電動(dòng)觀光車畢業(yè)設(shè)計(jì)更正版

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題目_ 電動(dòng)觀光汽車總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)_ 姓 名 文彥濤、何建利、單同樂、曹閃閃 系（院） 機(jī)電工程學(xué)院 班 級(jí) P12機(jī)電五班 指導(dǎo)教師 張苗苗 職 稱 2014 年 10 月 20 日目錄目錄1摘要2前言31 電動(dòng)汽車的發(fā)展史及現(xiàn)狀11.1電動(dòng)汽車的歷史11.2 電動(dòng)汽車的現(xiàn)狀以及技術(shù)水平22設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇32.1 設(shè)計(jì)目的和要求以及總體構(gòu)想32.2設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇33 電動(dòng)汽車總成的布置和參數(shù)的確定43.1電動(dòng)汽車電機(jī)的選擇43.2電動(dòng)汽車電池的選擇73.3 車胎的選擇83.4電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)93.5 電動(dòng)汽車傳動(dòng)系的布置形式和驅(qū)動(dòng)橋的選擇113.6 電動(dòng)汽車前后懸架的選擇11

2、3.7 車橋選擇123.8 電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系133.9車架的設(shè)計(jì)153.9.1車架形式的介紹與確定153.9.2車架設(shè)計(jì)主要考慮的問題154 參數(shù)的校核和確定17致謝23參考文獻(xiàn)24電動(dòng)觀光汽車總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要該論文研究的課題是電動(dòng)觀光汽車總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在本文首先簡(jiǎn)要介紹電動(dòng)汽車的發(fā)展史和目前的技術(shù)水品，以及電動(dòng)汽車總體構(gòu)想；然后就是整車基本設(shè)計(jì)參數(shù)的分析和選擇；最后就是電動(dòng)汽車總成的布置，其中詳細(xì)介紹了電機(jī)、電池、車輪和車橋的選擇，以及傳動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系的布置形式的分析，以及車架的總體設(shè)計(jì)；最后是參數(shù)的校核與確定。關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車 結(jié)構(gòu) 動(dòng)力電池 電機(jī)AbstractThe

3、this paper researchs topic is the electrically operated sightseeing car gross structure design. First briefly introduces electric automobiles history and the present technical water in this article, as well as electric automobile overall conception; Is the complete bikes basic design parameter analy

4、sis and the choice; Finally is the electric automobile unit arrangement, introduced the electrical machinery, the battery, the wheel and the vehicle bridges choice in detail, as well as transmission system, driving system, power transmission arrangement form analysis, as well as frames system design

5、; Finally is the parameter examination and the determination.Keywords: electric sightseeing car, electric battery, power ,structure前言汽車工業(yè)給人類帶來便利和經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，也加劇了世界的能源和環(huán)境問題。而且我國(guó)是一個(gè)石油資源短缺的國(guó)家，隨著汽車保有量的增加，環(huán)境污染問題也日益嚴(yán)重，電動(dòng)汽車的開發(fā)應(yīng)用已引起廣泛重視。為此，各國(guó)政府、各大汽車公司正在加大電動(dòng)汽車開發(fā)投入的力度，加速電動(dòng)汽車的商品化步伐?，F(xiàn)在，由于國(guó)內(nèi)外的混合動(dòng)力成本高，普及還要很長(zhǎng)時(shí)間，同時(shí)混合動(dòng)力

6、也要消耗油料；氫能源也存在著儲(chǔ)存等問題；純電動(dòng)汽車由于有電池能量密度的約束，沒有真正大批量投入市場(chǎng) 。但是，在國(guó)內(nèi)有些地方需要不是很高速度的車輛，同時(shí)運(yùn)行距離不是很遠(yuǎn)，如旅游區(qū)和某些城市的步行街。這樣，按照現(xiàn)有的技術(shù)水平設(shè)計(jì)成本低的純電動(dòng)汽車就能滿足其使用要求，電動(dòng)旅游車就是其中之一。1 電動(dòng)汽車的發(fā)展史及現(xiàn)狀1.1電動(dòng)汽車的歷史電動(dòng)汽車的發(fā)展史比燃油汽車更長(zhǎng)，世界上第一輛機(jī)動(dòng)車就是電動(dòng)汽車。后來，由于燃油汽車技術(shù)的迅速發(fā)展，而電動(dòng)汽車在能源技術(shù)和行駛里程的研制上長(zhǎng)期未能取得突破，從20世紀(jì)20年代初至60年代末，電動(dòng)汽車的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)沉寂期。進(jìn)入70年代以來，由于中東石油危機(jī)的爆發(fā)以及人類

7、對(duì)自然環(huán)境的日益關(guān)注，電動(dòng)汽車才再度成為技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。 自從汽車誕生的那一天起，環(huán)境問題就一直伴隨其左右，世界人口和汽車的增長(zhǎng)趨勢(shì)如下圖所示。今后50年，世界人口將由60億增加到100億，汽車數(shù)量將由7千萬增加到2億5千萬。如果這些車輛都采用內(nèi)燃機(jī)，那么所需的燃油從何來?而其排出的廢氣又如何處置，那樣我們的天空將永遠(yuǎn)是灰色的而不是藍(lán)色的。因此我們必須開發(fā)出清潔、高效、智能的交通車輛，才能使2l世紀(jì)的交通可持續(xù)發(fā)展。從當(dāng)今世界的能源與環(huán)保的現(xiàn)狀來看，解決這個(gè)問題的最好的方法就是大力發(fā)展電動(dòng)汽車。因?yàn)閺沫h(huán)保的角度來看，電動(dòng)汽車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

