任務(wù)書(shū)1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題應(yīng)達(dá)到的目的：本題目著重培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，學(xué)生在掌握汽車(chē)結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)和變速器的基礎(chǔ)上，完成 GD6126 客車(chē)設(shè)計(jì)—傳動(dòng)軸、懸架設(shè)計(jì)任務(wù)，使其達(dá)到本科學(xué)生應(yīng)具備的技術(shù)能力水平。通過(guò)調(diào)查研究、檢索與閱讀中外文獻(xiàn)資料、方案論證，計(jì)算機(jī)運(yùn)用、查閱標(biāo)準(zhǔn)和手冊(cè)、實(shí)驗(yàn)研究、整體布置和設(shè)計(jì)、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等諸環(huán)節(jié)，考察學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力，提高獨(dú)立分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，提高機(jī)械設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)計(jì)算和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。2．畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：設(shè)計(jì)任務(wù):總質(zhì)量 Kg 最高車(chē)速 Km/h 比功率 Kw/t16000 120 11完成 GD6126 客車(chē)的傳動(dòng)軸、懸架設(shè)計(jì)，繪制總和不少于 4 張零號(hào)圖紙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖、裝配圖和零件圖.設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1）查閱相關(guān)資料，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)方案論證報(bào)告（2）結(jié)合設(shè)計(jì)內(nèi)容，完成外文文獻(xiàn)翻譯（3）工作計(jì)劃（4）按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行計(jì)算分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（5）完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)1（6）完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的文檔整理3．對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計(jì)、圖表、實(shí)物樣品等〕：（1）方案論證報(bào)告，不少于 3000 字；（2）外文文獻(xiàn)翻譯一份，譯文字?jǐn)?shù)在 3000 漢字以上；（3）設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，不少于 5000 字；（4）圖紙工作量不少于 4 張 A0 圖紙。4．主要參考資料：[1] 王望予．汽車(chē)設(shè)計(jì) [M]．第 4 版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8[2] 劉惟信．汽車(chē)設(shè)計(jì) [M]．第 1 版．北京：清華大學(xué)出版社，2001.7[3]（美）諾頓（Norton,R.L ） . 機(jī)械設(shè)計(jì)：機(jī)器和機(jī)構(gòu)綜合與分析. 英文版,第二版 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.2[4] 陳家瑞．汽車(chē)構(gòu)造 （上冊(cè)）[M]．第 2 版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1[5] 陳家瑞．汽車(chē)構(gòu)造 （下冊(cè)）[M]．第 2 版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1[6] 《汽車(chē)工程手冊(cè) 》編輯委員會(huì)．汽車(chē)工程手冊(cè)．基礎(chǔ)篇[M]．北京：人民交通出版社，2001.6[7] 《汽車(chē)工程手冊(cè) 》編輯委員會(huì)．汽車(chē)工程手冊(cè)．設(shè)計(jì)篇[M]．北京：人民交通出版社，2001.6[8] 黃天澤、黃金陵．汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.10[9] 余志生．汽車(chē)?yán)碚?. 第三版 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.10[10] 隗金文、王慧．液壓傳動(dòng) [M]．沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，2001.122[11] 陳賢康．液壓傳動(dòng)基礎(chǔ) [M]．北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1984.1235．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃：起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容起始：2016 年 02 月 29 日截止：2016 年 03 月 04 日指導(dǎo)教師下發(fā)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、布置工作任務(wù)。起始：2016 年 01 月 20 日截止：2016 年 03 月 04 日布置外文資料翻譯。起始：2016 年 03 月 09 日截止：2016 年 03 月 20 日布置完成畢業(yè)設(shè)計(jì)方案論證報(bào)告。起始：2016 年 04 月 18 日截止：2016 年 04 月 20 日畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查。起始：2016 年 03 月 09 日截止：2016 年 05 月 30 日畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)。起始：2016 年 05 月 30 日截止：2016 年 05 月 31 日指導(dǎo)教師進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)資料和答辯資格審查。起始：2016 年 06 月 01 日截止：2016 年 06 月 02 日評(píng)閱教師進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)資料評(píng)閱。起始：2016 年 06 月 03 日截止：2016 年 06 月 05 日畢業(yè)設(shè)計(jì)公開(kāi)答辯會(huì)。起始：2016 年 06 月 03 日截止：2016 年 06 月 09 日畢業(yè)設(shè)計(jì)分組答辯。