【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 9 所示，制動(dòng)器 B1 和離合器 C2 接合，利用了行星機(jī)構(gòu)的換向特性，耦合輸出軸隨太陽(yáng)輪反轉(zhuǎn)，電機(jī)轉(zhuǎn)子隨太陽(yáng)輪空轉(zhuǎn)；當(dāng)?shù)管嚻露容^大且電量充足時(shí)采用助力倒車模式，實(shí)現(xiàn)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩合成。 （3）汽車起步工況汽車起步可以通過(guò)純電動(dòng)直接傳動(dòng)起步、純電動(dòng)減速傳動(dòng)起步和電力變矩起步三種模式實(shí)現(xiàn)。純電動(dòng)直接傳動(dòng)起步模式動(dòng)力傳遞路線與圖 26 電機(jī)直接 圖 25 單自由度減速傳動(dòng)模式 圖 26 電機(jī)直接傳動(dòng)模式傳動(dòng)模式相同；純電動(dòng)減速傳動(dòng)起步模式與 27 電機(jī)減速傳動(dòng)模式相同；此兩種起步模式均利用了電機(jī)低轉(zhuǎn)速、大扭矩特性；底盤動(dòng)力傳遞簡(jiǎn)圖如圖 210 所示；當(dāng)電池組電量不足時(shí)采用電力變矩起步模式，動(dòng)力傳遞路線如圖 28 所示，電機(jī)不僅充當(dāng)了液力變矩器的作用，還將發(fā)動(dòng)機(jī)起步時(shí)的盈余功轉(zhuǎn)化為電能為電池組充電。電力變矩起步開(kāi)始時(shí)耦合輸出軸與 CVT 轉(zhuǎn)速為零，結(jié)束時(shí)汽車達(dá)到行駛車速。 （4）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)工況第 2 章 傳動(dòng)系統(tǒng)及動(dòng)力耦合系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 新型傳動(dòng)系統(tǒng)可以使用停車起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)模式、行車電機(jī)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)模式、直接拖起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)模式和增速拖起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)模式四種方式起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，從而有更多的機(jī)會(huì)避免發(fā)動(dòng)機(jī)在惡劣工況下工作。停車狀態(tài)下欲起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，接合制動(dòng)器 B1，電機(jī)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，通過(guò)行星機(jī)構(gòu)換向，齒圈帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸正轉(zhuǎn)，此模式動(dòng)力傳遞路線如圖 211 所示；汽車在純電動(dòng)行駛過(guò)程中欲起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，接合離合器 C1 和 C2。電機(jī)在驅(qū)動(dòng)圖 27 電機(jī)減速傳動(dòng)模式 圖 28 兩自由度混合傳動(dòng)模式 圖 29 發(fā)動(dòng)機(jī)倒車/助力模式 　圖 210 共同驅(qū)動(dòng)底盤動(dòng)力傳動(dòng)簡(jiǎn)圖汽車行駛的同時(shí)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸至啟動(dòng)車速，即為行車電機(jī)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)模式；佳木斯大學(xué)工學(xué)士學(xué)位論文 12 當(dāng)電池組電量不足時(shí)，電機(jī)停止驅(qū)動(dòng)，由汽車行駛慣性拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)，即為直接拖起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)模式，傳遞路線如圖 212 所示；電池組電量不足時(shí)也可以采用增速拖起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)模式，如圖 213 所示，接合離合器 C1 和制動(dòng)器 B2，此模式可在汽車較低車速行駛時(shí)依靠汽車行駛慣性將發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸拖至較高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)速。 （5）駐車發(fā)電工況汽車駐車時(shí)若電池電量不足，可以運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)電機(jī)發(fā)電，為電池組充電，此時(shí)制動(dòng)器 B1 接合，能量傳遞路線與圖 211，底盤動(dòng)力傳遞簡(jiǎn)圖如圖 214 所示。 停車起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)模式傳遞路線相反。 （6）汽車減速/制動(dòng)工況新型動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)具有無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)反拖的再生制動(dòng)和有發(fā)動(dòng)機(jī)反拖的再生制動(dòng)兩種制動(dòng)回饋工作模式。圖 215 所示為無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)反拖的再生制動(dòng)模式動(dòng)力傳遞路線，離合器 C2 接合，耦合輸出軸帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子正向旋轉(zhuǎn)，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，并提供反向阻力距使汽車減速行駛，同時(shí)齒圈具有發(fā)轉(zhuǎn)趨勢(shì)使單向離合器 F 鎖止，防止發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)。