【導讀】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，應用廣泛，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。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。汽車自誕生以來，其發(fā)展速度不斷加快，與人們生活的聯系越來越緊密。

　　

【正文】 80 307 315 331 胸厚 176 186 191 212 237 245 261 肩寬 304 320 328 351 371 377 387 最大肩寬 383 398 405 431 460 469 486 臀寬 273 282 288 306 327 334 346 坐姿臀寬 284 295 300 321 347 355 369 坐姿兩肘間寬 353 371 381 422 473 489 518 胸圍 762 791 806 867 944 970 1018 腰圍 620 650 665 735 859 895 960 臀圍 780 805 820 875 948 970 1000 通常，在確定外部尺寸，如手臂活動的可及范圍、腳踏板的位置等，不宜采用過大的百分位數，以滿足大多數人的要求，考慮車市客車本身的尺寸比較大，而且駕駛員的主要是男性，因此，選擇 50百分位來確定駕駛區(qū)的布置。手在水平平面內作業(yè)正常范圍 R=394mm，最大范圍 R=597mm。 圖 人體水平主要尺寸 25 圖 手在水平面內的工作范圍 參考人體模板，將駕駛員頻繁操作的方向盤以及各種按鍵布置在手臂的推薦工作范圍以內，以提高操作的方便舒適性。 本章運用人機工程學理論，對駕 駛區(qū)進行布置，駕駛員操作頻繁的按鈕、操縱桿等布置在最佳的位置，方便駕駛員操作，降低勞動強度，減少了駕駛員的疲勞程度，提高了行駛的安全性。 26 第 6 章 整車經濟性計算 在保證動力性的條件下，汽車以盡量少的燃油消耗量經濟行駛的能力，稱作汽車的燃油經濟性。 汽車的燃油經濟性通常用一定運行工況下汽車行駛百公里的燃油消耗量或一定燃油消耗量能使汽車行駛的里程來衡量。在我國及歐洲，燃油經濟性指標單位為 L/100km，即行駛 100km所消耗的燃油升數。數值越大，汽車燃油經濟性越差。 價指標 等速行駛百公里燃油消耗量是常用的一種評價指標，指汽車在一定載荷（我國規(guī)定轎車為半載，貨車為滿載）下，以最高檔在水平良好路面上等速行駛 100km的燃油消耗量。常測出每隔 10km/h 或 20km/h 速度間隔的等速百公里燃油消耗量，燃油在圖上連成曲線，稱為等速百公里燃油消耗量曲線，用它來評價汽車的燃油經濟性。 但是，等速行駛工況并沒有全面反映出汽車的實際運行情況，特別是在市區(qū)行駛中頻繁出現的加速、減速、怠速停車等行駛工況。因此，在對實際行駛車輛進行跟蹤測試統(tǒng)計的基礎上，各國都制定了一些典型的循環(huán)行駛試驗工況 來模擬汽車實際運行狀況，并以其百公里燃油消耗量來評定相應行駛工況的燃油經濟性。 圖 城市客車四工況圖 27 圖 商用車六工況圖 圖 和圖 給出了聯合國歐洲經濟委員會、美國及我國法定的商用車與城市客車測定燃油經濟性的循環(huán)行駛工況圖。 燃油經濟性的計算 汽車行駛時單位時間內的燃油消耗量為 gPbQt ?? （ ） 式中， b 為燃油消耗率 [g/(kW h)]； ρ 為燃油的密度（ kg/L）； g為重力加速度 ( 2/sm ），汽油的 ρ g 可以取為 ，柴油可取為 N/L。混合動力車里，電動動力系統(tǒng)優(yōu)化了內燃機的工作區(qū)域，使得內燃機可以始終在最優(yōu)工況下運行， CA6DE220 的經濟燃油消耗率為 200 g/(kW h)，根據城市客四工況圖計算各個階段的功率需求。計算公式如下： ???????? ???? dtdumuAuCG iuG f up aDaae a 3600761403600360013 ?? （ ） 計算結果如表 表 各階段功率需求 階段 1 2 3 4 5 6 7 功率（ kw） 21 51 80 16 195 10 28 從初始速度 1au 加速至 2au 所需的燃油消耗量為： tQ ??? )(21 21 （ ） 故各階段燃油消耗量如下表 表 各階段燃油消耗量 階段 1 2 3 4 5 6 7 Q（ mL） 4 15 9 9 整個循環(huán)過程燃油消耗量為： mL nn i 8 131 21 ??????? ? ? （ ） 混合動力客 車，起步階段（車速低于 10km/h）依靠電動動力系統(tǒng)提供驅動力，當車速達到設定值之后，內燃機開始工作，輸出動力驅動車輛行駛。