機(jī)電液混合使用動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)想

伴隨科技的發(fā)展和市場(chǎng)需求的多樣化，國(guó)內(nèi)外工程機(jī)械廠日益關(guān)注產(chǎn)品的多

功能開(kāi)發(fā)。機(jī)械制造業(yè)在經(jīng)歷了內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力革命和液壓、氣動(dòng)傳動(dòng)的傳動(dòng)革命

之后，目前致力于應(yīng)用電控技術(shù)來(lái)完畢產(chǎn)品的操縱和控制革命，以滿足顧客對(duì)產(chǎn)

品環(huán)境保護(hù)。節(jié)能、操作舒適性及智能化監(jiān)控維寸的規(guī)定。

在汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展日勺液壓系統(tǒng)，重要用于助力、剎車等重要版塊。目前，轎車上配

置日勺助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)大體分為三類：機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電子液壓助力轉(zhuǎn)向系

統(tǒng)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。采用不一樣助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，對(duì)于汽車行駛的安全性、舒

適性和經(jīng)濟(jì)性具有不一樣的影響。

一、汽車的機(jī)械液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；

汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，也就是動(dòng)力轉(zhuǎn)向，目前已成為絕大多數(shù)轎車日勺一項(xiàng)原則

配置，顧名思義，助力轉(zhuǎn)向就是協(xié)助駕駛員做汽車方向調(diào)整，為駕駛員減輕打

方向盤強(qiáng)度日勺裝置。

液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)到目前已經(jīng)有半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展歷史，可以說(shuō)技術(shù)已經(jīng)非常成

熟，因此被廣泛應(yīng)用。液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由液壓和機(jī)械等兩部分構(gòu)成，它是以液

壓油做動(dòng)力傳遞介質(zhì)，通過(guò)液壓泵產(chǎn)生動(dòng)力來(lái)推進(jìn)機(jī)械轉(zhuǎn)向器，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向

電

老式機(jī)械液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓泵由汽車發(fā)動(dòng)鞏驅(qū)動(dòng)。為保證汽車原地轉(zhuǎn)向或

者低速轉(zhuǎn)向時(shí)的輕便性，液壓泵日勺排量是以發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)日勺流量來(lái)確定的I。汽車

發(fā)動(dòng)之后，無(wú)論與否轉(zhuǎn)向，這套系統(tǒng)都要工作，并且在大轉(zhuǎn)向車速較低時(shí)，需

要液壓泵輸出更大的功率以獲得比較大的助力，因此便在一定程度上揮霍了發(fā)

動(dòng)機(jī)動(dòng)力資源

問(wèn)題一：在汽車助力轉(zhuǎn)向上，液壓系統(tǒng)的應(yīng)用會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力資源的揮霍;

所認(rèn)為何不可以最大程度的運(yùn)用其發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力資源？

二、汽車時(shí)防抱死剎車系統(tǒng)ABS；

ABS的功能重要在物理極限的性能內(nèi)，保證制動(dòng)時(shí)車輛自身的操縱性及穩(wěn)

定性。

ABSH勺重要作用是改善整車的制動(dòng)性能，提高行車安全性，防止在制動(dòng)過(guò)

程中車輪抱死（即停止?jié)L動(dòng)），從而保證駕駛員在制動(dòng)時(shí)還能控制方向，并防止

后軸側(cè)滑。其工作原理為：緊急制動(dòng)時(shí)，依托裝在各車輪上高敏捷度的車輪轉(zhuǎn)速

傳感器，一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)車輪抱死，計(jì)算機(jī)立即控制壓力調(diào)整器使該輪的制動(dòng)分

泵泄壓，使車輪恢復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)防止車輪抱死的目的。ABSH勺工作過(guò)程實(shí)際上是

