電動(dòng)公交客車總體畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　題目 電動(dòng)公交客車總體設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)院：機(jī)械與汽車工程學(xué)院</p><p><b>　　專業(yè)：車輛工程</b></p><p>　　班級(jí)：2班 12號(hào)</p><p>　　2010

2、-3-11 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3</p><p>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3</p><p>　　設(shè)

3、計(jì)要求。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3</p><p>　　設(shè)計(jì)進(jìn)度與時(shí)間安排。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4</p><p>　　注意事項(xiàng)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4</p><p>　　成績(jī)?cè)u(píng)定。。。

4、。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4</p><p>　　客車基本情況。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5</p><p>　　基本參數(shù)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5</p><p>　　基本結(jié)構(gòu)。。。。。。。。。。。。。。。

5、。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6</p><p>　　設(shè)計(jì)過(guò)程。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7</p><p>　　汽車形式的選擇 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7</p><p>　　汽車各總成的選擇和主要技術(shù)參數(shù)的確定。。。。。。。。。。7</p>

6、<p>　　電動(dòng)機(jī)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7</p><p>　　變速器。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10</p><p>　　蓄電池及功率轉(zhuǎn)化器 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10</p><p>　　傳動(dòng)軸。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

7、。。。。。。。。。。。。。13</p><p>　　前橋及其懸架系統(tǒng)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13</p><p>　　后橋及其懸架系統(tǒng)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14</p><p>　　轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14 </p><p>　　制動(dòng)系

8、統(tǒng)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 15</p><p>　　車身與車架。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 16</p><p>　　汽車主要性能。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16</p><p>　　汽車動(dòng)力性。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

9、。16</p><p>　　汽車通過(guò)性 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。18</p><p>　　汽車操縱穩(wěn)定性 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19</p><p>　　參考文獻(xiàn)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。20</p><p>　　

10、設(shè)計(jì)總結(jié)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。21</p><p>　　一．設(shè)計(jì)任務(wù)：電動(dòng)公交客車總體設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二．設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　主要進(jìn)行汽車總體設(shè)計(jì)。汽車總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：</p><p>　　1．查閱資料、調(diào)查研究、

11、制定設(shè)計(jì)原則</p><p>　　2．選擇整車和各總成的結(jié)構(gòu)型式及主要技術(shù)特性參數(shù)和性能參數(shù)，形成一個(gè)完整的整車概念。選型過(guò)程中要進(jìn)行必要的計(jì)算，并繪制總布置草圖，以檢驗(yàn)所選擇的總成能否滿足選型時(shí)確定的整車性能和尺寸要求。</p><p>　　3．汽車主要技術(shù)參數(shù)的確定</p><p>　　（1）汽車質(zhì)量參數(shù)的確定：汽車裝載質(zhì)量、整車整備質(zhì)量、汽車總質(zhì)量、汽車軸數(shù)和

12、驅(qū)動(dòng)型式、汽車的軸荷分配。</p><p>　?。?）汽車主要尺寸參數(shù)的確定：汽車軸距、汽車的前后輪距、汽車的前懸和后懸、汽車的外廓尺寸。</p><p>　?。?）汽車主要性能參數(shù)的確定：汽車動(dòng)力性能參數(shù)（汽車最高車速vamax、加速時(shí)間、最大爬坡度imax、直接檔最大動(dòng)力因數(shù)D0max、Ⅰ檔最大動(dòng)力因數(shù)DⅠmax）、燃料經(jīng)濟(jì)性參數(shù)、通過(guò)性參數(shù)、制動(dòng)性參數(shù)、操縱穩(wěn)定性參數(shù)、行使平順性參數(shù)

13、。</p><p><b>　　4．繪制總布置圖</b></p><p>　?。?）明確繪制總布置圖的基準(zhǔn)；</p><p>　　（2）標(biāo)注主要結(jié)構(gòu)尺寸和裝配尺寸；</p><p><b>　　三．設(shè)計(jì)要求 </b></p><p>　　1．繪制汽車的總布置圖，0號(hào)圖紙一張。

14、</p><p>　　2．編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)包括以下內(nèi)容：</p><p>　　（1） 汽車形式的選擇；</p><p>　?。?）汽車各總成的選擇； </p><p>　?。?）汽車主要技術(shù)參數(shù)的確定；</p><p>　?。?）汽車主要性能的計(jì)算；包括：汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱穩(wěn)定性等。</p>

15、;<p><b>　?。?）參考文獻(xiàn)。</b></p><p>　　四．設(shè)計(jì)進(jìn)度與時(shí)間安排</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)為3周，2009年2月20日——2009年3月11日</p><p>　　1．明確任務(wù)，分析有關(guān)原始資料，復(fù)習(xí)有關(guān)講課內(nèi)容及熟悉參考資料0.5周。</p><p>　　2．設(shè)計(jì)計(jì)算

