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黄海客车制动能量回收系统设计【11张图/17500字】【优秀机械毕业设计论文】

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黄海客车制动能量回收系统设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

A0-液压油箱.dwg

A0-液压泵装配图-5张.dwg

A0-液压系统整车布置图.dwg

A1-液压缸装配图.dwg

A2-放油嘴.dwg

A2-清洗盖.dwg

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关键词：: 黄海客车制动能量回收系统设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份。39页。17500字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
外文翻译一份。

图纸共11张，如下所示
A0-液压油箱.dwg
A0-液压泵装配图-5张.dwg
A0-液压系统整车布置图.dwg
A1-液压缸装配图.dwg
A2-放油嘴.dwg
A2-清洗盖.dwg

摘要 I
Abstract II
第1章绪论 4
1.1课题研究现状 4
1.2研究的主要目的 5
第2章新型电控液驱汽车工作原理及分析 6
2.1新型电控液驱汽车的工作原理 6
2.2与混合动力车的比较 6
2.2.1 节能，环保性能比较分析 6
2.2.2 动力性分析 8
2.2.3结论 9
2.3新型电控液驱客车特点 10
2.4本章小结 10
第3章电控液驱汽车制动能量回收系统方案设计 12
3.1主方案的选择 12
3.2本章小结 13
第4章液压系统的主要部件设计 15
4.1液压系统压力的确定 16
4.2液压马达的选择 16
4.2.1 根据最高车速要求 16
4.3液压泵的选择及零部件的设计 18
4.3.1液压泵的选择 18
4.3.2法兰和弹性联轴器的设计 19
4.4液压油的选择 19
4.5管件的选择 19
4.6液压蓄能器的选择 20
4.6.1 蓄能器类型的选择 20
4.6.2 蓄能器参数确定 20
4.7油箱的设计 21
4.7.1 液压油箱有效容积的确定 21
4.7.2 液压油箱的外形尺寸设计 22
4.8液压缸的设计 24
4.8.1液压缸的工作压力确定 24
4.8.2液压缸内径D和活塞杆直径d的确定 24
4.8.3 液压缸壁厚和外径的计算 24
4.8.4 液压缸工作行程的确定 24
4.8.5缸盖厚度的确定 25
4.8.6 最小导向长度的确定 25
4.8.7 缸体长度的确定 25
4.8.8 液压缸强度校核 25
4.9液压阀的选择 25
4.9本章小结 26
第5章电控液驱客车的动力性分析 27
5.1 行驶阻力特性分析 27
5.2动力性分析 27
5.2.1 加速过程的性能分析 27
5.2.2制动过程的性能分析 30
5.2.3最大爬坡度分析 32
5.3方案分析 33
5.4本章小结 33
第6章电控液驱客车的经济性分析 34
6.1 采用变量泵的燃油经济性分析 35
6.1.1加速工况燃油消耗量计算 35
6.1.2等速工况燃油消耗量计算 37
6.1.3减速工况燃油消耗量计算 37
6.1.4怠速工况燃油消耗量计算 38
6.1.5四工况循环百公里燃油消耗量计算 39
6.2本章小结 39
结论 40
参考文献 41
致谢 42
附录A 外文文献 43
附录B外文文献的中文译文 49

摘要

本文研究了一种新型电控液驱汽车的总体方案与液压系统设计。新型电控液驱汽车能够显著提髙车辆经济性、排放性和主动安全性等多方面的性能，是对常规汽车有较大变革的、机电液一体化的髙新技术产品。随着对车辆节能环保性能的重视程度的日益提高，具有良好节能环保性能的新型电控液驱汽车显然具有很大的市场需求与良好的发展前景。
本文所作的研究工作主要包括： 1.电控液驱客车底盘布置方案设计、分析与优化。 2.液压系统的设计与相关部件的设计与计算。3.对新型电控液驱汽车的动力性进行了分析。通过增加变速器改善了起动转矩不足的问题。4.对新型电控液驱汽车的燃油经济性进行了分析。根据国家标准中规定的燃料消耗量试验方法，对变量泵的客车进行燃油经济性的计算和对比研究，分析了其节能原理。5.将新型电控液驱汽车和节能机理相似的混合动力车进行研究。
通过设计，完成了新型电控液驱客车的总体方案与液压系统设计。
关键词；电控；液压驱动；客车；设计；能量回收；

ABSTRACT

In this paper a new technical scheme of vehicle with electronic control and hydrostatic drive is researched and its hydraulic system is designed.The new vehicle can greatly improve the fuel economy and active safety,reduce emission and so on.It is an innovational product with high techniques.As the increasing requirement .
The research work of this paper primarily includes;The arrangement of thechassis is analyzed and optimized;The hydraulic system is designed.The acceleration performance of the new vehicle is simulated and the starting torque is improved byinserting a transmission;The fuel economy of the new vehicle is simnulated.According to the testing methods of the fueling consumption of our nation,thefueling consumption of the new vehicle installing the constant displacement pump or the variable displacement pump is calculated independently,and the cause og its fuel saving is analuzed.The basic performance between the new vehicle and the hybrid electric is studiedThrough research.
Thought the design.Finshed the new technical scheme of vehicle hydrostatic drive is researched and its hydraulic system is designed.

Keywords:HydrauliDriving;PassengerCar;Designing;PerformanceSimulation;
EnergyReceive；

题目名称黄海客车制动能量回收系统设计
一、设计（论文）目的、意义
汽车在制动时，其动能通过制动器的摩擦片和制动鼓的摩擦作用产生热能而被浪费掉，不能加以利用，本课题综合考虑了上述多种因素设计了新型电控液驱汽车。它能很好满足汽车的节能环保等方面的要求。通过电控液驱客车的设计研究，可以掌握电控液驱汽车的关键技术。促进定压网络液压马达控制系统。理论的发展，并使二次调节系统尽快应用于车辆中。同时，也为今后电控液驱汽车的研究打下坚实基础。新型电控液驱汽车降低燃油消耗量和减少有害排放效果是很明显的。这对于我国石化燃料不足，其他代替品尚未开发利用的现状以及环节城市空气污染状况来说有深远意义。
新型电控液驱客车能够显著提高车辆经济性，排放性，和主动安全性等多方面性能，是对常规契合就较大变革的，机电液一体化的高新技术产品。随着对车辆节能环保性能的重视与要求日益提高，具有良好节能环保性能的新型电控液驱客车显然具有很大市场需求与发展前景。
二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）
1.设计内容:
设计一种新型电控液驱汽车液压系统。能够提高车辆的经济性，排放性。确定液压系统总成，进行各个相关零部件的设计与计算。
2.拟解决的主要问题：
(1)电控液驱客车底盘布置方案设计，分析与优化。
(2)液压系统的设计与相关部件的设计和计算
(3)重点是液压元件的设计与计算。在保证性能的前提下，尽可能减小质量和体积。
(4)对新型电控液压汽车的动力性进行仿真分析

三、设计（论文）完成后应提交的成果：
1、设计说明部分：
（1）毕业设计计算说明书（15000字）
2、设计图纸：
图纸（折合零号图至少三张）
四、进度安排
（1）资料收集、调研，完成开题报告第1～2周（2月28日～3月15日）
（2）熟悉掌握新型电控液驱汽车特点第 3 周（3月16日～3月24日）
（3）能量回收系统方案设计第4～5周（3月25日～4月 7 日）
（4）设计参数的选择、设计、计算第6～10周（ 4月8日～5月12日）
（5）设计说明书定稿，完成图纸绘制第11～14周（5月13日～6月16日）
（6）设计审核、修改第15～16周（ 6月17日～7月1日）
（7）准备答辩第 17 周（ 7月2～7月3日）
五、主要参考资料
[1] 工程机械液压与液力传动。吉林工业大学等校编写.机械工业出版社
[2] 孙永忠.联体泵马达系统特性计算机仿真。北京理工大学硕士学位论文 1997
[3] 张利平.液压控制系统及设计。化学工业出版社2007
[4]常思勤，易纲.一种新型电控叶浅予车辆的性能仿真与分析.南京理工大学学报 2004
[5]胡寿松.自动控制原理【M】科学出版社 2001
[6]韩文.新型电控液驱车关键技术研究【D】南京理工大学2005
[7]胡纪滨.高效液压机械连续无级传动理论分析和试验研究北京理工大学硕士论文
[8]雷天觉.新编液压工程手册(上)[M].北京:北京理工大学出版社,1998
[9] Krshna V Mohan，Oner Ariel，Song．-Lin Yang，and John H Johnson．A Computer
Simulation of the turbocharged Vehicle Engine Cooling System Simulation．SAE Paler
97l 804，1997

