最大爬坡度计算功率需求由于电动机可以提供的额定功率，所以，发动机需提供的最大功率为。据此选择道依茨汽大连柴油机有限公司生产的发动机。型式为立式直列六缸水冷四冲程，废气涡轮增压，空空中冷，该发动机最大功率为,最大转矩•。.本章小结本章的内容是设计中的关键环节，首先确定了原型车的基本参数，通过对比分析选定了永磁电动机作为驱动电机，镍氢电池作为动力蓄电池，并通过计算以及参考确定了相应的参数，电动机额定功率，动力电池，•，确定了整车的动力性参数。第章混合动力城市客车动力混合器的设计.动力混合器的作用动力混合器的作用是将发动机输出的动力和电动机输出的动力进行混合，在各种不同驱动模式下进行切换。动力混合器是实现对控制的机械基础，根据使用情况，动力混合器应当实现以下动力传输路线怠速的时候，发动机输出动力驱动电动机，此时电动机作为发电机工作客车起步时，电动机输出动力，驱动客车行驶，达到当客车速度达到时，动力混合器切换动力传递路线，发动机驱动整车行驶制动的时候，动力由车轮出发，逆向传递回电动机，此时，电动机作为发电机工作，实现制动能量回收当客车爬坡处于大负荷工况下时，发动机和电动机输出的驱动力在动力混合器中混合，实现混合动力驱动。.动力混合器的设计图.动力混合器示意图车辆怠速运行时，同步器向左移动，内燃机带动电动机运行，此时电动机作为发电机运行，为动力电池充电车辆起步时，同步器向右移动，电动机与输出轴连接，输出动力驱动车辆行驶当车辆行驶速度达到时，同步器复位，同步器向左移动，内燃机输出动力驱动车辆行驶当车辆大负荷行驶时，同步器向右移动，同步器向左移动，电动机与内燃机共同输出动力，驱动车辆行驶，实现混合动力驱动车辆制动时，同步器向右移动，动力由车轮逆向传递，带动电动机运行，实现制动能量的回收。齿轮几何参数的计算发动机最大转矩为•，所选电动机最大转矩为•，•动力混合器设计参数取式中，为中心距为中心距系数，.为发动机最大转矩为变速器挡传动比为变速器传动效率.。齿轮压力角为螺旋角法向模数.取整，齿轮和齿数和为修正中心距.中心距取精确计算螺旋角.分度圆压力角.端面齿合角.分配齿数，齿轮的齿数为，齿轮的齿数为，当量齿数比为.分度圆直径查机械设计课程设计手册得变位系数和为.，小齿轮.，大齿轮.齿顶高齿根高齿全高齿顶圆直径齿根圆直径表.主动锥齿轮几何尺寸名称代号计算公式计算结果分锥角.分度圆直径锥距.齿顶高齿根高.齿顶圆直径.齿根圆直径.齿顶角.齿根角.根锥角.顶锥角.齿宽表.从动锥齿轮几何尺寸名称代号计算公式计算结果分锥角.分度圆直径锥距.齿顶高齿根高.齿顶圆直径.齿根圆直径.齿顶角.齿根角.根锥角.顶锥角.齿宽齿轮的校核.，.，，.，.主动齿轮从动齿轮许用接触应力的计算.式中，为轮齿的接触应力为齿面上的法向力，为圆周力，为计算载荷•为节圆直径为节点处压力角，为齿轮螺旋角为齿轮材料的弹性模量为齿轮接触的实际宽度，为主从动齿轮节圆半径。主动齿轮从动齿轮.本章小结本章是混合动力车辆的个重要结构动力混合器的设计，通过设计个类似于中间轴式变速器的动力混合器，通过两对常啮合齿轮和两个同步器，实现了动力传递路线的灵活切换，为进步的控制提供了机械基础。第章基于人机工程学的驾驶区布置.人机工程学人机工程学是从世纪年代开始迅速发展起来的门新兴的边缘学科，其基础理论涉及到许多学科。除了有关的技术工程学科，还与人体解剖学人体测量学劳动卫生学生理学心理学安全工程学等有着密切关系。人机工程学的应用范围十分广泛，从日常用品到工程建筑，从大型机械到高技术产品，从家庭活动到工业系统，各个方面都在运用人机工程学的原理和方法，解决人机环境之间的相互关系和系统的优化问题。