【正文】 ................................... 24 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強(qiáng)度校核 .................................................................................... 25 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） IV 軸 的校核 .................................................................................................................... 28 軸承的選擇與校核 .................................................................................................... 29 幾種軸承的特點(diǎn) ............................................................................................... 29 類型的選擇 ....................................................................................................... 29 校核軸承壽命 ................................................................................................... 31 花鍵的校核 ................................................................................................................ 33 本章小結(jié) .................................................................................................................... 34 第 5章 混聯(lián)混合動力汽車控制策略設(shè)計 ...................................................................... 35 引言 ............................................................................................................................ 35 混合動力汽車控制策略概述 .................................................................................... 35 串聯(lián)式混合動力電動汽車控制方法 ............................................................... 36 并聯(lián)式混合動力電動汽車控制方法 ............................................................... 37 混聯(lián)式混合動力電動汽車控制方法 ............................................................... 38 混聯(lián)式混合動力電動汽車的工作模式及控制系統(tǒng) ................................................ 39 本章小結(jié) .................................................................................................................... 40 結(jié)論 .......... ............................................................................................................................ 41 致謝 .......... ............................................................................................................................ 42 參考文獻(xiàn) .. ............................................................................................................................ 43 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章 緒論 本課題的研究意義 隨著全球經(jīng)濟(jì)以及汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車保有量也在逐年急劇增加，但汽車數(shù)量的增加卻是城市大氣污染的主要來源，因此世界各國紛紛制定一系列十分嚴(yán)格的排放法規(guī)，強(qiáng)制要求生產(chǎn)低油 耗小排放的汽車。