20，同時，提高了汽車的加速性能，延長了其使用壽命。到了九十年代，隨著液壓和電動技術(shù)的發(fā)展，世界許多汽車公司加緊了對復(fù)合驅(qū)動汽車的研制和開發(fā)。俄羅斯的阿茲勒克 2141 和拉斯202公共汽車運用成熟的技術(shù)開發(fā)了小功率發(fā)動機加儲能器的復(fù)合驅(qū)動裝置，油耗分別下降了 29% 62%和 18% 42%。 94 96 年俄羅斯依熱大斯克車輛廠采 用 鉛酸電池作為電能儲存器，發(fā)動機油耗比原車型降低 21%以上，在車輛的燃油經(jīng)濟性得到買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 了可觀提高的同時，排放也得到了人 大的改善，二氧化碳的排放 率 下降 50%, O、只有傳統(tǒng)發(fā)動機的 1/10,且有良好的加速性，反應(yīng)更加靈敏。另外，美囚的通用福特、克萊斯勒在九十年代中期與美國能源部投資上億美元開發(fā)復(fù)合驅(qū)動項目研究，最近俄羅斯專家提出用電容器儲能裝置研究復(fù)合驅(qū)動汽車，其優(yōu)點是質(zhì)量功率大，并能在數(shù)秒內(nèi)存儲和釋放能量。 隨著世界性油料緊張，價格上漲，尾氣排放限制越來越嚴(yán)格 ;復(fù)合驅(qū)動是今后汽車節(jié)約傳動的一種發(fā)展趨勢。美國 國政府和汽車工業(yè)界的合作契約的簡稱 )計劃十年內(nèi)開發(fā)出三倍與目前燃料效率的汽車，其研究主要從 三個方面著手，一是提高燃料轉(zhuǎn)換成機械能的效率，二是降低車重減少汽車對能量的要求，三是實現(xiàn)再生制動，將減速及制動過程損耗的能量回收利用。 最近，瑞士科學(xué)家又研制成功了一種新型的節(jié)能環(huán)保車。 據(jù)俄羅斯國際傳媒新聞網(wǎng)的報道，瑞士聯(lián)邦工程大學(xué)利諾 顧澤拉教授帶領(lǐng)的專家小組近日研發(fā)、制造出了世界上消耗燃料最低的汽車并給它起名為 圖 示。顧澤拉教授介紹說， 運用了目前世界上先進的氫氣動力技術(shù)。只需要 8 升燃料，人們就可以駕駛這種汽車環(huán)游世界一周！此外，這種汽車的另一大優(yōu)點就是，它在公路上 行駛時絕對不會污染環(huán)境 3。 圖 氫動力汽車 國內(nèi)發(fā)展情況 在國內(nèi)，汽車的節(jié)能技術(shù)研究開展了很長一段時間，取得了一定成就。但多局限于內(nèi)燃機的個別系統(tǒng)。以運行的車輛整體為研究對像，通過回收被損失的機械能予以再利用的義合驅(qū)動途徑改善車輛燃料經(jīng)濟性、動力 性、環(huán)保性的研究尚不多見。 另外，還有一種采用二次調(diào)節(jié)靜液傳動的系統(tǒng)其功能與復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)似，二次調(diào)節(jié)靜液傳動是德國學(xué)者 出的一種新型靜液傳動技術(shù)，它利用驅(qū)動元件買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 (液壓馬達(dá) /泵，也稱為二次元件 )能夠工作在由其輸出轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩構(gòu)成的直角坐標(biāo)系中四個象限的特點，把工作系統(tǒng)的慣性能和重力能回收并儲存 外，該系統(tǒng)還具有調(diào)節(jié)方便、易對多種參數(shù) (如轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率 )進行控制等優(yōu)點，可廣泛地應(yīng)用于車輛的驅(qū)動中，尤其在頻繁剎車、起動的城市公交車輛中，它可以極大地提高系統(tǒng)效 率，節(jié)約能源。在國內(nèi)哈爾濱工業(yè)人學(xué)對其進行了大量研究，取得了一些成果。 我國的新型的電動節(jié)能轎車的開發(fā)和研制也取得了很大的進展，華中科技大學(xué)研制成功了一種這類車輛。 據(jù)介紹，這種純電動轎車的驅(qū)動系統(tǒng)是該校自行研制的開關(guān)磁阻電機及其控制器，采用了與世界先進水平保持同步的全數(shù)字化高性能控制技術(shù)，并具有明顯的性能與價格優(yōu)勢。動力源為高性能鋰離子電池。傳動系統(tǒng)取消了離合器，專門設(shè)計制作了傳動箱，無須手動變速，操作方便。