此模式可以避免由于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)造的能量消耗，既減少氣缸磨損，又增加了再生制動(dòng)能量回收量。當(dāng)緊急剎車或電機(jī)提供的制動(dòng)力不能滿足車輛制動(dòng)要求時(shí)，可讓汽車剎車制動(dòng)器同時(shí)參與制動(dòng)。圖 211 停車起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)圖 212 行車電機(jī)起動(dòng)/ 直接拖起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)圖 213 增速拖起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)第 2 章 傳動(dòng)系統(tǒng)及動(dòng)力耦合系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 圖 214 駐車發(fā)電底盤動(dòng)力傳遞簡(jiǎn)圖　圖 215 無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)反拖的再生制動(dòng)　 圖 216 有發(fā)動(dòng)機(jī)反拖的再生制動(dòng)圖 216 所示為有發(fā)動(dòng)機(jī)反拖的再生制動(dòng)模式動(dòng)力傳遞路線，離合器 CC2均接合，電機(jī)轉(zhuǎn)子、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和行星機(jī)構(gòu)作為一個(gè)整體隨耦合輸出軸旋轉(zhuǎn)。電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)提供反向阻力距，底盤動(dòng)力傳遞如圖 217 所示。汽車在陡坡路面上減速/制動(dòng)時(shí)，可避免頻繁使用剎車制動(dòng)器，延長(zhǎng)制動(dòng)器摩擦片使用壽命。同樣，汽車緊急剎車時(shí)，可讓剎車制動(dòng)器同時(shí)參與制動(dòng)。佳木斯大學(xué)工學(xué)士學(xué)位論文 14 圖 217 電機(jī)產(chǎn)生阻力矩并向蓄電池充電動(dòng)力傳遞簡(jiǎn)圖 本 章 小 結(jié)　　（1）根據(jù)行星齒輪機(jī)構(gòu)的差動(dòng)動(dòng)力耦合特性和機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的連續(xù)速比調(diào)節(jié)特性，提出了集行星齒輪機(jī)構(gòu)與 CVT 于一體的混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路；　?。?）對(duì)單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)可能連接方案進(jìn)行了分析，確定了一種結(jié)構(gòu)緊湊、能滿足混合動(dòng)力汽車多種工作模式需要的新型動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案?！　。?）針對(duì)新型混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，對(duì)其在汽車行駛驅(qū)動(dòng)、倒車驅(qū)動(dòng)、汽車起步、發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、駐車發(fā)電、減速/制動(dòng)等工況下的工作模式進(jìn)行了詳細(xì)分析，并分析了新型傳動(dòng)系統(tǒng)的耦合特性，全面地表達(dá)出各工作模式的動(dòng)力傳遞和傳動(dòng)構(gòu)件間的動(dòng)力學(xué)關(guān)系。第 3 章 關(guān)鍵部件參數(shù)匹配設(shè)計(jì) 15 第 3 章 關(guān)鍵部件參數(shù)匹配設(shè)計(jì) 整 車 基 本 參 數(shù) 和 設(shè) 計(jì) 要 求 原型車的結(jié)構(gòu)參數(shù)及技術(shù)參數(shù)長(zhǎng)安志翔原型車的主要結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)如表 所示。表 長(zhǎng)安志翔原型轎車的主要結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)名稱 項(xiàng)目 數(shù)值 單位發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) JL475Q3排量 L最大功率/最大功率轉(zhuǎn)矩69/5600 kw/rpm最大扭矩/最大扭矩轉(zhuǎn)速140/3500~4500Nm/rpm發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速 6000 rpmⅠ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 各擋傳動(dòng)比Ⅵ 變速器主減速器速比 整車 空載裝備質(zhì)量 1450 kg質(zhì)量 滿載裝備質(zhì)量 1825 kg型號(hào) 195/65R 15滾動(dòng)半徑 177。 m自由半徑 m車輪參數(shù)自由半徑 m風(fēng)阻系數(shù) C 迎風(fēng)面積 A m*m整車基本參數(shù)滾動(dòng)阻力系數(shù) 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 最高車速 160 km/h0 100km/h 加~速≤17 s動(dòng)力性最大爬坡度 30%NEDC 工況 L/100kmUDDS 工況 L/100km整車主要性能經(jīng)濟(jì)型1015工況 L/100km最高車速 160km/h0 100km/h 加~速≤17s混合驅(qū)動(dòng)最大爬坡度 30%最高車速 80km/h0 50km/h 加~速≤6s動(dòng)力性純電動(dòng)最大爬坡度 30%經(jīng)濟(jì)性 提高35%續(xù)駛里程 純電動(dòng) ≥30km 設(shè)計(jì)要求根據(jù)本論文設(shè)計(jì)目標(biāo)——在滿足原型轎車動(dòng)力性情況下，將燃油經(jīng)濟(jì)性提高。