8、染大大減少。從能源的角度來看，電動(dòng)汽車將使能源的利用多元化(例如可使用各種再生能源)和高效化，達(dá)到能源的可靠、均衡和無污染地利用的目的。在改善交通安全和道路使用方面，電動(dòng)汽車更容易實(shí)現(xiàn)智能化。電動(dòng)汽車的發(fā)展將使集中考慮能源、環(huán)保及交通成為可能，而且，它對(duì)于促進(jìn)高科技的發(fā)展、新興工業(yè)的興起以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。進(jìn)入無馬車時(shí)代以后，電功汽車就進(jìn)人了個(gè)商業(yè)化的發(fā)展階段，此時(shí)的電動(dòng)汽車有輻條車輪、充氣輪胎、舒適的彈簧椅和豪華的車內(nèi)裝飾。到1912年,美國(guó)有34000輛電動(dòng)汽車注冊(cè)。1899到1916年期間Baker電氣公司一直是美國(guó)最重要的電動(dòng)汽車制造廠之一。在1901到1920年，英國(guó)倫

9、敦電動(dòng)汽車公司生產(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1907到1938年期間，底特律電氣公司生產(chǎn)的電動(dòng)汽車不僅具有無噪聲、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。人們常說“一個(gè)人的敵人同時(shí)也是他的伙伴”，這句話用于描述電動(dòng)汽車的發(fā)展尤為合適，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)是電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵部件同時(shí)它又幫助燃油汽車與電動(dòng)汽車競(jìng)爭(zhēng)對(duì)抗。1911年，Kettering發(fā)明了汽車起動(dòng)機(jī)，使得燃油汽車比依賴于方便駕駛的電動(dòng)汽車來說更具吸引力，從此打破了電動(dòng)汽車在市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。而福持的想法徹底結(jié)束了電動(dòng)汽車的生命，他大批量生產(chǎn)福特T型車，使其價(jià)格從1909年的850美元

10、降到了1925年的260美元，因此加速了純電動(dòng)汽車的消失。而燃油汽車的續(xù)駛里程是電動(dòng)汽車的23倍，且使用成本低，因而使得電動(dòng)汽車的制造商想占領(lǐng)一定的市場(chǎng)份額已不可能。到20世紀(jì)30年代，電動(dòng)汽車幾乎消失了。而直到近30年，能源危機(jī)和石油短缺才使得電動(dòng)汽車重獲新生。1.2 電動(dòng)汽車的現(xiàn)狀以及技術(shù)水平今天，汽車制造商在不斷推動(dòng)電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展并開始始將電動(dòng)汽車商業(yè)化，在世界范圍內(nèi)，尤其在美國(guó)、日本和歐洲，許多汽車生產(chǎn)商開始生產(chǎn)電動(dòng)汽車或者涉及電動(dòng)汽車領(lǐng)域。美國(guó)的通用、福特、克萊斯勒、美國(guó)電動(dòng)汽車公司以及Solectria為了響應(yīng)加州的法規(guī)，在電動(dòng)汽車的發(fā)展中起著很重要的作用。在日本幾乎所有的汽車

11、生產(chǎn)商，如豐田、尼桑、本田、馬自達(dá)、大發(fā)、三菱、鈴木、五十鈴汽車公司等都制定了自己的商業(yè)化電動(dòng)汽車的發(fā)展計(jì)劃。歐洲的許多國(guó)家，尤其是法國(guó)、德國(guó)、意大利和英國(guó)都發(fā)起了進(jìn)入電動(dòng)汽車市場(chǎng)的電動(dòng)汽車發(fā)展計(jì)劃，其中較活躍的汽車公司有雪鐵龍、雷諾、寶馬、奔馳、奧迪、沃爾沃、大眾、歐寶、菲亞特等。除了汽車生產(chǎn)商以外，還有一些電力公司和電池生產(chǎn)商在電動(dòng)汽車的示范中也起著積極的作用，其目的都是為了促進(jìn)以充電電池為動(dòng)力的電動(dòng)汽車的商業(yè)化，最終獲得商業(yè)利益。通常他們和汽車生產(chǎn)商合作來發(fā)展電動(dòng)汽車，或者選購(gòu)電動(dòng)汽車用于電他評(píng)估和演示，電動(dòng)汽車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)汽車的使用做出相應(yīng)的反

12、應(yīng)，能源和環(huán)保機(jī)構(gòu)也積極參與促進(jìn)電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展及其商業(yè)化的活動(dòng)中。另外、一些研究所和大學(xué)不斷研究電動(dòng)汽車新技術(shù)，以使電動(dòng)汽車能與燃油汽車相競(jìng)爭(zhēng)。電動(dòng)汽車分為三大類型純電動(dòng)汽車，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和燃料電池汽車。20世紀(jì)70年代，汽車保有量呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。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)家政府開始注重環(huán)境保世紀(jì) 年護(hù)，一些著名的汽車公司轉(zhuǎn)向研究和開發(fā)電動(dòng)汽車。從20世紀(jì)70年代代起，世界發(fā)達(dá)國(guó)家均投入巨資進(jìn)行電動(dòng)汽車的商業(yè)化開發(fā)和應(yīng)用。到 20世紀(jì)90 年代，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛制定了汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)并嚴(yán)格執(zhí)行。與世界其他國(guó)家一樣電動(dòng)汽車研發(fā)工作在我國(guó)也正在如火如荼

13、的進(jìn)行著“十五”期間，國(guó)家從維護(hù)我國(guó)能源安全、改善大氣環(huán)境、提高汽車工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、實(shí)現(xiàn)我國(guó)汽車工業(yè)的跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略高度考慮設(shè)立“電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng)”，通過組織企業(yè)、高等院校和科研機(jī)構(gòu)，集中國(guó)家、地方、企業(yè)、高校、科研院所等方面的力量進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)：為此，從2001年10月起，國(guó)家共計(jì)撥款8.8億元作為這一重大科技專項(xiàng)的經(jīng)費(fèi)。 2設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇2.1 設(shè)計(jì)目的和要求以及總體構(gòu)想（1）本次畢業(yè)設(shè)計(jì)八座電動(dòng)觀光汽車的總體設(shè)計(jì)。要求和大致數(shù)據(jù)如下：1. 電動(dòng)汽車的驅(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)汽車的最高車速不得高于25km/h；3. 所設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車座位數(shù)為8座；4.

