【正文】 進行分析。 (2)減小主從動盤轉(zhuǎn)速差 減小主從動盤的轉(zhuǎn)速差可以縮短滑摩時間，從而有效地減小滑摩功。 (2)滑摩功 滑摩功是離合器主從動盤之間摩擦力矩所做的功。在相同的沖擊幅值下，作用時間越短，換擋平順性越差，反之則越好。沖擊特性可以理解為沖擊度的變化歷程，是評價車輛起步、換擋過程平順性的重要指標。 換擋品質(zhì) 換擋品質(zhì)是指換擋過程的平順性，即希望換擋過程平穩(wěn)無沖擊地進行，從而改善駕駛員和乘客的乘坐舒適性。行星齒輪與太陽輪外嚙合，因此行星齒輪的運動使太陽輪有向相反方向運動的趨勢，但由于單向軸承對連接套的約束，使太陽輪、離心式離合器從動盤與連接套均保持靜止。 (3)同步階段 第三階段 (BC 段 )，此階段為離心式離合器主從動盤轉(zhuǎn)速從開始同步到完全結(jié)合的階段，摩擦力矩為靜摩擦力矩，離合器主從動部分轉(zhuǎn)速相等并開始一同增長，到達了完全傳遞轉(zhuǎn)矩的階段。完全結(jié)合和完全分離是相對穩(wěn)定的狀態(tài)，離心式離合器處于完全結(jié)合狀態(tài)時，其作用只相當于傳遞轉(zhuǎn)矩裝置，主從動盤之間沒有相對轉(zhuǎn)動。 離心式離合器的設計分析 離心式離合器是一種不需要操縱機 構(gòu)的自動離合器，由電動機帶動離合器主動盤轉(zhuǎn)動，固定在主動盤上的離心塊在離心力的作用下克服回位彈簧的預緊力沿柱銷甩出，當主動盤達到一定轉(zhuǎn)速時與從動盤結(jié)合，從而達到傳遞轉(zhuǎn)矩的目的。 (2)結(jié)合平穩(wěn)。 徑向結(jié)合剛性閘塊式離心式離合器由于其結(jié)構(gòu)簡單質(zhì)量輕，過載時可由主從 盤之間的打滑產(chǎn)生保護等特點，被廣泛應用于工程機械中，其具體結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。自由閘塊離心式離合 器在起動時，閘塊便開始與殼體邊打滑邊接觸，這個結(jié)合過程會造成摩擦發(fā)熱，一般在其額定轉(zhuǎn)速的 70％ 80％時，主從動盤開始完全結(jié)合并傳遞轉(zhuǎn)矩。 (3) 通過建立行星齒輪機構(gòu)及換擋過程的數(shù)學模型， 分析離心式離合器是否可滿足動力傳動系統(tǒng)的安裝要求，且其工作特性是否可以與電機相匹配，從而滿足電動汽車的動力性能要求。對于輕型電動汽車，本來電池會占據(jù)很大的整車重量，如仍然使用傳統(tǒng)車輛的自動換擋裝置不但會增加整車重量，在動力傳動系統(tǒng)的布置方面也比較困難，從而導致汽車價格過高，這樣就決定了一輛汽車的性價比。從理論上講，在相同的徑向尺寸下，雙片離合器傳遞扭矩的 能力和使用壽命是單片的 2 倍。這種布置在設計上帶來了實實在在的好處，使壓盤上的彈簧的工作壓力分布更均勻，并減小了軸向尺寸。此外，由于采用石 棉基摩擦材料后可用較小的摩擦面積，因而可以減少摩擦片數(shù)，這是由多片離合器向單片離合器轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。多片離合器最主要的優(yōu)點是，汽車起步時離合器的接合比較平順，無沖擊。它的原型設計曾裝在1889 年德國戴姆 勒公司生產(chǎn)的鋼制車輪的小汽車上。當主動件達到規(guī)定角速度時，甩出的離心體與從動件內(nèi)壁壓緊，由摩擦力強制其進入運動狀態(tài)而傳遞扭矩。 能量轉(zhuǎn)換效率高，操縱簡便，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，方便車輛的布置。 