該汽車具有電機能量回收制動系統(tǒng)和機械制動系統(tǒng)，一次 “ 能量補給 ” 能續(xù)駛 250 公里，適合于各種路況，具有 零排放、低噪音、運行平穩(wěn)、出力大、自動調(diào)速、快響應(yīng)等明顯特點。 現(xiàn)在國家對小排量汽車也取消了限制，建立能源節(jié)約型，環(huán)境友好型的社會已經(jīng)成為了一個熱門話題，前不久，國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)了國家發(fā)改委等六部委聯(lián)合發(fā)布的關(guān)于鼓勵發(fā)展節(jié)能環(huán)保型小排量汽車的意見，要求取消一切針對節(jié)能環(huán)保型小排量汽車在行駛線路和出租汽車運營等方面的限制，小排量汽車的發(fā)展再次成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點。發(fā)展節(jié)能環(huán)保小排量汽車是一件魚與熊掌能夠兼得的利國利民的好事。既能發(fā)展汽車工業(yè)，又可緩解能源資源短缺的壓力，既能促進中國經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，又可滿足 廣大消費者消費結(jié)構(gòu)升級過程中的需求。他說，發(fā)展經(jīng)濟型的環(huán)保小排量汽車，要致力于消除體制性、政策性、觀念性等多重障礙，通過財政稅收等體制改革、加大對節(jié)能環(huán)保型小排量汽車研發(fā)的支持力度、更新消費者消費觀念等手段，為節(jié)能環(huán)保型小排量汽車的發(fā)展創(chuàng)造一個好的體制環(huán)境、政策環(huán)境和發(fā)展環(huán)境。相信我們的節(jié)約環(huán)保汽車的前景會更加的美好 3。 液壓節(jié)能驅(qū)動技術(shù)在汽車上的應(yīng)用 車輛行駛過程中，按著起步、加速、勻速、減速和制動等工況循環(huán)交替地工作。 車輛在減速、制動工況，實質(zhì)上是將其在上一工況行駛中具有的機械能 借助空氣阻力、道路阻力、制動器以及發(fā)動機制動予以吸收。這一工況不僅使機械能量被浪費掉，制動系統(tǒng)磨損，而且，發(fā)動機處于強推怠速工況，燃燒及排放惡化。 車輛在加速與上坡工況，發(fā)動機處于大負(fù)荷甚至超負(fù)荷狀態(tài)，混合氣濃度大，耗油量加大且燃燒不完全現(xiàn)象加劇。導(dǎo)致油耗大且加劇環(huán)境噪聲與廢氣污染。 起步工況，車輛狀態(tài)由靜到動，由于慣性載荷大 (尤其對大、中型車輛 )，導(dǎo)致耗買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 油多，沖擊力大。在汽車的減速及制動過程中若減速度大于車輛在該車速、環(huán)境、路況下自由滑行的減速度，則該過程中即有可回收利用的慣性能量 (通過發(fā) 動機制動、制動器制動所消耗的能量 )。 由上述分析可見，如果將車輛在減速制動工況損失的機械能加以回收，使發(fā)動機處于正常的怠速工況 :然后在車輛起步、加速、爬坡等工況子以釋放，幫助發(fā)動機工作，使發(fā)動機更長時間處于經(jīng)濟工況下運轉(zhuǎn)。這樣不僅可以節(jié)約油料，提高動力性，減少裝車功率，延長車輛使用壽命，而且還可以減低噪聲和廢氣對環(huán)境的污染。 液壓節(jié)能驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展前景 液壓混合動力技術(shù)是指在不改變傳統(tǒng)客車底盤結(jié)構(gòu)和發(fā)動機的前提下，通過在底盤上加裝一套液壓再生驅(qū)動總成，使大部分通常被浪費掉的制動能量有效回收儲存、并 利用在車輛起動和加速上，從而達(dá)到節(jié)約燃油、降低排放、減少發(fā)動機和制動器磨損的作用。 產(chǎn)品特點和優(yōu)勢：減少 30%（最高可達(dá) 42%）的燃油消耗；減少 50%的尾氣排放；減少 80%的制動維修費用；減少 50%的發(fā)動機磨損；增加 50%的制動力；增加 40%的加速力；減少 50%的運行費用；價格便宜，整車成本增加不超過 30%；維修保養(yǎng)操作簡便，一般車輛維修廠均可對該產(chǎn)品進行維修保養(yǎng) 技術(shù)創(chuàng)新性：液壓裝置上，采用新的液壓網(wǎng)絡(luò)節(jié)能理論新的節(jié)能控制策略該總成采用國際標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通訊 市場現(xiàn)狀和前景 ： 液壓再生能量驅(qū)動裝置具有很廣闊的市場切入面，具有投入小 ,見效快的特點。