“抱死一松開(kāi)一抱死一松開(kāi)”日勺循環(huán)工作過(guò)程，使車輛一直處在臨界抱死的間隙

滾動(dòng)狀態(tài)，有效克服緊急制動(dòng)時(shí)由車輪抱死產(chǎn)生日勺車輛跑偏現(xiàn)象，防止車身失

控等狀況的發(fā)生。

而汽車制動(dòng)中，其液壓系統(tǒng)日勺動(dòng)力來(lái)源也是由發(fā)動(dòng)機(jī)提供的；在汽車行走過(guò)

程中，ABS的液壓系統(tǒng)一直處在準(zhǔn)備狀態(tài)，其液壓泵的供壓持續(xù)的，這樣就會(huì)使

發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的I液壓動(dòng)力也只是備壓作用，揮霍液壓動(dòng)力能量。

問(wèn)題二：在汽車制動(dòng)中，ABS系統(tǒng)可以是制動(dòng)到達(dá)最佳的制動(dòng)效果，不過(guò)在

系統(tǒng)工作中，存在揮霍動(dòng)力資源，這樣的資源也不是可以更好的的運(yùn)用？

三、太陽(yáng)能汽車；

（太陽(yáng)能汽車solarcar）

太陽(yáng)能發(fā)電在汽車上的應(yīng)用，將可以有效減少全球環(huán)境污染，發(fā)明潔

凈的生活環(huán)境，伴隨全球經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，太陽(yáng)能汽車作為一

種產(chǎn)業(yè)已經(jīng)不是一種神話。燃燒汽油的汽車是都市中一種重要口勺污染源頭，

汽車排放日勺廢氣包括二氧化硫和氮氧化物都會(huì)引致空氣污染，影響我們的

健康。目前各國(guó)的科學(xué)家正致力開(kāi)發(fā)產(chǎn)生較少污染H勺電動(dòng)汽車，但愿可以

取代燃燒汽油日勺汽車。但由于目前各大都市日勺重要電力都是來(lái)自燃燒化石

燃料的，使用電動(dòng)汽車會(huì)增長(zhǎng)用電日勺需求，即間接增長(zhǎng)發(fā)電廠釋放日勺污染

物。有鑒于此，某些環(huán)境保護(hù)人士就倡導(dǎo)發(fā)展太陽(yáng)能汽車，太陽(yáng)能汽車使

用太陽(yáng)能電池把光能轉(zhuǎn)化成電能，電能會(huì)在儲(chǔ)電池中存起備用，用來(lái)推進(jìn)

汽車的電動(dòng)機(jī)。由于太陽(yáng)能車不用燃燒化石燃料，因此不會(huì)放出有害物。

據(jù)估計(jì)，假如由太陽(yáng)能汽車取代燃汽車輛，每輛汽車的二氧化碳排放量可

減少43至54%o

到目前為止，太陽(yáng)能在汽車上日勺應(yīng)用技術(shù)重要有兩個(gè)方面：一是作為驅(qū)動(dòng)力,

二是用作汽車輔助設(shè)備的能源。

（1）太陽(yáng)能作為第一驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車

電動(dòng)機(jī)供電驅(qū)動(dòng)后輪，電動(dòng)機(jī)用于低速行駛。當(dāng)車速到達(dá)某一速度后來(lái)，汽

油發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)脫離驅(qū)動(dòng)軸，汽車便像一般汽車同樣行駛。

由于采用了混合驅(qū)動(dòng)形式，帶來(lái)了諸多好處。首先，由于有汽油發(fā)動(dòng)

機(jī)驅(qū)動(dòng)，因此蓄電池不會(huì)過(guò)放電，蓄電池的I容量只要滿足一天使用即可，

與全用蓄電池口勺車相比，其容量可減少二分之一，也減輕了車重；另一方

面，都市中大多數(shù)車輛都處在低速行駛狀態(tài)下，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)可最大也許

時(shí)減少都市局部污染，

（3）太陽(yáng)能的工作原理；

太陽(yáng)光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-弓子對(duì)，在p-n結(jié)電場(chǎng)的作用

