开题报告-电动出租车传动系统离合器设计.docx

中 北 大 学 毕业设计开题报告学 生 姓 名：学 号：系 名：机械与动力工程学院专 业：车辆工程设 计 题 目：电动出租车传动系统离合器设计指导教师: 2017年3月6日 毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： ： 文献综述1.1 离合器的概述离合器是安装在发动机与变速器之间，汽车传动系中直接与发动机相联系的总成件。通常离合器与发动机曲轴的飞轮组安装在一起，是发动机与汽车传动系之间切断和传递动力的部件。汽车从起步到正常行驶的整个过程中，驾驶员可根据需要操纵离合器，使发动机和传动系暂时分离或逐渐接合，以切断或传递发动机向传动系输出的动力1。1.2 离合器的作用 (1)使汽车能够平稳起步 起动发动机后，先踩下离合器踏板，将离合器分离，使发动机和传动系分离，再将变速器挂上档，然后逐渐松开离合器踏板，使离合器慢慢接合。在接合过程中，发动机所受阻力矩逐渐增大，同时逐渐踩下加速踏板，逐步增加对发动机的燃料供给量，使发动机的转速始终保持在最低稳定转速上，而不致熄火。同时，由于离合器的接合紧密程度逐渐增大，发动机经传动系传给驱动车轮的转矩便逐渐增加，到牵引力足以克服起步阻力时，汽车即从静止开始运动并逐步加速，使得汽车能够平稳起步。 (2)实现平顺换挡 在汽车行驶过程中，为适应不断变化的行驶条件，传动系经常要更换不同档位工作。实现齿轮式变速器的换档，一般是拨动齿轮或其他挂档机构，使原用档位的某一齿轮副推出传动，再使另一档位的齿轮副进入工作。在换档前必须踩下离合器踏板，中断动力传动，便于使原档位的啮合副脱开，同时使新档位啮合副的啮合部位的速度逐步趋向同步，这样进入啮合时的冲击可以大大的减小，实现平顺的换档。 (3)防止传动系过载 当汽车进行紧急制动时，若没有离合器，则发动机将因和传动系刚性连接而急剧降低转速，因而其中所有运动件将产生很大的惯性力矩，对传动系造成超过其承载能力的载荷，而使机件损坏。有了离合器之后，便可以依靠离合器主动部分和从动部分之间可能产生的相对运动来消除这一危险。因此，我们可以使用离合器来保证传动系所承受的最大扭距不超过其载荷，保证传动系的安全2-4。1.3离合器的种类 离合器分为摩擦式离合器、电磁离合器、磁粉离合器和液力离合器四种： (1)摩擦离合器 摩擦离合器是应用得最广也是历史最久的一类离合器，它基本上是由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成。主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合状态并能传动动力的基本结构，而离合器的操纵机构主要是使离合器分离的装置。 在分离过程中，踩下离合器踏板，在自由行程内首先消除离合器的自由间隙，然后在工作行程内产生分离间隙，离合器分离。在接合过程中，逐渐松开离合器踏板，压盘在压紧弹簧的作用下向前移动，首先消除分离间隙，并在压盘、从动盘和飞轮工作表面上作用足够的压紧力；之后分离轴承在复位弹簧的作用下向后移动，产生自由间隙，离合器接合。 (2)电磁离合器 电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。 电磁离合器可分为：干式单片电磁离合器，干式多片电磁离合器，湿式多片电磁离合器，磁粉离合器，转差式电磁离合器等。 电磁离合器工作方式又可分为：通电结合和断电结合。 (3)磁粉离合器 磁粉离合器在主动与从动件之间放置磁，不通电时磁粉处于松散状态，通电时磁粉结合，主动件与从动件同时转动。优点：可通过调节电流来调节转矩，允许较大滑差。缺点：较大滑差时温升较大，相对价格高。 (4)液力离合器 液力离合器用流体（一般用油）作传动介质，与机械式离合器相比，除传动特性有各种变化以外，还主要吸收因主动轴和从动轴转动而产生的振动和冲击。 液力离合器的结构包括一个输入轴，具有一个增速齿轮系；一个工作液流腔，由一个叶轮、一个从动轮和一个叶轮壳构成；一个输出轴，带有从动轮，并且从动轮与叶轮可以操作地组合在一起；一般叶轮壳和叶轮由具有小比重和大应力承受范围的材料构成，以减小离心应力5。1.4 离合器的组成 现在汽车上多用摩擦式离合器，主要由以下部件组成如图1所示：主动部分(包括飞轮1、压盘3、离合器盖4等)、从动部分(包括从动盘2、离合器轴15,压紧部分(包括压紧弹簧17)和操纵机构(包括分离杠杆5、分离轴承11、分离拨叉8、拉杆9、离合器踏板10、回位弹簧13等)6。 图1 离合器的组成 1.5 离合器工作原理离合器的主动部分和从动部分通过接触面间的摩擦作用，或是用液体作为传动介质(液力偶合器)，或是用磁力传动(电磁离合器)来传递转矩，使两者之间可以暂时分离，又可逐渐接合，在传动过程中又允许两部分相互转动。 发动机发出的转矩，通过飞轮及压盘与从动盘接触面的摩擦作用，传给从动盘。当踩下离合器踏板时，通过机件的传递，使膜片弹簧大端带动压盘后移，此时从动部分与主动部分分离。实现动力的传输及中断7。2.1 电动车的传动系统 目前的电动车传动系统的种类有机电集成式传动系统、电动桥的传动系统与电动轮毂式传动系统。 