既可以對在用車進行改造，也可以作為新車的一個可選擇的配置直接裝備在新車上。對在用車進行改造的主要產(chǎn)業(yè)鏈群體為各地公交運營公司，而裝備于新車的主要產(chǎn)業(yè)鏈群體是客車生產(chǎn)廠家和底盤生產(chǎn)廠家。以北京公交為例，北京公交目前擁有公交運營車輛 1萬 8千多輛，每年燃油費用高達(dá) 10億元人民幣，如果全部安裝上液壓再生驅(qū)動總成，每年可為公交節(jié)省 3元的燃油費用。如果推廣至全國，市場前景將相當(dāng)可觀。 另外，再加上系統(tǒng)的節(jié)能與環(huán)保方面的優(yōu)勢，更是能給社會帶來巨 大的經(jīng)濟效益和社會效益。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 第 2 章 車輛液壓節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)工況分析 液壓系統(tǒng)的設(shè)計有著明確的規(guī)范和要求，而對整個系統(tǒng)所進行的工況分析是必不可少的。只有在明確系統(tǒng)的工作情況后才能進行具體的改造和設(shè)計。本章主要介紹了汽車的工作情況及各方面的性能要求，以便設(shè)計參考。 液壓 節(jié)能驅(qū)動 系統(tǒng)的設(shè)計要求 設(shè)計液壓系統(tǒng)時，首先要明確主機對液壓系統(tǒng)的要求，具體包括 4： 1、 主機的動作要求 是指主機的哪些動作要求用液壓傳動來實現(xiàn)，采用哪種類型的執(zhí)行元件，各執(zhí)行元件間 的動作循環(huán)及其動作時間是否需要同步，互鎖等。 2、 主機的性能要求 是指主機對采用液壓傳動的各執(zhí)行機構(gòu)在力和運動方面的要求。各執(zhí)行機構(gòu)在各工作階段所需的力和速度的大小，調(diào)速范圍，速度的平穩(wěn)性，動作周期等方面都必須有明確的數(shù)據(jù)。對要求高精度，高生產(chǎn)力及自動化程度高的主機，還要提出靜，動態(tài)指標(biāo)的要求。 3、 主機的使用條件和工作環(huán)境 如環(huán)境溫度的變化范圍，作業(yè)場地等情況，灰塵買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 狀況等；周圍有無易燃物質(zhì)和腐蝕氣體等，也應(yīng)加以注意。 4、 其他要求 如液壓裝置在重量，外行尺寸等方面的限制以及經(jīng)濟性，耗能方面的要求。 工況分析 液壓系統(tǒng)的工況分析就是分析設(shè)備在工作過程中，其執(zhí)行元件的負(fù)載和運動之間的變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，繪制出負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖。工況分析包括負(fù)載分析和運動分析。 例子 汽車行駛速度變化典型曲線如圖 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120101302030405060速度(km/h)時間(s)圖 車行駛速度變化實測圖 從圖 知，公交汽車時速一般低于 60 km/h 且加減速頻繁，大多數(shù)時間公交汽車處于 20 km/h 40 km/h 的較低速度。僅就公交汽車在通行較為順暢的市郊路段 而言，經(jīng)實測其起步、加速、減速、制動工況頻率高達(dá) 72%以上。并且隨著道路、交通流量和環(huán)境的復(fù)雜化，這一頻率會變得更大。 因為加減速頻繁，所以大量的能量在制動時被浪費，同時也加速了機器零件的磨損，增加了廢氣的排放量。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 測定結(jié)果分析 由于汽車運動具有隨機性，因此采用統(tǒng)計學(xué)原理進行分析，把單位時間內(nèi)速度變化絕對值小于士 (即有效載荷是 擋滑行減速度值。 )定為勻速工況 ； 減速度大于 ； 加速度值大于 。 經(jīng)對記錄曲線統(tǒng)計 :平均行駛速度為 20 40km/h； 依發(fā)生時間統(tǒng)計勻速工況，加速工況，減速工況，頻率分別為 、 如圖 型脫擋滑行減速度均值為 ，收油門減速度為 ， 制動減速度為 。 