【正文】 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 式 中 ? — 滾動(dòng)阻力系數(shù)； c — 空氣阻力系數(shù) )/( 3msN? ； A — 汽車(chē)正面投影面積 )( 2m ； v — 車(chē)速 )/( sm ； dtd? — 變量泵 /馬達(dá)輸出角速度 )/( srad ； ? — 坡度角 )(rad ； ?vK — 速度轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換系數(shù) )( 1?m ； ? — 旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系 數(shù)。代號(hào)含義同前。 以下是對(duì)本次設(shè)計(jì)所用蓄能器所做的校核： 各參數(shù)確定如下： 由 式 （ ）得， 最低工作壓力 1P 和最高工作壓力 2P 分別為 20 aMP 和 35 aMP 。將 ()代入式 ( )并經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換得變量泵 /馬達(dá)與負(fù)載的轉(zhuǎn)矩平衡方程為： 022fMdtdJM ?? ? （ ） 式中 22dtd? —變量泵 /馬達(dá)輸出角加速度； J —汽車(chē)質(zhì)量轉(zhuǎn)換為變量泵 /馬達(dá)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與變量泵 /馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 之和 )( 2smN ?? ； 0fM —滾動(dòng)摩擦力折算到變量泵 /馬達(dá)輸出軸上的負(fù)載扭矩， )( mN? 。 另外，根據(jù)公交汽車(chē)在單位時(shí)間內(nèi)動(dòng)能的變化可求得系統(tǒng)變量泵 /馬達(dá)應(yīng)具有的功率。 液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵零件 電磁閥 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 電磁閥是用來(lái)控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器；并不限于液壓，氣動(dòng)。外觀如 圖 。 允許壓力降：油液經(jīng)過(guò)過(guò)濾器時(shí)要產(chǎn)生壓力降，其值與油液的流量、粘度和混入油液的雜質(zhì)數(shù)量有關(guān)。離合器類(lèi)似開(kāi)關(guān)，接合或斷離動(dòng)力傳遞作用，因此，任何形式的汽車(chē)都有離合裝置，只是形式不同而已。要求其工作過(guò)程中的動(dòng) 力輸出特性及可靠性與該車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)相匹配，同時(shí)自身具備動(dòng)力離合機(jī)構(gòu) 。 離合器結(jié)構(gòu)的選擇 選擇離合器的依據(jù)主要有原動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、載荷的大小和性質(zhì)、環(huán)境條件以及對(duì)離合器的工作要求和使用特點(diǎn)等。電磁操縱離合器對(duì)環(huán)境要求高，發(fā)熱量大，也不適合本系統(tǒng)。所以，本系統(tǒng)選用摩擦?xí)r離合器。 離合器的基本參數(shù) 離合器的基本參數(shù)主要有后備系數(shù) 和單位壓力 0P 。當(dāng)采用石棉基摩擦材料時(shí)，0P 可取為 ～ 2/N mm ，燒結(jié)金屬允許 0P 為 ～ 2/N mm ， 金屬陶瓷材料允許其 超過(guò) 甚至可達(dá) 2/N mm ； ～ 2/N mm 。由此可得 [15]： 3 23 2 MM MMDdC ?? ??????? （ ） 離合器基本參數(shù)的校核及優(yōu)化 離合器要滿足工作條件，需符合以下約束條件 [16] 磨 擦片的外徑 )(mmD 的選取應(yīng)使最大圓周速度 DV 不超過(guò) 65～ 70 m/s 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 31 0 6 5 ~ 7 0 /60D e m a xV n D m s? ?? ? ? （ ） 式中 maxen — 發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速 )min/( 1?rad 。 加傳動(dòng)系扭振阻尼，抑制扭轉(zhuǎn)共振響應(yīng)振幅，并衰減因沖擊而產(chǎn)生的 瞬 態(tài)扭振。相關(guān)參數(shù)計(jì)算 如下 [18]： 極限轉(zhuǎn)矩 jT 極限轉(zhuǎn)矩為減振器在消除限位銷(xiāo)與從 動(dòng)盤(pán) 缺口之間的間隙時(shí)所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，即限位銷(xiāo)起作用時(shí)的轉(zhuǎn)矩。