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黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
第1章 緒 論
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，汽車成為重要的交通工具已越來(lái)越廣泛的運(yùn)用于日常生活中。但其所帶來(lái)的問(wèn)題也是不容忽視的。首當(dāng)其沖的便是能源的過(guò)度消耗和環(huán)境的污染問(wèn)題。本章主要介紹了汽車面臨的問(wèn)題及解決辦法，并介紹了新型節(jié)能汽車的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況。
1.1 汽車工業(yè)發(fā)展所面臨的問(wèn)題
汽車是重要的交通工具，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的標(biāo)志。汽車工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起著重要推動(dòng)作用。另外，汽車也是社會(huì)物質(zhì)生活水平的標(biāo)志。自第一輛汽車18“年問(wèn)世以來(lái)至今己100多年，汽車工業(yè)從無(wú)到有，迅猛發(fā)展，產(chǎn)量大幅度增加，技術(shù)日新月異。目前全世界汽車的保有量已超過(guò)5億輛。雖然汽車工業(yè)發(fā)展良好，前景光明，但也面臨著不少問(wèn)題急待解決。傳統(tǒng)的汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多采用機(jī)械操作系統(tǒng)，在汽車剎車、怠速和下坡時(shí)會(huì)損失大量的能量。而大量能量的損失會(huì)導(dǎo)致一系列問(wèn)題[1]。
1.1.1 能源問(wèn)題
近年來(lái)，能源問(wèn)題的陰影己籠罩著全世界，能源問(wèn)題已成為世界各個(gè)國(guó)家共同關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。自1972年第一次石油危機(jī)以來(lái)，在世界范圍內(nèi)接連發(fā)生了第二次和第三次石油危機(jī)，再加上世界主要產(chǎn)油地區(qū)——海灣地區(qū)戰(zhàn)火不斷，極大的影響了世界石油供應(yīng)。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。如何有效的利用能源己成為世界科學(xué)家與工程師們普遍關(guān)注的問(wèn)題。與其它國(guó)家相比，正處于發(fā)展中的我國(guó)的能源消耗巨大，平均以每年3%的速度遞增。
1.1.2 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。當(dāng)今世界是和平與發(fā)展的年代，在總體和平的背景下，各國(guó)經(jīng)濟(jì)情況較好，物資生活水平迅速提高?？墒?，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，大量人為排放的廢水廢氣、噪音、無(wú)節(jié)制地取用地下水、沒(méi)有計(jì)劃的開發(fā)資源已嚴(yán)重破壞了自然界的生態(tài)平衡，酸雨、洪澇、干旱、各種罕見疾病等如洪水猛獸般不斷出現(xiàn)，對(duì)人們的日常生活帶來(lái)嚴(yán)重的影響，環(huán)境保護(hù)成為社會(huì)日益關(guān)注的問(wèn)題。
在我國(guó)，據(jù)國(guó)家環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)全國(guó)1999年各大中城市環(huán)境污染所做的報(bào)告顯示：在被調(diào)查的338個(gè)城市中，只有33.1%的城市的空氣狀況滿足國(guó)家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，另外66.9%的城市超過(guò)國(guó)家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。在這中間，還有137個(gè)城市超過(guò)國(guó)家空氣質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，占所統(tǒng)計(jì)城市數(shù)目的40.5%。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)。在對(duì)另一項(xiàng)污染物二氧化碳濃度的調(diào)查顯示，年均值超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)到28.4%左右。一些大城市機(jī)動(dòng)車排放的污染物對(duì)各項(xiàng)大氣污染指標(biāo)的貢獻(xiàn)率達(dá)到60%以上。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。在這方面，數(shù)目大的驚人的汽車無(wú)疑是罪魁禍?zhǔn)字?。汽車排房物中有大量的有害物質(zhì)，包括碳氧化合物，氮氧化合物和黑煙等等[2]。
另外，在當(dāng)代的城市中，由于汽車剎車、啟動(dòng)頻繁，經(jīng)常鳴笛，從而為都市的生活造成了很大的噪音。即使汽車在一般的行駛過(guò)程中其噪音也達(dá)到了80~90分貝。一般的噪音會(huì)影響人的工作效率，引起人的煩惱。噪音達(dá)到35分貝以上的時(shí)候就會(huì)影響人的睡眠休息，甚至分致耳聾或其它疾病，從而導(dǎo)致一系列的惡性后果，嚴(yán)重影響人們的正常生活。
1.2 節(jié)能環(huán)保汽車的發(fā)展情況
節(jié)能汽車在當(dāng)今我們這個(gè)提倡節(jié)約的社會(huì)越來(lái)越被人們廣泛關(guān)注。各種各樣節(jié)能型汽車的不斷出現(xiàn)為汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了良好的開端。本節(jié)主要介紹國(guó)內(nèi)外幾種形式的節(jié)能汽車發(fā)展情況及程度，在了解其基本情況的基礎(chǔ)上可拓展一下我們的視野和思維。
1.2.1 總體發(fā)展思路
實(shí)施汽車排放清潔的方式很多，比如提高油的品質(zhì)、在燃油中加入添加劑。但通過(guò)汽車技術(shù)創(chuàng)新來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)保的思路只有三條：一是在傳統(tǒng)汽車的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)改造；二是開發(fā)全新的汽車，利用新能源；三是安裝凈化裝置。其中，技術(shù)改造包括電控噴射技術(shù)，半導(dǎo)體輔助點(diǎn)火系，無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火系，微機(jī)控制點(diǎn)火系和無(wú)分電器點(diǎn)火系。開發(fā)新能源包括電動(dòng)汽車，太陽(yáng)能汽車，氫動(dòng)力汽車，醇類燃料汽車和天然氣汽車。安裝凈化裝置包括催化式凈化器，陶瓷微粒捕集氧化器，靜電微粒捕集器和袋濾器等。
1.2.2 國(guó)外發(fā)展情況
在國(guó)外，以節(jié)能驅(qū)動(dòng)為目的的研究發(fā)展情況主要如下：
一種以發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于經(jīng)濟(jì)工況為目的的復(fù)合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(即在相對(duì)于同等車型的底盤上裝用小功率發(fā)動(dòng)機(jī)，在不失動(dòng)力性的同時(shí)獲得較高經(jīng)濟(jì)性的技術(shù))研究已有很長(zhǎng)時(shí)間，并取得相當(dāng)?shù)某晒Α?
