本田節(jié)能小車傳動系統(tǒng)設計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設計含10張CAD圖紙+帶開題報告+文獻綜述+外文翻譯】

本田節(jié)能小車傳動系統(tǒng)設計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設計含10張CAD圖紙+帶開題報告+文獻綜述+外文翻譯】

本田節(jié)能小車傳動系統(tǒng)設計【含10CAD張圖紙】

摘 要

進入21世紀以來，中國汽車工業(yè)進入快速發(fā)展期，國人對于汽車的需求量急速上升，中國正式進入汽車工業(yè)文明時代。但是由于石油資源的日益減少，燃油價格水漲船高，人們的出行成本也在逐漸增加，加上有機化合物的燃燒產生的有害物質對地球的污染，所以人們需要能夠更加節(jié)約能源的汽車。

   2007年HONDA節(jié)能競技大賽進入中國，這是一個倡導節(jié)能減排的專業(yè)性賽事。參賽團隊設計制作的汽車在規(guī)定時間、規(guī)定路線下，行駛一定距離，并由此換算出一升油能夠行駛的公里數(shù)，耗油量少則勝出的一項賽事。其中參加比賽的車輛均搭載由本田技研工業(yè)投資有限公司開發(fā)的Honda彎梁車的125化油器低油耗四沖程發(fā)動機。

本文建立在對本田發(fā)動機性能進行分析，計算出合適的傳動比，設計帶傳動系統(tǒng)、離合器、變速器等關鍵零部件，并對以上設計進行校核，以達到成功提高燃油經濟性。

關鍵詞：節(jié)能小車 傳動系統(tǒng) 本田發(fā)動機

Abstract

Since the 21st century, China have gotten into the rapid development of automobile industry. The demand of people for car grew rapidly. China officially enters the automobile industrial civilization era. But due to the dwindling oil resources, fuel prices rising, people's travel costs are also gradually increase. Because of the organic compounds produced by burning pollution of harmful substances on the earth, so people need more energy-efficient cars.

2007 HONDA energy-saving competition contest to enter China, which is a promotion of energy-saving emission reduction professional event. Participating team design of the car in the specified time, the provisions of the route, driving a certain distance, and thus converted out of a liter of oil can drive the number of kilometers, fuel consumption is less to win a race. The vehicles participating in the competition are equipped with a low fuel consumption four-stroke engine for the 125 carburetor developed by Honda Technology Industrial Co., Ltd..

    This article based on the Honda engine performance analysis, the race under the resistance analysis of the car to calculate the appropriate transmission ratio, design chain Transmission system, clutch, drive shaft and other key components, and the above design to check to achieve the success of improving fuel economy.

Key words: energy-saving car; The transmission system; Honda engine; 

目  錄

摘 要 I

Abstract II

第1章緒論 1

1.1選題的背景及意義 1

1.1.1選題背景 1

1.1.2選題的意義及目的 2

1.2 國內外研究現(xiàn)狀 2

1.2.1國內發(fā)展現(xiàn)狀 2

1.2.2 國外研究現(xiàn)狀 4

1.3 本文研究的主要內容及研究思路 6

第2章本田節(jié)能車總體設計方案確定 7

2.1總體布置形式的確定 7

2.1.1前一輪后兩輪 7

2.1.2前兩輪后兩輪 8

2.1.3前兩輪后一輪 8

2.2  驅動方案 9

2.2.1軸傳動如圖 9

2.2.2 鏈傳動 9

2.2.3 同步帶傳動 10

第3章  本田節(jié)能車油耗分析研究 11

3.1  傳動效率為常數(shù)時的本田節(jié)能車油耗分析 11

3.2  影響燃油經濟性的因素 13

第4章　本田節(jié)能車動力傳動系統(tǒng)的研究 15

4.1 離合器工作狀態(tài)的確定 15

4.2 牙嵌離合器的控制與操縱 16

4.3 帶傳動傳動比的確定 17

4.4 確定同步帶傳動各零件 18

致  謝 20

參考文獻 21

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本田節(jié)能小車傳動系統(tǒng)設計開題報告.doc