4所在系（教研室）審查意見(jiàn)：負(fù)責(zé)人： 年 月 日院（部）學(xué)術(shù)委員會(huì)意見(jiàn)：負(fù)責(zé)人： 年 月 日機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文外文資料翻譯論文題目 :GD6126 客車(chē)設(shè)計(jì)— 傳動(dòng)軸及懸架設(shè)計(jì)譯文題目:聚合物電解質(zhì)燃料電池在零度以下，根據(jù)工作電流密度控制快速啟動(dòng)策略學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 正文：外文資料譯文 附件：外文資料原文 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：譯文忠于原文，能正確表達(dá)原文意思；語(yǔ)句流暢，符合中文的表達(dá)習(xí)慣，圖表翻譯正確；字?jǐn)?shù)符合要求，格式規(guī)范；譯文總體良好。簽名：?jiǎn)渭t衛(wèi) 2016 年 04 月 05 日附件 1：外文資料譯文（文獻(xiàn)出處：Science Direct）聚合物電解質(zhì)燃料電池在零度以下，根據(jù)工作電流密度控制快速啟動(dòng)策略Geonhui Gwak, Hyunchul Ju機(jī)械工程系，仁荷大學(xué)，銀河路 100 號(hào)，仁川 751402 ，韓國(guó)關(guān)鍵詞：聚合物電解質(zhì)燃料電池電流密度不飽和階段冷啟動(dòng)零度以下的溫度摘要:在以前的研究中，我們的描述三個(gè)不同階段的數(shù)字描述，一種聚合物電解質(zhì)燃料電池（PEFC）在冷啟動(dòng)時(shí)，即凍結(jié)，不飽和，和熔化階段。根據(jù)我們的數(shù)值觀測(cè)，我們提出了一個(gè)有效的實(shí)現(xiàn)快速電池溫度上升，同時(shí)快速的啟動(dòng)策略電池內(nèi)冰積累速率。這一冷啟動(dòng)策略的關(guān)鍵是提高工作電流的 PEFC 在飽和階段，加速電池內(nèi)部溫度上升。使用一個(gè)三維的，短暫的冷起動(dòng)模型，數(shù)值結(jié)果表明提高電池的電流在飽和階段是非常有效的，顯著提高了 PEFC 的冷啟動(dòng)速度。相比之下，增加的電池在冷凍階段的電流有一個(gè)負(fù)的影響，PEFC 冷啟動(dòng)，氧還原反應(yīng)使產(chǎn)水率增加，導(dǎo)致更快速的冰增長(zhǎng)。這最終導(dǎo)致冷啟動(dòng)失敗和多孔電極結(jié)構(gòu)的劣化。這項(xiàng)研究清楚地說(shuō)明了優(yōu)化冷啟動(dòng)操作是提高冷起動(dòng)性能的關(guān)鍵，同時(shí)指出了 PEFC 冷啟動(dòng)模擬角色的重要性，用于探索一個(gè)最佳的冷啟動(dòng)策略。1.簡(jiǎn)介燃料電池汽車(chē)能否商業(yè)化的一個(gè)先決條件是：在極冷的天氣聚合物電解質(zhì)燃料電池快速穩(wěn)定啟動(dòng)。在零度以下環(huán)境，氧還原反應(yīng)產(chǎn)生的水（ORR）的PEFC 的陰極側(cè)會(huì)凍結(jié)成冰。這種冷凍抑制電極中氧的傳遞，減少了對(duì) ORR 活性，和損害的電極結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致電池性能和耐久性的降低。傳統(tǒng)成功的冷啟動(dòng)的方法是簡(jiǎn)單的清洗燃料電池內(nèi)的剩余水。這清除有助于避免對(duì)電池破壞的可能性，組件由于在冷卻階段的冰融化同時(shí)延緩冰/霜成核期一個(gè) PEFC 冷啟動(dòng)。根據(jù)部門(mén)制定的冷啟動(dòng)目標(biāo)，PEFCs 應(yīng)該能夠達(dá)到 50%的操作力在 30 秒內(nèi)。為了加速電池從零度以下的溫度，而溫度上升同時(shí)抑制冰的形成和生長(zhǎng)，大量致力于發(fā)展有效冷啟動(dòng)方法和冷啟動(dòng)策略提出的。其中，使用的的核心是要避免外部源，因?yàn)樽鲞@樣才可以避免燃料電池的尺寸和成本。因此，冷啟動(dòng)研究的一大重點(diǎn)是在不增加系統(tǒng)容量或成本前提下在零度以下的環(huán)境中 PEFCs 自啟動(dòng)。冷或者熱自加熱方法啟動(dòng)或原位化學(xué)反應(yīng)熱放熱這些被刊文獻(xiàn) [12-16]。 [12]提出有效的電流斜坡啟動(dòng)方法實(shí)現(xiàn)電池從零度以下的溫度快速升溫。他們發(fā)現(xiàn)使用一個(gè)較低的升溫速率是有效的，初始電流密度較低，而電流上升率應(yīng)增加在較高的初始電流操作密度。 [13]允許氫催化反應(yīng)發(fā)生在陽(yáng)極催化劑層（氯） ，有效地加熱零下溫度的電池。保證安全加熱，他們建議使用稀氫小于 20%的氫餾分的流。 [14]的氫影響的數(shù)值研究，在一個(gè)冷起動(dòng)性能的催化反應(yīng)。他們的模型預(yù)測(cè)自啟動(dòng)成功的初始溫度 20 度的化學(xué)反應(yīng)。 [15]建議使用氧化釩薄膜金屬雙極板增強(qiáng)冷起動(dòng)性能 PEFCs。他們證明了氧化釩薄膜有效地產(chǎn)生額外的歐姆焦耳熱在低電流密度和溫度下降。 [16]研究了局部電流密度分布的演化在冷啟動(dòng)時(shí)使用印刷電路板技術(shù)。他們表明，較低的電池電壓操作縮短冷啟動(dòng)時(shí)，電池開(kāi)始在零下 10 攝氏度或較高的啟動(dòng)溫度，但較低的啟動(dòng)溫度，會(huì)導(dǎo)致啟動(dòng)失敗。除了有效的熱管理 PEFC 冷啟動(dòng)，已努力改善燃料的水吸收潛力和蓄能力電池電極。 [17] 加入納米二氧化硅陰極發(fā)光，并表現(xiàn)出改善的冷啟動(dòng)性能，他們認(rèn)為，在 8 攝氏度的親水性 SiO2 增強(qiáng)陰極催化層的吸水能力。 [18]數(shù)字顯示，使用更高離子在陰極發(fā)光增強(qiáng)分?jǐn)?shù)的能力吸收水分，成功延緩冰形成期。 [19]建議使用雙重功能的微孔層（MPL） ，由一具有非常低的鉑載量的粘合劑，而不是典型的聚四氟乙烯（PTFE） 。冰蓄冷能電池利用這種雙重功能的 MPL 大大提高，因?yàn)樗梢宰鳛殛帢O的一部分氯在零下的溫度。MPL 在 80 度在一個(gè)正常的評(píng)價(jià)功能。 [21]提出了一個(gè)擴(kuò)展的冷啟動(dòng)在很寬的范圍內(nèi)的瞬態(tài)模擬模型，從低溫到正常操作溫度，其中冰熔融和由此產(chǎn)生的膜水化和潛在的熱吸收過(guò)程。仿真結(jié)果表明冰演化的各個(gè)階段，即凍結(jié)，不飽和，和熔化。作為受影響的細(xì)胞溫度繼續(xù)上升，在冷啟動(dòng)時(shí)釋放的廢物熱，電池進(jìn)入飽和階段。在此階段，更多水由于蒸汽飽和壓力被儲(chǔ)存在蒸汽相。此外，水的吸收潛力和膜的水?dāng)U散率也大大提高，這個(gè)階段，這是一個(gè)更強(qiáng)大的水回流的結(jié)果。因此，水的損失率在陰極發(fā)光由這兩者的機(jī)制超過(guò)水生產(chǎn)率 ORR 和因此量，電池內(nèi)的冰保持不變，沒(méi)有任何進(jìn)一步的產(chǎn)生水的冷凍。這一觀察結(jié)果表明：在這個(gè)過(guò)程中，電流密度可以進(jìn)一步增加階段，這反過(guò)來(lái)又增加了廢物的熱量釋放，從而加快電池溫度上升。本研究的目的是計(jì)算的數(shù)值影響增加的電流在飽和階段的一個(gè) PEFC 冷起動(dòng)性能。特別強(qiáng)調(diào)的是研究電流上升階段和電池?zé)豳|(zhì)量影響電池溫度升高的速率，電解質(zhì)吸收水的能力，和冰的形成/陰極催化劑層的演化特性（氯） 。這項(xiàng)研究清楚地表明，所提出的戰(zhàn)略是加速浪費(fèi)熱的釋放。沒(méi)有進(jìn)一步的冰積累在電池內(nèi)，因此，大大方便了 PEFC 快速啟動(dòng)零度以下環(huán)境。2.數(shù)值模型模擬一個(gè) PEFC 在寬的溫度范圍內(nèi)操作從低溫（-20℃）到正常工作溫度（80） 、三維、非等溫 PEFC 冷起動(dòng)模型研究 [18-24]是增強(qiáng)了包括冰融化和本構(gòu)關(guān)系，對(duì)于 PEFC 暫態(tài)仿真 0 度以上.