Automatic transmission。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫 2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制， 部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術(shù)標準規(guī)范。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示 了謝意。 涉密論文按學校規(guī)定處理。詳述了基于離心式離合器的電動汽車自動換擋機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作原理，并引入換擋品質(zhì)來衡量自動換擋機構(gòu)的好壞。 電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅(qū)動車輪行駛，且滿足道路安全法規(guī)對汽車各項要求的車輛。 汽車離合器的種類很多，目前主要分為 離合器分為 電磁離合器、磁粉離合器、摩擦式離合器和液力偶合器。 （ 3）因為離心力是隨轉(zhuǎn)速的增加而逐漸增加，所以使用離心離合器就相當于將負荷逐漸地加到原動機上，因而可以直接起動工作機械，而獲得平穩(wěn)起動的效果，若用電動機直接驅(qū)動，可以顯著地減小啟動電流。蹄 鼓式離合器用的摩擦元件是木塊、皮革帶等，蹄 鼓式離合器的重量較錐形離合器輕。但畢竟還是優(yōu)點大于缺點。但在那時相當一段 時間內(nèi)，由于技術(shù)設計上的缺陷，造成了單片離合器在接合時不夠平順的問題。 隨著人們對汽車舒適性要求的提高，離合器已在原有基礎上得到不斷改進，乘用車上愈來愈多地采用具有雙質(zhì)量飛輪的扭轉(zhuǎn)減振器，能更好地降低傳動系的中南林業(yè)科技大學本科畢業(yè)設計 電動汽車離合系統(tǒng)的設計與分析 4 噪聲。目前此技術(shù)尚不夠完善。本文的主中南林業(yè)科技大學本科畢業(yè)設計 電動汽車離合系統(tǒng)的設計與分析 5 要研究內(nèi)容如下 : (1) 離合器發(fā)展現(xiàn)狀，提出本文的研究目的及意義。散狀物的離心體可以在離心力場中的自由表面隨著離心力的變化而變化，它具有流體的某些特性。 根據(jù)主動件與從動件結(jié)合方 式的不同，剛性閘塊離心式離合器可分為徑向結(jié) 合離心式離合器和軸向結(jié)合離心式離合器。離心式離合器的結(jié)合與分離取決于主動盤旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。 (5)不宜裝在低速軸上使用。離心塊的摩擦材料主要有石棉基、粉末冶金等，因石棉基的摩擦系數(shù)受工作溫度、單位壓力和滑摩速度的影響較大，而粉末冶金的摩擦系數(shù)雖然略小但其穩(wěn)定性較高，因此一般采用粉末冶金作為摩擦材料，其摩擦系數(shù)為 。 (2)滑摩階段 第二階段 (AB 段 )，設 B 點對應的主動盤轉(zhuǎn)速為 1n ，即 AB 段對應的主動盤轉(zhuǎn)速為 0n ～ 1n 。電機輸出的轉(zhuǎn)矩通過內(nèi)齒圈和離心式離合器傳遞到行星架上，行星架與主減速器的一級主動齒輪緊固相連，電機輸出的轉(zhuǎn)矩通過行星架傳遞到主減速器與差速器上，進而傳遞到車輪上克服汽車的行駛阻力，使車輛能夠正常行駛。