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车辆液压辅助动力系统设计

摘要目前,减少车辆的油料消耗和废气排放量是车辆节能和环境保护的一个迫切问题。

为了减少城市内交通车辆的耗油量和所排放的废气,将车辆制动等过程中转变为热能的动能加以回收利用是一个值得研究的问题。

本设计属于再生制动能量的研究范围,研究以汽车减速及制动能量回收再利用为目的的液压节能驱动系统。

本系统由液压技术、传动技术、控制技术相结合实现车辆的低油耗、低排放,并有效地提高车辆的动力性能,是现有汽车节能、环保的重要途径。

本系统采用定量泵/马达,气囊式蓄能器为能量转换及贮存部件,实现制动时的动能回收和启动加速的液压能回馈。

系统中,车辆的加速与减速通过改变泵/马达的使用功能来实现,加速时,泵/马达作为马达使用,制动时,作为泵用。

因此,配有该系统的车辆,即可以回收动能,还能够再利用这些能量进行加速、启动。

而能量回收的关键技术是如何将制动时的能量加以保存,也就是能量回收系统的设计。

在本设计中,系统采用的是液压蓄能器。

本文针对城市公交车辆研究的能量回收系统可望达到较高的节能效果,具有较高的经济效益和社会效益。

关键词:公交车;节能;泵/马达;动能;蓄能器ABSTRACTToday it becomes very urgent problems to reduce fuel consumption and exhaust gases from road vehicles for environmental protection. In order to reduce fuel consumption and exhaust gases from road vehicle, the kinetic energy that might otherwise be lost as heat during vehicle braking might be received and used.This design belongs to the research of the third aspect, the compound drive system is used to regenerate the loss energy. The low oil consumption and low bleeder of vehicle are achieved by using of transmission, hydraulic power control. And the compound drive system works harmoniously with engine to raise the motive capability effectively. It is the important way of automobile saving energy and environmental protection.Hydraulic pump/motor and hydraulic accumulation are used to transform a store energy, therefore it can regenerate the loss energy during vehicle braking and use this energy when automobile is in acceleration state.In this system, both driving and braking torque of the vehicle are controlled by apump/motor. The pump/motor is used as a motor during the vehicle acceleration and as a pump when the vehicle being on braking. As a result, the vehicles with this system can not recover the kinetic energy from moving object but also use the energy at braking, namely the design of energy recovery system. In this design, the energy recovery system uses a hydraulic accumulator.This system is expected to reduce fuel consumption, especially compared with vehicle without this system. It will bring extremely high economic and social benefits .Key words:City bus; Energy Saving; Hydraulic pump/motor; Hydraulic power;Accumulator目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1汽车工业发展所面临的问题 (1)1.1.1能源问题 (1)1.1.2环保问题 (1)1.2节能环保汽车的发展情况 (2)1.2.1 总体发展思路 (2)1.2.2 国外发展情况 (2)1.2.3 国内发展情况 (4)1.3液压节能驱动技术在汽车上的应用 (5)1.4液压节能驱动技术的发展前景 (5)第2章车辆液压节能驱动系统工况分析 (7)2.1液压系统的设计要求 (7)2.2工况分析 (7)2.2.1 例子 (7)2.2.2 测定结果分析 (8)2.3制动系统的性能要求 (9)2.4本章小结 (10)第3章车辆液压节能驱动系统方案设计 (11)3.1节能驱动系统方案确定 (11)3.1.1 液压复合驱动系统的组成 (11)3.1.2 液压复合驱动系统的工作原理 (11)3.1.3功能描述 (12)3.1.4车辆的控制方法 (13)3.2 二次调节静液传动系统简介 (14)3.3 本章小结 (14)第4章驱动系统设计 (16)4.1 蓄能器的工作原理及参数计算(NXQ系列蓄能器) (16)4.1.1 蓄能器的工作原理 (16)4.1.2 参数计算 (17)4.1.3 蓄能器的校核 (23)4.2 定量泵/定量马达的计算 (24)4.3液压系统的关键零件 (26)4.3.1电磁阀 (26)4.3.2滤清器 (27)4.4 本章小结 (28)第5章传动装置设计 (29)5.1 概述 (29)5.1.1 离合器简介 (29)5.1.2 任务与性能 (29)5.2 关键部件设计 (29)5.2.1 离合器的要求 (30)5.2.2 离合器结构的选择 (30)5.3 离合器的设计计算 (31)5.3.1 离合器主要参数的选择 (31)5.3.2离合器基本参数的校核及优化 (33)5.3.3 扭转减振器 (35)5.3.4 离合器的操纵机构 (36)5.3.5 离合器的结构元件 (38)5.4 本章小结 (39)结论 (40)参考文献 (41)致谢 (42)第1章绪论随着国民经济的迅速发展,汽车成为重要的交通工具已越来越广泛的运用于日常生活中。