的 PEFC 冷起動(dòng)模型詳細(xì)的描述出現(xiàn)在我們以前的論文 [24]。因此，我們只存在一個(gè)簡(jiǎn)短的在這里描述，強(qiáng)調(diào)的新功能在這項(xiàng)研究中發(fā)展。模型假設(shè)具體的假設(shè)模型如下：（1）不可壓縮層流氣體通道和多孔、 PEFC、壓力梯度和流量；（2）理想氣體的混合物；（3）negligible 引力效應(yīng)；（4）和均勻各向同性多孔層和 CLS，即有效孔隙度、滲透率、特征；（5）飽和水蒸氣瞬時(shí)凝結(jié)；（6）可以忽略不計(jì)的電化學(xué)雙電層的充電和放電在 CLS?？刂品匠蹋荷鲜黾僭O(shè)下，多相 PEFC 的模型是由質(zhì)量，動(dòng)量，能量，和物種，電荷守恒，如下：質(zhì)量守恒：(1)動(dòng)量守恒:(2)種類(lèi)守恒：（3）能量守恒：（4）充電保護(hù)：（5）電子運(yùn)輸：（6）在保持均衡的源匯項(xiàng)。 （1）-（6） ，即，標(biāo)準(zhǔn)，蘇，硅， ，列于表 1。請(qǐng)注意，源項(xiàng)，Si，在水的輸運(yùn)方程的 CL 和 GDL 地區(qū)包括相變，SSG，描述冰的形成，生長(zhǎng)，和冷啟動(dòng)時(shí)的熔化過(guò)程。SSG 的詳細(xì)描述如下：（7）在 rdesub 和 Rsub 是凝華和升華，相變率；S 代表冰分?jǐn)?shù)，定義為冰多孔介質(zhì)如 GDL 和 CL 的空隙的體積分?jǐn)?shù)，即，（8）因此，冰量積累在 PEFC 成分是冰的分?jǐn)?shù)來(lái)描述，美國(guó)的凝華和升華的過(guò)程導(dǎo)致潛熱的釋放和吸收，分別。因此，這些影響應(yīng)在能量守恒方程的源項(xiàng)，考慮 ST，為 CL 和 GDL 的地區(qū)，如表 1。當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)對(duì)于電荷守恒方程的源項(xiàng)，SF 的氫氧化反應(yīng)的帳戶(hù)（HOR）在陽(yáng)極的氯和氧還原反應(yīng)（ORR）在陰極催化層的電化學(xué)反應(yīng)是通過(guò)線(xiàn)性化的水平標(biāo)準(zhǔn)Butlere-Volmer 方程導(dǎo)出，并忽略 anodic[ 25 ]的 Butlere-Volmer 方程陽(yáng)極反應(yīng)項(xiàng)?；魻栐陉?yáng)極 Cl：（9）霍爾在陰極：（10）表面電位，H，為賀和奧爾是利用熱力學(xué)平衡電位的定義，U0，在陽(yáng)極和陰極雙方之間，如下：（11）右手邊的物種方程，方程（3） ，該有效擴(kuò)散系數(shù)，擴(kuò)散由作為改性關(guān)聯(lián) [26]對(duì)孔隙度的影響和曲折的 GDL 和 CL。因?yàn)檫@也是影響冰的分?jǐn)?shù)，最后形成擴(kuò)散的冰。（12）電解質(zhì)的輸運(yùn)性質(zhì)依賴(lài)于膜的含水量，即水的功能.活動(dòng)，如下 [27]：（13）（14a）(14b)水蒸汽分壓可以計(jì)算出溫度范圍，從零下到正常運(yùn)行溫度，如下[27-28]：(15a)(15b)3.邊界條件與數(shù)值實(shí)現(xiàn)本研究的細(xì)胞幾何和計(jì)算網(wǎng)格如圖 1 所示。詳細(xì)的理化參數(shù)，組件的屬性，細(xì)胞尺寸和操作條件在表 2 和表 3 列出。如圖 1 所示，除了進(jìn)出口區(qū)計(jì)算域的大小是利用全細(xì)胞的幾何周期從而對(duì)稱(chēng)條件應(yīng)用于計(jì)算單元的外表面減少，除了進(jìn)出口區(qū)域。陽(yáng)極/陰極入口速度可以從它們各自的化學(xué)計(jì)量比的確定（XA，XC）和工作電流密度（I） ，如下：陽(yáng)極入口：（19）陰極入口：（20）在哪里的入口截面分別的陽(yáng)極和陰極氣體通道，氫和氧 eCH2 和 CO2T 入口摩爾濃度可以計(jì)算出入口壓力、增濕條件，和溫度，根據(jù)理想氣體定律。在第 2.1 和 2.2 節(jié)所描述的瞬態(tài)冷啟動(dòng)模型進(jìn)行了數(shù)值實(shí)現(xiàn)與市售的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)程序，使用流暢的用戶(hù)定義函數(shù)。所有物種和能量殘差的收斂標(biāo)準(zhǔn)被設(shè)置為 107。4．結(jié)果與討論探討一種現(xiàn)行的策略對(duì)不飽和階段，我們定義了七個(gè)仿真案例，稱(chēng)為例 1至 7（見(jiàn)表 4） 。恒流密度為 0.1 和 0.15 個(gè)/厘米是在冷啟動(dòng)的應(yīng)用期 2 和 1，分別。另一方面，案例 3 和 4 采取了一種策略，由此提出了從 0.10.15 A/cm2。0.1 A/cm2 的初始電流密度是應(yīng)用在第一階段，然后隨后提高到 0.15一個(gè)/平方厘米。3 和 4 之間的區(qū)別在于是否在凍結(jié)階段（案例 3）或在飽和階段（案例 4） 。另外 5 至 7 例定義為確定的 MEA 設(shè)計(jì)和熱的影響在飽和階段的質(zhì)量開(kāi)始。對(duì)于所有的模擬情況下，初始含水量在電解質(zhì)相中被假定為 10。圖 1 單直通道燃料電池的計(jì)算域和網(wǎng)格的邊界條件幾何。圖 2 顯示整體的細(xì)胞溫度和冰積累 1，3，2，和 4 的曲線(xiàn)。第一，比較例1 和 2 表明，冰的增長(zhǎng)率陰極氯離子具有較高的初始電流密度，導(dǎo)致或者水生產(chǎn)率越高。因此，一個(gè)較高的水平的累積冰預(yù)測(cè)案例 2（0.267 毫克/平方厘米） ，相對(duì)于 1（0.225 毫克/平方厘米） 。在另一方面，一個(gè)更快的細(xì)胞溫度上升也實(shí)現(xiàn)，在 2 個(gè)案例中，由于其較高的電流密度和較大的釋放的熱量，被釋放。因此，冰融化，由于冰堆積的突然下降曲線(xiàn)，發(fā)生在 2 例早期比案例 1。當(dāng)前的提高策略應(yīng)用，增加了電流在冷凍階段（從 0.1 到 0.15 A/cm 10 s） ，即，案例 3，結(jié)果在一個(gè)冰的質(zhì)量累積病例 2 相似的水平（0.267 毫克/平方厘米） 。另一方面，案例 4，在其中的電流增加飽和階段（從 0.1 到 0.15 A/cm2 30）展品與其他情況相比，一個(gè)優(yōu)越的冷啟動(dòng)行為。在案例 4 中，案例 4 中的累積冰塊相似例 1（0.225 毫克/平方厘米） ，但快速增長(zhǎng)的細(xì)胞溫度達(dá)到，即可比的情況下，2 和 3 和比 1 的情況要快得多。因此，圖 2 清楚地顯示認(rèn)為目前提出的 4種情況下的策略是有效的，領(lǐng)先的一個(gè)更成功的自我啟動(dòng)的電池。截面陽(yáng)極入口陰極入口雙極板冷卻通道空氣通道氣體擴(kuò)散層催化劑層系統(tǒng)邊界陽(yáng)極 陰極圖 3 給出的電壓變化曲線(xiàn)為 1，2，3，和 4?？梢钥闯?，突然下降的幅度電池電壓對(duì)應(yīng)于電流的大小密度，因?yàn)樗饕Q于程度電滲（EOD）流量和由此產(chǎn)生的陽(yáng)極干涸。特別是 3 和 4 的情況下表現(xiàn)出第二次電壓降在 10 秒和 30 秒，這是一個(gè)電流密度增加。相對(duì)于電池溫度圖 2 所示曲線(xiàn)，二次電壓降期 3 和 4的情況下準(zhǔn)確地對(duì)應(yīng)的時(shí)間電池溫度上升和/或冰積累增加率，也就是說(shuō)，由增加的電流密度驅(qū)動(dòng)。然而，一旦電池通過(guò)不飽和階段，電池電壓開(kāi)始恢復(fù)的情況下，這意味著水回流起作用，使膜補(bǔ)液開(kāi)始。圖 2 電子溫度和冰積累的演化曲線(xiàn)。平均在陰極的冰積累 CL 為 1--4。圖 3 電子電壓和水含量的演化曲線(xiàn)。水分含量平均為 1--4圖 4 所示的陽(yáng)極和陰極平均含水量分布，表示一個(gè)復(fù)雜的相互之間的相互作用冰積累，電池溫度上升。