【正文】 ................................. 26 最大制動力矩 ............................................................................................. 27 制動器主要結(jié)構(gòu)零件設(shè)計 .............................................................. 28 制動盤 ......................................................................................................... 28 制動鉗 ......................................................................................................... 28 制動塊 ......................................................................................................... 28 12 座觀光電動車設(shè)計 V 液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算 ...................................................... 29 制動輪缸的設(shè)計 ......................................................................................... 29 制動論缸直徑和工作容積的計算 ............................................................. 29 制動主缸設(shè)計 ............................................................................................. 30 總 結(jié) ......................................................................................................... 31 致 謝 ......................................................................................................... 32 參考文獻 ..................................................................................................... 33 12 座觀光電動車設(shè)計 1 1 緒論 電動汽車的概念 電動車輛是指用電能驅(qū)動電動機作為牽引或行駛的車輛 [1]。 由圖 11 可知觀光電動車是電動車輛中特定車的一種。 特定車是指在特指的有限活動空間或有某種專用用途的一種小型電動車輛，性能參數(shù)不高但非常適用于某種場合，如高爾夫球場用的高爾夫球場車。 1998 年美國在舉辦亞特蘭大奧運會時在高爾夫球場投放了 250 輛專用電動車成為該屆奧運會的一大亮點。我國近幾年在汕頭、武漢、北京、上海、天津等地的公園游覽區(qū)、觀光區(qū)投放的步行街觀光車、公園休閑車等示范車在示范區(qū)受到游客的關(guān)注。再如我國近幾年發(fā)展的電動自行車、電動摩托車、電動 三輪車深受不求遠行但求靈活方便的人的歡迎也可作為身體行動不便的弱勢群體的行動輔助工具。 圖 11 電動車輛分類圖 電動車輛的優(yōu)點 1）可以實現(xiàn)零排放，對環(huán)境友好 以電力作為主要動力，沒有發(fā)動機可以實現(xiàn)零排放 [2]。 電動 車輛 類型 軌 道 電 車 無 軌 電 車 特 定 車 電 動 汽 車 電 動 火 車 輕軌 電力 客車 有饋線無軌電車 有饋線快速充電客車 高爾 夫球 場車 觀光 游覽 車 助 動 車 搬 運 車 純電 動汽 車 混合 電動 汽車 燃料電池電動汽車 12 座觀光電動車設(shè)計 2 表 11 NOx 排放量比較 燃料的種類 汽油 柴油 電力 甲醇 氫 NOx 排放量（ g/MJ） ~ ~ 2）噪音低 與內(nèi)燃機汽車相比，震源明顯減少而且沒有燃燒過程，也沒有配氣機構(gòu)的機械運動和活塞連桿機構(gòu)的運動，只有與其相當?shù)目諌簷C，散熱風扇，傳動機構(gòu)噪聲，噪聲級明顯低于內(nèi)燃機汽車。