但其所带来的问题也是不容忽视的。

首当其冲的便是能源的过度消耗和环境的污染问题。

本章主要介绍了汽车面临的问题及解决办法,并介绍了新型节能汽车的国内外发展情况。

1.1 汽车工业发展所面临的问题汽车是重要的交通工具,是科学技术发展水平的标志。

汽车工业是国民经济的支柱产业,对社会的经济建设和科学技术的发展起着重要推动作用。

另外,汽车也是社会物质生活水平的标志。

自第一辆汽车18“年问世以来至今己100多年,汽车工业从无到有,迅猛发展,产量大幅度增加,技术日新月异。

目前全世界汽车的保有量已超过5亿辆。

虽然汽车工业发展良好,前景光明,但也面临着不少问题急待解决。

传统的汽车驱动系统多采用机械操作系统,在汽车刹车、怠速和下坡时会损失大量的能量。

而大量能量的损失会导致一系列问题[1]。

1.1.1 能源问题近年来,能源问题的阴影己笼罩着全世界,能源问题已成为世界各个国家共同关注的焦点问题。

自1972年第一次石油危机以来,在世界范围内接连发生了第二次和第三次石油危机,再加上世界主要产油地区——海湾地区战火不断,极大的影响了世界石油供应。

能源问题己成为关系国家经济命脉的头等重要问题。

如何有效的利用能源己成为世界科学家与工程师们普遍关注的问题。

与其它国家相比,正处于发展中的我国的能源消耗巨大,平均以每年3%的速度递增。

1.1.2 环保问题无独有偶,与能源危机相伴而来的是环保问题。

当今世界是和平与发展的年代,在总体和平的背景下,各国经济情况较好,物资生活水平迅速提高。

可是,随着国民经济的迅速发展,大量人为排放的废水废气、噪音、无节制地取用地下水、没有计划的开发资源已严重破坏了自然界的生态平衡,酸雨、洪涝、干旱、各种罕见疾病等如洪水猛兽般不断出现,对人们的日常生活带来严重的影响,环境保护成为社会日益关注的问题。

在我国,据国家环境监测机构对全国1999年各大中城市环境污染所做的报告显示:在被调查的338个城市中,只有33.1%的城市的空气状况满足国家空气质量二级标准,另外66.9%的城市超过国家空气质量二级标准。

在这中间,还有137个城市超过国家空气质量三级标准,占所统计城市数目的40.5%。

在对大气的主要污染物总悬浮物(TSP)的调查中,有60%的城市的TSP浓度值超过国家二级标准。

在对另一项污染物二氧化碳浓度的调查显示,年均值超过国家二级标准的达到28.4%左右。

一些大城市机动车排放的污染物对各项大气污染指标的贡献率达到60%以上。

全国有80%的城市的主要交通干线噪音超标,超过70分贝。

在这方面,数目大的惊人的汽车无疑是罪魁祸首之一。

汽车排房物中有大量的有害物质,包括碳氧化合物,氮氧化合物和黑烟等等[2]。

另外,在当代的城市中,由于汽车刹车、启动频繁,经常鸣笛,从而为都市的生活造成了很大的噪音。

即使汽车在一般的行驶过程中其噪音也达到了80~90分贝。

一般的噪音会影响人的工作效率,引起人的烦恼。

噪音达到35分贝以上的时候就会影响人的睡眠休息,甚至分致耳聋或其它疾病,从而导致一系列的恶性后果,严重影响人们的正常生活。

1.2 节能环保汽车的发展情况节能汽车在当今我们这个提倡节约的社会越来越被人们广泛关注。

各种各样节能型汽车的不断出现为汽车工业的可持续发展提供了良好的开端。

本节主要介绍国内外几种形式的节能汽车发展情况及程度,在了解其基本情况的基础上可拓展一下我们的视野和思维。

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