最初在陽(yáng)極側(cè)水下排放之前，從陰極到陽(yáng)極的水回流效果。其結(jié)果是，在陽(yáng)極氯離子的水含量和膜下降明顯，導(dǎo)致電池電壓迅速下降（見(jiàn)圖 3） 。相比之下，水含量在陰極發(fā)光急劇增加，達(dá)到飽和值（14）由于所產(chǎn)生的水的綜合結(jié)果。隨后，水含量陰極氯開(kāi)始下降，這意味著水回流從陰極到陽(yáng)極，電池的增加的溫度，從而提高了吸水和水膜的擴(kuò)散。這些都是主要的在飽和階段的現(xiàn)象。這表明，在任何情況下，其中的水含量和電壓跳躍對(duì)應(yīng)近 0 攝氏度的冰融化期，可以看到水含量突躍的幅度和電池電壓成正比的冰積累量，如圖 2 所示。案例 4，其中最適當(dāng)前提高策略應(yīng)用于不飽和階段，表現(xiàn)出類(lèi)似的水含量的演變，案例 1 在零度以下的溫度，水的含量跳躍較早發(fā)生。結(jié)論一個(gè)有效的電流上升的戰(zhàn)略已經(jīng)提出了促進(jìn)在極其寒冷的環(huán)境下的 PEFC的快速啟動(dòng)。這個(gè)概念是基于這樣一個(gè)事實(shí)：在陰極冰生長(zhǎng)在 CL 不再飽和階段由于聯(lián)合作用提高水回流，水蒸氣儲(chǔ)存電位，這使得在電流密度進(jìn)一步增加，以加速的廢物的熱釋放和細(xì)胞溫度的增加，在冷啟動(dòng)沒(méi)有形成任何進(jìn)一步的冰。3D 冷啟動(dòng)模擬結(jié)果清楚地表明，提高電流密度是有效的只有當(dāng)這個(gè)策略應(yīng)用于不飽和階段，其中電池的溫度上升率是成功加速?zèng)]有任何進(jìn)一步的蓄冰。相圖 4 陽(yáng)極的平均含水量演化曲線(xiàn) CL，膜和陰極 CL 為 1--4反，如果在凍結(jié)階段的電流密度提高，冰的增長(zhǎng)率大大增加，導(dǎo)致在一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的冰積累的程度較高。這些結(jié)果清楚地表明，所提出的 currentraising 策略應(yīng)該應(yīng)用于飽和階段，進(jìn)一步突出，冷啟動(dòng)時(shí)的細(xì)胞是欠期是對(duì)電池的溫度上升率高度敏感。因此，電池的熱質(zhì)量，操作電流密度的大小，和電池電壓的關(guān)鍵因素是要考慮時(shí)，制定最佳的電流提高冷啟動(dòng)計(jì)劃。另一方面，電池溫度上升率并非由 Cl 設(shè)計(jì)參數(shù)如氯離子含量、氯厚度影響顯著，或重量比鉑碳支持（wt% PTEC） ，這表明目前的籌資策略并不一定修改時(shí)，CL 的設(shè)計(jì)改變。冷啟動(dòng)現(xiàn)象，包括冰積累，水的吸收，膜水的運(yùn)輸，廢熱釋放，細(xì)胞溫度上升的非線(xiàn)性依賴(lài)性，可以預(yù)測(cè)僅通過(guò)多維冷啟動(dòng)建模和仿真。因此，建議冷啟動(dòng)模型可以作為一個(gè)有價(jià)值的工具，尋找一個(gè)最佳的電流提高策略，根據(jù)不同的細(xì)胞設(shè)計(jì)和操作條件。致謝這項(xiàng)工作是由技術(shù)創(chuàng)新支持計(jì)劃（no.10052823，開(kāi)發(fā)堆棧和元件數(shù)減少，堆積在燃料電池汽車(chē)設(shè)計(jì)）由貿(mào)易部資助，工業(yè)和能源（MI，韓國(guó)）參考文獻(xiàn)[ 1 ] Ko JJ, Kim YM, Im SJ, Lee JH。清洗裝置及方法提高燃料電池冷起動(dòng)。美國(guó)專(zhuān)利 20120123620A1。[ 2 ] Ko JJ, Lee NW, Kim YM, Kwon SU, Son IJ, Sung WS et al 等人。清除冷啟動(dòng)性能提高燃料電池系統(tǒng)。美國(guó)專(zhuān)利 008497045B2。[ 3 ]美國(guó)能源部。氫，燃料電池和基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)方案：發(fā)展與示范計(jì)劃。2013。[ 4 ]Han SD.陰極氧耗盡加熱裝置燃料電池車(chē)的功能?，F(xiàn)代汽車(chē)公司，美國(guó)專(zhuān)利 20090140066A1。[ 5 ]Saloka GS, Adams JA.?？焖俚南到y(tǒng)和方法汽車(chē)燃料電池預(yù)熱。福特全球我們的專(zhuān)利技術(shù)，20030072984A1。[ 6 ]Yamada K.燃料電池裝置及其控制方法。日產(chǎn)汽車(chē)公司，美國(guó)專(zhuān)利007537850B2。[ 7 ] Nucellsys G, Uwe L, Kocher KP, Daimler 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汽車(chē)傳動(dòng)軸的發(fā)展現(xiàn)狀 .42 懸架設(shè)計(jì)概述 53 懸架的結(jié)構(gòu)方案分析 63.1 獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架 .63.2 前、后懸架方案的選擇 .74 傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)概述 94.1 傳動(dòng)軸的組成與要求 .94.2 傳動(dòng)軸組成結(jié)構(gòu) .95 萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)方案分析 95.1 十字軸式萬(wàn)向節(jié) .105.2 準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié) 10論證結(jié)果 11參考文獻(xiàn) 1211 汽車(chē)懸架、傳動(dòng)軸發(fā)展趨勢(shì)分析1.1 現(xiàn)代汽車(chē)懸架形式所謂汽車(chē)懸掛,就是指汽車(chē)車(chē)身和車(chē)輪彈性地連接起來(lái)的機(jī)構(gòu)。俗稱(chēng)汽車(chē)的避震、懸掛和懸架的意思都一樣，都是指車(chē)輪與車(chē)身之間的連接物，避震是通俗叫法，而懸掛和懸架均是“ 學(xué)名“ 。 懸架是將車(chē)身與車(chē)橋、車(chē)輪彈性相連，傳遞作用在車(chē)輪和車(chē)身之間的力和力矩，緩和由不平路面?zhèn)鹘o車(chē)身的沖擊，并衰減由此引起的振動(dòng)，以保證汽車(chē)正常行駛時(shí)的平順性、操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性。目前多數(shù)汽車(chē)的懸架都是被動(dòng)式懸架，即汽車(chē)的車(chē)輪和車(chē)身狀態(tài)只能被動(dòng)地取決于路面及行駛狀況以及汽車(chē)的彈性支承元件、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 汽車(chē)上的懸掛結(jié)構(gòu)大體可分為兩種：一種是左、右車(chē)輪用一根剛性軸連起來(lái)并與車(chē)身相連的叫非獨(dú)立懸掛。常見(jiàn)卡車(chē)使用的鋼板彈簧避震系統(tǒng)就是非獨(dú)立懸掛。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、容易制造、維修方便、輪胎磨損小和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是當(dāng)汽車(chē)在高速或在不平路面行駛時(shí)，容易顛簸，使人感到不舒服。 另一種是左、右車(chē)輪不連在一根軸上，而是單獨(dú)通過(guò)懸掛與車(chē)身連接的叫獨(dú)立懸掛。往往轎車(chē)的舒適性比卡車(chē)好, 是因?yàn)檫@些車(chē)采用了獨(dú)立懸掛，其結(jié)構(gòu)是用輕便的杠桿、擺臂代替了整體車(chē)軸，當(dāng)一側(cè)車(chē)輪駛?cè)氚纪共黄铰访鏁r(shí)，不會(huì)牽動(dòng)另一側(cè)車(chē)輪而引起沖擊振動(dòng)，這就提高了乘座舒適性。