【正文】 ???????? ????????? 2121222121 1116114DdpppdDDdpppFDcmcm ???? () 式中： M a p7Dd3 2 M p a16p2M p 1cm????????徑之比，工作壓力活塞缸直徑與液壓缸內(nèi)高壓系統(tǒng)液壓缸回油腔背壓力，算時(shí)可取系統(tǒng)工作壓力液壓缸的工作壓力，初般取液壓缸的機(jī)械效率，一工作循環(huán)中最大外載荷?F 由上式可得： mmppD cm 164 62212122????? ????? ?? () 查手冊 D=50mm d==32mm 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算 按薄壁圓筒公式計(jì)算： ? ? mmDp y 1052 ?? ???? ?? () ppy ppypp ,)( ??? 取 查手冊 mm10?? 則液壓缸外徑 mmDD 7021 ??? ? 液壓缸工作行程的確定 由于在液壓缸工作時(shí)要 完成如下動(dòng)作 如圖 42 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 圖 42 液壓缸行程圖 即可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大長度而確定。根據(jù)液壓缸內(nèi)徑D而定。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于缸體內(nèi)徑 D 的 2030 倍 。 液壓閥的選擇 本液壓系統(tǒng)中采用了多種液壓閥以實(shí)現(xiàn)不同的功能。關(guān)于液壓閥的具體選擇要求和使用細(xì)節(jié)可以在液壓工作手冊和液壓產(chǎn)品使用說明書中查詢。盡量的減小元件體積。因此客車所能達(dá)到最大的加速性能與客車選用的 是變量泵或定量泵 無關(guān)。 可以求得 客車行駛過程中所需克服的滾動(dòng)阻力和空氣阻力矩。 根據(jù)客車的參數(shù)可以仿真出客車加速過程中，液壓泵和變量馬達(dá)的排量、流量、轉(zhuǎn)速以及蓄能器壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和燃油消耗率的變化情況。等到蓄能器的壓力達(dá) 到 時(shí)，再讓馬達(dá)的流量等于泵的最大流量。在變量馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速允許的情況下，蓄能器的最終壓力越大，在其他條件相同時(shí)，變量馬達(dá)所提供的轉(zhuǎn)矩也越黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 大，其所能克服的車輛行駛阻力也越大，車輛的最高車速也越高。蓄能器的體積變化量： 由： LVnv tmm 0 0 0 0 9 8601 0 0 0 ????? ???? ? （ ） 而蓄能器的壓力由 上 式求得。蓄能器的初始壓力為 時(shí)，客車的制動(dòng)減速度最大，客車制動(dòng)距離最短 相應(yīng)地從幵始制動(dòng)到停車所用的時(shí)間也最短。當(dāng)蓄能器的壓力達(dá)到最大時(shí)，變量馬達(dá)所提供的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也達(dá)到最大， 因此制動(dòng)減速度也達(dá)到最大。蓄能器的初始壓力對客車的制動(dòng)性能有較大的影響。如圖 52中，蓄能器的初始壓力為 20Mpa,可以全部回收客車在制動(dòng)時(shí)所具有的所有動(dòng)能。從能量回收角度來講，希望在制動(dòng)時(shí)蓄能器的初始壓力盡可能低一些，以提高蓄能器的能量回收率。蓄能器的壓力越大，最大爬坡度越大。 從圖中可以看出客車的爬坡性能較差，最大爬坡度只有 4 度。若只在原客車的主減速器前裝一變量馬達(dá)，則為了不降低原客車的動(dòng)力性需要馬達(dá)的排量很大。因此，必須尋求其他的方案。另一種方案是在主減速器前裝入一 個(gè)兩級的變速器。加速，制動(dòng)，與最大爬坡度的動(dòng)力性分析。當(dāng)客車在高速行駛時(shí)采用較小的傳動(dòng)比。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 第 6 章 電控液驅(qū)客車的經(jīng)濟(jì)性分析 汽車的經(jīng)濟(jì)性主要是根據(jù)國家規(guī)定的模擬城市工況循環(huán)燃料消耗量試驗(yàn)方法進(jìn)行仿真分析。讓客車按四工況重復(fù)循環(huán)行駛，直至行駛100 公里 把各個(gè)四工況的燃油消耗量相加，便可以得到整個(gè)四工況循環(huán)的百公里燃油消耗量。 