【正文】 本科學生畢業(yè)設(shè)計 HD6120 混合動力城市客車總體設(shè)計 系部名稱 ： 專業(yè)班級 ： 學生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 職 稱 ： 副教授 The Graduation Thesis for Bachelor39。s Degree Design of HD6120 Hybrid City Bus Candidate： Specialty： Automobile application engineering Class： 0793122 Supervisor： Associate Prof. Harbin Institute of Technology Applied Technology College Ward 摘 要 城市客車是市民出行的首選，在各個城市中承擔著人口流動的任務(wù)，應(yīng)用廣泛，數(shù)量眾多。同時城市客車的運行工況特殊，城市中信號燈多，站點之間距離短，運行路線固 定，城市客車頻繁的起步，加速，制動，怠速時間長，平均運行速度低。由于汽車設(shè)計時需要滿足最高行駛車速和最大爬坡度等動力性要求，需要裝備大功率發(fā)動機，使得城市客車經(jīng)常處于功率過剩狀態(tài)，造成了嚴重的能源浪費和環(huán)境污染。 油電混合動力汽車融合了傳統(tǒng)燃油汽車和純電動汽車的優(yōu)點，具有傳統(tǒng)內(nèi)燃機車動力性好和電動汽車清潔環(huán)保的特點，能夠有效的降低能源消耗，減少污染排放，具有重要的研究意義。 全套圖紙，加 153893706 關(guān)鍵詞： 混合動力；并聯(lián)；城市客車；人機工程學 ABSTRACT City bus is the first choice of the public, bearing the task of the movement of the population. City bus is widely used and the number is large. The using condition of city bus is special, there are many signal lights, short distance between sites ,fixed routes, frequently starting, accelerating, braking, long idle time, low average speed and so on. As the vehicle needs to meet the requirement of the highest speed and maximum climbing degree while designing, usually a highpower engine is equipped, making the city bus in power surplus state, resulting in a serious energy waste and environment pollution. Hybrid electric vehicle bines the traditional fuel vehicles and pure electric vehicles advantages effectively reduce energy consumption and reduce emissions. It is meaningful to study on hybrid vehicles. Key words: Hybrid。 Parallel。 City Bus。 Ergonomic 目 錄 摘要 …………………………………………………………………………………… Ⅰ Abstract ?????????????????????????????Ⅱ 第 1 章 緒論 ???????????????????????????? 1 選題的背景和意義??? ??????????????????? 1 國內(nèi)外研究動態(tài)? ??????????????????????? 2 研究內(nèi)容與方法??????????????????????? 3 第 2 章 混合動力城市客車驅(qū)動系統(tǒng)選型 ??????????? ?? 4 混合動力客車的分類 ????????????????????? 4 串聯(lián)式混合動力城市客車 ???????????????? 4 并聯(lián)式混合動力城市客車 ??????????????? 5 混聯(lián)式混合動力城市客車 ???????????????? 