16、 1.0周</p><p>　　3．繪圖 1.0周</p><p>　　4．編寫說(shuō)明書(shū)、答辯 0.5周</p><p><b>　　五．注意事項(xiàng)</b>&l

17、t;/p><p>　　（1）為保證設(shè)計(jì)進(jìn)度及質(zhì)量，設(shè)計(jì)方案的確定、設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果等必須取得指導(dǎo)教師的認(rèn)可，尤其在繪制總布置圖前，設(shè)計(jì)方案應(yīng)由指導(dǎo)教師審閱。圖面要清晰干凈；尺寸標(biāo)注正確。</p><p>　?。?）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)時(shí)，必須條理清楚，語(yǔ)言通達(dá)，圖表、公式及其標(biāo)注要清晰明確，對(duì)重點(diǎn)部分，應(yīng)有分析論證，要能反應(yīng)出學(xué)生獨(dú)立工作和解決問(wèn)題的能力。</p><p>　　

18、（3）獨(dú)立完成圖紙的設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫，若發(fā)現(xiàn)抄襲或雷同按不及格處理。</p><p><b>　　六．成績(jī)?cè)u(píng)定</b></p><p>　　注意：此任務(wù)書(shū)要妥善保管，最后要裝訂在設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的第一頁(yè)，如有丟失，后果自負(fù)。 </p><p><b>　　七．客車基本情況

19、：</b></p><p>　　1、城市電動(dòng)客車CA6105的基本參數(shù)</p><p><b>　　1.1尺寸參數(shù)</b></p><p>　　長(zhǎng)×寬×高(mm) 11580 × 2 490 × 3 200</p><p>　　軸距/mm： 5800</p>

20、<p>　　前懸/mm： 2340</p><p>　　后懸/mm： 3440</p><p>　　輪距（前／后）／mm：2096/1836</p><p>　　接近角／離去角：7°/7°</p><p>　　乘客門一級(jí)踏步/mm：380</p><p><b>　　1.2質(zhì)

21、量參數(shù)</b></p><p>　　乘客數(shù)（載荷質(zhì)量/kg) ：60 (5200)</p><p>　　坐席（包括駕駛員）／名：24</p><p><b>　　立席／名：36</b></p><p>　　整車整備質(zhì)量/kg：11847</p><p>　　前軸/kg：3 963 (3

22、6.6%)</p><p>　　后軸/kg：7 884 (63.4%)</p><p>　　廠定最大總質(zhì)量/kg：17067</p><p>　　前軸/kg：6123 (36.7%）</p><p>　　后軸/kg：10944（63.3%）</p><p><b>　　1.3性能參數(shù)</b><

23、;/p><p>　　最小轉(zhuǎn)彎直徑/mm ：22.8</p><p>　　最小離地間隙/mm ：152</p><p>　　重心高度（計(jì)算值）（空載／滿載/mm ：820/570</p><p>　　最高車速／(km/h) ：80</p><p>　　最大爬坡度（滿載））：≥20%</p><p>　

24、　加速時(shí)間（0-50 km/h)/s ：20.7</p><p>　　制動(dòng)距離（初速30 km/h緊急制動(dòng)）/m ：8.2</p><p>　　一次充電續(xù)駛里程(40 km/h勻速行駛)/km：200</p><p>　　一次充電城市公交工況續(xù)駛里程/km： 120</p><p><b>　　2、整車基本結(jié)構(gòu)</b>&

25、lt;/p><p>　　電動(dòng)公交客車主要由驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、電池系統(tǒng)、底盤、車身及電氣系統(tǒng)組成。整車采用動(dòng)力裝置后置后輪驅(qū)動(dòng)，具有合理的軸荷分配和良好的操縱穩(wěn)定性。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的心臟，其任務(wù)是在駕駛員控制下，高效地將蓄電池的能量轉(zhuǎn)化為車輪的動(dòng)能，驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)主要由電機(jī)和電機(jī)控制器組成，電機(jī)與電池之間的能量流動(dòng)通過(guò)控制器調(diào)節(jié)，電機(jī)與車輪通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)裝置連

26、在一起。電動(dòng)公交客車采用交流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。</p><p>　　電池系統(tǒng)作為整車的動(dòng)力源，主要功能是為驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)提供電能，并用周期性的充電來(lái)補(bǔ)充電能。動(dòng)力電池組作為電動(dòng)汽車的關(guān)鍵裝備，它的質(zhì)量和體積以及儲(chǔ)存的能量對(duì)電動(dòng)汽車的性能起決定性的作用。電動(dòng)公交客車采用鋰離子電池作為整車的動(dòng)力源。</p><p>　　底盤包括傳動(dòng)行駛系、轉(zhuǎn)向系、制動(dòng)系、懸架和前橋等，其中行駛系又主要由變速器、

