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畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目: 車輛液壓輔助動力系統(tǒng)設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 車輛07-10班 學 生 姓 名: 顏 同 宇 導 師 姓 名: 安 永 東 開 題 時 間: 2011-3-14 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 顏同宇 系部 汽車與交通工程 學院 專業(yè)、班級 車輛工程07-10班 指導教師姓名 安永東 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是√否 題目名稱 車輛液壓輔助動力系統(tǒng)設計 一、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1．研究現(xiàn)狀 隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，燃油緊缺、環(huán)境污染成為目前世界上亟待解決的突出問題，各國都在研究減少燃油消耗和降低排放的汽車環(huán)保節(jié)能技術，主要研究從三個方面著手：一是提高燃油轉換成機械能的效率；二是降低車重減少汽車對能量的要求；三是實現(xiàn)再生制動能量回收，將減速及制動過程損耗的能量回收利用。 上世紀八十年代初期，原聯(lián)邦德國的Mannesmann Rexroth和Hydromatic兩家公司在公共汽車上進行了靜液壓傳動電力復合驅(qū)動的有關研究工作，前蘇聯(lián)也進行了類似的工作。試驗結果表明，靜液壓傳動電力復合驅(qū)動可使每循環(huán)(加、減速循環(huán))平均油耗降低約30%，同時提高了汽車的加速性能，延長了其使用壽命。到了九十代，隨著液壓和電動技術的發(fā)展，世界許多汽車公司加緊了對復合驅(qū)動汽車的研制和開發(fā)。俄羅斯的阿茲勒克A3JTK-2141和拉斯JIA3-4202公共汽車開發(fā)了小功率發(fā)動機加液壓儲能器的復合驅(qū)動裝置，油耗分別下降了29%-62%和18%-42%；德國柏林工業(yè)大學研發(fā)的并聯(lián)式液壓混合傳動系統(tǒng)成功安裝在公共汽車上并交付給公交公司進行行車試驗，節(jié)油效果非常明顯通在20% -30%。后來由于各國都大力發(fā)展電力混合驅(qū)動系統(tǒng)，因此液壓混合驅(qū)動系統(tǒng)的研究推廣工作被延緩下來，但是到了本世紀初在蓄電池的特性及成本上沒有突出進展時，大家又分別把希望投向了液壓儲能的混合驅(qū)動。美國環(huán)境保護局（EPA）研發(fā)的液壓混合動力汽車系統(tǒng)，目前已經(jīng)將其技術應用在福特F-550運載卡車上，獲得了很好的性能，在城市工況下節(jié)油達到25%-45%；廢氣排放減少20% -30%；更好的加速性能；更可靠的制動；節(jié)約的行駛開銷可在4-5年內(nèi)收回系統(tǒng)成本。EPA2006年的計劃是將液壓驅(qū)動技術應用在城市公交車上，并希望將系統(tǒng)成本控制在1-3年內(nèi)收回。北京嘉捷博大電動車有限公司也開發(fā)出了液壓混合動力汽車，在不改變汽車原有底盤結構和發(fā)動機的前提下，在主減速器發(fā)動機動力輸入軸的另一端安裝一套由液壓馬達、蓄能器、集成塊和控制系統(tǒng)的液壓能量再生總成，通過回收再利用制動能量達到節(jié)約燃油減少排放的目的。在車輛制動時車輪慣性作用下帶動液壓泵轉動將動能轉化為壓力能儲存在蓄能器內(nèi)，在車輛起步加速時將壓力能釋放帶動液壓馬達轉動驅(qū)動車輛前進。其特性如下：減少30%（最高可達42%）的燃油消耗；減少50%的尾氣排放；減少80%的制動維修費用；減少50%的發(fā)動機磨損；增加50%的制動力；增加40%的加速力；減少50%的運行費用；價格便宜，整車成本增加不超過30%；維修保養(yǎng)操作簡便，一般車輛維修廠均可對該產(chǎn)品進行維修保養(yǎng)。但是由于該系統(tǒng)選擇布置在主減速器的另一端，使得液壓泵/馬達的功率很大，液壓系統(tǒng)相應變得龐大，系統(tǒng)成本高達10萬，系統(tǒng)重量為654kg，這樣對市場的推廣帶來很大壓力。根據(jù)上面所述，國內(nèi)外對于二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)的研究比較深入，而且已經(jīng)廣泛應用于大型試驗臺、車輛傳動、造船工業(yè)和冶金工業(yè)等，并在其驅(qū)動特性上都取得了很好的效果，但是這項技術在車輛上的應用還是需要對車輛本身驅(qū)動系統(tǒng)進行徹底改造，高昂的系統(tǒng)成本并不是太符合市場的需要；對并聯(lián)式液壓混合動力研究上雖然沒有串聯(lián)式深入，但也有幾家公司和大學對其進行了研究和應用，但是由于采用了行星齒輪系傳動，使用變量液壓泵/馬達驅(qū)動，使得整個系統(tǒng)成本很高，推廣很困難；北京嘉捷博大電動車有限公司采用不改變原車底盤的思路，可以說是一個很好的方向，但是系統(tǒng)本身也還存在很多問題值得改進；國內(nèi)東北農(nóng)業(yè)大學和西南交通大學也對并聯(lián)式的液壓復合驅(qū)動技術進行了初步的研究，但是沒有開發(fā)出產(chǎn)品。