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)的福特公司開始分別在Pinto和Chico小轎車上、原聯(lián)邦德國(guó)的Mannesmann Rexroth加Hydromati。兩家公司在公共汽車上進(jìn)行了節(jié)能的有關(guān)研究工作，前蘇聯(lián)也進(jìn)行了類似的工作。概括起來(lái)有靜液壓傳動(dòng)的飛輪蓄能的電力復(fù)合驅(qū)動(dòng)和特殊異步電機(jī)控制蓄電池組蓄能的電力復(fù)合驅(qū)動(dòng)兩種型式。試驗(yàn)結(jié)果表明，靜液壓飛輪復(fù)合驅(qū)動(dòng)可使每循環(huán)(加、減速循環(huán))平均油耗降低約30;電力復(fù)合驅(qū)動(dòng)平均循環(huán)節(jié)約油20，同時(shí)，提高了汽車的加速性能，延長(zhǎng)了其使用壽命。到了九十年代，隨著液壓和電動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，世界許多汽車公司加緊了對(duì)復(fù)合驅(qū)動(dòng)汽車的研制和開發(fā)。俄羅斯的阿茲勒克A3JTK一2141和拉斯J1A3一4202公共汽車運(yùn)用成熟的技術(shù)開發(fā)了小功率發(fā)動(dòng)機(jī)加儲(chǔ)能器的復(fù)合驅(qū)動(dòng)裝置，油耗分別下降了29%～62%和18%～42%。94～96年俄羅斯依熱大斯克車輛廠采用鉛酸電池作為電能儲(chǔ)存器，發(fā)動(dòng)機(jī)油耗比原車型降低21%以上，在車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性得到了可觀提高的同時(shí)，排放也得到了人大的改善，二氧化碳的排放率下降50%, CO, HC和NO、只有傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的1/10,且有良好的加速性，反應(yīng)更加靈敏。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發(fā)復(fù)合驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目研究，最近俄羅斯專家提出用電容器儲(chǔ)能裝置研究復(fù)合驅(qū)動(dòng)汽車，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。
隨著世界性油料緊張，價(jià)格上漲，尾氣排放限制越來(lái)越嚴(yán)格;復(fù)合驅(qū)動(dòng)是今后汽車節(jié)約傳動(dòng)的一種發(fā)展趨勢(shì)。美國(guó)PNGV(美國(guó)政府和汽車工業(yè)界的合作契約的簡(jiǎn)稱)計(jì)劃十年內(nèi)開發(fā)出三倍與目前燃料效率的汽車，其研究主要從三個(gè)方面著手，一是提高燃料轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的效率，二是降低車重減少汽車對(duì)能量的要求，三是實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)，將減速及制動(dòng)過(guò)程損耗的能量回收利用。
最近，瑞士科學(xué)家又研制成功了一種新型的節(jié)能環(huán)保車。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·顧澤拉教授帶領(lǐng)的專家小組近日研發(fā)、制造出了世界上消耗燃料最低的汽車并給它起名為Pac-Car，如圖1.1所示。顧澤拉教授介紹說(shuō)，Pac-Car中運(yùn)用了目前世界上先進(jìn)的氫氣動(dòng)力技術(shù)。只需要8升燃料，人們就可以駕駛這種汽車環(huán)游世界一周！此外，這種汽車的另一大優(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]。
圖1.1 氫動(dòng)力汽車
1.2.3 國(guó)內(nèi)發(fā)展情況
在國(guó)內(nèi)，汽車的節(jié)能技術(shù)研究開展了很長(zhǎng)一段時(shí)間，取得了一定成就。但多局限于內(nèi)燃機(jī)的個(gè)別系統(tǒng)。以運(yùn)行的車輛整體為研究對(duì)像，通過(guò)回收被損失的機(jī)械能予以再利用的義合驅(qū)動(dòng)途徑改善車輛燃料經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、環(huán)保性的研究尚不多見。
另外，還有一種采用二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)的系統(tǒng)其功能與復(fù)合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)似，二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)是德國(guó)學(xué)者H.W.Nilaus提出的一種新型靜液傳動(dòng)技術(shù)，它利用驅(qū)動(dòng)元件(液壓馬達(dá)/泵，也稱為二次元件)能夠工作在由其輸出轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩構(gòu)成的直角坐標(biāo)系中四個(gè)象限的特點(diǎn)，把工作系統(tǒng)的慣性能和重力能回收并儲(chǔ)存.在需要時(shí)再將所儲(chǔ)存的能最釋放。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)用于車輛的驅(qū)動(dòng)中，尤其在頻繁剎車、起動(dòng)的城市公交車輛中，它可以極大地提高系統(tǒng)效率，節(jié)約能源。在國(guó)內(nèi)哈爾濱工業(yè)人學(xué)對(duì)其進(jìn)行了大量研究，取得了一些成果。
我國(guó)的新型的電動(dòng)節(jié)能轎車的開發(fā)和研制也取得了很大的進(jìn)展，華中科技大學(xué)研制成功了一種這類車輛。據(jù)介紹，這種純電動(dòng)轎車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是該校自行研制的開關(guān)磁阻電機(jī)及其控制器，采用了與世界先進(jìn)水平保持同步的全數(shù)字化高性能控制技術(shù)，并具有明顯的性能與價(jià)格優(yōu)勢(shì)。動(dòng)力源為高性能鋰離子電池。傳動(dòng)系統(tǒng)取消了離合器，專門設(shè)計(jì)制作了傳動(dòng)箱，無(wú)須手動(dòng)變速，操作方便。該汽車具有電機(jī)能量回收制動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)，一次“能量補(bǔ)給”能續(xù)駛250公里，適合于各種路況，具有零排放、低噪音、運(yùn)行平穩(wěn)、出力大、自動(dòng)調(diào)速、快響應(yīng)等明顯特點(diǎn)。
現(xiàn)在國(guó)家對(duì)小排量汽車也取消了限制，建立能源節(jié)約型，環(huán)境友好型的社會(huì)已經(jīng)成為了一個(gè)熱門話題，前不久，國(guó)務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)了國(guó)家發(fā)改委等六部委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于鼓勵(lì)發(fā)展節(jié)能環(huán)保型小排量汽車的意見》，要求取消一切針對(duì)節(jié)能環(huán)保型小排量汽車在行駛線路和出租汽車運(yùn)營(yíng)等方面的限制，小排量汽車的發(fā)展再次成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。發(fā)展節(jié)能環(huán)保小排量汽車是一件魚與熊掌能夠兼得的利國(guó)利民的好事。既能發(fā)展汽車工業(yè)，又可緩解能源資源短缺的壓力，既能促進(jìn)中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，又可滿足廣大消費(fèi)者消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)過(guò)程中的需求。他說(shuō)，發(fā)展經(jīng)濟(jì)型的環(huán)保小排量汽車，要致力于消除體制性、政策性、觀念性等多重障礙，通過(guò)財(cái)政稅收等體制改革、加大對(duì)節(jié)能環(huán)保型小排量汽車研發(fā)的支持力度、更新消費(fèi)者消費(fèi)觀念等手段，為節(jié)能環(huán)保型小排量汽車的發(fā)展創(chuàng)造一個(gè)好的體制環(huán)境、政策環(huán)境和發(fā)展環(huán)境。相信我們的節(jié)約環(huán)保汽車的前景會(huì)更加的美好[3]。
1.3 液壓節(jié)能驅(qū)動(dòng)技術(shù)在汽車上的應(yīng)用
