金海诚-HD6120混合动力城市客车总体设计说明书

本科学生毕业设计HD6120混合动力城市客车总体设计系部名称：哈工大华德应用技术学院专业班级：汽车运用工程0793122班学生姓名：金海诚指导教师：李涵武职称：副教授哈工大华德应用技术学院二○一○年十二月The Graduation Thesis for Bachelor's Degree Design of HD6120 Hybrid City BusCandidate：Jin Hai ChengSpecialty：Automobile application engineeringClass：0793122Supervisor：Associate Prof. Li HanwuHarbin Institute of Technology Applied Technology College Ward2010-12·HarBin摘要城市客车是市民出行的首选，在各个城市中承担着人口流动的任务，应用广泛，数量众多。

同时城市客车的运行工况特殊，城市中信号灯多，站点之间距离短，运行路线固定，城市客车频繁的起步，加速，制动，怠速时间长，平均运行速度低。

由于汽车设计时需要满足最高行驶车速和最大爬坡度等动力性要求，需要装备大功率发动机，使得城市客车经常处于功率过剩状态，造成了严重的能源浪费和环境污染。

油电混合动力汽车融合了传统燃油汽车和纯电动汽车的优点，具有传统内燃机车动力性好和电动汽车清洁环保的特点，能够有效的降低能源消耗，减少污染排放，具有重要的研究意义。

关键词：混合动力；并联；城市客车；人机工程学ABSTRACTCity 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 high-power engine is equipped, making the city bus in power surplus state, resulting in a serious energy waste and environment pollution.Hybrid electric vehicle combines 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目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1选题的背景和意义 (1)1.2国内外研究动态 (2)1.3 研究内容与方法 (3)第2章混合动力城市客车驱动系统选型 (4)2.1 混合动力客车的分类 (4)2.1.1 串联式混合动力城市客车 (4)2.1.2 并联式混合动力城市客车 (5)2.1.3 混联式混合动力城市客车 (6)2.2混合动力城市客车驱动系统的选择 (7)2.2.1混合动力城市客车动力系统对比 (7)2.2.2混合动力系统结构选型依据 (9)2.3本章小结 (10)第3章混合动力城市客车动力系统设计 (11)3.1动力系统参数计算 (11)3.1.1驱动电机的选择 (11)3.1.2动力电池的选择 (13)3.2发动机的选择 (15)3.3本章小结 (16)第4章混合动力城市客车动力混合器的设计 (17)4.1动力混合器的作用 (17)4.2动力混合器的设计 (17)4.1.1齿轮几何参数的计算 (18)4.1.2齿轮的校核 (20)4.3本章小结 (21)第5章基于人机工程学的驾驶区布置 (22)5.1人机工程学 (22)5.2二维人体模板的结构 (22)5.3人体尺寸 (23)5.3.1人体主要尺寸 (23)5.3.2人体水平尺寸 (23)5.4本章小结 (25)第6章整车经济性计算 (26)6.1燃油经济性的评价指标 (26)6.2燃油经济性的计算 (27)6.3本章小结 (29)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (33)附录 (34)第1章绪论1.1 选题的背景和意义汽车自诞生以来，其发展速度不断加快，与人们生活的联系越来越紧密。

汽车已经不再是一个简单的代步和运输工具，它已成为许多人的生活必需品和文化生活的一部分。

汽车的普及程度和技术水平甚至已经成为一个国家或地区现代化程度的标志。

随着汽车工业的发展，汽车的产销量和保有量逐年增加，同时也带来了能源消耗、环境污染等许多负面影响。

传统汽车对石油资源的需求越来越大，对生态环境的影响也越来越大。

更糟糕的是，汽车排放的尾气中二氧化碳对气候变暖有着很大的影响；汽车尾气中氮氧化合物、一氧化碳、未燃碳氢化合物和颗粒排放物等有害物质，对人类的生态环境都产生了不利的影响。

每年全球汽车排放有害气体约2亿吨以上，约占大气污染总量的60％，是大气污染的“头号杀手"。

为此，各国制定了一系列十分严格的排放法规，要求汽车生产厂家设法减少汽车排放，开发无污染和超低污染汽车。

面对世界能源匮乏，油价高居不下，环境污染严重的现实，节油环保便成为社会关注的焦点，新能源车的开发和应用也就成了世界范围内的新课题和大趋势。

在诸多解决方案中，目前成功实现产业化的只有混合动力汽车。

混合动力汽车既具有内燃机动力性好、工作时间长的优点，又有电动机无污染和低噪声的好处，达到了发动机和电动机的最佳匹配。

由于混合动力系统本身也具有充电功能，因此不需要建设配套的充电基础设施，对蓄电池的要求，与纯电动汽车相比也大大降低。

混合动力汽车在技术、经济和环境等方面具有突出的综合优势。

而城市客车，是大部分市民出行的首选交通方式，承担着巨大的人流量，由于城市客车大部分运行在市区内，具有经常起步加速，制动停车，站台之间运行距离短，平均速度低等特殊工况，内燃机大部分时间工作在最佳工作转速范围以外，造成了能源的浪费、环境的污染以及加速了车辆本身的磨损。