本田節(jié)能小車傳動系統(tǒng)設計文獻綜述.doc

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節(jié)能小車的總布置圖.dwg

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— 41 — 本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 外 文 翻 譯 原 文 標 題 譯 文 標 題 節(jié)能小 車發(fā)展：過去、現(xiàn)在與未來 作者所在系 別 機械工程系 作者所在專業(yè) 車輛工程 作者所在班級 者 姓 名 張林 作 者 學 號 201322323 指導教師姓名 何濤 指導教師職稱 副教授 完 成 時 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學院教務處制 共 5 頁 第 1 頁 譯文標題 節(jié)能小 車發(fā)展：過去、現(xiàn)在與未來 原文標題 者 名 國 籍 中國香港 原文出處 ： 摘要 當比傳統(tǒng)的石油燃燒發(fā)動機更環(huán)保時，這種車輛被認為是綠色環(huán)保的，其中包括混合動力汽車，插電式，燃料電池，生物燃料等可以改善燃油經濟性的任何非傳統(tǒng)汽車。 節(jié)能 汽車的發(fā)展已有一百多年，但由于各種原因的解釋，未能在各階段得到公眾的認可。雖然電動汽車從未大量生產，但混合動力汽車近年來取得了勢頭。福特已經推出了第二代 用還宣布在 2010 年首次亮相 常規(guī) 比，插電是混合動力汽車開發(fā)的新趨勢，因為只要行駛距離小于充電閾值，那么電動模式下行駛距離可以延長并達到零排放的可能性。 然而，最近汽車行業(yè)的電氣化 趨勢已經發(fā)展一段時間了并將使汽車行業(yè)發(fā)生徹底的革命。 隨著電動汽車技術的正確政策和政策的推進， 節(jié)能 汽車的發(fā)展前景將是未來發(fā)展的重點。 關鍵字 ： 節(jié)能 汽車 混合動力 插入 綠色 歷史 1 引言 與能源獨立和環(huán)境問題相關的替代燃料車輛，特別是電動和混合動力電動汽車已成為全球政府政策的一部分。美國要求制定更嚴格的燃油經濟標準。中國今年發(fā)布新能源汽車政策，加快推行電力配置， 2011 年達到 500k 的目標。香港在不久的將來也建立了電動汽車應用的明確愿景。 至于汽車行業(yè)，汽油價格大幅上漲至超過 2 美元水平和市場對此類汽車的 需求后，無聲的綠色解決方案將經歷重大轉型。該行業(yè)推出更多的燃油高效 較少污染的車輛進入市場。隨著過去幾年油價急劇上漲，這一現(xiàn)象推動了純電動汽車的發(fā)展，重新吸引了汽車制造商和政府。 消費市場在替代燃料車輛以及 電動車輛方面帶來了顯著的增長。 行的 究表明，美國和西歐的 售市場份額呈上升趨勢。事實上， 商的 型選擇從 2000 年的兩倍（ 長到今天的二十多歲。 2007 年， 銷售量已經超過了 30 萬輛 自 電動車輛的進一步已知承諾將進一步改善 產。增加插電式和電動汽車，將加強和加快目前的電氣化趨勢。 第一款插電式混合動力車雪佛蘭 及北美最終消費者的一批計劃中的電動汽車，將為市場帶來一輪新能源汽車。 共 5 頁 第 2 頁 一、電動車發(fā)展歷史 電動汽車的發(fā)展歷史悠久。自從發(fā)明電動機以來，電動汽車已經有 150 多年了。從簡單的 不可充電 到現(xiàn)代 技術 控制系統(tǒng)，電動汽車的發(fā)展可分為三個階段： 電動汽車被認為是最早的汽車之一，遠優(yōu)于內燃機。在 20 世紀 20 年代后期至 20 世紀 30 年代，汽油車輛的登記比例為 3： 1， 汽油車輛占有率高達 20％。這是一種主要的運輸工具，在馬車上得到了廣泛應用，在當?shù)剡\輸中得到了廣泛的應用。 直到 1930 年，電動汽車領導層被汽油車開發(fā)所取代，無法重新獲得以下原因：汽油成熟度可以合理成本大批量生產。隨著模具制造過程革命的大規(guī)模生產，車輛突然向公眾開放，并作為改善生活的途徑。汽油車在性能和成本方面都領先于超級電動汽車。城市間旅行的基礎設施改善和需求需要較長的旅行距離，以前無法利用電動車輛。缺乏充電基礎設施開發(fā)，可靠的電力傳輸和有限的旅行距離，電動汽車不再適應消費者需求，并失去了普通汽油車的優(yōu)勢。 有限的或沒有電氣基礎設施支持迫使早期電動汽車的辭呈和豐富。 汽油廣泛發(fā)現(xiàn)，廉價燃料的準備就緒也促成了汽油車輛的普及。汽油在 20 世紀 30 年代為車輛運輸提供了直接的便宜的能源。它可以通過容器攜帶，從而使擁有車輛的流動性得以擴大。 20 世紀 30 年代至 80 年代） 電動汽車的生產和發(fā)展在 1935 年內燃機接管后的個人運輸中停止。與歐佩克的政治敏感性在 20 世紀 60 年代和 70 年代創(chuàng)造了能源獨立的必要性。美國政府和環(huán)境保護主義者重新制定了更嚴格的燃油效率標準，并引發(fā)了該期間董事會對電動汽車的興趣。 70 年代初的能源危機驅使美國郵政服務放置了大量的 350 試車隊。它是中期發(fā)展的最高節(jié)點。然而，部分原因是由于業(yè)績有限，其他政府優(yōu)先事項，董事會基礎設施配置的缺乏和公司參與的范圍，這一時期的發(fā)展很慢。 現(xiàn)代 展由通用汽車公司生產的 隊主導。在能源部資助的計劃之后，福特開發(fā)了 收卡車，豐田提供 V，而本田在 20 世紀 90 年代末和 21 世紀初期也有 用。不幸的是，由于政治，經濟，教育和技術這個復雜的問題，包括車輛生產成本和安全問題，電動車可用性的短暫增長并 沒有實現(xiàn)到商業(yè)生產中。 本田 用于艦隊測試，幾乎所有車輛已經停產，銷毀和回收利用。只有少數(shù)電動車在電動汽車愛好者手中幸存下來。 展 然而，在 1999 年至 21 世紀初期，純電動汽車出現(xiàn)了一種新型的電動汽車。本田向美國市場推出首款 田 汽車行業(yè)帶來了另一個里程碑。隨著市場的接受和普銳斯的成功， 術顯示出成熟和潛力。福特在 “ 曼哈頓坦 共 5 頁 第 3 頁 克 ” 活動期間推出了第一款美國混合動力電動汽車 在充氣城市交通中注冊了 600 英里 /坦克，開啟了 美國新時代的競爭。截至 2008 年，售總額達到 上。深刻的是，豐田，本田和福特的下一代 經在2009 年引入了更新技術的進一步細化。燃油效率 也有所提高。 豐田是 技場的明顯領導者，以其 “ 協(xié)同驅動系統(tǒng) ” 的體積和范圍。本田和福特公司正在配備完整的混合動力車。通用在混合客車和卡車方面也提供了“ 雙模 ” 技術。 隨著汽油價格快速上漲，再加上環(huán)保問題，社會責任重新得到社會責任。電動車等 然變得流行起來。 隨著幾年前 件概念的推出以及日產的純電動汽車，新一輪的電動汽車發(fā)展已經在未來幾年復活到 周轉計劃中。這一 勢的結果將在未來三年內出現(xiàn)。 與以往的電動汽車發(fā)展相比，有以下幾個因素可以確保未來的發(fā)展取得成功： 汽車經營者是開發(fā)電動汽車的直接目標客戶。市場驅動的方法始終以合理的成本和性能創(chuàng)造出具有競爭力和吸引力的產品。 早期的技術和環(huán)境采用者將是最初的領導者和用戶。他們愿意支持并有能力影響成功。各種教育計劃和電動汽車計劃也改變了對燃油效率車輛的普遍了解以及他們的好處。電動汽車的熱烈接受在未來幾年是高的。 電站和基礎設施發(fā)展合作受到不同層次的關注。正在探索各種商業(yè)模式。行業(yè)和政府相信，最終計劃將在電動汽車大規(guī)模發(fā)布之前達到。 儲能技術的改進使得鋰電池的使用在車輛上變得安全。系統(tǒng)管理的復雜化升級，并將電動汽車提升到可比較的內燃機水平。最后，適當?shù)恼呤切袠I(yè)發(fā)展的基礎。特別稅收優(yōu)惠和補貼將抵消消費者購買電動汽車的負擔。在政府愿意提供財務和戰(zhàn)略支持的情況下，對產品的投票是自信的。 三，結論 像許多新興技術一樣，電動汽車的開發(fā)和應用已經存在了很長時間，但直到最近，技術還沒有真正起飛。盡管 汽油車的良好替代品，并 被媒體廣泛宣傳，但它只是作為中間步驟或近期解決方案的代表。政府法規(guī)和環(huán)境前景，特別是推動運輸電氣化的采用。電動車將是最終目標。事實上，隨著 2012 年為終端消費者推出更多的電動汽車模型，電動汽車的展示將被廣泛認可和認可。隨著新型電動汽車的發(fā)展，同時也將引進電力電子技術相關技術的巨大機遇。利用這個機會，為綠色發(fā)展做出貢獻。 