在加速爬坡過程中，電動動力系統(tǒng) 提供輔助動力，以達到優(yōu)化內燃機運行工況的目的。 因此，混合動力客車的內燃機在四工況圖的特定階段所提供的功率要比傳統(tǒng)內燃機車低，甚至不提供功率。 RL6120 的電動動力系統(tǒng)在起步階段單獨工作，加速過程中提供額定功率起到輔助作用，在急加速過程中提供峰值功率，制動過程中回收車輛的動能，儲存到動力蓄電池里，因此，各個工作階段內燃機提供的功率如下表： 表 Rl6120 內燃機提供的功率 階段 1 2 3 4 5 6 7 功率（ kw） 16 45 16 125 10 據此計算 RL6120 的燃油消耗量 表 Rl6120 燃油消耗量 階段 1 2 3 4 5 6 7 Q（ mL） 18 9 9 整個循環(huán)過程燃油消耗量為： mL nn i 14831 21 ??????? ? ? （ ） 混合動力車在勻速行駛，發(fā)動機功率充裕的情況下，會帶動電動機運行，作為發(fā)電機為動力蓄電池充電，此過程中的燃油消耗量為： gPbQ ??= （ ） 總燃油消耗量為 ，燃油節(jié)省率為（ ） /=%,達 29 到了國家 863計劃，對混合動力城市客車節(jié)油率 30%的要求。 本章小結 在本章中，根據城市客車四工況循環(huán)圖，分別計算了傳統(tǒng)內燃機城市客車的燃油消耗量和 RL6120 混合動力城市客車的燃油消耗量，計算結果表明混合動力城市客車因為加裝了電動動力系統(tǒng)，優(yōu)化了發(fā)動機的工作狀況，燃油消耗量降低了%，符合國家要求 。 30 結 論 本文運用混合動力，汽車設計，人機工程學等多學科的知識，完成了 RL6120混合動力城市客車的總體設計，主要工作如下： 由于城市客車運行工況復雜，選擇了控制方式靈活的，而控制策略又相對簡單的并聯驅動系統(tǒng)； 驅動電機選擇了體積小，功率密度大的永磁電動機，額定功率 35kw，額定電壓 320V； 動力蓄電池選擇了充放電性能優(yōu)良的鎳 氫蓄電池，單體電壓 12V，共 30組，容量為 40A h； 設計了機械式動力混合器，使得整車控制策略靈活，便 于控制，并實現制動時的能量回收； 基于人機工程學的駕駛區(qū)布置，讓駕駛員的操作更方便，降低疲勞強度，提高了行駛的安全性； 對混合動力城市客車的經濟性進行了計算分析，比傳統(tǒng)內燃機車節(jié)省燃油%，節(jié)油效果明顯。 由于學業(yè)水平的有限，本文沒有進行混合動力車驅動模式的控制策略的研究，也沒有涉及車輛排放性能的分析。目前整車的開發(fā)還處于概念設計階段，還沒有進行試驗驗證，所以還需要進一步努力工作。 31 參考文獻 [1] 胡驊 ,宋慧 .電動汽車 [M]. 北京：人民交通出版社 .2020 年 . 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[25] Mehrdad Ehsani,Yimin Gao ， Ali electric,Hybrid Electric,and Fuel cell Vehicles[M].New York:CRC . 致 謝 33 本 次設計及設計說明書 是在 李涵武老師的 悉心指導下，經過不斷的學習和修改完成的。 李 老師嚴謹 求實 的 態(tài)度 ，淵博的學識，豐富的實踐經驗， 使我受益匪淺、終生難忘 將是我永遠學習的楷模 。在整個畢業(yè)設計任務期間，李老師對我嚴格要求，不斷督促我的進步，對我的問題及時指正并加以引導，幫助我成長。我從老師這里不僅學到了豐富的知識，更重要的是學到了一份鍥而不舍的鉆研精神、一份對事業(yè)對生活的態(tài)度，所有這些都將是我人生路上的寶貴財富。對此，我再一次向李老師表示誠摯的謝意！ 在整個畢業(yè)設計期 間，汽車與交通工程學院 的各位老師我很大幫助和啟示，使我學到更多的知識，從而順利的完成畢業(yè) 設計 。在此一并表示衷心的感謝。祝愿他們身體健康，工作順利，事業(yè)上取得更大成功 ！ 我還要感謝我的同學 們 ，是他們給予了我精神上的鼓勵， 互幫互助，互相學習，一起走過大學生活中這段最難忘的時光。 再次真誠地感謝所有在我 此 期間幫助過我的老師、同學和朋友，祝大家 工作順利，學業(yè)有成， 一生平安！ 附 錄 34