14、續(xù)行駛里程：90km；5. 外廓尺寸：(長(zhǎng)寬高)：375012501850。（2）對(duì)于本次的總體構(gòu)想。在本次設(shè)計(jì)中對(duì)象是一臺(tái)低速的八座純電動(dòng)汽車，我要做的是一個(gè)總體布置設(shè)計(jì)。根據(jù)已知的條件和要求，要設(shè)計(jì)出一輛類似于旅游觀光的車（例如校園或者風(fēng)景區(qū)用車），座位數(shù)為8座，最高車速為25km/h,以電池作為動(dòng)力源。電動(dòng)汽車它行駛的路線比較特殊，只是在某一區(qū)域行駛，路況比較好，行駛速度較低。作為電動(dòng)汽車最關(guān)鍵的是電動(dòng)機(jī)和電池的選擇。目前一般電動(dòng)汽車用的電池有飛輪儲(chǔ)能裝置、燃料電池、化學(xué)電池三種，化學(xué)電池(鉛酸蓄電池)是技術(shù)最成熟的一種，成本也最低，對(duì)于我所要設(shè)計(jì)的觀光車來說，選鉛酸蓄電池最合理。具體到

15、選擇哪一型號(hào)的蓄電池，在后面會(huì)有計(jì)算來對(duì)鉛酸蓄電池型號(hào)的選擇。電機(jī)的選擇：所要設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車的總重量，（按8個(gè)人的體重加上車重）依據(jù)這個(gè)總重量和最高車速來初選電機(jī)的功率，然后在進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證，最后再得出符合要求的電機(jī)。電動(dòng)汽車要的是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以布置的時(shí)候也會(huì)以這個(gè)為原則。座位數(shù)是8座，其中中間的一排座位下面是用來安裝電池的。2.2設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 本次要設(shè)計(jì)的是8座電動(dòng)觀光汽車。作為電動(dòng)觀光汽車對(duì)行駛速度和行駛距離要求不高，基本參數(shù)選擇如下表2.1所示：表2.1 電動(dòng)汽車基本參數(shù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)長(zhǎng)寬高(LxBxH)/(mmmmmm)375012501850軸距mm2600迎風(fēng)面積2.3125離地間隙hm

16、m150一次充電續(xù)駛里程(單位：km)80-90最大車速25最大爬坡度%15%風(fēng)阻系數(shù)0.40轉(zhuǎn)彎半徑m5.5車重kg780滿載總質(zhì)量kg1342最高車速制動(dòng)距離4載客數(shù)(含駕駛員)(單位：人)83 電動(dòng)汽車總成的布置和參數(shù)的確定3.1電動(dòng)汽車電機(jī)的選擇電動(dòng)汽車以電池為電源，但是電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)則可以采用不同的電機(jī)，有直流電機(jī)、交流感應(yīng)電機(jī)、永磁無刷電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)等多種電機(jī)。早期電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)多采用直流電機(jī)，而且當(dāng)前仍在一些電動(dòng)汽車上使用，但目前應(yīng)用最廣泛的為交流感應(yīng)電機(jī)和永磁無刷電機(jī)，開關(guān)磁阻電機(jī)作為70年代興起的新型電機(jī)在電動(dòng)汽車應(yīng)用方面也有著非常巨大的潛力。交流感應(yīng)電機(jī)以及所采用

17、的變壓變頻技術(shù)(VVVF)最成熟，這種調(diào)速系統(tǒng)將變壓變頻統(tǒng)一為一體。起動(dòng)電流小，調(diào)速范圍較寬，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)15 O00rmin，電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)四象限運(yùn)行，制動(dòng)時(shí)可再生發(fā)電。為了適應(yīng)電動(dòng)汽車的要求，電機(jī)體積必須做得小些，這樣使鐵芯容易飽和。在電機(jī)飽和區(qū)域內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行準(zhǔn)確和穩(wěn)定地控制。為此需要采取矢量控制；但矢量控制技術(shù)難度較大，控制回路復(fù)雜，變換器開關(guān)元件容易產(chǎn)生直通現(xiàn)象，必須增加必要的保護(hù)電路，系統(tǒng)成本較高；加上交流感應(yīng)電機(jī)固有的缺點(diǎn) 起動(dòng)力矩較小，這些都將限制交流感應(yīng)電機(jī)在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用。永磁無刷電機(jī)通過轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)自整步控制，用電子開關(guān)進(jìn)行換向，如果采用雙向?qū)ㄩ_關(guān)進(jìn)行換

18、向，可以提高永磁無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性，并控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行。永磁無刷電機(jī)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)10 O00rmin，系統(tǒng)效率高，能量轉(zhuǎn)換密度大，起動(dòng)力矩較大，適合小型化發(fā)展。但是，永磁材料的使用使電機(jī)制造工藝復(fù)雜，限制了電機(jī)的最大功率，價(jià)格也很昂貴；永磁材料受溫度影響較大，在大過載電流下，也可能導(dǎo)致永磁材料的導(dǎo)磁性能下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生退磁以致大大影響電機(jī)性能。另外，為實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，變換器的開關(guān)元件較多，也會(huì)產(chǎn)生直通現(xiàn)象。開關(guān)磁阻電機(jī)構(gòu)造最簡(jiǎn)單，如圖3.1所示，定、轉(zhuǎn)子均為凸極齒槽結(jié)構(gòu)。其轉(zhuǎn)子上無任何繞組。因此轉(zhuǎn)子上沒有銅耗，且轉(zhuǎn)子非常堅(jiān)固,所以特別適合高速運(yùn)行。它的最高轉(zhuǎn)速可以達(dá)到rmin以上。其定

