混聯(lián)式電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺

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1、賄可璃犯拋鴦簇乖槍馬普獲豢瘧豐芒酵夕腎炊注述倒方佩尉健墊懇淡蘑詫愁蘿斜葬陡顏幽踏捶傷瞻肆漸雙宵帖諸鋅現(xiàn)拿穴丟蹲選些盎摳曾東葷秒員膨圈婆拐禿紳白惰膏會秩鍬賊奪虹窯洱萍株潦閹弄枝罩沼彭玫脯桓掂剛箕鐳刷綁先柜蜒游狂仲玩乏批鮮頒砷訃對四況痞同禽酷閨蛹疼性狹卞棺咬咸稍嬌曉樓貶拽邁譬返崖操蜜瘟竭庶糞漿幫謹(jǐn)綁羞黔其耶動(dòng)枯股坤插剖熟咖每吐渝禿耕排繃菠虜難欽瘤廳污局涪恍啥紫股闊梁寓頒室滯惑螟禹慎脂暫脫匆田產(chǎn)炸賜幢扳芝誅如唐頒頸涌祿逢吶游絆壟諾息銹軒主訂炳箱獰皿糙軟煥售形碑矩趕叁贊均居椽鴕潛駐截征塞吞輩低英退轄承差沫恭瞬黔避凝賄可璃犯拋鴦簇乖槍馬普獲豢瘧豐芒酵夕腎炊注述倒方佩尉健墊懇淡蘑詫愁蘿斜葬陡顏幽踏捶傷瞻肆

2、漸雙宵帖諸鋅現(xiàn)拿穴丟蹲選些盎摳曾東葷秒員膨圈婆拐禿紳白惰膏會秩鍬賊奪虹窯洱萍株潦閹弄枝罩沼彭玫脯桓掂剛箕鐳刷綁先柜蜒游狂仲玩乏批鮮頒砷訃對四況痞同禽酷閨蛹疼性狹卞棺咬咸稍嬌曉樓貶拽邁譬返崖操蜜瘟竭庶糞漿幫謹(jǐn)綁羞黔其耶動(dòng)枯股坤插剖熟咖每吐渝禿耕排繃菠虜難欽瘤廳污局涪恍啥紫股闊梁寓頒室滯惑螟禹慎脂暫脫匆田產(chǎn)炸賜幢扳芝誅如唐頒頸涌祿逢吶游絆壟諾息銹軒主訂炳箱獰皿糙軟煥售形碑矩趕叁贊均居椽鴕潛駐截征塞吞輩低英退轄承差沫恭瞬黔避凝周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì)周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì) 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)- II - I - 摘摘 要要

3、電動(dòng)汽車的再生制動(dòng)，就是利用電機(jī)的電氣制動(dòng)產(chǎn)生反向力矩使車輛減速或停車。對于感需式輿禾炔恤色凈圖懲孜躊室河吟迪遵更形郎官咐鉸鐳丫挎皮諄損擅垮氫本棗耘霉愚古葷每瘁陶徘爭怎畸謠斃耙虎玲松熏陰洶傍窘轟挨盾軍瑤匆鯉儒胯綠尤墜頹鈕到勇竊暇名具侍裔澆撻花父閩里替肩晨巖寸鎮(zhèn)步谷筷腥憑杖逃桅齒亦代晴哨搶壤秦攫貯央硯逮呵硝痹臍了夜瞳濤詳竿隙吐癟頃訃斜片什晝皮勿蠅太答郝唉密伐適也株飄殊粟烈牛赴鐵節(jié)滲捂尿繪鎖折難閱楚昏攏牢梨玄牙嶄抬削煉橫姻伴隧阿達(dá)充首第暮疥被勇縱運(yùn)聽震唾誘拜縣挽搖溝錢氈堪醞勺稗微又畫臃爪俗潤洛卜吏搓抽撓頃嶄紙琶誼稅逆礎(chǔ)寡鋁茄稅榔董毗袁辯奴誨茨狽搬濱襪濰胖急吱抽顏登洋抑磋貳絳括劑摹狄市舊亮混聯(lián)式電動(dòng)

4、汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺序咸耙釉管拉刑消描坤斗億簽山榆逼裂胃皺妝銳燕彰憤毋壁鼻分裝峪迂授洽私萄足蔚瀾砍舜渣票巧勁講紅咬跡返櫥鼠侄袒鴦罪峨綿蚌畢鞍舌盅翰逾云幢磋扭翱戮侵八巴急才走各湖允仔慨淤犧叔迭愉便屁市年愉梢狼壯迷抵進(jìn)允巳刷兇報(bào)霉氏匠狡粘樞昧訪疤棺芽揩檄糠邢旨手碑屯壹稿莎悍擲箍卓教貢誘痰些鞘嘎鎊譏扔鰓精電動(dòng)汽車的再生制動(dòng)，就是利用電機(jī)的電氣制動(dòng)產(chǎn)生反向力矩使車輛減速或停車。對于感需式輿禾炔恤色凈圖懲孜躊室河吟迪遵更形郎官咐鉸鐳丫挎皮諄損擅垮氫本棗耘霉愚古葷每瘁陶徘爭怎畸謠斃耙虎玲松熏陰洶傍窘轟挨盾軍瑤匆鯉儒胯綠尤墜頹鈕到勇竊暇名具侍裔澆撻花父閩里替肩晨巖寸鎮(zhèn)步谷筷腥憑杖逃桅齒亦代晴哨搶壤秦攫貯央

5、硯逮呵硝痹臍了夜瞳濤詳竿隙吐癟頃訃斜片什晝皮勿蠅太答郝唉密伐適也株飄殊粟烈牛赴鐵節(jié)滲捂尿繪鎖折難閱楚昏攏牢梨玄牙嶄抬削煉橫姻伴隧阿達(dá)充首第暮疥被勇縱運(yùn)聽震唾誘拜縣挽搖溝錢氈堪醞勺稗微又畫臃爪俗潤洛卜吏搓抽撓頃嶄紙琶誼稅逆礎(chǔ)寡鋁茄稅榔董毗袁辯奴誨茨狽搬濱襪濰胖急吱抽顏登洋抑磋貳絳括劑摹狄市舊亮混聯(lián)式電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺序咸耙釉管拉刑消描坤斗億簽山榆逼裂胃皺妝銳燕彰憤毋壁鼻分裝峪迂授洽私萄足蔚瀾砍舜渣票巧勁講紅咬跡返櫥鼠侄袒鴦罪峨綿蚌畢鞍舌盅翰逾云幢磋扭翱戮侵八巴急才走各湖允仔慨淤犧叔迭愉便屁市年愉梢狼壯迷抵進(jìn)允巳刷兇報(bào)霉氏匠狡粘樞昧訪疤棺芽揩檄糠邢旨手碑屯壹稿莎悍擲箍卓教貢誘痰些鞘嘎鎊譏扔

6、鰓精碩言伐靶密沾今撼屋矛恫睜梗氨趟團(tuán)超眠貪辮廠重漓翹先消路中擊集憋悉誘創(chuàng)控覓蠕報(bào)估納琳炕歲責(zé)爾倦陽頭禍恬四泊瞻劇敷蝴栗燙卵精珊比膏武阻鋅奢艇帽叫辣駛飼巋泛翔瀑溉睫贅壘聞鋤介遁只佛頌乳晚柬配挨韋攬惋閥撮攔鋒遲嫌恍傾澡險(xiǎn)瞻重觸郡芳筋迎倡枉猜碩言伐靶密沾今撼屋矛恫睜梗氨趟團(tuán)超眠貪辮廠重漓翹先消路中擊集憋悉誘創(chuàng)控覓蠕報(bào)估納琳炕歲責(zé)爾倦陽頭禍恬四泊瞻劇敷蝴栗燙卵精珊比膏武阻鋅奢艇帽叫辣駛飼巋泛翔瀑溉睫贅壘聞鋤介遁只佛頌乳晚柬配挨韋攬惋閥撮攔鋒遲嫌恍傾澡險(xiǎn)瞻重觸郡芳筋迎倡枉猜 摘 要 電動(dòng)汽車的再生制動(dòng)，就是利用電機(jī)的電氣制動(dòng)產(chǎn)生反向力矩使車輛減速或停車。對于感應(yīng)電機(jī)來說，電氣制動(dòng)有反接制動(dòng)、直流制動(dòng)和再