6 混合動力城市客車驅(qū)動系統(tǒng)的選擇???????????????? 7 混合動力城市客車動力系統(tǒng)對比?????????????? 7 混合動力 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選型依據(jù)???????????????? 9 本章小結(jié)?????????????????????????? 10 第 3 章 混合動力城市客車動力系統(tǒng)設(shè)計 ?????????????? 11 動力系統(tǒng)參數(shù)計算?????????????????????? 11 驅(qū)動電機的選擇???????????????????? 11 動力電池的選擇???????????????????? 13 ???????????????????????? 15 本章小結(jié)?????????????????????????? 16第 4章 混合動力城市客車動力混合器的設(shè)計 ???????????? 17 動力混合器的作用 ?????????????????????? 17 動力混合器的設(shè)計?????????????????????? 17 齒輪幾何參數(shù)的計算 ????????????????? 18 齒輪的校核 ???????????????????? 20 本章小結(jié)???????????? ?????????????? 21 第 5 章 基于人機工程學的駕駛區(qū)布置 ??????????????? 22 人機工程學???????????????????????? 22 ??????????????????? 22 ???????????????????????? 23 ????????????????????? 23 ????????????????????? 23 ???????????????????????? ?? 25 第 6 章 整車經(jīng)濟性計算 ?????????????????????? 26 ???????????????????? 26 ?????????????????????? 27 ?????????????????????????? 29 結(jié)論 ?????????????????????????????? 30 參考文獻 ???????????????????????????? 31 致謝 ???????????????????????????????? 33 附錄 ?????????????????????????????? 34 1 第 1 章 緒 論 選題的背景和意義 汽車自誕生以來，其發(fā)展速度不斷加快，與人們生活的聯(lián)系越來越緊密。汽車已經(jīng)不再是一個簡單的代步和運輸工具，它已成為許多人的生活必需品和文化生活的一部分。汽車的普及程度和技術(shù)水平甚至已經(jīng)成為一個國家或地區(qū)現(xiàn)代化程度的標志。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車的產(chǎn)銷量和保有量逐年增加，同時也帶來了能源消耗、環(huán)境污染等許多負面影響。傳統(tǒng)汽車對石油資源的需求越來越大，對生態(tài)環(huán)境的影響也越來越大。更糟糕的是 ，汽車排放的尾氣中二氧化碳對氣候變暖有著很大的影響；汽車尾氣中氮氧化合物、一氧化碳、未燃碳氫化合物和顆粒排放物等有害物質(zhì)，對人類的生態(tài)環(huán)境都產(chǎn)生了不利的影響。每年全球汽車排放有害氣體約 2億噸以上，約占大氣污染總量的 60％，是大氣污染的“頭號殺手。為此，各國制定了一系列十分嚴格的排放法規(guī)，要求汽車生產(chǎn)廠家設(shè)法減少汽車排放，開發(fā)無污染和超低污染汽車。面對世界能源匱乏，油價高居不下，環(huán)境污染嚴重的現(xiàn)實，節(jié)油環(huán)保便成為社會關(guān)注的焦點，新能源車的開發(fā)和應(yīng)用也就成了世界范圍內(nèi)的新課題和大趨勢。 在諸多解決方案中，目前 成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的只有混合動力汽車?；旌蟿恿ζ嚰染哂袃?nèi)燃機動力性好、工作時間長的優(yōu)點，又有電動機無污染和低噪聲的好處，達到了發(fā)動機和電動機的最佳匹配。由于混合動力系統(tǒng)本身也具有充電功能，因此不需要建設(shè)配套的充電基礎(chǔ)設(shè)施，對蓄電池的要求，與純電動汽車相比也大大降低?；旌蟿恿ζ囋诩夹g(shù)、經(jīng)濟和環(huán)境等方面具有突出的綜合優(yōu)勢。 