19、子上只有集中繞組，制造工藝簡(jiǎn)單，易于冷卻，所以可以適當(dāng)?shù)靥岣唠姍C(jī)的能量密度。圖3.1 三相6/4結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)截面圖由于開關(guān)磁阻電機(jī)可控參數(shù)多，控制非常靈活；采用角度控制開關(guān)損耗較小，而且在不增加開關(guān)數(shù)量的前提下可方便地進(jìn)行四象限運(yùn)行。開關(guān)磁阻電機(jī)的變換器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，繞組與開關(guān)是串聯(lián)結(jié)構(gòu)，不會(huì)產(chǎn)生直通現(xiàn)象，因此可靠性較高。開關(guān)磁阻電機(jī)也有較高的能量轉(zhuǎn)換密度，可做到與交流感應(yīng)電機(jī)同機(jī)座同出力。開關(guān)磁阻電機(jī)的振動(dòng)和噪聲相對(duì)較大，但可望通過優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)和采用先進(jìn)的控制方法加以解決。綜上所述，開關(guān)磁阻電機(jī)體積，可靠性方面均優(yōu)于交流感應(yīng)電機(jī)和永磁無刷電機(jī)，在效率和單位體積提供的轉(zhuǎn)矩方面至少與后兩者相當(dāng)或

20、優(yōu)于它們，在未來電動(dòng)汽車研制過程中開關(guān)磁阻電機(jī)定會(huì)得到廣泛的重視和應(yīng)用。電狀態(tài)將能量釋放出來。飛輪儲(chǔ)能裝置比能量和能量密度較高，使用壽命長(zhǎng)，不含有毒物質(zhì)。所以我選的是開關(guān)磁阻電機(jī)。正確選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率十分重要。如果選的過小，則電動(dòng)機(jī)經(jīng)常在過載狀態(tài)下運(yùn)行；相反，如果選的太大，則電動(dòng)機(jī)經(jīng)常在欠載狀態(tài)下運(yùn)行，效率及功率因素降低，不僅浪費(fèi)電能，而且需增加動(dòng)力電池的容量，綜合經(jīng)濟(jì)效益下降。通常，從保證汽車預(yù)期的最高車速來初步選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)有的功率。電機(jī)的功率計(jì)算所需的公式如下，汽車的總重量是估算的，后面會(huì)進(jìn)行驗(yàn)證。.（3.1）：機(jī)械效率（一般取0.92）：汽車總重（N）：良好路面上的汽車的行駛阻力系數(shù)

21、（取0.015）：汽車車速（Km/h）：空氣阻力系數(shù)（這里取0.5）：汽車迎風(fēng)面積本文所設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車總重量，我估算為1300kg，即13000N；最高車速為設(shè)計(jì)要求的25km/h；迎風(fēng)面積A=車寬車高：其中車寬暫定為1250mm，車高暫定為1850mm，則A=2.3125帶入上述數(shù)據(jù)由3.1）計(jì)算得：1.750kw從這可以知道電機(jī)的功率至少為1.750kw，但是所選擇的電機(jī)功率肯定要大一些。所選電機(jī)參數(shù)見表3.1。表3.1 電機(jī)參數(shù)型號(hào)ZY-CD-2.5額定功率2.5kW峰值功率4.5kW額定電壓48V額定電流60A最大轉(zhuǎn)矩150Nm額定轉(zhuǎn)速1100r/min最高轉(zhuǎn)速2000r/min絕緣等

22、級(jí)F防護(hù)等級(jí)IP54冷卻方式自然風(fēng)冷重 量50kg外觀尺寸3.2電動(dòng)汽車電池的選擇作為電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能系統(tǒng) 電池性能的高低決定著電動(dòng)汽車性能的優(yōu)劣。目前，電池技術(shù)日新月異，電池種類繁多，但它仍然是電動(dòng)汽車發(fā)展的瓶頸。這主要是因?yàn)椋紫?，電池的比能量和能量密度均較低，一次充電行駛里程短；其次，電池的體積和質(zhì)量在電動(dòng)汽車上所占比例相當(dāng)大，嚴(yán)重地影響了電動(dòng)汽車的整體性能；第三，充電時(shí)間長(zhǎng)，使用不方便。飛輪儲(chǔ)能裝置飛輪儲(chǔ)能裝置也稱機(jī)械電池，它靠飛輪的高速旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)存機(jī)械能。充電時(shí)，與飛輪相連的電機(jī)使飛輪處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；放電時(shí)，轉(zhuǎn)換為發(fā)電狀態(tài)將能量釋放出來。飛輪儲(chǔ)能裝置比能量和能量密度較高，使用壽命長(zhǎng)，不含

23、有毒物質(zhì)。燃料電池燃料電池是利用燃料(氫氣、甲醇等)和空氣的電化學(xué)反應(yīng)，將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。只要連續(xù)不斷地向電池供應(yīng)燃料，燃料電池就能連續(xù)輸出電能。其反應(yīng)物為水蒸氣，不污染環(huán)境，能量轉(zhuǎn)換效率高，不需充電。根據(jù)電解質(zhì)種類的不同，燃料電池可以分為堿性燃料電池(AFC)、離子交換膜燃料電池(PEMFC)、磷酸型燃料電池(PAFC)和固體氧化物燃料電池(SOFC)等?；瘜W(xué)電池化學(xué)電池種類繁多，目前適用于電動(dòng)汽車的電池主要有：鉛酸電池、鎳鎘電池，鎳氫電池，鈉硫電池，鋰電池和鋅空氣電池等。鉛酸電池是目前電動(dòng)汽車使用最廣泛的電池，盡管鉛酸電池難以達(dá)到電動(dòng)汽車長(zhǎng)期目標(biāo)要求，但鉛酸電池技術(shù)較成熟，壽命