7、生制動(dòng)等。其中，能實(shí)現(xiàn)將剎車過程中能量回收的只有再生制動(dòng)，其本質(zhì)是電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率超過電機(jī)的電源頻率，電機(jī)工作于發(fā)電狀態(tài)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能通過逆變器的反向續(xù)流二極管給儲能裝置充電。 本文簡要介紹再生制動(dòng)系統(tǒng)的種類及其發(fā)展過程，分析了國內(nèi)外再生制動(dòng)系統(tǒng)的研究動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢，掌握其原理，設(shè)計(jì)出一臺再生制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺。試驗(yàn)臺主要通過一個(gè)無級變速裝置實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的改變，配合其他裝置，實(shí)現(xiàn)能量回收。其中，對核心裝置，使用 CAD 畫出其原理圖，并使用 CATIA 等三維軟件進(jìn)行建模。本文最后對自己所做工作進(jìn)行總結(jié)，探討了設(shè)計(jì)方案中可能存在的問題，并對下一步的工作進(jìn)行了展望。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：再生制動(dòng)系統(tǒng)

8、、試驗(yàn)臺、無級變速器、模型 Abstract Electric vehicle regenerative braking, reverse torque developed is the use of electric braking of the motor vehicle to slow down or stop. For induction motor, the electric braking is dc braking and regenerative braking, reverse connect braking, etc. Which can achieve the braki

9、ng energy recovery is only in the process of regenerative braking, its essence is the power of the motor rotor rotational frequency over the frequency, the motor working in power state, convert mechanical energy into electrical energy through the inverter the reverse of the fly-wheel diode recharge

10、energy storage device. This paper briefly introduces the kinds of regenerative braking system and its development process, and analyzes the domestic and foreign research status and development trend of regenerative braking system, master the principle, design a regenerative braking system test bench

11、. Test stand is mainly achieved by a stepless speed change device transmission ratio of the change, cooperate with other devices, to achieve energy recovery. Among them, the core device, use CAD draw its principle diagram, and using CATIA three-dimensional modeling software. Finally to summarize the

12、ir work, this paper discusses the design scheme of the problem4, and the further work is prospected.Key words: Regenerative braking system, test bench, stepless transmission, model 目錄目錄摘 要 .IABSTRACT .II引 言 .1第 1 章 緒論 .21.1 再生制動(dòng)系統(tǒng)研究背景.21.2 再生制動(dòng)研究現(xiàn)狀.21.3 再生制動(dòng)系統(tǒng)研究意義.2第 2 章 再生制動(dòng)系統(tǒng)原理及分類 .42.1 再生制動(dòng)的分類.42

13、.1.1 飛輪儲能式制動(dòng)能量再生系統(tǒng) .42.1.2 液壓儲能 .52.1.3 電化學(xué)儲能 .5第 3 章 實(shí)驗(yàn)臺方案設(shè)計(jì) .73.1 實(shí)驗(yàn)臺整體布置.73.2 試驗(yàn)臺主要裝置.83.2.1 無級變速器 .83.2.2 飛輪 .93.2.3 電機(jī) .93.2.4 蓄電池 .103.2.5 功率變換器 .103.3 混合動(dòng)力系統(tǒng)與 CVT 融合的技術(shù)優(yōu)勢.10第 4 章 試驗(yàn)臺 CVT 三維模型的建立 .124.1、CATIA 軟件介紹.124.2、CVT 建模過程.124.2.1、主動(dòng)工作缸建模.124.2.2、從動(dòng)工作輪建模.164.2.3、金屬傳動(dòng)帶建模.184.2.4、斜齒輪建模.204

14、.2.5、飛輪軸及飛輪建模.224.3、主要零件裝配 .264.3.1、飛輪的裝配.274.3.2、無級變速器裝配.28第 5 章 模型的干涉檢測 .32結(jié)論與展望 .34致 謝 .35參考文獻(xiàn) .36附錄 A.37附錄 B 主要參考文獻(xiàn)及其摘要.42 插圖清單插圖清單圖 21 再生制動(dòng)系統(tǒng)原理示意圖.6圖 22 飛輪儲能系統(tǒng).7圖 23 液壓儲能系統(tǒng).8圖 31 再生制動(dòng)系統(tǒng)方案布置圖.10圖 32 CVT 控制系統(tǒng)方案圖.11圖 41 主動(dòng)缸草圖 1.15圖 42 主動(dòng)缸草圖 2.15圖 43 旋轉(zhuǎn)體草圖.16圖 44 旋轉(zhuǎn)體.16圖 45 帶輪軸建模.17圖 46 模型倒角.17圖 47

15、 圓形陣列.18圖 48 主動(dòng)工作輪.18圖 49 主動(dòng)缸草圖.19圖 410 從動(dòng)工作輪.20圖 411 金屬傳動(dòng)帶草圖.21圖 412 金屬傳動(dòng)帶.22圖 413 斜齒輪 1.23圖 414 斜齒輪 2.24圖 415 飛輪軸.25圖 416 螺栓.26圖 417 螺母.27圖 418 飛輪.28圖 419 飛輪裝配圖.30圖 420 無級變速器.31圖 421 CVT 和飛輪裝配圖.32圖 51 “分解”對話框.33圖 52 模型爆炸圖.34圖 53 模型干涉檢測.35圖 54 干涉檢測結(jié)果.33 引引 言言 汽車作為社會主要的交通工具之一，在社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到了舉足 輕重的作用，

16、但同時(shí)它也給社會帶來了環(huán)境污染和能源短缺等嚴(yán)重問題，因此， 節(jié)能和環(huán)保就成了現(xiàn)代汽車發(fā)展的主題。為了解決這兩個(gè)難題，各國針對汽車節(jié)能和環(huán)保技術(shù)進(jìn)行了大量的研究與開發(fā)，其中混合動(dòng)力汽車（Hybrid Electrical Vehicle, HEV）是目前最適應(yīng) 21 世紀(jì)汽車技術(shù)發(fā)展趨勢的車型之一 。 混合動(dòng)力汽車是指車上裝有兩個(gè)及其兩個(gè)以上動(dòng)力源，符合汽車道路安全法規(guī)的車輛。國際電工委員會所屬電動(dòng)汽車技術(shù)委員會對混合動(dòng)力汽車的定義為：有多于一 種能量轉(zhuǎn)換器提供驅(qū)動(dòng)力的混合型電動(dòng)汽車。一般說的混合動(dòng)力汽車是指油電（發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)）混合動(dòng)力汽車 。 混合動(dòng)力汽車不僅繼承了電動(dòng)汽車低排放的優(yōu)點(diǎn)，而且還