對于市場，永遠都要求成本最低，效能最優(yōu)，因此，我們必須找到一個簡單可行的液壓節(jié)能方法。 2．目的和意義 在研究液壓驅(qū)動車輛的工作原理的基礎上，設計研究一種新型汽車液壓輔助動力系統(tǒng)。新型汽車液壓輔助動力系統(tǒng)具有顯著提高車輛經(jīng)濟性、排放性和主動安全性等多方面的性能，通過輔助驅(qū)動系統(tǒng)中的液壓、傳動、自動控制三部分的有機結合，輔助發(fā)動機起步或制動，實現(xiàn)車輛的低油耗、低排放，并提高其動力和制動性能，是實現(xiàn)汽車節(jié)能、環(huán)保的有效技術。隨著對車輛節(jié)能環(huán)保性能的重視程度的日益提高，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。 二、設計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1．基本內(nèi)容 設計車輛液壓輔助動力系統(tǒng)。主要針對公交車的工況特點，設計液壓儲能、驅(qū)動系統(tǒng)，即在公交車制動時儲能，加速、起動時放能。具體設計包括：輔助動力系統(tǒng)的結構方案設計，液壓系統(tǒng)設計，動力接口裝置設計。 2．擬解決的主要問題 （1）通過對車輛液壓儲能輔助驅(qū)動技術節(jié)能原理的研究，完成車輛液壓輔助動力系統(tǒng)方案的設計； （2）通過對液壓系統(tǒng)的各液壓元件進行的初步設計和選取，完成液壓系統(tǒng)設計。 （3）通過對液壓傳動與機械傳動的傳動特點及相互轉換關系的研究，完成動力接口裝置的設計。 三、技術路線（研究方法） 調(diào)查研究宇通公交車工況特點 查找相關資料，了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 查找相關資料，了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 液壓系統(tǒng)的各液壓元件的初步設計和選取 車輛液壓儲能輔助驅(qū)動技術節(jié)能原理的研究 液壓傳動與機械傳動的傳動特點研究及相互轉換關系 液壓輔助動力系統(tǒng)設計 動力接口裝置設計 液壓系統(tǒng)設計 形成研究成果 四、進度安排 1、進行文獻檢索查，查看相關資料，對課題的基本內(nèi)容有一定的認識和了解。完成開題報告。第1-2周（2月28日～3月11日） 2、初步確定設計的總體方案，討論確定方案；對液壓系統(tǒng)的各液壓元件進行初步設計和選取。第3-6周（3月14日～4月8日） 3、提交設計草稿，進行討論，修定。第7周（4月11日～4月15日） 4、詳細設計液壓系統(tǒng)，設計非標件，繪制液壓系統(tǒng)圖及零件圖。第8-12周（4月18日～5月20日） 5、提交正式設計，教師審核。第13-14周（5月23日～6月3日） 6、按照審核意見進行修改。第15周（6月6日～6月10日） 7、整理所有材料，裝訂成冊，準備答辯。第16周（6月13日～6月17日） 五、參考文獻 [1]萬里翔 柯堅 許明恒，汽車能量回收系統(tǒng)的研究，機床與液壓，2006.224-227 [2]王曉霞 王洪祥 液壓技術中的節(jié)能與能量回收，機械工程，2005，24-25 [3]劉宏新 汽車電控液壓復合驅(qū)動系統(tǒng)研究，[學位論文]，東北農(nóng)業(yè)大學，2008.5 [4]齊小杰 安永東 王祥之，汽車液壓、液力與氣壓傳動，化學工業(yè)出版社，2009 [5]胡紀濱 高效液壓機械連續(xù)無級傳動理論分析和試驗研究，北京理工大學碩士學位論文，1995 [6]工程機械液壓與液力傳動，吉林工業(yè)大學等校編寫.機械工業(yè)出版社 [7]饒振剛 行星傳動機構設計，國防工業(yè)出版社 [8]孫永忠 聯(lián)體泵馬達系統(tǒng)特性計算機仿真.北京理工大學碩士學位論文，1997 [9]葛安林 車輛自動變速理論與設計，機械工業(yè)出版社，1993 [10]楊亞聯(lián)等 汽車無級變速器的類型及基本原理，汽車技術，1997 [11]曾祥榮 液壓傳動，國防工業(yè)出版社，1980 [12]鄒建華 吳定智 許小明，液壓與氣動技術基礎，華中科技大學出版社，2005 [14]鳳勇 汽車機械基礎 人民交通出版社，2005 [15]JOHNSONJE.Electrohydraulic servo Systems,Published by the Editovs of hydraulics￡Pneumaeics Magazine 1973 [16] Buchwald.G. Christensen.H. Larsen.P. Sum Pedersen Improvement of city bus fuel economy using a hydraulic hybrid propulsion system-A theoretical and experiment study 1979 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日