【正文】 置 ............................................................................................ 24 傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的確定 ................................................................ 24 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核 .................................................................................... 25 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(dòng)力 汽車控制策略設(shè)計(jì) ...................................................................... 35 引言 ............................................................................................................................ 35 混合動(dòng)力汽車控制策略概述 .................................................................................... 35 串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車控制方法 ....................................................................... 36 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車控制方法 ....................................................................... 37 混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車控制方法 ....................................................................... 38 混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)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(jì)（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(lái)源，因此世界各國(guó)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(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題還是沒(méi)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(kāi)發(fā)新型節(jié)能無(wú)污染的綠色汽車。 目前，世界各國(guó)都在開(kāi)發(fā)新型節(jié)能無(wú)污染汽車，包括純電動(dòng)汽車 EV(electric vehicle)、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 HEV(hybrid electric vehicle)和燃料電池汽車 FCV(fuel cell vehicle)。純電動(dòng)汽車 (Electric Vehicle簡(jiǎn)稱 EV)是一種節(jié)約石油能源、無(wú)污染的理想 “ 零排放 ” 汽車，因?yàn)樗?入了電驅(qū)動(dòng)模式，所以這種汽車加大非石油資源的利用率，無(wú)疑是解決上述問(wèn)題的有效途徑。純電動(dòng)汽車從上世紀(jì) 70年代開(kāi)始發(fā)展，是發(fā)展時(shí)間最長(zhǎng)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(shí)間長(zhǎng)，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(wèn)題和純電動(dòng)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(chǎng)推廣緩慢。 氫燃料電池動(dòng)力汽車 (Fuel Cell Electric Vehicle，簡(jiǎn)稱 FCEV)，燃料電池是一種將氫和氧的化學(xué)能通過(guò)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(guò)程不涉及燃燒和熱機(jī)做功。氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)不僅高效、低噪音，而且無(wú)污染、無(wú)二氧化碳排放，是一種新型的環(huán)保動(dòng)力源，另外，由于氫在地球中的蘊(yùn)藏十分豐富，氫氣來(lái)源 極 其廣泛，可以說(shuō)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(guò)石油、天然氣、甲醇、甲烷等進(jìn)行；二是可通過(guò)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(wú)法在短期內(nèi)取代傳統(tǒng)動(dòng)力汽車。 在這種情況下，混合動(dòng)力汽車異軍突起，是目前新型清潔動(dòng)力汽車中最具有產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化前景的車輛?；旌蟿?dòng)力汽車將兩種或更多能量轉(zhuǎn)換技術(shù)和一種或更多的能量存儲(chǔ)技術(shù)集合為一體，使得混合動(dòng)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(dòng)力汽車燃料補(bǔ)充便利，節(jié)能、環(huán)保也是混合動(dòng)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(jì)（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(chǎng)化的一大瓶頸，所以不能滿足市場(chǎng)要求； HEV的燃油消耗和排放都比傳統(tǒng)汽車低，而且 HEV對(duì)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(gè)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(tái)使得現(xiàn)有的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車不能適應(yīng)新形勢(shì)的需要，其中大部分都存在著退市的 危險(xiǎn)，目前我國(guó)大部分汽車廠商對(duì)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(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，很少把發(fā)動(dòng)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(guó)III標(biāo)準(zhǔn)的目的，所以系統(tǒng)的研究新型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車就顯得尤為重要。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 混合動(dòng)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(dòng)力汽車 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究論文始見(jiàn)于 1994年在英國(guó)召開(kāi)的International Gearing Conference。近幾年，隨著混合動(dòng)力汽車 (HEV)技術(shù)發(fā)展，使得混合動(dòng)力汽車有效地 克服了傳統(tǒng)汽車與純電動(dòng)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(kāi)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(guó)都開(kāi)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(dòng)機(jī)的研究。其中，混合動(dòng)力汽車就是最杰出的代表成果之一?；旌蟿?dòng)力汽車采用了發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電機(jī)系統(tǒng)通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)裝置耦合在一起來(lái)驅(qū)動(dòng)車輛行駛，使得車輛降低燃料消耗量，同時(shí)通過(guò)整車控制策略控制發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)的起停來(lái)取消發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到明顯節(jié)能的目的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在占 80％以上的道路條件下，一輛普通汽車僅利用了動(dòng)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(jì)（論文） 3 華市區(qū)甚至還會(huì)降到 25％。而混合動(dòng)力汽車既可以發(fā)揮內(nèi)燃機(jī)持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)力性能好的優(yōu)點(diǎn)，又可以發(fā)揮電動(dòng)機(jī)無(wú)污染、低噪聲、能夠回收動(dòng)力的優(yōu)點(diǎn)，取長(zhǎng)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(dòng)力汽車在降低汽車有害排放方面的貢獻(xiàn)是顯而易見(jiàn)的，然而隨著人們對(duì)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(guó)家混合動(dòng)力汽車技術(shù)比較成熟，同時(shí)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(huì) 2022年底表決通過(guò)的歐盟委員會(huì)的一項(xiàng)規(guī)定，從 2022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(hào)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(guó)境內(nèi)使用，也需加裝特殊的尾氣過(guò)濾裝置，以符合歐洲 5號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)，不過(guò)實(shí)施日期可延緩一年。此外，從 2022至 2022年，歐洲汽車尾氣排放控制將逐漸過(guò)渡到更加嚴(yán)格的歐洲 6號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。 我國(guó)也在近期 出臺(tái)國(guó) III標(biāo)準(zhǔn)，未達(dá)到國(guó) III標(biāo)準(zhǔn)的新車均不能在市場(chǎng)上銷售，也就是說(shuō)有部分車型 正 面臨著退出汽車市場(chǎng)。從目前的情況看，國(guó)外各大汽車生產(chǎn)廠商可能會(huì)從混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)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(jí)；國(guó)內(nèi)汽車廠商由于技術(shù)和設(shè)備等原因，最可能會(huì)對(duì)原有車用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改造，已讓整車滿足國(guó) III標(biāo)準(zhǔn)，或者是更新?lián)Q代，推出下一代汽車。 我 國(guó) 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車研究概況 我國(guó)是石油資源十分緊缺的國(guó)家，我國(guó)的石油僅占世界石油資源的 2％，從1993年開(kāi)始就己成 為石油進(jìn)口國(guó)。為應(yīng)對(duì)能源緊缺問(wèn)題問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)性發(fā)展，我國(guó)政府很早就開(kāi)始重視清潔高效汽車技術(shù)的開(kāi)發(fā)。我國(guó)在 “ 八五 ”和 “ 九五 ” 期間都有計(jì)劃地開(kāi)展了電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和整車研制。我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的 HEV要求節(jié)油率達(dá)到 30％以上，已在幾個(gè)城市投入示范線路。長(zhǎng)安汽車 (集團(tuán) )有限責(zé)任公司在科技部、重慶市科委、中國(guó)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(dòng)力長(zhǎng)安轎車整車匹配項(xiàng)目，并己通過(guò)國(guó)家級(jí) 驗(yàn)收 。研制的混 ISG型混合動(dòng)力轎車SC7130(羚羊 )轎車的平臺(tái)上開(kāi)發(fā)，最高時(shí)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(guó)混合動(dòng)力汽車的研究工作起步比較晚，所以和國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)水平相比還有很大差距。我國(guó)的混合動(dòng)力汽車只是在原油汽車上簡(jiǎn)單地加載發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)組，由于缺乏高度自動(dòng)化的控制系統(tǒng)和能源