共 5 頁 第 4 頁 原文： is it in n, of a to in to V in EV M of 010. to in is in to in a of a as as is an in of be of . s of a a to of a 00k 011. a V in As a is to S$2 to il in as EV A 1) an of EV An EV V In EV 000 to as of EV in 00,000 007[2]. EV EM EV to up a of in to a of in 共 5 頁 第 5 頁 F he of a of 50 to of be A. of It :1 to in 920s 930s of in 900s. It a in 930, by to be at a & to as a to as in of a to by of no to or no of of in of of in 930s a of It be by of a B. 1930to a as 935. a of 960s 970s. a in in in 0s S a 50 EV It is of to of of C. V V1 M a V up V V as 990s 000s. V of a of V a of 共 5 頁 第 6 頁 V D. EV 999 000s, a of to S in of it on a 00 in a of S By 008, EV In EV 009 as is in EV on of in GM in as E. s FV of a V EM?s in up of V be in to a be in of V. at to to V of of is in in at to of in of to a of a It is a is to a 共 5 頁 第 7 頁 EV as a to by it as or in of be In EM V to 012, of be on it in We to 共 5 頁 第 8 頁 指 導 教 師 評 語 外文翻譯成績： 指導教師簽字： 年 月 日 注： 1. 指導教師對譯文進行評閱時應注意以下幾個方面：①翻譯的外文文獻與畢業(yè)設計（論文）的主題是否高度相關，并作為外文參考文獻列入畢業(yè)設計（論文）的參考文獻；②翻譯的外文文獻字數(shù)是否 共 5 頁 第 9 頁 達到規(guī)定數(shù)量（ 3 000 字以上）；③譯文語言是否準確、通順、具有參考價值。 2. 外文原文應以附件的方式置于譯文之后。 開題報告 學生姓名 專 業(yè) 班 級 指導教師姓名 職 稱 工作單位 課題來源 教室自擬課題 課題性質 應用設計 課題名稱 節(jié)能小車傳動 系統(tǒng)的設計 本設計的科學依據(jù) （科學意義和應用前景，國內外研究概況，目前技術現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢等） 我國汽車工業(yè)已經走過近百年的歷史，進入 21 世紀以來，我們的汽車工業(yè)更是迎來了大發(fā)展的時代，產量突破 2000 萬，國家政策的持續(xù)利好，民族品牌如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，例如奇瑞、長城、吉利、比亞迪等等品牌，都不斷升級換代自己的產品，逐步在市場站穩(wěn)腳 跟，正讓我們汽車工業(yè)成為我國的支柱型產業(yè)。 但是隨著石油資源的開采，燃油資源正在逐漸減少，油價上漲，增加了我們的出行負擔，加上有機化合物的燃燒產生的有害物質對地球的污染，所以人們急需能夠更加節(jié)約能源的汽車。 進入 21 世紀，人們的環(huán)保意識越來越強，所以汽車的節(jié)能技術的開發(fā)得到了政府和各大車企的高度重視，所以市面上也出現(xiàn)了許多節(jié)能減排的技術，目前重點開發(fā)推廣的汽車節(jié)能技術主要有以下幾種： 時下節(jié)能減排主要是增加發(fā)動機的工作效率和開發(fā)綠色能源的汽車兩大類。 1、 傳統(tǒng)內燃機，包括汽油機和柴油機，其能量利用 率只有 30%左右，還有很大的潛力可挖。汽油機技術包括，缸內燃油直噴，分層燃燒，貧燃技術，增壓技術，可變進氣歧管等都可以節(jié)能并減排，催化劑等的利用，可以減排。柴油機目前的新技術是高壓共軌。 2、 新能源，主要包括相對潔凈的天然氣發(fā)動機，以及加上電機的混合動力技術，還有就是電驅動汽車。天然氣技術很多城市的出租車都在采用，混合動力比亞迪的 比較成功，根據(jù)電動機的大小，有弱混、中混和強混之分。 3、 除了動力系統(tǒng)之外，新材料的應用，使得車輛的小型化與輕量化成為可能，也是節(jié)能減排的一條有效路徑 ，現(xiàn)在主流的是新 材料碳纖維車殼，質量非常輕，但是強度比鋼鐵更強 . 汽車節(jié)能減排的重要性不言而喻 ,考慮到當前我國的汽車節(jié)能技術發(fā)展的實際情況 ,除了要積極推進以混合動力、燃料電池、先進柴油、醇類汽車等為代表的新能源汽車技術的發(fā)展外 ,另一個推進汽車節(jié)能減排工作的措施就是大力研究開發(fā)適合我國現(xiàn)階段汽車行業(yè)技術現(xiàn)狀 ,并適合大量在用汽車的高性能節(jié)能產品。 設計內容和預期成果 （具體設計內容和重點解決的技術問題、預期成果和提供的形式） 主要研究內容： 論文主要是對 本田 125 發(fā)動機節(jié)能小車 的傳動系統(tǒng)進行設計，要求提升燃油經濟性，主要內容是：分析 現(xiàn)有 的 節(jié)能 車輛，總結經驗，借鑒現(xiàn)有的參數(shù)，并計算得出所需數(shù)據(jù)，設計傳動系統(tǒng)零部件及總成，完成整套系統(tǒng)的設計。 汽車總質量為整備質量與裝載質量之和，整備質量為汽車經整備后再完備狀態(tài)下的自身質量，即指汽車在加滿燃料、潤滑油、工作油液（如制動液等）及發(fā)動機冷卻液并裝備（隨車工具及備胎等）齊全后但未載人、載貨時的總質量。裝載質量為最大貨運質量與最大客運質量之和。汽車總質量影響到汽車的滾動阻力、坡度阻力、慣性阻力和加速阻力，因此對汽車的燃油經濟性影 響最大。因此，在汽車上廣泛采用輕質材料，減輕汽車自重，是提高汽車燃油經濟性的一個重要方向。 主要有三組因素影響汽車燃油消耗：發(fā)動機、傳動系統(tǒng)和外部阻力因素。其中，發(fā)動機是最大的影響要素，但 小 車所用發(fā)動機 已經 給定，因而本文主要討論的是影響油耗的外部因素。 汽車傳動系對燃油消耗的影響，取決于傳動效率、變速器檔數(shù)與傳動比。 傳動效率越高，則損失于傳動系的能量愈少，因而燃油經濟性也愈好，變速器的檔位與傳動比對燃油經濟性也有影響。隨著變速器檔位的增加，增加了選用合適檔位使發(fā)動機處于經濟工作狀況的機會，從而保證汽車的 經濟性愈好 。 因此，如何提高傳動效率，計算出合適的傳動比，保證機械傳動效率，是我們本次課題的主要目的。 擬采取設計方法和技術支持 （設計方案、技術要求、實驗方法和步驟、可能遇到的問題和解決辦法等） 技術要求： 1、 保證汽車有良好的行駛平順性 2、 具有適合的衰減振動的能力 3、 保證汽車具有良好的操作穩(wěn)定性 4、 小 車制動或加速時，要保證車身穩(wěn)定性，減少車身縱傾，轉彎時車身傾斜角要適合 5、 有良好的隔聲能力 6、 結構緊湊、占用空間尺寸要小 7、 可靠地傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足零部件質量要小的同時 ，還要保證有足夠的強度和壽命 技術路線： 同步帶傳動具有帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動的優(yōu)點。同步帶傳動由于帶與帶輪是靠 齒帶 嚙合傳遞運動和動力，故帶與帶輪之間無相對滑動，能保證準確的傳動比。同步帶通常以鋼絲繩或玻璃纖維繩為抗拉體，氯丁橡膠或聚氨酯為基體，這種帶薄而且輕，故可用于較高速度。傳動時的線速度可達 50m/s，傳動比可達 10，效率可達 98%。傳動噪聲比帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動小，耐磨性好，不需油潤滑，壽命比摩擦帶長。 因此我們選擇齒帶傳動。 實現(xiàn)本項目預期目標和已具備 的條件 （包括過去學習、研究工作基礎，現(xiàn)有主要儀器設備、設計環(huán)境及協(xié)作條件等） 預期目標： 論文主要是對 本田 125 發(fā)動機節(jié)能小車 的傳動系統(tǒng)進行設計，要求提升燃油經濟性，主要內容是：分析 現(xiàn)有 的 節(jié)能 車輛，總結經驗，借鑒現(xiàn)有的參數(shù)，并計算得出所需數(shù)據(jù)，設計傳動系統(tǒng)零部件及總成，完成整套系統(tǒng)的設計。 說明了 軸傳動，鏈傳動，帶傳動，同步帶傳動等傳動系統(tǒng) 形式及各的優(yōu)缺點。 已具備條件： 本田節(jié)能競技大賽是將參賽團隊設計制作的汽車在規(guī)定時間、規(guī)定路線下 ,行駛一定距離 ,并由此換算出一升油能夠行駛的公里數(shù) ,耗 油量少則勝出的一項賽事。其中要求參加比賽的車輛均搭載由五羊本田提供的 125油器四沖程發(fā)動機。 與本題較為符合，因此借鑒往屆大賽經驗和比賽時記錄的數(shù)據(jù)。 車輛運行的能量來源是由消耗石油做功求得的，它是行駛阻力與駛過位移的乘積，并需要考慮到總的機械效率。下面將要計算帶有內燃機的汽車燃油消耗。 節(jié)能車除了要自主的設計及制作 本田節(jié)能車 以外，還需要考慮各種因素 本質看、 要 用實際結果證明一切，還需要用理論分析來考量節(jié)能賽車的各個影響因素。從而有針對性地進行研究分析，得到更為合理 的布局及整車的配置。 最終確保合理的傳動系統(tǒng)的運行。 