對于行星齒輪機構(gòu)來說，若三個元件中的任何兩個連成一體轉(zhuǎn)動，第三元件的轉(zhuǎn)速必然與前兩者轉(zhuǎn)速相等，即行星架與電機中心軸同速，此時行星齒輪機構(gòu) 中所有元件之間都沒有相對運動，從而形成直接擋傳動，即為本車的二擋傳動比。 為了提高擋位切換速度，需要盡可能的 縮短換擋過渡時間，從而減少摩擦材料的摩損和過量的熱負荷，但是另一方面又要求換擋能夠平穩(wěn)過渡，不應有過高的瞬時加速度或減速度造成的零部件沖擊。所以研究沖擊特性可以從幅值和作用時間兩個方面進行，幅值反映了沖擊的程度，作用時間反映了沖擊的持續(xù)時間和變化快慢。 對于車輛沖擊度目前還沒有國際標準，各國的檢測方式和評判標準也不一致。造成離合器溫度升高的直接原因是滑摩功，因此在離合器主從動盤結(jié)合過程中必須控制滑摩功的大小。利用離心式離合器自動結(jié)合和分離的特點，將其應用于自動換擋機構(gòu)中，使其與行星齒輪機構(gòu)相配合實現(xiàn)擋位的自動切換，并對此自動換擋機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及作原理進行了介紹。 中南林業(yè)科技大學本科畢業(yè)設計 電動汽車離合系統(tǒng)的設計與分析 22 圖 31 為行星齒輪機構(gòu)示意圖，令內(nèi)齒圈按箭頭所指方向轉(zhuǎn)動。 m 此時太陽輪靜止不傳遞轉(zhuǎn)矩，因此由式 (38), (314)可得轉(zhuǎn)化到行星架上的驅(qū)動力矩為 : 1iTT qj? (315) (2)汽車換擋過程 根據(jù)本車自動換擋系統(tǒng)的工作原理可知，離心式離合器主從動盤的滑摩階段即為汽車擋位的切換過程。 (3)以二擋行駛時 汽車以二擋行駛時，離心式離合器主從動盤完全結(jié)合，二者同速轉(zhuǎn)動，從動盤帶動太陽輪與電機同轉(zhuǎn)速，即 : jdt nnn ?? (326) 對于行星齒輪機構(gòu)，若使任何兩個元件連成一體轉(zhuǎn)動，則第三元件的轉(zhuǎn)速必然與前兩者轉(zhuǎn)速相等，即行星齒輪機構(gòu)中所 有元件之間都沒有相對運動，從而形成直接擋傳動，即二擋傳動比為 : 中南林業(yè)科技大學本科畢業(yè)設計 電動汽車離合系統(tǒng)的設計與分析 27 12?i (327) 由式 (38), (326)可知 : jnt TTT ?? (328) 電機輸出的轉(zhuǎn)矩一部分作用在內(nèi)齒圈上，另一部分作用在離心式離合器上，此時離心式離合器主從動盤結(jié)合，主動盤上的 轉(zhuǎn)矩通過從動盤全部作用在太陽輪上，因此 : qtn TTT ?? (329) 由式（ 328), (329)可知作用在行星架上的驅(qū)動力為 : qj TT? (330) 離心式離合器的性能分析 電動汽車自動換擋機構(gòu)中的離心式離合器應符合動力傳動系統(tǒng)的安裝要求，其工作特 性應與電機特性相匹配，以滿足電動汽車的動力性能要求。 離心式離合器應與電機特性和汽車的動力性能要求相匹配，并應符合動力傳動系統(tǒng)的安裝要求。當汽車在平路上或較小坡度上行駛時，電機可以提供較大的起步轉(zhuǎn)矩，當電機轉(zhuǎn)速達到 0n 時，汽車開始換擋以實現(xiàn)高速行駛，因此 : %150 nn? (336) 式中 , %15n —— 汽車最高爬坡度要求車速對應的電機轉(zhuǎn)速 /(r/min) 由式 (29), (336)可得 : %15nBD? (337) 汽車在城市工況中行駛時會經(jīng)常在常用車速內(nèi)加、減速，為保證良好的動力性能及自動換擋機構(gòu)的使用壽命，擋位切換應避開車輛的常用車速范圍，即換擋過程中對應的電機轉(zhuǎn)速應不在常用車速對應電機轉(zhuǎn)速范圍之內(nèi)，因此圖 22 中換擋結(jié)束對應的電機轉(zhuǎn)速 1n 應小于常用車速對應的轉(zhuǎn)速，即 : 中南林業(yè)科技大學本科畢業(yè)設計 電動汽車離合系統(tǒng)的設計與分析 33。