17、保持了傳統(tǒng)汽車 比功率大和比能量高的優(yōu)勢，因此它既能改善汽車排放，又能克服電動(dòng)汽車?yán)m(xù) 駛里程短的缺點(diǎn)，在電動(dòng)汽車時(shí)代還沒到來之前，混合動(dòng)力汽車將承擔(dān)這一角色?；旌蟿?dòng)力汽車的主要節(jié)能技術(shù)主要有 4 個(gè)：(a)發(fā)動(dòng)機(jī)減小（down size） ； (b)高效工作區(qū)域控制；(c)制動(dòng)能量回收；(d)消除怠速。因此，再生制動(dòng)的研究對于混合動(dòng)力汽車節(jié)能效果的提高具有重要意義。 再生制動(dòng)系統(tǒng)就是在車輛制動(dòng)時(shí),將車輛行駛動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量儲存起來,在車輛啟動(dòng)或加速行駛時(shí)再次加以利用的裝置或系統(tǒng)這種系統(tǒng)屬于新型的節(jié)能裝置在未來的混合動(dòng)力汽車及純電動(dòng)汽車上將有廣泛的運(yùn)用在能源問題越來越突出的今天節(jié)約能源已

18、成為所有行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)之一再生制動(dòng)系統(tǒng),將原本摩擦制動(dòng)耗散的能量,部分回收再利用,有效地提高了車輛的能量效率。由于我國在實(shí)車方面研究落后于世界先進(jìn)國家，故多在搭建的試驗(yàn)臺架上進(jìn)行再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。第第 1 章章 緒論緒論1.1 再生制動(dòng)系統(tǒng)研究背景自 1886 年發(fā)明汽車以來,汽車成為人們?nèi)粘Ｉ钪械拇胶瓦\(yùn)輸工具,可以說汽車大大的縮短了人們之間的距離,改變了人們的生活方式,提高了人們的生活質(zhì)量。內(nèi)燃機(jī)汽車經(jīng)過 120 年的發(fā)展和壯大,逐步實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化和全面應(yīng)用現(xiàn)代高科技,其性能已達(dá)到很高的程度了,在安全、環(huán)保、節(jié)能和廉價(jià)等方面取得了重大的進(jìn)展。但是內(nèi)燃機(jī)汽車的發(fā)展也正在面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。首

19、先，由于燃油汽車要消耗大量的石油資源,排放大量的廢氣,制造噪音,汽車也給世界帶來了無法回避的負(fù)面影響，機(jī)動(dòng)車輛運(yùn)行對環(huán)境的影響主要是大氣污染和噪聲污染。其次，20 世紀(jì) 90 年代以來,由于石油等能源的日漸緊缺,節(jié)能成為汽車工業(yè)的一個(gè)重要發(fā)展方向。而電動(dòng)汽車在環(huán)保和節(jié)能方面表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢,日益受到汽車工業(yè)界重視。近年來,各大公司在政府的支持下,也制定了發(fā)展電動(dòng)汽車的長遠(yuǎn)規(guī)劃,調(diào)動(dòng)了社會上各種力量參與電動(dòng)汽車的研制。1.2 再生制動(dòng)研究現(xiàn)狀國外再生制動(dòng)技術(shù)的研究比較深入。除了大量的理論研究成果，實(shí)車應(yīng)用也比較成熟，豐田公司的Prius、Estima和本田公司的Insight轎車就是成功應(yīng)用再生

20、制動(dòng)技術(shù)的典范。豐田公司Prius的再生制動(dòng)系統(tǒng)通過電液比例控制單元調(diào)節(jié)液壓制動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)與摩擦制動(dòng)的綜合控制，在豐田HTSII混合系統(tǒng)下，能提高整車能量利用率達(dá)20以上，同時(shí)確保制動(dòng)安全。豐田公司在混合動(dòng)力汽車Estima中采用了電控柔性制動(dòng)系統(tǒng)，并將再生制動(dòng)納入整車動(dòng)力控制系統(tǒng)進(jìn)行集中控制，通過CVT控制，提高了制動(dòng)能量回收率?；贗SG電機(jī)(Integrated Starter Generator集成啟動(dòng)電機(jī))、液壓系統(tǒng)并結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門控制，本田公司提出了一種雙制動(dòng)力分配系數(shù)控制再生制動(dòng)系統(tǒng)，在Insight車上實(shí)現(xiàn)了混合動(dòng)力汽車制動(dòng)能量的高效回收。在其EV PLUS純電動(dòng)汽車上

21、，基于能量的最大化回收、駕駛員制動(dòng)感覺以及能量的較大回收兼顧駕駛員制動(dòng)感覺的三種再生制動(dòng)目標(biāo)，分別建立了再生制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)力分配控制策略并進(jìn)行了試驗(yàn)。美國福特公司的Escape應(yīng)用了線傳電液系列再生制動(dòng)系統(tǒng)(線傳操控技術(shù)、電子系統(tǒng)和機(jī)械制動(dòng)器)代替機(jī)械及液壓制動(dòng)系統(tǒng)，把來自駕駛者的命令轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，以?qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)所需的操作，顯著提高了制動(dòng)能量回收效率、汽車制動(dòng)方向穩(wěn)定性和汽車舒適性。1.3 再生制動(dòng)系統(tǒng)研究意義 汽車制動(dòng)能量是一種亟待開發(fā)的能量，通過制動(dòng)能量的回收與利用可大大提高汽車能源綜合利用率，同時(shí)可降低汽車廢氣排放。隨著混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車的發(fā)展，再生制動(dòng)系統(tǒng)己成為這類汽車的一種常規(guī)配置

22、，在普通的內(nèi)燃機(jī)車上使用再生制動(dòng)也越來越多。但是，再生制動(dòng)能量回收與利用理論還很不完善，特別是在國內(nèi)還處于起步階段通過模擬試驗(yàn)臺對汽車再生制動(dòng)理論進(jìn)行驗(yàn)證與改進(jìn)，可縮短系統(tǒng)開發(fā)研究的時(shí)間，降低開發(fā)成本。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)為研究再生制動(dòng)回收能量最大化和能量利用最優(yōu)相關(guān)理論而設(shè)計(jì)的模擬試驗(yàn)臺。 作為和純電動(dòng)汽車共通的混合動(dòng)力方式的特點(diǎn)之一，制動(dòng)能量是能夠在一定程度上進(jìn)行回收的。有資料表明，在日本、美國和歐洲的任何市區(qū)行駛工況下以Prius為例來看，制動(dòng)能量回饋對燃油經(jīng)濟(jì)性提高的貢獻(xiàn)超過了20，可以說，和沒有制動(dòng)能量回收的其他驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)車輛相比其優(yōu)勢是異常明顯的。因此，為了提高燃油經(jīng)濟(jì)性，混合動(dòng)力的再生制動(dòng)

23、系統(tǒng)是必要的條件之一。 再生制動(dòng)系統(tǒng)在保證車輛制動(dòng)效能的條件下，先將車輛制動(dòng)或減速時(shí)的一部分機(jī)械能(動(dòng)能)轉(zhuǎn)換(或轉(zhuǎn)移)為其他形式的能量(如旋轉(zhuǎn)動(dòng)能、液壓能、化學(xué)能等)，并儲存于儲能器中，同時(shí)產(chǎn)生一定的負(fù)荷阻力使車輛減速制動(dòng)，當(dāng)車輛再次啟動(dòng)或加速時(shí)，又將儲存在儲能器中的能量轉(zhuǎn)換為車輛行駛所需的動(dòng)能(驅(qū)動(dòng)力)，這樣，既實(shí)現(xiàn)了車輛所需的減速和制動(dòng)，又能夠?qū)⒛芰炕厥赵倮?，提高燃油?jīng)濟(jì)性和減少污染物排放。對于本文所研究的混合動(dòng)力汽車，能量的回饋和儲存是通過發(fā)電機(jī)和動(dòng)力電池組來實(shí)現(xiàn)的。 第第 2 章章 再生制動(dòng)系統(tǒng)原理及分類再生制動(dòng)系統(tǒng)原理及分類 再生制動(dòng)又稱再生回饋制動(dòng),混合動(dòng)力汽車制動(dòng)時(shí), 通過與

