(3.235.191.87) 您好!臺灣時間:2021/05/13 14:51
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:郭先予
研究生(外文):Hsien-Yu Kuo
論文名稱:電動機車多路無段變速器之分析與系統評估
論文名稱(外文):Analysis and Systems Evaluation on Multi-path Continuously Variable Transmissions for Electric Motorcycles
指導教授:劉霆劉霆引用關係
口試委員:徐茂濱尤正吉
口試日期:2013-07-24
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:機械工程學研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:169
中文關鍵詞:電動機車無段變速數值分析
外文關鍵詞:CVTcontinuously variable transmissionelectric motorcycle
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:267
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
一般相較於有段變速系統,廣為速克達機車(Scooter)所使用的V形皮帶無段變速器有傳動效率較差的缺點。但電動機車搭配無段變速器(CVT),經過適當的配合,可能有助於提升其性能與效率。多路無段變速器的設計概念即為改善CVT之效率而生,此混合型傳動系統結合固定速比傳動裝置與無段變速裝置為一體。藉由離合器的切換,使動力在CVT效率不佳的操作環境下,由高傳動效率的固定速比傳動裝置傳輸,可以改善CVT的效率表現,並提升車輛的性能。本研究所討論的多路無段變速器係由鍊條傳動裝置與V形皮帶CVT所組成,依鍊條傳動裝置的數量與離合器的配置方式可區分為三種系統。本研究首先以鍊條與皮帶CVT等子系統的效率與力學模型,搭配不同的切換邏輯,建立三種多路無段變速系統的數學模型。其次,配合行車阻力與馬達性能曲線建立完整的車輛運動模型,並利用Matlab撰寫數值分析程式。接著模擬搭載不同多路無段變速裝置的小型、中型電動機車、與輕型電動汽車等三種車輛,在不同行車模式下的效率與性能表現,以皮帶CVT做為對照,挑選出改善效果最佳的多路無段變速系統。最後,針對搭載該系統的兩種電動機車在不同參數設定下的行車特性進行討論,模擬結果可呈現設計參數對於車輛性能與系統效率的影響。

Comparing to normal transmission systems, the rubber V-belt continuously variable transmissions (CVT) popularly used in motor scooters have lower efficiency. The electric motor cooperated with CVT can enhance its performance in application for electric motorcycles. The purpose of multi-path continuously variable transmission is to improve the efficiency of CVT by combining a CVT with transmissions which have fixed reduction ratios and higher efficiency. When incorporating clutches are engaged, the scooter can be driven in different transmission mods. In the study, the multi-path CVTs are combined with a rubber V-belt CVT and one or two roller chain drive systems, and can be sorted into three types by the clutch arrangement and the number of chain drive systems. First, the model of multi-path CVTs have been established, with the model of vehicle resistance, and the performance curves of BLDC motors. Next, a Matlab program is developed to analyze the performance and efficiency of three types of electric vehicles under different traffic patterns. Compared to a traditional V-belt CVT, the system configuration with the best efficiency is then selected. Finally, by adjusting the parameters of the selected system, the characteristics of multi-path CVT are discussed. The result of simulation can represent the effect of design parameters on the performance and efficiency of the system.