图2 机电集成式传动系统 机电集成式传动系统如上图2所示将电动机和传动系统集成在一起，由半轴，差速器和单级减速器组成，其中减速器选用传动比为816的2K-H型双排式的行星齿轮机构, 主要友行星轮,太阳轮,外齿圈组成8。 电动桥的传动系统有两种结构，其中一种如上图所示，而另一种则是将两部驱动电机安装在驱动桥内,并安装差速器在输出齿轮之间这种安装差速器的传动方案和传统汽车的传动方案工作原理一样，汽车直线行驶时候，差速器不工作，汽车转弯是通过差速器控制左右轮的转速。在驱动电机输出功率相同的情况下，双电机的外形尺寸比单电机小得多。这种电动桥结构紧凑、机电集成度和传动效率高，整车的布置和结构设计简单。 而电动汽车轮毂式传动方式是在车轮轮毂中直接安装电机，使用高于传统电动机常规电压的宽范围系列阶梯电压来驱动特制的轮毂电机车轮, 可以在一定范围内有效地解决当前研制电动汽车的这一难点, 从而加速现代电动汽车早日大批量使用, 造福于人类。轮毂电动机汽车由于其特殊的结构，传统的几大总成都可以省略，整车结构比的相对简单，传动效率也大大提高，配备现代电子控制技术即可满足道路行驶的需要9-12。2.2 电动车停车后无法推动的原因以解决方案 电动车不论哪种传动方式，都会使用电动机。而电动车在意外停车之后，很难用人力去推动，其原因是其使用了永磁直流电机。永磁直流电机有一个特点，它既可以当驱动的电动机用，也可以当发动机用，一旦电动机的正负极短路，就相当于电动机形成一个闭合回路，如果这时候你推着电动车走，车轮转动相当于在发电，而正负极短路正好形成短路电流，所以这时候就会产生很大的阻力。由于短路的电流很大，很容易烧坏电动机内部的元器件，所以应该尽快避免这个情况的发生，脱开正负极的电线再推着走。如果不是其他机械故障的话，这就是电动车推不动的主要原因。 为了解决这一问题，我的解决方案是在电动车的传动轴与前轮之间加装一个离合器如图3所示，类似于一个手刹的设计，在意外停车后能够利用这个离合器，使车轮与传动轴分离，在推动汽车时就不会带动电机转动，不会产生较大的阻力，能够使得人较为顺利的推动汽车。离合器离合器右前轮传动轴左前轮传动轴变数器/差速器前驱电机 图3 解决方案 对于所要加装的离合器，我认为选择常用的摩擦片式离合器叫较为合理，因为它的设计成本低，并且出现人需要推动汽车的状况并不多见，这种措施算是一个保险装置。 参考文献：1臧杰,阎岩.汽车构造M.机械工业出版社,2005,82刘惟信主编.汽车设计M.清华大学出版社,2001,7.3王望予主编.汽车设计M.机械工业出版社,2004,8. 4徐石安，江发潮.汽车离合器M.清华大学出版社,2005,2. 5林明芳等. 汽车离合器膜片弹簧的优化设计J.汽车工程,2003,26赵波,赵晓昱.汽车离合器的相关参数优化与分析J.拖拉机与农业运输车,2007,27浦定真.膜片弹簧离合器的设计与研究J.汽车技术,2006,68谭建成.电动汽车及其电驱动技术(一)J.电机电器技术, 1998,(1):19-24.9任梅.电动汽车轮毂电机车轮动力系统的研究J.汽车电器,2008(2):7-12.10吴世华,崔淑梅.电动汽车用永磁轮式电机综述J.微特电机,2005(6):40-45.11诸文强,辜承林.电动汽车用轮毂电机研究现状和发展趋势J.电机与控制应用2007,34(4).12辜成林.轮毂电机发展思考J.电机技术2006(3):3-6.13 Necmettin Kaya International Journal of Vehicle Design, EI SCI 2006 1/314Xiuli Guo,Huaimin Lu.Optimal Design on Diaphragm Spring of Automobile ClutchC./2009 Second International Conference on Intelligent Computation Technology and Automation (ICICTA 2009). Volume 3A.2009:206-208.15 Zhao Li-jun,Liu Tao,Song Bao-yu et al.Optimum Design of Automobile Diaphragm Spring ClutchC./2008 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference. v.4.2008:1746-1749本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1本设计要研究的内容 (1)查阅相关资料，了解离合器的种类、组成及工作原理。 (2)查阅相关资料，了解电动出租车的传动系统的组成以及工作原理。 (3)在比亚迪电动出租车传动系统中的传动轴和车轮之间，设计一个合理的离合器，使之具有连接和分离车轮的功能，能够在分离时人可以推动汽车。2设计方法和手段 (1) 通过网络调查以及图书文献检索等多种有效方法，仔细了解离合器的种类，组成以及工作原理。(2)通过网络调查比亚