液壓驅(qū)動(dòng)動(dòng)力掛車傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 液壓驅(qū)動(dòng)動(dòng)力掛車傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析 摘 要 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)了運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，而頻繁的超載現(xiàn)象又隨著運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展日見嚴(yán)重。不良路況超載運(yùn)輸時(shí)由于動(dòng)力不足而引發(fā)的事故比比皆是。如何提高運(yùn)輸車輛的動(dòng)力，已成為一個(gè)亟待解決的現(xiàn)實(shí)問題。本設(shè)計(jì)針對(duì)掛車在大坡度道路上運(yùn)輸時(shí)動(dòng)力不足這一問題，提出了液壓輔助動(dòng)力系統(tǒng)，該系統(tǒng)能在掛車動(dòng)力不足時(shí)為掛車提供輔助動(dòng)力，幫助掛車輕松安全地完成坡道運(yùn)輸。 本液壓系統(tǒng)是采用蓄電池供能，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓泵，最終帶動(dòng)輪轂液壓馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)掛車的，需要時(shí)開啟，不需要時(shí)關(guān)閉，環(huán)保簡(jiǎn)便，高效節(jié)能，切實(shí)解 決了掛車在超載時(shí)爬坡難等問題，有力保障了掛車運(yùn)輸?shù)男逝c安全。 關(guān)鍵字 ：掛車，超載，坡道，液壓系統(tǒng)，輔助動(dòng)力 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 of of to be to a to be in of is a to to to no as on no 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 I 目 錄 1 引言 . 1 究背景與意義 . 1 究背景 . 1 究意義 . 1 內(nèi)研究現(xiàn)狀與趨勢(shì) . 2 外研究 現(xiàn)狀與趨勢(shì) . 3 2 未安裝輔助動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)掛車額定載重與超載后爬坡能力比較 . 4 型的選擇 . 4 引車的選擇 . 4 車車型選擇 . 5 安裝輔助動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)汽車超載前后動(dòng)力計(jì)算 . 6 定載重時(shí)汽車的動(dòng)力及爬坡能力的計(jì)算 . 6 載后汽車動(dòng)力及爬坡能力的計(jì)算 . 8 載前后爬坡能力的比較 . 9 3 液壓輔助動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 11 達(dá)的選擇 . 11 達(dá)的介紹 . 11 達(dá)動(dòng)力的驗(yàn)算 . 12 定液壓系統(tǒng)原理圖 . 17 統(tǒng)組成 . 17 統(tǒng)工作原理 . 17 統(tǒng)的技 術(shù)特點(diǎn) . 19 壓泵的選擇 . 19 壓泵壓力估算 . 19 壓泵流量估算 . 19 壓泵的選擇 . 20 壓泵的驗(yàn)算 . 21 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 壓泵驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算及電動(dòng)機(jī)的選擇 . 21 壓泵驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算 . 21 . 22 . 22 壓輔助元件的確定 . 23 箱容量的確定 . 23 卻器的選擇 . 24 壓管路計(jì)算 . 25 參考文獻(xiàn) . 28 致謝 . 30 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 1 頁，共 31 頁 1 引言 究背景與意義 究背景 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，原料與產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)男手苯佑绊懼a(chǎn)周期的長(zhǎng)短與經(jīng)濟(jì)效益的高低。