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 圖 離合器操縱機(jī)構(gòu) 油缸行程由自由行程 S1和工作行程 S2兩部分組成： 121221 }{ bbccSZSSSS f ????? mm （ ） 式中 fS — 分離軸承自由行程，一般為 ～ ； S? — 離合器分離時(shí)對(duì)偶摩擦面間的間隙，單片為 ～ ； 1b ， 2b ， 1c ， 2c — 杠桿尺寸， 液壓缸所需發(fā)出的操縱力可按下式 計(jì)算： stotalf Fi FF ?? ?39。為了使從動(dòng)盤(pán)具有軸向彈性，以緩和沖擊。為提高花鍵內(nèi)孔表面硬度和耐磨性，采用鍍鉻工藝。 壓盤(pán)溫升可根據(jù)滑磨功 W 由下式來(lái)確定 mcvWt? )(C? （ ） 式中 t — 壓盤(pán)升溫 )(C? ； c — 壓盤(pán)的比熱容，鑄鐵為 )( Ckg?? ； m — 壓盤(pán)質(zhì)量 )(kg ； v — 傳到壓盤(pán)的熱量所占的比例，單片離合器壓盤(pán)為 。本章主要對(duì) 離合器進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。 傳動(dòng) 裝置選擇合理，易于低成本實(shí)現(xiàn)； 總體性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。其中包括了對(duì)變量泵 /馬達(dá)，蓄能器和離合器幾種主要元件的設(shè)計(jì)，計(jì)算，并給出了具體的裝配圖。 本章小結(jié) 離合器裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，汽車(chē)從啟動(dòng)到行駛的整個(gè)過(guò)程中，經(jīng)常需要使用離合器。 離合器蓋總成 離合器蓋總成除了壓緊彈簧外還有離合器蓋、壓盤(pán)、傳動(dòng)片、分離杠桿 裝置及支撐環(huán)等。 花鍵轂 采用齒側(cè)對(duì)中的矩形花鍵，花鍵軸與孔采用動(dòng)配合。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 離合器的結(jié)構(gòu)元件 從動(dòng)盤(pán)總成 從動(dòng)盤(pán)總成主要由摩擦片、從動(dòng)片、減振器和花鍵毅等組成。并采用獨(dú)立小型 油箱 為 雙作用雙活塞桿缸 提供油源，以免與本系統(tǒng)其它液壓元件相互干擾。 減振器的扭轉(zhuǎn)剛度 ?K 和阻尼摩擦元件間的摩擦轉(zhuǎn)矩 ?T 是主要參數(shù)。 所以，經(jīng)過(guò)計(jì)算，離合器基本參數(shù)滿足系統(tǒng)要求。參照 公交汽車(chē)用離合器，本系統(tǒng)離合器初步確定采用單片式同 步彈簧離合器。 (2) 單位壓力 0P 若離合器使用頻繁，發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率小， 0P 應(yīng)取小些，反之可取大些。 設(shè)壓盤(pán)施加在摩擦面上的壓力是均勻分布的，摩擦面上的總壓力為 totalP ，單位面積上的壓力為 0P ，摩擦面的面積為 A ，則有： 4 )( 2200 dDPAPP to ta l ??? ? （ ） 式中 D — 摩擦片的外徑 )(mm ； d — 摩擦片的內(nèi)徑 )(mm 。但嚙合時(shí)有剛性沖擊，只能在靜止或量軸差速不大時(shí)接合，這顯然不適合本系統(tǒng)的要求。 操縱方式 離合器按其操縱方法的不同可分為機(jī)械操縱式、液壓操縱式、氣壓操縱式和電磁操縱式。 操作方便省力，制造容易，調(diào)整維修方便。其 ECU 匯集油門(mén)踏板、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、車(chē)速傳感器等信號(hào)，驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)機(jī)構(gòu)施行自動(dòng)變速。 概述 離合器 設(shè)計(jì) 離合器裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，汽車(chē)從啟動(dòng)到行駛的整個(gè)過(guò)程中，經(jīng)常需要使用離合器。 納垢容量：指過(guò)濾器在壓力降達(dá)到規(guī)定值以前，可以濾除并容納的污染物數(shù)量。電磁線 圈的固定螺帽具有特殊防松設(shè)計(jì)，可防止因機(jī)器產(chǎn)生共振而發(fā)生電磁線圈脫開(kāi)。 A2F 斜軸式軸向柱塞泵發(fā)展較早，構(gòu)造成熟。 將 hkma /5? 代入可得最終結(jié)果為 Ridtd /522 ?? （ ） 將式（ ）、（ ）、代入式（ ）可得： iGRRJipD /??? （ ） 由此可得變量泵 /馬達(dá)排量為： pR i GRJip iGRRJiD22 ?? ???? （ ） 式中 p—液壓蓄能器內(nèi)氣體壓力 )/( 2mN ； D—變量泵 /馬達(dá)排量 )/( 3 radm ； J—汽車(chē)質(zhì)量轉(zhuǎn)換為變量泵 /馬達(dá)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與變量泵 /馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之和 )( 2smN ?? ； ?