24、約次，成本低廉。缺點(diǎn)是比能量低，快速充電技術(shù)還未成熟。在目前以及未來10年中鉛酸電池仍是電動(dòng)汽車的主力電池。即使先進(jìn)電池獲得突破性進(jìn)展，鉛酸電池還會(huì)在一些性能較低、價(jià)格要求便宜的電動(dòng)汽車中應(yīng)用?？紤]到成本與所設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車的實(shí)際性能，我決定使用化學(xué)電池鉛酸電磁作為該電動(dòng)汽車的動(dòng)力源。電池的電壓由電動(dòng)機(jī)決定，容量由電動(dòng)汽車的續(xù)行駛里程決定。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)已經(jīng)暫時(shí)定了下來，于是電池的電壓也定了下來。下面就要根據(jù)電動(dòng)汽車的續(xù)行駛里程來決定電池的容量。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和已知條件，所要設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車的續(xù)行駛里程為90km，最高車速為25km/h。電機(jī)功率為2.5KW。則電動(dòng)汽車能夠續(xù)行駛的時(shí)間為：電動(dòng)汽車電池的

25、容量應(yīng)為：從上面的計(jì)算可知，所選電池的容量至少為187.5，我選擇的是200Ah的鉛酸蓄電池，該電池的具體參數(shù)見下表3.2。表3.2 電池參數(shù)額定電壓12V額定容量200Ah外型尺寸（mm）長(zhǎng)寬高= 220總高（mm）255重量73kg3.3 車胎的選擇因?yàn)楝F(xiàn)在用的最為廣泛的就是子午線輪胎，綜合起來，其性價(jià)比也是最高的，所以設(shè)計(jì)的電動(dòng)觀光氣車選用的是子午線輪胎。子午線輪胎的優(yōu)點(diǎn)是：地面積大，附著性能好，胎面滑移小，對(duì)地面單位壓力也小，因而滾動(dòng)阻力小，使用壽命長(zhǎng)。胎冠較厚且有堅(jiān)硬的帶束層，不易刺穿；行駛時(shí)變形小，可降低油耗3%8%。因?yàn)楹煵紝訑?shù)少，胎側(cè)薄，所以徑向彈性大，緩沖性能好，負(fù)荷能力較大

26、。電動(dòng)汽車輪胎參數(shù)見表3.3。表3.3 輪胎參數(shù)型號(hào)萬通195/65R 1588H輪胎寬（mm）195扁平率（胎高/胎寬）65輪胎直徑381子午線結(jié)構(gòu)R載重指數(shù)88速度代號(hào)（最高安全極速210Km/h）H3.4電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（1）混合動(dòng)力系統(tǒng)為解決電動(dòng)汽車一次充電行駛里程過短的問題，混合動(dòng)力汽車將是一個(gè)很好的選擇。它是一種將電力與其它動(dòng)力(如低污染排放的代用)。燃料發(fā)動(dòng)機(jī))進(jìn)行組合來實(shí)現(xiàn)高效率驅(qū)動(dòng)的汽車。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)組合方式不同大致可分為3種：并聯(lián)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(PHV)、串聯(lián)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(SHV)、串并聯(lián)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(PSHV)?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車很好地解決了純電動(dòng)汽車電池容

27、量不足的問題。由于發(fā)動(dòng)機(jī)在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)下工作因此效率較高。排放的污染氣體的含量大大降低，在市區(qū)行駛時(shí)可以僅由電動(dòng)機(jī)工作以達(dá)到零排放標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)煤炭資源豐富而石油資源不足，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車可以使用多種燃料并對(duì)多種能源進(jìn)行綜合利用?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車在電機(jī)驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)上又增加了發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組，車輛的一次成本提高了15%20% 。盡管混合動(dòng)力電動(dòng)汽車性能較優(yōu)越，但它只是公路交通工具由內(nèi)燃機(jī)汽車向電動(dòng)汽車發(fā)展的中間暫時(shí)過渡產(chǎn)品。隨著新材料新技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是電池能量密度的高，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車終將會(huì)被純電動(dòng)汽車所代替。圖3.2 電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)方式圖3.2 電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)方式（2）驅(qū)動(dòng)配置電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)方

28、式主要有4種，見圖3.2。其中(a)為普通式，b)為無變速器式，(c)為無差速器式，(d)為輪式電機(jī)式。內(nèi)燃機(jī)汽車的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是由離合器、變速器、差速器等組成的。因此。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)消耗的能量約占總有效能量的10 。電動(dòng)機(jī)的外特性與內(nèi)燃機(jī)不同，其轉(zhuǎn)速?gòu)牧愕阶罡咿D(zhuǎn)速范圍內(nèi)可任意調(diào)節(jié)，且在低轉(zhuǎn)速區(qū)轉(zhuǎn)大矩。體積小，效率高而且可做到大減速比的行星齒輪減速器可以使較高的電機(jī)最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速與電動(dòng)汽車要求相適應(yīng)，從而減小電機(jī)的體積使之能夠裝入汽車輪轂。隨著電機(jī)技術(shù)、功率變換技術(shù)和控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，減速器最終將被取消，使傳動(dòng)系統(tǒng)能量損耗降到最低。所以在本次設(shè)計(jì)中電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)方式選擇圖3.2中的（C）中的樣式。

29、3.5 電動(dòng)汽車傳動(dòng)系的布置形式和驅(qū)動(dòng)橋的選擇（1）傳動(dòng)系的布置形式在本次設(shè)計(jì)中采用后置后驅(qū)RR：即發(fā)動(dòng)機(jī)后置、后輪驅(qū)動(dòng)在大型客車上多采用這種布置型式，少量微型、輕型轎車也采用這種型式。發(fā)動(dòng)機(jī)后置，使前軸不易過載，并能更充分地利用車箱面積，還可有效地降低車身地板的高度或充分利用汽車中部地板下的空間安置行李，也有利于減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫和噪聲對(duì)駕駛員的影響。缺點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)散熱條件差，行駛中的某些故障不易被駕駛員察覺。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。但由于優(yōu)點(diǎn)較為突出，在大型客車上應(yīng)用越來越多。本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車選用的傳動(dòng)系統(tǒng)是電力式傳動(dòng)系統(tǒng)，它和燃油汽車的靜液式傳動(dòng)系統(tǒng)有些類似。采用的也

