【正文】 rez J,Sol237。 畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)快要結(jié)束了。不管多忙， 吳 老師都會(huì)抽出時(shí)間不厭其煩的為我們解答問(wèn)題。在不久的將來(lái)，希望以一個(gè)中國(guó)的成功汽車(chē)人的身份來(lái)幫助祖國(guó)發(fā)展民族汽車(chē)工業(yè)。我就在各個(gè)圖書(shū)館和網(wǎng)絡(luò)論壇上找資料，最后能夠做出這份畢業(yè)設(shè)計(jì)，感覺(jué)自己成長(zhǎng)了不少。對(duì)于設(shè)計(jì)的大概流程還是比較清晰的。我非常想要做好它，因?yàn)樽鐾赀@次的設(shè)計(jì) 就意味著大學(xué)的結(jié)束了。 預(yù)計(jì)汽車(chē)總質(zhì)量： 5 0 7 3 4 6 5 8 4 0 0 1 2 6 2Qm k g? ? ? ? ? ? ?；計(jì)1300Qm kg? 汽車(chē)的最高車(chē)速是已知的， max 25 /au km h? 公式：m a xm a x0 . 3 7 7a nru i ??? .................................（ 2） 由（ 2 ）式m a xm a x2 0 0 0 0 . 1 9 0 50 . 3 7 7 0 . 3 7 7 2 5 /a nru k m hii? ?? ? ? ? ?，即可得出 ? ，故取 i = 其中 maxn ：電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速 r ：車(chē)輪半徑 i ：汽車(chē)減速比 下面要驗(yàn)證 i 取 是否滿(mǎn)足要求： 根據(jù)設(shè)計(jì)所要求的，汽車(chē)至少要能克 服爬坡度為 15%的坡道，即在坡度角為 ? 的坡道上也能正常行駛。見(jiàn)表 41 表 41駕駛員乘坐位置設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù) 硬點(diǎn)尺寸 參數(shù)定義 硬點(diǎn)尺寸 參數(shù)定義 H301 W201 座椅高度 駕駛員中心線(xiàn)位 L181 A271 座椅腰部支撐 座椅傾角 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 A401 H 點(diǎn)軀干角 定位鞋 將鞋底的中心線(xiàn)與自由狀態(tài)加速踏板中心線(xiàn)對(duì)齊，鞋底的 BOF 與踏板表面接觸，其接觸點(diǎn)定義為 PRP；鞋底的 HOS與考慮壓塌的地毯表面接觸，其接觸點(diǎn)定義為 AHP。根據(jù) Pd、 n1，由圖 查取，選取 A 型 帶 （ 3）確定帶的基準(zhǔn)直徑，取最小直徑 400mm，傳動(dòng)比為 1 小帶輪直徑為 400，則大帶輪直徑為 400 2 / 1 4 0 0 1 4 0 0D d m m i D d? ? ? ? ? (4) 驗(yàn)算帶的速度 1 111m a x1 0 0 1 3 0 0/ ( )6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 06 . 8 6 2 5 / ( )ddnV m sv m s? ???? ??? ? ???? ? ? ? 故符合要求。驅(qū)動(dòng)橋殼分為整體式橋殼，分段式橋殼和組合式橋殼三類(lèi)。 因?yàn)闇p去了汽車(chē)的變速器，汽車(chē)的變速器采用電機(jī)調(diào)速器來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速 電機(jī)也可以負(fù)載啟動(dòng)，所以省去了離合器。遠(yuǎn)距離操縱也使操縱機(jī)構(gòu)變得復(fù)雜、維修調(diào)整不便。 我所合計(jì)的電動(dòng)觀光車(chē)是一輛低速的電動(dòng)車(chē)，所以制動(dòng)距離較短，所需要的制動(dòng)力較小，可以利用電機(jī)制動(dòng)，后輪將采用原裝鼓式制動(dòng)器，前輪采用盤(pán)式制動(dòng)器省掉。鼓式制動(dòng)器除了成本比較低之外，還有一個(gè)好處，就是便于與駐車(chē)（停車(chē)）制動(dòng)組合在一起，凡是后輪為鼓式制動(dòng)器的轎車(chē)，其駐車(chē)制動(dòng)器也組合在后輪制動(dòng)器上。過(guò)去的鼓式制動(dòng)器間隙需要人工調(diào)整，用塞尺調(diào)整間隙。但由于車(chē)輪是旋轉(zhuǎn)的，制動(dòng)鼓作用于制動(dòng)蹄的壓力左右不對(duì)稱(chēng)，造成自行增力或自行減力的作用。哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 每一個(gè)鼓有一對(duì)制動(dòng)蹄，制動(dòng)蹄上有摩擦襯片。但由于結(jié)構(gòu)問(wèn)題使它在制動(dòng)過(guò)程中散熱性能差和排水性能差，容易導(dǎo)致制動(dòng)效率下降，因此在近三十年中，在轎車(chē)領(lǐng)域上已經(jīng)逐步退出讓位給盤(pán)式制動(dòng)器。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器分兩端輸出式和中間（或單端）輸出式兩種。顧名思義，鋼管式車(chē)架就是用很多鋼管焊接成一個(gè)框架，再將零部件裝在這個(gè)框架上。 