圖 動與加速循環(huán)工況，其平均減速度為 ， 典型加速強度為 ，平均加速強度為 。 、減、勻速頻率圖 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 速度時間圖 型加速、減速與制動工況圖 制動系統(tǒng)性 能要求 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的制動系統(tǒng)性能是在規(guī)定的條件下，通過測量相應(yīng)的初速度下 的制動距離和 /或充分發(fā)出的平均減速度來確定。 充分發(fā)出的平均減速度 )(下列公式計算 2676 1999 )(S D D 2/ （ 式中 v實驗車制動初速度 )/( 驗車速 )/( 驗車速 )/( 驗車速從 v 到(m ； 驗車速從 v 到(m 。 本章小結(jié) 本章主要介紹了液壓節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計要求，并對汽車工況進行了測定分析，給出了汽車速度和工況等隨時間變化的曲線圖，從而使我們更加了解車輛的各方面的性能。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 第 3 章 車輛 液壓節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng) 方案 設(shè)計 本章主要介紹液壓節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理，對各個部分進行了簡要的說明并明確其在系統(tǒng)中的功能。另外簡單的介紹了二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)以便于更好的理解節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)。 節(jié)能驅(qū)動 系統(tǒng)方案 確定 本次設(shè)計的目的是通過對公交車輛在制動時的所產(chǎn)生的慣性能加以存儲和利用，買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 從而達(dá)到節(jié)約能源，減少環(huán)境污染的目的。經(jīng)過各方案的比較，最終決定采用這種液壓復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)。所謂復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)是采用兩種以上的驅(qū)動方式作為動力來源。本次設(shè)計的第二個能量來源就是系統(tǒng)所儲存的液壓能。 壓復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng) 的組成 1、 蓄能器 蓄能器是本系統(tǒng) 中最為關(guān)鍵的元件之一，在系統(tǒng)中起到儲存、釋放能量的作用。 2、 液壓泵 /馬達(dá) 液壓泵 /馬達(dá)都是液壓傳動系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換元件。液壓泵將機械能轉(zhuǎn)換為液壓 能，即由原動機驅(qū)動，把輸入的機械能轉(zhuǎn)換為液壓能，再以壓力和流量的形式輸送到系統(tǒng)中去。液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能，即將輸入的液壓能轉(zhuǎn)換為機械能，以轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的形式輸送到執(zhí)行機構(gòu)做功。 3、 離合器 離合器是傳動系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件。通過閉合和分離兩種狀態(tài)來達(dá)到液壓能的輸出和截止。 4、 輔件 包括電磁換向閥、過濾器、壓力表等。具體作用見 液壓復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理 以下是液壓節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)圖，通過此圖來說明該系統(tǒng)的工作過程。