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進度 (以周為單位 ) 研究進度具體安排如下： 第 1：畢業(yè)實習，完成實習報告 第 3：總體結構設計，列出論文提綱 第 5：對 小車傳動系統(tǒng) 的主要參數(shù)的校核 第 7：對 小車傳動系統(tǒng) 設計計算 第 9： 小車傳動系統(tǒng) 機構元件設計及減震器結構設計 第 11：繪制 小車傳動系統(tǒng) 結構零件圖 第 13：繪制裝配圖，檢查修改圖紙，并完成論文第一稿 第 15：檢查修改圖紙、論文、直至定稿，準備答辯 第 17 周：答辯 開 題 報 告 審 定 紀 要 時 間 地點 主持人 參 會 教 師 姓 名 職 務（職 稱） 姓 名 職 務（職 稱） 論 證 情 況 摘 要 記錄人： 指 導 教 師 意 見 指導教師簽名： 年 月 日 教 研 室 意 見 教研室主任簽名： 年 月 日 畢 業(yè) 設 計（論 文）文 獻 綜 述 我的論文選題是： 節(jié)能小 車傳動系統(tǒng)結構設計 一、文獻查閱的方法與結果 我從以下途徑查閱了文獻資料： [1] 黃鳴 L], [2] 張朝暉 . 構分析工程應用實例解析 [M][3] 周寧 械工程應用實例 [M][4] 高耀東 . 械工程應用 25 例 [M][5] 王志明 能電動三輪車車架結構性能仿真分析及優(yōu)化研究 [D]. 浙江大學碩士 學位論文 [6] 馬訊，盛勇生 J]第 26 卷第 4 期 [7] 劉維信 M][8] 李軍 ,刑俊文 ,覃文潔 例教程 [M]北京理工大學出版社 ,2002 [9] 陳立平 ,張云清 ,任衛(wèi)群 ,覃剛 用教程 [M]. 北京 :清華大學出版社 ,[10] 范成建 ,熊光明 ,周明飛 用與提高 [M]機械工業(yè)出版社 ,[11] 鄭凱 ,胡仁喜 ,陳鹿民 005 機械設計高級應用實例 [M]. 北京 :機械工業(yè)出版社 ,[12] 劉齊茂 J] [13] 王玉艷 ,孫麗萍 ,王曉偉 ,基于 客車車體輕量化技術及其應用 ,大連交通大學學報 [J],28 卷第 2 [14] A.; P.; S.; R., s ], 1, , 007 , 12330) [15] 張莉 拖車車架剛強度分析中的應用 [J]程 80 期 [16] 王暉云 ,呂寶占 ,朱思洪 輕型載貨汽車車架模態(tài)分析 [J]28 卷第 3 期 [17] 牛躍文 ,基于 礦用汽車車架有限元模態(tài)分析 [J]28 卷第 4 期 [18] 王望予 三版） [M]. 北京 :機械工業(yè)出版社 , [19] 余志生 第二版 ) [M] 機械工業(yè)出版社 ,1990 [20] 陳家瑞 M]人民交通出版社 ,2001 二、國內外研究歷史與現(xiàn)狀 通過查閱資料和分析，對我所研究的論題國內外研究的歷史和現(xiàn)狀是： 我國正式對節(jié)能汽車的研制始于 1981 年，當時全球對電動汽車的宣傳和需求并不強烈，對電動汽車的研究也相當零散，投入很少。近年來，我國電動汽車的研究、開發(fā)進入了有組織。有領導的全面發(fā)展階段，國家在電動汽車研制開發(fā)方面也采取了積極有效的宏觀引導措施。 我國高度重視節(jié)能汽車技術的發(fā)展。“十五”期間，啟動了“ 863”計劃電動汽車重大科技專項，確立了“三縱三橫”（三縱：混合動力汽車、純電動汽車、燃料電 池汽車；三橫：電池、電動機、電控）的研究布局，取得了一大批電動汽車技術創(chuàng)新成果?！笆晃濉币詠?，中國提出“節(jié)能和新能源汽車”戰(zhàn)略，政府高度關注新能源汽車的研發(fā)和產業(yè)化。 2006，中國新能源汽車產業(yè)取得了重大的發(fā)展，中國自助研制的純電動、混合動力和燃料電池三類新能源汽車整車產品相繼問世。 2008 年 7 月 11 日，科技部和北京市舉行了奧運新能源汽車示范運行交車儀式。交車儀式上，各類車型共計 595 輛交付使用，為官員、運動員、教練員、媒體記者以及社會觀眾等提供服務。 2010 年上海世博會期間，也有超過 1000 輛新能源汽車在世博場館和周邊運行。 合肥工業(yè)大學張海寧首先基于整車基本參數(shù)，分析了動力性要求，確定電機的選型。然后傳統(tǒng)純電動汽車傳動系統(tǒng)的布置形式，用兩檔變速器代替了固定速比減速器，設計了一種新的傳動布置方案，在最后根據(jù)整車的動力性指標對傳動系速比上限和下限進行了分析計算。 大連交通大學李律鳴在 理論分析基礎上，設計了一種永磁廠條只是永磁齒輪代替?zhèn)鹘y(tǒng)變速箱的新型傳動系統(tǒng)，運用汽車相關知識進行了傳動系統(tǒng)設計，參考國內外最新純電動汽車參數(shù)配置，提出了模型參數(shù)設計過程，利用 限元仿真軟件建 立模型，并進行靜態(tài)和動態(tài)仿真。利用 一分析了 結構參數(shù)和轉矩的關系，針對所設計方案進行參數(shù)優(yōu)化。 姬芬竹等人考慮到電動機低速恒扭矩和高速恒功率的特性，分析了電動汽車的傳動比與檔位確定原則，同時提出了采用固定速比的電動汽車傳動方案，通過重新設計并優(yōu)化分配固定速比和主減速器速比，從而獲得更好的電動汽車動力性能。王峰等人提出了雙電機行星齒輪系電動汽車動力傳動裝置，省去了離合器，增加了車輛變速范 圍，減輕了汽車質量和提高汽車動力性。對其電機和傳動裝置的參數(shù)進行合理選擇和匹配計算，在 境下進行了整車動力性能的仿真，對傳動系統(tǒng)的參數(shù)進行了優(yōu)化。 重慶大學陳宗波提出了雙驅電動汽車，對雙驅電動汽車動力傳動系統(tǒng)進行參數(shù)匹配與仿真研究。根據(jù)幾種工作模式以及一些參數(shù)確定原則，最終確定兩個電機的參數(shù)。通過對傳動系速比進行優(yōu)化，使電動汽車常態(tài)工況運行的速度區(qū)域落在電動汽車的高效區(qū)所對應的轉速范圍內，同時證明了經過改變速比，可以使電動機的工作點移向電動機經常工作的最佳效率區(qū)域內，合理的傳動系速比可以改善整車的經濟性。長安大學張珍提出了主電機輔以輪轂電動機的傳動系統(tǒng)結構形式。論文中分三種運 行工況對該傳動系統(tǒng)進行了分析，第一種是正常工況，只有主電機工作；第二種工況是大負荷超負荷工況，主電機跟輔助電機同時工作，保護主電機，提高傳動系統(tǒng)的效率；第三種工況是制動和下坡工況，主電機和輔助電機作為發(fā)電機同時工作，進行能量回收。這種主電機和輪邊電機的有機結合，充分提高驅動效率的同時極大地提高了能量回收率。 三、對已掌握文獻的綜述與分析 對于我所選論題的現(xiàn)有文獻，總體分析如下： 當比傳統(tǒng)的石油燃燒發(fā)動機更環(huán)保時，這種車輛被認為是綠色環(huán)保的，其中包括混合動力汽車，插電式，燃料電池，生物燃料等可以改善燃 油經濟性的任何非傳統(tǒng)汽車。 節(jié)能 汽車的發(fā)展已有一百多年，但由于各種原因的解釋，未能在各階段得到公眾的認可。雖然電動汽車從未大量生產，但混合動力汽車近年來取得了勢頭。福特已經推出了第二代 用還宣布在 2010 年首次亮相 常規(guī) 比，插電是混合動力汽車開發(fā)的新趨勢，因為只要行駛距離小于充電閾值，那么電動模式下行駛距離可以延長并達到零排放的可能性。 然而，最近汽車行業(yè)的電氣化趨勢已經發(fā)展一段時間了并將使汽車行業(yè)發(fā)生徹底的革命。 隨著電動汽車技術的正確政策和政策的推進， 節(jié)能 汽車的發(fā)展前景將是未來發(fā) 展的重點。 在查閱的文獻資料中，與我論文直接有關的文獻有以下幾類： 1．專著教材類： 5 種，如： 2．學位論文類： 2 種，如： 3．互聯(lián)網(wǎng)資源： 3 種，如： 以上共查閱了有關文獻資料 10 種，詳見我的資料卡片 畢 業(yè) 設 計（論 文）文 獻 綜 述 指導教師意見 指導教師： 年 月 日 專業(yè)教研室審查意見 負責人： 年 月 日 I 摘 要 進入 21 世紀以來，中國汽車工業(yè)進入快速發(fā)展期，國人對于汽車的需求量急速上升，中國正式進入汽車工業(yè)文明時代。但是由于石油資源的日益減少，燃油價格水漲船高，人們的出行成本也在逐漸增加，加上有機化合物的燃燒產生的有害物質對地球的污染，所以人們需要能夠更加節(jié)約能源的汽車。 2007年 是一個倡導節(jié)能減排的專業(yè)性賽 事。參賽團隊設計制作的汽車在規(guī)定時間、規(guī)定路線下，行駛一定距離，并由此換算出一升油能夠行駛的公里數(shù)，耗油量少則勝出的一項賽事。其中參加比賽的車輛均搭載由本田技研 工業(yè)投資有限公司開發(fā)的 25化油器低油耗四沖程發(fā)動機。 本文建立 在對本田發(fā)動機性能 進行 分析 ，計算出合適的傳動比，設計 帶 傳動系統(tǒng)、離合器、 變速器 等關鍵零部件，并對以上設計進行校核，以達到成功提高燃油經濟性。 