电动公交客车总体毕业设计

课程设计说明书题目电动公交客车总体设计学院：机械与汽车工程学院专业：车辆工程班级：2班12号学号：200630591229姓名：庞劲指导教师：李礼夫2010-3-112目录一、设计任务。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3二、设计内容。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3三、设计要求。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3四、设计进度与时间安排。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4五、注意事项。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4六、成绩评定。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4七、客车基本情况。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。51、基本参数。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。52、基本结构。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6八、设计过程。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7（一）汽车形式的选择。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7（二）汽车各总成的选择和主要技术参数的确定。。。。。。。。。。71、电动机。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。72、变速器。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。103、蓄电池及功率转化器。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。104、传动轴。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。135、前桥及其悬架系统。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。136、后桥及其悬架系统。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。147、转向系统。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。148、制动系统。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。159、车身与车架。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16（三）汽车主要性能。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。161、汽车动力性。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。162、汽车通过性。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。183、汽车操纵稳定性。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19九、参考文献。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。20十、设计总结。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。213一．设计任务：电动公交客车总体设计二．设计内容主要进行汽车总体设计。汽车总体设计的内容包括：1．查阅资料、调查研究、制定设计原则2．选择整车和各总成的结构型式及主要技术特性参数和性能参数，形成一个完整的整车概念。选型过程中要进行必要的计算，并绘制总布置草图，以检验所选择的总成能否满足选型时确定的整车性能和尺寸要求。3．汽车主要技术参数的确定（1）汽车质量参数的确定：汽车装载质量、整车整备质量、汽车总质量、汽车轴数和驱动型式、汽车的轴荷分配。（2）汽车主要尺寸参数的确定：汽车轴距、汽车的前后轮距、汽车的前悬和后悬、汽车的外廓尺寸。（3）汽车主要性能参数的确定：汽车动力性能参数（汽车最高车速vamax、加速时间、最大爬坡度imax、直接档最大动力因数D0max、Ⅰ档最大动力因数DⅠmax）、燃料经济性参数、通过性参数、制动性参数、操纵稳定性参数、行使平顺性参数。4．绘制总布置图（1）明确绘制总布置图的基准；（2）标注主要结构尺寸和装配尺寸；三．设计要求1．绘制汽车的总布置图，0号图纸一张。2．编写设计说明书，设计说明书应包括以下内容：（1）汽车形式的选择；（2）汽车各总成的选择；（3）汽车主要技术参数的确定；（4）汽车主要性能的计算；包括：汽车动力性、经济性、操纵稳定性等。（5）参考文献。4四．设计进度与时间安排本课程设计为3周，2009年2月20日——2009年3月11日1．明确任务，分析有关原始资料，复习有关讲课内容及熟悉参考资料0.5周。2．设计计算1.0周3．绘图1.0周4．编写说明书、答辩0.5周五．注意事项（1）为保证设计进度及质量，设计方案的确定、设计计算的结果等必须取得指导教师的认可，尤其在绘制总布置图前，设计方案应由指导教师审阅。图面要清晰干净；尺寸标注正确。（2）编写设计说明书时，必须条理清楚，语言通达，图表、公式及其标注要清晰明确，对重点部分，应有分析论证，要能反应出学生独立工作和解决问题的能力。（3）独立完成图纸的设计和设计说明书的编写，若发现抄袭或雷同按不及格处理。六．成绩评定内容优良中及格不及格出勤情况（20%）设计方案（20%）性能计算（20%）图纸质量（20%）说明书质量（20%）评语总成绩指导教师注意：此任务书要妥善保管，最后要装订在设计说明书的第一页，如有丢失，后果自负。