27、傳動(dòng)軸、后橋和車輪等組成。底盤的主要功能是支撐整車的質(zhì)量，將電機(jī)發(fā)出的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)車輪，同時(shí)還要傳遞和承受路面作用于車輪的各種力和力矩，并緩和沖擊、吸收振動(dòng)以保證汽車的舒適性，能夠比較輕便和靈活地完成整車的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)等操作。其行駛系示意圖如圖1所示。</p><p><b>　　圖1：行駛系示意圖</b></p><p>　　車身骨架總成由前圍、后圍、左側(cè)圍、右側(cè)圍及

28、頂蓋等部件組成。車身骨架采用異型鋼材（矩形鋼管）及薄板沖壓件組焊而成，所構(gòu)成的三維框架結(jié)構(gòu)，經(jīng)有限元計(jì)算有足夠的剛度和強(qiáng)度，并進(jìn)行了輕量化改進(jìn)，結(jié)構(gòu)較為合理。</p><p>　　電氣系統(tǒng)包括低壓電氣系統(tǒng)和高壓電氣系統(tǒng)兩部分。動(dòng)力電池組輸出的高壓直流電通過(guò)電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)還向空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機(jī)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、制動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電能，這構(gòu)成了整車的高壓電氣系統(tǒng)；動(dòng)力電池組通過(guò)DC/DC變換器將高

29、壓直流電轉(zhuǎn)換為24 V低壓直流電，為儀表、照明、控制系統(tǒng)和車身附件提供電能，并給輔助蓄電池充電，這構(gòu)成了整車的低壓電氣系統(tǒng)。</p><p><b>　　八、設(shè)計(jì)過(guò)程</b></p><p>　　（一）汽車形式的選擇</p><p>　　不同形式的汽車，主要體現(xiàn)在軸數(shù)、驅(qū)動(dòng)形式以及布置形式上有區(qū)別。</p><p>&l

30、t;b>　　軸數(shù) 兩軸</b></p><p>　　根據(jù)客車的總質(zhì)量、道路法規(guī)對(duì)軸載質(zhì)量的限制和輪胎的負(fù)荷能力以及汽車的結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　驅(qū)動(dòng)形式 6×2</b></p><p>　　根據(jù)客車的用途、總質(zhì)量和對(duì)車輛通過(guò)性能的要求。</p><p>　　3、布置形式 發(fā)動(dòng)

31、機(jī)后置后橋驅(qū)動(dòng)</p><p>　　該方案為絕大多數(shù)客車采用，作為城市間客車使用時(shí)，能夠在地板下方和客車全寬范圍內(nèi)設(shè)立體積很大的行李箱，作為市內(nèi)客車是，則可以降低地板高度，乘可上下方便等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　（二）汽車各總成的選擇和主要技術(shù)參數(shù)的確定</p><p>　　純電動(dòng)客車的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)一般由動(dòng)力源、電動(dòng)機(jī)、控制器、變速器、主減速器及驅(qū)動(dòng)輪等組成。初步

32、設(shè)計(jì)該電動(dòng)客車的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。</p><p>　　圖2：動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　1、 電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　電動(dòng)客車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)通常要求在低速或爬坡時(shí)提供大轉(zhuǎn)矩，高速行駛時(shí)輸出大功率，并且變速范圍要大。需要確定的特性參數(shù)：電機(jī)的額定功率、峰值功率、最大轉(zhuǎn)矩、基速、峰值轉(zhuǎn)速、額定電壓、額定電流

33、和功率因數(shù)。</p><p>　　根據(jù)上述技術(shù)參數(shù)表，可以初步計(jì)算出城市電動(dòng)客車的行駛阻力。</p><p><b>　　公式如下：</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　——滾動(dòng)阻力</b></p><p>

34、<b>　　——空氣阻力</b></p><p><b>　　——滾動(dòng)阻力</b></p><p><b>　　——加速度阻力</b></p><p><b>　　1、滾動(dòng)阻力</b></p><p>　　式中：——滾阻系數(shù)，??；</p>&

35、lt;p><b>　　——最大允許車重</b></p><p><b>　　——坡度角。</b></p><p><b>　　坡度取為0時(shí)，</b></p><p>　　取最大坡度為0.2時(shí)，</p><p><b>　　2、坡度阻力</b><

36、/p><p><b>　　最大坡度0.2時(shí)，</b></p><p><b>　　3、空氣阻力</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——空氣阻力系數(shù)，取為</p><p>　　——迎風(fēng)面積，取為,為前輪距，車高</p

37、><p><b>　　——最高車速取為</b></p><p><b>　　4加速度阻力</b></p><p><b>　　汽車驅(qū)動(dòng)力：</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　——驅(qū)

38、動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　——變速箱傳動(dòng)比</b></p><p><b>　　——主減速器傳動(dòng)比</b></p><p>　　——傳動(dòng)效率，取0.90</p><p>　　——驅(qū)動(dòng)輪半徑，取為0.5m</p><p>　　根據(jù)驅(qū)動(dòng)力和行駛

