目錄TOC\o"1-3"\h\u13366目錄 115271選題的目的及意義 26172本課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì) 2281343本課題的研究?jī)?nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題 3100253.1研究?jī)?nèi)容 3280633.2擬解決的問題 44擬采用的研究方法及技術(shù)路線 4212924.1研究方法及措施： 422144.2實(shí)施方案與思路 4171554.2.1汽車混合動(dòng)力的設(shè)計(jì) 471624.2.2總體布置及計(jì)算 6285715課題進(jìn)度安排 913590參考文獻(xiàn) 91選題的目的及意義經(jīng)過近30年的努力，特別是過去10多年國(guó)家汽車生產(chǎn)和消費(fèi)政策的調(diào)整，我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，產(chǎn)銷規(guī)模在1998-2008年的10年間保持了20%以上的年均增幅。目前我國(guó)已躍居世界第二大汽車消費(fèi)國(guó)和第三大汽車生產(chǎn)國(guó)。2008年，受國(guó)際金融危機(jī)的影響，我國(guó)汽車產(chǎn)銷量分別為934.5萬輛和938.1萬輛，增幅低于2007年。而2009年以來，汽車市場(chǎng)回暖，從2009年3月起我國(guó)汽車產(chǎn)銷已連續(xù)9個(gè)月超過百萬輛水平，創(chuàng)歷史記錄。2009年1-11月，我國(guó)汽車產(chǎn)銷分別為1226.58萬輛和1223.04萬輛，同比增長(zhǎng)41.59%和42.39%。中國(guó)汽車工業(yè)總體發(fā)展趨好。關(guān)于中國(guó)汽車制造業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：2008年1-11月我國(guó)汽車制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)累計(jì)工業(yè)總產(chǎn)值2,107,810,742,000元，實(shí)現(xiàn)累計(jì)產(chǎn)品銷售收入2,083,202,551,000元，實(shí)現(xiàn)累計(jì)利潤(rùn)總額123,902,786,000元。2009年1-11月全國(guó)汽車行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)產(chǎn)銷呈較快增長(zhǎng)趨勢(shì)，工業(yè)總產(chǎn)值和工業(yè)銷售產(chǎn)值自1-4月由負(fù)增長(zhǎng)轉(zhuǎn)為正增長(zhǎng)以后，增幅均逐月上升。1-11月，累計(jì)完成工業(yè)總產(chǎn)值28576.49億元，同比增長(zhǎng)22.26%，增長(zhǎng)額為5203.70億元；累計(jì)完成工業(yè)銷售產(chǎn)值28024.21億元，同比增長(zhǎng)21.83%，增長(zhǎng)額為5021.89億元。作為發(fā)展中國(guó)家，我國(guó)面臨的挑戰(zhàn)比發(fā)達(dá)國(guó)家會(huì)更加嚴(yán)重，我國(guó)政府高度關(guān)注新能源汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。在能源和環(huán)保的壓力下，新能源汽車無疑將成為未來汽車的發(fā)展方向。中國(guó)汽車行業(yè)前景廣闊，預(yù)計(jì)我國(guó)汽車產(chǎn)量2010、2011年將持續(xù)保持增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)增長(zhǎng)率在19%至20%之間。在2015年左右國(guó)內(nèi)汽車銷售有望超過美國(guó)，成為第一大汽車消費(fèi)市場(chǎng)。到2020年，中國(guó)本土汽車產(chǎn)量將達(dá)到2000萬輛左右，其中兩成產(chǎn)品將進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。對(duì)于即將走進(jìn)中外合資的大型汽車企業(yè)上海通用汽車有限公司的我，更應(yīng)該了解熟悉汽車的定義、分類、性能及汽車行業(yè)、汽車產(chǎn)業(yè)鏈等，清楚國(guó)內(nèi)外汽車工業(yè)的現(xiàn)狀和國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)自主品牌的發(fā)展，并對(duì)中國(guó)汽車制造行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)有一定的了解。基于工作和未來發(fā)展需要，有必要對(duì)汽車動(dòng)力系統(tǒng)有一定的了解，因此本課題的研究顯得尤為重要，對(duì)未來的機(jī)遇有重要的現(xiàn)實(shí)意義。2本課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)在能源和環(huán)保的壓力下，新能源汽車無疑將成為未來汽車的發(fā)展方向。“十二?五”期間，我國(guó)新能源汽車將正式邁入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段：2011-2015年開始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，在全社會(huì)推廣新能源城市客車、混合動(dòng)力轎車、小型電動(dòng)車?！笆?五”期間即2016-2020年，我國(guó)將進(jìn)一步普及新能源汽車、多能源混合動(dòng)力車，插電式電動(dòng)轎車，氫燃料電池轎車將逐步進(jìn)入普通家庭。新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動(dòng)力裝置），綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車包括：混合動(dòng)力汽車（HEV）、純電動(dòng)汽車（BEV）、燃料電池汽車（FCEV）、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車以及燃?xì)馄?