黄海客车制动能量回收系统设计[汽车]

内容简介：: 毕业设计（论文）任务书学生姓名姜保罗院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程指导教师姓名纪峻岭职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称黄海客车制动能量回收系统设计一、设计（论文）目的、意义汽车在制动时，其动能通过制动器的摩擦片和制动鼓的摩擦作用产生热能而被浪费掉，不能加以利用，本课题综合考虑了上述多种因素设计了新型电控液驱汽车。它能很好满足汽车的节能环保等方面的要求。通过电控液驱客车的设计研究，可以掌握电控液驱汽车的关键技术。促进定压网络液压马达控制系统。理论的发展，并使二次调节系统尽快应用于车辆中。同时，也为今后电控液驱汽车的研究打下坚实基础。新型电控液驱汽车降低燃油消耗量和减少有害排放效果是很明显的。这对于我国石化燃料不足，其他代替品尚未开发利用的现状以及环节城市空气污染状况来说有深远意义。新型电控液驱客车能够显著提高车辆经济性，排放性，和主动安全性等多方面性能，是对常规契合就较大变革的，机电液一体化的高新技术产品。随着对车辆节能环保性能的重视与要求日益提高，具有良好节能环保性能的新型电控液驱客车显然具有很大市场需求与发展前景。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）设计一种新型电控液驱汽车液压系统。能够提高车辆的经济性，排放性。确定液压系统总成，进行各个相关零部件的设计与计算。 (1)电控液驱客车底盘布置方案设计，分析与优化。 (2)液压系统的设计与相关部件的设计和计算 (3)重点是液压元件的设计与计算。在保证性能的前提下，尽可能减小质量和体积。 (4)对新型电控液压汽车的动力性进行仿真分析三、设计（论文）完成后应提交的成果： 1、设计说明部分：（ 1）毕业设计计算说明书（ 15000 字） 2、设计图纸：图纸（折合零号图至少三张）、进度安排（ 1）资料收集、调研，完成开题报告第 1 2 周（ 2 月 28 日 3 月 15 日）（ 2）熟悉掌握新型电控液驱汽车特点第 3 周（ 3 月 16 日 3 月 24 日）（ 3）能量回收系统方案设计第 4 5 周（ 3 月 25 日 4 月 7 日）（ 4）设计参数的选择、设计、计算第 6 10 周（ 4 月 8 日 5 月 12 日）（ 5）设计说明书定稿，完成图纸绘制第 11 14 周（ 5 月 13 日 6 月 16 日）（ 6）设计审核、修改第 15 16 周（ 6 月 17 日 7 月 1 日）（ 7）准备答辩第 17 周（ 7 月 2 7 月 3 日）五、主要参考资料 1 工程机械液压与液力传动。吉林工业大学等校编写 2 孙永忠北京理工大学硕士学位论文 1997 3 张利平化学工业出版社 2007 4常思勤，易纲南京理工大学学报 2004 5胡寿松 M】科学出版社 2001 6韩文 D】南京理工大学 2005 7胡纪滨北京理工大学硕士论文 8雷天觉上 )M北京理工大学出版社 ,1998 9 A of 7l 804， 1997 六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 附录 A 外文文献液压传动和气压传动称为流体传动，是根据 17 世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术， 1795 年英国约瑟夫布拉曼 (749在伦敦用水作为工作介质，以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。 1905 年将工作介质水改为油，又进一步得到改善。第一次世界大战 (1914液压传动广泛应用，特别是 1920 年以后，发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的 20 年间，才开始进入正规的工业生产阶段。 1925 年维克斯 (明了压力平衡式叶片泵 ,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。 20 世纪初康斯坦丁尼斯克 (G能量波动传递所进行的理论及实际研究 ;1910 年对液力传动 (液力联轴节、液力变矩器等 )方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。第二次世界大战 (1941间 ,在美国机床中有 30%应用了液压传动。应该指出 ,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动 ,1956 年成立了“液压工业会”。近 2030 年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位。液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。执行元件 (如液压缸和液压马达 )的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。控制元件 (即各种液压阀 )在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 阀又分为益流阀 (安全阀 )、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。液压系统的作用就是帮助人类做工。主要是由执行元件把压力变成转动或往复运动。液压系统由信号控制和液压动力两部分组成，信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。液压动力部分采用回路图方式表示，以表明不同功能元件之间的相互关系。液压源含有液压泵、电动机和液压辅助元件；液压控制部分含有各种控制阀，其用于控制工作油液的流量、压力和方向；执行部分含有液压缸或液压马达，其可按实际要求来选择。在分析和设计实际任务时，一般采用方框图显示设备中实际运行状况。空心箭头表示信号流，而实心箭头则表示能量流。基本液压回路中的动作顺序控制元件（二位四通换向阀）的换向和弹簧复位、执行元件（双作用液压缸）的伸出和回缩以及溢流阀的开启和关闭。对于执行元件和控制元件，演示文稿都是基于相应回路图符号，这也为介绍回路图符号作了准备。根据系统工作原理，您可对所有回路依次进行编号。如果第一个执行元件编号为0，则与其相关的控制元件标识符则为 1。如果与执行元件伸出相对应的元件标识符为偶数，则与执行元件回缩相对应的元件标识符则为奇数。不仅应对液压回路进行编号，也应对实际设备进行编号，以便发现系统故障。准定义了元件的编号组成，其包括下面四个部分：设备编号、回路编号、元件标识符和元件编号。如果整个系统仅有一种设备，则可省略设备编号。实际中，另一种编号方式就是对液压系统中所有元件进行连续编号，此时，元件编号应该与元件列表中编号相一致。这种方法特别适用于复杂液压控制系统，每个控制回路都与其系统编号相对应与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点： 1、液压传动的各种元件，可以根据需要方便、灵活地来布置。 2、重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。 3、操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（调速范围达 2000： 1）。黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 4、可自动实现过载保护。 5、一般采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长； 6、很容易实现直线运动 / 7、很容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。液压系统的缺点： 1、由于流体流动的阻力和泄露较大，所以效率较低。如果处理不当，泄露不仅污染场地，而且还可能引起火灾和爆炸事故。 