車輛液壓輔助動力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 設(shè)計(jì)（論文）題目: 車輛液壓輔助動力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級: 車輛07-10班 學(xué) 生 姓 名: 顏 同 宇 導(dǎo) 師 姓 名: 安 永 東 開 題 時 間: 2011-3-14 指導(dǎo)委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 學(xué)生姓名 顏同宇 系部 汽車與交通工程 學(xué)院 專業(yè)、班級 車輛工程07-10班 指導(dǎo)教師姓名 安永東 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是√否 題目名稱 車輛液壓輔助動力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1．研究現(xiàn)狀 隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，燃油緊缺、環(huán)境污染成為目前世界上亟待解決的突出問題，各國都在研究減少燃油消耗和降低排放的汽車環(huán)保節(jié)能技術(shù)，主要研究從三個方面著手：一是提高燃油轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的效率；二是降低車重減少汽車對能量的要求；三是實(shí)現(xiàn)再生制動能量回收，將減速及制動過程損耗的能量回收利用。 上世紀(jì)八十年代初期，原聯(lián)邦德國的Mannesmann Rexroth和Hydromatic兩家公司在公共汽車上進(jìn)行了靜液壓傳動電力復(fù)合驅(qū)動的有關(guān)研究工作，前蘇聯(lián)也進(jìn)行了類似的工作。試驗(yàn)結(jié)果表明，靜液壓傳動電力復(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%，同時提高了汽車的加速性能，延長了其使用壽命。到了九十代，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A3JTK-2141和拉斯JIA3-4202公共汽車開發(fā)了小功率發(fā)動機(jī)加液壓儲能器的復(fù)合驅(qū)動裝置，油耗分別下降了29%-62%和18%-42%；德國柏林工業(yè)大學(xué)研發(fā)的并聯(lián)式液壓混合傳動系統(tǒng)成功安裝在公共汽車上并交付給公交公司進(jìn)行行車試驗(yàn)，節(jié)油效果非常明顯通在20% -30%。后來由于各國都大力發(fā)展電力混合驅(qū)動系統(tǒng)，因此液壓混合驅(qū)動系統(tǒng)的研究推廣工作被延緩下來，但是到了本世紀(jì)初在蓄電池的特性及成本上沒有突出進(jìn)展時，大家又分別把希望投向了液壓儲能的混合驅(qū)動。美國環(huán)境保護(hù)局（EPA）研發(fā)的液壓混合動力汽車系統(tǒng)，目前已經(jīng)將其技術(shù)應(yīng)用在福特F-550運(yùn)載卡車上，獲得了很好的性能，在城市工況下節(jié)油達(dá)到25%-45%；廢氣排放減少20% -30%；更好的加速性能；更可靠的制動；節(jié)約的行駛開銷可在4-5年內(nèi)收回系統(tǒng)成本。EPA2006年的計(jì)劃是將液壓驅(qū)動技術(shù)應(yīng)用在城市公交車上，并希望將系統(tǒng)成本控制在1-3年內(nèi)收回。北京嘉捷博大電動車有限公司也開發(fā)出了液壓混合動力汽車，在不改變汽車原有底盤結(jié)構(gòu)和發(fā)動機(jī)的前提下，在主減速器發(fā)動機(jī)動力輸入軸的另一端安裝一套由液壓馬達(dá)、蓄能器、集成塊和控制系統(tǒng)的液壓能量再生總成，通過回收再利用制動能量達(dá)到節(jié)約燃油減少排放的目的。在車輛制動時車輪慣性作用下帶動液壓泵轉(zhuǎn)動將動能轉(zhuǎn)化為壓力能儲存在蓄能器內(nèi)，在車輛起步加速時將壓力能釋放帶動液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動驅(qū)動車輛前進(jìn)。其特性如下：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(fèi)用；減少50%的發(fā)動機(jī)磨損；增加50%的制動力；增加40%的加速力；減少50%的運(yùn)行費(fèi)用；價(jià)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(jìn)行維修保養(yǎng)。但是由于該系統(tǒng)選擇布置在主減速器的另一端，使得液壓泵/馬達(dá)的功率很大，液壓系統(tǒng)相應(yīng)變得龐大，系統(tǒng)成本高達(dá)10萬，系統(tǒng)重量為654kg，這樣對市場的推廣帶來很大壓力。根據(jù)上面所述，國內(nèi)外對于二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)的研究比較深入，而且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大型試驗(yàn)臺、車輛傳動、造船工業(yè)和冶金工業(yè)等，并在其驅(qū)動特性上都取得了很好的效果，但是這項(xiàng)技術(shù)在車輛上的應(yīng)用還是需要對車輛本身驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行徹底改造，高昂的系統(tǒng)成本并不是太符合市場的需要；對并聯(lián)式液壓混合動力研究上雖然沒有串聯(lián)式深入，但也有幾家公司和大學(xué)對其進(jìn)行了研究和應(yīng)用，但是由于采用了行星齒輪系傳動，使用變量液壓泵/馬達(dá)驅(qū)動，使得整個系統(tǒng)成本很高，推廣很困難；北京嘉捷博大電動車有限公司采用不改變原車底盤的思路，可以說是一個很好的方向，但是系統(tǒng)本身也還存在很多問題值得改進(jìn)；國內(nèi)東北農(nóng)業(yè)大學(xué)和西南交通大學(xué)也對并聯(lián)式的液壓復(fù)合驅(qū)動技術(shù)進(jìn)行了初步的研究，但是沒有開發(fā)出產(chǎn)品。