關鍵詞： 節(jié)能 小車 傳動系統(tǒng) 本田發(fā)動機 1st of of to s of by of on so 2007 to is a of of in of a of a of of is to a in a 25 o., on of to to to of 目 錄 摘 要 .................................................................................................................................................. I ........................................................................................................................................... 1 章緒論 ....................................................................................................................................... 1 題的背景及意義 ........................................................................................................................ 1 題背景 ................................................................................................................................. 1 題的意義及目的 ................................................................................................................. 2 內外研究現(xiàn)狀 ........................................................................................................................... 2 內發(fā)展現(xiàn)狀 ......................................................................................................................... 2 外研究現(xiàn)狀 ........................................................................................................................ 4 文研究的主要內容及研究思路 ............................................................................................... 6 第 2 章本田節(jié)能車總體設計方案確定 ............................................... 7 體布置形式的確定 .................................................................................................................... 7 一輪后兩輪 ......................................................................................................................... 7 兩輪后兩輪 ......................................................................................................................... 8 兩輪后一輪 ......................................................................................................................... 8 驅動方案 ...................................................................................................................................... 9 傳動如圖 ............................................................................................................................. 9 傳動 .................................................................................................................................... 9 步帶傳動 .......................................................................................................................... 10 第 3 章 本田節(jié)能車油耗分析研究 ............................................................................................. 11 傳動效率為常數(shù)時的 本田節(jié)能車 油耗分析 ............................................................................ 11 影響燃油經濟性的因素 ............................................................................................................ 13 第 4 章 本田節(jié)能車動力傳動系統(tǒng)的研究 .................................................................................. 15 合器工作狀態(tài)的確定 ............................................................................................................. 15 嵌離合器的控制與操縱 ......................................................................................................... 16 傳動傳動比的確定 ................................................................................................................. 17 定同步帶傳動各零件 ............................................................................................................. 18 致 謝 ............................................................................................................................................. 20 參考文獻 ......................................................................................................................................... 21 1 第 1 章 緒論 題的背景及意義 題背景 本田節(jié)能競技大賽是將參賽團隊設計制作的汽車在規(guī)定時間、規(guī)定路線下 ,行駛一定距離 ,并由此換算出一升油能夠行駛的公里數(shù) ,耗油量少則勝出的一項賽事。其中要求參加比賽的車輛均搭載由五羊本田提供的 125 能競技大賽于 1981 年在日本創(chuàng)辦 ,至今已有 35 年的歷史。比賽要求參賽車輛使用統(tǒng)一的 油耗汽油發(fā)動 機 ,發(fā)動機以外的車架和車身等完全由各車隊獨自創(chuàng)作 ,每支參賽隊帶來的都是世界上獨一無二的賽車。