車輛行駛過(guò)程中，按著起步、加速、勻速、減速和制動(dòng)等工況循環(huán)交替地工作。 車輛在減速、制動(dòng)工況，實(shí)質(zhì)上是將其在上一工況行駛中具有的機(jī)械能借助空氣阻力、道路阻力、制動(dòng)器以及發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)予以吸收。這一工況不僅使機(jī)械能量被浪費(fèi)掉，制動(dòng)系統(tǒng)磨損，而且，發(fā)動(dòng)機(jī)處于強(qiáng)推怠速工況，燃燒及排放惡化。
車輛在加速與上坡工況，發(fā)動(dòng)機(jī)處于大負(fù)荷甚至超負(fù)荷狀態(tài)，混合氣濃度大，耗油量加大且燃燒不完全現(xiàn)象加劇。導(dǎo)致油耗大且加劇環(huán)境噪聲與廢氣污染。
起步工況，車輛狀態(tài)由靜到動(dòng)，由于慣性載荷大(尤其對(duì)大、中型車輛)，導(dǎo)致耗油多，沖擊力大。在汽車的減速及制動(dòng)過(guò)程中若減速度大于車輛在該車速、環(huán)境、路況下自由滑行的減速度，則該過(guò)程中即有可回收利用的慣性能量(通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)、制動(dòng)器制動(dòng)所消耗的能量)。
由上述分析可見，如果將車輛在減速制動(dòng)工況損失的機(jī)械能加以回收，使發(fā)動(dòng)機(jī)處于正常的怠速工況:然后在車輛起步、加速、爬坡等工況子以釋放，幫助發(fā)動(dòng)機(jī)工作，使發(fā)動(dòng)機(jī)更長(zhǎng)時(shí)間處于經(jīng)濟(jì)工況下運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣不僅可以節(jié)約油料，提高動(dòng)力性，減少裝車功率，延長(zhǎng)車輛使用壽命，而且還可以減低噪聲和廢氣對(duì)環(huán)境的污染。
1.4 液壓節(jié)能驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展前景
液壓混合動(dòng)力技術(shù)是指在不改變傳統(tǒng)客車底盤結(jié)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)的前提下，通過(guò)在底盤上加裝一套液壓再生驅(qū)動(dòng)總成，使大部分通常被浪費(fèi)掉的制動(dòng)能量有效回收儲(chǔ)存、并利用在車輛起動(dòng)和加速上，從而達(dá)到節(jié)約燃油、降低排放、減少發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器磨損的作用。
產(chǎn)品特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：減少30%（最高可達(dá)42%）的燃油消耗；減少50%的尾氣排放；減少80%的制動(dòng)維修費(fèi)用；減少50%的發(fā)動(dòng)機(jī)磨損；增加50%的制動(dòng)力；增加40%的加速力；減少50%的運(yùn)行費(fèi)用；價(jià)格便宜，整車成本增加不超過(guò)30%；維修保養(yǎng)操作簡(jiǎn)便，一般車輛維修廠均可對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行維修保養(yǎng)
技術(shù)創(chuàng)新性：液壓裝置上，采用新的液壓網(wǎng)絡(luò)節(jié)能理論新的節(jié)能控制策略該總成采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通訊CAN總線進(jìn)行計(jì)算機(jī)智能控制。
市場(chǎng)現(xiàn)狀和前景：液壓再生能量驅(qū)動(dòng)裝置具有很廣闊的市場(chǎng)切入面，具有投入小,見效快的特點(diǎn)。既可以對(duì)在用車進(jìn)行改造，也可以作為新車的一個(gè)可選擇的配置直接裝備在新車上。對(duì)在用車進(jìn)行改造的主要產(chǎn)業(yè)鏈群體為各地公交運(yùn)營(yíng)公司，而裝備于新車的主要產(chǎn)業(yè)鏈群體是客車生產(chǎn)廠家和底盤生產(chǎn)廠家。以北京公交為例，北京公交目前擁有公交運(yùn)營(yíng)車輛1萬(wàn)8千多輛，每年燃油費(fèi)用高達(dá)10億元人民幣，如果全部安裝上液壓再生驅(qū)動(dòng)總成，每年可為公交節(jié)省3-4億元的燃油費(fèi)用。如果推廣至全國(guó)，市場(chǎng)前景將相當(dāng)可觀。
另外，再加上系統(tǒng)的節(jié)能與環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)，更是能給社會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
第2章 車輛液壓節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工況分析
液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有著明確的規(guī)范和要求，而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)所進(jìn)行的工況分析是必不可少的。只有在明確系統(tǒng)的工作情況后才能進(jìn)行具體的改造和設(shè)計(jì)。本章主要介紹了汽車的工作情況及各方面的性能要求，以便設(shè)計(jì)參考。
2.1 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]：
1、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。
2、主機(jī)的性能要求 是指主機(jī)對(duì)采用液壓傳動(dòng)的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)在力和運(yùn)動(dòng)方面的要求。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)在各工作階段所需的力和速度的大小，調(diào)速范圍，速度的平穩(wěn)性，動(dòng)作周期等方面都必須有明確的數(shù)據(jù)。對(duì)要求高精度，高生產(chǎn)力及自動(dòng)化程度高的主機(jī)，還要提出靜，動(dòng)態(tài)指標(biāo)的要求。
3、主機(jī)的使用條件和工作環(huán)境 如環(huán)境溫度的變化范圍，作業(yè)場(chǎng)地等情況，灰塵狀況等；周圍有無(wú)易燃物質(zhì)和腐蝕氣體等，也應(yīng)加以注意。
4、其他要求 如液壓裝置在重量，外行尺寸等方面的限制以及經(jīng)濟(jì)性，耗能方面的要求。
2.2 工況分析
液壓系統(tǒng)的工況分析就是分析設(shè)備在工作過(guò)程中，其執(zhí)行元件的負(fù)載和運(yùn)動(dòng)之間的變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，繪制出負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖。工況分析包括負(fù)載分析和運(yùn)動(dòng)分析。
2.2.1 例子
汽車行駛速度變化典型曲線如圖2.1所示。
圖2.1 汽車行駛速度變化實(shí)測(cè)圖
從圖2.1可知，公交汽車時(shí)速一般低于60 km/h且加減速頻繁，大多數(shù)時(shí)間公交汽車處于20 km/h～40 km/h的較低速度。僅就公交汽車在通行較為順暢的市郊路段而言，經(jīng)實(shí)測(cè)其起步、加速、減速、制動(dòng)工況頻率高達(dá)72%以上。并且隨著道路、交通流量和環(huán)境的復(fù)雜化，這一頻率會(huì)變得更大。
因?yàn)榧訙p速頻繁，所以大量的能量在制動(dòng)時(shí)被浪費(fèi)，同時(shí)也加速了機(jī)器零件的磨損，增加了廢氣的排放量。
2.2.2 測(cè)定結(jié)果分析
由于汽車運(yùn)動(dòng)具有隨機(jī)性，因此采用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理進(jìn)行分析，把單位時(shí)間內(nèi)速度變化絕對(duì)值小于士0.255的運(yùn)行工況(即有效載荷是1.5T脫擋滑行減速度值。)定為勻速工況；減速度大于0.255者定義為減速度工況；加速度值大于0.255者定義為加速工況。
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27.8 % 、44.88%、27.30%，如圖2.2所示，典型脫擋滑行減速度均值為-0.255，收油門減速度為-0.255～0.65，制動(dòng)減速度為-0.65～9.0 。
圖2.3是全程典型減速、制動(dòng)與加速循環(huán)工況，其平均減速度為0.689，典型加速?gòu)?qiáng)度為0.729，平均加速?gòu)?qiáng)度為0.419 。
圖2.2 加、減、勻速頻率圖
圖2.3 典型加速、減速與制動(dòng)工況圖
2.3 制動(dòng)系統(tǒng)性能要求