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 11 2- 傳動軸 3 4 5 6 7 8 9 馬達(dá) 10 11 12 馬達(dá)工作機構(gòu) 13 14 15（ 1）加速信號 （ 2）減速信號 （ 3）壓力信號 （ 4）閥控制信號 （ 5） 壓力繼電器信號 （ 6）工作機構(gòu)控制信 （ 7）分離機構(gòu)控制信號 圖 壓節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)圖 能量的回收與釋放通過可逆的油泵 /馬達(dá) 9 實現(xiàn)，在蓄能時作為油泵，在能量釋放時作為馬達(dá)。液壓泵 /馬達(dá)的蓄能能量釋放功能轉(zhuǎn)換山電磁閥 4 及其相應(yīng)的輔助裝置實現(xiàn)，并受單片機控制，單片機接受發(fā)動機轉(zhuǎn)速、泵 /馬達(dá)轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)壓力、車輛運行狀況及駕駛員操作意圖等相關(guān)傳感信號，綜合處理后對節(jié)能系統(tǒng)進行控制。 回收的能量以液壓能的形式存貯于蓄 能器 5 中，在能量釋放過程中，貯存的液壓能由馬達(dá)經(jīng)分動器接口傳動軸協(xié)同發(fā)動機驅(qū)動底盤工作。為消除回收能量時發(fā)動機起制動作用而使能量不能充分回收再利用，方案設(shè)置了車的傳動系統(tǒng)與發(fā)動機間的動力流電控液動離合裝置。該裝置工作信號與主控閥信號相一致，在能量回收時將發(fā)動機與傳動系統(tǒng)間動力傳遞切斷，從而消除了減速制動過程中的發(fā)動機起制動作用，而使蓄能裝置不能充分發(fā)揮作用的現(xiàn)象，同時也消除了發(fā)動強推怠速工況。 功能描述 汽車制動分為緊急制動與普通減速。前者直接使用汽車原有剎車系統(tǒng)。后者使用節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng) ，當(dāng)減速開始時，司機輕踩剎車踏板，通過踏板上的傳感器及控制系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)被激活。變量泵 /馬達(dá)作為泵，將油液從油箱泵入蓄能器。同時，泵 /馬達(dá)產(chǎn)買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 生扭矩進行制動。蓄能器通過氣囊將氣體與液體分開。當(dāng)蓄能器未泵入液體時，蓄能器內(nèi)氣體壓力維持在較低值。在減速過程當(dāng)中，逐漸增加的液體容積迫使氣囊變小，因此氣體壓力也隨之增大并接近最大值。在這個過程中，泵 /馬達(dá)產(chǎn)生的制動扭矩也逐漸加大。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到最大值時，馬達(dá)也產(chǎn)生最大的制動扭矩，同時液壓系統(tǒng)的安全閥打開，使得系統(tǒng)壓力不再增加，泵 /馬達(dá)也將保持該制動力矩，直到將車輛速度 減至理想速度。 如果遇到緊急情況，要求汽車在極短的時間內(nèi)將速度減到很小或停止，司機將踩動剎車踏板，則在節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生最大制動力矩的同時，原有的汽車剎車系統(tǒng)也將起作用，兩套制動系統(tǒng)一起動作將速度減至理想。 如果節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)的蓄能器未充滿而減速過程已停止，則系統(tǒng)將保持該壓力，等下一個加速或減速過程將釋放或充滿。 當(dāng)汽車開始啟動加速時，高壓液體經(jīng)過開關(guān)閥驅(qū)動變量泵 /馬達(dá)，該元件作為馬達(dá)再推動驅(qū)動軸，使汽車啟動加速。在這個過程當(dāng)中，發(fā)動機同時運作，汽車此時有兩個動力源，使得汽車能在更短的時 間內(nèi)加速并減少發(fā)動機耗油量。當(dāng)在加速過程中，節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)壓力小于調(diào)定值時，由壓力傳感器發(fā)信號自動斷開與傳動系統(tǒng)的連接，由發(fā)動機驅(qū)動汽車?yán)^續(xù)前進。 在水平路面上，蓄能器所儲存的能量達(dá)這個速度后，發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加并逐漸與驅(qū)動軸協(xié)調(diào)一致，汽車傳動系統(tǒng)開始運轉(zhuǎn)。