賽車在指定的賽道內跑完賽程 ,比賽誰消耗的燃油最少。由于有著極高的樂趣性和廣泛的參與性 ,在日本 ,每年都有來自初中、高中和大學等的學校代表隊、企業(yè)代表隊 ,以及來自社會上的共約 500 支車隊 ,創(chuàng)作出具有新穎構思和創(chuàng)意的賽車參加比賽。在迄今為止的 33 屆比賽中創(chuàng)下的最高記錄為 相當于北京到重慶的直線往返距離還要多。同時 ,這項比賽也逐漸向海外擴展 ,泰國、巴基斯坦、俄羅斯、韓國等的參賽者相繼參加了日本的比賽 ,上 海同濟大學也從 2000年開始制作賽車去日本參賽。 中國作為繼日本泰國之后的第三個舉辦地 ,于 2006 年在上海舉行了試行大賽 ,2007 年 11 月 11 日 ,第 1 屆 國節(jié)能競技大賽在上海國際賽車場圓滿舉行 ,2008 年 11 月 16 日 ,第 2 屆 國節(jié)能競技大賽在上海國際賽車場勝利舉辦。常州機電職業(yè)技術學院 2013 年首次參加到這項賽事中來 ,在 2013 年第7 屆 國節(jié)能競技大賽中 ,的成績。 能競技大賽的目的是通過比賽提高社會的節(jié)能和環(huán)保意識 ,參賽車隊通過各項獨創(chuàng)技術不斷挖掘一升汽油的無限潛能 ,從中體會到節(jié)能的重要性。同時 ,比賽也為參賽者提供體驗親手制作賽車的樂趣的機會 ,提高實踐能力。始人本田宗一郎曾說：“節(jié)能競技大賽的宗旨在于，讓肩負著人類未來的年輕人通過思考和實踐來體會如何更有效地利用資源 ,如何把我們生存的這個星球更完好地傳遞給下一代?！? 2 節(jié)能、環(huán)保是 直致力解決的重要課題之一。在產品領域 ,過燃料電池、混合動力、生物乙醇彈性燃料、清潔柴油等先進的節(jié)能、環(huán)保型產品時刻走在行業(yè)的前列。在生產領域 ,全 球推行“綠色工廠”體系 ,制定獨自的企業(yè)目標 ,努力降低產品生產環(huán)節(jié)的能源消耗和污染物以及溫室氣體 排放。此外 ,積極開展植樹造林等社會活動。節(jié)能競技大賽作為節(jié)能環(huán)保領域的社會活動之一今后將繼續(xù)在中國舉辦 ,望通過這項賽事 ,為社會節(jié)能、環(huán)保意識的提高做出貢獻 。 題的意義及目的 自 2004 年起 ,中國超越了日本成為僅次于美國的世界第二大石油消耗國。2006 年 ,中國對進口石油的依賴增至年需求總量的 47%,2006 年中國的原油凈進口量為 13884萬噸。而在 1990年一 2003年的 13年里 ,中國汽車保有量年均增長率達到 12%,汽車燃油消耗在中國石油消耗中所占的比例日益增大。 2004 年 ,中國每一輛汽車的年均耗油是 中國進口的原油有 30%被汽車消耗 ,而這一比例在今后將升至 50%。從尾氣排放方面 ,汽車排出的廢氣已成為城市空氣的首要污染源。據(jù)國家環(huán)?？偩譁y算 ,2005年中國汽車排放污染在城市大氣污染中所占比例高達 79%。因此 ,汽車既是耗油大戶 ,又是排放廢氣的大戶 ,抓好了汽車的節(jié)能減排 ,就是抓住了重點。 汽車節(jié)能減排的重要性不言而喻 ,考慮到當前我國的汽車節(jié)能技術發(fā)展的實際情況 ,除了要積極 推進以混合動力、燃料電池、先進柴油、醇類汽車等為代表的新能源汽車技術的發(fā)展外 ,另一個推進汽車節(jié)能減排工作的措施就是大力研究開發(fā)適合我國現(xiàn)階段汽車行業(yè)技術現(xiàn)狀 ,并適合大量在用汽車的高性能節(jié)能產品。 內外研究現(xiàn)狀 內發(fā)展現(xiàn)狀 我國正式對節(jié)能汽車的研制始于 1981 年，當時全球對電動汽車的宣傳和需求并不強烈，對電動汽車的研究也相當零散，投入很少。近年來，我國電動汽車的研究、開發(fā)進入了有組織。有領導的全面發(fā)展階段，國家在電動汽車研制開發(fā)方面也采取了積極有效的宏觀引導措施。 3 我國高度重視節(jié)能汽車技 術的發(fā)展?！笆濉逼陂g，啟動了“ 863”計劃電動汽車重大科技專項，確立了“三縱三橫”（三縱：混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車；三橫：電池、電動機、電控）的研究布局，取得了一大批電動汽車技術創(chuàng)新成果?！笆晃濉币詠恚袊岢觥肮?jié)能和新能源汽車”戰(zhàn)略，政府高度關注新能源汽車的研發(fā)和產業(yè)化。 2006國新能源汽車產業(yè)取得了重大的發(fā)展，中國自助研制的純電動、混合動力和燃料電池三類新能源汽車整車產品相繼問世。 2008 年 7 月 11日，科技部和北京市舉行了奧運新能源汽車示范運行交車儀式。交車儀式上，各類車型共計 595輛交付使用，為官員、運動員、教練員、媒體記者以及社會觀眾等提供服務。 2010 年上海世博會期間，也有超過 1000輛新能源汽車在世博場館和周邊運行。 合肥工業(yè)大學張海寧首先基于整車基本參數(shù)，分析了動力性要求，確定電機的選型。然后傳統(tǒng)純電動汽車傳動系統(tǒng)的布置形式，用兩檔變速器代替了固定速比減速器，設計了一種新的傳動布置方案，在最后根據(jù)整車的動力性指標對傳動系速比上限和下限進行了分析計算。 大連交通大學李律鳴在 計了一種永磁廠條只是永磁齒輪代替?zhèn)鹘y(tǒng)變速箱的新型傳動系統(tǒng)，運 用汽車相關知識進行了傳動系統(tǒng)設計，參考國內外最新純電動汽車參數(shù)配置，提出了模型參數(shù)設計過程，利用進行靜態(tài)和動態(tài)仿真。利用 一分析了 對所設計方案進行參數(shù)優(yōu)化。 姬芬竹等人考慮到電動機低速恒扭矩和高速恒功率的特性，分析了電動汽車的傳動比與檔位確定原則，同時提出了采用固定速比的電動汽車傳動方案，通過重新設計并優(yōu)化分配固定速比和主減速器速比，從而獲得更好的電動汽車動力性能。王峰等人提出了雙電機行星齒輪系電動汽車動力傳動裝置，省去了 離合器，增加了車輛變速范圍，減輕了汽車質量和提高汽車動力性。對其電機和傳動裝置的參數(shù)進行合理選擇和匹配計算，在 境下進行了整車動力性能的仿真，對傳動系統(tǒng)的參數(shù)進行了優(yōu)化。 重慶大學陳宗波提出了雙驅電動汽車，對雙驅電動汽車動力傳動系統(tǒng)進行參數(shù)匹配與仿真研究。根據(jù)幾種工作模式以及一些參數(shù)確定原則，最終確定兩個電機的參數(shù)。通過對傳動系速比進行優(yōu)化，使電動汽車常態(tài)工況運行的速度區(qū)域落在電動汽車的高效區(qū)所對應的轉速范圍內，同時證明了經過改變速比，可以使電動機的工作點移向電動機經常工作的最 佳效率區(qū)域內，合理的傳動系速比可以改善整車的經濟性。長安大學張珍提出了主電機輔以輪轂電動機的傳動系統(tǒng)結構形式。論文中分三種運行工況對該傳動系統(tǒng)進行了分析，第一種是正常工況，只有 4 主電機工作；第二種工況是大負荷超負荷工況，主電機跟輔助電機同時工作，保護主電機，提高傳動系統(tǒng)的效率；第三種工況是制動和下坡工況，主電機和輔助電機作為發(fā)電機同時工作，進行能量回收。這種主電機和輪邊電機的有機結合，充分提高驅動效率的同時極大地提高了能量回收率。 外研究現(xiàn)狀 2008 年以來，以美國、歐盟、日本為代表的國家和地區(qū) 相繼發(fā)布實施了新的電動汽車發(fā)展戰(zhàn)略，更加明確了產業(yè)的發(fā)展方向，進一步加大了研發(fā)投入與政府扶持力度。日本，以產業(yè)競爭力為第一目標，全面發(fā)展混合動力、純電動、燃料電池三種電動汽車，研發(fā)和產業(yè)化均走在世界前列。美國，以能源安全為主要目標，強調插電式電動汽車發(fā)展。歐盟，以二氧化碳排放法規(guī)為主要驅動力，重視發(fā)展純電動汽車。 世界上第一輛電動汽車是在 1834 年的美國誕生。美國在新能源汽車技術研發(fā)和政策上一直走在世界前列。 2012 年汽車產業(yè)報告，美國新能源汽車銷售總量居世界首位。美國電動汽車聯(lián)盟提出的電動汽車發(fā)展目標和行 動計劃，目標希望到 2018年全美初步形成良好的電動汽車生態(tài)網(wǎng)絡。 2012 年日本新能源汽車銷量位居世界第二。日本新能源汽車產業(yè)化成果在全球范圍內是最好的。以豐田普銳斯為代表的日本混合動力汽車，在世界低污染汽車開發(fā)銷售領域已經占據(jù)了領頭地位。豐田和本田汽車公司已成為當今世界燃料電池汽車市場上的重要企業(yè)。為推廣新能源汽車以及環(huán)保汽車，日本從 2009年 4月 1日起實施“綠色稅制”，他的適用對象包括純電動汽車、混合動力汽車、清潔柴油汽車、天然氣汽車以及獲得認定的低排放且燃油消耗量低的車輛。 法國是石油資源缺少的國家， 汽油昂貴，油價約為美國的四倍，每年從國外進口大量的石油。在政府積極發(fā)展新能源汽車政策的帶動下，各個汽車廠商也紛紛加大投資力度，雷諾 致 繼推出了多款環(huán)保電動汽車。 德國在新能源汽車方面也做出了重要貢獻。寶馬也是氫動力發(fā)動機車型研究的先行者。在 2009 年德國政府批準的 500 億歐元的經濟刺激計劃中，很大一部分資金用于電動汽車研發(fā)、“電動汽車充電站”網(wǎng)絡建設和可再生能源的開發(fā)。 