經(jīng)試驗表明 ,11MW 磷酸燃料電池噪聲水平不高于 55dB，僅是內(nèi)燃機汽車的百分之四十。 3）效率高 表 3 是豐田汽車公司試驗時測試的數(shù)據(jù)，電動汽車的綜合效率均比汽油發(fā)動機高。 表 12 各類汽車綜合效率比較 類型 汽油 電力 混合動力（汽油機） 燃料電池（壓縮比） 燃料生產(chǎn)率（ %） 88 26 88 58 汽車運用效率（ %） 16 80 30 50 綜合效率（ %） 29 4)可以實現(xiàn)能量回收 根據(jù)電動汽車的能源組合機制，很容 易利用電動機可逆發(fā)電的功能回收制動能或下坡時勢能轉(zhuǎn)化的電能，使汽車的續(xù)駛里程增加，穩(wěn)定性提高。近幾年開發(fā)的新型電動汽車都具有能量回收系統(tǒng)，可使汽車續(xù)駛里程增加 10%~15%。 5)可以有效解決汽車面臨的能源可持續(xù)發(fā)展的問題 電動車輛所用的蓄電池所蓄的的電能，可以由公用電網(wǎng)中得到，故所有獲取電能的方法都可以用做電動汽車的能源獲取途徑，如水力發(fā)電核電熱電風電地熱電和太陽能等均可。 6)與燃油汽車相比，電動汽車的結(jié)構(gòu)特點是靈活的，這種靈活性源于電動汽車具有以下幾個獨特的特點：首先，電動汽車的能量主要通過柔性的而 不是通過剛性聯(lián)軸器和轉(zhuǎn)軸傳遞的，因此電動汽車各部分的布置有很大的靈活性。其次，電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)不同會使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)區(qū)別很大，采用不同類型的電動機會影響到電動汽車的質(zhì)量，尺寸形狀，不同類型的儲能裝置也會影響電動汽車的質(zhì)量形狀尺寸。另外，不同的補充能源裝置具有不同的硬件結(jié)構(gòu)，例如蓄電池可通過感應(yīng)式和接觸式的充電機組成。 電動汽車的發(fā)展 12 座觀光電動車設(shè)計 3 電動汽車的歷史比內(nèi)燃機汽車還早、電動汽車也曾在 19 世紀末 20 世紀初在美國有個黃金時代。 1912 年美國電動車保有量曾達到 384 輛，所占份額超過內(nèi)燃機。其保有量占總數(shù)的 38%， 僅次于蒸汽機汽車（ 40%）。只是后來由于內(nèi)燃機的技術(shù)發(fā)展，特別是啟動機成功應(yīng)用到汽車上后，電動車才被人忽略，投入不足，技術(shù)發(fā)展緩慢。20 世紀 60 年代后，人們?yōu)榄h(huán)境問題，能源問題而重新對電動汽車進行認識。 1976年日本成立了電動汽車協(xié)會，重新研發(fā)電動汽車。 1990 年美國三家汽車公司聯(lián)合成立先進電池聯(lián)合體。隨后美國總統(tǒng)布什批準了 億美元撥款資助此項研究。 1990年美國通用汽車公司推出“ Impact”牌電動轎車。 我國科技部“十五”國家“ 863”計劃電動汽車為重大專項計劃，組織企業(yè)、高等院校和科研單位，以官 ，產(chǎn)，學(xué)，研四位一體的方式，聯(lián)合攻關(guān)，投入 億元人民幣，實施電動汽車專項總體目標 [5]。由于國家重視和重點院校，大型企業(yè)的骨干示范作用，帶動了全國范圍內(nèi)的研發(fā)熱潮，如我國生產(chǎn)的電動自行車，三輪車，觀光車等小功率車輛， 2021 年全國產(chǎn)量為 900 萬輛，其中三分之一出口，實現(xiàn)產(chǎn)值 200 億元， 2021 年全國年產(chǎn)值達 1600 萬輛，產(chǎn)值達 320 億元，出口比例比 2021 年有所提高。車型由雙輪發(fā)展到三輪四輪。動力電池也不再是單一的鉛酸電池，而發(fā)展到堿性電池，燃料電池。在研發(fā)電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)方面，我國也取得了階段性的成 果，尤其是燃料電池方面。比如北京金能公司董事長鄭重德是世界著名的全氟質(zhì)子交換膜和燃料電池專家其在“ 863”計劃中領(lǐng)銜研制的 GEEC 全氟質(zhì)子交換膜，有效面積有,50，和 100 平方米多種，研制的 ALM 雙網(wǎng)絡(luò)膜電極是世界率先研制成功的。 電動汽車發(fā)展所面臨的問題 電動汽車擁有和發(fā)動機汽車相反的性能，即電動汽車在環(huán)境性、效率等方面略勝一籌，但是在舒適性、輸出功率大小和價格方面略遜一點。目前，燃油汽車的缺點中主要的是環(huán)境問題，而電動汽車則略勝一籌。