、醇醚汽車等等?；旌蟿?dòng)力汽車是指同時(shí)裝備兩種動(dòng)力來源——熱動(dòng)力源（由傳統(tǒng)的汽油機(jī)或者柴油機(jī)產(chǎn)生）與電動(dòng)力源（電池與電動(dòng)機(jī)）的汽車。通過在混合動(dòng)力汽車上使用電機(jī)，使得動(dòng)力系統(tǒng)可以按照整車的實(shí)際運(yùn)行狀況靈活調(diào)控，而發(fā)動(dòng)機(jī)保持在綜合性能最佳的區(qū)域內(nèi)工作，從而降低油耗與尾氣排放，節(jié)能環(huán)保效益顯著。國(guó)際混合動(dòng)力汽車市場(chǎng)上，日本、美國(guó)、歐洲等市場(chǎng)比較成功，日本豐田、本田，美國(guó)通用、福特等大型車企積極投身混合動(dòng)力汽車的研發(fā)及生產(chǎn)。預(yù)計(jì)從2010年到2015年世界混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)的年均增長(zhǎng)率將達(dá)到10%以上，全球混合動(dòng)力汽車市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大。中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)始于21世紀(jì)初。2001年，新能源汽車研究項(xiàng)目被列入國(guó)家“十五”期間的“863”重大科技課題，并規(guī)劃了以混合動(dòng)力車為起點(diǎn)，向氫動(dòng)力車目標(biāo)挺進(jìn)的戰(zhàn)略。2009年初，國(guó)家財(cái)政部、科技部下發(fā)《節(jié)能與新能源汽車示范推廣財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》，在北京、上海、重慶、杭州、廣州、深圳等13個(gè)城市開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點(diǎn)工作，以財(cái)政政策鼓勵(lì)在公交、出租、公務(wù)、環(huán)衛(wèi)和郵政等公共服務(wù)領(lǐng)域率先推廣使用節(jié)能與新能源汽車，對(duì)推廣使用單位購(gòu)買節(jié)能與新能源汽車給予補(bǔ)助。經(jīng)過多年研發(fā)，我國(guó)已基本掌握了混合動(dòng)力汽車關(guān)鍵零部件和動(dòng)力系統(tǒng)平臺(tái)技術(shù)，擁有了相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試能力，開發(fā)出一批混合動(dòng)力汽車產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了小批量的整車生產(chǎn)能力，混合動(dòng)力公交車已在多個(gè)城市開展了小規(guī)模示范應(yīng)用。在國(guó)家相關(guān)扶持政策的積極推動(dòng)下，我國(guó)混合動(dòng)力汽車業(yè)將進(jìn)一步突破產(chǎn)業(yè)化瓶頸、降低制造成本、加速產(chǎn)業(yè)鏈的培育和延伸。目前混合動(dòng)力車型是新能源汽車的主流。近年來混合動(dòng)力車型得到了越來越多消費(fèi)者的認(rèn)可。在這股產(chǎn)業(yè)化高潮中，國(guó)內(nèi)汽車企業(yè)也正在向國(guó)際接軌。從最初合資企業(yè)一汽豐田引進(jìn)普銳斯混合動(dòng)力轎車到如今包括一汽、上汽、東風(fēng)、長(zhǎng)安、奇瑞、比亞迪的群雄逐鹿，混合動(dòng)力汽車在我國(guó)已進(jìn)入科研轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵時(shí)期。到2012年前后，我國(guó)混合動(dòng)力汽車市場(chǎng)將進(jìn)入快速發(fā)展階段。3本課題的研究?jī)?nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題3.1研究?jī)?nèi)容本設(shè)計(jì)為上海通用英朗GT轎車的動(dòng)力系統(tǒng)，在汽車的混合動(dòng)力系統(tǒng)中，以制造成本低，改型設(shè)計(jì)少，性能指標(biāo)優(yōu)為出發(fā)點(diǎn)，在輕度混合動(dòng)力的基礎(chǔ)上，開發(fā)一款四輪驅(qū)動(dòng)的完全混合動(dòng)力汽車，從而實(shí)現(xiàn)汽車的低成本、低能耗、低污染，真正使開車成為一種綠色出行。在這一系統(tǒng)中，SSG(Side-mountedStarterandGenerator)與發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶連接，實(shí)現(xiàn)汽車的自動(dòng)啟停和發(fā)電的功能，后輪上的兩個(gè)輪轂電機(jī)直接和后輪軸相連，起到單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、功率補(bǔ)償和制動(dòng)能反饋的作用。3.2擬解決的問題零部件的選型原則：內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)、蓄電池的選擇。(1)、混合動(dòng)力內(nèi)燃機(jī)追求的是高效率，而不是高功率，可以使其更小更輕，以減少摩擦損失。（2）、混合動(dòng)力的輪轂電機(jī)要求是具有較大范圍的調(diào)速性能，能通過四象限工作實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能反饋、高效率、低損耗。（3）、混合動(dòng)力汽車對(duì)蓄電池進(jìn)行的是頻繁和淺度的充放電循環(huán)，在充放電過程中，電壓和電流可能有較大變化，因此蓄電池有：a、大功率充放電能力；b、較高的充放電效率。4擬采用的研究方法及技術(shù)路線4.1研究方法及措施(1)了解汽車動(dòng)力系統(tǒng)組成及工作原理；(2)把握總體思路，提出總體設(shè)計(jì)方案；(3)了解汽車動(dòng)力系統(tǒng)功能從而做出主控模塊的選型及設(shè)計(jì)；(4)學(xué)習(xí)汽車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想，制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)思路與程序；(5)做出控制方案；(6)汽車動(dòng)力系統(tǒng)原理圖。