但采用獨(dú)立懸掛后也相應(yīng)使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本上升。常見(jiàn)的獨(dú)立懸掛結(jié)構(gòu)型式有：螺旋彈簧雙橫臂獨(dú)立懸掛、扭桿式獨(dú)立懸掛、滑柱擺臂式獨(dú)立懸掛和麥弗遜式獨(dú)立懸掛等。 現(xiàn)代轎車(chē)的前輪都采用獨(dú)立懸掛，后輪雖然比前輪采用獨(dú)立懸掛的要少，但中、高級(jí)轎車(chē)一般都是四輪獨(dú)立懸掛。21.2 現(xiàn)代汽車(chē)懸架上的組成典型的汽車(chē)懸掛結(jié)構(gòu)由彈性元件、減震器以及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等組成，這三部分分別起緩沖，減振和力的傳遞作用。絕大多數(shù)懸掛多具有螺旋彈簧和減振器結(jié)構(gòu)，但不同類(lèi)型的懸掛的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)差異卻很大，這也是懸掛性能差異的核心構(gòu)件。圖 1 懸架的組成彈性元件：彈性元件用來(lái)承受并傳遞垂直載荷、緩和不平路面、緊急制動(dòng)、加速和轉(zhuǎn)彎引起的沖擊或車(chē)身位置的變化。常見(jiàn)的彈性元件包括鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、油氣彈簧、空氣彈簧和橡膠彈簧。減震器：減振器用來(lái)衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振動(dòng)。減振器的類(lèi)型有筒式減振器、阻力可調(diào)式減振器和充氣式減振器。用于限制彈簧的自由振蕩，提高乘坐舒適性。導(dǎo)向裝置：導(dǎo)向裝置用來(lái)使車(chē)輪按一定運(yùn)動(dòng)軌跡相對(duì)車(chē)身運(yùn)動(dòng)，同時(shí)起傳遞力作用。通常導(dǎo)向裝置由控制擺臂式桿件組成，有單桿式和連桿式的。鋼板彈簧作為彈性元件時(shí)，它本身兼導(dǎo)向作用，可不另設(shè)導(dǎo)向裝置。用于使上述部件定位，并控制車(chē)輪的橫向和縱向運(yùn)動(dòng)。橫向穩(wěn)定器：橫向穩(wěn)定器也歸屬于導(dǎo)向裝置。在有些轎車(chē)和客車(chē)上，為防3止車(chē)身在轉(zhuǎn)向等情況下發(fā)生過(guò)大的橫向傾斜，在懸架系統(tǒng)中加設(shè)有橫向穩(wěn)定桿，目的是提高側(cè)傾剛度，使汽車(chē)具有不足轉(zhuǎn)向特性，改善汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性。用于防止汽車(chē)橫向擺動(dòng)。1.3 汽車(chē)懸架的發(fā)展趨勢(shì)被動(dòng)懸架是傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu),剛度和阻尼都是不可調(diào)的 ,依照隨機(jī)振動(dòng)理論,它只能保證在特定的路況下達(dá)到較好效果.但它的理論成熟、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠, 成本相對(duì)低廉且不需額外能量,因而應(yīng)用最為廣泛. 在我國(guó)現(xiàn)階段,仍然有較高的研究?jī)r(jià)值。被動(dòng)懸架性能的研究主要集中在三個(gè)方面: 通過(guò)對(duì)汽車(chē)進(jìn)行受力分析后,建立數(shù)學(xué)模型,然后再用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)或有限元法尋找懸架的最優(yōu)參數(shù); 研究可變剛度彈簧和可變阻尼的減振器,使懸架在絕大部分路況上保持良好的運(yùn)行狀態(tài)研究導(dǎo)向機(jī)構(gòu), 使汽車(chē)懸架在滿(mǎn)足平順性的前提下,穩(wěn)定性有大的提高。半主動(dòng)懸架的研究集中在兩個(gè)方面: 執(zhí)行策略的研究; 執(zhí)行器的研究.阻尼可調(diào)減振器主要有兩種,一種是通過(guò)改變節(jié)流孔的大小調(diào)節(jié)阻尼 ,一種是通過(guò)改變減振液的粘性調(diào)節(jié)阻尼. 節(jié)流孔的大小一般通過(guò)電磁閥或步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行有級(jí)或無(wú)級(jí)的調(diào)節(jié),這種方法成本較高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜. 通過(guò)改變減振液的粘性來(lái)改變阻尼系數(shù), 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)噪音和沖擊等特點(diǎn),因此是目前發(fā)展的主要方向.在國(guó)外,改變減振液粘性的方法主要有電流變液體和磁流變液體兩種。主動(dòng)懸架研究也集中在兩個(gè)方面: 可靠性;執(zhí)行器.由于主動(dòng)懸架采用了大量的傳感器、單片機(jī)、輸出輸入電路和各種接口,元器件的增加降低了懸架的可靠性 ,所以加大元件的集成程度,是一個(gè)不可逾越的階段.執(zhí)行器的研究主要是用電動(dòng)器件代替液壓器件.電氣動(dòng)力系統(tǒng)中的直線(xiàn)伺服電機(jī)和永磁直流直線(xiàn)伺服電機(jī)具有較多的優(yōu)點(diǎn),今后將會(huì)取代液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu). 運(yùn)用電磁蓄能原理,結(jié)合參數(shù)估計(jì)自校正控制器,可望設(shè)計(jì)出高性能低功耗的電磁蓄能式自適應(yīng)主動(dòng)懸架, 使主動(dòng)懸架由理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用。國(guó)外汽車(chē)空氣懸架發(fā)展經(jīng)歷了“鋼板彈簧→氣囊復(fù)合式懸架→被動(dòng)全空氣4懸架→主動(dòng)全空氣懸架”的變化型式。主動(dòng)全空氣懸架應(yīng)用了電子控制系統(tǒng)，使傳統(tǒng)的空氣懸架系統(tǒng)的性能得到很大改善，汽車(chē)在各種路面、各種工況條件下能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)調(diào)節(jié)、主動(dòng)控制，并增加了許多輔助功能(如故障診斷功能等)。目前 ECAS 系統(tǒng)在歐洲國(guó)家的大客車(chē)上已經(jīng)大量應(yīng)用，隨著人們生活水平的提高，對(duì)汽車(chē)舒適性的要求也越來(lái)越高，可以預(yù)見(jiàn)，ECAS 這一先進(jìn)的空氣懸架系統(tǒng)在汽車(chē)上的應(yīng)用將越來(lái)越普及。近幾年，我國(guó)空氣懸架的需求主要是與高等級(jí)客車(chē)的銷(xiāo)售量直接相關(guān)，2002 年高級(jí)客車(chē)銷(xiāo)售量為 4000 臺(tái)左右，2003 年突破 6000 臺(tái)，據(jù)統(tǒng)計(jì)高級(jí)客車(chē)的需求以每年 15％的速度增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)家汽車(chē)行業(yè)“十五規(guī)劃”要求：我國(guó)的客車(chē)將重點(diǎn)發(fā)展適應(yīng)高速公路需要的大中型客車(chē)，專(zhuān)用客車(chē)底盤(pán)及關(guān)鍵總成。及根據(jù)市場(chǎng)需求適當(dāng)發(fā)展高檔旅游客車(chē)。