—滾動(dòng)阻力系數(shù)； G—汽車(chē)質(zhì)量 )(kg ； i—公交汽車(chē)主傳動(dòng)比； R—車(chē)輪工作半徑 )(m 。） LPvvmV yj 11)2060(12 00 02 )( 6222021 ??? ???????? ?? 由（ ）可得： Lppppvvnn)3520(1)()(1)(111211010 ????? 由表 可選擇 NXQL4/ 型號(hào) 蓄能器， 其壓力和公稱(chēng)容積均可符合要求。 蓄能器的校 核 蓄能器是本系統(tǒng)的關(guān)鍵元件之一，不同型號(hào)具有不同的 標(biāo)準(zhǔn)。 在本系統(tǒng)中蓄能器作為蓄能使用，所以蓄能器充氣壓力 0p 應(yīng)按以下計(jì)算： 蓄能器總?cè)莘e 0V 最小，單位容積儲(chǔ)存能量最大的條件下，絕熱過(guò)程時(shí) 20 pp ? （ ） 使蓄能器重量最小時(shí) 20 )~( pp ? （ ） 壓縮能是因液體的可壓縮性而消耗的能量。 因此，聯(lián)立公式 （ ）、（ ） 可得 : pVvvmyj ?? ??)(21 2021 （ ） 式中 j? — 汽車(chē)傳動(dòng)系效率； y? — 液壓系統(tǒng)效率。 位能相對(duì)于壓力能所占的比重很小，可以忽略不計(jì)。 以下為對(duì)公式的幾點(diǎn)說(shuō)明： 壓力能使液壓技術(shù)中最主要的能量形式，也是蓄能器的主要儲(chǔ)能方式。位于膠囊周?chē)挠鸵号c液壓回路相通。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 第 4 章 驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本章主要對(duì)液壓節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的各個(gè)元件進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并分別對(duì)蓄能器、液壓馬達(dá)、電磁閥等關(guān)鍵零件進(jìn)行了各項(xiàng)性能標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)定并對(duì)其工作原理進(jìn)行了介紹。當(dāng)泵 /馬達(dá)輸出軸的轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相匹配時(shí)，控制系統(tǒng)控制與汽車(chē)傳動(dòng)系接合，為汽車(chē)提供額外動(dòng)力，直至加速過(guò)程結(jié)束或系統(tǒng)所儲(chǔ)存液壓能釋放完畢，才將本系統(tǒng)與汽車(chē)傳動(dòng)系斷開(kāi)。 當(dāng)緊 急制動(dòng)時(shí)，司機(jī)猛踩剎車(chē)踏板，踏板在極短的時(shí)問(wèn)內(nèi)就通過(guò)啟動(dòng)節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)階段的行程，在本系統(tǒng)起作用的同時(shí)，汽車(chē)原來(lái)的剎車(chē)系統(tǒng)也一起制動(dòng)，從而使汽車(chē)能在極短時(shí)間內(nèi)減速至要求速度或停止。 在水平路面上，蓄能器所儲(chǔ)存 的能量達(dá)這個(gè)速度后，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加并逐漸與驅(qū)動(dòng)軸協(xié)調(diào)一致，汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。在減速過(guò)程當(dāng)中，逐漸增加的液體容積迫使氣囊變小，因此氣體壓力也隨之增大并接近最大值。該裝置工作信號(hào)與主控閥信號(hào)相一致，在能量回收時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)間動(dòng)力傳遞切斷，從而消除了減速制動(dòng)過(guò)程中的發(fā)動(dòng)機(jī)起制動(dòng)作用，而使蓄能裝置不能充分發(fā)揮作用的現(xiàn)象，同時(shí)也消除了發(fā)動(dòng)強(qiáng)推怠速工況。通過(guò)閉合和分離兩種狀態(tài)來(lái)達(dá)到液壓能的輸出和截止。經(jīng)過(guò)各方案的比較，最終決定采用這種液壓復(fù)合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 經(jīng)對(duì)記錄曲線統(tǒng)計(jì) :平均行駛速度為 20～ 40km/h； 依發(fā)生時(shí)間統(tǒng)計(jì)勻速工況，加速工況，減速工況，頻率分別為 % 、 %、 %，如圖 ，典型脫擋滑行減速度均值為 2/sm ，收油門(mén)減速度為 ～ 2/sm ， 制動(dòng)減速度為 ～ 2/sm 。