作為公路運(yùn)輸?shù)闹饕d體，掛車憑借其大噸 位，遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，在短短幾年的時(shí)間內(nèi)飛速搶占市場(chǎng)，其被重視的程度與日俱增。在我國(guó)，掛車已取代中重型載貨車成為了長(zhǎng)途貨運(yùn)的主要車型，但是正是由于掛車這一 “ 能載多跑 ” 的特點(diǎn)，致使許多掛車在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)了嚴(yán)重超載的現(xiàn)象，過度超載使得掛車總質(zhì)量與牽引主車發(fā)動(dòng)機(jī)正常功率嚴(yán)重不匹配，強(qiáng)烈的超負(fù)荷工作極大地縮短了牽引主車發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命，增加了各零部件故障的生發(fā)率，同時(shí)在坡道運(yùn)輸中這種動(dòng)力不足的現(xiàn)象導(dǎo)致了交通事故頻繁發(fā)生，對(duì)人生安全造成了極大的威脅，同時(shí)也對(duì)整個(gè)貨運(yùn)體系構(gòu)成了不容忽視的消極影響。當(dāng)然，采用大功率高性能的 牽引主車可以解決坡道運(yùn)輸動(dòng)力不足的難題，但是高性能勢(shì)必意味著高價(jià)位，在普通的小規(guī)模的運(yùn)輸過程中，高成本通常不被選擇，在力求低成本高收益的經(jīng)營(yíng)理念指導(dǎo)下，普通掛車超負(fù)荷運(yùn)輸已經(jīng)成為目前國(guó)內(nèi)主要的物流運(yùn)輸模式，如何在這種既定模式下，配合低成本高收益的理念，對(duì)現(xiàn)在的掛車進(jìn)行輔助動(dòng)力設(shè)計(jì)正在成為掛車改進(jìn)的又一發(fā)展方向。 究意義 公路建設(shè)的飛速發(fā)展，促進(jìn)了公路物流的發(fā)展，作為貨運(yùn)的佼佼者，掛車在貨運(yùn)市場(chǎng)上快速成長(zhǎng)，高效方便運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)，高負(fù)荷的載重對(duì)掛車性能的要求也越來越高。首先，鑒于公路的多坡道特點(diǎn)，掛車 動(dòng)力的強(qiáng)勁與否直接對(duì)坡道運(yùn)輸?shù)牧鲿承孕纬捎绊?。目前掛車的?dòng)力完全來 自于 牽引主車 ， 盡管牽引主車強(qiáng)勁的動(dòng)力足以滿足一定載荷條件下平坦道路的運(yùn)輸，但是在超負(fù)荷坡道運(yùn)輸?shù)那闆r下，掛車動(dòng)力卻很難盡如人意，且不說半掛車的 牽引主 車還需要承受掛車重力造成的阻力，就是全掛車在滿載或者超載情況下，坡道運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力需求也是當(dāng)前掛車牽引主車動(dòng)力系統(tǒng)無法滿足的 ，盡管按照國(guó)家等級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，四級(jí)公路的坡度為 9%，即 5，但是等級(jí)以外的道路坡度卻遠(yuǎn)不如此。作為貨運(yùn)的載體，貨車需要在各種復(fù)雜道路上行走，故要求其爬坡能力達(dá)到 17 左右。多數(shù)掛車在額 定載荷時(shí)通常是可以達(dá)到這樣的爬坡要求的，但是超載后，尤其是超載數(shù)倍于買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 2 頁，共 31 頁 額定載荷時(shí)，其爬坡能力大打折扣，這給運(yùn)輸?shù)陌踩珟砹撕艽蟮碾[患 。其次，高負(fù)荷的運(yùn)輸對(duì)主車與掛車之間的連接裝置（主要是牽引銷）有極高的要求，為了保證運(yùn)輸?shù)陌踩?，主車與掛車的連接裝置必須能夠承受足夠的拉力以保證主車與掛車始終安全連接而不至于分離造成危險(xiǎn)，這樣對(duì)連接裝置的材料與制造工藝提出了較為苛刻的要求。于是如何在動(dòng)力需求上減輕主車的負(fù)擔(dān)，在應(yīng)力需求上減輕連接裝置的負(fù)擔(dān)，是目前亟待解決的問題。因此為掛車提供輔助動(dòng)力，使其在 牽引主 車動(dòng)力難以滿足所 需動(dòng)力時(shí)能夠及時(shí)的進(jìn)行動(dòng)力補(bǔ)充的研究就具有了非常直觀的實(shí)用意義。此次研究即是針對(duì)掛車輔助動(dòng)力這一研究進(jìn)行設(shè)計(jì)分析的。