口試委員會審定書 I
誌謝 II
摘要 III
Abstract IV
目錄 V
圖目錄 IX
表目錄 XIV
符號彙整 XV
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 文獻回顧 2
1-2-1 皮帶式無段變速器 2
1-2-2 鍊條 3
1-2-3 多路無段變速器 3
1-3 研究動機與目的 4
1-4 研究架構與步驟 4
第二章 理論基礎 6
2-1 功能動力圖 6
2-1-1 系統組成元件 6
1. 動力元件 7
2. 傳動元件 8
3. 輸出元件 8
4. 線路元件 9
5. 離合器元件 9
2-1-2 功能動力圖之建立步驟與規則 13
2-2 多路無段變速器 15
2-2-1 系統架構 16
1. D形線路低檔系統 16
2. T形線路高低檔系統 16
3. 理想系統 17
2-2-2 系統數學模型 17
1. D形線路系統 17
2. T形線路系統 18
3. 理想系統 21
2-3 CVT數學模型 23
2-3-1 主動皮帶滑輪 23
2-3-2 從動皮帶滑輪 25
2-3-3 傳動皮帶 28
2-3-4 效率分析 32
2-4 鍊條數學模型 36
2-4-1 鏈輪節圓半徑與活節角之幾何關係 37
2-4-2 受力與效率分析 38
2-5 車輛運動模型 41
2-6 小結 43
第三章 系統模擬與數值分析 43
3-1 子系統之模擬 43
3-1-1 滾子鍊條模型 44
3-1-2 V形皮帶式CVT模型 45
3-1-3 車輛運動模型 48
3-2 傳動系統之模擬 51
3-3 行車模式 54
3-4 小結 58
第四章 不同行車模式之系統評估 59
4-1 起步加速 59
4-1-1 小型電動機車 59
4-1-2 中型電動機車 61
4-1-3 輕型電動汽車 64
4-2 斜坡起步 66
4-2-1 小型電動機車 66
4-2-2 中型電動機車 68
4-2-3 輕型電動汽車 71
4-3 行進中加速 73
4-3-1 小型電動機車 74
4-3-2 中型電動機車 76
4-3-3 輕型電動汽車 78
4-4 行進中爬坡 80
4-4-1 小型電動機車 81
4-4-2 中型電動機車 83
4-4-3 輕型電動汽車 86
4-5 討論與小結 88
第五章 設計參數之影響 90
5-1 系統變速範圍 90
1. 起步加速 90
2. 斜坡起步 91
3. 行進中加速 96
4. 行進中爬坡 99
5-2 普立珠質量 103
1. 起步加速 103
2. 斜坡起步 106
3. 行進中加速 109
4. 行進中爬坡 112
5-3 驅動彈簧剛性 116
1. 起步加速 116
2. 斜坡起步 119
3. 行進中加速 122
4. 行進中爬坡 125
5-4 扭力凸輪導槽斜角 129
1. 起步加速 129
2. 斜坡起步 132
3. 行進中加速 135
4. 行進中爬坡 138
5-5 鍊條節距 142
5-6 鍊條節圓半徑 143
5-7 小結 144
第六章 結論 145
6-1 結論 145
6-2 未來展望與建議 146
參考文獻 147
附錄 150
附錄一 改變鍊條節距對電動機車性能與效率之影響 150
附錄二 改變鏈輪節圓半徑對電動機車性能與效率之影響 152
附錄三 數值分析程式碼 154


