畢業(yè)設(shè)計論文開題報告

目錄TOC\o"1-3"\h\u13366目錄 115271選題的目的及意義 26172本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢 2281343本課題的研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題 3100253.1研究內(nèi)容 3280633.2擬解決的問題 44擬采用的研究方法及技術(shù)路線 4212924.1研究方法及措施： 422144.2實施方案與思路 4171554.2.1汽車混合動力的設(shè)計 471624.2.2總體布置及計算 6285715課題進度安排 913590參考文獻 91選題的目的及意義經(jīng)過近30年的努力，特別是過去10多年國家汽車生產(chǎn)和消費政策的調(diào)整，我國汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，產(chǎn)銷規(guī)模在1998-2008年的10年間保持了20%以上的年均增幅。目前我國已躍居世界第二大汽車消費國和第三大汽車生產(chǎn)國。2008年，受國際金融危機的影響，我國汽車產(chǎn)銷量分別為934.5萬輛和938.1萬輛，增幅低于2007年。而2009年以來，汽車市場回暖，從2009年3月起我國汽車產(chǎn)銷已連續(xù)9個月超過百萬輛水平，創(chuàng)歷史記錄。2009年1-11月，我國汽車產(chǎn)銷分別為1226.58萬輛和1223.04萬輛，同比增長41.59%和42.39%。中國汽車工業(yè)總體發(fā)展趨好。關(guān)于中國汽車制造業(yè)經(jīng)濟運行：2008年1-11月我國汽車制造行業(yè)實現(xiàn)累計工業(yè)總產(chǎn)值2,107,810,742,000元，實現(xiàn)累計產(chǎn)品銷售收入2,083,202,551,000元，實現(xiàn)累計利潤總額123,902,786,000元。2009年1-11月全國汽車行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)產(chǎn)銷呈較快增長趨勢，工業(yè)總產(chǎn)值和工業(yè)銷售產(chǎn)值自1-4月由負增長轉(zhuǎn)為正增長以后，增幅均逐月上升。1-11月，累計完成工業(yè)總產(chǎn)值28576.49億元，同比增長22.26%，增長額為5203.70億元；累計完成工業(yè)銷售產(chǎn)值28024.21億元，同比增長21.83%，增長額為5021.89億元。作為發(fā)展中國家，我國面臨的挑戰(zhàn)比發(fā)達國家會更加嚴重，我國政府高度關(guān)注新能源汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。在能源和環(huán)保的壓力下，新能源汽車無疑將成為未來汽車的發(fā)展方向。中國汽車行業(yè)前景廣闊，預計我國汽車產(chǎn)量2010、2011年將持續(xù)保持增長，預計增長率在19%至20%之間。在2015年左右國內(nèi)汽車銷售有望超過美國，成為第一大汽車消費市場。到2020年，中國本土汽車產(chǎn)量將達到2000萬輛左右，其中兩成產(chǎn)品將進入國際市場。對于即將走進中外合資的大型汽車企業(yè)上海通用汽車有限公司的我，更應該了解熟悉汽車的定義、分類、性能及汽車行業(yè)、汽車產(chǎn)業(yè)鏈等，清楚國內(nèi)外汽車工業(yè)的現(xiàn)狀和國內(nèi)汽車工業(yè)自主品牌的發(fā)展，并對中國汽車制造行業(yè)的發(fā)展趨勢有一定的了解?；诠ぷ骱臀磥戆l(fā)展需要，有必要對汽車動力系統(tǒng)有一定的了解，因此本課題的研究顯得尤為重要，對未來的機遇有重要的現(xiàn)實意義。2本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢在能源和環(huán)保的壓力下，新能源汽車無疑將成為未來汽車的發(fā)展方向?！笆?