工況分析包括負(fù)載分析和運(yùn)動(dòng)分析 。 液壓 節(jié)能驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，首先要明確主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的要求，具體包括 [4]： 主機(jī)的動(dòng)作要求 是指主機(jī)的哪些動(dòng)作要求用液壓傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用哪種類(lèi)型的執(zhí)行元件，各執(zhí)行元件間的動(dòng)作循環(huán)及其動(dòng)作時(shí)間是否需要同步，互鎖等。既可以對(duì)在用車(chē)進(jìn)行改造，也可以作為新車(chē)的一個(gè)可選擇的配置直接裝備在新車(chē)上。導(dǎo)致油耗大且加劇環(huán)境噪聲與廢氣污染。發(fā)展節(jié)能環(huán)保小排量汽車(chē)是一件魚(yú)與熊掌能夠兼得的利國(guó)利民的好事。此外，該系統(tǒng)還具有調(diào)節(jié)方便、易對(duì)多種參數(shù) (如轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率 )進(jìn)行控制等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛地應(yīng)用于車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)中，尤其在頻繁剎車(chē)、起動(dòng)的城市公交車(chē)輛中，它可以極大地提高系統(tǒng)效率，節(jié)約能源。 據(jù)俄羅斯國(guó)際傳媒新聞網(wǎng)的報(bào)道，瑞士聯(lián)邦工程大學(xué)利諾 到了九十年代，隨著液壓和電動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，世界許多汽車(chē)公司加緊了對(duì)復(fù)合驅(qū)動(dòng) 汽車(chē)的研制和開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)新能源包括電動(dòng)汽車(chē)，太陽(yáng)能汽車(chē)，氫動(dòng)力汽車(chē)，醇類(lèi)燃料汽車(chē)和天然氣汽車(chē)。一般的噪音會(huì)影響人的工作效率，引起人的煩惱。在對(duì)大氣的主要污染物總懸浮物 (TSP)的調(diào)查中，有 60%的城市的 TSP 濃度值超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。能源問(wèn)題己成為關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈的頭等重要問(wèn)題。另外，汽車(chē)也是社會(huì)物質(zhì)生活水平的標(biāo)志。但其所帶來(lái)的問(wèn)題也是不容忽視的。雖然汽車(chē)工業(yè)發(fā)展良好，前景光明，但也面臨著不少問(wèn)題急待解 決。 環(huán)保問(wèn)題 無(wú)獨(dú)有偶，與能源危機(jī)相伴而來(lái)的是環(huán)保問(wèn)題。全國(guó)有 80%的城市的主要交 通干線噪音超標(biāo)，超過(guò) 70 分貝。各種各樣節(jié)能型汽車(chē)的不斷出現(xiàn)為汽車(chē)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了良好的開(kāi)端。 上世紀(jì)七十年代末期和八十年代初期，原聯(lián)邦德國(guó)的大眾和美國(guó)的福特公 司開(kāi)始分別在 Pinto 和 Chico 小轎車(chē)上、原聯(lián)邦德國(guó)的 Mannesmann Rexroth 加 Hydromati。另外，美囚的通用福特、克萊斯勒在九十年代中期與美國(guó)能源部 投資上億美元開(kāi)發(fā)復(fù)合驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目研究，最近俄羅斯專(zhuān)家提出用電容器儲(chǔ)能裝置研究復(fù)合驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，其優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量功率大，并能在數(shù)秒內(nèi)存儲(chǔ)和釋放能量。只需要 8 升燃料，人們就可以駕駛這種汽車(chē)環(huán)游世界一周！此外，這種汽車(chē)的另一大優(yōu)點(diǎn)就是，它在公路上行駛時(shí)絕對(duì)不會(huì)污染環(huán)境 [3]。 據(jù)介紹，這 種純電動(dòng)轎車(chē)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是該校