對于市場，永遠(yuǎn)都要求成本最低，效能最優(yōu)，因此，我們必須找到一個簡單可行的液壓節(jié)能方法。 2．目的和意義 在研究液壓驅(qū)動車輛的工作原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)研究一種新型汽車液壓輔助動力系統(tǒng)。新型汽車液壓輔助動力系統(tǒng)具有顯著提高車輛經(jīng)濟(jì)性、排放性和主動安全性等多方面的性能，通過輔助驅(qū)動系統(tǒng)中的液壓、傳動、自動控制三部分的有機(jī)結(jié)合，輔助發(fā)動機(jī)起步或制動，實(shí)現(xiàn)車輛的低油耗、低排放，并提高其動力和制動性能，是實(shí)現(xiàn)汽車節(jié)能、環(huán)保的有效技術(shù)。隨著對車輛節(jié)能環(huán)保性能的重視程度的日益提高，具有良好節(jié)能環(huán)保性能的新型電控液驅(qū)汽車顯然具有很大的市場需求與良好的發(fā)展前景。 二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1．基本內(nèi)容 設(shè)計(jì)車輛液壓輔助動力系統(tǒng)。主要針對公交車的工況特點(diǎn)，設(shè)計(jì)液壓儲能、驅(qū)動系統(tǒng)，即在公交車制動時儲能，加速、起動時放能。具體設(shè)計(jì)包括：輔助動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，動力接口裝置設(shè)計(jì)。 2．?dāng)M解決的主要問題 （1）通過對車輛液壓儲能輔助驅(qū)動技術(shù)節(jié)能原理的研究，完成車輛液壓輔助動力系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)； （2）通過對液壓系統(tǒng)的各液壓元件進(jìn)行的初步設(shè)計(jì)和選取，完成液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 （3）通過對液壓傳動與機(jī)械傳動的傳動特點(diǎn)及相互轉(zhuǎn)換關(guān)系的研究，完成動力接口裝置的設(shè)計(jì)。 三、技術(shù)路線（研究方法） 調(diào)查研究宇通公交車工況特點(diǎn) 查找相關(guān)資料，了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 查找相關(guān)資料，了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 液壓系統(tǒng)的各液壓元件的初步設(shè)計(jì)和選取 車輛液壓儲能輔助驅(qū)動技術(shù)節(jié)能原理的研究 液壓傳動與機(jī)械傳動的傳動特點(diǎn)研究及相互轉(zhuǎn)換關(guān)系 液壓輔助動力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 動力接口裝置設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 形成研究成果 四、進(jìn)度安排 1、進(jìn)行文獻(xiàn)檢索查，查看相關(guān)資料，對課題的基本內(nèi)容有一定的認(rèn)識和了解。完成開題報(bào)告。第1-2周（2月28日～3月11日） 2、初步確定設(shè)計(jì)的總體方案，討論確定方案；對液壓系統(tǒng)的各液壓元件進(jìn)行初步設(shè)計(jì)和選取。第3-6周（3月14日～4月8日） 3、提交設(shè)計(jì)草稿，進(jìn)行討論，修定。第7周（4月11日～4月15日） 4、詳細(xì)設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，設(shè)計(jì)非標(biāo)件，繪制液壓系統(tǒng)圖及零件圖。第8-12周（4月18日～5月20日） 5、提交正式設(shè)計(jì)，教師審核。第13-14周（5月23日～6月3日） 6、按照審核意見進(jìn)行修改。第15周（6月6日～6月10日） 7、整理所有材料，裝訂成冊，準(zhǔn)備答辯。第16周（6月13日～6月17日） 五、參考文獻(xiàn) [1]萬里翔 柯堅(jiān) 許明恒，汽車能量回收系統(tǒng)的研究，機(jī)床與液壓，2006.224-227 [2]王曉霞 王洪祥 液壓技術(shù)中的節(jié)能與能量回收，機(jī)械工程，2005，24-25 [3]劉宏新 汽車電控液壓復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)研究，[學(xué)位論文]，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.5 [4]齊小杰 安永東 王祥之，汽車液壓、液力與氣壓傳動，化學(xué)工業(yè)出版社，2009 [5]胡紀(jì)濱 高效液壓機(jī)械連續(xù)無級傳動理論分析和試驗(yàn)研究，北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，1995 [6]工程機(jī)械液壓與液力傳動，吉林工業(yè)大學(xué)等校編寫.機(jī)械工業(yè)出版社 [7]饒振剛 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Christensen.H. Larsen.P. Sum Pedersen Improvement of city bus fuel economy using a hydraulic hybrid propulsion system-A theoretical and experiment study 1979 六、備注 指導(dǎo)教師意見： 簽字： 年 月 日