五”期間，我國新能源汽車將正式邁入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段：2011-2015年開始進入產(chǎn)業(yè)化階段，在全社會推廣新能源城市客車、混合動力轎車、小型電動車。“十三?五”期間即2016-2020年，我國將進一步普及新能源汽車、多能源混合動力車，插電式電動轎車，氫燃料電池轎車將逐步進入普通家庭。新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車包括：混合動力汽車（HEV）、純電動汽車（BEV）、燃料電池汽車（FCEV）、氫發(fā)動機汽車以及燃氣汽車、醇醚汽車等等?；旌蟿恿ζ囀侵竿瑫r裝備兩種動力來源——熱動力源（由傳統(tǒng)的汽油機或者柴油機產(chǎn)生）與電動力源（電池與電動機）的汽車。通過在混合動力汽車上使用電機，使得動力系統(tǒng)可以按照整車的實際運行狀況靈活調(diào)控，而發(fā)動機保持在綜合性能最佳的區(qū)域內(nèi)工作，從而降低油耗與尾氣排放，節(jié)能環(huán)保效益顯著。國際混合動力汽車市場上，日本、美國、歐洲等市場比較成功，日本豐田、本田，美國通用、福特等大型車企積極投身混合動力汽車的研發(fā)及生產(chǎn)。預計從2010年到2015年世界混合動力汽車產(chǎn)業(yè)的年均增長率將達到10%以上，全球混合動力汽車市場規(guī)模將進一步擴大。中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)始于21世紀初。2001年，新能源汽車研究項目被列入國家“十五”期間的“863”重大科技課題，并規(guī)劃了以混合動力車為起點，向氫動力車目標挺進的戰(zhàn)略。2009年初，國家財政部、科技部下發(fā)《節(jié)能與新能源汽車示范推廣財政補助資金管理暫行辦法》，在北京、上海、重慶、杭州、廣州、深圳等13個城市開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點工作，以財政政策鼓勵在公交、出租、公務(wù)、環(huán)衛(wèi)和郵政等公共服務(wù)領(lǐng)域率先推廣使用節(jié)能與新能源汽車，對推廣使用單位購買節(jié)能與新能源汽車給予補助。經(jīng)過多年研發(fā)，我國已基本掌握了混合動力汽車關(guān)鍵零部件和動力系統(tǒng)平臺技術(shù)，擁有了相關(guān)技術(shù)標準和測試能力，開發(fā)出一批混合動力汽車產(chǎn)品，實現(xiàn)了小批量的整車生產(chǎn)能力，混合動力公交車已在多個城市開展了小規(guī)模示范應用。在國家相關(guān)扶持政策的積極推動下，我國混合動力汽車業(yè)將進一步突破產(chǎn)業(yè)化瓶頸、降低制造成本、加速產(chǎn)業(yè)鏈的培育和延伸。目前混合動力車型是新能源汽車的主流。近年來混合動力車型得到了越來越多消費者的認可。在這股產(chǎn)業(yè)化高潮中，國內(nèi)汽車企業(yè)也正在向國際接軌。從最初合資企業(yè)一汽豐田引進普銳斯混合動力轎車到如今包括一汽、上汽、東風、長安、奇瑞、比亞迪的群雄逐鹿，混合動力汽車在我國已進入科研轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵時期。到2012年前后，我國混合動力汽車市場將進入快速發(fā)展階段。3本課題的研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題3.1研究內(nèi)容本設(shè)計為上海通用英朗GT轎車的動力系統(tǒng)，在汽車的混合動力系統(tǒng)中，以制造成本低，改型設(shè)計少，性能指標優(yōu)為出發(fā)點，在輕度混合動力的基礎(chǔ)上，開發(fā)一款四輪驅(qū)動的完全混合動力汽車，從而實現(xiàn)汽車的低成本、低能耗、低污染，真正使開車成為一種綠色出行。在這一系統(tǒng)中，SSG(Side-mountedStarterandGenerator)與發(fā)動機通過皮帶連接，實現(xiàn)汽車的自動啟停和發(fā)電的功能，后輪上的兩個輪轂電機直接和后輪軸相連，起到單獨驅(qū)動、功率補償和制動能反饋的作用。