圖 61 城市客車四工況循環(huán) 表 61 城市四工況循環(huán)說明 工況序號 運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) (km/h) 行程（ m） 累積行程（ m） 時(shí)間 (s) 1 0? 25 換擋加速 30 50 80 70 150 2 25 120 270 3 25? 40 160 430 4 減速行駛 270 700 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 采用變量泵的燃油經(jīng)濟(jì)性分析 釆用變量泵的四工況循環(huán)燃油經(jīng)濟(jì)性分析的方法與釆用定量泵的四工況循環(huán)燃油經(jīng)濟(jì)性分析的方法相仿。 同樣，客車的燃油經(jīng)濟(jì)性和客車行駛過程中對變量泵、變量馬達(dá)和發(fā)動(dòng)機(jī)所釆用的控制策略有關(guān)。此時(shí)客車行駛所需能量全部由蓄能器提供。這時(shí)不再對蓄能器充壓，即蓄能器的壓力保持不 變。為達(dá)到所要求的加速度，變量馬達(dá)所需提供的轉(zhuǎn)矩。蓄能器的體積變化量，此時(shí)的壓力和體積可以分別由 上式 求得。 變量馬達(dá)所需轉(zhuǎn)矩： 由： mNTTmn e e dm / ??? ? （ ） 變量馬達(dá)所需排量： 由： mi n/35 32 rpTV mmm ?????? ?? ? ? （ ） 汽車為達(dá)到所要求的行駛速度發(fā)動(dòng)機(jī)所需 功率： KWuACufgmPtptmmDe n e e d7 6 1 4 0503 9 4 3 6 0 0500 1 2 2 2 0 07 6 1 4 03 6 0 033??????????????????????由： （ ） 在 t? 時(shí)間內(nèi)汽車所需燃油量 ： ? ? ttQttt ???? ??? 21 （ ） 減速工況燃油消耗量計(jì)算 假定客車在水平的路面上行駛 。發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速與時(shí)間的關(guān)系圖 ， 正是體現(xiàn)了這一點(diǎn)。 從蓄能器壓力和時(shí)間的關(guān)系圖中可以看出，客車從 4km/h 減速到 0 的過程中 ,客車的動(dòng)能除了一小 部分由于地面的滾動(dòng)阻力和空氣阻力的作用而損失掉外，其 余的則由蓄能器全部回收。符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。給出了 計(jì)算動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的方法。隨著對客車節(jié)能環(huán)保性能的重視與要求的日益提高，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。機(jī)械管理開發(fā)出版社， 1987. [19]王興才 .液壓系統(tǒng)的沖擊 .建筑機(jī)械化出版社， 1998. [20]拂曉 .液壓系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)及原理，黑河科技出版社， 1997. 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 43 致 謝 我畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是 丹東黃?？蛙囍苿?dòng)能量回收系統(tǒng)設(shè)計(jì) 。新型電控液驅(qū)汽車與其相比較，在節(jié)能機(jī)理上有相似之處，在性能、主要元器件的技術(shù)成熟程度以及制造成本等方面均有著較強(qiáng)的競爭力，值得深入的研究。以國家規(guī)定的模擬城市四工況循環(huán)的燃料消耗量試驗(yàn)方法為基礎(chǔ)，計(jì) 算了新型電控液驅(qū)汽車的城市四工況循環(huán)的百公里燃油消耗量。以城市客車的底盤為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，給出了其液壓系統(tǒng)和主要部件的選擇和設(shè)計(jì)方法。 本章小結(jié) 通過對客車行駛的四種工況對百公里燃油消耗量進(jìn)行計(jì)算，與改裝前相比。從仿真的曲線圖中可以看出，在一個(gè)四工況循環(huán)中發(fā)動(dòng)機(jī)也工作了一次。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 mNiamuACfgmrTmmD/ 4 8 2 2 0 02 5 0 03 9 4 0 1 2 2 2 0 05 0 02??????????? ????????????????? ?????????