2、由于工作性能易受到温度变化的影响，因此不宜在很高或很低的温度条件下工作。 3、液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵。 4、由于液体介质的泄露及可压缩性影响，不能得到严格的传动比。 5、液压传动出故障时不易找出原因；使用和维修要求有较高的技术水平。在液压系统及其系统中，密封装置用来防止工作介质的泄漏及外界灰尘和异物的侵入。其中起密封作用的元件，即密封件。外漏会造成工作介质的浪费，污染机器和环境，甚至引起机械操作失灵及设备人身事故。内漏会引起液压系统容积效率急剧下降，达不到所需要的工作压力，甚至不能进行工作。侵入系统中的微小灰尘颗粒，会引起或加剧液压元件摩擦副的磨损，进一步导致泄漏。因此，密封件和密封装置是液压设备的一个重要组成部分。它的工作的可靠性和使用寿命，是衡量液压系统好坏的一个重要指标。除间隙密封外，都是利用密封件，使相邻两个偶合表面间的间隙控制在需要密封的液体能通过的最小间隙以下。在接触式密封中，分为自封式压紧型密封和自封式自紧型密封（即唇形密封）两种。液压系统的三大顽疾 1、发热由于传力介质（液压油）在流动过程中存在各部位流速的不同，导致液体内部存在一定的内摩擦，同时液体和管路内壁之间也存在摩擦，这些都是导致液压油温度升高的原因。温度升高将导致内外泄漏增大，降低其机械效率。同时由于较高的温度，液压油会发生膨胀，导致压缩性增大，使控制动作无法很好的传递。解决办法：发热是液压系统的固有特征，无法根除只能尽量减轻。使用质量好的液压油、液压管路的布置中应尽量避免弯头的出现、使用高质量的管路以及管接头、液压阀等。 2、振动液压系统的振动也是其痼疾之一。由于液压油在管路中的高速流动而产生的冲击以及控制阀打开关闭过程中产生的冲击都是系统发生振动的原因。强的振动会导致系统控制动作发生错误，也会使系统中一些较为精密的仪器发生错误，导致系黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 统故障。解决办法：液压管路应尽量固定，避免出现急弯。避免频繁改变液流方向，无法避免时应做好减振措施。整个液压系统应有良好的减振措施，同时还要避免外来振源对系统的影响。 3、泄漏液压系统的泄漏分为内泄漏和外泄漏。内泄漏指泄漏过程发生在系统内部，例如液压缸活塞两边的泄漏、控制阀阀芯与阀体之间的泄漏等。内泄漏虽然不会产生液压油的损失，但是由于发生泄漏，既定的控制动作可能会受到影响，直至引起系统故障。外泄漏是指发生在系统和外部环境之间的泄漏。液压油直接泄漏到环境中，除了会影响系统的工作环境外，还会导致系统压力不够引发故障。泄漏到环境中的液压油还有发生火灾的危险。解决办法：采用质量较好的密封件，提高设备的加工精度。另：对于液压系统这三大顽疾，有人进行了总结：“发烧、拉稀带得瑟”（这位总结者是东北人）。液压系统用于升降机，挖掘机，泵站，强夯机，起重机，等等大型工业，建筑，工厂，企业，还有升降机，升降平台，登车桥等等行业。液压元件将向高性能、高质量、高可靠性、系统成套方向发展；向低能耗、低噪声、振动、无泄漏以及污染控制、应用水基介质等适应环保要求方向发展；开发高集成化高功率密度、智能化、机电一体化以及轻小型微型液压元件；积极采用新工艺、新材料和电子、传感等高新技术。力偶合器向高速大功率和集成化的液力传动装置发展，开发水介质调速型液力偶合器和向汽车应用领域发展，开发液力减速器，提高产品可靠性和平均无故障工作时间；液力变矩器要开发大功率的产品，提高零部件的制造工艺技术，提高可靠性，推广计算机辅助技术，开发液力变矩器与动力换档变速箱配套使用技术；液粘调速离合器应提高产品质量，形成批量，向大功率和高转速方向发展。气动行业：量轻、功耗低、组合集成化方向发展，执行元件向种类多、结构紧凑、定位精度高方向发展；气动元件与电子技术相结合，向智能化方向发展；元件性能向高速、高频、高响应、高寿命、耐高温、耐高压方向发展，普遍采用无油润滑，应用新工艺、新技术、新材料。（ 1）采用的液压元件高压化，连续工作压力达到 40间最高压力达到 48 （ 2）调节和控制方式多样化；（ 3）进一步改善调节性能，提高动力传动系统的效率；（ 4）发展与机械、液力、电力传动组合的复合式调节传动装置；（ 5）发展具有节能、储能功能的高效系统；（ 6）进一步降低噪声；黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 （ 7）应用液压螺纹插装阀技术，紧凑结构、减少漏油。黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 附录 as is to 7th s of to of an 795 1749 as a to in of s 905 be by (1914,of of 920, in 9th 0th 20 to of 1925 F. of or of of 0th of by 910 on so of 1941in 0% of in It be of 0 955, s up 956, 0 0 s a it is as of of as od of 龙江工程学院本科生毕业设计 10 as in A of of of of to of it is to of of of as is of be to to a or in to of to be a so of be of as in is of a of op of is to by of to or a is of of of to of to 龙江工程学院本科生毕业设计 11 of of a of to of or to of In of of of to of as as of on it of on to If of , . of to of to to to D, in to of of D, D, D D. if be is to of at be of is to to 1, a of to 2, 3, to of a of 龙江工程学院本科生毕业设计 12 000:1). 4, to 5, of as a be 6, it is to 7, it is to of of of a of be of 1, as a of to of so If is 2, as a of of it be in or 3, of a 4, to of be 5, is to a of In to of of of of in of to a in to of or to is an of is a of an of or In to of so of to be 龙江工程学院本科生毕业设计 13 In 1, as a of in in of of in of a of at e is a of to At as a of in so be of is of to a be as as of of 2, of of is of As a of in of to of of to be of in be to To in be a a on 3, of to in as on of as no of to of be of in of in to to a of 龙江工程学院本科生毕业设计 14 of to of it a 稀 (is of so on as as so be of to as as to to as of of of to of of of to to of to to of of of to to of of of of of to of to of (1) of to 0to 8 黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 (2) of (3) to of (4) of (5) of (6) to (7) to 本科学生毕业设计黄海客车制动能量回收系统设计系部名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程学生姓名：姜保罗指导教师：纪峻岭职称：副教授黑龙江工程学院二一一年六月 s 011 毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目 :黄海客车制动能量回收系统设计院系名称 : 汽车与交通工程学院专业班级 : 车辆学生姓名 : 姜保罗导师姓名 : 纪峻岭开题时间 : 2011 年 3 月 14 日指导委员会审查意见：签字：年月日开题报告撰写要求一、“开题报告”参考提纲 1. 