30、是后置后驅(qū)RR，電動(dòng)機(jī)固定在后軸上，省去了傳動(dòng)裝置，離合器和變速器也都用不著，使整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化，同時(shí)也降低了汽車的自重，提高了汽車的動(dòng)力性性能。（2）驅(qū)動(dòng)橋的選擇汽車驅(qū)動(dòng)橋殼是汽車上的主要承載構(gòu)件之一，其作用主要有：支撐并保護(hù)主減速器、差速器和半軸等，使左右驅(qū)動(dòng)車輪的軸向相對(duì)位置固定；同從動(dòng)橋一起支撐車架及其上的各總成質(zhì)量；汽車行駛時(shí)，承受由車輪傳來的路面反作用力和力矩并經(jīng)懸架傳給車架等。驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度且質(zhì)量小，并便于主減速器的拆裝和調(diào)整。由于橋殼的尺寸和質(zhì)量比較大，制造較困難，故其結(jié)構(gòu)型式應(yīng)在滿足使用要求的前提下應(yīng)盡可能便于制造。驅(qū)動(dòng)橋殼分為整體式橋殼，分段式橋殼和組合式

31、橋殼三類。整體式橋殼具有較大的強(qiáng)度和剛度，且便于主減速器的裝配、調(diào)整和維修，因此普遍應(yīng)用于各類汽車上。本次設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車選用的是整體式后軸驅(qū)動(dòng)橋，主減速器和差速器是做成一體的，而電機(jī)固定在后軸上，利用齒輪連接直接與主減速器嚙合，省去了萬向傳動(dòng)裝置。3.6 電動(dòng)汽車前后懸架的選擇懸架是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，并衰減由此引起的震動(dòng)，以保證汽車能平順地行駛。典型的懸架結(jié)構(gòu)由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及減震器等組成，個(gè)別結(jié)構(gòu)則還有緩沖塊、橫向穩(wěn)定桿等。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭

32、桿彈簧等形式，而現(xiàn)代轎車懸架多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧，個(gè)別高級(jí)轎車則使用空氣彈簧。根據(jù)汽車兩側(cè)車輪運(yùn)動(dòng)是否相互關(guān)聯(lián)，汽車懸架分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩大類。 非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車輪安裝在一根整體式車橋上，車輪連同車橋一起通過彈性元件與車架(或車身)相連。車身的相對(duì)穩(wěn)定性較差。但這種懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，在載重汽車上被廣泛應(yīng)用。 獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車輪各自單獨(dú)地通過彈性元件與車架(或車身)相連，并且采用斷開式車橋。若一側(cè)車輪相對(duì)于車架(或車身)的位置發(fā)生變化時(shí)，另一側(cè)車輪不受影響。這種懸架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但車身的平穩(wěn)性和高速行駛的穩(wěn)定性較好，因此在轎車和小客車上得到普遍采用。電動(dòng)觀光氣

33、車，其所行駛的路況比較好，并且車速很低。故為使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。本次設(shè)計(jì)前軸選用麥弗遜式獨(dú)立懸架，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用最為廣泛，成本也較低，又能滿足車一定的舒適性；后軸選采用鋼板彈簧非獨(dú)立懸架，最簡(jiǎn)單最便宜而又實(shí)用的懸架。3.7 車橋選擇車橋(也稱車軸)通過懸架和車架(或承載式車身)相連，兩端安裝汽車車輪。其功能是傳遞車架(或承載式車身)與車輪之間各方向作用力。 車橋可以是整體式的，有如一個(gè)巨大的杠鈴，兩端通過懸架系統(tǒng)支撐著車身，因此整體式車橋通常與非獨(dú)立懸架配合；車橋也可以是斷開式的，象兩把雨傘插在車身兩側(cè)，再各自通過懸架系統(tǒng)支撐車身，所以斷開式車橋與獨(dú)立懸架配用。根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同，車橋

34、也分成轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋和支持橋四種。其中轉(zhuǎn)向橋和支持橋都屬于從動(dòng)橋。大多數(shù)汽車采用前置后驅(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)汽車則前橋成為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，后橋充當(dāng)支持橋。轉(zhuǎn)向橋的結(jié)構(gòu)基本相同，由兩個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)和一根橫梁組成。如果把橫梁比做身體，轉(zhuǎn)向節(jié)就是他左右搖晃的腦袋，脖子就是我們常說的主銷，車輪就裝在轉(zhuǎn)向節(jié)上，仿佛腦袋上帶了個(gè)草帽。不過，行駛的時(shí)候草帽轉(zhuǎn)，腦袋卻不轉(zhuǎn)，中間用軸承分隔開，腦袋只管左右晃動(dòng)。脖子主銷是車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心，這個(gè)軸的軸線并非垂直于地面，車輪本身也不是垂直的，我們將在車輪定位一節(jié)具體論述。 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋與轉(zhuǎn)向橋的區(qū)別就是一切都是空心的，橫

35、梁變成了橋殼，轉(zhuǎn)向節(jié)變成了轉(zhuǎn)向節(jié)殼體，因?yàn)槔锩娑嗔烁?qū)動(dòng)軸。這根驅(qū)動(dòng)軸因被位于橋殼中間的差速器一分為二，而變成了兩根半軸。兩個(gè)草帽也不是簡(jiǎn)單地套在腦袋上，還要與里面的兩根半軸直接相連。半軸在“脖子”的位置也多了一個(gè)關(guān)節(jié)萬向節(jié)，因此半軸也變成了兩部分，內(nèi)半軸和外半軸。本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車，前軸是采用麥弗遜式獨(dú)立懸架，所以選用的前橋是斷開式的，而后軸采用的是鋼板彈簧的非獨(dú)立懸架，故選用的后橋是整體式的。前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向橋，后橋?yàn)轵?qū)動(dòng)橋。3.8 電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系(1)轉(zhuǎn)向系我設(shè)計(jì)的電動(dòng)觀光車，是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的微型車，前懸架是麥弗遜式的獨(dú)立懸架，鑒于上面所敘說的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的特點(diǎn)，所以我選擇的是齒