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的制動(dòng)系統(tǒng)性能是在規(guī)定的條件下，通過(guò)測(cè)量相應(yīng)的初速度下
的制動(dòng)距離和/或充分發(fā)出的平均減速度來(lái)確定。
充分發(fā)出的平均減速度按下列公式計(jì)算[GB 12676 –1999]
（2.1）
式中 —實(shí)驗(yàn)車制動(dòng)初速度；
—0.8實(shí)驗(yàn)車速；
—0.1實(shí)驗(yàn)車速；
—實(shí)驗(yàn)車速?gòu)牡降男旭偩嚯x；
—實(shí)驗(yàn)車速?gòu)牡降男旭偩嚯x。
2.4 本章小結(jié)
本章主要介紹了液壓節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，并對(duì)汽車工況進(jìn)行了測(cè)定分析，給出了汽車速度和工況等隨時(shí)間變化的曲線圖，從而使我們更加了解車輛的各方面的性能。
第3章 車輛液壓節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
本章主要介紹液壓節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作原理，對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行了簡(jiǎn)要的說(shuō)明并明確其在系統(tǒng)中的功能。另外簡(jiǎn)單的介紹了二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)以便于更好的理解節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
3.1 節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案確定
本次設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)對(duì)公交車輛在制動(dòng)時(shí)的所產(chǎn)生的慣性能加以存儲(chǔ)和利用，從而達(dá)到節(jié)約能源，減少環(huán)境污染的目的。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)。所謂復(fù)合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是采用兩種以上的驅(qū)動(dòng)方式作為動(dòng)力來(lái)源。本次設(shè)計(jì)的第二個(gè)能量來(lái)源就是系統(tǒng)所儲(chǔ)存的液壓能。
3.1.1 液壓復(fù)合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成
1、 蓄能器
蓄能器是本系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的元件之一，在系統(tǒng)中起到儲(chǔ)存、釋放能量的作用。
2、 液壓泵/馬達(dá)
液壓泵/馬達(dá)都是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換元件。液壓泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓
能，即由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，把輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，再以壓力和流量的形式輸送到系統(tǒng)中去。液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，即將輸入的液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，以轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的形式輸送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)做功。
3、 離合器
離合器是傳動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件。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。
4、 輔件
包括電磁換向閥、過(guò)濾器、壓力表等。具體作用見4.3。
3.1.2 液壓復(fù)合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作原理
以下是液壓節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)圖，通過(guò)此圖來(lái)說(shuō)明該系統(tǒng)的工作過(guò)程。
1 -分動(dòng)器 2- 傳動(dòng)軸 3 -單片機(jī) 4 -電磁閥 5-蓄能器 6 -壓力表 7-安全閥 8 -油箱
9 -變量泵/馬達(dá) 10 -離合器 11 -濾清器 12 -變量泵/馬達(dá)工作機(jī)構(gòu) 13 -油門踏板
14 -剎車踏板 15-壓力繼電器
（1）加速信號(hào) （2）減速信號(hào) （3）壓力信號(hào) （4）閥控制信號(hào) （5）壓力繼電器信號(hào)
（6）工作機(jī)構(gòu)控制信 （7）分離機(jī)構(gòu)控制信號(hào)
圖3.1 液壓節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)圖
能量的回收與釋放通過(guò)可逆的油泵/馬達(dá)9實(shí)現(xiàn)，在蓄能時(shí)作為油泵，在能量釋放時(shí)作為馬達(dá)。液壓泵/馬達(dá)的蓄能能量釋放功能轉(zhuǎn)換山電磁閥4及其相應(yīng)的輔助裝置實(shí)現(xiàn)，并受單片機(jī)控制，單片機(jī)接受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、泵/馬達(dá)轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)壓力、車輛運(yùn)行狀況及駕駛員操作意圖等相關(guān)傳感信號(hào)，綜合處理后對(duì)節(jié)能系統(tǒng)進(jìn)行控制。
回收的能量以液壓能的形式存貯于蓄能器5中，在能量釋放過(guò)程中，貯存的液壓能由馬達(dá)經(jīng)分動(dòng)器接口傳動(dòng)軸協(xié)同發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)底盤工作。為消除回收能量時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)起制動(dòng)作用而使能量不能充分回收再利用，方案設(shè)置了車的傳動(dòng)系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)間的動(dòng)力流電控液動(dòng)離合裝置。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。
3.1.3 功能描述
汽車制動(dòng)分為緊急制動(dòng)與普通減速。前者直接使用汽車原有剎車系統(tǒng)。后者使用節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)減速開始時(shí)，司機(jī)輕踩剎車踏板，通過(guò)踏板上的傳感器及控制系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)被激活。變量泵/馬達(dá)作為泵，將油液從油箱泵入蓄能器。同時(shí)，泵/馬達(dá)產(chǎn)生扭矩進(jìn)行制動(dòng)。蓄能器通過(guò)氣囊將氣體與液體分開。當(dāng)蓄能器未泵入液體時(shí)，蓄能器內(nèi)氣體壓力維持在較低值。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。在這個(gè)過(guò)程中，泵/馬達(dá)產(chǎn)生的制動(dòng)扭矩也逐漸加大。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到最大值時(shí)，馬達(dá)也產(chǎn)生最大的制動(dòng)扭矩，同時(shí)液壓系統(tǒng)的安全閥打開，使得系統(tǒng)壓力不再增加，泵/馬達(dá)也將保持該制動(dòng)力矩，直到將車輛速度減至理想速度。
如果遇到緊急情況，要求汽車在極短的時(shí)間內(nèi)將速度減到很小或停止，司機(jī)將踩動(dòng)剎車踏板，則在節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生最大制動(dòng)力矩的同時(shí)，原有的汽車剎車系統(tǒng)也將起作用，兩套制動(dòng)系統(tǒng)一起動(dòng)作將速度減至理想。
如果節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的蓄能器未充滿而減速過(guò)程已停止，則系統(tǒng)將保持該壓力，等下一個(gè)加速或減速過(guò)程將釋放或充滿。