课题研究目的和意义； 2. 文献综述（课题研究现状及分析）； 3. 基本内容、拟解决的主要问题； 4. 技术路线或研究方法； 5. 进度安排； 6. 主要参考文献。二、“开题报告” 撰写规范请参照黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范要求。字数应在 4000 字以上，文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。毕业设计开题报告学生姓名姜保罗院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程指导教师姓名纪峻岭职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称黄海客车制动能量回收系统设计一、课题研究现状、选题目的和意义 1、课题研究现状在国外， 70 年代由于能源危机的出现，以节能为目的的研究工作相继展开在丹麦，学者在城市公共汽车上装备了二次调节系统，通过对二次调节系统施以不同的控制策略，可使车辆的燃油经济性提高，课节省燃油高达 30%。瑞典对二次调节系统在牵引车和叉车上的应用进行了理论研究，得出结论：在这两个区域，二次调节系统比飞轮储能符合传动系统更有效。没过威斯康星大学也对蓄能器储能复合传动进行了研究，并于 1958 年在德国过推算出结论：将公共汽车的传动系统改成二次调节系统后，三年内车辆节省的开始就可以收回改装成本，而且同时还有降低发动机废气排放的好处。最近几年加拿大，日本一些学者仍在继续进行此方面的研究，并将成果申请了专利。日本早在混合动力车量产化之前，包括丰田、本田、日产等汽车公司都已申请多项制动能量回收系统的专利。近年来有关制动能量回收技术的专利申请继续增加，对制动能量回收技术研究进一步深入。液压传动由于其本身所具有的高功率重量比，体积小且能进行无级调速等特点，使得液压传动具有在汽车，工程机械，拖拉机及军事车辆等中运用的潜力在国内，对该方面的研究还不多，主要是哈尔滨工业大学和东北农业大学。哈尔滨工业大学主要是对液压系统进行了理论分析和计算机仿真方面的研究。上海交通大学对二次调节系统也进行了理论上的研究，但是尚无样车的试验研究。东北农业大学提出了一种电控液压复合驱动系统，并对其进行了理论研究。随着汽车工业汽车技术的发展，汽车的行驶速度不断提高，同时由于高速公路的反战，汽车的运输能力逐渐加大。据 1976 年统计，在日本的货运量当中，汽车占总运输量的 74%。目前，世界发达国家公路运输在综合运输体系中起到主导作用。然而正式由于个性汽车产量及流量的剧增，给社会带来了许多问题，醉着社会的不断发展，特别是发展中国家经济的迅速发展，世界汽车的保有量增长迅速，能源需求量也将不断增长；同时由于车流密度大，造成交通拥挤，汽车需经常进行减速，起步和加速，制动次数极为频繁，一方面，制动时汽车的能量没有得到充分利用；另一方面，制动器的使用寿命大大降低，是汽车行驶安全性受到影响。此外，汽车排出的大量废气和制动时的尖锐噪声对环境产生严重危害。所以这些问题使人们开始研究环保和节能汽车。在环保方面，人们正在研究使用天然气，电力，核能等汽车，但是由于天然气在不同地区分布不一样蓄量有限制，电力汽车的电网及道路条件限制，高能蓄电池的研究还未获得实质性突破，燃料电池汽车价格居高不下，氢能及核能的研究技术还不成熟，使得汽车在这方面受到一定限制。随着液压元件性能的提高和价格的降低，电子技术的飞越，将有越来越多的国内外学者从事该领域的研究，并在将来将电控液驱汽车推向市场，实现商业化，使电控液驱汽车真正的进入百姓生活。综观现有实用化的不同的混合动力系统，制动能量回收控制在细节上有所不同。一般都采用电子控制的液压制动与制动能量回收的组合方式，也称为电液制动伺服控制系统。 2、选题的目的和意义地球是人类生存和发展的家园，地球上的资源是有限的。自从 1937 年石油危机以来，人们倍加意识到能源的有限性。与此同时，地球环境也受到多种产业及交通工具污染的威胁，汽车工业及汽车对环境的污染是其中的一个重要方面。而交通事故造成很多人员的伤亡和巨大的经济损失，已是社会的公害。发展节能，环保，安全型汽车是汽车行业的主要研究方向。随着世界能源的日趋紧张及人们环保意识的日趋增强，汽车的节能和环保问题备受世界各国的极大重视。合理地开发和利用资源，保护生态环境，是实现社会和经济可是徐发展的基础。因此，降低能源消耗，实现能源再利用，降低废气的排放，保护环境，已经成文世界各国科技发展的重要课题之一。中国作为石阶上第二大石油进口国。为了保障国家的持续性发展，尤其要把资源和环境问题提到经济和社会发展的全局位置上来。石阶上的汽车保有量， 1960 年为辆， 1970 年为辆， 1980 年为 4 亿辆， 1990年突破到 6 亿辆，至 2003 年已经超过辆。在我国，汽车作为国民经济发展的支柱产业之一，1980 年为年产量 20 多万辆，保有量为 168 万辆； 1990 年年产量 50 多万辆，保有量为 360 多万辆； 2000 年年产量突破 200 万辆，保有量辆；可见汽车的年产量和保有量的增幅是惊人的，戒指 2006 年，我国汽车年产量为 888 多万辆，保有量超过 4000 万辆。由于汽车庞大的拥有量，因为对能源的消耗是惊人的，对环境的影响也是巨大的。据统计，目前全世界每日石油的消耗量为 4000 万桶左右，其中用于交通的约为 30%50%，而在交通运输的石油消耗中，汽车占整个交通运输石油消耗量的 70%80%，即汽车用油占是优良总消耗的 30%多。环境污染方面，早晨大气污染的主要物质有通运输排污在大气污染尤其是城市大气污染中的比例早已上升为第一位。液压传动系统，即将汽车制动时的动能转变为液压能，在汽车加速或者上坡时再利用，即可缩短加速时间，减少气动时的排污问题，提高汽车燃油经济性 . 制动能量回收是现代电动汽车与混合动力车重要技术之一，也是它们的重要特点。在一般内燃机汽车上，当车辆减速、制动时，车辆的运动能量通过制动系统而转变为热能，并向大气中释放。而在电动汽车与混合动力车上，这种被浪费掉的运动能量已可通过制动能量回收技术转变为电能并储存于蓄电池中，并进一步转化为驱动能量。例如，当车辆起步或加速时，需要增大驱动力时，电机驱动力成为发动机的辅助动力，使电能获得有效应用。汽车在制动时，其动能通过制动器的摩擦片和制动鼓的摩擦作用产生热能而被浪费掉，不能加以利用。本课题综合考虑了上述多种因素设计了新型电控液驱汽车。它能很好满足汽车节能环保安全等方面要求。通过电控液驱客车的设计研究，可以掌握电控液驱汽车的关键技术，促进定压网络液压马达控制系统。理论的发展，并使二次调节系统尽快应用于车辆中。同时，也为今后电控液驱汽车的研究打下坚实的基础。新型电控液驱汽车降低燃油消耗量和减少有害排放的效果是很明显的。这对于当前我国石化燃料不足，其他代替品尚未完全开发利用的现状以及环节城市空气污染状况来说具有深远的意义新型电控液驱汽车能够显著提高车辆的经济性，排放性，和主动安全性等多方面性能是对常规契合有较大变革的，机电液一体化的高新技术产品。随着对车辆节能环保性能的重视与要求的日益提高，具有良好节能环保性能的新型电控液驱汽车显然具有很大的市场需求与良好的发展前景。二、设计的基本内容、拟解决的主要问题 1、本设计的主要内容 : 设计一种新型电控液驱汽车液压系统。能够小猪提高车辆经济性和主动安全性等多方面性能。确定液压系统总体组成，进行各个相关部件的设计与计算。 2、拟解决的主要问题 : (1)电控液驱客车底盘布置方案设计，分析与优化。 (2)液压系统的设计与相关部件的设计和计算 (3)重点是液压元件的设计与计算。在保证性能的前提下，尽可能减小质量和体积。 (4)对新型电控液压汽车的动力性进行仿真分析三、技术路线（研究方法）收集相关资料撰写开题报告液压系统方案设计主要零部件设计四、进度安排（ 1）资料收集、调研，完成开题报告第 1 2 周（ 2 月 28 日 3 月 15 日）（ 2）熟悉掌握新型电控液驱汽车特点第 3 周（ 3 月 16 日 3 月 24 日）（ 3）能量回收系统方案设计第 4 5 周（ 3 月 25 日 4 月 7 日）（ 4）设计参数的选择、设计、计算第 6 10 周（ 4 月 8 日 5 月 12 日）（ 5）设计说明书定稿，完成图纸绘制第 11 14 周（ 5 月 13 日 6 月 16 日）（ 6）设计审核、修改第 15 16 周（ 6 月 17 日 7 月 1 日）（ 7）准备答辩第 17 周（ 7 月 2 7 月 3 日）油箱的设计，液压缸的主要尺寸确定动力性分析液压马达的选择，液压泵的选择，液压油的选择，管件的选择，蓄能器的选择。五、参考文献 1 工程机械液压与液力传动。吉林工业大学等校编写 2 孙永忠真。北京理工大学硕士学位论文 1997 3 张利平化学工业出版社 2007 4 备注路甬祥 M机械工业出版社 ,2002. 5 徐安陈德阳，汽车底盘。机械工业出版社 2005 6 姚怀新人民交通出版社 2002 7 曾祥荣国防工业出版社 1980 8 周有强志峰机械无级变速器发展概述 9 李春明机械工业出版社 2004 、 10常思勤一种新型电控液驱车辆的探讨 2002 11常思勤，易纲南京理工大学学报 2004 12胡寿松 M】科学出版社 2001 13韩文 D】南京理工大学 2005 14胡纪滨北京理工大学硕士论文 15雷天觉上 )M北京理工大学出版社 ,1998 16 A of 7l 804， 1997 六、备注指导教师意见：签字：年月日黑龙江工程学院本科生毕业设计 I 摘要本文研究了一种新型电控液驱汽车的总体方案与液压系统设计。新型电控液驱汽车能够显著提髙车辆经济性、排放性和主动安全性等多方面的性能，是对常规汽车有较大变革的、机电液一体化的髙新技术产品。随着对车辆节能环保性能的重视程度的日益提高，具有良好节能环保性能的新型电控液驱汽车显然具有很大的市场需求与良好的发展前景。本文所作的研究工作主要包括：析与优化。过增加变速器改善了起动转矩不足的问题。据国家标准中规定的燃料消耗量试验方法，对变量泵的客车进行燃油经济性的计算和对比研究，分析了其节能原理。控液驱汽车和节能机理相似的混合动力车进行研究。通过设计，完成了新型电控液驱客车的总体方案与液压系统设计。关键词；电控；液压驱动；客车；设计；能量回收；黑龙江工程学院本科生毕业设计 n a of is is so is an of he of is he is of is is a he of is to of of of or is og is is of is is 黑龙江工程学院本科生毕业设计目录摘要 . I . 1 章绪论 . 4 题研究现状 . 4 究的主要目的 . 5 第 2 章新型电控液驱汽车工作原理及分析 . 6 型电控液驱汽车的工作原理 . 6 混合动力车的比较 . 6 能，环保性能比较分析 . 6 力性分析 . 8 论 . 9 型电控液驱客车特点 . 10 章小结 . 10 第 3 章电控液驱汽车制动能量回收系统方案设计 . 12 方案的选择 . 12 章小结 . 13 第 4 章液压系统的主要部件设计 . 15 压系统压力的确定 . 16 压马达的选择 . 16 据最高车速要求 . 16 压泵的选择及零部件的设计 . 18 压泵的选择 . 18 兰和弹性联轴器的设计 . 19 压油的选择 . 19 件的选择 . 19 黑龙江工程学院本科生毕业设计压蓄能器的选择 . 20 能器类型的选择 . 20 能器参数确定 . 20 箱的设计 . 21 压油箱有效容积的确定 . 21 液压油箱的外形尺寸设计 . 22 压缸的设计 . 24 压缸的工作压力确定 . 24 压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定 . 24 压缸壁厚和外径的计算 . 24 压缸工作行程的确定 . 24 盖厚度的确定 . 25 小导向长度的确定 . 25 体长度的确定 . 25 压缸强度校核 . 25 压阀的选择 . 25 章小结 . 26 第 5 章电控液驱客车的动力性分析 . 27 驶阻力特性分析 . 27 力性分析 . 27 速过程的性能分析 . 27 动过程的性能分析 . 30 大爬坡度分析 . 32 案分析 . 33 章小结 . 33 第 6 章电控液驱客车的经济性分析 . 34 用变量泵的燃油经济性分析 . 35 速工况燃油消耗量计算 . 35 速工况燃油消耗量计算 . 37 速工况燃油消耗量计算 . 37 速工况燃油消耗量计算 . 38 黑龙江工程学院本科生毕业设计工况循环百公里燃油消耗量计算 . 39 章小结 . 39 结论 . 40 参考文献 . 41 致谢 . 42 附录 A 外文文献 43 附录 B 外文文献的中文译文 49 黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 第 1 章绪论题研究现状液压传动由于其本身所具有的高功率重量比，体积小且能进行无级调速等特点，使得液压传动具有在汽车、工程机械、拖拉机及军事车辆等中运用的潜力。在国外， 70 年代由于能源危机的出现 ,以节能为目的的研究工作相继开，通过对二次调节系统施以不同的控制策略，可使车辆的燃油经济性提高，节省燃油可达 30%。瑞典对二次调节系统在牵引机车和叉车上的应用进行了理论研究，得出结论：在这两个领域，二次调节系统比飞轮储能复合传动系统更有效。美国烕斯康星大学也对蓄能器储能复合传动进行了研究，并于 1985年在德国礼公司的公共汽车上得到实现。通过推算，得出结论：将公共汽车的传动系统改成二次调节系统后，三年内车辆节省的开支就可以回收改装成本，而且同时还有降低发动机废气排放的好处。最近几年加拿大、日本一些学者仍在继续进行此方面的研究，并将成果申请了专利。在国内，对该方面的硏究还不多，主要是哈尔滨工业大学和东北农业大学。哈尔滨工业大学主要是对液压系统进行了理论分析和计算机仿真方面的研究。上海交通大学对二次调节系统也进行了理论上的研究 ,但是尚无样车的试验研究。东北农业大学提出了一种电控液压复合驱动系统，并对其进行了理论研究。与二次调节系统节能原理相似的是混合动力驱动系统。目前，从事该方面研究的人也越来越多。具有代表性的是 1997年丰田公司在车上使用的混合动力驱动系统则。该系统在减小排放，提髙燃油经济性方面是比较明显，目前已有数种车型投放市场井将得到更广泛的应用。但是 ,由于作为该系统的重要组成元件之一的蓄电池的造价较高，使用寿命也较低。而对于二次调节系统，随着液压元件性能的提高和价格的降低，电子技术的飞越，将有越来越多的国内外学者从事该领域的研究，并在未来将电控液驱汽车推向市场，实现商品化，使电控液驱汽车真正进入百姓生活。究的目的和意义压传动由于其本身所具有的高功率重量比，体积小且能进行无级调速等特点，使得液压传动具有在汽车、工程机械、拖拉机及军事车辆等中运用的潜力。在国外， 70年代由于能源危机的出现，以节能为目的的研究工作相继开，通过对二次调节系统施以不地球是人类生存和发展的家园，地球上的资源是有限的。自从 1973 年石油危机以来，人们倍加意识到能源的有限性。与此同时，地球环境也遭受多种产业及交通工具黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 污染的威胁，汽车工业及汽车对环境的污染是其中的一个重要方面。而交通事故造成很多人员的伤亡及巨大经济损失，已是社会的公害则。因此发展节能、环保、安全型汽车是汽车行业的主要研究方向。汽车在制动时，其动能通过制动器的摩擦片和制动鼓的摩擦作用产生热能而被浪费掉，不能加以利用。本课题综合考虑了上述多种因素设计了新型电控液驱汽车。它能很好满足汽车节能、环保、安全等方面的要求。通过电控液驱客车的设计研究，可以掌握电控液驱汽车的关键技术，促进定压网络液压马达控制系统（二次调节系统）理论的发展，并使二次调节系统尽快应用于车辆中。同时，也为今后电控液驱汽车的研究打下坚实的基础。新型电控液驱汽车降低燃油消耗量和减少有害排放的效果是很明显的。这对于当前我国石化燃料不足，其它代替能源尚未完全幵发利用的现状以及缓解城市空气污染状况来说具有很深远的意义。