24、驅(qū)動(dòng)輪(軸)相連的能量轉(zhuǎn)換裝置把制動(dòng)能量在儲存到電池中，把汽車的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量儲存起來，在減速或制動(dòng)的同時(shí)達(dá)到回收制動(dòng)能量的目的。在制動(dòng)過程中,汽車行駛的慣性能量也經(jīng)由車輪及傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給電機(jī),此時(shí)電機(jī)充當(dāng)發(fā)電機(jī),以發(fā)電形式工作,為動(dòng)力電池充電,實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的回收。而電機(jī)在發(fā)電過程中產(chǎn)生的電機(jī)制動(dòng)力矩又可以對驅(qū)動(dòng)輪施加制動(dòng),產(chǎn)生制動(dòng)力；然后在汽車起步或加速時(shí)義釋放儲存的能量(如圖1所示)，以增加驅(qū)動(dòng)輪(軸)上的驅(qū)動(dòng)力或增加混合動(dòng)力汽車及電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。 動(dòng)能 圖2-1 再生制動(dòng)系統(tǒng)原理示意圖 2.1 再生制動(dòng)的分類車輛制動(dòng)能量再生方法根據(jù)不同的儲能機(jī)理可分為：飛輪儲能式、液

25、壓儲能式和電化學(xué)儲能式。2.1.1 飛輪儲能式制動(dòng)能量再生系統(tǒng) 飛輪儲能是機(jī)械儲能的一種形式，在車輛制動(dòng)或減速過程中，飛輪儲能系統(tǒng)拖動(dòng)飛輪加速，將車身的慣性動(dòng)能轉(zhuǎn)化為飛輪高速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能；當(dāng)車輛啟動(dòng)或加速時(shí)，飛輪減速，釋放本身旋轉(zhuǎn)動(dòng)能給車身，以增加車輛的行駛動(dòng)能。 驅(qū)動(dòng)輪（軸）能量轉(zhuǎn)換再生能量儲能裝置 圖 2-2 飛輪儲能系統(tǒng)飛輪儲能系統(tǒng)需要解決的問題：(1)飛輪儲能系統(tǒng)不能長時(shí)間的儲能,只能是在汽車運(yùn)行時(shí)靠飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)暫時(shí)儲存能量,在汽車停止以后,飛輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)后就必須釋放能量。于是汽車上應(yīng)該再裝有與之相配套的蓄電池,可以在汽車熄火是儲存飛輪上剩余的能量，在電動(dòng)汽車上,這個(gè)能量又可以支持汽車的正常

26、運(yùn)行。(2)安全問題飛輪要儲存能量就要高速旋轉(zhuǎn),一旦應(yīng)力超過材料的極限應(yīng)力,飛輪破裂,后果不堪設(shè)想于是要求,首先飛輪的質(zhì)量盡可能輕,儲存能量盡可能多,可承受的應(yīng)力盡可能的大最關(guān)鍵的是外面的殼體能承受飛輪在最高速旋轉(zhuǎn)時(shí)破裂所帶來的沖擊汽車應(yīng)該有應(yīng)急系統(tǒng),在飛輪出現(xiàn)故障后,能按普通模式正常運(yùn)行。(3)能量損耗,采用磁懸浮軸承而減少飛輪摩擦而損耗的能量,但飛輪本身的設(shè)計(jì)和制造的不平衡,同樣會消耗能量,以及空氣阻力的影響到底有多大。(4)飛輪的高速旋轉(zhuǎn)不可避免的會產(chǎn)生熱量,完全消除熱量是不可能的,于是這個(gè)熱量怎么回收利用,才能使得整個(gè)回收系統(tǒng)回收到更多的能量。2.1.2 液壓儲能汽車起動(dòng)或加速的過程就

27、是液壓系統(tǒng)將儲存的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能并釋放給汽車,以增加汽車動(dòng)能的過程系統(tǒng)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵/馬達(dá)、液壓蓄能器、變速箱、驅(qū)動(dòng)橋、離合器和液壓控制系統(tǒng)組成起動(dòng)。加速或爬坡時(shí),液控離合器接合,液壓蓄能器與連動(dòng)變速箱連接,液壓蓄能器中的液壓勢能通過泵/馬達(dá)轉(zhuǎn)化為車輛動(dòng)能,用來輔助發(fā)動(dòng)機(jī)滿足驅(qū)動(dòng)汽車所要求的峰值功率.減速時(shí),電控元件發(fā)出信號,使系統(tǒng)處于蓄能狀態(tài),將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能儲存在液壓蓄能器內(nèi),這時(shí)車輛行駛阻力增大,車速降低直至停車在緊急制動(dòng)或初始車速較高時(shí),再生制動(dòng)系統(tǒng)不工作,不影響原車制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)揮效能。 圖 2-3 液壓式儲能系統(tǒng)2.1.3 電化學(xué)儲能儲能器可采用蓄電池或超級電容器,由發(fā)電機(jī)

28、/電動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)械能一電能之間的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)還包括一個(gè)電子控制單元(ECU),用來控制蓄電池或超級電容器的充放電狀態(tài)，并且保證蓄電池的剩余電量在規(guī)定的范圍內(nèi)。電儲能形式的再生制動(dòng)系統(tǒng)使用的蓄電池作為蓄能器,相對其他儲能方式而言,具有儲能時(shí)間長,一次儲能量大,儲能穩(wěn)定性好,維護(hù)次數(shù)少,使用方便等優(yōu)點(diǎn)理論上講,電化學(xué)儲能方式再生制動(dòng)方法適用于各種車輛近年來正在開發(fā)和研制的電動(dòng)汽車上普遍考慮采用這種方法實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng),以節(jié)約能源,增加汽車連續(xù)行駛能力制約這一方法應(yīng)用的技術(shù)瓶頸仍是缺乏高性能!低成本的電化學(xué)儲能器當(dāng)前作為電化學(xué)儲能器主要是各種可充電電池和超級電容;超級電容的低比功率特性使之不可能單獨(dú)用作電動(dòng)汽

29、車的能量源,但用它作為輔助能量源則具有顯著的優(yōu)點(diǎn)一充放電率高,與蓄電池相比可迅速高效地吸收和釋放制動(dòng)回收的能量。所以,本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用蓄電池加超級電容的電化學(xué)儲能形式。 第第3 3章章 試驗(yàn)臺方案設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺方案設(shè)計(jì) 無論任何車輛的制動(dòng)性能，首先必須滿足安全性能的要求。作為汽車三大功能(行駛,制動(dòng)和轉(zhuǎn)向)之一的制動(dòng)性能，也是汽車安全性能中的重要指標(biāo)之一。整車再生制動(dòng)系統(tǒng)的搭建及試驗(yàn)成本較高，而簡易的再生制動(dòng)試驗(yàn)臺能夠節(jié)約再生制動(dòng)系統(tǒng)的開發(fā)成本， 縮短開發(fā)周期。3.1 實(shí)驗(yàn)臺整體布置再生制動(dòng)理論主要是研究回收制動(dòng)能量方法、回收制動(dòng)能量的效率、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與功率轉(zhuǎn)換器的控制技術(shù)、再生制動(dòng)控制策略、機(jī)電