當(dāng)汽車開始啟動(dòng)加速時(shí)，高壓液體經(jīng)過(guò)開關(guān)閥驅(qū)動(dòng)變量泵/馬達(dá)，該元件作為馬達(dá)再推動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸，使汽車啟動(dòng)加速。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)運(yùn)作，汽車此時(shí)有兩個(gè)動(dòng)力源，使得汽車能在更短的時(shí)間內(nèi)加速并減少發(fā)動(dòng)機(jī)耗油量。當(dāng)在加速過(guò)程中，節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)壓力小于調(diào)定值時(shí)，由壓力傳感器發(fā)信號(hào)自動(dòng)斷開與傳動(dòng)系統(tǒng)的連接，由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車?yán)^續(xù)前進(jìn)。
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，汽車傳動(dòng)系統(tǒng)開始運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)接替變量泵/馬達(dá)輸出動(dòng)力。汽車又回到剎車減速前的正常狀態(tài)。
3.1.4 車輛的控制方法
1、汽車開始制動(dòng)時(shí)，司機(jī)踩動(dòng)剎車踏板，由制動(dòng)踏板控制的變量泵/馬達(dá)控制開關(guān)將其轉(zhuǎn)化為泵工作。汽車的動(dòng)能通過(guò)車輪、傳動(dòng)系驅(qū)動(dòng)泵工作。給蓄能器提供液壓能，這樣就把汽車制動(dòng)時(shí)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成液壓能儲(chǔ)存起來(lái)。系統(tǒng)壓力的最大值可通過(guò)安全閥控制。如在緊急狀態(tài)，要求汽車的減速度較大時(shí)，繼續(xù)踩制動(dòng)踏板，激活汽車的機(jī)械剎車系，使汽車迅速停車。
當(dāng)緊急制動(dòng)時(shí)，司機(jī)猛踩剎車踏板，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)，汽車原來(lái)的剎車系統(tǒng)也一起制動(dòng)，從而使汽車能在極短時(shí)間內(nèi)減速至要求速度或停止。
2、當(dāng)汽車起步加速時(shí)，駕駛員踩動(dòng)加速踏板。加速踏板控制的變量泵/馬達(dá)控制開關(guān)使得變量泵/馬達(dá)轉(zhuǎn)化為馬達(dá)工作狀態(tài)。與變量泵/馬達(dá)相連的離合器結(jié)合，馬達(dá)給車輛提供動(dòng)力，同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)也給汽車提供動(dòng)力。馬達(dá)在蓄能器釋放的壓力能推動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)，使汽車起步或加速，隨著汽車加速運(yùn)動(dòng)，蓄能器內(nèi)壓力能減少，壓力降低。當(dāng)壓力低于設(shè)定值時(shí)，壓力傳感器發(fā)出信號(hào)控制節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的離合器與汽車傳動(dòng)系脫開。發(fā)動(dòng)機(jī)接替變量泵/馬達(dá)為汽車提供能源，驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。
當(dāng)汽車在行駛過(guò)程中加速時(shí)，隨著司機(jī)踩動(dòng)油門，在發(fā)動(dòng)機(jī)加大輸出功率的同時(shí)，節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也被激活。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)控制與汽車傳動(dòng)系接合，為汽車提供額外動(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)與汽車傳動(dòng)系斷開。
3.2 二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)功能與復(fù)合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)類似，二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)是德國(guó)學(xué)者H.W.Nilolaus提出的一種新型靜液傳動(dòng)技術(shù)，它利用驅(qū)動(dòng)元件(液壓馬達(dá)/泵，也稱為二次元件)能夠工作在山其輸出轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩構(gòu)成的直角坐標(biāo)系中四個(gè)象限的特點(diǎn)，把工作系統(tǒng)的慣性能和重力能回收并儲(chǔ)存，在需要時(shí)再將所儲(chǔ)存的能最釋放。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)用于車輛的驅(qū)動(dòng)中，尤其在頻繁剎車、起動(dòng)的城市公交車輛中，它可以極大的提高系統(tǒng)效率，節(jié)約能源。采用該技術(shù)的公交車組成結(jié)構(gòu)如圖3.2。在圖3.2中，發(fā)動(dòng)機(jī)2帶動(dòng)液壓泵4為系統(tǒng)提供所需的液壓能，在液壓能的作用卜，二次元件6通過(guò)后橋7驅(qū)動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)輪8，實(shí)現(xiàn)車輛的加速和勻逆行駛。當(dāng)車輛在制動(dòng)過(guò)程中，二次元件在控制器1的控制下，使二次元件處于液壓泵工況，由動(dòng)能轉(zhuǎn)化輸出的壓力能送入液壓蓄能器5，將車輛的動(dòng)能以壓力能的形式存此在液壓蓄能器中：在啟動(dòng)和加速過(guò)程中，二次元件處于液壓馬達(dá)工況，液壓蓄能器中的壓力能又通過(guò)工作于液壓馬達(dá)工況的二次元件轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚨膭?dòng)能[4]。
1-控制器 2-發(fā)動(dòng)機(jī) 3-離合器 4-液壓泵 5-液壓蓄能器 6-二次元件 7-后橋 8-驅(qū)動(dòng)輪
圖3.2 采用二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)技術(shù)的城市公交車輛傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
3.2 本章小結(jié)
本章首先從整體上對(duì)液壓節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作了介紹，明確了系統(tǒng)方案及組成，并對(duì)各個(gè)元件的作用進(jìn)行了說(shuō)明。隨后對(duì)照系統(tǒng)圖對(duì)其原理進(jìn)行了詳細(xì)的解釋，并結(jié)合車輛的實(shí)際行駛過(guò)程對(duì)系統(tǒng)的各種功能及控制方法進(jìn)行了描述。
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。該部分是整個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心。
4.1 蓄能器的工作原理及參數(shù)計(jì)算（NXQ系列蓄能器）
蓄能器作為整個(gè)液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵零件之一，必須明確其功能和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，本節(jié)著重介紹了其工作原理和各項(xiàng)指標(biāo)的計(jì)算方法，并對(duì)其進(jìn)行了校合。
4.1.1 蓄能器的工作原理
NXQ系列膠囊式蓄能器是液壓系統(tǒng)中重要的不可缺少的液壓輔件。有儲(chǔ)蓄能量、穩(wěn)定壓力、消除脈動(dòng)、吸收沖擊、補(bǔ)償容量和補(bǔ)償泄漏等作用。
油液實(shí)際是不可壓縮的，因此不能蓄積壓力能。膠囊式蓄能器是利用氣體（氮?dú)猓┑目蓧嚎s性來(lái)蓄積液體的原理（即采用氮?dú)庾鳛閴嚎s介質(zhì)）而工作的。
膠囊式蓄能器由油液部分和帶有氣密隔離件的膠囊（內(nèi)裝氮?dú)猓?gòu)成。位于膠囊周圍的油液與液壓回路相通。因此，當(dāng)壓力升高時(shí)油液進(jìn)入囊式蓄能器由此氣體被壓縮；當(dāng)壓力下降時(shí)，壓縮氣體膨脹，進(jìn)而將油液壓入回路，