21 世紀以來，國外各大汽車廠商紛紛制訂了新的新能源汽車發(fā)展規(guī)劃。在這個“新能源環(huán)保競技場”上 ，包括通用、奔馳、大眾、寶馬、日產、本田、豐田、克萊斯勒、福特等先行者，更是爭先恐后的扮演了新能源汽車開發(fā)的主角。 本田公司推出了百分之百純電力驅動汽車，包括在 1997 年推出的 動汽車和 2009 年推出的 料電池汽車。奔著減少二氧化碳排放和提 5 高代替能源使用效率的目標，本田公司利用在電力驅動系統(tǒng)和能源管理技術方面的專業(yè)知識，設計師設計的小型電動汽車的電力驅動系統(tǒng)具有卓越的能源轉換效率和極佳的動態(tài)性能。 2013 年，本田公司為電動汽車設計了一套新的動力系統(tǒng)。為了獲得比原有的電動汽車更好 的市場競爭力，這個動力系統(tǒng)兼具有高功率和低損耗的特點，具備世界上最先進的能源轉化效率和比同類電動汽車更卓越的動態(tài)性能。為了實現(xiàn)高的能源轉換效率，這種動力系統(tǒng)還配備了新開發(fā)的電動伺服制動系統(tǒng)進行協(xié)同控制；為了實現(xiàn)高動態(tài)性能，電動馬達裝配了新形狀的轉子，動力控制單元也裝配了具有高導熱散熱性能的部件。因為配備了三重并行模塊組和一個制冷系統(tǒng)，電池系統(tǒng)雖結構緊湊，但支持大功率輸出。這個創(chuàng)新的動力系統(tǒng)帶來了優(yōu)良的結果，汽車一次行駛里程數(shù)可以達到 82 英里，能源轉化力達到世界先進水平 29千瓦時 /100英里，同時，它的加速性 能相當于 由 E 公司聯(lián)合開發(fā)的 兩檔變速器、驅動電機和差速器設計成一個整體。德國的達姆施塔特技術大學把高速感應電機和兩檔變速器組成的驅動系統(tǒng)，證明了該系統(tǒng)可以極大改善純電動汽車的性能。 英國桑德蘭大學通過仿真模擬對比了安裝兩檔變速器和固定速比減速器的純電動汽車，表明安裝了兩檔變速器的純電動汽車不僅可以減少能量消耗，還可以減少整個驅動鏈的尺寸和重量。美國印第安納波利斯大學針對一款 5檔手動變速器的純電動公交車，研究了在換檔過程中的電機控制問題，該方案適合直接耦合集成 動力系統(tǒng)的電動汽車。 韓國漢陽大學的 理地選擇電動汽車的動力驅動系統(tǒng)的零部件及其有關參數(shù)，使其達到最優(yōu)匹配，將對整車性能產生較大影響。 法國西布列塔尼大學 較了三種不同控制策略在計算整車動力性的條件下對純電動汽車能耗經濟性的影響，結果表明，基于空間矢量建模的直接轉矩控制策略具有最好的控制效果。日本橫濱大學的 要針對動力電機的轉矩特性進行了研究，著重論述了電動汽車用動力電機的啟動特性和過載特性。英國謝菲爾德大學 比分析了多能源控制總成的設計方法，并對混合動力驅動系統(tǒng)中的能量流動進行深入分析，提出了混合動力汽車的能量管理方法。 德國瓦爾塔汽車工業(yè)公司的 能量管理定義為能量回饋、能量流動、能量存儲和能量消耗的綜合控制，同時給出了能量管理、電池管理和電池狀態(tài)監(jiān)測之間的層次關系，將電池管理和電池監(jiān)測歸結于能量管理的范疇，延長了電池的使用壽命。 6 美國田納西大學 析了電動汽車用各類型動力電池的充放 電特性，提出了一種新的 建立 用汽車公司設計的放電電流進行檢測，還具有六路溫度檢測、高壓保險絲熔斷保護、高壓回流式繼電器、電量顯示和低壓報警等功能。美國伊利諾伊大學的 提出了基于 能量回收最大化的再生制動控制方法，采用該方法回收的制動能量比傳統(tǒng)再生制動控制方法提高了 20%。德克薩斯 A&：并聯(lián)再生制動控制策略、理想再生制動控制策略和最大能量回收 控制策略，并對所提出的再生制動控制策略進行了仿真分析。 文研究的主要內容及研究思路 論文主要是對本田 125發(fā)動機節(jié)能小車的傳動系統(tǒng)進行設計，要求提升燃油經濟性，主要內容是：分析現(xiàn)有的節(jié)能車輛，總結經驗，借鑒現(xiàn)有的參數(shù)，并計算得出所需數(shù)據(jù)，設計傳動系統(tǒng)零部件及總成，完成整套系統(tǒng)的設計。 7 第 2 章 本田節(jié)能車 總體設計方案確定 體布置形式的確定 在 本田節(jié)能車 總體布置形式的確定中應該充分考慮到 本田節(jié)能車 制作的簡易性、行駛穩(wěn)定性和行駛阻力的大小。根據(jù)節(jié)能競技大賽的比賽規(guī)則 ,參賽車輛的車輪必須為 3 輪以上 (包括 3 輪 ),并且要求其結構必須滿足無論在競技車輛停止時還是行駛時都能自行站立的條件 ,這樣便有以下幾種總體布置方案以供選擇 。 一輪后兩輪 這種布置形式類似于在日常生活中見到的三輪車 ,在設計制作過程中 ,可以利用現(xiàn)成的自行車部件加以改裝來實現(xiàn) ,從而減低了制作難度 ,節(jié)省了制作時間 ,而且駕駛構造也比較簡單。但是這種方案的行駛穩(wěn)定性較差 ,尤其是轉向行駛穩(wěn)定性不好 ,在車速較快時轉向容易翻車 ,這將大大降低 本田節(jié)能車 的行駛安全性?？紤]到節(jié)能競技大賽必須由一名車手駕駛進行比賽 ,而且由于比賽規(guī)則中對行駛速度 有一定明確要求 (平均時速不得低于 25km/h),因此放棄該方案。前一輪后兩輪的具體布置形式如圖 圖 一輪后兩輪的布置形式 8 兩輪后兩輪 此種布置形式與生活中常見的四輪轎車相似 ,其優(yōu)點為有較好的行駛穩(wěn)定性 ,但是在以節(jié)能為主要目的的競技大賽中 ,這種布置方案的缺點卻很多。首先 ,由于其四輪著地 ,相比三輪車來說接地面積大 ,這無疑就提高了車輛在行駛過程中的行駛阻力，前兩輪后兩輪具體布置形式如圖 兩輪后一輪 這種布置行駛在以往的節(jié)能競技大賽中應用最為廣泛，其 優(yōu)點為在保證較小的行駛阻力的前提條件下，能夠很好的保證行駛的穩(wěn)定性，從而提高了 本田節(jié)能車 的安全性。 圖 兩輪后兩輪的布置形式 圖 兩輪后一輪的布置形式 9 綜合上述幾種結構的優(yōu)缺點，在節(jié)能為主的前提條件下，又要同時保證良好的操穩(wěn)性和行駛安全性，因此，確定 本田節(jié)能車 的車輪布置形式為前兩輪后一輪的布置形式。 驅動方案 節(jié)能大賽使用的是五羊本田提供的 125缸四沖程汽油機。該機最大功率 低燃油消耗率 367g/千瓦時。壓縮比 1，采用電啟動、化油器供油、兩氣門、鏈條正時，潤滑方式為曲軸飛濺式。傳動方式主要有以下幾種： 傳動 如圖 軸傳動是利用發(fā)動機輸出軸直接連接后輪軸，該方式傳動效率高，但使整車的重心偏離了車體中心線，降低了穩(wěn)定性。 傳動 節(jié)能小車 發(fā)動機不要求輸出那么大的扭矩，且為了減少發(fā)動機的重量對其進行了切除，改變了原有的機械式離合器，故啟動時鏈傳動沖擊力比較大，對后軸傳動部件有很大的沖擊力。防止脫鏈要保重很高的嚙合度。增加了加工難度。 圖 10 步帶傳動 相比而言，同步帶可以緩和沖擊，吸收震動，且傳動效率也比較高。 綜合以上傳動方式 :同步帶傳動具有帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動的優(yōu)點。同步帶 傳動由于帶與帶輪是靠 齒帶 嚙合傳遞運動和動力，故帶與帶輪之間無相對滑動，能保證準確的傳動比。同步帶通常以鋼絲繩或玻璃纖維繩為抗拉體，氯丁橡膠或聚氨酯為基體，這種帶薄而且輕，故可用于較高速度。傳動時的線速度可達50m/s，傳動比可達 10，效率可達 98%。傳動噪聲比帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動小，耐磨性好，不需油潤滑，壽命比摩擦帶長。 因此我們選擇齒帶傳動 . 圖 圖 11 第 3 章 本田節(jié)能車 油耗分析研究 節(jié)能車除了要自主的設計及制作 本田節(jié)能車 以外，還需要考慮各種因素 本質看、 要 用實際結果證明一切，還需要用理論分析來考量節(jié)能賽車的各個影響因素。從而有針對性地進行研究分析，得到更為合理的布局及整車的配置。 傳動效率為常數(shù)時的 本田節(jié)能車 油耗分析 車輛運行的能量來源是由消耗石油做功求得的，它是行駛阻力與駛過位移的乘積，并需要考慮到總的機械效率。下面將要計算帶有內燃機的汽車燃油消耗。 為了突出本質，我們做簡化分析研究，假定在整個特性場內發(fā)動機和特性轉換裝置的效率是常數(shù)。先考慮勻速行駛的情況，再考慮變速行駛的情況。 驅動輪上的功 R 在時間間隔 T 內的積分求 得 由于單軸驅動時候，如果假定 r / R 1，即忽略了驅動滑的情況，靜止空氣中的速度 v，牽引力 z ，則有 如果低熱值 的單位取為 J /l ，內燃機平均效率為 發(fā)動機飛輪到車輪的平均效率（即整個特性轉換裝置的效率）為 ；則功 位為 J ）和燃料消耗量 B （單位為 l）之間的關系式為 驅動的基本方程 其中 氣阻力 F L， 坡阻力， （ 立，并把燃料消耗量 B 被駛過的路程 可求得燃料消耗（常用單位為 l /100 12 先考慮勻速行駛，有 v = L /T =常數(shù)， v=0， 加速阻力 ?？傻玫揭粋€簡單關系式子 這就表明，只要發(fā)動機和特性轉換裝置的效率高，而同時滾動阻力，空氣阻力和上坡阻力小，那么然后消耗是很低的，阻力低就意味著車重 G ，輪胎滾動阻力系數(shù) ，空氣阻力系數(shù) 以及橫截面積 A 都應該小。