3.2擬解決的問題零部件的選型原則：內(nèi)燃機、電動機、蓄電池的選擇。(1)、混合動力內(nèi)燃機追求的是高效率，而不是高功率，可以使其更小更輕，以減少摩擦損失。（2）、混合動力的輪轂電機要求是具有較大范圍的調(diào)速性能，能通過四象限工作實現(xiàn)制動能反饋、高效率、低損耗。（3）、混合動力汽車對蓄電池進行的是頻繁和淺度的充放電循環(huán)，在充放電過程中，電壓和電流可能有較大變化，因此蓄電池有：a、大功率充放電能力；b、較高的充放電效率。4擬采用的研究方法及技術(shù)路線4.1研究方法及措施(1)了解汽車動力系統(tǒng)組成及工作原理；(2)把握總體思路，提出總體設(shè)計方案；(3)了解汽車動力系統(tǒng)功能從而做出主控模塊的選型及設(shè)計；(4)學習汽車動力系統(tǒng)設(shè)計的思想，制定相應的設(shè)計思路與程序；(5)做出控制方案；(6)汽車動力系統(tǒng)原理圖。4.2實施方案與思路4.2.1汽車混合動力的設(shè)計發(fā)動機作為本文設(shè)計的混合動力汽車整個動力系統(tǒng)的核心和主要動力源,其性能對于整車的動力性能、經(jīng)濟性能和排放的影響最為顯著。因此,發(fā)動機的設(shè)計至關(guān)重要。在設(shè)計發(fā)動機時,應當遵循以下原則:a、發(fā)動機單獨工作時,一般需要保證車輛勻速行駛時所需要的最大功率,即:式中,為傳動系的效率；m為整車的質(zhì)量；g為重力加速度；v為車輛行駛速度；Cd為空氣阻力系數(shù)；A為車輛的迎風面積。b、發(fā)動機和電動機聯(lián)合驅(qū)動車輛時,滿足車輛所需的最大功率,并留有一定余量,作為車輛的后備功率和附件功率使用。c、盡量保證所選擇的發(fā)動機可以長時間工作在經(jīng)濟區(qū)內(nèi)。d、盡可能選取較小的發(fā)動機,降低成本,減小排放。按照這種原則，對汽車發(fā)動機設(shè)計過程如下：圖1整車驅(qū)動結(jié)構(gòu)示意圖本文是以上海通用英朗GT汽車汽車為原型車，將其驅(qū)動系改造為單軸式并聯(lián)混合傳動系統(tǒng)。其整車參數(shù)如下：滿載總質(zhì)量=2070kg，空載總質(zhì)量=1670kg，迎風面積A=2.32m，車輪滾動半徑r=0.345m，最大功率（KW/rpm） 110/6000，，滾動阻力系數(shù)f=0.01.（1）、動力性能指標（2）、發(fā)動機的選擇（3）、電動機的選擇（4）、電池的選擇（5）、減速器傳動比的確定4.2.2總體布置及計算（1）、軸荷分配及質(zhì)心位置的確定（2）、空載時的軸荷校核（3）、滿載時軸荷的校核（4）、水平路面上汽車滿載時行駛時各軸的最大負荷計算圖2汽車驅(qū)動系統(tǒng)示意圖圖3汽車驅(qū)動系統(tǒng)簡圖汽車發(fā)動機與驅(qū)動輪之間的動力傳遞裝置稱為汽車的傳動系。它應保證汽車具有在各種行駛條件下所必需的牽引力、車速，以及保證牽引力與車速之間協(xié)調(diào)變化等功能，使汽車具有良好的動力性和燃油經(jīng)濟性；還應保證汽車能倒車，以及左、右驅(qū)動輪能適應差速要求，并使動力傳遞能格局需要而平穩(wěn)地結(jié)合或徹底、迅速地分離。傳動系包括離合器、變速器、傳動軸、主減速器、差速器及半軸等部分。汽車傳動系的組成和布置形式是隨發(fā)動機的類型、安裝位置，以及汽車用途的不同而變化的。例如，越野車多采用四輪驅(qū)動，則在它的傳動系中就增加了分動器等總成。而對于前置前驅(qū)的車輛，它的傳動系中就沒有傳動軸等裝置。