近年還出現(xiàn)了采用承載式車(chē)身的大型客車(chē)（稱(chēng)為 “無(wú)大梁車(chē)身 ”或 “無(wú)陣車(chē)身 ”），由于取消了大梁，旅游大巴可以在車(chē)底騰出巨大且左右貫通的行李空間，用于 市區(qū)的公共汽車(chē)則可以將地臺(tái)降至與人行道等高以便于上下車(chē)（要配合特殊的低置車(chē)橋）。 承載式車(chē)架由鋼（較先進(jìn)的是鋁）經(jīng)沖壓、焊接而成，對(duì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝的要求都很高，這也是中 國(guó)目前的車(chē)身設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)難以突破的大難點(diǎn)。致命的缺點(diǎn)是鋼制大梁質(zhì)量沉重，車(chē)架重量占去 全車(chē)總重的相當(dāng)部分；此外，粗壯的大梁縱貫全車(chē)，影響整車(chē)的布局和空間利用率，大梁的厚度使安裝在其上的 座 廂和貨廂的地臺(tái)升高，使整車(chē)重心偏高 ?，F(xiàn)有的車(chē)架種類(lèi)有大梁式、承載式、鋼管式及特殊材料一體成型式等。 它的缺點(diǎn)是：因胎側(cè)較薄，胎冠較厚，在其與胎側(cè) 的過(guò)渡區(qū)易產(chǎn)生裂口。因?yàn)楝F(xiàn)在用的最為廣泛的就是子午線(xiàn)輪胎，綜合起來(lái)，其性?xún)r(jià)比也是最高的。半軸在 “脖子 ”的位置也多了一個(gè)關(guān)節(jié) ——萬(wàn)向節(jié)，因此半軸也變成了兩部分，內(nèi)半軸和外半軸。脖子 ——主銷(xiāo)是車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心，這個(gè) 軸的軸線(xiàn)并非垂直于地面，車(chē)輪本身也不是垂直的，我們將在車(chē)輪定位一節(jié)具體論述。大多數(shù)汽車(chē)采用前置后驅(qū)動(dòng) (FR)，因此前橋作為轉(zhuǎn)向橋，后橋作為驅(qū)動(dòng)橋；而前置前驅(qū)動(dòng) (FF)汽車(chē)則前橋成為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，后橋充當(dāng)支持橋。其功能是傳遞車(chē)架 (或承載式車(chē)身 )與車(chē)輪之間各方向作用力。 我所設(shè)計(jì)的城市輕型電動(dòng)觀光車(chē)，其所行駛的路況比較好，并且車(chē)速很低。但這種懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，在載重汽車(chē)上被廣泛應(yīng)用。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式，而現(xiàn)代轎車(chē)懸架多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧，個(gè)別高級(jí)轎車(chē)則使用空氣彈簧 。電機(jī)功率為 3KW.。電池的電壓由電動(dòng)機(jī)決定，容量由電動(dòng)車(chē)的續(xù)行駛里程決定。 鋰電池是一類(lèi)由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 電 解 質(zhì) 溶 液 的 電 池 。可算是人類(lèi)歷史上一個(gè)偉大的發(fā)明。電機(jī)的功率計(jì)算所需的公式如下，汽車(chē)的總重量是估算的，后面會(huì)進(jìn)行驗(yàn)證。該結(jié)構(gòu)電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，并可望得到低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，適合用作汽車(chē)的電子伺服驅(qū)動(dòng)，如汽車(chē)電子動(dòng)力方向盤(pán)的伺服電機(jī)。內(nèi)置式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論正在不斷完善和繼續(xù)深入，該機(jī)結(jié)構(gòu)靈活，設(shè)計(jì)自由度大，有望得到高性能，適合用作電動(dòng)汽車(chē)高效、高密 度、寬調(diào)速牽哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 引驅(qū)動(dòng)。 最大缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，成本高；相對(duì)永磁電機(jī)而言，異步電機(jī)效率和功率密度偏低。與原有的直流牽引電機(jī)系統(tǒng)相比，具有明顯優(yōu)勢(shì)，其突出優(yōu)點(diǎn)是體積小，質(zhì)量輕（其比質(zhì)量為 ）、效率高、基本免維護(hù)、調(diào)速范圍廣。 20 世紀(jì) 80 年代前，幾乎所有的車(chē)輛牽引電機(jī)均為直流電機(jī) ，這是因?yàn)橹绷鳡恳姍C(jī)具有起步加速牽引力大，控制系哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 統(tǒng)較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。上面說(shuō)了，電動(dòng)車(chē)要的是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以布置的時(shí)候也會(huì)以這個(gè)為原則。