但是由于技術(shù)、經(jīng)濟上的問題，電動汽車的產(chǎn)量并不會增多 太多。其問題主要表現(xiàn)在一下幾個方面： 1）目前，電動汽車仍然是“能量不充?！钡能囕v，如何能夠更好的利用車載能量是設(shè)計中的核心問題。首先要考慮汽車的主要用途及形式。市區(qū)用小客車及輕型載貨汽車以市區(qū)行駛循環(huán)方式為主，相對在公路上行駛的的汽車而言，啟動較頻繁，能量利用率較低，有可能較好的利用制動回收能量。而主要行駛在公路上的電動汽車，特別是在高速公路上行駛時，則對汽車速度及續(xù)駛里程要求較高。 12 座觀光電動車設(shè)計 4 2）電動汽車的價格比傳統(tǒng)汽車的價格高。為了降低成本，應(yīng)選用現(xiàn)有的技術(shù)成熟部件，在綜合分析比較的同時，確定電動汽車的性能參數(shù) 及規(guī)格。 3）力求減少汽車質(zhì)量、如何利用減速制動回收能量則是電動汽車設(shè)計中另一核心問題。 電動車輛的主要組成部分 電動汽車主要包括電源供給系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)。電源供給系統(tǒng)主要由儲能裝置主要是蓄電池、能源變換裝置和電源饋電線組成；驅(qū)動系統(tǒng)主要由電子控制器、功率裝換器、電動機、機械傳動裝置和驅(qū)動車輪組成控制系統(tǒng)主要包括車輪制動器和一些液壓輔助裝置組成； 2 電動機的選擇 電動機驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的重要組成部分，他主要是在駕駛員的控制下高效地將動力電池的能量轉(zhuǎn)化為車輪的動能驅(qū)動車輛或者 將車輪上的動能反饋到動力電池中以實現(xiàn)車輛的能量回收制動。 電動汽車對電動機性能要求如下： 1) 過載能力強，為保證車輛動力性能好，電動機具有較好的轉(zhuǎn)矩過載能力。峰值轉(zhuǎn)矩一般為額定轉(zhuǎn)矩的 2 倍以上；峰值功率為額定功率的 倍以上且峰值轉(zhuǎn)矩和峰值功率的工作時間一般要求 5min 以上。 2) 轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快，電動機一般采用低速恒轉(zhuǎn)矩和高速恒功率控制形式，要求轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快，波動小，穩(wěn)定性好。 3) 調(diào)速范圍寬，最高轉(zhuǎn)速是基速的 2 倍以上。 4) 高效工作區(qū)寬，系統(tǒng)效率大于 80%的轉(zhuǎn)速區(qū)大于 75%。 5) 功率密度高，便于電動機及其控制系統(tǒng)在車輛上布置安裝 。 6) 電動機驅(qū)動系統(tǒng)可靠性好，電磁兼容性好，易于維護。 根據(jù)整車的初步布局方案可知以下參數(shù) 表 21 整車布局方案 總長 aL=4600mm 軸距 =2500mm 前懸 FL=1100mm 12 座觀光電動車設(shè)計 5 后懸 RL=1000mm 額定載人數(shù)量（含駕駛員） 13 重量 13 70kg/人 =910kg 車身自重 800kg 滿載總重 171Kg 輪胎半徑 300mm 車外形尺寸 4600 1700 2021 假設(shè)車最大爬坡度為 10%，分析車受力 總驅(qū)動力 t f w i jF F F F F? ? ? ? 滾動阻力 fF在硬路面上行駛，由于橡膠輪胎的彈性遲滯形成的能量損失，相當于汽車輪在前進方向上遇到的一個阻力消耗了汽車的能量。 cosfF fG ?? G汽車總重量（ N）（ 800+910） =16758N； ?坡度角； f滾動阻力系數(shù)，取 ； ? ? ? ? 空氣阻力 wF根據(jù)空氣動力學(xué)原理，汽車在行駛過程中，由于空氣動力作用，在汽車行駛方向作用在汽車上的分力稱為空氣阻力。 w C AVF ? DC空氣阻力系數(shù)，取 ； aV平均車速（ Km/h）； A迎風面積； 2 =wFN??? （ ） 30 坡道阻力 iF上坡時車重力沿坡道方向的分力 12 座觀光電動車設(shè)計 6 i sin N?? ? ?? 加速阻力 jF 1710 tdGFNgd??? ? ? ? ? ? ?質(zhì)量增加系數(shù)，取 總驅(qū)動力 t+++=3797f w i jFFFFF N????? 驅(qū)動軸轉(zhuǎn)矩 tM t Nm?? ?? ? 驅(qū)動功率 P 87 1000FVP KW?? ? ? 輸入功率（電動機輸出功率） tP PP KW?? ? ? ?機械傳動系總效率 44123 ????? ? ?? ?； 1?離合器效率，取 ； 2?齒輪傳動效率，