設(shè)計(jì)擬采用在掛車車輪上安裝液壓馬達(dá)，在坡道運(yùn)輸過程中啟動(dòng)液壓馬達(dá)，對(duì)掛車給予輔助動(dòng)力，減輕牽引車發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，方便其爬坡。在下坡或是平坦道路等不需助力的情況下就關(guān)閉液壓馬達(dá)，節(jié)省能量。這樣，一方面可以延長(zhǎng)牽引車動(dòng)力系統(tǒng)的壽命，另一方面可以減少交通事故的發(fā)生，對(duì) 整 個(gè)貨運(yùn)體系起到了積極的 作用 。 內(nèi)研究現(xiàn)狀與趨勢(shì) 在我國(guó)， 為了解決這一問題，主要從兩方面進(jìn)行研究 ： 第一是增大牽引車動(dòng)力，主要是 選用高功率發(fā)動(dòng)機(jī)。目前，我國(guó)多數(shù)企業(yè)所配置的發(fā)動(dòng)機(jī)主要是濰柴和杭發(fā)的 列，東風(fēng)康明斯 C 系列，上柴 列等，功率覆蓋 177 309量一般在7 10L 之間，這與國(guó)外的 10 16L 排量， 300 400率的發(fā)動(dòng)機(jī)有很大的差距。為了在技術(shù)上解決這一難題，國(guó)內(nèi)正致力于掛車牽引車發(fā)動(dòng)機(jī)的研究，預(yù)計(jì)未來幾年，我國(guó)掛車牽引車發(fā)動(dòng)機(jī)的平均比功率將由現(xiàn)在的 t 逐步達(dá)到 7KW/t，主流半掛車的牽引車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)率將達(dá)到 250 350然強(qiáng)勁的發(fā)動(dòng)機(jī)有助于解決貨運(yùn)過程中在超載工況下爬大坡，爬長(zhǎng)坡的難題，但是發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)周期長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)費(fèi)用高，這種戰(zhàn)略式的解決方法只適用于長(zhǎng)遠(yuǎn)的貨運(yùn)模式改革，并不能在短時(shí)間里快速經(jīng)濟(jì)地起作用，幾乎所有的運(yùn)輸業(yè)主都是本著利潤(rùn)最大化的原則經(jīng)來營(yíng)業(yè)務(wù)的，低成本是大利潤(rùn)的前提，因此很少會(huì)有人去高投入的購進(jìn)配備高功率發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引車，他們寧愿“小馬拉大車”式盈利，也不愿“大馬拉小車 ”式的浪費(fèi)。 第二是增加輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這種輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常有液壓輔助驅(qū)動(dòng)和電力輔助驅(qū)動(dòng)兩種，但是不管是液壓的還是電力的，其動(dòng)力來源依 舊是發(fā)動(dòng)機(jī)，其工作原理就是通買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 3 頁，共 31 頁 過取力器向發(fā)動(dòng)機(jī)取力，然后通過電機(jī)或者液壓泵 種方式其實(shí)是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的重新分配，將原來的兩輪驅(qū)動(dòng)變?yōu)樗妮嗱?qū)動(dòng)，這樣可以一定程度的提高汽車不不良路面上的通過性，但是由于整個(gè)汽車的動(dòng)力不變，并不能從根本上提高汽車的動(dòng)力性，例如曾小華、聶利衛(wèi)等人在其專利輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的液壓輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就是通過取力器從發(fā)動(dòng)機(jī)取力，然后驅(qū)動(dòng)液壓泵，帶動(dòng)輪轂液壓馬。達(dá)對(duì)車輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其特點(diǎn)就是驅(qū)動(dòng)輪在發(fā)生打滑等致使車輛難以正常行駛時(shí)啟用輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)非驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行 驅(qū)動(dòng)，改善了汽車在附著系數(shù)小的路面上的通過性，但是其動(dòng)力性并未得到改善，對(duì)于一些大坡度的道路，依舊是動(dòng)力不足，難以勝任。 