5七．客车基本情况：1、城市电动客车CA6105的基本参数1.1尺寸参数长×宽×高(mm)11580×2490×3200轴距/mm：5800前悬/mm：2340后悬/mm：3440轮距（前／后）／mm：2096/1836接近角／离去角：7°/7°乘客门一级踏步/mm：3801.2质量参数乘客数（载荷质量/kg)：60(5200)坐席（包括驾驶员）／名：24立席／名：36整车整备质量/kg：11847前轴/kg：3963(36.6%)后轴/kg：7884(63.4%)厂定最大总质量/kg：17067前轴/kg：6123(36.7%）后轴/kg：10944（63.3%）1.3性能参数最小转弯直径/mm：22.8最小离地间隙/mm：152重心高度（计算值）（空载／满载/mm：820/570最高车速／(km/h)：80最大爬坡度（满载））：≥20%加速时间（0-50km/h)/s：20.7制动距离（初速30km/h紧急制动）/m：8.2一次充电续驶里程(40km/h匀速行驶)/km：2006一次充电城市公交工况续驶里程/km：1202、整车基本结构电动公交客车主要由驱动控制系统、电池系统、底盘、车身及电气系统组成。整车采用动力装置后置后轮驱动，具有合理的轴荷分配和良好的操纵稳定性。驱动控制系统是电动汽车的心脏，其任务是在驾驶员控制下，高效地将蓄电池的能量转化为车轮的动能，驱动汽车前进。驱动控制系统主要由电机和电机控制器组成，电机与电池之间的能量流动通过控制器调节，电机与车轮通过机械传动装置连在一起。电动公交客车采用交流电机作为驱动电机。电池系统作为整车的动力源，主要功能是为驱动控制系统提供电能，并用周期性的充电来补充电能。动力电池组作为电动汽车的关键装备，它的质量和体积以及储存的能量对电动汽车的性能起决定性的作用。电动公交客车采用锂离子电池作为整车的动力源。底盘包括传动行驶系、转向系、制动系、悬架和前桥等，其中行驶系又主要由变速器、传动轴、后桥和车轮等组成。底盘的主要功能是支撑整车的质量，将电机发出的动力传给驱动车轮，同时还要传递和承受路面作用于车轮的各种力和力矩，并缓和冲击、吸收振动以保证汽车的舒适性，能够比较轻便和灵活地完成整车的转向和制动等操作。其行驶系示意图如图1所示。图1：行驶系示意图7车身骨架总成由前围、后围、左侧围、右侧围及顶盖等部件组成。车身骨架采用异型钢材（矩形钢管）及薄板冲压件组焊而成，所构成的三维框架结构，经有限元计算有足够的刚度和强度，并进行了轻量化改进，结构较为合理。电气系统包括低压电气系统和高压电气系统两部分。动力电池组输出的高压直流电通过电机控制器驱动电机运转，同时还向空调系统的压缩机、转向系统的驱动电机、制动系统的驱动电机提供电能，这构成了整车的高压电气系统；动力电池组通过DC/DC变换器将高压直流电转换为24V低压直流电，为仪表、照明、控制系统和车身附件提供电能，并给辅助蓄电池充电，这构成了整车的低压电气系统。八、设计过程（一）汽车形式的选择不同形式的汽车，主要体现在轴数、驱动形式以及布置形式上有区别。1、轴数两轴根据客车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构2、驱动形式6×2根据客车的用途、总质量和对车辆通过性能的要求。3、布置形式发动机后置后桥驱动该方案为绝大多数客车采用，作为城市间客车使用时，能够在地板下方和客车全宽范围内设立体积很大的行李箱，作为市内客车是，则可以降低地板高度，乘可上下方便等优点。（二）汽车各总成的选择和主要技术参数的确定纯电动客车的动力传动系统一般由动力源、电动机、控制器、变速器、主减速器及驱动轮等组成。初步设计该电动客车的动力传动系统结构如图2所示。图2：动力传动系结构示意图1、电动机电动客车的驱动电机通常要求在低速或爬坡时提供大转矩，高速行驶时输出大功率，并且变速范围要大。需要确定的特性参数：电机的额定功率、峰值功率、最大转矩、基速、峰8值转速、额定电压、额定电流和功率因数。根据上述技术参数表，可以初步计算出城市电动客车的行驶阻力。公式如下：fijwFFFFF式中：fF——滚动阻力wF——空气阻力iF——滚动阻力jF——加速度阻力1、滚动阻力fFfGcos式中：f——滚阻系数，取0.015；G——最大允许车重154320.6N——坡度角。坡度取为0时，fFfGcos2314.8N取最大坡度为0.2时，fmaxFfGcos2269.9N2、坡度阻力fFGsin最大坡度0.2时，fmaxFGsin154320.60.195930238.53、空气阻力2dmaxfCAVF21.15式中：dC——空气阻力系数，取为0.6A——迎风面积，取为21ABH6.7m,1B为前轮距，H车高9maxV——最高车速取为80km/h2dmaxfCAVF1216.5N21.154加速度阻力dtmdVFj汽车驱动力：riTiFtogt式中：T——驱动电动机转矩gi——变速箱传动比oi——主减速器传动比t——传动效率，取0.90r——驱动轮半径，取为0.5m根据驱动力和行驶阻力平衡运动风度：dtmdVAVCGfGriTidtog15.21sincos2当汽车以最高速度80km/h行驶时，只有空气阻力和滚动阻力:汽车驱动力2tcos2314.81216.53531.321.15dfwCAVFFFfGN则此时的驱动功率:max87.23600tTFVPKW——这是电机额定输出功率的下限值考虑到驱动空调、助力附件和一些杂散能耗，电动机的额定功率取100KW，才能有效保证汽车的动力性要求。电机的最高转速定为5000r/min较合适，因为高于6000r/min的电机为高速电机，对轴承和其他部件的要求都较高，增加了电机制造成本，对于最高车速为80km/h的客车并不适用。电机基速可以选用1800r/min，它具有较理想的转矩特性和较高的效率。10电机额定转矩：NnPTe5.5309549ee，受电机自身特性的限制，转矩过载系数越大，电机设计的难度越大。故取转矩过载系数为8.1则电机峰值转矩：NTT9.954emax通常情况下，满足加速性能要求的电机峰值功率的一半均大于电机额定输出功率的下限值。故取电机峰值功率KWP170e,则电机峰值转速mrTPpe/17009549nmax2、变速器：电动汽车中电机转矩特性曲线比发动机转矩特性曲线更理想，传动系设计可以采用两档变速器，高档用于正常行车，低档用于起步和爬陡坡，从而简化传动系结构和降低整车制造成本。根据汽