36、輪齒條式轉(zhuǎn)向器。 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。圖3.3是齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的幾種轉(zhuǎn)向輸出方式，根據(jù)本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車的機(jī)構(gòu)以及車架和前懸架的特點(diǎn)，圖c 的轉(zhuǎn)向輸出方式比較合適。圖3.3 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器(2)制動(dòng)系汽車制動(dòng)器中有兩種形式，鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器。鼓式制動(dòng)器是最早形式的汽車制動(dòng)器，當(dāng)盤式制動(dòng)器還沒有出現(xiàn)前，它已經(jīng)廣泛用于各類汽車上。但由于結(jié)構(gòu)問題使它在制動(dòng)過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，在轎車領(lǐng)域上已經(jīng)逐步退出讓位給盤式制動(dòng)器。但由于成本比較低，仍然在一些經(jīng)濟(jì)類轎車中使用，主要用于制動(dòng)負(fù)荷比較小的后輪和駐車制動(dòng)。典型

37、的鼓式制動(dòng)器主要由底板、制動(dòng)鼓、制動(dòng)蹄、輪缸（制動(dòng)分泵）、回位彈簧、定位銷等零部件組成。底板安裝在車軸的固定位置上，它是固定不動(dòng)的，上面裝有制動(dòng)蹄、輪缸、回位彈簧、定位銷，承受制動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)扭力。每一個(gè)鼓有一對(duì)制動(dòng)蹄，制動(dòng)蹄上有摩擦襯片。制動(dòng)鼓則是安裝在輪轂上，是隨車輪一起旋轉(zhuǎn)的部件，它是由一定份量的鑄鐵做成，形狀似園鼓狀。當(dāng)制動(dòng)時(shí)，輪缸活塞推動(dòng)制動(dòng)蹄壓迫制動(dòng)鼓，制動(dòng)鼓受到摩擦減速，迫使車輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)。在轎車制動(dòng)鼓上，一般只有一個(gè)輪缸，在制動(dòng)時(shí)輪缸受到來自總泵液力后，輪缸兩端活塞會(huì)同時(shí)頂向左右制動(dòng)蹄的蹄端，作用力相等。但由于車輪是旋轉(zhuǎn)的，制動(dòng)鼓作用于制動(dòng)蹄的壓力左右不對(duì)稱，造成自行增力或自行減力的

38、作用。因此，業(yè)內(nèi)將自行增力的一側(cè)制動(dòng)蹄稱為領(lǐng)蹄，自行減力的一側(cè)制動(dòng)蹄稱為從蹄，領(lǐng)蹄的摩擦力矩是從蹄的22.5倍，兩制動(dòng)蹄摩擦襯片的磨損程度也就不一樣。為了保持良好的制動(dòng)效率，制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓之間要有一個(gè)最佳間隙值。隨著摩擦襯片磨損，制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓之間的間隙增大，需要有一個(gè)調(diào)整間隙的機(jī)構(gòu)。過去的鼓式制動(dòng)器間隙需要人工調(diào)整，用塞尺調(diào)整間隙?，F(xiàn)在轎車鼓式制動(dòng)器都是采用自動(dòng)調(diào)整方式，摩擦襯片磨損后會(huì)自動(dòng)調(diào)整與制動(dòng)鼓間隙。當(dāng)間隙增大時(shí)，制動(dòng)蹄推出量超過一定范圍時(shí)，調(diào)整間隙機(jī)構(gòu)會(huì)將調(diào)整桿（棘爪）拉到與調(diào)整齒下一個(gè)齒接合的位置，從而增加連桿的長(zhǎng)度，使制動(dòng)蹄位置位移，恢復(fù)正常間隙。轎車鼓式制動(dòng)器一般用于后輪（前

39、輪用盤式制動(dòng)器）。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（停車）制動(dòng)組合在一起，凡是后輪為鼓式制動(dòng)器的轎車，其駐車制動(dòng)器也組合在后輪制動(dòng)器上。這是一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)，它完全與車上制動(dòng)液壓系統(tǒng)是分離的：利用手操縱桿或駐車踏板（美式車）拉緊鋼拉索，操縱鼓式制動(dòng)器的杠件擴(kuò)展制動(dòng)蹄，起到停車制動(dòng)作用，使得汽車不會(huì)溜動(dòng)；松開鋼拉索，回位彈簧使制動(dòng)蹄恢復(fù)原位，制動(dòng)力消失。盤式制動(dòng)器在液力助力下制動(dòng)力大且穩(wěn)定，在各種路面都有良好的制動(dòng)表現(xiàn)，其制動(dòng)效能遠(yuǎn)高于鼓式制動(dòng)器，而且空氣直接通過盤式制動(dòng)盤，故盤式制動(dòng)器的散熱性很好。但是盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)相對(duì)于鼓式制動(dòng)器來說比較復(fù)雜，對(duì)制動(dòng)鉗、管路系統(tǒng)要求也較

40、高，而且造價(jià)高于鼓式制動(dòng)器。電動(dòng)觀光車是一輛低速的電動(dòng)汽車，行駛路況較好，為了降低成本，后輪將采用鼓式制動(dòng)器，前輪采用盤式制動(dòng)器。3.9車架的設(shè)計(jì)3.9.1車架形式的介紹與確定就像人的身體由骨架來支持一樣，電動(dòng)汽車也必須有一幅骨架，這就是車架。車架的作用是承受載荷，包括汽車自身零部件的重量和行駛時(shí)所受的沖擊、扭曲、慣性力等?，F(xiàn)有的車架有邊梁式、鋼管式等形式，其中邊梁式是采用最廣泛的一種車架。邊梁式車架由兩根長(zhǎng)縱梁及若干根短橫梁鉚接或焊接成形，縱梁主要承負(fù)彎曲載荷，一般采用具有較大抗彎強(qiáng)度的槽形鋼梁。也有采用鋼管，但多用于輕型車架上。一般縱梁中部受力最大，因此設(shè)計(jì)者一般將縱粱中部的截面高度加大，