39、阻力平衡運(yùn)動(dòng)風(fēng)度：</p><p>　　當(dāng)汽車以最高速度80km/h行駛時(shí)，只有空氣阻力和滾動(dòng)阻力:</p><p><b>　　汽車驅(qū)動(dòng)力</b></p><p><b>　　則此時(shí)的驅(qū)動(dòng)功率:</b></p><p>　　——這是電機(jī)額定輸出功率的下限值</p><p>

40、　　考慮到驅(qū)動(dòng)空調(diào)、助力附件和一些雜散能耗，電動(dòng)機(jī)的額定功率取100KW，才能有效保證汽車的動(dòng)力性要求。電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速定為5000r/min較合適，因?yàn)楦哂?000r/min的電機(jī)為高速電機(jī)，對(duì)軸承和其他部件的要求都較高，增加了電機(jī)制造成本，對(duì)于最高車速為80km/h的客車并不適用。電機(jī)基速可以選用1800 r/min，它具有較理想的轉(zhuǎn)矩特性和較高的效率。</p><p><b>　　電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩：，&

41、lt;/b></p><p>　　受電機(jī)自身特性的限制，轉(zhuǎn)矩過(guò)載系數(shù)越大，電機(jī)設(shè)計(jì)的難度越大。故取轉(zhuǎn)矩過(guò)載系數(shù)為</p><p><b>　　則電機(jī)峰值轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　通常情況下，滿足加速性能要求的電機(jī)峰值功率的一半均大于電機(jī)額定輸出功率的下限值。</p><p>　　故取電機(jī)峰值功率,則電機(jī)峰

42、值轉(zhuǎn)速</p><p><b>　　2、變速器：</b></p><p>　　電動(dòng)汽車中電機(jī)轉(zhuǎn)矩特性曲線比發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性曲線更理想，傳動(dòng)系設(shè)計(jì)可以采用兩檔變速器，高檔用于正常行車，低檔用于起步和爬陡坡，從而簡(jiǎn)化傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)和降低整車制造成本。</p><p>　　根據(jù)汽車傳動(dòng)系設(shè)計(jì)要求：</p><p>　　傳動(dòng)系最高檔總

43、減速比應(yīng)小于</p><p><b>　　可以選取</b></p><p>　　傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比應(yīng)大于</p><p>　　其中V＝10km/h=2.78m/s</p><p><b>　　故可以取</b></p><p><b>　　表一 傳動(dòng)系傳動(dòng)比</

44、b></p><p>　　3、蓄電池及功率轉(zhuǎn)化器：</p><p><b>　　1）蓄電池選擇：</b></p><p>　　電動(dòng)汽車通常要求電池系統(tǒng)具有較高的比能量和比功率，以滿足汽車的續(xù)駛里程和動(dòng)力性的要求，還要求電池系統(tǒng)具有與汽車使用壽命相當(dāng)?shù)难h(huán)壽命、高效率等。</p><p>　　根據(jù)電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程要

45、求確定蓄電池的總?cè)萘?；電池電壓?yīng)根據(jù)市場(chǎng)上技術(shù)成熟電機(jī)的額定電壓及動(dòng)力電池的單塊電壓確定；根據(jù)電機(jī)峰值功率確定蓄電池功率。電動(dòng)客車的一次充電應(yīng)能夠在城市循環(huán)工況下行駛200km（根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)），按照城市客車四工況循環(huán)來(lái)估算所需的蓄電池總?cè)萘俊?lt;/p><p>　　圖3 是GB12545.2－2001中規(guī)定的城市客車能耗試驗(yàn)四工況循環(huán)圖，橫坐標(biāo)表示行程和時(shí)間，縱坐標(biāo)表示車速</p><p>

46、　　圖3：城市客車能耗試驗(yàn)四工況循環(huán)圖</p><p>　　整個(gè)工況循環(huán)行駛里程為700m，計(jì)算電池能量消耗時(shí)可以近似看作四</p><p>　　段，并且第四段為滑行，沒(méi)有能耗，所以我們只需計(jì)算兩個(gè)加速段和一個(gè)勻速段。</p><p>　　第一段：0～25km/h，用時(shí)37.6s。平均加速度為</p><p>　　a=V/3.6t=25/(3

47、.637.6)=0.1846 m/</p><p>　　平均驅(qū)動(dòng)力=++ma=54.45+2007.1+3150.5682=5212.12N</p><p>　　平均功率P=V/3.6=18097.6w</p><p><b>　　平均電池能耗</b></p><p>　　其中，分別為傳動(dòng)系，電動(dòng)機(jī)和功率轉(zhuǎn)化器的效率。&

48、lt;/p><p>　　第二段：勻速階段，車速25Km/h，用時(shí)17.2S，驅(qū)動(dòng)力為</p><p>　　=+=2007.1+138.6=2145.7N</p><p>　　平均功率P=V/3.6=14900.65w</p><p><b>　　平均電池能耗</b></p><p>　　第三段：25—