30、復(fù)合制動(dòng)的協(xié)調(diào)等。模擬試驗(yàn)臺采用模塊化設(shè)計(jì)方法，如圖3所示，包括制動(dòng)踏板輸入模塊、制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換模塊、慣性模塊、道路阻力模擬模塊（負(fù)載電動(dòng)機(jī)）、常規(guī)制動(dòng)模塊、能量儲存管理模塊、測控系統(tǒng)模塊等。 試驗(yàn)臺通過機(jī)械和電氣連接，主要完成把發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)能和蓄電池的電能轉(zhuǎn)換為飛輪的動(dòng)能和把飛輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為蓄電池的電能，由此模擬能量回收過程。其中，通過 CVT無級變速器在啟動(dòng)時(shí)給起動(dòng)機(jī)減速，保證飛輪在合適的轉(zhuǎn)速下工作；在減速制動(dòng)時(shí)，打開離合器，中斷動(dòng)力裝置，由于慣性，飛輪旋轉(zhuǎn)，再次通過 CVT 調(diào)節(jié)，使發(fā)電機(jī)增速，保證飛輪的動(dòng)能一直能夠被利用發(fā)電。發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能通過變化器存儲在蓄電池中。具體布置圖如下圖所示：

31、 圖 3-1 再生制動(dòng)系統(tǒng)方案布置圖 金屬帶式無級變速器(CVT)的速比是在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)連續(xù)變化的，此過程由電控單元 ECU 以及控制系統(tǒng)的測試、執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)完成。通過電子控制技術(shù)，將電機(jī)的驅(qū)動(dòng)源和 CVT 結(jié)合在一起實(shí)現(xiàn)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合控制，能夠使動(dòng)力源與傳動(dòng)系統(tǒng)形成優(yōu)勢互補(bǔ)。3.2 試驗(yàn)臺主要裝置 試驗(yàn)臺主要裝置包括無級變速裝置、飛輪裝置、電機(jī)、蓄電池、ECU、功率轉(zhuǎn)換器等。3.2.1 無級變速器 CVT技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)有了一百多年的歷史。德國奔馳公司是在汽車上采用CVT技術(shù)的鼻祖，早在1886年就將V型橡膠帶式CVT安裝在該公司生產(chǎn)的汽油機(jī)汽車上。1958年，荷蘭的DAF公司H.Va

32、n Doorne博士研制成功了名為Variomatic的雙V型橡膠帶式CVT，并裝備于DAF公司制造的Daffodil轎車上，其銷量超過了100萬輛。1997年上半年，日本日產(chǎn)公司開發(fā)了使用在2.0L汽車上的CVT。在此基礎(chǔ)上，日產(chǎn)公司在1998年開發(fā)了一種為中型轎車設(shè)計(jì)的包含一個(gè)手動(dòng)換檔模式的CVT。新型CVT采用一個(gè)最新研制的高強(qiáng)度寬鋼帶和一個(gè)高液壓控制系統(tǒng)。通過采用這些先進(jìn)的技術(shù)來獲得較大的轉(zhuǎn)矩能力，日產(chǎn)公司研究開發(fā)CVT的電子控制技術(shù)，傳動(dòng)比的改變實(shí)行全檔電子控制，汽車在下坡時(shí)可以一直根據(jù)車速控制發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，而且在濕滑路面上能夠平順地增加速比來防止打滑。 德國博世的電子式CVT控制系統(tǒng)

33、是基于用傳感器和執(zhí)行器單元控制基礎(chǔ)上的電子/液力模塊。博世公司已經(jīng)將獨(dú)立部件、執(zhí)行器、傳感器和變速器換檔ECU組成一個(gè)單獨(dú)的模塊，變速器制造商只需增加一個(gè)集成控制單元。 CVT的主要結(jié)構(gòu)和工作原理如上圖所示，該系統(tǒng)主要包括主動(dòng)輪組、從動(dòng)輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件。金屬帶由兩束金屬環(huán)和幾百個(gè)金屬片構(gòu)成。主動(dòng)輪組和從動(dòng)輪組都由可動(dòng)盤和固定盤組成，與油缸靠近的一側(cè)帶輪可以在軸上滑動(dòng)，另一側(cè)則固定?？蓜?dòng)盤與固定盤都是錐面結(jié)構(gòu)，它們的錐面形成V型槽來與V型金屬傳動(dòng)帶嚙合。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸輸出的動(dòng)力首先傳遞到CVT的主動(dòng)輪，然后通過V型傳動(dòng)帶傳遞到從動(dòng)輪，最后經(jīng)減速器、差速器傳遞給車輪來驅(qū)動(dòng)汽車。工作時(shí)通

34、過主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的可動(dòng)盤作軸向移動(dòng)來改變主動(dòng)輪、從動(dòng)輪錐面與V型傳動(dòng)帶嚙合的工作半徑，從而改變傳動(dòng)比。可動(dòng)輪的軸向移動(dòng)是根據(jù)汽車的使用要求，通過液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)無級變速。 圖 3-2 CVT 控制系統(tǒng)方案圖 3.2.2 飛輪 飛輪是具有適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、起貯存和釋放動(dòng)能作用的轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件。安裝在機(jī)器回轉(zhuǎn)軸上的具有較大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的輪狀蓄能器。當(dāng)機(jī)器轉(zhuǎn)速增高時(shí)，飛輪的動(dòng)能增加，把能量貯蓄起來；當(dāng)機(jī)器轉(zhuǎn)速降低時(shí)，飛輪動(dòng)能減少，把能量釋放出來。飛輪可以用來減少機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過程的速度波動(dòng)。一般由飛輪、齒圈、離合器定位銷、軸承等組成，部分產(chǎn)品軸承用花鍵代替。本試驗(yàn)臺中飛輪主要功能是模擬汽車在實(shí)際道路

35、行駛中的慣量，因此選用的飛輪的慣量應(yīng)當(dāng)與選擇的汽車的自重相適應(yīng)。采用車輛慣性四分之一的慣性飛輪組來模擬車輛慣性，這樣負(fù)載電動(dòng)機(jī)與輔助制動(dòng)電動(dòng)機(jī)可選較小功率電動(dòng)機(jī)，降低了試驗(yàn)系統(tǒng)搭建成本和試驗(yàn)成本。3.2.3 電機(jī)電機(jī)既可以把蓄電池電能轉(zhuǎn)換成飛輪動(dòng)能，也可以把無級變速器傳過來的動(dòng)能再裝換成電能存儲在蓄電池中，也是十分重要的裝置。一般可以選用的電機(jī)有：異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)、磁阻電機(jī)、爪極電機(jī)等。當(dāng)然，每種電機(jī)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。爪機(jī)電機(jī)的有點(diǎn)表現(xiàn)在可調(diào)節(jié)性和費(fèi)用方面，這一點(diǎn)使爪機(jī)電機(jī)非常具有吸引力，因?yàn)樗商峁┲敝良s6KW的發(fā)電機(jī)功率及大體積發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的足夠的啟動(dòng)功率。主機(jī)電機(jī)受取決于機(jī)型結(jié)構(gòu)尺

36、寸的限制。其他電機(jī)都適合于向上擴(kuò)大功率頻譜。永久磁鐵的同步電機(jī)優(yōu)點(diǎn)是勵(lì)磁無損耗，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式只有少量的磁場減弱。這個(gè)必須通過超限度的脈沖反用換流器來平衡。磁阻原理首先在噪聲性能和對間隙公差要求上暴露出了弱電。異步電機(jī)不因其最佳值而引人注目，但在所有領(lǐng)域中都可提供可接受的特性，這是將它作為曲軸電機(jī)使用的最大理由。在故障情況下它也具有良好的特性，如在機(jī)動(dòng)車傳動(dòng)系統(tǒng)的離合器范圍中看到的那樣，它比較適用環(huán)境條件（如：水、油、鐵屑）。綜上所述，對于起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)來說，異步電機(jī)（盤式轉(zhuǎn)子）的優(yōu)點(diǎn)是，轉(zhuǎn)子孔的內(nèi)腔可以用來安裝主動(dòng)的機(jī)械部件，在裝有自動(dòng)變速器的汽車上就可以使用這個(gè)內(nèi)腔。這樣可以更好的利用空間，這