由：（ ） 變量馬達(dá)的所需排量： 由： mi n/ 482 rpTVm tmm ?????? ?? ? ? （ ） 變量馬達(dá)的轉(zhuǎn)速： 由： m i n/ 60 0 rr iunm ??? ????? ??? ? （ ） 變量馬達(dá)的流量： 由： m i n/ rvnq mmm ????? （ ） 變量馬達(dá)所能提供最大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩： 由： mNVpTtmmmm /2 2 m a xm a x ??? ???? ??? ??? （ ） 而制動(dòng)減速度： 由：220m a x/4312200smmfgmuACriTaDm????????????????? （ ） 減速過程的燃油消耗量： 由： dtQiQ ?? （ ） 怠速工況燃油消耗量計(jì)算 怠速時(shí)，客車的燃油消耗量 ： 由 ：總怠速時(shí)間式中 ??? ti tQiQ i （ ） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 40 四工況循環(huán)百公里燃油消耗量計(jì)算 圖 61 是釆用變量泵的客車四工況循環(huán)的燃油經(jīng)濟(jì)性分析圖。 在 t時(shí)刻，單位時(shí)間的燃油消耗量： 由： rbPQ eet ??? （ ） 客車行駛速度每增加 ： 由： at ??? （ ） 在 t? 時(shí)間內(nèi)汽車所需燃油量 ： 由： ? ? ttQttt ???? ??? 21 （ ） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 式中 ttQ?? 在時(shí)刻 tt ?? ，單位時(shí)間的燃油消耗量。 發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩，功率可以由式 上式 求得。同樣從下面的仿真結(jié)果分析可以看出，這種情況也沒有 出現(xiàn)。變量泵提供的高壓油一部分給蓄能器充壓，一部分通過變量馬達(dá)驅(qū)動(dòng)客車行駛。 在釆用變量泵的 客車的燃油經(jīng)濟(jì)性仿真分析的過程中，同樣給定了一個(gè)簡單的控制模式。然后把他們相加，得到一個(gè)四工況的燃油消耗量。 在 分折汽車的經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，也可以分析變量馬達(dá)、變量泵 、蓄能器及 發(fā)動(dòng)機(jī)等的主要參數(shù)隨時(shí)間的變化關(guān)系。一個(gè)四工況循環(huán)分若干個(gè)加速、等速、減速及怠速工況。保證客車的車速不降低。所以對之建立解決方案。而在客車高速行駛時(shí)則釆用較小的傳動(dòng)比，保證客車的最髙車速不降低。一種是在客車的前后四個(gè)車輪上都各自裝上一個(gè) 變量馬達(dá)， 或是在后橋的兩個(gè)車輪上各裝一個(gè)變量馬達(dá)，而取消主減速器。并且變量馬達(dá)的排量增大導(dǎo)致其最高轉(zhuǎn)速降低，使得客車的最高車速降低。 方案分析 從以上分析可以看出客車的動(dòng)力性較差，最大爬坡度在 度之間（ 車速為5km/h 時(shí)） ，客車從 0 加速到 50km/h 作所需時(shí)間為 31? 之間。當(dāng)然，可以通過增大變量馬達(dá)的最大排量來提高最大爬坡度的數(shù)值。 變量馬達(dá)轉(zhuǎn)速： 由： m i n/ 60 0 rr iunm ??? ????? ??? ?? （ ） 式中： u客車爬坡時(shí)的速度 當(dāng)馬達(dá)的流量等于泵的最大流量時(shí)馬達(dá)的排量： 由： rmlnqVm mp / 1000781000m a x ????? （ ） 變量馬達(dá)所能提供的最大轉(zhuǎn)矩： 由： mNVpTm tmm / ???????? ?? ? （ ） 客車的最大爬坡度： 由：gmuACfgmriTiDm?????????? 20m a x ? （ ） 圖 53 客車最大爬坡 度與行駛速度的關(guān)系 圖 是客車的最大爬坡度與行駛速度的關(guān)系圖。只能回收部分動(dòng)能。但是蓄能器的初始壓力對客車制動(dòng)過程中的能量回收效率影響很大。此后客車所具有的能量將無法進(jìn)行回收。此時(shí)變量馬達(dá)作為液壓泵使用。 圖 51 是客車制動(dòng)過程中，客車制動(dòng)減速度、行駛速度和 行駛距離、蓄能器壓力黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 和制動(dòng)時(shí)間的關(guān)系圖。假設(shè)客車在水平的路面上以一定的初始車速開始制動(dòng) 。而且可以保證客車的最高車速不下降。即， 在蓄能器初始壓力低于 時(shí) 液壓泵以最大流量工作。在增加了 dt 時(shí)間后，客車的速度有下式求得。 由： mNvpTm tmm / ???????? ?? ? () 可求得變量馬達(dá)所能提供最大轉(zhuǎn)矩。如圖 51，由圖可知車輛的行駛阻力隨