49、40Km/h，用時(shí)17.7S，平均加速度</p><p>　　a=（40-25）/（3.617.7）=0.2354 m/</p><p>　　平均驅(qū)動(dòng)力為=++ma=2007.1+217.8+4017.57=6242.47N</p><p>　　平均功率為p=V/3.6=6242.4732.5/3.6=56355.65w</p><p>&l

50、t;b>　　平均電池能耗</b></p><p>　　故整個(gè)四段循環(huán)的電池總能耗E=++=675.72VAh為達(dá)到200Km的續(xù)駛里程，需要的電池總能量為</p><p>　　若選用384V的電池組，則總電池容量應(yīng)不低于502.76Ah，考慮到汽車附件的能耗，電池組容量選擇600Ah。根據(jù)鋰離子電池的比能量90～130Wh/kg,按110Wh/kg需要的鋰離子電池質(zhì)量約有

51、1755kg。鋰離子電池的比功率為250～450W/kg，按250W/kg，于是電池組的總功率可達(dá)438.775kW以上，高于電機(jī)峰值功率，滿足功率要求。</p><p>　　選取電池單塊電壓24V，單塊容量20Ah，適合作為該電動(dòng)客車驅(qū)動(dòng)電池。</p><p>　　2）功率轉(zhuǎn)換器的匹配內(nèi)容有：1、最大功率；2、允許的最大電流。</p><p>　　GB/T 184

52、88.1-2001提供了電機(jī)與控制器（主要是功率轉(zhuǎn)化器）輸出容量的匹配表，100kW的電機(jī)對(duì)應(yīng)200kW的功率轉(zhuǎn)化器。功率轉(zhuǎn)化器允許的最大輸出電流須大于電機(jī)工作的最大電流300A（峰值功率電流）。</p><p>　　表二 城市電動(dòng)公交客車選用電機(jī)、電池和逆變器參數(shù)表</p><p><b>　　4、傳動(dòng)軸：</b></p><p>　　變速器

53、與后橋主減速器之間的動(dòng)力傳遞以高萬(wàn)向傳動(dòng)軸完成，該車采用普通十字軸萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸，它由萬(wàn)向節(jié)，軸管及其伸縮花鍵等組成。傳動(dòng)軸前段萬(wàn)向節(jié)連接叉用螺栓與變速器凸緣相連接，后端萬(wàn)向節(jié)連接叉用螺栓與后橋差速器凸緣相連接。</p><p>　　5、前橋及其懸架系統(tǒng)</p><p><b>　　1）前橋技術(shù)參數(shù)：</b></p><p>　　額定軸荷：650

54、0kg</p><p>　　輪距: 2096mm</p><p><b>　　主銷內(nèi)傾角：</b></p><p><b>　　主銷后傾角：</b></p><p>　　前輪前束： 0—2mm</p><p><b>　　制動(dòng)器型式： 盤式</b

55、></p><p>　　前橋系統(tǒng)總重：1033kg</p><p><b>　　輪輞尺寸：</b></p><p>　　適用輪胎：275/70 R 22.5</p><p><b>　　2）前懸架系統(tǒng)：</b></p><p>　　考慮到乘客經(jīng)常上下車，城市客車的載荷也

56、經(jīng)常變化，可采用空氣懸架。</p><p>　　由于空氣懸架的靜撓度比較大，可以使客車獲得較低的振動(dòng)頻率，提高其行駛平順性，也能有利與客車從空載到滿載的各種載荷狀態(tài)下均能保持車身高度不變。</p><p>　　空氣懸架可以做到在客車滿載載荷狀態(tài)附近時(shí)，空氣彈簧的彈性特性曲線平緩、變化小、剛度低；而在沖擊載荷作用下彈性特性曲線又呈陡直狀態(tài)變化，說(shuō)明剛度增大，這在使用中能減少懸架的變形量即減小

57、了懸架動(dòng)撓度和減少了碰撞車架的機(jī)會(huì)，改善舒適性?？諝鈶壹苓€有單位質(zhì)量?jī)?chǔ)能量大，工作噪聲小和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，</p><p>　　故該車前橋?yàn)檎w式車橋，采用空氣懸架。其前懸架總成有整體彈性空氣懸掛、雙向作用液壓筒式減振器和橫向穩(wěn)定裝置及限位塊等所組成</p><p>　　6、后橋及其懸架系統(tǒng)</p><p>　　1）后橋主要技術(shù)參數(shù)：</p><p

58、>　　額定軸荷: 11000kg</p><p>　　輪距： 1836mm</p><p>　　主減速比： 5.74</p><p><b>　　制動(dòng)器型式：盤式</b></p><p>　　橋重（包括油）：819kg</p><p>　　前橋系統(tǒng)總重： 1033kg</p