十五規(guī)劃預(yù)測(cè)，2005 年大中型客車(chē)年需求量為 12～16 萬(wàn)輛，交通部頒布實(shí)施 JT/T325-2002 的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)大中型客車(chē)配置懸架類(lèi)型作了規(guī)定，其中高級(jí)大中型客車(chē)必須采用空氣懸架。這為空氣懸架產(chǎn)品的推廣使用創(chuàng)造了一個(gè)良好的外部環(huán)境。1.4 汽車(chē)傳動(dòng)軸的發(fā)展現(xiàn)狀目前，十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸在汽車(chē)傳動(dòng)系中用得比較廣泛。另外一個(gè)重要的組成部分是滑動(dòng)花鍵副，由內(nèi)、外花鍵組成，用于傳遞長(zhǎng)度的變化。傳動(dòng)軸的萬(wàn)向節(jié)擺角和滑動(dòng)花鍵副的最大伸縮量，是根據(jù)整車(chē)布置時(shí)進(jìn)行的傳動(dòng)軸跳動(dòng)校核而確定的。一般的情況下還可能有傳動(dòng)軸管，空心的軸管具有較小的質(zhì)量但能傳遞較大的扭矩，并且比相同外徑的實(shí)心軸具有更高的臨界轉(zhuǎn)速的特點(diǎn)?！盀闈M(mǎn)足汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，應(yīng)全面提升傳動(dòng)軸行業(yè)的綜合水平，全面優(yōu)化行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，與汽車(chē)產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展” 。平心而論，傳動(dòng)軸行業(yè)要完成這個(gè)目標(biāo)確實(shí)還需要走很長(zhǎng)的一段路。針對(duì)傳動(dòng)軸行業(yè)的現(xiàn)狀，我們就行業(yè)未來(lái)發(fā)展提出幾點(diǎn)思路：一、推進(jìn)傳動(dòng)軸行業(yè)企業(yè)兼并重組，機(jī)制改革。結(jié)合本行業(yè)企業(yè)實(shí)際，深5入抓好企業(yè)機(jī)制改革，解決好融資渠道和資本運(yùn)作問(wèn)題、資源整合問(wèn)題、結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化問(wèn)題、勞資關(guān)系問(wèn)題、利益分配問(wèn)題等，為企業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定發(fā)展提供根本保證。二、緊跟世界汽車(chē)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，確定傳動(dòng)軸零部件研發(fā)方向，開(kāi)展產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)升級(jí)遵循原則。（1）適應(yīng)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)在安全、環(huán)保、節(jié)能方面日趨嚴(yán)格的要求；（2）應(yīng)用新型輕質(zhì)、環(huán)保材料、適應(yīng)汽車(chē)輕量化、潔凈化要求；（3）發(fā)展再制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。三、加快技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)。著重抓好傳動(dòng)軸行業(yè)前 10 名重點(diǎn)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力平臺(tái)建設(shè)，積極支持和推薦國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心的建立和第三方傳動(dòng)軸零部件公共檢測(cè)機(jī)構(gòu)項(xiàng)目、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力改造提升項(xiàng)目及零部件企業(yè)技術(shù)改造項(xiàng)目等，提高傳動(dòng)軸產(chǎn)品檢測(cè)能力和水平。加大行業(yè)企業(yè)技術(shù)改造投資力度。四、實(shí)施自主品牌戰(zhàn)略。引導(dǎo)傳動(dòng)軸行業(yè)企業(yè)將發(fā)展自主品牌作為企業(yè)戰(zhàn)略重點(diǎn)，支持企業(yè)通過(guò)自主開(kāi)發(fā)、聯(lián)合開(kāi)發(fā)、國(guó)內(nèi)外并購(gòu)等多種方式發(fā)展自主品牌。通過(guò)消化吸收引進(jìn)技術(shù)再創(chuàng)新以及產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品等渠道，通過(guò)科技投入，積極開(kāi)展研究與試驗(yàn)，充分調(diào)動(dòng)科技人員的積極性，開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品和發(fā)展自主品牌，提高企業(yè)的影響力。2 懸架設(shè)計(jì)概述懸架是現(xiàn)代汽車(chē)上的重要總成之一，它把車(chē)架與車(chē)軸彈性連接起來(lái)。其主要任務(wù)是傳遞作用在車(chē)輪和車(chē)架之間的一切力和力矩；緩和路面?zhèn)鹘o車(chē)架的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)，保證汽車(chē)的行駛平順性；保證車(chē)輪在路面不平和載荷變化時(shí)有理想的運(yùn)動(dòng)特性，保證汽車(chē)的操縱穩(wěn)定，使汽車(chē)獲得高速行駛能力。懸架由彈性元件、導(dǎo)向裝置、減震器、緩沖塊、橫向穩(wěn)定器等組成。6導(dǎo)向裝置由導(dǎo)向桿系組成，用來(lái)決定車(chē)輪相對(duì)于車(chē)架的運(yùn)動(dòng)特性，并傳遞除彈性元件傳遞的垂直力以外的各種力和力矩。當(dāng)用縱置鋼板彈簧作彈性元件時(shí)，它兼起導(dǎo)向裝置的作用。緩沖塊用來(lái)減輕車(chē)軸對(duì)車(chē)架的直接沖撞，以防彈性元件產(chǎn)生過(guò)大的變形。裝有橫向穩(wěn)定器的汽車(chē)，能減少汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的側(cè)傾角和橫向角振動(dòng)。對(duì)懸架提出的設(shè)計(jì)要求有：1）保證汽車(chē)有良好的行駛平順性。2）具有合適的衰減振動(dòng)的能力。3）保證好的操縱穩(wěn)定性。4）汽車(chē)制動(dòng)或加速時(shí)，要保持車(chē)身穩(wěn)定，減少車(chē)身縱傾，轉(zhuǎn)彎時(shí)的側(cè)傾角要合適。5）隔聲能力好。6）結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小。7）可靠地傳遞車(chē)身與車(chē)輪之間的各種力和力矩，在滿(mǎn)足零部件質(zhì)量要小的同時(shí)，還要保證有足夠的強(qiáng)度和壽命。為滿(mǎn)足汽車(chē)具有良好的行駛平順性，要求由簧上質(zhì)量與彈性元件組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率應(yīng)在合適的頻段，并盡可能低。前、后懸架固有頻率的匹配應(yīng)合理，對(duì)乘用車(chē)，要求前懸架固有頻率小于后懸架的固有頻率，還要盡量避免懸架撞擊車(chē)架。在簧上質(zhì)量變化的情況下，成身高度變化要小，因此，應(yīng)采用非線(xiàn)性彈性特性懸架。汽車(chē)在不平路面上行駛時(shí)，由于懸架的彈性作用，使汽車(chē)產(chǎn)生垂直振動(dòng)。