下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。

這就是光電效應(yīng)太陽(yáng)能電池的工作原理。

太陽(yáng)能發(fā)電方式太陽(yáng)能發(fā)電有兩種方式，一種是光一熱一電轉(zhuǎn)換方式，

另一種是光一電直接轉(zhuǎn)換方式。

1.光一熱一電轉(zhuǎn)換方式通過(guò)運(yùn)用太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由

太陽(yáng)能集熱器將所吸取日勺熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的J蒸氣，再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前

一種過(guò)程是光一熱轉(zhuǎn)換過(guò)程；后一種過(guò)程是熱一電轉(zhuǎn)換過(guò)程，與一般的火

力發(fā)電同樣.太陽(yáng)能熱發(fā)電的缺陷是效率很低而成本很高，估計(jì)它的投資

至少要比一般火電站貴5?10倍.一座1000MW的太陽(yáng)能熱電站需要投資

20?25億美元，平均IkW的投資為2023?2500美元。因此，目前只能小規(guī)

模地應(yīng)用于特殊H勺場(chǎng)所，而大規(guī)模運(yùn)用在經(jīng)濟(jì)上很不合算，還不能與一般

的I火電站或核電站相競(jìng)爭(zhēng)。

2、光一電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是運(yùn)用光電效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成

電能，光一電轉(zhuǎn)換日勺基本裝置就是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池是一種由于光

生伏特效應(yīng)而將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一種半導(dǎo)體光電二極

管，當(dāng)太陽(yáng)光照到光電二極管上時(shí)，光電二極管就會(huì)把太陽(yáng)的光能變成電

能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多種電池串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)就可以成為有比較大的輸出

功率的太陽(yáng)能電池方陣了。太陽(yáng)能電池是一種大有前途的新型電源，具有

永久性、清潔性和靈活性三大長(zhǎng)處.太陽(yáng)能電池壽命長(zhǎng)，只要太陽(yáng)存在，太

陽(yáng)能電池就可以一次投資而長(zhǎng)期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽(yáng)

能電池不會(huì)引起環(huán)境污染；太陽(yáng)能電池可以大中小并舉，大到百萬(wàn)千瓦時(shí)

中型電站，小到只供一戶用的太陽(yáng)能電池組，這是其他電源無(wú)法比擬的。

問(wèn)題三：太陽(yáng)能有這樣多的優(yōu)勢(shì)，并且能與其他能源混合使用，那么我們

與否可以考慮太陽(yáng)能和液壓動(dòng)力進(jìn)行混合使用？

四、液壓技術(shù)；

液壓傳動(dòng)是用液體年為工作介質(zhì)來(lái)傳遞能量和進(jìn)行控制日勺傳動(dòng)方式。液壓傳

動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(dòng)，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理

而發(fā)展起來(lái)日勺一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用歐I一門技術(shù)。如今，流體

傳動(dòng)技術(shù)水平的高下已成為一種國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。

液壓技術(shù)在老式意義上，它只是用于傳動(dòng)方面的。

問(wèn)題四：我們能否將液壓技術(shù)用于動(dòng)力系統(tǒng)？

五、油電混合動(dòng)力汽車；

油電混合動(dòng)力汽車是指將汽油發(fā)動(dòng)機(jī)（或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)）和電動(dòng)機(jī)結(jié)合在一起

日勺做作為動(dòng)力系統(tǒng)的汽車。

油電混合動(dòng)力汽車日勺長(zhǎng)處：與老式汽車相比，混合動(dòng)力汽車具有耗油量低，

環(huán)境保護(hù)性能好等明顯長(zhǎng)處。一般混合動(dòng)力汽車可以節(jié)省30%—50%,有害排放

大幅度減少；汽車一般狀況不需要充電，電池組由發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)剩動(dòng)力來(lái)充電。在一