發(fā)動機接替變量泵 /馬達(dá)輸出動力。汽車又回到剎車減速前的正常狀態(tài)。 車輛的控制方法 1、 汽車開始制動時，司機踩動剎車踏板，由制動踏板控制的變量泵 /馬達(dá)控制開關(guān)將其轉(zhuǎn)化為泵工作。汽車的動能通過車輪、傳動系驅(qū)動泵工作。給蓄能器提供液壓能，這樣就把汽車 制動時的動能轉(zhuǎn)換成液壓能儲存起來。系統(tǒng)壓力的最大值可通過安全閥控制。如在緊急狀態(tài)，要求汽車的減速度較大時，繼續(xù)踩制動踏板，激活汽車的機械剎車系，使汽車迅速停車。 當(dāng)緊急制動時，司機猛踩剎車踏板，踏板在極短的時問內(nèi)就通過啟動節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)階段的行程，在本系統(tǒng)起作用的同時，汽車原來的剎車系統(tǒng)也一起制動，從而使汽車能在極短時間內(nèi)減速至要求速度或停止。 2、 當(dāng)汽車起步加速時，駕駛員踩動加速踏板。加速踏板控制的變量泵 /馬達(dá)控制開關(guān)使得變量泵 /馬達(dá)轉(zhuǎn)化為馬達(dá)工作狀態(tài)。與變量泵 /馬達(dá)相連的離合器結(jié)合，馬達(dá)給車輛提供 動力，同時，發(fā)動機也給汽車提供動力。馬達(dá)在蓄能器釋放的壓力能推動下運轉(zhuǎn)，使汽車起步或加速，隨著汽車加速運動，蓄能器內(nèi)壓力能減少，壓力降低。買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 當(dāng)壓力低于設(shè)定值時，壓力 傳感 器發(fā)出信號控制節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)的離合器與汽車傳動系脫開。發(fā)動機接替變量泵 /馬達(dá)為汽車提供能源，驅(qū)動汽車前進。 當(dāng)汽車在行駛過程中加速時，隨著司機踩動油門，在發(fā)動機加大輸出功率的同時，節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)也被激活。當(dāng)泵 /馬達(dá)輸出軸的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速相匹配時，控制系統(tǒng)控制與汽車傳動系接合，為汽車提供額外動力，直至加速過程結(jié)束或系統(tǒng)所儲存液壓能釋放完畢，才將本 系統(tǒng)與汽車傳動系斷開。 二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)簡介 二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)功能與復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)類似，利用驅(qū)動元件 (液壓馬達(dá) /泵，也稱為二次元件 )能夠工作在山其輸出轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩構(gòu)成的直角坐標(biāo)系中四個象限的特點，把工作系統(tǒng)的慣性能和重力能回收并儲存，在需要時再將所儲存的能最釋放。此外，該系統(tǒng)還具有調(diào)節(jié)方便、易對多種參數(shù) (如轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率 )進行控制等優(yōu)點，可廣泛地應(yīng)用于車輛的驅(qū)動中，尤其在頻繁剎車、起動的城市公交車輛中，它可以 極大的提高系統(tǒng)效率，節(jié)約能源。采用該技術(shù)的公交車組成結(jié)構(gòu)如圖 圖 ，發(fā)動機 2 帶動液壓泵 4 為系統(tǒng)提供所需的液壓能，在液壓能的作用卜，二次元件 6 通過后橋 7 驅(qū)動車輛的驅(qū)動輪 8，實現(xiàn)車輛的加速和勻逆行駛。當(dāng)車輛在制動過程中，二次元件在控制器 1 的控制下，使二次元件處于液壓泵工況，由動能轉(zhuǎn)化輸出的壓力能送入液壓蓄能器 5，將車輛的動能以壓力能的形式存此在液壓蓄能器中：在啟動和加速過 程 中，二次元件處于液 壓 馬達(dá)工況，液壓 蓄 能器中的壓力能又通過工作于液壓馬達(dá)工況的二次元件轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚨膭幽?4。 