PSHEV的驅(qū)動力組合有以下不同的組合模式：1）動力組合器動力組合式PSHEV結(jié)構(gòu)模型：動力組合器動力組合式PSHEV有發(fā)動機、電動/發(fā)電機和驅(qū)動電動機三大動力總成，在發(fā)動機的輸出軸上，裝有一個電動/發(fā)電機，電動/發(fā)電機一般只用于快速起動發(fā)動機和發(fā)電。發(fā)動機和驅(qū)動電動機的動力在動力組合器上進行組合，然后通過差速器和半軸帶動車輪行駛。由于發(fā)動機和驅(qū)動電動機的動力在動力組合器上進行組合，稱為動力組合器組合式PSHEV。驅(qū)動模式：（1）以發(fā)動機驅(qū)動為基本驅(qū)動模式，帶動電動/發(fā)電機，通過動力組合器驅(qū)動車輛行駛。（2）驅(qū)動電機能夠以電動機驅(qū)動模式，通過驅(qū)動動力組合器驅(qū)動車輛行駛。（3）在加速爬坡時，驅(qū)動電機與發(fā)動機組合成混合驅(qū)動模式，發(fā)動機與驅(qū)動電動機的動力通過動力組合器組合。豐田Prius所采用的混合驅(qū)動方式，它將發(fā)動機、發(fā)電機和電動機通過一個行星齒輪裝置連接起來。動力從發(fā)動機輸出到與其相連的行星架，行星架將一部分轉(zhuǎn)矩傳送到發(fā)電機，另一部分傳送到電動機并輸出到驅(qū)動軸。此時車輛介于串聯(lián)和并聯(lián)之間，充分利用兩種驅(qū)動方式的優(yōu)點。從而綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃機與電動機之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系。與并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)相比，混聯(lián)式動力系統(tǒng)可以更加靈活地根據(jù)工況來調(diào)節(jié)內(nèi)燃機的功率輸出和電機的運轉(zhuǎn)。此聯(lián)結(jié)方式系統(tǒng)復雜，成本高。2）驅(qū)動輪動力組合式PSHEV結(jié)構(gòu)模型：驅(qū)動輪動力組合式PSHEV有發(fā)動機、電動/發(fā)電機和驅(qū)動電動機三大動力總成，在發(fā)動機的輸出軸上，裝有一個電動/發(fā)電機，電動/發(fā)電機一般只用于快速起動發(fā)動機和發(fā)電。由于在發(fā)動機與驅(qū)動電動機混合驅(qū)動時，發(fā)動機和驅(qū)動電動機的動力（牽引力）在驅(qū)動輪上組合，因此稱為驅(qū)動輪動力組合式PSHEV。驅(qū)動模式：（1）以發(fā)動機驅(qū)動為基本驅(qū)動模式，帶動電動/發(fā)電機，并獨立驅(qū)動后輪（前輪）。（2）驅(qū)動電機為輔助驅(qū)動模式，能獨立驅(qū)動前輪（后輪）。（3）在混合驅(qū)動模式時發(fā)動機與驅(qū)動電動機共同組成4輪驅(qū)動模式，驅(qū)動PHEV的前驅(qū)動輪和后驅(qū)動輪。PSHEV兼有SHEV和PHEV的優(yōu)點，可以組合成更多種形式的混合驅(qū)動的驅(qū)動模式，性能更加完善，經(jīng)濟。圖4四輪驅(qū)動的混合動力汽車動力系統(tǒng)組成5課題進度安排3月7日3月31日：完成實習報告，開題報告，著手查找學習相關(guān)資料4月1日4月20日：學習汽車構(gòu)造與設(shè)計相關(guān)知識，了解起汽車動力系統(tǒng)的控制原理4月20日5月10日:查閱資料，完成混合動力汽車動力系統(tǒng)的設(shè)計5月10日5月20日：畫出汽車動力系統(tǒng)的相關(guān)圖形，完成設(shè)計說明書初稿5月底備檢為答辯做準備參考文獻[1]關(guān)文達主編.汽車構(gòu)造，清華大學出版社出版社,2004[2]王望予主編.汽車設(shè)計，吉林大學出版社,2000[3]蔣興閣主編.汽車發(fā)動機，人民交通出版社，1983[4]趙丹平主編.現(xiàn)代汽車發(fā)動機原理，北京大學出版社,2004[5]吳雙群主編.汽車制動系統(tǒng)，機械工業(yè)出版社，2002[6]Zhang,Jindong(CollegeofComputerScienceandTechnology,JilinUniversity,Changchun,130012,China);Qin,Guihe;Zhou,Xu;Xu,Bing;Chen,ZhaoxiaSource:AdvancedMaterialsResearch,v129-131,p12-16,2010,MaterialandManufacturingTechnology[7]Anon.Frequencycontrolofcranehoistspeed.steelTimesinter