般駕駛條件下，電池組可以使用十年或13萬(wàn)公里。

油電混合動(dòng)力汽車經(jīng)濟(jì)性：一般價(jià)錢來(lái)說(shuō)比原型車高30%左右。在國(guó)外,

政府對(duì)混合動(dòng)力汽車這樣的環(huán)境保護(hù)車辦有優(yōu)惠政策。此外，由于混合動(dòng)力汽車

耗油量很低，實(shí)際使用費(fèi)用很低，一般在2—3年左右就可以回收購(gòu)車時(shí)多付日勺

錢。此后，其節(jié)油性能將給顧客帶來(lái)可觀日勺經(jīng)濟(jì)效益。

常用的I油電混合動(dòng)力汽車歐I混合裝置是一種叫HEV(Hybrid-E1ectricVehico

1)一混合動(dòng)力裝置?；旌蟿?dòng)力就是指汽車使用汽油驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)

方式，長(zhǎng)處在于車輛啟動(dòng)停止時(shí)，只靠發(fā)電機(jī)帶動(dòng)，不到達(dá)一定速度，發(fā)動(dòng)機(jī)

就不工作，因此，便能使發(fā)動(dòng)機(jī)一直保持在最佳工況狀態(tài)，動(dòng)力性好，排放量

很低，并且電能口勺來(lái)源都是發(fā)動(dòng)機(jī)，只需加油即可。

混合動(dòng)力總成以動(dòng)力傳播路線分類，可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式等三種。

(1)串聯(lián)式動(dòng)力：串聯(lián)式動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)三部分動(dòng)力總成構(gòu)成,

它們之間用串聯(lián)方式構(gòu)成SHEV動(dòng)力單元系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，電能通

過(guò)控制器輸送到電池或電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)通過(guò)變速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)汽車。小負(fù)荷時(shí)由電

池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪，大負(fù)荷時(shí)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。當(dāng)車輛

處在啟動(dòng)、加速、爬坡工況況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)組和電池組共同向電動(dòng)機(jī)提供

電能；當(dāng)電動(dòng)車處在低速、滑行、怠速的工況時(shí)，則由電池組驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電

池組缺電時(shí)則由發(fā)動(dòng)機(jī)■發(fā)電機(jī)組向電池組充電。串聯(lián)式構(gòu)造合用于都市內(nèi)頻繁

起步和低速運(yùn)行工況，可以將發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整在最佳工況點(diǎn)附近穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)調(diào)整

電池和電動(dòng)機(jī)的輸出來(lái)到達(dá)調(diào)整車速日勺目的。使發(fā)動(dòng)機(jī)防止了怠速和低速運(yùn)轉(zhuǎn)的I

工況，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)日勺效率，減少了廢氣排放。不過(guò)它的缺陷是能量幾經(jīng)轉(zhuǎn)

換，機(jī)械效率較低。

(2)并聯(lián)式動(dòng)力：并聯(lián)式裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)分

屬兩套系統(tǒng)，可以分別獨(dú)立地向汽車傳動(dòng)系提供扭矩，在不一樣的路面上既可以共同驅(qū)動(dòng)乂

可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)汽車加速爬坡時(shí)，電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)可以同步向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，一旦汽

車車速到達(dá)巡航速度，汽車將僅僅依托發(fā)動(dòng)機(jī)維持該速度。電動(dòng)機(jī)既可以作電動(dòng)機(jī)又可以作

發(fā)電機(jī)使用，又稱為電動(dòng)一發(fā)電機(jī)組。由于沒(méi)有單獨(dú)的發(fā)電機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以直接通過(guò)傳動(dòng)機(jī)

構(gòu)驅(qū)動(dòng)車輪，這種裝置更靠近老式的汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械效率損耗與一般汽車差不多，得到

比較廣泛的應(yīng)用。

(3)混聯(lián)式動(dòng)力：混聯(lián)式裝置包括了串聯(lián)式和并聯(lián)式日勺特點(diǎn)。動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)

動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)：根據(jù)助力裝置不一樣，它又分為發(fā)動(dòng)機(jī)為主和電機(jī)為主