在车辆人机工程学中，驾驶员车辆环境是主要的研究对象，其中驾驶员是核心。随着机动车用途的日益扩大形态的日益多样化功率和速度的不断增自动化的程度不断提高行驶道路和交通环境条件的日益复杂，驾驶工作变得越来越繁重，因而对改善驾驶员劳动条件的要求越来越迫切。.二维人体模板的结构图.二维人体模板侧视图基准线人体各部分肢体上标出的基准线是用来调节的，这些角度可以从人体模板相应的部位所设置的刻度盘上读取。头部标出的标准眼轴线表示正常的视线，相当于自眼耳平面成角向下倾斜的方向，鞋上标出的基准线表示人的脚底。关节人体模板可以在侧视图上演示关节的多种功能，但不能显示侧向外展和转动运动。活动范围模板上带有刻度的人体关节调节范围，使之功能技术测量系统的关节。图.二维人体模板侧视图角度，包括健康人在韧带和肌肉不超过负荷的情况下所能达到的位置，不考虑那些虽然可能，但对劳动姿势来说超出了生理舒适界限的活动。正视图和俯视图关节角度的调节范围参照坐姿人体模板功能设计要求。.人体尺寸人体主要尺寸人体主要尺寸包括身高体重上臂长前臂长大腿长小腿长等六项。表.列出我国男性成年人的主要尺寸。表.人体主要尺寸百分位数项目身高体重上臂长前臂长大腿长小腿长人体水平尺寸人体水平尺寸包括胸宽胸厚肩宽最大肩宽臀宽坐姿臀宽坐姿两肘肩宽胸围腰围臀围等十项。表.列出我国男性成年人的水平尺寸。表.人体水平尺寸百分位数项目胸宽胸厚肩宽最大肩宽臀宽坐姿臀宽坐姿两肘间宽胸围腰围臀围通常，在确定外部尺寸，如手臂活动的可及范围脚踏板的位置等，不宜采用过大的百分位数，以满足大多数人的要求，考虑车市客车本身的尺寸比较大，而且驾驶员的主要是男性，因此，选择百分位来确定驾驶区的布置。手在水平平面内作业正常范围，最大范围。图.人体水平主要尺寸图.手在水平面内的工作范围参考人体模板，将驾驶员频繁操作的方向盘以及各种按键布置在手臂的推荐工作范围以内，以提高操作的方便舒适性。.本章小结本章运用人机工程学理论，对驾驶区进行布置，驾驶员操作频繁的按钮操纵杆等布置在最佳的位置，方便驾驶员操作，降低劳动强度，减少了驾驶员的疲劳程度，提高了行驶的安全性。第章整车经济性计算在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力，称作汽车的燃油经济性。汽车的燃油经济性通常用定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或定燃油消耗量能使汽车行驶的里程来衡量。在我国及欧洲，燃油经济性指标单位为，即行驶所消耗的燃油升数。数值越大，汽车燃油经济性越差。.燃油经济性的评价指标等速行驶百公里燃油消耗量是常用的种评价指标，指汽车在定载荷我国规定轿车为半载，货车为满载下，以最高档在水平良好路面上等速行驶的燃油消耗量。常测出每隔或速度间隔的等速百公里燃油消耗量，燃油在图上连成曲线，称为等速百公里燃油消耗量曲线，用它来评价汽车的燃油经济性。但是，等速行驶工况并没有全面反映出汽车的实际运行情况，特别是在市区行驶中频繁出现的加速减速怠速停车等行驶工况。因此，在对实际行驶车辆进行跟踪测试统计的基础上，各国都制定了些典型的循环行驶试验工况来模拟汽车实际运行状况，并以其百公里燃油消耗量来评定相应行驶工况的燃油经济性。图.城市客车四工况图图.商用车六工况图图.和图.给出了联合国欧洲经济委员会美国及我国法定的商用车与城市客车测定燃油经济性的循环行驶工况图。.