液力飞轮及其在快速自行车上的应用研究

摘要

经济的快速发展和城市化进程的持续推进使城市交通越来越拥挤，虽然很多大城市都在公共交通的建设上投入巨资，改善人们的出行条件，如修建地铁、开通快速通道、增加巴士数量。但是，随着人们生活水平的日益提高和时间观念的逐渐增强，对出行的便捷性、快速化的要求越来越高。为了适应大众工作生活对出行的需求，需要一种快速化、轻量化、环境友好的交通工具，从而减少路途时间和疲劳，健康身心，提高工作效率，降低出行成本，避免拥挤，改善公共交通环境。因此，研制一种使用液力飞轮启动的快速自行车，作为人们出行工具具有非常重要的意义。
　　 论文主要对小轮自行车的典型结构进行了简单分析，在此基础上，对小轮自行车的行进系统和结构进行改进，增加液力飞轮驱动系统，为骑行建立初速度，实现车辆人力骑行的快速化，对改进后的液力飞轮启动系统组成元件进行设计计算，深入解析了液力飞轮液力作用的过程，并对快速自行车的液力飞轮系统及其组成元件、液力飞轮加速车辆过程、骑行蹬踏加速过程等建立数学模型，利用MATLAB软件对液力飞轮系统进行了仿真研究，仿真结果表明，快速自行车的液力飞轮系统有效地完成自行车的快速化。
　　 对小轮自行车的快速化设计和研究，提高了现有自行车的速度，拓宽了自行车的使用范围，为人们摆脱单一依靠汽车的中短途旅行提供了一种新思路，也为其它非燃油车辆的研究和开发提供参考。对快速自行车的液力飞轮系统的研究、理论推导及仿真研究，为液力传动理论在民用交通工具中的实际应用进行了有益的探索。

目录

声明

摘要

引言

1 绪论

1．1 自行车分类、特点及组成

1．2 自行车发展现状及趋势

1．2．1 国内自行车发展现状

1．2．2 国内自行车发展的主要影响因素

1．2．3 国外自行车发展现状

1．2．4 国内外自行车发展趋势

1．3 自行车快速化技术概述

1．3．1 惯性飞轮概述

1．3．2 快速启动的技术特征和技术基础

1．4 本课题的立项依据、主要研究内容及研究意义

1．4．1 国内自行车骑行现状与趋势

1．4．2 国内电动自行车的发展概况

1．4．3 主要研究内容

1．4．4 课题的研究意义

1．5 本章小结

2 自行车驱动系统分析与快速化研究

2．1 小轮折叠自行车的组成、优缺点及主要技术参数

2．1．1 小轮折叠自行车组成

2．1．2 小轮折叠自行车优缺点

2．1．3 小轮自行车主要技术参数

2．2 自行车驱动系统分析

2．3 自行车驱动系统的快速化方案确定

2．4 自行车驱动系统的快速化方案的计算及零部件设计

2．4．1 液力飞轮的原理设计

2．4．2 电机(泵轮)的结构

2．4．3 涡轮的结构

2．4．4 自行车加速过程分析

2．4．5 传动系分析

2．4．6 车架结构

2．5 本章小节

3 快速自行车的数学模型

3．1 自行车驱动快速化系统的数学模型

3．1．1 液力飞轮的模型

3．1．2 直流电机的原始特性

3．1．3 液力飞轮流量分析

3．1．4 泵轮(电机)的速度分析

3．1．5 涡轮的速度分析

3．2 快速自行车的数学模型

3．2．1 启动

3．2．2 人力骑行速度分析

3．3 本章小结

4 液力飞轮与快速自行车的仿真研究

4．1 液力飞轮的主要元件仿真分析

4．1．1 直流电机的原始特性

4．1．2 泵轮仿真分析

4．1．3 涡轮速度分析

4．2 液力飞轮加速车辆的速度仿真

4．3 本章小结

5 全文总结与展望

参考文献

致谢

作者简介

攻读硕士学位期间发表的学术论文