兩種。以發(fā)動(dòng)機(jī)為主的形式中，發(fā)動(dòng)機(jī)作為積極力源，電機(jī)為輔助動(dòng)力源；以電

機(jī)為主日勺形式中，發(fā)動(dòng)機(jī)作為輔助動(dòng)力源，電機(jī)為積極力源。該構(gòu)造的長(zhǎng)處是控

制以便，缺陷是構(gòu)造比較復(fù)雜。豐田日勺Prius屬于以電機(jī)為主的形式。

問(wèn)題五：油電混合動(dòng)力系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)用到汽車中，帶來(lái)H勺經(jīng)濟(jì)利益，人們都感

到了，與否可以在其中加入液壓，可以在工程車輛中得到應(yīng)用？

六、汽車的機(jī)電液混合動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)想；

汽車機(jī)電液混合動(dòng)力系統(tǒng)，是指首先可以將液壓技術(shù)作為動(dòng)力能量來(lái)考慮,

實(shí)現(xiàn)機(jī)械能、電能、液壓能進(jìn)行混合使用，到達(dá)它們之間H勺完美配合，讓其實(shí)現(xiàn)

節(jié)能、環(huán)境保護(hù)、動(dòng)力負(fù)載大的新概念工程車輛。

般使用日勺工程車輛能源是汽油、柴油等不可再生資源，并且使用量大，由

于工程車輛一般負(fù)載量大，需對(duì)其提供足夠大的機(jī)械能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。而在使用過(guò)程

中，排出大量的污染性氣體，對(duì)環(huán)境是一種最大的危害。

在當(dāng)今社會(huì)倡導(dǎo)的是環(huán)境保護(hù)節(jié)能的思想，對(duì)于太陽(yáng)能、風(fēng)能及地?zé)崮艿瓤?/p>

再生資源，人們都會(huì)積極的擴(kuò)大其使用范圍，進(jìn)入更多領(lǐng)域，減少不可再生資

源的使用及對(duì)環(huán)境污染。

機(jī)電液混合動(dòng)力系統(tǒng)的必要性：

首先，在現(xiàn)代工程車輛中，負(fù)載量都不是很大，在大型工程中需要的大

型工程車輛，大多都是在國(guó)外進(jìn)口。

另一方面，在這種工程車輛中的消耗是最低的，它可以采用電動(dòng)啟動(dòng),

到達(dá)一定的速度后，在用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，并且可以用液壓系統(tǒng)提供助力，提高車

輛的負(fù)載，這樣可以提高載重量，還可以減少能源的消耗，減少環(huán)境的污染。

綜上所述口勺五個(gè)問(wèn)題可以進(jìn)行綜合討論，與否能生產(chǎn)出機(jī)電液混合動(dòng)力的工

程車輛？

七、心得體會(huì)；

在這段時(shí)間里，我學(xué)到了諸多在書(shū)本上學(xué)不到的東西，也認(rèn)識(shí)到了自己渚多

的局限性感覺(jué)收益非淺，如下是我在作課程設(shè)計(jì)對(duì)工作的總結(jié)以及某些自己的

心得體會(huì)。

首先，我想談一下實(shí)習(xí)H勺意義。

作為一名學(xué)生，我想學(xué)習(xí)的目的不在于通過(guò)結(jié)業(yè)考試，而是為了獲取知識(shí)，獲取

工作技能，換句話說(shuō)，在學(xué)校學(xué)習(xí)是為了可以適應(yīng)社會(huì)日勺需要，通過(guò)學(xué)習(xí)保證可

以完畢未來(lái)日勺工作，為社會(huì)作出奉獻(xiàn)。然而步出象牙塔步入社會(huì)是有很大落差日勺,

可以以進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)來(lái)作為緩沖，對(duì)我而言是一件幸事，通過(guò)實(shí)習(xí)工作理解到工

作H勺實(shí)際需要，使得學(xué)習(xí)H勺目的性更明確，得到的效果也對(duì)應(yīng)的更好。

另一方面，我要總結(jié)一下自己在實(shí)習(xí)期間的體會(huì)。

1.自主學(xué)習(xí)

工作后不再象在學(xué)校里學(xué)習(xí)那樣，有老