以下明確了部分NXQ系列液壓蓄能器的表示方法及技術(shù)參數(shù)和各種型號(hào)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便根據(jù)系統(tǒng)要求選擇適當(dāng)?shù)男钅芷鱗5]。
圖4.1 NXQ型蓄能器螺紋連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)見表4.1。
表4.1 NXQ系列蓄能器技術(shù)參數(shù)表
型號(hào)
公稱
壓力
公稱
容積
尺寸
重量
NXQ-0.63/*-L
10
20
31.5
0.63
89
50
190
318
4.5
NXQ-1/*-L
1
290
418
6
NXQ-1/*-L
1
114
50
205
333
6
NXQ-1.6/*-L
1.6
152
65
215
370
12.5
NXQ-2.5/*-L
2.5
280
435
15
NXQ-4/*-L
4
390
545
18.5
NXQ-6.3/*-L
6.3
560
715
25.5
4.1.2 參數(shù)計(jì)算
由于本系統(tǒng)任務(wù)是將車輛的所損失的機(jī)械能(主要是動(dòng)能)轉(zhuǎn)換為液壓能，所以根據(jù)能量守恒定律，車輛所損失的機(jī)械能必與系統(tǒng)液壓能相等。
汽車制動(dòng)前后動(dòng)能損失為：
（4.1）
式中 —車輛的質(zhì)量 ；
、—車輛制動(dòng)前后的速度。
而在液壓系統(tǒng)中，蓄能器為儲(chǔ)能裝置。其儲(chǔ)存的液壓能應(yīng)與汽車損失的動(dòng)能相等。對(duì)于蓄能器，根據(jù)單通道穩(wěn)態(tài)流動(dòng)能量方程，有如下能量守恒公式：
（4.2）
式中 —單位質(zhì)量流體與外界的作用功；
—所考察的兩截面5的壓力能差；
—所考察的兩截面間的動(dòng)能差；
—所考察的兩截面間的壓縮能差；
—所考察的兩截面間的位能差；
—所考察的兩截面間的內(nèi)能差；
—對(duì)外熱傳導(dǎo)，輻射，對(duì)流等熱能損耗。
以下為對(duì)公式的幾點(diǎn)說(shuō)明：
1、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。在液管路中，單位質(zhì)量流體介質(zhì)的壓力能表達(dá)式為：
（4.3）
式中 —液體密度；
—壓力；
—體積流量。
2、單位質(zhì)量液體所具有的動(dòng)能為
（4.4）
式中 —單位液體所具有的動(dòng)能；
—液體的流動(dòng)速度。
3、壓縮能是因液體的可壓縮性而消耗的能量。工程上認(rèn)為，容積隨著壓力升高按線性規(guī)律逐步被壓縮，故其壓縮能為：壓縮能是因液體的可壓縮性而消耗的能量。工程上認(rèn)為，容積隨著壓力升高按線性規(guī)律逐步被壓縮，故其壓縮能為：
（4.5）
式中 —介質(zhì)的體積彈性能量；
—壓力。
由于液體的可壓縮性較差，即液體體積變化受壓力影響很小，在主要靠壓力能儲(chǔ)能，即壓力能為主要儲(chǔ)能方式下可以忽略不計(jì)。位能相對(duì)于壓力能所占的比重很小，可以忽略不計(jì)。
4、位能相對(duì)于壓力能所占的比重很小，可以忽略不計(jì)。
5、指能量損耗導(dǎo)致的介質(zhì)溫升的熱能部分
（4.6）
式中 —介質(zhì)比熱。
—介質(zhì)升溫的熱能；
—溫度的變化量。
6、項(xiàng)由于難以估算，且系統(tǒng)溫升限定在熱平衡狀態(tài)，故忽略不計(jì)。綜上所述，把以上不容忽視的各項(xiàng)能量表達(dá)式代入能量守恒方程式4.2中，得
（4.7）
本系統(tǒng)所采用的蓄能器中，所儲(chǔ)存的能量形式主要是壓力能。由于蓄能器充、放油完成后，即系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，殼體內(nèi)液體處于靜止非流動(dòng)狀態(tài)，故液體速度為零。同時(shí)，由于介質(zhì)的能耗導(dǎo)致的溫升的熱能部分，即內(nèi)能部分，考慮到蓄能器與整個(gè)液壓系統(tǒng)相通，且熱能又在通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射的形式散失，因而介質(zhì)的能耗導(dǎo)致的液體溫升總體不大，故也可在計(jì)算蓄能器的儲(chǔ)能量時(shí)不以考慮[6]。
所以，由式（4.7）可計(jì)算蓄能器的儲(chǔ)能量為：
（4.8）
式中 —蓄能器最大工作壓力；
—蓄能器最大工作容積。
因此，聯(lián)立公式（4.1）、（4.8）可得:
（4.9）
式中 —汽車傳動(dòng)系效率；
—液壓系統(tǒng)效率。
汽車行駛方程式為：
（4.10）
式中 —車輛驅(qū)動(dòng)力 ；
—空氣阻力 ；
—坡度阻力 ；
—車輛慣性力 ；
—滾動(dòng)阻力 。
其中
（4.11）
（4.12）
（4.13）
（4.14）
式中 —滾動(dòng)阻力系數(shù)；
—空氣阻力系數(shù)；
—汽車正面投影面積；
—車速；
—變量泵/馬達(dá)輸出角速度；
—坡度角；
—速度轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換系數(shù)；
—旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)。
變量泵/馬達(dá)輸出軸上，驅(qū)動(dòng)扭矩方程為:
（4.15）
式中 —變量泵/馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩；
—汽車傳動(dòng)比；
—車輪工作半徑。
公共汽車的運(yùn)行車速一般都比較低，因此，所受的空氣阻力很小，可忽略不計(jì)。系統(tǒng)工作壓力可根據(jù)扭矩選擇，但應(yīng)有一定范圍。系統(tǒng)工作壓力低，勢(shì)必加大液壓元件的結(jié)構(gòu)尺寸，而樣機(jī)布置空間不允許，同時(shí)，從材料消耗角度也不經(jīng)濟(jì)；反之，壓力選得太高，對(duì)液壓元件密封、制造精度要求就高，必然提高裝置成本。所以依據(jù)該裝置工作性質(zhì)與環(huán)境，初選為[7]
（4.16）
將選定的壓力代入公式(4.5)中，可得蓄能器工作容積為：
（4.17）
由此可得蓄能器公稱容積公式為：
（4.18）
式中 —所需蓄能器公稱容積 ；
—充氣壓力；
—指數(shù)，取1.4，按絕熱處理；
—蓄能器工作容積，按式（4.17）計(jì)算；
—最高工作壓力；
—最低工作壓力。
在本系統(tǒng)中蓄能器作為蓄能使用，所以蓄能器充氣壓力應(yīng)按以下計(jì)算：
1、蓄能器總?cè)莘e最小，單位容積儲(chǔ)存能量最大的條件下，絕熱過(guò)程時(shí)
（4.19）
2、使蓄能器重量最小時(shí)
（4.20）
3、壓縮能是因液體的可壓縮性而消耗的能量。工程上認(rèn)為，容積v隨著壓力升高按線性規(guī)律逐步被壓縮，故其壓縮能為:在保護(hù)膠囊，延長(zhǎng)其使用壽命的條件下
折合形氣囊 （4.21）
波紋形氣囊 （4.22）
隔膜式 （4.23）
蓄能器的充氣壓力，根據(jù)應(yīng)用條件的不同，選用不同計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。代號(hào)含義同前。對(duì)于蓄能器最低工作壓力和最高工作壓力作為動(dòng)力源來(lái)說(shuō)，蓄能器的最低工作壓力應(yīng)滿足
（4.24）
式中 —最遠(yuǎn)液壓機(jī)構(gòu)的最大工作壓力；
—蓄能器到最遠(yuǎn)液壓機(jī)構(gòu)的壓力損失（）。
從延長(zhǎng)皮囊式蓄能器的使用壽命考慮
（4.25）
越低于極限壓力3，皮囊壽命越長(zhǎng)，提高雖然可以增加蓄能器有效排油量，但勢(shì)必使泵的工作壓力提高，相應(yīng)功率消耗也提高了，因此凡應(yīng)小于系統(tǒng)所選泵的額定壓力。作為動(dòng)力源的蓄能器，為使其在有效工作容積過(guò)程中液壓機(jī)構(gòu)的壓力相對(duì)穩(wěn)定些，一般推薦
（4.26）
蓄能器作為液壓能儲(chǔ)存和釋放的裝置。根據(jù)在本設(shè)計(jì)中其應(yīng)具有較強(qiáng)的能量?jī)?chǔ)存與釋放功能，以及反應(yīng)靈敏，工作平穩(wěn)可靠使用方便，壽命長(zhǎng)等要求。綜合比較彈簧式、氣瓶式、活塞式和氣囊式蓄能器的特點(diǎn)，選用氣囊式蓄能器，如圖4.2所示。
圖4.2 NXQ型皮囊式蓄能器結(jié)構(gòu)圖
4.1.3 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)。其公稱容積和壓力允許范圍必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的校合以便選擇蓄能器的型號(hào)。
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（4.16）得，最低工作壓力和最高工作壓力分別為20和35。
由于本系統(tǒng)是在單位容積存儲(chǔ)能量最大的條件下進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以即沖氣壓力取0.471。