59、><p><b>　　輪輞尺寸： </b></p><p>　　適用輪胎：275/70 R 22.5</p><p>　　后橋是采用整體式驅(qū)動(dòng)橋，整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋通過(guò)空氣懸掛與車橋相連。它由主減速器、差速器、半軸及橋殼等組成。</p><p>　　主減速器采用單級(jí)主減速式，弧齒錐齒傳動(dòng)形式，這樣有工作平穩(wěn)，噪聲和振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。&

60、lt;/p><p>　　差速器型式為圓錐齒輪式。</p><p>　　橋殼形式：整體插管式。</p><p><b>　　半軸型式：全浮式。</b></p><p><b>　　7、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：</b></p><p>　　1）本車采用整體電動(dòng)液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由蓄電池供電的獨(dú)立

61、直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵。控制器根據(jù)車速信號(hào)、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)速信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而控制液壓泵油量。車速低又轉(zhuǎn)向時(shí)，通過(guò)增加供油量改善助力效果并減小手力；汽車急轉(zhuǎn)彎通過(guò)時(shí)通過(guò)傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)向角速度的快速變化，提供最大供油量達(dá)到全動(dòng)力轉(zhuǎn)向狀態(tài)。車速高時(shí)又能減少液壓泵供油量，使手力略感沉重，使駕駛員無(wú)發(fā)飄感覺(jué)，使轉(zhuǎn)向輕便、靈活，而且提高了汽車高速行駛時(shí)的安全性。與液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)比較，還有較少能量損耗有點(diǎn)</p><p>　

62、　該電液式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向電機(jī)、轉(zhuǎn)向油罐、轉(zhuǎn)向油泵、壓力油管、回油管和吸油管等組成。</p><p>　　轉(zhuǎn)向器為循環(huán)球式搖臂動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，由控制閥、動(dòng)力油缸和完整的人力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)組成。轉(zhuǎn)向器采用可變速比，這樣可以使轉(zhuǎn)向在中間位置附近的速比較小，保證此時(shí)的轉(zhuǎn)向靈敏度。在停車大角度轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向器的速比較大，可使搖臂善齒軸獲得更大液壓助力，減小手力。</p><p>　　轉(zhuǎn)向泵為

63、葉片式液壓油泵，具有尺寸小，工作壓力高等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　2）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)參數(shù):</p><p>　　最大轉(zhuǎn)向角（內(nèi)/外）：</p><p>　　轉(zhuǎn)向盤直徑：480mm</p><p>　　最小轉(zhuǎn)彎半徑：23m</p><p><b>　　3）轉(zhuǎn)向器參數(shù)：</b></p>

64、<p>　　傳動(dòng)比: 20 17 20</p><p>　　方向盤總?cè)?shù)：4.8</p><p><b>　　最大輸出轉(zhuǎn)矩： </b></p><p><b>　　質(zhì)量: 42kg</b></p><p>　　4）轉(zhuǎn)向油泵用電機(jī)參數(shù)：</p><p>　　

65、型號(hào)： YZD-112型永磁直流電機(jī)</p><p>　　額定功率：3.7KW</p><p>　　額定電流：11.2A</p><p><b>　　額定電壓：400V</b></p><p>　　額定轉(zhuǎn)速：1350r/m</p><p><b>　　8、制動(dòng)系統(tǒng)</b>&l

66、t;/p><p>　　本車的制動(dòng)系主要由行車制動(dòng)系，應(yīng)急制動(dòng)系和駐車制動(dòng)系組成，行車制動(dòng)系用以使行駛中的汽車減速行駛，應(yīng)急制動(dòng)系用于行車制動(dòng)失效的情況下仍能行駛中的車輛減速行駛或停使，駐車制動(dòng)系以機(jī)械作用保持已經(jīng)停駛（包括坡道停車）的汽車不動(dòng)。</p><p>　　本車的制動(dòng)系主要由制動(dòng)器，空氣壓縮機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)和制動(dòng)管路系組成。為了提高制動(dòng)系統(tǒng)的工作可靠性，保證行車安全，本車采用雙回路盤式制

67、動(dòng)器，帶拉桿操縱裝置的氣制動(dòng)閥，雙回路氣壓管路結(jié)構(gòu)可以保證當(dāng)一個(gè)回路失效后，另一個(gè)回路仍然肯能可靠工作。</p><p>　　按分工可分為三大部分，即氣源回路，雙回路制動(dòng)氣路子系統(tǒng)和輔助氣路子系統(tǒng)。</p><p>　　氣源氣路從氣泵到四回路保護(hù)閥，由氣泵，螺旋冷卻管，自動(dòng)放水閥，儲(chǔ)氣筒，調(diào)壓閥，防凍泵和四回路保護(hù)閥組成。</p><p>　　雙回路制動(dòng)子系統(tǒng)有四回