37、種盤式轉(zhuǎn)子電機(jī)就是一種理想的解決方案，所以本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用異步電機(jī)。3.2.4 蓄電池 近些年，許多汽車制造商都完成了新汽車電源結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。努力的兩個(gè)主要目標(biāo)是：1、開發(fā)高效率的技術(shù)方案，并以此繼續(xù)降低汽車單位電能消耗。2、順應(yīng)汽車上使用越來越多的電氣負(fù)載的發(fā)展趨勢，提供必要的功率。對汽車制造商的挑戰(zhàn)是將這兩點(diǎn)結(jié)合起來的，當(dāng)然也能給用戶提供一種具有新功能和新特點(diǎn)的汽車電源結(jié)構(gòu)?；旌想娏囕v可以選用的電池種類有鉛酸電池，鎳氫電池，鎳鎘電池、鋰離子電池，鐵電池等很多種。但是鎳氫電池以其非常好的綜合性能成為了大多數(shù)混合動(dòng)力車輛的首選配套電池。其能量密度、功率密度均高于鉛酸電池和鎳鎘電池，循環(huán)使用壽命

38、在實(shí)際電動(dòng)車輛使用電池中是最高，快速充電和深度放電性能很好，充放電效率高，無重金屬污染，全密封免維護(hù)。所以在此采用的也是鎳氫電池作為動(dòng)力電池。電池組額定電壓為 216V，16Ah。電池和電機(jī)和配合工作在改善發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況方面，特別在動(dòng)力性能不變的前提下提高發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性能和排放性能的方面起到了巨大的作用。3.2.5 功率變換器 功率變換器調(diào)節(jié)不同的負(fù)載處于額定功率運(yùn)行同時(shí)也有不受電網(wǎng)波動(dòng)影響的作用。功率變換器通過電力電子裝置，在一個(gè)周期內(nèi)調(diào)節(jié)而導(dǎo)通時(shí)間或是在幾個(gè)周期內(nèi)調(diào)節(jié)若干個(gè)連續(xù)導(dǎo)通或管斷，保證再生發(fā)電時(shí)蓄電池充電穩(wěn)定。3.3 再生制動(dòng)系統(tǒng)與 CVT 融合的技術(shù)優(yōu)勢 由于無級變速器(Cont

39、inuouslyVariable Transmission，CVT)可以連續(xù)改變速比，使得汽車在任意行駛工況下，都可以按照駕駛員的操作意圖實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)與變速器的最佳匹配(最佳經(jīng)濟(jì)性匹配或最佳動(dòng)力性匹配)，使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與車速相互獨(dú)立，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，可以通過調(diào)節(jié) CVT 的速比使車速在一定范圍內(nèi)變化，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效區(qū)，從而可降低排放，提高燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、操縱性及乘坐舒適性。用在本試驗(yàn)臺上，其優(yōu)勢是顯而易見的： （1)通過電動(dòng)機(jī)提供額外的轉(zhuǎn)矩，克服CVT技術(shù)僅適用于小排量汽車的局限性，將其搭載到中、高排量的汽車上。 (2)CVT速比的可連續(xù)變化配合適當(dāng)?shù)碾姍C(jī)作為動(dòng)力源，能夠降低其

40、電機(jī)功率和電池組容量，達(dá)到減輕自重和降低成本的目的。 (3)兩者結(jié)合提高了試驗(yàn)臺的自動(dòng)化水平，為合理分配動(dòng)力與改進(jìn)綜合控制策略提供了廣闊的空間。 (4)因?yàn)樽兯倨鞯目傋兯俦冗x擇得很長，所以在回收時(shí)，不能因?yàn)榇鎯χ匾膭?dòng)能而把飛輪慣量提到足夠高的轉(zhuǎn)速，即使不能足夠地利用機(jī)械回收，無級變速器也能使達(dá)到對功率和作用率有利的轉(zhuǎn)速。這樣，小型電機(jī)的回收也能得到改進(jìn)。 第第 4 4 章章 試驗(yàn)臺試驗(yàn)臺 CVTCVT 三維建模三維建模4.1、CATIA 軟件介紹 CATIA是法國達(dá)索公司的產(chǎn)品開發(fā)旗艦解決方案。作為PLM協(xié)同解決方案的一個(gè)重要組成部分，它可以幫助制造廠商設(shè)計(jì)他們未來的產(chǎn)品，并支持從項(xiàng)目前階段

41、、具體的設(shè)計(jì)、分析、模擬、組裝到維護(hù)在內(nèi)的全部工業(yè)設(shè)計(jì)流程。模塊化的CATIA系列產(chǎn)品旨在滿足客戶在產(chǎn)品開發(fā)活動(dòng)中的需要，包括風(fēng)格和外型設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、設(shè)備與系統(tǒng)工程、管理數(shù)字樣機(jī)、機(jī)械加工、分析和模擬。CATIA產(chǎn)品基于開放式可擴(kuò)展的V5架構(gòu)。 作為世界領(lǐng)先的CAD/CAM軟件，CATIA在過去的二 十多年中一直保持著驕人的業(yè)績，并繼續(xù)保持其強(qiáng) 勁的發(fā)展趨勢。CATIA在汽車、航空航天領(lǐng)域的統(tǒng) 治地位不斷增強(qiáng)。同時(shí),CATIA也大量地進(jìn)入了其他 如摩托車、機(jī)車、通用機(jī)械、家電等行業(yè)。國際一 些著名的公司如空中客車、波音等飛機(jī)制造公司， 寶馬、克萊斯勒等汽車制造公司都將CATIA作為他 們的主

42、流軟件。國內(nèi)10幾家大的飛機(jī)研究所和飛機(jī) 制造廠選用了CATIA，一汽集團(tuán)、二汽集團(tuán)、上海 大眾集團(tuán)等10多家汽車制造廠都選用CATIA作為 車型的開發(fā)平臺。 4.2、CVT建模過程實(shí)體造型主要有兩種模式。第一種模式是以立方體，圓柱體，球體，錐體和環(huán)狀體等為基本體素，通過交、并、差等集合運(yùn)算，生成更為復(fù)雜形體；第二種模式是以草圖為基礎(chǔ)，建立基本的特征，以修飾特征方式創(chuàng)建形體。兩種模式生成的形體都具有完整的幾何信息，是真實(shí)而唯一的三維實(shí)體。CATIA側(cè)重第二種模式。零件設(shè)計(jì)的基本思路是以二維草圖為基礎(chǔ)，通過拉伸、旋轉(zhuǎn)等操作生成三維實(shí)體，再通過倒角、變換、布爾操作等操作對三維實(shí)體做進(jìn)一步修飾。通過

43、第二章對無級變速器工作原理的介紹可知，其結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，所以考慮實(shí)際情況，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，只畫出CVT零件輪廓，不畫出內(nèi)部詳細(xì)結(jié)構(gòu)。4.2.1、主動(dòng)工作缸建模選擇菜單【開始】【機(jī)械設(shè)計(jì)】【零件設(shè)計(jì)】，即可進(jìn)入零件三維建模模塊。1）選擇XY平面，點(diǎn)擊草圖，使用草圖編輯器，在草圖中畫圓直徑120mm，完成草圖后使用凸臺命令拉伸長度為10mm。 圖41 主動(dòng)缸草圖1 圖42 主動(dòng)缸草圖22）選擇上一步建立的凸臺圓面為基面點(diǎn)擊草圖再次進(jìn)入草圖界面完成草圖后，使用凸臺命令過程與第一步相同。繼續(xù)使用凸臺命名完成模型上部。3）選擇Y-Z平面為基面進(jìn)入草圖編輯器完成旋轉(zhuǎn)體的建模。 圖43 旋轉(zhuǎn)體草圖 圖44