4.2實(shí)施方案與思路4.2.1汽車混合動(dòng)力的設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)作為本文設(shè)計(jì)的混合動(dòng)力汽車整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的核心和主要?jiǎng)恿υ?其性能對(duì)于整車的動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性能和排放的影響最為顯著。因此,發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。在設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),應(yīng)當(dāng)遵循以下原則:a、發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)工作時(shí),一般需要保證車輛勻速行駛時(shí)所需要的最大功率,即:式中,為傳動(dòng)系的效率；m為整車的質(zhì)量；g為重力加速度；v為車輛行駛速度；Cd為空氣阻力系數(shù)；A為車輛的迎風(fēng)面積。b、發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)車輛時(shí),滿足車輛所需的最大功率,并留有一定余量,作為車輛的后備功率和附件功率使用。c、盡量保證所選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)可以長(zhǎng)時(shí)間工作在經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)。d、盡可能選取較小的發(fā)動(dòng)機(jī),降低成本,減小排放。按照這種原則，對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)過程如下：圖1整車驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖本文是以上海通用英朗GT汽車汽車為原型車，將其驅(qū)動(dòng)系改造為單軸式并聯(lián)混合傳動(dòng)系統(tǒng)。其整車參數(shù)如下：滿載總質(zhì)量=2070kg，空載總質(zhì)量=1670kg，迎風(fēng)面積A=2.32m，車輪滾動(dòng)半徑r=0.345m，最大功率（KW/rpm） 110/6000，，滾動(dòng)阻力系數(shù)f=0.01.（1）、動(dòng)力性能指標(biāo)（2）、發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇（3）、電動(dòng)機(jī)的選擇（4）、電池的選擇（5）、減速器傳動(dòng)比的確定4.2.2總體布置及計(jì)算（1）、軸荷分配及質(zhì)心位置的確定（2）、空載時(shí)的軸荷校核（3）、滿載時(shí)軸荷的校核（4）、水平路面上汽車滿載時(shí)行駛時(shí)各軸的最大負(fù)荷計(jì)算圖2汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖圖3汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間的動(dòng)力傳遞裝置稱為汽車的傳動(dòng)系。它應(yīng)保證汽車具有在各種行駛條件下所必需的牽引力、車速，以及保證牽引力與車速之間協(xié)調(diào)變化等功能，使汽車具有良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性；還應(yīng)保證汽車能倒車，以及左、右驅(qū)動(dòng)輪能適應(yīng)差速要求，并使動(dòng)力傳遞能格局需要而平穩(wěn)地結(jié)合或徹底、迅速地分離。傳動(dòng)系包括離合器、變速器、傳動(dòng)軸、主減速器、差速器及半軸等部分。汽車傳動(dòng)系的組成和布置形式是隨發(fā)動(dòng)機(jī)的類型、安裝位置，以及汽車用途的不同而變化的。例如，越野車多采用四輪驅(qū)動(dòng)，則在它的傳動(dòng)系中就增加了分動(dòng)器等總成。而對(duì)于前置前驅(qū)的車輛，它的傳動(dòng)系中就沒有傳動(dòng)軸等裝置。

PSHEV的驅(qū)動(dòng)力組合有以下不同的組合模式：1）動(dòng)力組合器動(dòng)力組合式PSHEV結(jié)構(gòu)模型：動(dòng)力組合器動(dòng)力組合式PSHEV有發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)/發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)三大動(dòng)力總成，在發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸上，裝有一個(gè)電動(dòng)/發(fā)電機(jī)，電動(dòng)/發(fā)電機(jī)一般只用于快速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電。發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力在動(dòng)力組合器上進(jìn)行組合，然后通過差速器和半軸帶動(dòng)車輪行駛。由于發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力在動(dòng)力組合器上進(jìn)行組合，稱為動(dòng)力組合器組合式PSHEV。驅(qū)動(dòng)模式：（1）以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)為基本驅(qū)動(dòng)模式，帶動(dòng)電動(dòng)/發(fā)電機(jī)，通過動(dòng)力組合器驅(qū)動(dòng)車輛行駛。（2）驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式，通過驅(qū)動(dòng)動(dòng)力組合器驅(qū)動(dòng)車輛行駛。