新型电控液驱汽车能够显著提高车辆经济性、排放性能和主动安全性等多方面的性能，是对常规汽车有较大变革的、机电液一体化的高新技术产品。随着对车辆节能环保性能的重视与要求的与日提高，具有良好节能环保性能的新型电控液驱客车。设计一种新型电控液驱汽车液压系统。能够相助提高车辆经济性，排放性和主动安全性等多方面的性能。确定液压系统的总体组成，进行各个相关部件的设计与计算。析与优化。保证性能的前提下，尽可能减小质量和体积。黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 第 2 章新型电控液驱汽车工作原理及分析型电控液驱汽车的工作原理电控液驱汽车具有节能、环保、操纵方便等优点。其液压系统的基本方案见图 1、电控单元 2、发动机 3、溢流阀 4、单向阀 5、液压泵 6、开关阀 7、液压蓄能器 8、二次元件液压泵丨马达） 9、减速器 10、驱动车轮图新型电控液驱汽车的工作原理：由电控单元 1控制发动机 2间歇工作于最佳经性区域，发动机直接驱动液压泵。给液压系统和液压蓄能器 7 提供恒定高压油。压力油的作用下二次元件（变量马达） 8通过减速器 9驱动车辆的驱动轮 10，实现车辆的加速和匀速行驶。当车辆在制动过程中，二次元件在电控单元 1 的控制下，使二次元件处于液压泵工作状态，所输出的液压油送入液压蓄能器，将车辆的动能以液压能的形式存储在液压蓄能器中。在起动和加速过程中液压蓄能器中的压力能又通过工作于液压马达工况的二次元件转变为汽车的动能。这样，使得发动机工作与否和汽车的行驶工况基本无关，而只取决于液压蓄能器的压力。发动机可以最大限度地工作在最佳经混合动力车的比较能，环保性能比较分析以混合动力汽车相同的整车有关参数及相同的发动机进行车辆的性能仿真计算。其主要技术参数见表中旋转质量换算系数是指由混合动力汽车改为电控液驱汽车后的数值。混合动力汽车的发动机万有特性图见图黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 表合动力汽车的整车有关参数参数数值车辆总质量（ 1000 车辆迎风面积 A 2m 动机最大功率（ 50 空气阻力系数转质量换算系数标准。图况图。从图中可以看出，况分为若干个加速、等速、减速和怠速工况。假设车辆在水平的路面上按况的要求行驶，直至行驶 100公里。每一个况蓄能器的初始压力。车辆釆用的是变量泵。发动机所釆用的控制策略：发动机工作与否完全取决于蓄能器的压力而与车辆的行驶情况无关，当蓄能器的压力低于其最低压力，则发动机工作在燃油消耗率最低的区域，也即发动机工作在最佳经济区。发动机提供的能量一部分用来驱动车辆行驶，一部分存储在蓄能器中。当蓄能器的眼里达到最大值时，发动机处于怠速状态，车辆行驶所需的能量完全由蓄能器提供。此时，蓄能器开始释放液压能，待蓄能器的压力低于其最低压力值时发动机才再次工作。若发动机工作在最佳经济区内所提供的功率无法满足车辆行驶要求时，就逐步提高发动机与转速，直至满足车辆行驶要求为止。当车辆减速行驶或制动时，发动机也处于怠速状态，车辆所有的动能通过变量玛法储存在蓄能器中，进行能量回收。黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 表电控液驱车在不同的蓄能器体积和初始压力下的况的百公里燃油消耗量和能量回收率。其中，能量回收率是蓄能器回收的总能量和车辆按图行驶时所能回收的总能量的比值。这里所能回收的总能量是指所有减速工况车辆所具有的动能的总和。蓄能器的体积为 40对应的平均百公里燃油消耗量为，因其能量回收率降低，使得其况的百公里燃油消耗量有所增大。表蓄能器体积（ L）初始压力（最终压力 (燃油消耗率（ L/ 能量回收率（ %） 40 20 0 0 5 20 5 5 6 20 6 6 动力性分析表合动力汽车与电控液驱汽车的加速性能比较。在车辆从 0 加速到 100km/龙江工程学院本科生毕业设计 9 但是在车辆从 100km/h 加速到最高车速时，合动力汽车的性能显然比电控液驱汽车的性能要好一些。这主要是因为合动力汽车的传动效率较高，而电控液驱汽车的功率从发动机经变量（定量泵和变量马达及主减速器传递到车轮上的效率较低，一般只有右。这样使得相同功率的发动机所达到的车辆的最髙车速是不一样的。合动力汽车的最高车速要比电控液驱汽车的最髙车速大，且在高速情况下的加速性能要好一些。表合动力车与电控液驱客车的加速度比较图假设车辆以给定的车速匀速爬坡。车辆的最大爬坡度与爬坡时蓄能器的压力有关。蓄能器的压力越大，最大爬坡度越大。在给定蓄能器的初始压力下 ,当车辆行驶的速度小于 44km/h 时，变量马达的转速较低，由于变量马达的最大排量限制，变量马达所能提供的功率要小于发动机的最大功率，因此在这一速度区间内车辆的最大爬坡度受到变量马达的最大排量的限制，没有完全利用发动机的功率。这时通过增大变量马达的排量可以在一定程度上提高最大爬坡度的数值。同时也能改善车辆在低速时的加速性能。车辆行驶的速度等于或大于 44km/好是变量马达所能提供的功率等于比较项目数下的电控液驱车 0h 所用时间（ s） 00用时间（ S） h 所用时间（ S）大加速度（ )/ 2 秒所行驶的距离（ m）用时间（ s）龙江工程学院本科生毕业设计 10 或大于发动机的最大功率。这时最大爬坡度就与变量马达的最大排量无关了 ,而与发动机的最大功率有关。型电控液驱客车特点釆用二次调节系统，发动机的工作情况与负荷基本无关，可以保证发动机绝大部分时间工作于最佳经济性区域，同时实现制动能量的回收，将显著提高车辆经济性。而且在提高经济性的同时，可显著减少有害排放物。由于该种车辆中存在高压恒定液压源，“电控液驱”可进一步扩展到车辆的其他子系统中，这一目标的实现不仅可以进一步提髙车辆性能，而且也对简化结构与降低制造成本有益。例如，转向系统可实现电控液驱且各车轮独立控制与调节的动力转向；在悬架系统中，可利用电控液驱实现主动悬架的功能。此外，目前已在一些车型中得到应用的电控液驱冷却风扇等也可实现一体化的设计与控制。车辆的特点表明其特别适用于频繁刹车、起动的城市公交车辆、越野车辆、清扫车辆、起重车辆、矿用挖掘车辆等。二次调节系统是一种压力耦联系统，通过调节完全可逆的斜盘式轴向柱塞泵广马达（二次元件）的斜盘倾角来适应外负载的变化。二次调节系统具有以下特点： 1. 二次调节系统中液压泵和二次元件的配合使用，可以使二次元件的输出轴上转速进行无级调节，能够实现传动系的无级变速，可使发动机在任何车辆行驶速度下都能充分发挥其功率，从而大大改善车辆的动力性，起步平稳，操纵方便。由于系统是压力耦联系统，在系统的主要能量传输管路中没有会产生节流损失的液压元件（如减压阀、节流阀等彡，从而提髙了系统效率。二次调节系统通过控制马达排量的方向来控制马达的转向 ,通过改变马达的排量来改变输出转矩的大小，从而得到所需的转向与转速。由于釆用了完全可逆的液压马达，所以系统可以将负载的制动能量回收储存起来并再加以重新利用。由于系统中具有液压蓄能器 ,当负载突然加大时，蓄能器可短期提供一部分能量，起到平衡峰值功率的作用，从而可适当减小通常须按峰值功率选用的发动机与液压泵，提高系统效率。二次调节系统是在近似恒压的系统中传递能量的，系统网络中可连接多个互不相关的负载，这使多个车轮独立驱动、制动成为可能。同时也为今后进一步实现转向、悬架等子系统的一体化控制与调节提供了前提条件。这些特点都表明了二次调节静液储能传动系统在节约能源、环境保护方面具有极大的优势。有极大的优势和潜力。章小结本章把电控压驱动汽车与时简要概括了其特点，分析得出其动力性与燃油经济性与混合电动汽车相当。但由于其元件系列化成都与控制技术相对成熟，使得电控液驱汽车具有良好的应用前景。黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 与混合动力汽车相比，新型电控液驱汽车在车辆性能、主要部件的技术成熟程度、制造成本等方面均有着较强的竞争力，不存在像蓄电池（可靠性与寿命，自重以及成本等）这类仍在进行研究与短期内较难以解决的技术问题，同时产品化后制造成本不会有大幅度的提高。由于其优越的性能（显著的节能效果及与之相关的低污染性能，车辆动力学特性的提高带来的高机动性、可控性以及主动安全性）及高性价比，而有着良好的应用前景，完全可以发展成为一类有特色、有优势、有市场的汽车。黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 第 3 章电控液驱汽车制动能量回收系统方案设计方案的选择新型电控液驱汽车的驱动和制动可以采用多种方案来实现。每一种方案有其自己的特点和有点。可以根据不同的需要来选择其中的一种方案。下面给出三种主要的实现方案。方案 1可以在客车的前后左右四个车轮各装一个变量马达。其基本方案见图 3. 1。1、电控单元 2、液压马达 3、车轮 4、发动机 5、液压泵 6、液压蓄能器 7、液压管路 8、车架图客车四个车轮上各装一个变量马达的基本方案图该种方案中四个变量马达可以同时或单独地进行工作。这主要取决于车辆的行驶工况需要，通过电控单元控制。车辆的驱动和制动由四个变量马达来实现。由于四个变量马达可以单独地进行工作，因此，该种方案可以大大提高车辆的操纵稳定性、通过性和制动性等。如车辆在加速行驶过程，左右车轮的地面附着系数不同的情况下（如黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 在冰雪路面上，车辆的一边车轮在雪地上行驶而另一边的车轮在沥青路面上行驶，两边车轮上的地面附着系数是不同的，且相差甚大，可以通过调节左右车轮上变量马达的排量，从而调节左右车轮上的驱动转矩最大。限度地利用地面所能提供的附着力，使车轮不至于出现打滑现象。同样，在车辆制动过程中，也可以通过调节变量马达的排量来调节车轮上制动转矩的大小，防止车轮抱死。而且由于釆用了四个变量马达，由四个变量马达共同完成车辆的驱动行驶，因此，在相对于釆用两个变量马达的车辆来说，其变量马达的排量可以降低一倍。这样可以减小变量马达的体积，方便其在客车上的安装布置，这对于车轮上有限的空间来说是很有意义的。不过 ,由于在每个车轮上都装了一个变量马达 ,因此车辆的造价较高，且需要专门的轮边变量马达。实现车辆底盘的整体控制也较为复杂。方案 2 也可以只在客车的后桥上，左右车轮各装一个变量马达。其基本技术方案见下图。 1、电控单元 2、发动机 3、液压泵 4、液压蓄能器 5、管路 6、车轮 7、液压马达 8、车架图客车左右后轮上各装一个变量马达的基本方案图两个变量马达可以同时或单独地进行工作，车辆的驱动由这两个变量马达来实现。当进行常规制动时，可以由这两个变量马达来完成。而在紧急制动时，责由前轮的常黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 规制动装置和后轮的两个变量马达同时来完成。方案 3 还有一种方案是在车辆的驱动桥上主减速器前装一变量马达。由这个变量马达来实现车辆的驱动和常规制动。当需要紧急制动时，可以由前轮的常规制动装置来辅助完成。这是一种比较简化的方案，在原有客车底盘的基础上进行改装设计较为方便，且车辆底盘的一体化控制比釆用四个或两个变量马达的车辆的控制要简单一些。本课题所设计的新型电控液驱客车就是釆用这种方案。其总体方案见图是对图动机、液压泵、液压马达、液压蓄能器、液压阀等元件间的协调工作通过电控单元的合理控制来实现。课题以车的底盘为基础进行改装设计。原客车的主要参数和预期改装设计后客车的主要参数见表 1、发动机 2、液压泵 3、 20、 25单向阀 4、滤清器 5、 8溢流阀 6、蓄能器 7、液压单向阀 9、卸荷阀 10、液压缸 11、 14高速开关阀 15、液压马达 16、变速器 17、后桥 18、发动机转速传感器 19、 21油温传感器 22、 24 油箱 26、车轮叫速度传感器图型电控液驱客车总体方案图这里假设改装设计后客车的整车总质量不变，客车的轮胎半径、空气阻力系数和迎风面积也不变。由于变量马达的最高转速限制，为了使改装设计后客车的最高车速达到 82km/h，客车的主减速器速比改为于电控液驱汽车来说，发动机的工作情况基本上和汽车负荷无关，因此，在保证改装设计后的客车和原客车有相同动力性的前提下，可以减小发动机的排量。这里发动机由原来的直列六缸柴油发动机以25Z 改为四缸柴油发动机以动机的最大功率由 147为黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 103 表型电控液驱客车主要参数章小结通过对三种方案的分析，通过对经济性，动力性等方面。选择出底盘布置方案，并画出系统原理图。原客车参数整车总质量 (12200 主减速比胎半径 (m) 气阻力系数量换算系数风面积 (m) 动机最大功 ( 147 最高车速 (km/h) 90 最大爬坡度 (度 ) 16 百公里油耗 (l) 23 发动机型号 25Z 预期改装后客车主要参数整车总质量 (12200 主减速比胎半径 (m) 气阻力系数量换算系数风面积 (m) 动机最大功率 (103 最高车速 (km/h) 82 最大爬坡度 (度 ) 16 百公里油耗 (l) 19 发动机型号黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 第 4 章液压系统的主要部件设计压系统压力的确定系统工作压力的选择范围要适中。系统工作压力低，势必加大液压的结构尺寸，而由于客车的布置空间限制，不允许过低的工作压力，同时，从材料消耗角度讲也是不经济的。反之，压力选得过高，对液压元件密封、制造精度要求就高，必然加大了制造成本。综合考虑客车的工作条件，系统工作压力初选为压马达的选择据最高车速要求参考原车型的性能要求，确定电控液驱客车的预期动力性能要求，即的最髙车速、最大爬坡度及测试加速性能的方法。其中用以下两种方法之试车辆的加速性能： (1)车辆从 0km/0km/ (2)车辆从 000 根据最高车速要求，由： 0828282394 82012 0761 40m a m a (式中：传动效率滚动阻力系数，主减减速器上车迎风面压马达 56+=下汽车车车的质以求得为了达到预期最高车速要求，液压马达所需的理论功率。黑龙江工程学院本科生毕业设计 17 根据最大爬坡度要求，由： 16s i 016c 122 s i n ()c 02(中：液压马达所需的转矩主减速器上的传动比汽车爬坡时的车速汽车的爬坡度 (1. 车辆从 0km/0km/t 2/06.3 ( m (2. 车辆从 0需时间 2/00222 (黑龙江工程学院本科生毕业设计 18 6 2 0 4 8 2 0 由：(式中可以求得为了达到预期加速性能要求，液压马达所需的理论转矩。根据以上分析计算可以选出三种分别符合各自条件的马达，然后从三者当中选出排量最大的，作为客车马达。客车的主减速比为以上三个约束条件下，若要求客车的爬坡度为 16 度，则客车的排量要求达到马达排量的提高，一般，马达的最髙转速将随之下降。此时的变量马达的最高转速只有 100r/合考虑各种因素，初选变量马达的排量为 180ml/r。其最高转速为 2100r/ 压泵的选择及零部件的设计压泵的选择发动机最高转速：由： m a x m a x0 (发动机最大转矩：由： 0395549554m a xm a xm a x (根据发动机最大转矩：由： m a x (求得液压泵理论排量。根据发动机最大功率：由： m m a x (可求得液压泵的理论流量：黑龙江工程学院本科生毕业设计 19 由： m 0002041000 (初选变量泵排量为 100ml/r。最高转速在 2700r/手册选取兰和弹性联轴器的设计本设计采用法兰支架式联接。同时考虑本设计中的电动机与液压泵的联接在安装时产生同轴度误差带来的不良影响，常用带有弹性的联轴器。为了增加电动机与液压泵的联接刚性，避免产生共振，本设计把液压泵和电动机先装在刚性较好的底板上使其成为一体，然后底板加垫再装到液压油箱盖上。根据电机输出轴直径和柱塞泵输入轴直径无法选用标准的联轴器，所以自行设计梅花型弹性联轴器。压油的选择汽车的工作环境恶劣变化很大。在选择液压油的时候，可以从以下几个方面来考虑：液压系统在工作过程中会产生很多的热量，使得液压油的温度升髙。因此要求液压油要有髙的抗燃性，即有高的闪点和自燃点。为了保证汽车有良好的乘坐舒适性要求液压油要有消除噪声的能力（空气溶解度、消泡性。同时要求液压浊对环境污染要小，没有毒性与气味。