41、兩端的截面高度逐漸減少，這樣一來可使應(yīng)力分布均勻，同時(shí)也減輕了重量 。 橫梁有槽形、管形或口形，以保證車架的扭轉(zhuǎn)剛度和抗彎強(qiáng)度。橫梁還用以安裝發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、車身和燃油箱等。為適應(yīng)不同的車型，橫梁布置有多種型式，如為了提高車架的扭轉(zhuǎn)剛度采用X型布置的橫梁。邊梁式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝要求低，制造容易，使用廣泛。但由于粗壯的大梁縱貫全車，影響整車布置和空間利用率，大梁的橫截面高度使車廂離地距離加大，乘客上下車不方便，另外重量也大，整車行駛經(jīng)濟(jì)性變差 。這些缺點(diǎn)對(duì)小客車、轎車是缺點(diǎn)，對(duì)于越野車可能就是優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樵揭败囈笥泻軓?qiáng)的通過性，行駛崎嶇路面時(shí)要有一定大的離地間隙，而非常顛簸的道路會(huì)令車體大幅扭動(dòng)，

42、只有帶剛性車架的承載式車身結(jié)構(gòu)才能抵御這種沖擊力。因此越野車上普遍采用非承載式車身。本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)車車架是邊梁式車架，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于自由設(shè)計(jì)，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，有利于降低汽車的制造成本。3.9.2車架設(shè)計(jì)主要考慮的問題車架的主要作用是滿足車身總布置的要求，即汽車在復(fù)雜多變的行駛過程中，固定在車架上的各總成和部件之間不應(yīng)發(fā)生干涉；車架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和適應(yīng)的剛度。而本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)觀光汽車主要行駛在路曠比較好的路面上，所以就不用特意考慮車在行駛過程中固定在車架上的各總成和部件之間的各種牽引力。車架由兩根縱梁和數(shù)根橫梁組成，車架縱梁采用2根抗彎強(qiáng)度較好的平直槽形載面梁。下面是橫梁的確定。(1)車架橫梁

43、前部車架前部裝有平頭駕駛室和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，為了保證駕駛在汽車行駛當(dāng)中不致扭壞，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不至于因車架的撓曲變形而影響轉(zhuǎn)向特性和操縱穩(wěn)定性。在前端布置了兩根抗彎強(qiáng)度較大的橫梁(第一橫梁和第二橫梁)和兩根橫穿縱梁的橫梁。(2)橫梁車架中部車架前后兩段剛性都較大，而大部份車架變形(包手括彎曲、扭轉(zhuǎn))均集中在車架中部，這一段應(yīng)允許有一定的撓曲變形，以起到緩沖作用，同時(shí)也可避免應(yīng)力集中。而且在車架中部還有電池和座位的安放，使得中部會(huì)承受很大的壓力，所以在這一段布置了三根與縱梁腹板連接的橫梁以保證有足夠的強(qiáng)度和剛度以承受汽車的載荷。(3)橫梁車架后部該車為后置后驅(qū)RR驅(qū)動(dòng)形式，后鋼板彈簧為平衡懸架，懸架支座只與

44、大梁的下翼面連接。為了保證汽車操縱穩(wěn)定，減少軸轉(zhuǎn)向，提高側(cè)傾的穩(wěn)定性，這一部份的設(shè)計(jì)剛性應(yīng)較大。所以，在懸架支撐上布置了兩根背靠背抗彎強(qiáng)度很大的槽形梁，與平衡懸架心軸組成了一個(gè)框架結(jié)構(gòu)，保證車架的剛度和平衡懸架受力的傳遞。并且，為了保證座位的剛度，在車架尾部布置了兩個(gè)槽形梁。電動(dòng)觀光汽車電路圖圖3.7整體圖4 參數(shù)的校核和確定在參數(shù)校核的第一步要進(jìn)行的是汽車總質(zhì)量的估算：電機(jī)的質(zhì)量為50kg，鉛酸蓄電池一共8個(gè)，共計(jì)734=292 kg，乘客8名，共計(jì)875=600kg，除了這些電動(dòng)汽車上面其余的質(zhì)量預(yù)計(jì)為400 kg。預(yù)計(jì)汽車總質(zhì)量：；計(jì)汽車的最高車速是已知的， 可得： 由上式得：即，故取=

45、5.8其中：電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速：車輪半徑：汽車減速比下面驗(yàn)證取5.8是否滿足要求：根據(jù)設(shè)計(jì)所要求的，汽車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。下面根據(jù)公式來確定減速比的大小。公式如下：由上式，可知：=3.345經(jīng)計(jì)算汽車爬坡所要克服的阻力大小為： ，其中：滾動(dòng)阻力：坡道阻力：坡度角要使汽車能正常行駛，減速比i需滿足一定要求，此時(shí)汽車的驅(qū)動(dòng)力所要達(dá)到的要求為：即i3.345其中：電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩：機(jī)械效率 r：車輪半徑由以上計(jì)算可知，i取5.8符合要求。i取5.8后汽車的最高速度發(fā)生了變化，要重新計(jì)算： 最后驗(yàn)證汽車的續(xù)行駛里程：即汽車的續(xù)行駛里程也符合要求，通過以上的驗(yàn)證，可知所取參數(shù)都符合要求。整理上面的計(jì)算可得最終確定的參數(shù)見表4.1。表4.1汽車主減速比5.8汽車總質(zhì)量1500kg汽車最高車速24.765km/h汽車電機(jī)額定功率2.5kw汽車所使用電池容量200Ah汽車的續(xù)行駛里程95.10km效果圖效果圖 效果圖數(shù)控加工工序卡片 數(shù)控加工工序是操作人