1 2 3 4 5 6 7 8圖 采用二次調(diào)節(jié)靜液傳動技術(shù)的城市公交車輛傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 章小結(jié) 本章首先從整體上對液壓節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)作了介紹，明確了系統(tǒng)方案及組成，并對買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 各個元件的作用進行了說明。隨后對照系統(tǒng)圖對其原理進行了詳細(xì)的解釋，并結(jié)合車輛的實際行駛過程對系統(tǒng)的各種功能及控制方法進行了描述。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 第 4 章 驅(qū)動 系統(tǒng)設(shè)計 本章主要對液壓節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)中的各個元件進行了詳細(xì)的介紹，并分別對蓄能器、液壓馬達(dá)、電磁閥等關(guān)鍵零件進 行了各項性能標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)定并對其工作原理進行了介紹。該部分是整個液壓驅(qū)動系統(tǒng)的核心。 蓄能器的工作原理及參數(shù)計算（ 列蓄能器） 蓄能器作為整個液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵零件之一，必須明確其功能和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，本節(jié)著重介紹了其工作原理和各項指標(biāo)的計算方法，并對其進行了校合。 蓄能器的工作原理 列膠囊式蓄能器是液壓系統(tǒng)中重要的不可缺少的液壓輔件。有儲蓄能量、穩(wěn)定壓力、消除脈動、吸收沖擊、補償容量和補償泄漏等作用。 油液實際是不可壓縮的，因此不能蓄積壓力能。膠囊式蓄能器是利用氣體（氮氣）的可壓縮 性來蓄積液體的原理（即采用氮氣作為壓縮介質(zhì)）而工作的。 膠囊式蓄能器由油液部分和帶有氣密隔離件的膠囊（內(nèi)裝氮氣）構(gòu)成。位于膠囊周圍的油液與液壓回路相通。因此，當(dāng)壓力升高時油液進入囊式蓄能器由此氣體被壓縮；當(dāng)壓力下降時，壓縮氣體膨脹，進而將油液壓入回路 ， 以下明確了部分 列液壓蓄能器的表示方法及技術(shù)參數(shù)和各種型號的各項標(biāo)準(zhǔn)，以便根據(jù)系統(tǒng)要求選擇適當(dāng)?shù)男钅芷?5。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 圖 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)見表 表 列蓄能器技術(shù)參數(shù)表 型號 公稱 壓力)(公稱 容積)(L 尺寸 )(重量)(D 1L 2L L M 0 20 9 50 190 318 227M 290 418 6 114 50 205 333 227M 6 52 65 215 370 242M 80 435 15 390 545 60 715 參數(shù)計算 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 由于本系統(tǒng)任務(wù)是將車輛的所損失的機械能 (主要是動能 )轉(zhuǎn)換為液壓能，所以根據(jù)能量守恒定律，車輛所損失的機械能必與系統(tǒng)液壓能相等。 汽車制動前后動能損失為： )(21 2021 （ 式中 m 車輛的質(zhì)量 )(； 1v 、 0v 車 輛制動前后的速度 )/( 而在液壓系統(tǒng)中，蓄能器為儲能裝置。其儲存的液壓能應(yīng)與汽車損失的動能相等。對于蓄能器，根據(jù)單通道穩(wěn)態(tài)流動能量方程，有如下能量守恒公式： （ 式 中 單位質(zhì)量流體與外界的作用功 )(J ； 所考察的兩截面 5的壓力能差 )(J ； 所考察的兩截面間的動能差 )(J ； 所考察的兩截面間的壓縮能差 )(J ； 所考察的兩截面間的位能差 )(J ； 所 考察的兩截面間的內(nèi)能差 )(J ； 對外熱傳導(dǎo)，輻射，對流等熱能損耗 )(J 。 以下為對公式的幾點說明： 1、 壓力能使液壓技術(shù)中最主要的能量形式，也是蓄能器的主要儲能方式。