而城市客車，是大部分市民出行的首選交通方式，承擔著巨大的人流量，由于城市客車大部分運行在市區(qū)內(nèi)，具有經(jīng)常起步加速，制動停車，站臺之間運行距離短，平均速度低等特殊工況，內(nèi)燃機大部分時間工作在最 佳工作轉(zhuǎn)速范圍以外，造成了能源的浪費、環(huán)境的污染以及加速了車輛本身的磨損。混合動力系統(tǒng)則可以優(yōu)化內(nèi)燃機的工作區(qū)間，大大改善上述問題，因此，發(fā)展研究混合動力城市客車具有很重大的現(xiàn)實意義。 國內(nèi)外研究動態(tài) 2 融合了純電動汽車和燃油汽車優(yōu)點的混合動力汽車，由于較好地滿足了汽車低排放、低油耗、高性價比的綜合要求，較好地解決了汽車節(jié)能與環(huán)保問題，因而逐漸成為世界各大汽車生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)的熱點，其市場前景也越來越被看好。目前，豐田公司是混合動力汽車領(lǐng)域的佼佼者， 1997年 12月，日本豐田汽車公司首先在日本市場上推出了 世界上第一款批量生產(chǎn)的混合動力汽車“普銳斯 (PRIUS)”，該轎車于 2020年 7月開始出口北美，同年 9月開始出口歐洲。普銳斯在達成高水平的燃油經(jīng)濟性和環(huán)保性能的前提下，實現(xiàn)了出色的動力性和舒適性?！?PRIUS”的正式量產(chǎn)上市標志以混合動力汽車為代表的新一輪汽車研發(fā)競爭的開始。為保持領(lǐng)先地位，豐田公司加大了對混合動力車的投入， 2020年，豐田投資 1000萬美元在美國肯塔基州工廠改造設(shè)備和訓(xùn)練員工。 2020年，豐田汽車公司在美國市場上推出了 4款從現(xiàn)有車型改造成的混合動力汽車，這些混合動力汽車的外形、操控以及車內(nèi) 的設(shè)備和普通車完全一樣。豐田的目標是最終將推出旗下幾乎所有車型的混合動力版，并在 2020年把混合動力汽車的產(chǎn)量提高到 100萬輛。本田公司推出了“ insight”、“ CIVIC”等混合動力汽車．福特公司緊隨其后，推出了“ ESCAPE”混合動力汽車，戴克、通用、雪鐵龍、日產(chǎn)等公司也紛紛加快了混合動力技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。通用、戴克、寶馬三家公司在混合動力技術(shù)發(fā)展方面結(jié)成了技術(shù)聯(lián)盟，攜手發(fā)展雙模混合動力技術(shù)，并在 2020年的北美車展上引入了一款結(jié)合了 V8柴油發(fā)動機和最新一代混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的 S級轎車。 國內(nèi)研究混合動 力轎車已經(jīng)有將近 10年的歷史。目前，除一汽豐田的普銳斯正式量產(chǎn)上市外，國內(nèi)各汽車制造企業(yè)紛紛進入混合動力汽車領(lǐng)域，如一汽研發(fā)的紅旗 HQ3于 2020年投產(chǎn)；東風集團的混合動力公交車已于 2020年 7月完成最終產(chǎn)品定型樣車試驗并通過驗收；奇瑞集團成立了國家節(jié)能環(huán)保汽車工程技術(shù)研究中心，將在 2020年下半年重點推出第一自主品牌真正意義上的混合動力車，代號為“ BSG”的混合動力車；吉利集團旗下的上海華普汽車已與同濟大學汽車學院簽署合作協(xié)議，預(yù)計 3年內(nèi)完成混合動力轎車商業(yè)化生產(chǎn)；而廣州本田更是緊跟豐田的步伐，預(yù)計 2020年中下旬推出國產(chǎn)雅閣混合動力車；上汽集團與通用簽署協(xié)議，將聯(lián)手開發(fā)混合動力轎車和公交客車；長安杰勛混合動力汽車經(jīng)過六年的艱苦攻關(guān)研發(fā)成功，目前已進入量產(chǎn)階段。其整車油耗比傳統(tǒng)汽車低 20％以上，排放限值滿足國Ⅳ標準。據(jù)長安集團有關(guān)負責人介紹，長安杰勛 HEV轎車創(chuàng)造了多項中國第一：第一款自主研發(fā)量產(chǎn)的混合動力轎車；第一個將中度混合技術(shù)方案實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的車型；第一款在整車、動力總成和混合動力系統(tǒng)三個方面全新自主的一體化設(shè)計 3 量產(chǎn)車型；國家 863計劃重大汽車專項中第一款實現(xiàn)量產(chǎn)下線的自主品牌轎車；第一款在整車和系統(tǒng)技 術(shù)上擁有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的車型，共擁有各類專利 300余項，其中發(fā)明專利 27項；建成了國內(nèi)