目前一般電動(dòng)車(chē)用的電池有三種， 鋰離子蓄電池 是 最常用 的一種， 但 成本 不是 最低，對(duì)于我所要設(shè)計(jì)的觀光車(chē)來(lái)說(shuō)，選 鋰離子蓄電池 最合理。而根據(jù)已知的條件和要求，我打算設(shè)計(jì)一輛類(lèi)似于旅游觀光的車(chē)，座位數(shù)為 8座，最高車(chē)速為 25km/h,以電池作為動(dòng)力源。 老師所給出的要求和大致數(shù)據(jù)如下 :1. 電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)方式為電力驅(qū)動(dòng)，并且是以電池作為動(dòng)力源； 2. 所設(shè)計(jì)的電動(dòng)車(chē)的最高車(chē)速不得高于25km/h； 3. 所設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車(chē)座位數(shù)為 8 座； 4. 續(xù)行駛里程 :90km； 5. 外廓尺寸 :(長(zhǎng) *寬 *高 ):3750*1448*1830 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 電動(dòng)觀光車(chē)市場(chǎng)調(diào)查 張江高科技園區(qū)電動(dòng)觀光車(chē)參數(shù)表 圖 13 張江高科技園區(qū)電動(dòng)觀光車(chē)使用情況 圖 14 圖 15 張江高科技園區(qū)觀光車(chē) 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 使用過(guò)程匯總的優(yōu)缺點(diǎn) 圖 16 根據(jù) 調(diào)查 ，張江高科技園區(qū)里使用的電動(dòng)車(chē)除了具有電動(dòng)車(chē)輛的共同有點(diǎn)，以及造型與普通的公交車(chē)不同外，其他方面不近如人意。我國(guó)第一輛具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃料電動(dòng)公共汽車(chē)也已在東風(fēng)汽車(chē)工程研究院?jiǎn)柺溃难兄瞥晒?，縮短了中國(guó)汽車(chē)工業(yè)在這一領(lǐng)域與國(guó)外同行的差距。燃料電池車(chē)的工作原理是，作為燃料的氫在汽車(chē)搭載的燃料電池中，與大氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生電能啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。 1999 年，清華與廈門(mén)金龍展出了聯(lián)合研制的混合力客車(chē)，今年 4 月，一汽展出了剛生產(chǎn)的混合動(dòng)力紅旗轎車(chē)。 混合動(dòng)力汽車(chē)采用內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力，克服了純電池電動(dòng)車(chē)行駛里程短、充電時(shí)間長(zhǎng)等致命弱點(diǎn)，雖然混合動(dòng)力車(chē)不能實(shí)現(xiàn)零排放，但其兼俱環(huán)保與節(jié)能，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)，因此，具有非常好的發(fā)展前景。 純電池電動(dòng)車(chē)是完全由二次電池（如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池）提供動(dòng)力的汽車(chē)?？梢灶A(yù)見(jiàn)到電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展將會(huì)是本實(shí)際汽車(chē)工業(yè)的重點(diǎn)和主流。如鉛酸電池中的鉛，從開(kāi)采、冶煉到生產(chǎn)的排污，都會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。電動(dòng)汽車(chē)蓄電池的價(jià)格約為 100美元／ kw 蓄電池尺寸和質(zhì)量的制約 : 現(xiàn)有電動(dòng)汽車(chē)所使用的電池都不能在儲(chǔ)存足夠能量的前提下保持合理的尺寸和質(zhì)量。鎳鎘電池加速動(dòng)力足、壽命較長(zhǎng)．但其成本高、可回收性差。 電動(dòng)車(chē)目前所面臨的主要問(wèn)題 續(xù)駛里程有限 : 目前市場(chǎng)上使用的電動(dòng)汽車(chē)一次充電后的續(xù)駛里程一般為 100300 km，并且這個(gè)數(shù)字通常還需要保持適當(dāng)?shù)男旭偹俣燃熬哂辛己玫碾姵卣{(diào)節(jié)系統(tǒng)才能得到保證，而絕大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)在一般行駛環(huán)境下的續(xù)駛里程只有 50~100 km。隨著光化學(xué)污染等環(huán)境污染的發(fā)生，西方發(fā)達(dá)國(guó)家政府開(kāi)始注重環(huán)境保世紀(jì) 年護(hù)，一些著名的汽車(chē)公司轉(zhuǎn)向研究和開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)。