68、路保護(hù)閥到前后制動(dòng)氣室，由儲(chǔ)氣筒，腳制動(dòng)閥，手制動(dòng)閥，減壓比例閥，繼動(dòng)閥，快放閥，前制動(dòng)氣室，后制動(dòng)彈簧儲(chǔ)能氣室，單向閥，雙向閥，前氣制動(dòng)氣壓表和后制動(dòng)氣壓表等組成。</p><p>　　輔助氣路子系統(tǒng)分許多支路和支路系統(tǒng)，如車門支路系統(tǒng)等。所有操縱氣路均由各自的電磁閥通過(guò)駕駛員的操作開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。輔助氣路子系統(tǒng)由單向閥，儲(chǔ)氣筒，管路過(guò)濾器，車門應(yīng)急開(kāi)關(guān)，車門電磁氣動(dòng)操作閥，車門氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)泵及輔助氣壓表等元件組成。

69、</p><p><b>　　9、車身與車架</b></p><p>　　該車采用金屬半承載式結(jié)構(gòu)。車身骨架總成由前圍、后圍、左側(cè)圍、右側(cè)圍及頂蓋等部件總成。車身骨架采用異型鋼材（巨型鋼管）及薄板沖壓件阻焊而成，。</p><p>　　門踏步高：360mm</p><p><b>　　地板高：380mm<

70、/b></p><p>　　車廂內(nèi)部長(zhǎng)度：11400mm</p><p>　　車廂內(nèi)部高度：2080mm</p><p>　　車廂內(nèi)凈高度：前2270mm 后2170mm</p><p>　　車輛最小通道寬度(后輪處)：600mm</p><p><b>　?。ㄈ┢囍饕阅?lt;/b><

71、;/p><p><b>　　1、汽車動(dòng)力性</b></p><p><b>　　1）最高車速</b></p><p>　　最高車速時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速：</p><p><b>　　此時(shí)電機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　傳遞到車輪的驅(qū)動(dòng)力：</p&g

72、t;<p>　　故滿足最高速度為80km/h的要求。</p><p><b>　　2）加速時(shí)間</b></p><p>　　假設(shè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有理想的峰值工作特性，則對(duì)應(yīng)的電動(dòng)汽車整車驅(qū)動(dòng)力一車速曲線如圖4所示。</p><p>　　圖中，Vb為與電機(jī)基速(額定轉(zhuǎn)速) 對(duì)應(yīng)的車速，Vmax為與電機(jī)最高工作轉(zhuǎn)速 對(duì)應(yīng)的車速，Va為電

73、動(dòng)汽車起步加速達(dá)到的某一車速，Pp為電機(jī)峰值輸出功率/KW。</p><p>　　圖4：驅(qū)動(dòng)力—車速曲線圖</p><p>　　則電機(jī)起步加速到Va的加速時(shí)間</p><p><b>　　式中驅(qū)動(dòng)力：</b></p><p>　　故滿足從0-50km/h加速要20.7s的時(shí)間</p><p>&l

74、t;b>　　3）最大爬坡度 </b></p><p>　　當(dāng)汽車以10km/h的速度在坡度20%上勻速行駛，所需的功率</p><p>　　遠(yuǎn)小于電機(jī)峰值功率，故電機(jī)選擇滿足要求</p><p>　　最大爬坡度驗(yàn)證;設(shè)汽車以10km/h爬坡，則最大爬坡度</p><p><b>　　故也滿足要求.</b>

75、;</p><p>　　4）直接擋最大動(dòng)力因數(shù)</p><p>　　5）Ⅰ擋最大動(dòng)力因數(shù)</p><p><b>　　2、汽車通過(guò)性</b></p><p>　　汽車克服臺(tái)階、溝道等障礙物時(shí)車速較低，可以用解靜力學(xué)方程求解汽車可以通過(guò)的臺(tái)階高度和溝寬，故可用以下公式計(jì)算：</p><p>　　——

76、車輪直徑，1000m</p><p>　　——汽車軸距，5800mm</p><p>　　——汽車至前軸距離，3860mm</p><p><b>　　——臺(tái)階高度</b></p><p><b>　　——溝寬</b></p><p><b>　　計(jì)算結(jié)果<

77、/b></p><p>　　表三 通過(guò)性計(jì)算結(jié)果</p><p>　　在采用靜力學(xué)平衡方程求解通過(guò)性時(shí)沒(méi)有考慮車速引起的慣性力的影響，因此后輪越過(guò)的臺(tái)階高度較小，但是實(shí)際運(yùn)行時(shí)，由于汽車具有一定的加速度，汽車可以越過(guò)的臺(tái)階和溝寬要比計(jì)算值大。</p><p><b>　　3、汽車操縱穩(wěn)定性</b></p><p>

78、　　1）縱向行駛穩(wěn)定性及保證汽車上坡時(shí)不致縱向翻車，其條件為：</p><p>　　式中 ——汽車質(zhì)心高 ——汽車質(zhì)心至后軸距離 道路附著系數(shù)取0.7</p><p>　　表四 縱向行駛穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果</p><p>　　計(jì)算結(jié)果表明，該車在上坡時(shí)不致縱向翻車，縱向行駛穩(wěn)定。</p><p><b>　　2）橫向行駛穩(wěn)定性<