1.W. S. Worley, “Designing Adjustable-Speed V-Belt Drives for Farm Implements,” SAE Transactions, Vol. 63, pp. 321-333, 1955.
2.B. G. GERBERT, “Power Loss and Optimum Tensioning of V-Belt Drives,” ASME Transactions, Journal of Engineering for Industry, Vol. 96, pp. 877-885, 1974a.
3.B. G. GERBERT, “Adjustable Speed V-Belt Drives-Mechanical Properties and Design,” SAE Paper 740747, 1974b.
4.B. G. GERBERT, “Pressure Distribution and Belt Deformation in V-belt Drives,” ASME Transactions, Journal of Engineering for Industry, Vol. 97, pp. 976-982, 1975a.
5.B. G. GERBERT, “Tensile Stress Distribution in the Cord of V-Belts,” ASME Transactions, Journal of Engineering for Industry, pp. 14-22, 1975b.
6.B. G. GERBERT, “A Note on Slip in V-Belt Drives,” ASME Transactions, Journal of Engineering for Industry, pp. 1366-1368, 1976.
7.B. G. GERBERT. “Some Notes on V-Belt Drives,” ASME Transactions, Journal of Mechanical Design, Vol. 103, pp. 8-18, 1981.
8.B. G. GERBERT. “Belt Slip - A Unified Approach,” ASME Paper, Vol. 43-1, pp. 335-342, 1992.
9.B. G. GERBERT, J. D. Mare, “Tension Distribution in Multiple V-Belt Drive,” Mechanism and Machine Theory, Vol. 30, No. 8, pp. 1279-1294, 1995.
10.T. F. CHEN, D. W. LEE, C. K. SUNG, “An Experimental Study on Transmission Efficiency of a Rubber V-belt CVT,” Mechanism and Machine Theory, Vol. 33, pp. 351-363, MAY 1998.
11.T. H. C. Childs, D. Cowburn, “Power transmission losses in V-belt drives Part 1: mismatched belt and pulley groove wedge angle effects,” Proc. Instn. Mech. Engrs, Vol. 201, No. D1, pp. 33-40, 1987.
12.陳永聰,“無段變速器皮帶之滑移現象研究”, 國立清華大學動力機械工程學系碩士論文,民國82年。
13.林信吾,“無段變速機車性能模擬與測試分析”,國立清華大學動力機械工程學系碩士論文,民國85年。
14.李敦維,“皮帶式無段變速器之效率分析與改善設計”,國立清華大學動力機械工程學系碩士論文,民國85年。
15.曹以正,“皮帶式無段變速器效率分析”,國立清華大學動力機械工程學系碩士論文,民國86年。
16.鐘源勇,“皮帶式無段變速系統之動態特性分析”,國立清華大學動力機械工程學系博士論文,民國86年。
17.游恭豪,“電動機車動力系統之電腦模擬與參數設計”,國立台灣大學工學院機械工程學系碩士論文,民國88年。
18.陳財富,“高效率皮帶式無段變速器之改良設計”,國立清華大學動力機械工程學系博士論文,民國88年。
19.曾柏蒼,“機車皮帶式無段變速器之失效模式分析與設計改良”,國立台灣大學工學院機械工程學系碩士論文,民國90年。
20.M. R. NAJI, K. M. MARSHEK, “Analysis of Sprocket Load Distribution,” Mechanism and Machine Theory, Vol. 18, No. 5, pp. 349-356, 1983.
21.N. E. Hollingworth, D. A. Hills, “Forces in a heavy-duty drive chain during articulation,” Proc. Instn. Mech. Engrs, Vol. 200, 1986.
22.N. E. Hollingworth, D. A. Hills, “Theoretical efficiency of a cranked link chain drive,” Proc. Instn. Mech. Engrs, Vol. 200, 1986.
23.M. D. Kidd, N. E. Loch, R. L. Reuben, “Experimental Examination of Bicycle Chain Forces,” Experimental Mechanics, Vol. 39, pp. 278-283, 1999.
24.C. J. Lodge, S. C. Burgess, “A model of the tension and transmission efficiency of a bush roller chain,” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part C-Journal of Mechanical Engineering Science, Vol. 216, pp. 385-394, 2002.
25.陳彥羽,“反齒形鏈條傳動模擬分析研究”,國立中興大學機械工程研究所碩士論文,民國92年。
26.吳耿彰,“圓柱銷靜音鏈條的受力分布與應力分析”,國立成功大學機械工程研究所碩士論文,民國94年。
27.Stuart Burgess, Chris Lodge, “Optimizations of the chain drive system on sports motorcycles,” Sports Engineering, pp. 65-73, 2004.
28.http://www.ferret.com.au/c/Norman-G-Clark/Norman-G-Clark-offer-W-Type-pin-guided-centrifugal-clutches-n815660
29.離合器結構圖冊,國防工業。
30.鄭振東編譯,實用圖解自動控制基礎篇,建興出版社,民國81年。
31.http://adcats.et.byu.edu/ADCATS/Example_Problems/ProE_Analyzer/5Clutch/5Clutch.html
32.徐灝主編,機械設計手冊,機械工業出版社,北京,1991。
33.http://www.yanclutch.com.tw/CHINESE/c_esc.htm
34.蕭瑞聖編著,科學圖書大庫,機車原理與機構,徐氏文教基金會,民國94年。
35.J. Y. Wong, Theory of Ground Vehicle.
36.許坤寶,“機車新型傳動系統之設計”,國立成功大學機械工程研究所博士論文,民國85年。
37.Giacomo Mantriota, “Performances of a series infinitely variable transmission with type I power flow”, Mechanism and Machine Theory, Volume 37, Issue 6, pp. 579–597, 2002.
38.Giacomo Mantriota, “Performances of a parallel infinitely variable transmissions with a type II power flow”, Mechanism and Machine Theory, Volume 37, Issue 6, pp. 555–578, 2002.
39.施柏宇,“高效率多路無段變速器之設計與分析”,國立台灣大學工學院機械工程學系碩士論文,民國100年。
40.楊泰和,“具低檔傳動輪組織無段變速傳動裝置”,200934970,2009。
41.楊泰和,“具高檔傳動輪組織無段變速傳動裝置”,200934971,2009。
42.楊泰和,“具高低檔傳動輪組織無段變速傳動裝置”,200934972,2009。
43.江承舜,“混合動力系統之理念設計方法”,國立台灣大學工學院機械工程學系碩士論文,民國97年。
44.陳羿名,“離合器元件組成之機車油電混合動力系統”,國立台灣大學工學院機械工程學系碩士論文,民國98年。
45.彭柏鈞,“都會區機車行車型態與空氣汙染物特性之調查”,國立成功大學環境工程學系碩士論文,民國92年。
46.http://mobile.epa.gov.tw/lowpoll/EMotorcycle/經濟部發展電動機車補助及獎勵實施要點.pdf

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關期刊
 
系統版面圖檔 系統版面圖檔