混合动力系统则可以优化内燃机的工作区间，大大改善上述问题，因此，发展研究混合动力城市客车具有很重大的现实意义。

1.2 国内外研究动态融合了纯电动汽车和燃油汽车优点的混合动力汽车，由于较好地满足了汽车低排放、低油耗、高性价比的综合要求，较好地解决了汽车节能与环保问题，因而逐渐成为世界各大汽车生产企业开发的热点，其市场前景也越来越被看好。

目前，丰田公司是混合动力汽车领域的佼佼者，1997年12月，日本丰田汽车公司首先在日本市场上推出了世界上第一款批量生产的混合动力汽车“普锐斯(PRIUS)”，该轿车于2000年7月开始出口北美，同年9月开始出口欧洲。

普锐斯在达成高水平的燃油经济性和环保性能的前提下，实现了出色的动力性和舒适性。

“PRIUS”的正式量产上市标志以混合动力汽车为代表的新一轮汽车研发竞争的开始。

为保持领先地位，丰田公司加大了对混合动力车的投入，2005年，丰田投资1000万美元在美国肯塔基州工厂改造设备和训练员工。

2006年，丰田汽车公司在美国市场上推出了4款从现有车型改造成的混合动力汽车，这些混合动力汽车的外形、操控以及车内的设备和普通车完全一样。

丰田的目标是最终将推出旗下几乎所有车型的混合动力版，并在2012年把混合动力汽车的产量提高到100万辆。

本田公司推出了“insight”、“CIVIC”等混合动力汽车．福特公司紧随其后，推出了“ESCAPE”混合动力汽车，戴克、通用、雪铁龙、日产等公司也纷纷加快了混合动力技术的产业化开发。

通用、戴克、宝马三家公司在混合动力技术发展方面结成了技术联盟，携手发展双模混合动力技术，并在2005年的北美车展上引入了一款结合了V8柴油发动机和最新一代混合动力驱动系统的S级轿车。

国内研究混合动力轿车已经有将近10年的历史。

目前，除一汽丰田的普锐斯正式量产上市外，国内各汽车制造企业纷纷进入混合动力汽车领域，如一汽研发的红旗HQ3于2006年投产；东风集团的混合动力公交车已于2005年7月完成最终产品定型样车试验并通过验收；奇瑞集团成立了国家节能环保汽车工程技术研究中心，将在2006年下半年重点推出第一自主品牌真正意义上的混合动力车，代号为“BSG”的混合动力车；吉利集团旗下的上海华普汽车已与同济大学汽车学院签署合作协议，预计3年内完成混合动力轿车商业化生产；而广州本田更是紧跟丰田的步伐，预计2006年中下旬推出国产雅阁混合动力车；上汽集团与通用签署协议，将联手开发混合动力轿车和公交客车；长安杰勋混合动力汽车经过六年的艰苦攻关研发成功，目前已进入量产阶段。

其整车油耗比传统汽车低20％以上，排放限值满足国Ⅳ标准。

据长安集团有关负责人介绍，长安杰勋HEV轿车创造了多项中国第一：第一款自主研发量产的混合动力轿车；第一个将中度混合技术方案实现产业化的车型；第一款在整车、动力总成和混合动力系统三个方面全新自主的一体化设计量产车型；国家863计划重大汽车专项中第一款实现量产下线的自主品牌轿车；第一款在整车和系统技术上拥有完整自主知识产权的车型，共拥有各类专利300余项，其中发明专利27项；建成了国内自主研发的第一条用于制造混合动力的生产线等。

1.3研究内容与方法混合动力汽车有两套动力系统，因此具有高度的复杂性，而正是这种复杂性为混合动力系统的设计提供了更大的空间。

本论文主要研究内容主要为客观评价混合动力城市客车采用各种驱动型式时的优劣，然后确定动力总成的结构方案，系统研究并联混合动力总成及其应用，比较混合动力客车各种驱动方式，提出并联混合动力驱动方式及对动力系统参数进行设计，完成并联式混合动力系统中电动动力系统的部件选型。