又公交車最高速度為60，最低為20，即=60，=20。
公交車輛最大質(zhì)量為12。
假設(shè)汽車傳動(dòng)系效率和液壓系統(tǒng)效率均為最大，為1。
由式（4.17）可得：（因?yàn)樽畲蠊ぷ魅莘e，所以=20。）
由（4.18）可得：
由表4.1可選擇NXQ-L4/31.5型號(hào)蓄能器，其壓力和公稱容積均可符合要求。
4.2 變量泵/變量馬達(dá)的計(jì)算
為了分析簡(jiǎn)單，假定汽車運(yùn)行在水平路面上。將(4.10)代入式(4.15 )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：
（4.27）
式中 —變量泵/馬達(dá)輸出角加速度；
—汽車質(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
；
—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，。
當(dāng)汽車制動(dòng)時(shí)，二次元件的轉(zhuǎn)速由開始加速至，對(duì)式(4.18)進(jìn)行變換得：
（4.28）
式中 —液壓蓄能器內(nèi)氣體壓力；
—變量泵/馬達(dá)排量。
根據(jù)公式（4.11）、（4.15），可得：
（4.29）
同時(shí)，對(duì)于公交汽車一類的汽車，按國(guó)標(biāo)要求在制動(dòng)初速度為60 km/h時(shí)其充分發(fā)出的平均減速度為=5 。但通過(guò)對(duì)公交汽車的測(cè)定，公交汽車的速度一般保持在20 km/h ～40 km/h之間。所以以5作為公交汽車的平均減速度是偏安全的。
所以，對(duì)于公交汽車
（4.30）
對(duì)（4.30）求導(dǎo)并化簡(jiǎn)得：
（4.31）
式中 —公交車制動(dòng)時(shí)的平均減速度；
—公交汽車主傳動(dòng)比；
—車輪工作半徑。
將代入可得最終結(jié)果為
（4.32）
將式（4.29）、（4.31）、代入式（4.28）可得：
（4.33）
由此可得變量泵/馬達(dá)排量為：
（4.34）
式中 —液壓蓄能器內(nèi)氣體壓力；
—變量泵/馬達(dá)排量；
—汽車質(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；
—滾動(dòng)阻力系數(shù)；
—汽車質(zhì)量；
—公交汽車主傳動(dòng)比；
—車輪工作半徑。
按(4.34)求得的排量值為系統(tǒng)所需變量泵/馬達(dá)最大排量的最小值，考慮到公交汽車在運(yùn)行當(dāng)中的意外情況，以及隨著系統(tǒng)老化，效率下降，所選變量泵/馬達(dá)的最大排量一般要大于該值，以留下足夠的余量[8]。
另外，根據(jù)公交汽車在單位時(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。
根據(jù)規(guī)定，對(duì)于公交汽車一類的汽車，其要求在制動(dòng)時(shí)平均減速度。
最大制動(dòng)距離
（4.35）
最大制動(dòng)時(shí)間
（4.36）
式中 —制動(dòng)后的速度（如剎車至停止則為0）
—制動(dòng)前的速度（國(guó)標(biāo)規(guī)定以60為制動(dòng)初速度，即50/3）；
—平均減速度。
將各項(xiàng)值代入式(4.36)可得：
（4.37）
因此，由式（4.1）與（4.36）可得理論公率為：
（4.38）
式中各項(xiàng)含義見式(4.1)、 (4.36)。
變量泵/馬達(dá)作為節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)換元件，其工作效率、質(zhì)量好壞對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能有至關(guān)重要的影響。因此，應(yīng)謹(jǐn)慎選擇變量泵/馬達(dá)。
A2F斜軸式軸向柱塞泵發(fā)展較早，構(gòu)造成熟。額定工作壓力為35，最高可達(dá)40，在高壓下仍能保持較高的容積率，容易實(shí)現(xiàn)變量。
4.3 液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵零件
4.3.1 電磁閥
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)。電磁閥用于控制液壓流動(dòng)方向，機(jī)械裝置一般都由液壓鋼控制，所以就會(huì)用到電磁閥。電磁閥的工作原理，電磁閥里有密閉的腔，在的不同位置開有通孔，每個(gè)孔都通向不同的油管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)?yè)踝』蚵┏霾煌呐庞偷目?，而進(jìn)油孔是常開的，液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管，然后通過(guò)油的壓力來(lái)推動(dòng)油剛的活塞，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞桿帶動(dòng)機(jī)械裝置動(dòng)。這樣通過(guò)控制電磁鐵的電流就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)[9]。
在本液壓系統(tǒng)中，液壓泵/馬達(dá)的蓄能與能量釋放功能轉(zhuǎn)換必須由電磁閥及相應(yīng)的輔助裝置實(shí)現(xiàn)，本系統(tǒng)采用2W-B系列電磁閥，該閥體積緊湊，可簡(jiǎn)便閥體的拆裝, 電器接線空間大，安裝配線容易，由于閥體流道采用特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因而內(nèi)部阻抗小，可減少內(nèi)部壓力損失，使能源效率提高，并且符合節(jié)省能源的潮流。
而且內(nèi)阻抗小，使壓力降減低，液壓油之溫度亦相應(yīng)降低，使液壓油較不易變質(zhì)，液壓油壽命延長(zhǎng)，減少液壓油更換費(fèi)用，機(jī)器本身亦不會(huì)因?yàn)槭艿綗崃恐绊懚鴮?dǎo)致加工精度誤差甚至變形。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。 附加低沖擊電壓型的線圈，可確保電氣系統(tǒng)的安全性。外觀如圖4.3。
圖4.3 2W-B型電磁換向閥
4.3.2 過(guò)濾器
過(guò)濾器的功能是清除液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)中的固體污雜物，使工作介質(zhì)保持清潔，延長(zhǎng)元器件的使用壽命，保證液壓元件的工作性能可靠。液壓系統(tǒng)故障的75%左右是由介質(zhì)的污染所造成的。因此過(guò)濾器對(duì)液壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是不可缺少的重要輔件。
過(guò)濾器的主要性能參數(shù)包括：
1、過(guò)濾精度：指油液通過(guò)過(guò)濾器時(shí)，能夠穿過(guò)濾芯的球形污染物的最大直徑。
2、過(guò)濾能力：指在一定壓差下允許通過(guò)過(guò)濾器的最大流量。
3、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。
4、工作壓力：不同結(jié)構(gòu)的過(guò)濾器工作壓力是不同的。
5、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)。為了保持濾芯不被破壞或系統(tǒng)的壓力損失不致過(guò)大，要限制過(guò)濾器的最大允許壓力降，取決于濾芯的強(qiáng)度[10]。
4.4 本章小結(jié)
本章主要對(duì)液壓節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要元件——蓄能器和變量泵/馬達(dá)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了說(shuō)明，并明確了其計(jì)算方法。對(duì)各元件進(jìn)行了校核，為系統(tǒng)選定了各元件的型號(hào)，完成了系統(tǒng)關(guān)鍵部分的設(shè)計(jì)。
第5章 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
本章主要介紹液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)部分，主要元件是離合器。本章對(duì)離合器的結(jié)構(gòu)、工作原理及各項(xiàng)指標(biāo)的確定均作了詳細(xì)的闡述和設(shè)計(jì)，并對(duì)其結(jié)構(gòu)元件的材料作了必要的規(guī)定。
5.1 概述