為了迅速衰減這種振動(dòng)和抑制車(chē)身、車(chē)輪的共振，減小車(chē)輪的振幅，懸架應(yīng)裝有減震器，并使之具有合理的阻尼。利用減震器的阻尼作用，使汽車(chē)振動(dòng)的振幅連續(xù)減小，直至振動(dòng)停止。7要正確地選擇懸架方案和參數(shù)，在車(chē)輪上、下跳動(dòng)時(shí)，使主銷(xiāo)定位角變化不大、車(chē)輪運(yùn)動(dòng)與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)要協(xié)調(diào)，避免前輪擺振；汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，應(yīng)使之具有不足轉(zhuǎn)向特性。獨(dú)立懸架導(dǎo)向桿系鉸鏈處多采用橡膠襯套，能隔絕車(chē)輪所受來(lái)自路面的沖擊向車(chē)身的傳遞。近年來(lái)，主動(dòng)懸架的出現(xiàn)不僅能很好地提高汽車(chē)行駛性能，而且能更好地保持車(chē)廂姿態(tài)，減小側(cè)傾、縱傾。3 懸架的結(jié)構(gòu)方案分析3.1 獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架圖 2 獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架非獨(dú)立懸架的車(chē)輪裝在一根整體車(chē)軸的兩端，當(dāng)一邊車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)，影響另一側(cè)車(chē)輪也作相應(yīng)的跳動(dòng)，使整個(gè)車(chē)身振動(dòng)或傾斜，汽車(chē)的平穩(wěn)性和舒適性較差，但由于構(gòu)造較簡(jiǎn)單，承載力大，目前仍有部分轎車(chē)的后懸架采用這種型式。獨(dú)立懸架的車(chē)軸分成兩段，每只車(chē)輪用螺旋彈簧獨(dú)立地安裝在車(chē)架( 或車(chē)身)下面，當(dāng)一邊車(chē)輪發(fā)生跳動(dòng)時(shí)，另一邊車(chē)輪不受波及，汽車(chē)的平穩(wěn)性和舒適性好。但這種懸架構(gòu)造較復(fù)雜，承載力小?，F(xiàn)代轎車(chē)前后懸架大都采用了獨(dú)立懸架，并已成為一種發(fā)展趨勢(shì)。 8獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)可分有燭式、麥弗遜式、連桿式等多種，其中燭式和麥克弗遜式形狀相似，兩者都是將螺旋彈簧與減振器組合在一起，但因結(jié)構(gòu)不同又有重大區(qū)別。燭式采用車(chē)輪沿主銷(xiāo)軸方向移動(dòng)的懸架形式，形狀似燭形而得名。特點(diǎn)是主銷(xiāo)位置和前輪定位角不隨車(chē)輪的上下跳動(dòng)而變化，有利于汽車(chē)的操縱性和穩(wěn)定性。麥克弗遜式是絞結(jié)式滑柱與下橫臂組成的懸架形式，減振器可兼做轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)，轉(zhuǎn)向節(jié)可以繞著它轉(zhuǎn)動(dòng)。特點(diǎn)是主銷(xiāo)位置和前輪定位角隨車(chē)輪的上下跳動(dòng)而變化，這點(diǎn)與燭式懸架正好相反。這種懸架構(gòu)造簡(jiǎn)單，布置緊湊，前輪定位變化小，具有良好的行駛穩(wěn)定性。所以，目前轎車(chē)使用最多的獨(dú)立懸架是麥弗遜式懸架。3.2 前、后懸架方案的選擇方案 1：鋼板彈簧非獨(dú)立懸架鋼板彈簧被用做非獨(dú)立懸架的彈性元件，由于它兼起導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，使得懸架系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化。這種懸架廣泛用于貨車(chē)的前、后懸架中。它中部用 U 型螺栓將鋼板彈簧固定在車(chē)橋上。懸架前端為固定鉸鏈，也叫死吊耳。它由鋼板彈簧銷(xiāo)釘將鋼板彈簧前端卷耳部與鋼板彈簧前支架連接在一起，前端卷耳孔中為減少摩損裝有襯套。后端卷耳通過(guò)鋼板彈簧吊耳銷(xiāo)與后端吊耳與吊耳架相連，后端可以自由擺動(dòng)，形成活動(dòng)吊耳。當(dāng)車(chē)架受到?jīng)_擊彈簧變形時(shí)兩卷耳之間的距離有變化的可能。圖 3 鋼板彈簧非獨(dú)立懸架9為了提高汽車(chē)的平順性，有些輕型貨車(chē)采用主簧下加裝副簧，實(shí)現(xiàn)漸變剛度鋼板彈簧。其主簧由厚度為 9mm 的 4 片（或 3 片）和副簧厚度為 15mm 的2 片（或 3 片）組成幾種車(chē)型漸變剛度鋼板彈簧。在小載荷狀況時(shí)，僅主簧起作用，而當(dāng)載荷增到一定值時(shí)，主簧與副簧接觸，共同發(fā)揮作用，懸架剛度得到提高，彈簧特性變?yōu)榉蔷€(xiàn)性的，當(dāng)副簧全部參加工作后，彈簧特性又變成線(xiàn)性的。這類(lèi)懸架特點(diǎn)是副簧逐漸隨載荷增加而參加工作，因此懸架剛度的變化平穩(wěn)，改善了汽車(chē)行駛平順性能。方案 2：空氣彈簧非獨(dú)立懸架汽車(chē)在行駛時(shí)由于載荷和路面的變化，要求懸架剛度隨著變化。當(dāng)空車(chē)時(shí)車(chē)身被抬高，滿(mǎn)載時(shí)車(chē)身則被壓得很低，會(huì)出現(xiàn)撞擊緩沖塊的情況。因而對(duì)于不同類(lèi)型汽車(chē)提出不同的要求，礦山及大型客車(chē)要求 其空車(chē)與滿(mǎn)載時(shí)的車(chē)身高度變化不大；對(duì)于轎車(chē)要求在好路上降低車(chē)身高度，提高車(chē)速行駛；在壞路上提高車(chē)身，可以增大通過(guò)能力。因而要求車(chē)身高度隨使用要求可以調(diào)節(jié)?？諝鈴椈煞仟?dú)立懸架可以滿(mǎn)足要求。如圖 D－X5－13 所示。囊式空氣彈簧 5 的上下端分別固定在車(chē)架和車(chē)橋上。經(jīng)壓氣機(jī) 1 產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)油水分離器 10 和壓力調(diào)節(jié)器 9 進(jìn)入貯氣筒 8。壓力調(diào)節(jié)器可使貯氣筒中的壓縮空氣保持一定壓力。儲(chǔ)氣罐 8 通過(guò)管路與 2 個(gè)空氣彈簧相通。儲(chǔ)氣罐和空氣彈簧中的空氣壓力由車(chē)身高度調(diào)節(jié)閥 3 控制，空氣彈簧只承受垂直載荷，因而必加設(shè)減振器，其縱向力和橫向力及其力矩由懸架中的縱向推力桿和橫向推力桿來(lái)傳遞。10圖 4 空氣彈簧非獨(dú)立懸架1. 壓氣機(jī)； 2.7. 空氣濾清器；3. 車(chē)身高度控制閥；4. 控制桿； 5. 空氣彈簧；6. 儲(chǔ)氣罐；8. 貯氣筒；9. 壓力調(diào)節(jié)器；10. 油水分離根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)：GD6126 客車(chē)、總質(zhì)量 16000kg，最高車(chē)速 120km/h，比功率 11kw/t，前、后懸架都采用成本低廉，容易制造，工作可靠的縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架。4 傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)概述4.1 傳動(dòng)軸的組成與要求萬(wàn)向傳動(dòng)軸一般是由萬(wàn)向節(jié)、傳動(dòng)軸和中間支承組成。主要用于在工作過(guò)程中相對(duì)位置不斷改變的兩根軸間傳遞轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 萬(wàn)向傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足如下基本要求： 1.