一套簡(jiǎn)單方便的，無需對(duì)汽車進(jìn)行改裝，只需將輔助系統(tǒng)進(jìn)行安裝就可解決坡道運(yùn)輸動(dòng)力不足的難題的輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已成為超載掛車在坡道運(yùn)輸時(shí)的期望，如何合理設(shè)計(jì)和布置已成了國(guó)內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)，相信在不久的將來，掛車輔助動(dòng)力系統(tǒng)會(huì)以成熟的姿態(tài)出現(xiàn)在掛車上 外研究現(xiàn)狀與趨勢(shì) 由于國(guó)外的掛車起步早，發(fā)展快，特別是西歐經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的國(guó)家，上世紀(jì)末的掛車已達(dá)到總質(zhì)量 60t，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為 309上 的水平。在美國(guó) ，其公路貨運(yùn)設(shè)備構(gòu)成中，專用貨運(yùn)設(shè)備幾乎達(dá)到了 90%，其公路貨運(yùn)的的主力車型就是汽車列車或廂式半掛車，從美國(guó)貨運(yùn)行業(yè)的發(fā)展歷史及未來發(fā)展趨勢(shì)來看，半掛 車 仍將是公路貨運(yùn)的主要運(yùn)輸工具。由于國(guó)外發(fā)動(dòng)機(jī)研制技術(shù)先進(jìn)，掛車牽引車所用發(fā)動(dòng)機(jī)普遍為高功率發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力強(qiáng)勁，一個(gè)牽引車同時(shí)牽引兩個(gè)或三個(gè)掛車的 現(xiàn)象 比比皆是，不足為奇，尤其是在地形平坦的國(guó)家和地區(qū)，一車多掛早已成為貨運(yùn)通則，如此高功率的發(fā)動(dòng)機(jī)在一車一掛的坡道運(yùn)輸時(shí)應(yīng)對(duì)坡道阻力也是游刃有余。鑒于這樣高端的發(fā)動(dòng)機(jī)性能和高質(zhì)量的牽引連接裝置，在國(guó)外進(jìn)行 掛車輔助動(dòng)力研究顯得多余而無實(shí)際意義。盡管瑞典 是這種液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)并未被應(yīng)用于掛車助力動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的研究中，而是被作為主要?jiǎng)恿︱?qū)動(dòng)裝置應(yīng)用車輛驅(qū)動(dòng)中。仔細(xì)分析國(guó)外掛車目前的研究，很容易發(fā)現(xiàn)國(guó)外掛車的發(fā)展趨勢(shì)是高功率發(fā)動(dòng)機(jī)下的一車多掛，這種適應(yīng)國(guó)外 其他 國(guó)家的運(yùn)輸條件的掛車應(yīng)用，極大地提高了功率的利用率，降低了運(yùn)輸成本，增加了收益。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 4 頁，共 31 頁 2 未安裝輔助動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)掛車額定載重與超載后爬坡能力比較 型的選擇 引車的 選擇 牽引車擬選用大運(yùn) 列 290馬力 4 2牽引車，車型參數(shù)如下： 表 本信息 公告型號(hào) 4181動(dòng)形式 4距 3500身長(zhǎng)度 車身長(zhǎng) 車身高度 車身高度 整車重量 最大總質(zhì)量 18噸 牽引總質(zhì)量 30噸 表 動(dòng)機(jī)參數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) 濰柴 缸數(shù) 6 汽缸排列形式 直列 排量 力 290馬力 最大輸出功率 213矩 1160Nm 最大扭矩轉(zhuǎn)速 1200定轉(zhuǎn)速 2200放標(biāo)準(zhǔn) 國(guó) 胎參數(shù) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 5 頁，共 31 頁 輪胎數(shù) 6個(gè) 輪胎規(guī)格 減速器參數(shù) 型號(hào) 形式 速比 額定載荷 /動(dòng)效率 16噸雙聯(lián)驅(qū)動(dòng)橋 輪邊減速 6000 92% 表 速箱參數(shù) 變速箱型號(hào) 法士特 9速箱系列 法士特 9檔系列 9變速箱檔位數(shù) 9個(gè) 變速 箱檔位數(shù) 手動(dòng) 傳動(dòng)系數(shù) 90% 1檔傳動(dòng)比： 檔傳動(dòng)比： 檔傳動(dòng)比： 檔傳動(dòng)比： 檔傳動(dòng)比： 檔傳動(dòng)比： 檔傳動(dòng)比： 檔傳動(dòng)比： 檔傳動(dòng)比： 1 車車型選擇 掛車擬選用魯峰欄板式半掛車（ 其參數(shù)如下： 表 車參數(shù) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 6 頁，共 31 頁 公告 車型 型： 欄板式半掛車 外型尺寸 (長(zhǎng) 寬 高 )： 10 貨箱 (斗、罐 )尺寸 (長(zhǎng) 寬 高 )： 軸距： 5500+1305懸： 后輪距： 1840車重量： 6噸 額定載重： 20噸 軸數(shù)： 雙軸 軸荷： 輪胎數(shù)： 8個(gè) 輪胎規(guī)格： 安裝輔助動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)汽車超載前后動(dòng)力計(jì)算 定載重時(shí)汽車的動(dòng)力及爬坡能力的計(jì)算 汽車的上坡能力是用滿載時(shí)汽車在良好路面上的最大爬坡度來表示的，顯然，最大的爬坡度是指 1 擋時(shí)的最大爬坡度。由表 知，變速器的 1 擋傳動(dòng)比 =減速器傳動(dòng)比 表 車總質(zhì)量 m=33000手冊(cè)可得，牽引車輪胎直徑為 d=動(dòng)機(jī)最大扭矩 T=1160Nm,最大扭矩轉(zhuǎn)速 n=1200 =90217 N 汽車行駛方程式 （ 1） 其中 Ff=fG=Fi=速度較小時(shí)可忽略風(fēng)阻，由于不考慮坡道加速，故可忽略加速阻力。道路選取良好的瀝青或混凝土路面，取滾動(dòng)阻力系數(shù) f=有 330000 30000= 解得 = ,進(jìn)而可得 = （ 2） 另發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度之間的關(guān)系式為 u= (3) 由圖 結(jié)合式子（ 2）、（ 3）可以求得汽車在發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速時(shí)的速度 u 和爬坡買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 7 頁，共 31 頁 角度，列于表 繪制曲線，如圖 柴 表 定載重時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速下汽車的各動(dòng)力參數(shù)表 轉(zhuǎn)速 n(r/800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 扭矩 T（ 720 900 1030 1120 1160 1160 1160 1160 速度 u(Km/h) 坡度 () 速 n(r/1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 扭矩 T（ 1160 1150 1100 1050 1020 980 930 速度 u(Km/h) 爬坡度 () 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 8 頁，共 31 頁 3 4 5 6 7 8 989101112131415額定載重時(shí)爬坡度與速度關(guān)系速度 ( k m / h )爬坡角度（）圖 定載重時(shí)爬坡角度與速度的關(guān)系圖 載后汽車動(dòng)力及爬坡能力的計(jì) 算 根據(jù)國(guó)家超載處罰相關(guān)條例，超載超過 20%將視為嚴(yán)重超載，但是在實(shí)際中，超載遠(yuǎn)不止 20%，超載 100%常見現(xiàn)象。