但是，盡管目前內(nèi)燃機(jī)電控技術(shù)和三元催化等排氣凈化技術(shù)廣泛應(yīng)用，能夠大幅度的降低汽車的排放以及耗油量，可是能源緊張和排放帶來的環(huán)境污染問題還是沒有從根本上得到解決。為此，全球的汽車制造商都尋找新的解決辦法，把主要精力放在研究開發(fā)新型節(jié)能無污染的綠色汽車。 目前，世界各國都在開發(fā)新型節(jié)能無污染汽車，包括純電動汽車 EV(electric vehicle)、混合動力電動汽車 HEV(hybrid electric vehicle)和燃料電池汽車 FCV(fuel cell vehicle)。純電 動汽車 (Electric Vehicle簡稱 EV)是一種節(jié)約石油能源、無污染的理想 “ 零排放 ” 汽車，因為它引入了電驅(qū)動模式，所以這種汽車加大非石油資源的利用率，無疑是解決上述問題的有效途徑。純電動汽車從上世紀(jì) 70年代開始發(fā)展，是發(fā)展時間最長的汽車；但是其缺點(diǎn)也非常明顯，由于一次充電后的行駛里程較短，而且充電時間長，能源補(bǔ)充不方便，另外在技術(shù)上很難解決廢舊電池的二次污染以及回收的問題和純電動汽車的蓄電池技術(shù)還未能獲得關(guān)鍵性突破，因此，其商業(yè)化進(jìn)展和市場推廣緩慢。 氫燃料電池動力汽車 (Fuel Cell Electric Vehicle，簡稱 FCEV)，燃料電池是一種將氫和氧的化學(xué)能通過電極反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換電能的裝置，其最大特點(diǎn)是反應(yīng)過程不涉及燃燒和熱機(jī)做功。氫燃料電池動力系統(tǒng)不僅高效、低噪音，而且無污染、無二氧化碳排放，是一種新型的環(huán)保動力源，另外，由于氫在地球中的蘊(yùn)藏十分豐富，氫氣來源 極 其廣泛，可以說是取之不盡，用之不竭的能源。提取氫的方法非常方便，一是可通過石油、天然氣、甲醇、甲烷等進(jìn)行；二是可通過電解水制氫、生物制氫等方法獲取氫氣。但是其缺點(diǎn)主要是成本高昂，可靠性和運(yùn)行壽命較低，以及氫燃料基礎(chǔ)設(shè)施缺乏等 因素，所以無法在短期內(nèi)取代傳統(tǒng)動力汽車。 在這種情況下，混合動力汽車異軍突起，是目前新型清潔動力汽車中最具有產(chǎn)業(yè)化和市場化前景的車輛?；旌蟿恿ζ噷煞N或更多能量轉(zhuǎn)換技術(shù)和一種或更多的能量存儲技術(shù)集合為一體，使得混合動力汽車能夠明顯減少汽車排放和降低油耗，難能可貴的是可以達(dá)到與傳統(tǒng)汽車同樣的行駛里程，另外混合動力汽車燃料補(bǔ)充便利，節(jié)能、環(huán)保也是混合動力汽車的主要特點(diǎn)，表 1． 1是四種車型的比較。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 表 四種車型的比較 類型 燃油消耗 續(xù)駛里程 排放 電池壽命 加油站改造 成本 傳統(tǒng)汽車 100 100 100 100 EV 0 30—50 0 100 300—400 FCV 5 5 HEV 40—60 100 40—60 300—1000 0 130—160 注：表中數(shù)據(jù)表示比例關(guān)系 從表 ， EV和 FCV都具有零排放的優(yōu)點(diǎn)，但是燃料電池的比能以及技術(shù)發(fā)展仍然是制約其市場化的一大瓶頸，所以不能滿足市場要求； HEV的燃油消耗和排放都比傳統(tǒng)汽車低，而且 HEV對電池的要求不高，并能滿足日益嚴(yán)格的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前， HEV已經(jīng)是汽車技術(shù)領(lǐng)域的一個重要的發(fā)展方向。 但是，世界 范圍內(nèi)更加嚴(yán)格的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的出臺使得現(xiàn)有的混合動力電動汽車不能適應(yīng)新形勢的需要，其中大部分都存在著退市的危險，目前我國大部分汽車廠商對這種情況的處理方法基本上都停留在改進(jìn)現(xiàn)有發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)上，很少把發(fā)動機(jī)、排氣系統(tǒng)和控制策略等因素進(jìn)行綜合考慮，已達(dá)到符合國III標(biāo)準(zhǔn)的目的，所以系統(tǒng)的研究新型混合動力電動汽車就顯得尤為重要。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 混合動力汽車的研究始于上世界 90年代。其中，較早地提出采用大速比變化范圍的 混合動力汽車 傳動系統(tǒng)設(shè)計的研究論文始見于 1994年在英國召開的International Gearing Conference。近幾年，隨著混合動力汽車 (HEV)技術(shù)發(fā)展，使得混合動力汽車有效地克服了傳統(tǒng)汽車與純電動汽車 (EV)的缺點(diǎn)并兼顧了兩者的優(yōu)點(diǎn)，在世界范圍內(nèi)已成為新型車輛開發(fā)的熱點(diǎn)，并且在降低汽車有害排放和燃油消耗方面的潛力已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可。 自從 1973年爆發(fā)了全球性石油危機(jī)之后，各國都開始重視節(jié)約能源的重要意義，制定汽車燃油經(jīng)濟(jì)性法規(guī)和加強(qiáng)替代燃料發(fā)動機(jī)的研究。其中，混合動力汽車就是最杰出的代表成果之一?