只是最重要的一些要求。 在非勻速行駛時，由式 慮到加速和減速，平路行駛的關系式為 把積分式展開： 第一個積分等于平均行駛速 乘以時間 T 。第二個積分，如果有v(t=0)=v(t=T)，而且減速時能量 能完全回儲，那么應該為零。第三個積分可以改寫，取 假定 對 成對稱分布，則有 ， ，而有 式中為 標準差， 為方差，把它帶入速度表達式。這樣由式（ 得到 可見，盡管在制動時能量回儲，但由于空氣阻力和速度的關系是非線性的，但是速度的變化越大，燃料消耗增加就會越多。 按照節(jié)能的宗旨 ,設計上都是比較輕便的結構，加入回儲備設備勢必增加整車重量并且使 小 車結構變得更為復雜。為了簡化分析，這里不考慮能量回儲備對油耗的影響（即假定減速是能量完全回儲）。 13 影響燃油經濟性的因素 從上面的分析結果 可以看出來，主要有三組因素影響汽車燃油消耗：發(fā)動機、傳動系統(tǒng)和外部阻力因素。其中，發(fā)動機是最大的影響要素，但賽車所用發(fā)動機由賽事主辦方給定，因而本文主要討論的是影響油耗的外部因素。 （ 1）發(fā)動機 發(fā)動機對燃油經濟性的影響因素主要有壓縮比、燃油供給、功率利用率等。發(fā)動機中的熱損失與機械損耗占燃油化學能中的 65%左右，顯然，發(fā)動機是對汽車燃油經濟性最有影響的部。 （ 2）傳動系 汽車傳動系對燃油消耗的影響，取決于傳動效率、變速器檔數(shù)與傳動比。 傳動效率越高，則損失于傳動系的能量愈少，因而燃油經濟性也愈好， 變速器的檔位與傳動比對燃油經濟性也有影響。隨著變速器檔位的增加，增加了選用合適檔位使發(fā)動機處于經濟工作狀況的機會，從而保證汽車的經濟性愈好。 外部阻力因素 (1）整車質量 汽車總質量為整備質量與裝載質量之和，整備質量為汽車經整備后再完備狀態(tài)下的自身質量，即指汽車在加滿燃料、潤滑油、工作油液（如制動液等）及發(fā)動機冷卻液并裝備（隨車工具及備胎等）齊全后但未載人、載貨時的總質量。裝載質量為最大貨運質量與最大客運質量之和。汽車總質量影響到汽車的滾動阻力、坡度阻力、慣性阻力和加速阻力，因此對汽車的燃油經濟性影響最大 。因此，在汽車上廣泛采用輕質材料，減輕汽車自重，是提高汽車燃油經濟性的一個重要方向。 (2）氣阻力 汽車的外觀主要有在高速行駛時的影響力上的燃油經濟性，空氣阻力，因此，流線型的車身，降低了空氣阻力系數(shù)，可以提高燃油經濟性。 為克服空氣阻力而消耗的發(fā)動機功率與汽車行駛速度的立方成正比，汽車速度不高時，空氣阻力對汽車的燃油消耗影響不大，因此在城區(qū)，由于行駛車速低，對油耗影響較小。但是，當超過 50 公里每小時的速度，空氣阻力對車輛的燃料經濟性的影響逐漸減少，那么減少空氣阻力主要是通過汽車的空氣阻力系數(shù)來實現(xiàn)，汽車制造廠通過正常的風洞試驗研究使汽車外形接近最優(yōu)化。 (3）動阻力 國外的實驗研究表明：當滾動阻力減小 1N 時，燃油消耗量減少 00估算為 f 每減少 10 時，可節(jié)省燃油達 參照上 14 述的分析資料。節(jié)油性關鍵點就集中在了三個外部阻力因素上。在 本田節(jié)能車 的設計中，如果不考慮發(fā)動機及車手的重量的話，影響質量最主要的因素便是車架了；對于滾動阻力，在車速不高的情況下，影響其最大的因素是其整車質量。那么將三個外部因素集中起來考慮的話， 本田節(jié)能車 的節(jié)油特性研究的重點 主要就放在了車架輕量化及降低空氣阻力這兩個方面的。 15 第 4 章 本田節(jié)能車 動力傳動系統(tǒng)的研究 合器工作狀態(tài)的確定 本田節(jié)能車 在行駛過程中是以加速滑行然后再加速的行駛方法進行運動的。因此，要保證在滑行過程中盡可能降低機械運動的能量損耗，采取離合器的動力結合方案。同時考慮到車輛在比賽過程中滑行的時間較加速時間更長，因此采用離合器常分離的方案，即加速過程通過執(zhí)行機構使離合器結合，滑行時則處于自分離狀態(tài)。離合器結構形式如圖 圖 示。 圖 離合器三維模 型 圖 離合器實物 16 嵌離合器的 控制與操縱 在起步時，點火加速，離合器嚙合，動力通過鏈傳動，從發(fā)動機傳遞到鏈輪，在通過離合器傳遞到主動軸，提速，當達到 45km/h，熄火，離合脫離，開始滑行，在速度低于 20km/h,再通過撥叉是離合器嚙合，點火加速，速度達到 45km/此循環(huán)往復，完成比賽。 下圖 圖 嵌式離合器 目前主流的離合器的操縱方法： （ 1） 手動機械控制 通過拉鎖來控制離合器嚙合分開，完全不需要另外付出電能，節(jié)約能源，而且對于突發(fā)狀況可以人為及時控制，提高了可操控性，但是需要駕駛員一直用 力握著，增加了操作的復雜性，而且與速度的配合不能達到精確。 （ 2） 電子控制 該控制系統(tǒng)主要由單片機，速度傳感器，撥叉，電磁鐵，彈簧，開關組成。車輪上安裝速度傳感器，由單片機下達指令，當達到預設速度時，單片機讓電磁鐵接通電源，產生吸引力，讓撥叉將離合器分開，熄火滑行，當達到預設最低速度時，電磁鐵斷電，彈簧使離合器嚙合，點火加速，并且設有總開關，用以人為控制。如圖 17 圖 合器控制系統(tǒng) 兩方案相比，第二種可更加科學化控制離合器，但是對于突發(fā)狀況，例如急彎，就不能應對自如，而且增加了成本和設計難度。 所以可以在方案二的基礎上，加設方案一的操控裝置，當啟用方案一的裝置時，斷開方案二的供電，這樣既能精確控制，也能應對突發(fā)狀況。 傳動傳動比的確定 本田節(jié)能車 發(fā)動機運動方式的特點，不能根據(jù)發(fā)動機的最佳功率進行帶傳動比的計算，根據(jù)載荷經驗確定傳動比 ~8 之間，初步計算取 i=經實車測試將傳動比改小為 i=體對比如表 表 傳動比對照表 傳動比對照 46 3 61 7 0 均值 18 定同步帶傳動各零件 五羊本田 125托車發(fā)動機 的經濟 發(fā)動機轉速 在 3000轉，速度應該是60km/節(jié)距 （圓弧形齒）同步帶、輪選型圖 查表 0,現(xiàn)在選取小帶輪齒數(shù)為 66。 1小帶輪節(jié)圓直徑確定 ?? ? 1 = 19 表 帶輪最小齒數(shù)表 2大帶輪相關數(shù)據(jù)確定 由于系統(tǒng)傳動比為 1:1 ，所以大帶輪相關參數(shù)數(shù)據(jù)與小帶輪完全相同。齒數(shù)182 ?z ，節(jié)距 3帶速 n=v/r=2044100060 ? ????? ? 4初定周間間距 根據(jù)公式 )(2)(1021 ??? 得 79238 0 ?? 現(xiàn)在選取軸間間距為 600 同步帶帶長及其齒數(shù)確定 0L=22 0 ??a( 21 ) = 2/)??? =在這里，我們選用梯形帶。帶的尺寸如表 表 同步帶尺寸 型號 節(jié)距 齒形角 齒根厚 齒高 齒根圓角半徑 齒頂圓半徑 H 0。 20 致 謝 通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文終于完成了，這意味著大學生活即將結束。在大學階段，我在學習上和思想上都受益非淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學和朋友的關心、支持和鼓勵是分不開的。在本論文的寫作過程中，我的導師 何濤 老師傾注了大量的心血，從選題到 開題報告 ，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴格把關。在論文工作中，我也遇到了許多困難，一直得到 何濤 老師的親切關懷和悉心指導，使我順利完成論文， 何濤 老師以其淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、求實的工作作風和他敏捷的思維給我留下了深刻的印象，我將終生難忘，再一次向他表示衷心的感謝，感謝他為學生營造的濃郁學術氛圍，以及學習、生活上的無私幫助 !值此論文完成之際，謹向 何濤 老師致以最崇高的謝意 ! 同時我還要感謝在我學習期間給我極大關心和支持的各位老師以及關心我的同學和朋友。寫作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學習的過程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新的學習生活的開始。我將銘記我曾是一名機電學子，在今后的工作中把機電的優(yōu)良傳統(tǒng)發(fā)揚光大。 21 參考文獻 [1] 黃鳴 L], [2] 張朝暉 . 構分析工程應用實例解析 [M][3] 周寧 械工程應用實例 [M][4] 高耀東 . 械工程應用 25 例 [M] [5] 王志明 D]. 浙江大學碩士 學位論文 [6] 馬訊，盛勇生 J]第 26 卷第 4 期 [7] 劉維信 M][8] 李軍 ,刑俊文 ,覃文潔 例教程 [M]北京理工大學出版社 ,2002 [9] 陳立平 ,張云清 ,任衛(wèi)群 ,覃剛 用教程 [M]. 北京 :清華大學出版社 ,[10] 范成建 ,熊光明 ,周明飛 用與提高 [M]機械工業(yè)出版社 ,[11] 鄭凱 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