在本設(shè)計(jì)中，考慮到汽車的壽命和安全，設(shè)定超載 60%，即超載 12 噸，此時(shí)汽車的總質(zhì)量 m=45000按照同樣的方法可求得 = 同理可以求得汽車在超載情況下發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速時(shí)汽車的速度和爬坡角度，并列于下表 載狀況下發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速時(shí)汽車的各動(dòng)力參數(shù)表 轉(zhuǎn)速 n(r/800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 扭矩 T（ 720 900 1030 1120 1160 1160 1160 1160 速度 u(Km/h) 坡度 () 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 9 頁，共 31 頁 轉(zhuǎn)速 n(r/1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 扭矩 T（ 1160 1150 1100 1050 1020 980 930 速度 u(Km/h) 爬坡度 () 繪制速度與爬坡角度關(guān)系曲線 ，如圖 4 5 6 7 8 966 . 577 . 588 . 599 . 5101 0 . 511超載時(shí)爬坡度與速度關(guān)系速度 ( k m / h )爬坡角度（）圖 載時(shí)爬坡角度與速度的關(guān)系圖 載前后爬坡能力的比較 分析圖 比超載前后汽車的爬坡角度，可見超載后汽車的爬坡能力（ =明顯不如額定載重下的爬坡能力（ =15）。由于我國(guó)公路設(shè)計(jì)的最大坡度路段為四級(jí)重丘公路，其最大縱坡為 9%（見表 即最大坡角為 但是其他等級(jí)以外的道路的坡度超過 9%的頗為常見，故在設(shè)計(jì)時(shí)，汽車的實(shí)際爬坡能力遠(yuǎn)大于 9%，尤其是貨運(yùn)車輛，需要行駛各種復(fù)雜的路段，所以要求貨車具有足夠的爬坡能力，通常最高要求達(dá)到 30%的道路坡度，即要求能爬 角度的坡。而原發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力顯然不足，需要額外增加動(dòng)力源 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 10 頁，共 31 頁 3 4 5 6 7 8 96789101112131415超載前后爬坡度與速度關(guān)系對(duì)比圖速度 ( k m / h )爬坡角度（）超載后超載前圖 載前后汽車爬坡角度與速度關(guān)系對(duì)比圖 表 路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)里的坡度表 公路等級(jí) 高速公路 一 二 三 四 地 平原 山嶺 平原 山嶺 平原 山嶺 平原 山嶺 平原 山嶺 形 微丘 重丘 微丘 重丘 微丘 重丘 微丘 重丘 微丘 重丘 最大縱 坡 % 小結(jié)： 本次設(shè)計(jì)選用 了大運(yùn) 列 290 馬力 4 2 牽引車和 魯峰欄板式半掛車（ 組合，通過對(duì)掛車在發(fā)動(dòng)機(jī)原動(dòng)力下額定載荷和超重載荷兩種工況時(shí)爬坡能力的計(jì)算和對(duì)比可見，該掛車在額定載荷時(shí)的爬坡能力雖然遠(yuǎn)高于超重載荷時(shí)的爬坡能力，但是在某些更大坡度的道路上爬坡能力卻顯不足，故而得出了增設(shè)輔助動(dòng)力系統(tǒng)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 11 頁，共 31 頁 的實(shí)際性和必要性。 3 液壓輔助動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 液壓輔助動(dòng)力系統(tǒng)是基于汽車原動(dòng)力基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的一套動(dòng)力補(bǔ)給系統(tǒng)，在掛車高負(fù)荷大坡度運(yùn)輸時(shí)起作用，需要時(shí)啟動(dòng)，不需要時(shí)關(guān)閉，即用即停，節(jié)能高效。本設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)由液壓泵、輪轂液壓馬 達(dá)和其他閥體構(gòu)成，回路簡(jiǎn)單高效，易于控制。系統(tǒng)的動(dòng)力源為蓄電池，充電即可補(bǔ)充能量，環(huán)保簡(jiǎn)單，便于攜帶。液壓泵由大功率電機(jī)帶動(dòng)，傳動(dòng)效率高，保證了整個(gè)液壓系統(tǒng)順利安全地工作，為解決掛車爬大坡爬長(zhǎng)破提供了用力的動(dòng)力保障。 達(dá)的選擇 達(dá)的介紹 本次設(shè)計(jì)擬定增加液壓輔助動(dòng)力系統(tǒng)后汽車的爬坡能力達(dá)到 18，在此條件下，由公式（ 1）可求得汽車的行駛阻力為 F=450000（ =145807N,故需要增加牽引力為F=1458075590N, 擬選用 液壓馬達(dá)，其結(jié)構(gòu)圖如圖 馬達(dá)是一種殼體旋轉(zhuǎn)的徑向柱塞式馬達(dá)，其外轂是旋轉(zhuǎn)的，直接安裝在車輪輪轂內(nèi)。