；旌蟿恿ζ嚥捎昧税l(fā)動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)和電機(jī)系統(tǒng)通過機(jī)械傳動裝置耦合在一起來驅(qū)動車輛 行駛，使得車輛降低燃料消耗量，同時通過整車控制策略控制發(fā)動機(jī)、電池和電機(jī)在不同工況條件下，處于不同的工作模式，從而盡可能多的工作在各自的高效率區(qū)域，甚至還可以控制發(fā)動機(jī)的起停來取消發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到明顯節(jié)能的目的。據(jù)統(tǒng)計，在占 80％以上的道路條件下，一輛普通汽車僅利用了動力潛能的 40％，在走走停停的繁 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 華市區(qū)甚至還會降到 25％。而混合動力汽車既可以發(fā)揮內(nèi)燃機(jī)持續(xù)工作時間長，動力性能好的優(yōu)點(diǎn)，又可以發(fā)揮電動機(jī)無污染、低噪聲、能夠回收動力的優(yōu)點(diǎn)，取長補(bǔ)短，使汽車的熱效率可提高 40％以上，尾氣排放可減少 30％以上 。 另一方面，混合動力汽車在降低汽車有害排放方面的貢獻(xiàn)是顯而易見的，然而隨著人們對環(huán)境保護(hù)力度的加大，更嚴(yán)格的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)運(yùn)而生。發(fā)達(dá)國家混合動力汽車技術(shù)比較成熟，同時它們還是加快尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的制定與頒布。比如在歐洲，根據(jù)歐洲議會 2021年底表決通過的歐盟委員會的一項規(guī)定，從 2021年 9月 1日起，歐盟銷售和行駛的民用車輛包括以柴油為燃料的汽車，都要執(zhí)行歐洲 5號尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)。此前出廠的載重、工程和農(nóng)用柴油車，如在歐盟成員國境內(nèi)使用，也需加裝特殊的尾氣過濾裝置，以符合歐洲 5號排放標(biāo)準(zhǔn)，不過實(shí)施日期可延緩 一年。此外，從 2021至 2021年，歐洲汽車尾氣排放控制將逐漸過渡到更加嚴(yán)格的歐洲 6號標(biāo)準(zhǔn)。 我國也在近期出臺國 III標(biāo)準(zhǔn)，未達(dá)到國 III標(biāo)準(zhǔn)的新車均不能在市場上銷售，也就是說有部分車型 正 面臨著退出汽車市場。從目前的情況看，國外各大汽車生產(chǎn)廠商可能會從混合動力汽車發(fā)動機(jī)、排氣系統(tǒng)和控制策略等綜合因素進(jìn)行考慮，從而達(dá)到更加嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，最終實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)的升級；國內(nèi)汽車廠商由于技術(shù)和設(shè)備等原因，最可能會對原有車用發(fā)動機(jī)進(jìn)行改造，已讓整車滿足國 III標(biāo)準(zhǔn)，或者是更新?lián)Q代，推出下一代汽車。 我 國 混合動 力電動汽車研究概況 我國是石油資源十分緊缺的國家，我國的石油僅占世界石油資源的 2％，從1993年開始就己成為石油進(jìn)口國。為應(yīng)對能源緊缺問題問題，實(shí)現(xiàn)社會可持續(xù)性發(fā)展，我國政府很早就開始重視清潔高效汽車技術(shù)的開發(fā)。我國在 “ 八五 ”和 “ 九五 ” 期間都有計劃地開展了電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和整車研制。我國自主開發(fā)的 HEV要求節(jié)油率達(dá)到 30％以上，已在幾個城市投入示范線路。長安汽車 (集團(tuán) )有限責(zé)任公司在科技部、重慶市科委、中國兵器裝備集團(tuán)公司的大力支持下，聯(lián)合重慶大學(xué)承擔(dān)了 ISG(Integrated Starter／ Generator)型混合動力長安轎車整車匹配項目，并己通過國家級 驗收 。研制的混 ISG型混合動力轎車SC7130(羚羊 )轎車的平臺上開發(fā)，最高時速可達(dá) 160Km／ h，加速性能與同檔次的傳統(tǒng)汽車相當(dāng)，續(xù)駛里程大于 500Km，最大爬坡度 25％，節(jié)油 30％。 但是由于我國混合動力汽車的研究工作起步比較晚，所以和國外的先進(jìn)技術(shù)水平相比還有很大差距。我國的混合動力汽車只是在原油汽車上簡單地加載發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)組，由于缺乏高度自動化的控制系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)，其結(jié)果造成兩種動力源只是簡單結(jié)合，缺乏統(tǒng)一協(xié)調(diào)。加上國 III標(biāo)準(zhǔn)的 出臺，目前可以知道的是 10萬元以內(nèi)的車型里有 11個車型未達(dá)到國 III標(biāo)準(zhǔn)，并且退市車型以 6萬元以下的車型為主； 10萬元以上車型里共有 5個車型未達(dá)到國 III標(biāo)準(zhǔn)； MPV 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 多功能旅行車、 SUV車型里共有 48個車型未達(dá)到國 III標(biāo)準(zhǔn)，并且退市車型以 1