5.1.1 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。它的作用是使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間能逐漸接合，從而保證汽車平穩(wěn)起步；暫時(shí)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的聯(lián)系，以便于換檔和減少換檔時(shí)的沖擊；當(dāng)汽車緊急制動(dòng)時(shí)能起分離作用，防止變速器等傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載，起到一定的保護(hù)作用。離合器類似開關(guān)，接合或斷離動(dòng)力傳遞作用，因此，任何形式的汽車都有離合裝置，只是形式不同而已。
目前，汽車離合器操縱形式有拉線和液壓式兩種，轎車多用液壓操縱式，它具有噪聲小、省力、平穩(wěn)、布置方便的優(yōu)點(diǎn)，由總泵、分泵、軟管、踏板等組成。當(dāng)駕車者踩下離合器踏板時(shí)，推桿推動(dòng)總泵活塞使油壓增高，通過(guò)軟管進(jìn)入分泵，迫使分泵拉桿推動(dòng)分離叉，將分離軸承推向前；當(dāng)駕車者松開離合器踏板時(shí)，液壓解除，分離叉在回位彈簧作用下逐漸退回原位，離合器又處在接合狀態(tài)[11]。如圖5.1。
現(xiàn)在，電子技術(shù)也進(jìn)入了離合器系統(tǒng)。一種由控制單元（ECU）控制的離合器已經(jīng)應(yīng)用在多款的轎跑車上。其ECU匯集油門踏板、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器等信號(hào)，驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)機(jī)構(gòu)施行自動(dòng)變速。
5.1.2 任務(wù)與性能
分離裝置實(shí)現(xiàn)可逆向動(dòng)力傳遞，在車輛減速制動(dòng)工況將底盤的動(dòng)能向泵/馬達(dá)傳遞(即作為泵的動(dòng)力源)，在起動(dòng)及加速工況將液壓馬達(dá)輸出的動(dòng)力傳遞給傳動(dòng)軸與發(fā)動(dòng)機(jī)一同驅(qū)動(dòng)車輛行駛或起步。要求其工作過(guò)程中的動(dòng)力輸出特性及可靠性與該車發(fā)動(dòng)機(jī)相匹配，同時(shí)自身具備動(dòng)力離合機(jī)構(gòu)。
5.2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)
本節(jié)主要根據(jù)系統(tǒng)要求對(duì)離合器提出了相應(yīng)的要求，并對(duì)離合器的結(jié)構(gòu)選擇做了一定的規(guī)定。
5.2.1 離合器的要求
本系統(tǒng)所用離合器主要用于主從動(dòng)部分在同軸線上傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力時(shí)實(shí)現(xiàn)結(jié)合或分離功能的裝置。它與汽車傳動(dòng)系所用離合器有相似之處，它應(yīng)滿足下列基本要求:
1、離、合迅速，平穩(wěn)無(wú)沖擊，分離徹底，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。
2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，慣性小，外形尺寸小，工作安全，效率高。
3、結(jié)合元件耐磨性高，使用壽命長(zhǎng)，散熱條件好。
4、操作方便省力，制造容易，調(diào)整維修方便。
此外，在設(shè)計(jì)離合器時(shí)還需要考慮離合片的分離機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)在離合器需要分離時(shí)能提供一定的外力使其能快速可靠地分離[12]。
5.2.2 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。其主要包括以下幾方面;離合器的選擇、操作方法的選擇、結(jié)合方法的選擇、缸體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的選擇。
1、離合方式
離合器按其離合方法的不同分為操縱離合器和自動(dòng)離合器。鑒于本系統(tǒng)離合器分離頻繁，且系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制。與駕駛員無(wú)關(guān)，本系統(tǒng)采用自動(dòng)離合器。
2、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。機(jī)械操縱離合器一般由人力操縱，不適合自動(dòng)操縱。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)。氣壓操縱離合器和液壓操縱離合器都可基本滿足本系統(tǒng)要求。但與氣壓操縱離合器相比，液壓式離合器具有更大的單位容積扭矩，具有傳遞扭矩大、體積小的特點(diǎn)。而且液壓式離合器可以無(wú)沖擊，平穩(wěn)的起動(dòng)與換向。
3、結(jié)合元件
離合器的結(jié)合元件主要有嵌合式和摩擦式。其中，嵌合式離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳遞扭矩大，主從動(dòng)軸可同步轉(zhuǎn)動(dòng)，尺一寸小。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。摩擦式離合器離合較平穩(wěn)，過(guò)載時(shí)可自行打滑，這對(duì)于保護(hù)系統(tǒng)的主要元件十分有益。所以，本系統(tǒng)選用摩擦?xí)r離合器。
對(duì)摩擦式接合元件材料的選擇需考慮:
1、具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)。對(duì)于干式摩擦片一般要求摩擦系數(shù)值的波動(dòng)量不超過(guò)正常平均值的士15%。對(duì)于濕式摩擦片摩擦系數(shù)值的波動(dòng)不應(yīng)超過(guò)士20% ；
2、有足夠的強(qiáng)度和良好的耐磨性；
3、耐熱性好，熱容量大，能經(jīng)受較高的溫度而無(wú)明顯的變形或引起材質(zhì)的改變；
4、工藝性好，摩擦?xí)r無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)、無(wú)異味、無(wú)污染，成本低[13]。
5.3 離合器的設(shè)計(jì)計(jì)算
本節(jié)主要介紹了離合器各主要參數(shù)的計(jì)算方法，而且對(duì)各主要部分如扭轉(zhuǎn)減振器、操縱機(jī)構(gòu)等元件進(jìn)行了簡(jiǎn)要的說(shuō)明并提出了必要的要求。
5.3.1 離合器主要參數(shù)的選擇
1、靜摩擦力矩的計(jì)算
摩擦式離合器是靠離合器的摩擦面間的摩擦力矩來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩的，離合器的靜摩擦力矩根據(jù)摩擦定律可表示為：
= （5.1）
式中 —靜摩擦力矩；
—摩擦面間的靜摩擦因數(shù)，計(jì)算時(shí)一般取0.25-0.30；
—摩擦片的平均摩擦半徑；
—摩擦面數(shù)，是從動(dòng)片數(shù)的兩倍。
設(shè)壓盤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，單位面積上的壓力為，摩擦面的面積為，則有：
（5.2）
式中 —摩擦片的外徑；
—摩擦片的內(nèi)徑。
在摩擦面上取一微面積，則在微元面積上所受的正壓力，摩擦力和摩擦力矩分別為：
（5.3）
（5.4）
（5.5）
式中 —摩擦面間的靜摩擦系數(shù)，計(jì)算時(shí)一般取0.25～0.30
則離合器摩擦面上總的靜摩擦力矩為：
（5.6）
式中 —摩擦面數(shù),單片式離合器,雙片式離合器=4；
—內(nèi)外徑之比， 。
2、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。
(1) 后備系數(shù)
后備系數(shù)是離合器的一個(gè)重要參數(shù)，它反映離合器傳遞系統(tǒng)最大扭矩的可靠程度。汽車用離合器的靜摩擦力矩應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩。因本系統(tǒng)所用離合器所傳遞最大扭矩與汽車用離合器相同，所以可以類比于汽車用離合器的計(jì)算。
即：
（5.7）
式中 —離合器的后備系數(shù)，必須大于1。
各類汽車，通常的取值范圍為：轎車和輕型貨車為1.2～1.75，中型和重型貨為1.5～2.25，越野汽車，帶拖掛的重型汽車和牽引汽車為1.8～4.0，對(duì)于本系統(tǒng)可參選1.75。
(2) 單位壓力
若離合器使用頻繁，發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率小，應(yīng)取小些，反之可取大些。當(dāng)摩擦外徑較大時(shí)，為降低摩擦片外緣處的熱負(fù)荷，應(yīng)降低。當(dāng)采用石棉基摩擦材料時(shí)，可取為0.10～0.35，燒結(jié)金屬允許為0.35～0.50 ， 金屬陶瓷材料允許其超過(guò)0.70甚至可達(dá)；1.50～2.00 。
對(duì)于轎車，為0.18 -0.30 ；對(duì)貨車，為0.14-0.24 。 參照以上原則，選取石棉基摩擦材料，選為0.2離合器主