馬達(dá)殼體用兩個(gè)大直徑的滾動(dòng)軸承支承在缸體軸頸上。其性能和特點(diǎn)有： 一、 該馬達(dá)導(dǎo)軌曲線的設(shè)計(jì)，保證在旋轉(zhuǎn)過程中，馬達(dá)的輸出扭矩為一常量。即扭矩不均勻系數(shù)約等于零； 二、 因?yàn)橹麑?duì)稱布置，作用力彼此平衡，主軸承對(duì)于油壓力處于卸載狀態(tài)，使馬達(dá)回轉(zhuǎn)輕快，而主軸承還可以承受較大外載荷； 三、 為適應(yīng)大多數(shù)車輛需要，該液壓馬達(dá)的起動(dòng)扭矩很高，達(dá)到正常輸出扭矩的95%。此外，馬達(dá)的最高壓力達(dá)到 35證了很高的 峰值輸出扭矩，以滿足各種車輛克服障礙（例如爬大坡度）時(shí)對(duì)最大驅(qū)動(dòng)力的需要； 四、 該馬達(dá)設(shè)置有特殊的雙向密封，以避免馬達(dá)殼體內(nèi)的污染，使車輛或機(jī)械能在惡劣道路上行駛和工作； 五、 該馬達(dá)可配有內(nèi)脹式蹄形制動(dòng)器。同時(shí)，該馬達(dá)亦可作為油泵工作，以適應(yīng)液壓制動(dòng)； 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 12 頁，共 31 頁 六、 這種馬達(dá)很容易實(shí)現(xiàn)自由輪工況。為此，只需將馬達(dá)的進(jìn)出油管路同時(shí)卸壓，并在殼體內(nèi)施加適當(dāng)?shù)膬?nèi)壓，使柱塞滾輪組向馬達(dá)中心靠攏并與導(dǎo)軌脫離接觸。這樣，馬達(dá)外殼隨車輪自由滑轉(zhuǎn)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生任何附加的流動(dòng)阻力損失。 該馬達(dá)參數(shù)如下表 表 壓馬達(dá)參數(shù) 參數(shù)名稱 數(shù)據(jù) 排量 V（ l/r） 定工作壓力 P（ 30 最高工作壓力 35 比扭矩（ 544 轉(zhuǎn)速范圍 n（ r/ 0量 m（ 290 最大外形尺寸（ 470 達(dá)動(dòng)力的驗(yàn)算 馬達(dá)扭矩計(jì)算公式為： T=, （ 4） 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 13 頁，共 31 頁 其中， V 是馬達(dá)排量，單位是 ml/r,； P 是工作壓力，單位是 以可得，最大工作壓力時(shí)的扭矩 400 35/2=18949定工作壓力時(shí)的扭矩 400 30/2=16242達(dá) 驅(qū)動(dòng)力計(jì)算公式為： F=T/r (5) 其中， T 為馬達(dá)扭矩，單位是 Nm,r 為掛車車輪半徑，單位是 1067慮到載重后輪胎變形，取 r=以，馬達(dá)最大工作壓力時(shí)的最大驅(qū)動(dòng)力 8949/5753N 馬達(dá)額定工作壓力時(shí)的驅(qū)動(dòng)力 6242/0645N 由于同軸車輪需對(duì)稱安裝馬達(dá)，所以兩個(gè)馬達(dá)的可以提供的驅(qū)動(dòng)力為 61290于所需要的 F=55590N 馬達(dá)在額定工作壓力時(shí)的行駛方程式為： f=入數(shù)據(jù)則有： 450000 （ =90217+61290，解得 =同理，馬達(dá)在最大工作壓力時(shí)的行駛方程式為： f=入數(shù)據(jù)則有： 450000 （ =90217+71506，解得 =馬達(dá)功率計(jì)算公式為 P= (6) 其中， T 為馬達(dá)扭矩，單位是 n 為馬達(dá)工作轉(zhuǎn)速，單位是 r/P 的單位是 達(dá)轉(zhuǎn)速計(jì)算公式為 n= (7) u 為汽車車速 ,單位是 km/h； r 為輪胎半徑，單位是 m 由表 發(fā)動(dòng)機(jī)出于最高轉(zhuǎn)速 1160r/ ，最大速度為 h,此時(shí)，將數(shù)據(jù)代入公式（ 7）可得馬達(dá)轉(zhuǎn)速為 n= n=32r/公式（ 6）可以求得，馬達(dá)在 n=32r/轉(zhuǎn)速下功率為： = =照經(jīng)驗(yàn)，取發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率為 T=160 型液壓馬達(dá)的機(jī)械效率 m=當(dāng)馬達(dá)在額定工作壓力下工作時(shí)有效動(dòng)力功率為 P 有效 =P 額定 m， 其中 , 表 知， 13入數(shù)據(jù)可得： P 有效 =213=274文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 14 頁，共 31 頁 汽車超載時(shí)的阻力功率為 P 阻力 =(i)u，代入數(shù)據(jù)可得 P 阻力 =54736w 274當(dāng)超載時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)與馬達(dá)均在額定工作狀態(tài)時(shí)，可勝任 18坡角 的爬坡要求。 