液压系统工作在高压状态下压力达求液压油有高的极压承载力，高压下的润滑性能要好。汽车的工作温度随季节和地区的变化而变化，因此对液压油的粘度、粘一温特性、热稳定性和低温流动性要求较髙。考虑液压油的物理化学指标，对金属和密封件的适应性，防锈和防腐蚀能力 , 抗氧化稳定性和剪切稳定性。用寿命长，易维护与保养。综合考虑液压系统的工作条件及液压泵和液压马达的要求，选择件的选择由于液压系统工作在高压状态下，因此选用耐高压钢管作为液压系统的管道。道内油液的流量可以根据液压马达的最大流量来计算。黑龙江工程学院本科生毕业设计 20 管子内径可以用下列公式计算： (式中规定的推荐流速选取由于管道较短，取 v=s。液压马达最大流量 q=324L/算得管子内径d=30手册取 d=32管。压蓄能器的选择能器类型的选择蓄能器在液压系统中的主要功能是储存能量、吸收脉动压力、吸收冲击压力以及短时大量供油等。从能量回收和液压系统对外界突发工况的适应能力来讲，蓄能器的容积应尽可能的大。但是蓄能器的容积大带来的后果是结构尺寸大，重量大。因此蓄能器的容积受到了客车的布置空间及自身重量的限制。蓄能器在本系统中要求有较强的能量储存与释放功能，以及反应灵敏，工作平稳可靠，使用方便寿命长等。综合比较弹簧式、气瓶式、活塞式和气囊式蓄能器的特点，选择容积 100L 的气囊式蓄能器结构示意图见图图能器参数确定选择蓄能器的初始充气压力为 18：黑龙江工程学院本科生毕业设计 21 221100(式中：气体多变指数的气室容积蓄能器最高工作压力下蓄能器最高工作压力压力下的气室容积蓄能器维持的最低工作压力蓄能器维持的最低工作积蓄能器贮油前的气室容蓄能器贮油前充气压力贮油时，气体压缩为等温过程，放油时气体膨胀为绝热过程，多变指数以计算出： V (箱的设计液压油箱的作用是贮存液压油、充分供给液压系统一定温度范围的清洁油液，并对回油进行冷却，分离出所含的杂质和气泡。压油箱有效容积的确定液压油箱在不同的工作条件下，影响散热的条件很多，通常按压力范围来考虑。液压油箱的有效容量 V 可概略地确定为： 3m(表 4压油箱压力范围表系统类型低压系统（）中压系统（）中高压或大功率系统（） 24 57 612 根据实际设计需要，选择的，所以此系统属于中高压系统( 6 p ，所以取： (6 1 2 )黑龙江工程学院本科生毕业设计 22 式中： V 液压油箱有效容量；压泵额定流量。参照机械设计手册成大先压机械的油箱容积通常取为每分钟流量的 6 即：应当注意：设备停止运转后，设备中的那部分油液会因重力作用而流回液压油箱。为了防止液压油从油箱中溢出，油箱中的液压油位不能太高，一般不应超过液压油箱高度的 80%。所以，实际油箱的体积为：液压油箱的外形尺寸设计液压油箱的有效面积确定后，需设计液压油箱的外形尺寸，一般设计尺寸比（长：宽：高）为 1： 1： 11： 2： 3。但有时为了提高冷却效率，在安装位置不受限制时，可将液压油箱的容量予以增大，本设计中的油箱根据液压泵与电动机的联接方式的需要以及安装其它液压元件需要，选择长为为为液压油箱的结构设计一般的开式油箱是用钢板焊接而成的，大型的油箱则是用型钢作为骨架的，再在外表焊接钢板。油箱的形状一般是正方形或长方形，为了便于清洗油箱内壁及箱内滤油器，油箱盖板一般都是可拆装的。设计油箱时应考虑的几点要求： 1. 壁板：壁板厚度一般是 34量大的油箱一般取 46设计中取油箱的壁厚为 6于大容量的油箱，为了清洗方便，也可以在油箱侧壁开较大的窗口，并用侧盖板紧密封闭。 2. 底板与底脚：底板应比侧板稍厚一些，底板应有适当倾斜以便排净存油和清洗，液压油箱底部应做成倾斜式箱底，并将放油塞安放在最低处。油箱的底部应装设底脚，底脚高度一般为 150200利于通风散热及排出箱内油液。一般采用型钢来加工底脚。本设计中用的是槽钢加工的。 3. 顶板：顶板一般取得厚一些，为 610为本设计把泵、阀和电动机安装在油箱顶部上时，顶板厚度选最大值 10板上的元件和部件的安装面应该经过机械加工，以保证安装精度，同时为了减少机加工工作量，安装面应该用形状和尺寸适当的厚钢板焊接。 1 1320 m 6 1 5 6 . 8 1 2 1 5 6 . 8 9 4 0 . 8 1 8 8 1 . 6m i n m i 1 1320 16500 . 8 0 . 8 m i V 黑龙江工程学院本科生毕业设计 23 4. 隔板：油箱内一般设有隔板，隔板的作用是使回油区与泵的吸油区隔开，增大油液循环的路径，降低油液的循环速度，有利于降温散热、气泡析出和杂质沉淀。隔板的安装型式有多种，隔板一般沿油箱的纵向布置，其高度一般为最低液面高度的2/33/4。有时隔板可以设计成高出液压油面，使液压油从隔板侧面流过；在中部开有较大的窗口并配上适当面积的滤网，对油液进行粗滤。 5. 侧板：侧板厚度一般为 3板四周顶部应该加工成高出油箱顶板 34了使液压元件的在工作等的情况下泄漏出来的油不至于洒落在地面上或操作者的身上，同时可以防止液压油箱的顶板在潮湿的气候中腐蚀。回油管及吸油管为了防止出现吸空和回油冲击油面形成泡沫，油泵的吸油管和回油管应布置在油箱最低液面 50100口与箱底距离不应小于 2倍的管径，防止吸入沉淀物。管口应切成 45 ，切口面向箱壁，与箱壁之距离为 3 倍管径。回油管的出口绝对不允许放在液面以上。本设计的管口与箱底的距离为 160口与箱壁的距离为 250 6. 回油集管的考虑：单独设置回油管当然是理想的，但不得已时则应使用回油集管。对溢流阀、顺序阀等，应注意合理设计回油集管，不要人为地施以背压。 7. 吸油管：吸油管前一般应该设置滤油器，其精度为 100200 目的网式或线式隙式滤油器。滤油器要有足够大的容量，避免阻力太大。滤油器与箱底间的距离应不小于 20油管应插入液压油面以下，防止吸油时卷吸空气或因流入液压油箱的液压油搅动油面，致使油中混入气泡。 8. 泄油油管的配置：管子直径和长度要适当，管口应该在液面之上，以避免产生背压。泄漏油管以单独配管为最好，尽量避免与回油管集流配管的方法。 9. 过滤网的配置：过滤网可以设计成液压油箱内部一分为二，使吸油管与回油管隔开，这样液压油可以经过一次过滤。过滤网通常使用 50100目左右的金属网。 10. 滤油器：滤油器的作用及过滤精度液压系统中的液压油经常混有杂质，如空气中的尘埃、氧化皮、铁屑、金属粉末。密封材料碎片、油漆皮和纱纤维。这些杂质是造成液压元件故障的额重要原因，它们会造成油泵、油马达及阀类元件内运动件和密封件的磨损和划伤，阀芯卡死，小孔堵塞等故障，影响液压系统的可靠性和使用寿命。近年来对液压油的污染控制已经开始引起人们的极大重视。为了便于随时检查和观察箱内液体液位的情况，应该在油箱壁板的侧面安装液面指示器，指示最高、最低油位。液面指示器一般选用带有温度计的液面指示器。油箱顶板需要装设空气滤清器，对进入油箱的空气进行过滤，防止大气中的杂质污染液压油。空气滤清器的过滤能力一般为油泵流量的两倍，其过滤精度应与液压系黑龙江工程学院本科生毕业设计 24 统中最细的滤油器的精度相同。油箱内部应刷浅色的耐油油漆。以防止锈蚀。压缸的设计压缸的工作压力确定工作压力与系统压力一致为液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定单活塞杆液压缸计算如下： 2121222121 1116114(式中： M 径之比，工作压力活塞缸直径与液压缸内高压系统液压缸回油腔背压力，算时可取系统工作压力液压缸的工作压力，初般取液压缸的机械效率，一工作循环中最大外载荷 64 622 12122 (查手册 D=50d=2 液压缸壁厚和外径的计算按薄壁圆筒公式计算： y ( 取查手册则液压缸外径 021 压缸工作行程的确定由于在液压缸工作时要完成如下动作如图 4龙江工程学院本科生毕业设计 25 图 4压缸行程图即可根据执行机构实际工作的最大长度而确定。由上述动作可知工作行程为 200 盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度按强度要求可用下式进行近似计算。无孔时：( y 2 22 有孔时：(可分别取 143 最小导向长度的确定 325020160220 应满足：

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