根據(jù) GB/T 《電動汽車用電機及其控制器 第一部分 :技術(shù)條件》、 GB/T 《電動汽車用電機及其控制器 第二部分 :試驗方法》在 CWF25 發(fā)動機測試系統(tǒng)上對電機的輸出特性進行試驗。 本車選擇重慶長興工業(yè)有限公司的離心式離合器，其具體參數(shù)如表 31 所示 : 表 31 離心式離合器參數(shù) 類別 參數(shù)值 摩擦塊數(shù)量 /個 3 從動盤內(nèi)徑 /mm 從動盤外徑 /mm 摩擦片厚度 /mm 摩擦片摩擦面弧長 /mm 中南林業(yè)科技大學本科畢業(yè)設計 電動汽車離合系統(tǒng)的設計與分析 28 重量 /kg 安裝花鍵齒數(shù) z 22 安裝花鍵模數(shù) m 安裝花鍵壓力角 A ? 最大轉(zhuǎn)速 /(r/min) 4000 結(jié)合轉(zhuǎn)速 /(r/min) 20xx200? 為了得到離心式離合器在實際工作中的特性曲線，重慶長興公司進行離心式離合器特性試驗。在自動換擋過程中離心式離合器從動盤所受到的摩擦力矩全部轉(zhuǎn)化為太陽輪的驅(qū)動力矩，根據(jù)式 (28)離心式離合器的輸出特性可知作用在太陽輪上的驅(qū)動力矩為 : DBnT et ?? 2 (316) 中南林業(yè)科技大學本科畢業(yè)設計 電動汽車離合系統(tǒng)的設計與分析 25 式中， en —— 離心式離合器主動盤轉(zhuǎn)速 / mN? 由于離心式離合器主動盤轉(zhuǎn)速與電機轉(zhuǎn)速相同，因此太陽輪上的驅(qū)動力矩可以表示為 : DBnT dt ?? 2 (317) 根據(jù)式 (37)可知，作用在行星架上的驅(qū)動力矩為 : ))(1( 221 DBniT dj ??? (318) 由汽車的行駛方程可得 : dtdvmvACm g fr DBnii Dd ??? ????? 22210 21))(1( (319) 由離心式離合器結(jié)合過程分析可知，汽車在換擋過程中，離心式離合器處于滑摩階段，主動盤轉(zhuǎn)速隨電機轉(zhuǎn)速從 0n 增加到 1n ，從動盤轉(zhuǎn)速從 0 增加到 1n ,結(jié)合駕駛經(jīng)驗和駕駛規(guī)律可知，此階段的設計時間應在 ～ 之間， 由于時間越短越好， 本文取 。位于行星齒輪機構(gòu)中心的是太陽輪，太陽輪與行星齒輪 為外 嚙合，兩個外齒輪嚙合旋轉(zhuǎn)方向相反。 3 離心式離合器對換擋品質(zhì)的影響分析 根據(jù)自動換擋機構(gòu)的工作原理可 知，離心式離合器 是通過改變 行星齒輪機構(gòu)的運動狀態(tài)， 來 實現(xiàn)自動換擋 的 ?；υ酱?，車輛的功率損失越大，離合器的溫度上升越快，摩損越大，因此使用滑摩功作為摩擦元件熱負荷客觀評價指標，其數(shù)學表達式為 : ?? ???? 2121 )(30)( dtnnTdtTW ceccec ??? (213) 式中， cT —— 離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩 / mN? e? —— 離合器主動盤角速度 /(rad/s) c? —— 離合器從動盤角速度 /(