79、;/b></p><p>　　(1)靜態(tài)側(cè)翻角計(jì)算：</p><p>　　式中 B——汽車前輪距，2096mm</p><p>　　靜態(tài)側(cè)翻角，《客車通用技術(shù)條件》中規(guī)定應(yīng)不小于，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表五</p><p>　　表五 靜態(tài)側(cè)翻角計(jì)算結(jié)果</p><p>　　(2)動(dòng)態(tài)側(cè)翻角計(jì)算如下。汽車在橫向坡道上行駛時(shí)，應(yīng)

80、保證側(cè)滑發(fā)生在側(cè)翻之前。條件是：</p><p><b>　　，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表六</b></p><p>　　表六 動(dòng)態(tài)側(cè)翻角計(jì)算結(jié)果</p><p>　　故該車在有坡度的良好瀝青路面上行駛?cè)阅鼙ＷC側(cè)滑發(fā)生在側(cè)翻之前，所以是穩(wěn)定的。</p><p><b>　　九、參考文獻(xiàn)</b></p>

81、<p>　　（1）《汽車設(shè)計(jì)》 王望予 主編 機(jī)械工業(yè)出版社，2004</p><p>　?。?）《汽車原理》 余志生 主編 機(jī)械工業(yè)出版社，2006</p><p>　?。?）《汽車構(gòu)造》（下冊(cè)）第五版 陳家瑞 主編 人民交通出版社，2006</p><p>　?。?）《純電動(dòng)公交客車結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》 林程 王文偉 孫逢春 編 機(jī)械工程

82、學(xué)報(bào)，2005</p><p>　　（5）《電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力特性分析》 余曉江，孫逢春，張承寧 編</p><p>　　中國(guó)機(jī)電工程學(xué)報(bào)，2005.</p><p>　　（6）《電動(dòng)汽車》 胡驊 宋慧主編 人民交通出版社，2006</p><p>　?。?）《先進(jìn)電動(dòng)汽車技術(shù)》 陳全世 主編 化學(xué)工業(yè)出版社，2007</p

83、><p>　　（8）《BK6120EV型電動(dòng)公交客車技術(shù)手冊(cè)》 林程 等編 北京理工大學(xué)出版社，2004</p><p>　?。?）《城市電動(dòng)客車動(dòng)力系統(tǒng)匹配及電機(jī)控制器設(shè)計(jì)》 張光亞.. 吉林大學(xué)，2006.</p><p>　?。?）《UG NX4 基礎(chǔ)教程與上機(jī)指導(dǎo)》 康亞鵬 查道濤 主編 清華大學(xué)出版社，2007</p><p>

84、<b>　　十、設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　匆匆結(jié)束為期三周的課程設(shè)計(jì)，收獲良多，學(xué)習(xí)到了一些新知識(shí)，同時(shí)也鞏固了專業(yè)知識(shí)。</p><p>　　總的來(lái)說(shuō)，可以分為：對(duì)電動(dòng)汽車有了初步的了解；加深了對(duì)客車的認(rèn)識(shí)；初步掌握了UGs 軟件的應(yīng)用。</p><p>　　電動(dòng)汽車以前接觸甚少，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，初步了解了電動(dòng)汽車的總體結(jié)構(gòu)和工

85、作原理，尤其是電動(dòng)機(jī)和電池方面。</p><p>　　通過(guò)對(duì)客車各總成的選擇和主要技術(shù)參數(shù)的確定，在原來(lái)所學(xué)的基礎(chǔ)上加深了對(duì)客車整車的認(rèn)識(shí)。其中計(jì)算汽車的性能參數(shù)，鞏固了汽車?yán)碚摲矫娴闹R(shí)。</p><p>　　感覺(jué)收獲最大的還是初步掌握了UGs 軟件的應(yīng)用。這次課程設(shè)計(jì)要求我們先用UGs 畫出客車總體布置三維圖，然后再導(dǎo)出到Auto CAD,完成二維制圖。從第二周學(xué)習(xí)UGs 開(kāi)始，絕大

86、部分時(shí)間是在邊學(xué)邊用。還好上學(xué)期學(xué)的Pro/e 和UGs 有很大的相通性，但是到后面的二維制圖就出現(xiàn)了不少問(wèn)題，UGs和Auto CAD 似乎兼容得不好。在把UGs三維圖導(dǎo)出到Auto CAD成二維圖是花費(fèi)了較多時(shí)間，而且制圖結(jié)果也不甚滿意。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)是相對(duì)比較獨(dú)立于老師指導(dǎo)，同時(shí)同學(xué)間的合作又是必不可少的，讓我進(jìn)一步加深了主動(dòng)學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)寫作的認(rèn)識(shí)，相信這些在將來(lái)的工作中會(huì)大有幫助。<