在液管路中，單位質(zhì)量流體介質(zhì)的壓力能表達(dá)式為： （ 式中 液體密度 )/( 3 p 壓力 )( 體積流量 )/( 3 2、 單位質(zhì)量液體所具有的動能為 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 22 （ 式中 單位液體所具有的動能 )(J ； 液體的流動速度 )/( 3、 壓縮能是因液體的可壓縮性而消耗的能量。工程上認(rèn)為，容積 V 隨著壓力升高按線性規(guī)律逐步被壓縮，故其壓縮能為：壓縮能是因液體的可壓縮性而消耗的能量。工程上認(rèn)為，容積 V 隨著壓力升高按線 性規(guī)律逐步被壓縮，故其壓縮能為： c 2212 （ 式中 E 介質(zhì)的體積彈性能量 )(J ； p 壓力 )( 由于液體的可壓縮性較差，即液體體積變化受壓力影響很小，在主要靠壓力能儲能，即壓力能 為主要儲能方式下可以忽略不計。位能相對于壓力能所占的比重很小，可以忽略不計。 4、 位能相對于壓力能所占的比重很小，可以忽略不計。 5、 指能 量損 耗導(dǎo)致的介質(zhì)溫升的熱能部分 （ 式中 介質(zhì)比熱。 介質(zhì)升溫的熱能 )(J ； t 溫度的變化量 )(C 。 6、系統(tǒng)溫升限定在熱平衡狀態(tài)，故忽略不計。綜上所述，把以上不容忽視的各項能量表達(dá)式代入能量守恒方程 式 得 02 212212 （ 本系統(tǒng)所采用的蓄能器中，所儲存的能量形式主要是壓力能。由于蓄能器充、放油完成后，即系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時，殼體內(nèi)液體處于靜止非流動狀態(tài)，故液體速度為零。同時，由于介質(zhì)的能耗導(dǎo)致的溫升的熱能部分，即內(nèi)能部分，考慮到蓄能器與整買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 個液壓系統(tǒng)相通，且熱能又在通過傳導(dǎo)、對流、輻射的形式散失，因而介質(zhì)的能耗導(dǎo)致的液體溫升總體不大，故也可在計算蓄能器的儲能量時不以考慮 6。 所以，由式 （ 可計算蓄能器的儲能量為： （ 式中 p 蓄能器最大工作壓力 )( V 蓄能器最大工作容積 )(l 。 因此，聯(lián)立公式 （ （ 可得 : )(21 2021（ 式中 j 汽車傳動系效率； y 液壓系統(tǒng)效率。 汽車行駛方程式為： （ 式中 F 車輛驅(qū)動力 )(N ； 空 氣阻力 )(N ； 坡度阻力 )(N ； 車輛慣性力 )(N ； 滾動阻力 )(N 。 其中 GF f （ 222 （ （ j （ 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 式 中 滾動阻力系數(shù)； c 空氣阻力系數(shù) )/( 3 ； A 汽車正面投影面積 )( 2m ； v 車速 )/( 變量泵 /馬達(dá)輸出角速度 )/( 坡度角 )( 速度轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換系數(shù) )( 1m ； 旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)。 變量泵 /馬達(dá)輸出軸上，驅(qū)動扭矩方程為 : （ 式 中 M 變量泵 /馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩 )( ； i 汽車傳動比； R 車輪工作半徑。 公共汽車的運行車速一般都比較低，因此，所受的空氣阻力很小，可忽略不計。系統(tǒng)工作壓力可根據(jù) 扭矩選擇，但應(yīng)有一定范圍。系統(tǒng)工作壓力低，勢必加大液壓元件的結(jié)構(gòu)尺寸，而樣機布置空間不允許，同時，從材料消耗角度也不經(jīng)濟 ； 反之，壓力選得太高，對液壓元件密封、制造精度要求就高，必然提高裝置成本。所以依據(jù)該裝置工作性質(zhì)與環(huán)境，初選為 7 520（ 將選定的壓力代入公式 (，可得蓄能器工作容積為： 2021 （ 由此可得蓄能 器公稱容積公式為： （ 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 式中 0V 所需蓄能器公稱容積 )(L ； 0P 充氣壓力 )( n 指數(shù)，取 絕熱處理； V 蓄能器工作容積 )(L ，按式（ 算； 2p 最高工作壓力 )( 1p 最低工作壓力 )