燃油经济性的计算汽车行驶时单位时间内的燃油消耗量为.式中，为燃油消耗率•为燃油的密度为重力加速度，汽油的可以取为，柴油可取为。混合动力车里，电动动力系统优化了内燃机的工作区域，使得内燃机可以始终在最优工况下运行，的经济燃油消耗率为•，根据城市客四工况图计算各个阶段的功率需求。计算公式如下.计算结果如表.表.各阶段功率需求阶段功率.从初始速度加速至所需的燃油消耗量为.故各阶段燃油消耗量如下表表.各阶段燃油消耗量阶段.整个循环过程燃油消耗量为.混合动力客车，起步阶段车速低于依靠电动动力系统提供驱动力，当车速达到设定值之后，内燃机开始工作，输出动力驱动车辆行驶。在加速爬坡过程中，电动动力系统提供辅助动力，以达到优化内燃机运行工况的目的。因此，混合动力客车的内燃机在四工况图的特定阶段所提供的功率要比传统内燃机车低，甚至不提供功率。的电动动力系统在起步阶段单独工作，加速过程中提供额定功率起到辅助作用，在急加速过程中提供峰值功率，制动过程中回收车辆的动能，储存到动力蓄电池里，因此，各个工作阶段内燃机提供的功率如下表表.内燃机提供的功率阶段功率.据此计算的燃油消耗量表.燃油消耗量阶段.整个循环过程燃油消耗量为.混合动力车在匀速行驶，发动机功率充裕的情况下，会带动电动机运行，作为发电机为动力蓄电池充电，此过程中的燃油消耗量为总燃油消耗量为.，燃油节省率为,达到了国家计划，对混合动力城市客车节油率的要求。.本章小结在本章中，根据城市客车四工况循环图，分别计算了传统内燃机城市客车的燃油消耗量和混合动力城市客车的燃油消耗量，计算结果表明混合动力城市客车因为加装了电动动力系统，优化了发动机的工作状况，燃油消耗量降低了.，符合国家要求。结论本文运用混合动力，汽车设计，人机工程学等多学科的知识，完成了混合动力城市客车的总体设计，主要工作如下由于城市客车运行工况复杂，选择了控制方式灵活的，而控制策略又相对简单的并联驱动系统驱动电机选择了体积小，功率密度大的永磁电动机，额定功率，额定电压动力蓄电池选择了充放电性能优良的镍氢蓄电池，单体电压，共组，容量为•设计了机械式动力混合器，使得整车控制策略灵活，便于控制，并实现制动时的能量回收基于人机工程学的驾驶区布置，让驾驶员的操作更方便，降低疲劳强度，提高了行驶的安全性对混合动力城市客车的经济性进行了计算分析，比传统内燃机车节省燃油.，节油效果明显。由于学业水平的有限，本文没有进行混合动力车驱动模式的控制策略的研究，也没有涉及车辆排放性能的分析。目前整车的开发还处于概念设计阶段，还没有进行试验验证，所以还需要进步努力工作。参考文献胡骅,宋慧.电动汽车.北京人民交通出版社.年.王平，孙骏．混合动力客车概述．商用汽车杂志.杨德亮．混合动力节能汽车研究现状及发展趋势．汽车节能.陈映川.电力辅助型混合动力车辆驱动设计和仿真分析.大连大连理工大学，.代康伟．混合动力城市客车动力系统参数匹配与仿真研究．合肥合肥工业大学汽车学院，.连志伟．并联型混合动力牵引动力系统参数匹配与优化．武汉武汉理工大学，.叶开志.串联式混合动力大客车动力匹配及控制策略的研究.武汉武汉理工大学，.李旭海．混联式混合动力电动客车动力系统设计．武汉武汉理工大学，.祝炳奎．混合动力城市客车的研发．客车技术与研究，.吴森，张明涛.串联式混合动力电动客车动力系统匹配计算.武汉理工大学学报信息与管理工程版，.王成，郭淑英，刘凌．串联式混合动力系统在公交客车中的开发与应用．机械工程学报.万邵春．系列混合动力客车．商用汽车，曾小华，王庆年，李骏，王伟华.混合动力汽车多途径节能定量研究.，.