同理，馬達(dá)在最高工作壓力下工作時(shí)的有效動(dòng)力功率為 P 有效 =P 最大 m，代入數(shù)據(jù)可得 P 有效 =213=291時(shí)，汽車超載時(shí)的阻力功率為 P 阻力 =(i)u，代入數(shù)據(jù)可得： P 阻力 =86508以，超載情況下，發(fā) 動(dòng)機(jī)在額定工作狀態(tài)，馬達(dá)在最高工作壓力下，最大可爬上20的坡。 具體數(shù)據(jù)，見表 載助力系統(tǒng)在額定工況和最大工況時(shí)汽車的各動(dòng)力參數(shù)表 轉(zhuǎn)速 n(r/800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 扭矩 T（ 720 900 1030 1120 1160 1160 1160 1160 速度 u(Km/h) 坡度 () 最大工況 定工況 速 n(r/1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 扭矩 T（ 1160 1150 1100 1050 1020 980 930 速度 u(Km/h) 爬 坡 度() 最大工況 額定工況 速度與爬坡角度曲線圖如下圖 額定載重時(shí)，汽車在安裝了助力系統(tǒng)前后爬坡角度與時(shí)間關(guān)系對(duì)比見表 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 15 頁，共 31 頁 3 4 5 6 7 8 91415161718192021超載后助力系統(tǒng)額定工況與最大工況下爬坡度與速度關(guān)系對(duì)比圖速度 ( k m / h )爬坡角度（）最大工況下額定工況下圖 載后助力系統(tǒng)額定工況與最大工況下爬坡度與速度關(guān)系曲線對(duì)比圖 車在安裝助力系統(tǒng)前后爬坡角度與時(shí)間關(guān)系對(duì)比 轉(zhuǎn)速 n(r/800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 扭矩 T（ 720 900 1030 1120 1160 1160 1160 1160 速度 u(Km/h) 大 爬坡角度 () 無助力 助力額定工況時(shí) 助力最大工況時(shí) 速 n(r/1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 扭矩 T（ 1160 1150 1100 1050 1020 980 930 速度 u(Km/h) 最 大 爬坡 角 度無助力 有助力額 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 16 頁，共 31 頁 () 定工況時(shí) 有助力最大工況時(shí) 3 4 5 6 7 8 951015202530額載下助力系統(tǒng)額定工況、最大工況時(shí)與無助力時(shí)爬坡度與速度關(guān)系對(duì)比圖速度 ( k m / h )爬坡角度（）無助力助力額定工況下助力最大工況下圖 載 下助力系統(tǒng)額定工況、最大工況時(shí)與無助力時(shí)爬坡度與速度關(guān)系對(duì)比圖 由于掛車額定載荷時(shí)其最大爬坡度達(dá)到 時(shí)有必要驗(yàn)算汽車有無翻車危險(xiǎn)， G s G c co s G si n 因?yàn)閽燔嚺c牽引車通過牽引裝置連接，因此，當(dāng)坡度達(dá)到一定角度時(shí)，若牽引裝置有上翹趨勢(shì)，則就有翻車危險(xiǎn)，故，整個(gè)汽車可簡(jiǎn)化為如上圖模型。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 17 頁，共 31 頁 由表 車后懸長(zhǎng)為 車總長(zhǎng) 10m,額定載重時(shí)，質(zhì)量為 26噸。質(zhì)心高度取 懸部分質(zhì)量，剩下部分質(zhì)量為，當(dāng)汽車要發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)，輪胎 與地面為零接觸，即沒有相互作用力，汽車有繞輪胎 此時(shí)有關(guān)于力矩的關(guān)系式為： 即 ， 代入數(shù)據(jù)可得 可得 以有，解得 即當(dāng)坡道角度大于 才會(huì)發(fā)生翻車，故本