城市公交车节能减排能力分析.docVIP

城市公交车节能减排—制动能量回收系统 第1章 绪 论 随着城市化进程的加快，城市人口越来越多，随之带来的交通压力也越来越大，环境问题也越来越严峻。目前，减少车辆的油料消耗和废气排放量是车辆节能和环境保护的一个迫切问题。本文针对城市公共汽车节能减排主要进行了能量回收系统的研究，以期在确保制动安全性的前提下，使车辆制动过程中的动能充分吸收和储存，并在起步加速过程中充分释放，形成车辆行驶的动力，从而达到节能和改善车辆排放性能的目的。本系统由液压技术、传动技术、控制技术相结合实现车辆的低油耗、低排放，并有效地提高车辆的动力性能，是现有汽车节能、环保的重要途径。 在分析城市公共汽车特殊运行工况的基础上，本文对现有的各种储能方案进行了综合对比，并介绍了液压储能技术在制动能量回收中的应用情况，确定了采用液压储能技术、并联式驱动的系统整体方案。 在液压系统的设计中采用皮囊式液压蓄能器作为能量储存装置、变量泵/马达作为能量转换元件，实现了系统结构紧凑、反应迅速的要求。在对车辆制动过程动力学分析的基础上，确定了液压系统的主要工作参数。通过对液压系统工作性能进行仿真分析可知，系统参数选取合理，可以满足常规制动及辅助车辆起步加速的需要。 本文针对能量再生系统与原车动力系统之间采用并联驱动方式的特点，结合具体车型，进行了泵/马达离合器的设计。该装置釆用液压离合器进行动力传递， 提髙了系统的可控性和可靠性。 1.1 课题研究的背景 汽车的出现改变了世界，它起到了促进经济发展和社会进步的重要作用。但人们在享受汽车文明的同时，也必须面对汽车带来的负面影响：环境污染和能源消耗。随着汽车工业的迅速发展，能源问题、环境污染已成为待解决的突出问题，节约能源、保护环境已成为各个国家的主要发展战略之一。近年来，随着经济的快速发展，汽车保有量的与日俱增，使我国面临汽车能源需求和环境保护的双重压力. (1)能源问题 近年来，能源问题的阴影就笼罩着全世界。能源问题成为已成为世界各个国家共同注的焦点问题。自1972年第一次石油危机以来，在世界范围内接连发生了第二次和第三次石油危机，世界石油供应出现紧缺。能源问题己成为关系国家经济命脉的头等重要问题。如何有效的利用能源已成为世界科学家与工程师们普遍关注的问题。作为世界上最大的发展中国家，中国是一个能源生产和消费大国。能源生产量仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位；基本能源消费占世界总消费量的l／10，仅次于美国，居世界第二位。中国又是一个以煤炭为主要能源的国家，发展经济与环境污染的矛盾比较突出。近年来能源安全问题也日益成为国家生活乃至全社会关注的焦点，日益成为中国战略安全的隐患和制约经济社会可持续发展的瓶颈。上个世纪90年代以来，中国经济的持续高速发展带动了能源消费量的急剧上升。自1993年起，中国由能源净出口国变成净进口国，能源总消费已大于总供给，能源需求的对外依存度迅速增大。煤炭、电力、石油和天然气等能源在中国都存在缺口，其中，石油需求量的大增以及由其引起的结构性矛盾日益成为中国能源安全所面临的最大难题。 （2）环保问题 与能源危机伴随而来的是环保问题。当今世界是和平与发展的年代，在总体和平的背景下，各国经济情况较好，物资生活水平迅速提高。可是，随着国民经济的迅速发展，大量人为排放的废水废气、噪音、无节制地取用地下水、没有计划的开发资源已严重破坏了自然界的生态平衡，酸雨、洪涝、千早、各种罕见疾病不断出现，对人们的日常生活带来严重的影响，环境保护成为社会日益关注的问题。监测表明，我国城市空气开始呈现出煤烟和机动车尾气复合污染的特点。一些地区灰霾、酸雨和光化学烟雾等区域性大气污染问题频繁发生，这些问题的产生都与车辆尾气排放密切相关。同时，由于机动车大多行驶在人口密集区域，尾气排放会直接影响群众健康。统计数据显示，2010年，全国机动车排放污染物5226.8万吨，其中氮氧化物599.4万吨，碳氢化合物487.2万吨，一氧化碳4080.4万吨，颗粒物59.8万吨，其中汽车排放的和超过，和超过。按汽车车型分类，全国货车排放的和明显高于客车，其中重型货车是主要贡献者；而客车和排放量则明显高于货车。按燃料分类，全国柴油车排放的接近汽车排放总量的，ＰＭ超过；而汽油车和排放量则较高，超过排放总量的。按排放标准分类，占汽车保有量的国Ｉ前标准汽车，其排放的污染物占汽车排放总量的以上；而占保有量的国Ⅲ及以上标准汽车，其排放量不到排放总量的。按环保标志分类，仅占汽车保有量的“黄标车”却排放了的、的、的和的。 1.2 课题研究的意义 市区公共汽车的工作特点是频繁的起步加速与换挡制动，公共汽车在频繁制动过程中，其巨大的动能全部经制动器的摩擦转化为热能消耗掉。如果将车辆在