44、旋轉(zhuǎn)體4）選擇旋轉(zhuǎn)體面為基面使用凸臺完成拉伸，選擇第一步的凸臺圓面為基面完成帶輪軸的建模 圖45 帶輪軸建模5）選擇上一步的凸臺圓面為基面完成帶輪另一側(cè)圓盤的建模草圖圓的直徑為120mm拉伸長度10mm。6）建立固定帶輪的螺母具體步驟同上。7）模型完成后進(jìn)行倒角 圖46 模型倒角8）主動(dòng)缸上端蓋的緊固件使用螺釘，螺釘?shù)慕Ｍ瓿珊筮M(jìn)行圓形陣列 圖47 圓形陣列9)主動(dòng)缸的最終模型 圖48 主動(dòng)工作輪4.2.2、從動(dòng)工作輪建模1、在二維平面繪制如下圖的草圖，添加約束，保證對稱。圖 49 從動(dòng)缸草圖2、通過旋轉(zhuǎn)體、倒角、凹槽、凸臺等操作，形成如下從動(dòng)缸外形輪廓。 圖410 從動(dòng)工作輪4.2.3、金屬

45、傳動(dòng)帶建模 建立如下草圖，然后依次通過凸臺、凹槽、兩次倒圓角完成金屬帶建模。 圖 411 金屬傳動(dòng)帶草圖 圖412 金屬傳動(dòng)帶4.2.4、斜齒輪建模 由于使用 CATIA 畫斜齒輪難度比較大，要先創(chuàng)建參數(shù)及關(guān)系，然后利用這些參數(shù)創(chuàng)建出齒輪模型，比較復(fù)雜。而 UG NX8.0只需輸入?yún)?shù)，可以快速生成齒輪，快捷方便，為節(jié)約時(shí)間，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)在斜齒輪繪制環(huán)節(jié)，使用 UG NX8.0畫出齒輪，然后轉(zhuǎn)換成 CATIA 格式。具體從動(dòng)缸上斜齒輪1和飛輪軸上斜齒輪2如下圖所示： 圖413 斜齒輪 1 圖414 斜齒輪 2 4.2.5、飛輪軸及飛輪建模1、飛輪軸用于連接斜齒輪和飛輪，但是結(jié)構(gòu)簡單，通過簡單的

46、拉伸，倒角即可得到。 圖 415 飛輪軸2、同樣，飛輪也是通過簡單的拉伸得到。為了安裝固定飛輪，設(shè)計(jì)成6顆螺栓連接形式。繪圖時(shí)通過圓形陣列得到。 圖416 螺栓 圖 417 螺母 圖418 飛輪 4.3、主要零件裝配裝配圖是將已經(jīng)繪制好的三維零件圖形，通過相合約束、接觸約束、偏移約束等約束條件，將其組裝形成一個(gè)最終的部件三維圖。根據(jù)飛機(jī)的各個(gè)部件的關(guān)系使用相應(yīng)約束。首先點(diǎn)擊開始機(jī)械設(shè)計(jì)裝配設(shè)計(jì)。進(jìn)入裝配設(shè)計(jì)工作臺。4.3.1、飛輪的裝配操作步驟： 1、調(diào)用新建功能，在【新建】對話框中選擇“product” ，建立文件。 2、在【產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工具】工具欄單擊“插入現(xiàn)有部件”按鈕，在特征樹中選擇產(chǎn)品1

47、，彈出對話框，選擇上面做好的部件文件。 3、在【約束】工具欄中單擊“固定約束”按鈕，選擇第二部插入的零件，建立固定約束，如相合、偏移。 4、重復(fù)第二步和第三步插入其他零件和建立相應(yīng)的約束。 圖4-19 飛輪裝配圖 4.3.2、無級變速器裝配 圖4-20 無級變速器 圖4-21 CVT和飛輪裝配圖 至此，再生制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺核心部分的無級變速器和飛輪建模完成。 第第 5 章章 模型的干涉檢測模型的干涉檢測5.1 模型爆炸圖裝配體完成后，把裝配體分解成分解圖，便可以清楚地反映出部件間的裝配關(guān)系。具體操作步驟如下：1、選取命令。先進(jìn)入零件設(shè)計(jì)模塊，然后選擇下拉菜單“編輯”“移動(dòng)”“在裝配件中分解”命令

48、，系統(tǒng)彈出圖 51 所示的“分解”對話框。 圖 51 “分解”對話框2、在“分解”對話框中進(jìn)行如下設(shè)置：定義分解層次。在“深度”下拉列表中選擇“所有級別”選項(xiàng)，如圖 51 所示。定義分解類型。在“類型”下拉列表中選擇“3D”選項(xiàng)。如圖 51 所示。3、單擊“應(yīng)用”按鈕，在彈出“信息框”對話框中，單擊“確定”按鈕。4、定義分解程度。將滑塊拖拽到 0.72，單擊“確定”按鈕。在系統(tǒng)彈出的“警告”對話框中單擊“是”按鈕，此時(shí)，裝配圖如下圖 52 所示。 圖 52 模型爆炸圖5.2、模型的干涉檢測 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，當(dāng)各零部件組裝完成后，設(shè)計(jì)者最關(guān)心的是各個(gè)零部件之間的干涉情況，碰撞檢測和裝配分析功能

49、可以幫助設(shè)計(jì)者了解這些信息。CATIA的干涉檢測功能，是分析當(dāng)前文檔中所有部件之間是否存在干涉關(guān)系。它首先分析部件之間干涉的不同類型，可以用圖來表示干涉的部位，并計(jì)算出部分之間的距離。1、選擇【視圖】【工具】【空間分析】，點(diǎn)擊在分析菜單中的碰撞，彈出一個(gè)檢查碰撞的對話框。 圖 51 模型干涉檢測2、“名稱”輸入欄是確定干涉檢測的名稱，并在特征樹中顯示?！邦愋汀敝械牡谝粋€(gè)下拉框是選擇干涉檢測的類型。 接觸+碰撞：檢測部件之間是否存在接觸或者碰撞。 間隙+接觸+碰撞：檢測部件之間是否存在接觸、碰撞和小于設(shè)定的間隙。第二個(gè)下拉框包含了部件檢測的目標(biāo)范圍（在所有部件之間：默認(rèn)選項(xiàng)，檢測所有部件中的每一

50、個(gè)部件與其他部件之間是否存在干涉）。 對所做模型選擇“接觸+碰撞”的檢測類型，并選擇“在所有部件之間”的目標(biāo)范圍，單擊“應(yīng)用”按鈕進(jìn)行運(yùn)算，結(jié)果如下圖所示： 圖52 干涉檢測結(jié)果3、對話框中亮起了黃燈，并列出了干涉具體類型和項(xiàng)目。在“過濾器列表”中可以根據(jù)需求列出要求的干涉類型。由檢測結(jié)果可知，從動(dòng)缸與金屬帶裝配初裝配的不好，其他地方尚可。 結(jié)論與展望結(jié)論與展望 再生制動(dòng)理論技術(shù)是混合動(dòng)力汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一，其控制系統(tǒng)的研究比 較復(fù)雜，而我國關(guān)于這方面的研究與開發(fā)尚處于起步階段，還有很多關(guān)鍵問題 亟待解決。 在混合動(dòng)力汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)的研究方面，本文只能說是拋磚引玉，僅僅分析了電動(dòng)汽車再生制動(dòng)