保證所連接的兩根軸相對(duì)位置在預(yù)計(jì)范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，能可靠地傳遞動(dòng)力。2.保證所連接兩軸盡可能等速運(yùn)轉(zhuǎn)。 3.由于萬(wàn)向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動(dòng)和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi)。 4.傳動(dòng)效率高，使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，維修容易等。 11變速器或分動(dòng)器輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋輸入軸之間普遍采用十字軸萬(wàn)向傳動(dòng)軸。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，多采用等速萬(wàn)向傳動(dòng)軸。當(dāng)后驅(qū)動(dòng)橋?yàn)楠?dú)立的彈性，采用萬(wàn)向傳動(dòng)軸。4.2 傳動(dòng)軸組成結(jié)構(gòu)由傳動(dòng)軸及其兩端焊接的花鍵軸和萬(wàn)向節(jié)叉組成。一般設(shè)有由滑動(dòng)叉和花鍵軸組成的滑動(dòng)花鍵，以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)長(zhǎng)度的變化。為了減小滑動(dòng)花鍵的軸向滑動(dòng)阻力和磨損，對(duì)花鍵齒進(jìn)行磷化處理或噴涂尼龍層。在花鍵槽中放入滾針、滾柱或滾珠等滾動(dòng)元件，以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，提高傳動(dòng)效率。對(duì)于有嚴(yán)重沖擊載荷的傳動(dòng)，采用彈性傳動(dòng)軸?；ㄦI應(yīng)有潤(rùn)滑及防塵措施，花鍵齒與鍵槽間隙不宜過(guò)大，且應(yīng)按對(duì)應(yīng)標(biāo)記裝配，以免裝錯(cuò)破壞傳動(dòng)軸總成的動(dòng)平衡。5 萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)方案分析剛性萬(wàn)向節(jié)可分為不等速萬(wàn)向節(jié)（如十字軸式） 、準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)（如雙聯(lián)式、凸塊式、三銷(xiāo)軸式等）和等速萬(wàn)向節(jié)（如球叉式、球籠式等） 。 不等速萬(wàn)向節(jié)是指萬(wàn)向節(jié)連接的兩軸夾角大于零時(shí)，輸出軸和輸入軸之間以變化的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動(dòng)的萬(wàn)向節(jié)。 準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)是指在設(shè)計(jì)角度下工作時(shí)以等于 1 的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動(dòng)，而在其它角度下工作時(shí)瞬時(shí)角速度比近似等于 1 的萬(wàn)向節(jié)。 輸出軸和輸入軸以等于 1 的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動(dòng)的萬(wàn)向節(jié)，稱(chēng)之為等速萬(wàn)向節(jié)。 撓性萬(wàn)向節(jié)是靠彈性零件傳遞動(dòng)力的，具有緩沖減振作用。 5.1 十字軸式萬(wàn)向節(jié)典型的十字軸萬(wàn)向節(jié)主要由主動(dòng)叉、從動(dòng)叉、十字軸、滾針軸承及其軸向定位件和橡膠密封件等組成。 12十字軸萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度高，耐久性好，傳動(dòng)效率高，生產(chǎn)成本低。但所連接的兩軸夾角不宜過(guò)大，當(dāng)夾角由 4°增至 16°時(shí)，十字軸萬(wàn)向節(jié)滾針軸承壽命約下降至原來(lái)的 1/4。 5.2 準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié) 雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)是由兩個(gè)十字軸萬(wàn)向節(jié)組合而成。為了保證兩萬(wàn)向節(jié)連接的軸工作轉(zhuǎn)速趨于相等，可設(shè)有分度機(jī)構(gòu)。偏心十字軸雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)取消了分度機(jī)構(gòu)，也可確保輸出軸與輸入軸接近等速。 雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)的主要優(yōu)點(diǎn)是允許兩軸間的夾角較大（一般可達(dá) 50°，偏心十字軸雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)可達(dá) 60°） ，軸承密封性好，效率高，工作可靠，制造方便。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，外形尺寸較大，零件數(shù)目較多。綜合上述萬(wàn)向節(jié)的特點(diǎn)，結(jié)合轎車(chē)所用非斷開(kāi)時(shí)車(chē)橋，采用十字軸式萬(wàn)向節(jié)既符合要求，花費(fèi)又小。13論證結(jié)果通過(guò)論證，GD6126 客車(chē)的前、后懸架都采用縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架，縱置鋼板彈簧作為彈性元件又可作導(dǎo)向裝置，這樣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且符合客車(chē)的行駛平順性要求。本次設(shè)計(jì)的萬(wàn)向傳動(dòng)軸的萬(wàn)向節(jié)采用十字軸式萬(wàn)向節(jié)，定位方式為蓋板式軸承軸向定位。14參考文獻(xiàn)[1] 羅永革．汽車(chē)設(shè)計(jì)[M]．第 1 版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.7[2] 王望予．汽車(chē)設(shè)計(jì)[M]．第 4 版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.6[3] 日本自動(dòng)車(chē)技術(shù)會(huì)．汽車(chē)工程手冊(cè) 4：動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)篇 [M]．第 1版．北京：北京理工大學(xué)出版社，2010.12[4] 日本自動(dòng)車(chē)技術(shù)會(huì)．汽車(chē)工程手冊(cè) 5：底盤(pán)設(shè)計(jì)篇 [M]．第 1 版．北京：北京理工大學(xué)出版社，2010.12[5] 唐文初．汽車(chē)構(gòu)造 [M]．第 1 版．廣州：華南理工大學(xué)出版社，2010.8[6] 吉林大學(xué)汽車(chē)工程系．汽車(chē)構(gòu)造（上） [M]．第 6 版．北京：人民交通出版社，2013.5[7] 吉林大學(xué)汽車(chē)工程系．汽車(chē)構(gòu)造（下） [M]．第 6 版．北京：人民交通出版社，2013.5[8] 吳光強(qiáng)．汽車(chē)?yán)碚揫M]. 第 2 版． 北京：人民交通出版社， 2014.8[9] 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