（3）在加速爬坡時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)組合成混合驅(qū)動(dòng)模式，發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過動(dòng)力組合器組合。豐田Prius所采用的混合驅(qū)動(dòng)方式，它將發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)通過一個(gè)行星齒輪裝置連接起來。動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出到與其相連的行星架，行星架將一部分轉(zhuǎn)矩傳送到發(fā)電機(jī)，另一部分傳送到電動(dòng)機(jī)并輸出到驅(qū)動(dòng)軸。此時(shí)車輛介于串聯(lián)和并聯(lián)之間，充分利用兩種驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)。從而綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系。與并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)相比，混聯(lián)式動(dòng)力系統(tǒng)可以更加靈活地根據(jù)工況來調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的功率輸出和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。此聯(lián)結(jié)方式系統(tǒng)復(fù)雜，成本高。2）驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力組合式PSHEV結(jié)構(gòu)模型：驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力組合式PSHEV有發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)/發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)三大動(dòng)力總成，在發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸上，裝有一個(gè)電動(dòng)/發(fā)電機(jī)，電動(dòng)/發(fā)電機(jī)一般只用于快速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電。由于在發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)混合驅(qū)動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力（牽引力）在驅(qū)動(dòng)輪上組合，因此稱為驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力組合式PSHEV。驅(qū)動(dòng)模式：（1）以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)為基本驅(qū)動(dòng)模式，帶動(dòng)電動(dòng)/發(fā)電機(jī)，并獨(dú)立驅(qū)動(dòng)后輪（前輪）。（2）驅(qū)動(dòng)電機(jī)為輔助驅(qū)動(dòng)模式，能獨(dú)立驅(qū)動(dòng)前輪（后輪）。（3）在混合驅(qū)動(dòng)模式時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)共同組成4輪驅(qū)動(dòng)模式，驅(qū)動(dòng)PHEV的前驅(qū)動(dòng)輪和后驅(qū)動(dòng)輪。PSHEV兼有SHEV和PHEV的優(yōu)點(diǎn)，可以組合成更多種形式的混合驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)模式，性能更加完善，經(jīng)濟(jì)。圖4四輪驅(qū)動(dòng)的混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)組成5課題進(jìn)度安排3月7日3月31日：完成實(shí)習(xí)報(bào)告，開題報(bào)告，著手查找學(xué)習(xí)相關(guān)資料4月1日4月20日：學(xué)習(xí)汽車構(gòu)造與設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，了解起汽車動(dòng)力系統(tǒng)的控制原理4月20日5月10日:查閱資料，完成混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5月10日5月20日：畫出汽車動(dòng)力系統(tǒng)的相關(guān)圖形，完成設(shè)計(jì)說明書初稿5月底備檢為答辯做準(zhǔn)備參考文獻(xiàn)[1]關(guān)文達(dá)主編.汽車構(gòu)造，清華大學(xué)出版社出版社,2004[2]王望予主編.汽車設(shè)計(jì)，吉林大學(xué)出版社,2000[3]蔣興閣主編.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，人民交通出版社，1983[4]趙丹平主編.現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理，北京大學(xué)出版社,2004[5]吳雙群主編.汽車制動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械工業(yè)出版社，2002[6]Zhang,Jindong(CollegeofComputerScienceandTechnology,JilinUniversity,Changchun,130012,China);Qin,Guihe;Zhou,Xu;Xu,Bing;Chen,ZhaoxiaSource:AdvancedMaterialsResearch,v129-131,p12-16,2010,MaterialandManufacturingTechnology[7]Anon.Frequencycontrolofcranehoistspeed.steelTimesinter