通常他們和汽車(chē)生產(chǎn)商合作來(lái)發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)，或者選購(gòu)電動(dòng)汽車(chē)用于電他評(píng)估和演示，電動(dòng)汽車(chē)具有能源利用效率高、能源多樣性和環(huán)保的特點(diǎn)，為了對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的使用做出相應(yīng)的哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 反應(yīng)，能源和環(huán)保機(jī)構(gòu)也積極參與促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展及其商業(yè)化的活動(dòng)中。美國(guó)的通用、福特、克萊斯勒、美國(guó)電動(dòng)汽車(chē)公司以及 Solectria 為了響應(yīng)加州的法規(guī)，在電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展中起著很重要的作用。而燃油汽車(chē)的續(xù)駛里程是電動(dòng)汽車(chē)的 2~3 倍，且使用成本低，因而使得電動(dòng)汽車(chē)的制造商想占領(lǐng)一定的市場(chǎng)份額已不可能。在 1901 到 1920 年，英國(guó)倫敦電動(dòng)汽車(chē)公司生產(chǎn)了后輪輪毅電動(dòng)機(jī)式、后輪驅(qū)動(dòng)、斜輪轉(zhuǎn)向和允氣輪胎的電動(dòng)汽車(chē) 1907 到 1938 年期間，底特律電氣公司生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)不僅具有無(wú)噪聲、清潔可靠的優(yōu)點(diǎn)，而且最高時(shí)速達(dá)到 40Km/h，續(xù)駛里程為 129Km。一輛電動(dòng)汽車(chē)的價(jià)格相當(dāng)于今天的一輛勞斯 萊斯。 1886 年， Frank Sprague設(shè)計(jì)生產(chǎn)了有軌電車(chē)。 電動(dòng)車(chē)并不是一個(gè)新興的科技產(chǎn)品，它其實(shí)比內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的歷史都要久遠(yuǎn)。因?yàn)閺沫h(huán)保的角度來(lái)看，電動(dòng)汽車(chē)是零排放的交通工具，即使計(jì)入發(fā)電廠增加的排氣，總量上看，它也將使空氣污染大大減少。今后 50 年，世界人口將由 60 億增加到100 億，汽奪數(shù)量將由 7 千萬(wàn)增加到 2 億 5 千萬(wàn)。為了適應(yīng)這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，世界各國(guó)的政府、學(xué)術(shù)界、工業(yè)界正在加大對(duì)電動(dòng)車(chē)開(kāi)發(fā)的投資力度，加快電動(dòng)車(chē)的商品化步伐。進(jìn)入 70年代以來(lái)，由于中東石油危機(jī)的爆發(fā)以及人類(lèi)對(duì)自然環(huán)境的日益關(guān)注，電動(dòng)車(chē)才再度成為技術(shù)發(fā)展的熱 點(diǎn)。比如，加快制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，出臺(tái)對(duì)節(jié)能、 環(huán)保汽車(chē)的稅費(fèi)減免和補(bǔ)貼措施，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上提供便利條件等 電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的廣泛關(guān)聯(lián)性決定了電動(dòng)汽車(chē)的開(kāi)發(fā)是一個(gè)跨行業(yè)、跨部門(mén)、跨地區(qū)的產(chǎn)學(xué)研大聯(lián)合、技術(shù)大突破和產(chǎn)業(yè)大創(chuàng)新的 系統(tǒng)工程。從汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展來(lái)看，電動(dòng)汽車(chē)的迅速發(fā)展是不可逆的趨勢(shì)。 .................................. 14 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇與分析 .......................................... 14 第三章 電動(dòng)汽車(chē)各總成參數(shù)的確定 ................................ 15 電動(dòng)車(chē)電機(jī)的選擇 .............................................. 15 電動(dòng)車(chē)電池的確定 .............................................. 18 電動(dòng)車(chē)前后懸架的確定 .......................................... 21 電動(dòng)車(chē)車(chē)橋車(chē)架以及車(chē)輪的選擇 .................................. 22 車(chē)橋 .................................................. 22 車(chē)輪 ......