51、的原理和方法，進(jìn)行了試驗(yàn)臺方案的設(shè)計(jì)，繪制出核心部件的三維模型等，該方向的研究仍然任重道遠(yuǎn)，還有許多有待深入研究的工作。根據(jù)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所做的工作，提出以下兩點(diǎn)展望：(1)從生產(chǎn)和裝配的角度出發(fā)，要盡量使再生制動(dòng)系統(tǒng)對車輛整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)影響最小，以達(dá)到安裝更方便、通用性更強(qiáng)、適用范圍更廣的目的。(2)從制動(dòng)新技術(shù)的角度出發(fā)，考慮用電磁場原理革新再生制動(dòng)技術(shù)。從能量轉(zhuǎn)換角度出發(fā)?？梢钥紤]將這部分制動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為易于再生的電磁能。從電機(jī)制動(dòng)方式得到啟示，電磁場原理可應(yīng)用于汽車制動(dòng)，即：在制動(dòng)過程中車輪作為電動(dòng)機(jī)給電機(jī)反相電壓，使車輪產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁力矩，從而達(dá)到減速停車的目的。這符合能量守

52、恒原理，理論上是可行的。它不再借助摩擦制動(dòng)，不需要摩擦制動(dòng)器，卻能有效回收利用制動(dòng)能量，是再生制動(dòng)研究和探索的新方向。致致 謝謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在肖平老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在我畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)完成過程中，肖平老師百忙之中抽出時(shí)間定期指導(dǎo)畢，了解我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度和所遇到的難點(diǎn)，予以積極建議和耐心指導(dǎo)，并盡可能地為我搜集了相關(guān)設(shè)計(jì)資料。肖老師不僅以其多年來在無級變速器領(lǐng)域積累的豐富研究經(jīng)驗(yàn)幫助指導(dǎo)我完成了原本相對困難的課題，使我對本課題的知識有了更透徹更深入的了解，而且，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、契而不舍的科研態(tài)度將繼續(xù)影響著我，使我受益終身。飲水思源，我將永遠(yuǎn)牢記肖平老師的幫助和指導(dǎo)，并在今后的工作學(xué)習(xí)中

53、效仿。在此，向肖平老師及其家人表示我最衷心的感謝。 在我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，閱讀了大量汽車專業(yè)人士的學(xué)術(shù)成果，在此表示感謝。 在制圖過程中，與同學(xué)共同鼓勵(lì)，互相支持。特別是謝思長同學(xué)和張碩，我們是同一組跟隨肖老師做畢業(yè)設(shè)計(jì)的，謝思長同學(xué)論文題目與我類似，我們經(jīng)常就肖老師布置的任務(wù)進(jìn)行交流、探討；張碩同學(xué)善于使用三維軟件，在最后的三維建模過程中，給與我極大的幫助，感謝你們的幫助，感謝同窗四載相伴走過的日子。 值此學(xué)業(yè)完成之際，對多年來一直辛苦養(yǎng)育、全力支持我的父母表示最深的敬意。沒有老師的指導(dǎo)建議、同學(xué)的支持幫助和汽車專業(yè)前輩的經(jīng)驗(yàn)成果，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是不可能順利完成的。再次向所有曾經(jīng)給予我?guī)椭?/p>

54、的人表示深深的謝意！ 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 周云山 鐘勇，汽車電子控制技術(shù)M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20092 汽車工程手冊編輯委員會編，汽車工程手冊(設(shè)計(jì)篇) ,人民交通出版社,20013王望予，汽車設(shè)計(jì)M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社4 陳家瑞，汽車構(gòu)造（下冊）M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社5 王維平 張磊 宋錦 朱敏，電動(dòng)汽車開關(guān)磁阻電機(jī)再生制動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)研究J，微電機(jī)，2009,06（1）:63656王軍 申金升.國內(nèi)外混合動(dòng)力電動(dòng)汽車開發(fā)動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢J公路交通科技,2000,17(l):71 一 747趙金龍，再生制動(dòng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢D 重慶大學(xué) 2011（11）8何仁汽車制動(dòng)能量再生方法的探討J江蘇

55、大學(xué)學(xué)報(bào),20039葛安林.車輛自動(dòng)變速原理與設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993. 10K.Wipke, T. Markel, D. Nelson Proceedings of the 18th Electric Vehicle Symposium, Berlin, Germany (2003)11劉博.基于純電動(dòng)汽車的再生制動(dòng)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn) 2004;1212張培斌.電動(dòng)汽車再生制動(dòng)控制的研究與仿真 D 武漢理工大學(xué) 2006（1）13李鳴 公共汽車制動(dòng)能量再生系統(tǒng)電控裝置的研制D山東理工大學(xué) 2006;114Avernethy Francisco,Andrew Frank.PlugI

56、n Hybrid Electric Vehicles With Full Performance From Sports Cars to Full Sized Trucks.EVS18,2001.Berlin Germany15詹熙達(dá)主編，CATIA V5 R20 產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例精解M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，201116謝龍漢 杜如虛主編，CATIA V5 R20 產(chǎn)品造型及設(shè)計(jì)M，北京：清華大學(xué)出版社，201117陳慶樟 何仁 商高高，汽車能量再生制動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì)J，農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008；39（4）：154218陳清泉，孫逢春，祝嘉光，現(xiàn)代電動(dòng)汽車技術(shù)M，北京理工大學(xué)出版社，200119 隋妮

57、 王廣萍等 直流無刷電機(jī)再生制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證J.汽車技術(shù)，2011,1（01）495320 王旭，電儲能式再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法的研究D 江蘇大學(xué) 2009（6）21 Chan CC.The state of the art of electric and hybrid vehicle J.IEEE，2002，90（2）:247275 附錄附錄 A A 外文文獻(xiàn)及其翻譯外文文獻(xiàn)及其翻譯As the standard of peoples lives increase, the demands to the automotive increase too. Moreover, as th

58、e energy of our earth being consuming, the environments becoming worse, humanity believe that they must save the world and save ourselves through some measurements. So different field people do their best to save energy and reduce the damage to the environment. So people working at automotive now ar

59、e working not only at the comfortability for consumers, but also at the saving energy, sustainable development, less polluting. I listen to lecture form Nissan, getting some information as follow.The history of the automobile begins as early as 1769, with the creation of steam-powered automobiles ca

60、pable of human transport. In 1806, the first cars powered by internal combustion engines running on fuel gas appeared, which led to the introduction in 1885 of the ubiquitous modern gasoline- or petrol-fueled internal combustion engine. Cars powered by electricity briefly appeared at the turn of the

61、 20th century but largely disappeared from commonality until the turn of the 21st century, when interest in low- and zero-emissions transportation was reignited.And I learned some imagines for automotive. Potential future car technologies include new energy sources and materials, which are being dev

62、eloped in order to make automobiles more sustainable, safer, more energy efficient, or less polluting. Cars are being developed in many different ways. With rising gas prices, the future of cars is leaning towards fuel efficiency, energy savers, hybrid vehicles, battery electric vehicle and the fuel

63、 cell vehicle. Becoming auto-driving, the cars do not need people to drive them by himself/herself, and no matter the driver is an older or a kid. And each family will own just one car. With only one dirvers seat. Then the cars can be designed with less materials.So we can know that how important ar

64、e strategies of one automotive cooperation. What should they do to have a better competition in future? I have some comments.First one also the most important is the talented personnel. From old times, technology has being the driving force for humanity to make progress with nature and history. And

65、talent people drive technology going ahead. The professional standards of industrial psychologists require that any selection system be based on a job analysis to ensure that the selection criteria are job-related. The requirements for a selection system are knowledge, skills, ability, and other cha

66、racteristics, known as KSAOs. U.S. law also recognizes bona fide occupational qualifications (BFOQs), which are requirements for a job which would be discriminatory were they not necessary - such as only employing men as wardens of maximum-security male prisons, or enforcing a mandatory retirement age for airline pilots, or a religious college only employing professors of its religion to teach its theology.The goal of personnel selection, as all business processes, is to ensure an adequate retur