整車基本參數(shù)不變，結(jié)合原型轎車性能和國(guó)家有關(guān)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的性%35能標(biāo)準(zhǔn)制定設(shè)計(jì)要求如表 所示。 動(dòng) 力 系 統(tǒng) 參 數(shù) 設(shè) 計(jì)動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)包括動(dòng)力源總功率、發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)參數(shù)、電機(jī)相關(guān)參數(shù)和電池組的相關(guān)參數(shù)。第 3 章 關(guān)鍵部件參數(shù)匹配設(shè)計(jì) 17 表 設(shè)計(jì)要求最高車速 160km/h0 100km/h 加速~≤17s混合驅(qū)動(dòng)最大爬坡度 30%最高車速 80km/h0 50km/h 加速~≤6s 動(dòng) 力 性 純電動(dòng)最大爬坡度 30%經(jīng)濟(jì)性 提高 35%續(xù)駛里程 純電動(dòng) ≥30km 動(dòng)力源總功率的初步確定混合動(dòng)力汽車動(dòng)力源總功率要滿足整車動(dòng)力性要求，汽車動(dòng)力性包括汽車的最高車速 、 的加速時(shí)間 T 和汽車的最大爬坡度 。maxut~0 maxi]16,5[ (1)根據(jù)汽車行駛的最高車速確定動(dòng)力源總功率： P = （ ） （31maxT?max360ugfmax37140ACD?1）式中：m —汽車質(zhì)量(包括電池組、電機(jī)的質(zhì)量 )，目前已量產(chǎn)的重度混合動(dòng)力a電動(dòng)汽車中電池組和電機(jī)所占的質(zhì)量比重約為 5% ，根據(jù)原型車的空載 裝]17[備質(zhì)量 1450kg 計(jì)算約為 70 kg ，則 計(jì)算：kgma520)14(??g—重力加速度，取 10N/kg；f—滾動(dòng)阻力系數(shù)，為 ；C —風(fēng)阻系數(shù)，為 ；DA—汽車迎風(fēng)面積，為 ；2m—傳動(dòng)效率，這里取 ；T?佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 根據(jù)技術(shù)要求最高車速 ，把以上數(shù)據(jù)代入公式 31，計(jì)算得到：hkmu/160ax?。?(2)根據(jù)加速時(shí)間確定動(dòng)力源總功率：汽車由起步加速的過(guò)程可用下面經(jīng)驗(yàn)公式表示 ：]18[ （32）xmtv)(?式中：x—擬合系數(shù)，一般取值 左右； —整個(gè)起步加速過(guò)成所用時(shí)間， ；mt s/ —加速過(guò)程中 t 時(shí)刻時(shí)的車速， ；v 則 t 時(shí)刻的加速度為： （33）1)(])([??xmxmtvdtvt由于汽車在起步加速的整個(gè)過(guò)程中，加速過(guò)程末時(shí)刻時(shí)需求功率最大，因此，動(dòng)力源總功率只要大于加速過(guò)程末時(shí)刻時(shí)的需求功率，就能滿足整個(gè)加速過(guò)程的功率需求。據(jù)此根據(jù) 0 100 km/h 加速時(shí)間 T ≤ 17s 要求計(jì)算動(dòng)力源總功率。~ （3)76140360sin360cos(1 3maxmax3max iDiaia uACgugfP??????4）式中： —汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)，取值 ；2021riIrTgfW???　　　 —車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， ；I 2km?　　　 —飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， ；f 2g?　　　 時(shí)的加速度， 。hkudtT/10??2/s根據(jù)式（),可得：第 3 章 關(guān)鍵部件參數(shù)匹配設(shè)計(jì) 19 （35)Txuxudt tTT???1)(取擬合系數(shù) x=, ，217 /?則代入式（）計(jì)算得： 。?(3)根據(jù)汽車的最大爬坡度確定動(dòng)力源總功率: （36）)76140360sin360cos(1maxax3max iDiaiaT uACgugfP??????式中： 為汽車最大爬坡度時(shí)的穩(wěn)定車速，一般為 25 ，最大爬坡角度iu hk/為　 。 ??i??代入公式（36）計(jì)算得： 。根據(jù)上面三項(xiàng)動(dòng)力性指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果，動(dòng)力源總功率 P 必須滿足 ：toal ]19[ （37）),ax(3max21tol?一般汽車內(nèi)的空調(diào)等附件消耗的功率為 10 20% ，則：~]20[ （38）),().~( 3ax1axPtoal ?? kw896153則確定動(dòng)力源總功率為： = 69kW。toal 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的設(shè)計(jì)主要是發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇，選擇發(fā)動(dòng)機(jī)功率的原則是：汽車在發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)工作模式下以經(jīng)濟(jì)巡航車速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作在萬(wàn)有特性圖上經(jīng)濟(jì)性最佳的區(qū)域，并能擔(dān)負(fù)一定的附件功率消耗和充電功率等。汽車在平坦路面以經(jīng)濟(jì)巡航車速 時(shí)的行駛阻力功率 為：cucP佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 (39))761403(13cDcaTc uACgfmP???經(jīng)濟(jì)巡航車速 取 80 通過(guò)式(39) 計(jì)算可得 ，也就是汽車在cuhk/ kwPc52.?經(jīng)濟(jì)巡航車速下所需的最小功率。計(jì)算經(jīng)濟(jì)巡航功率 時(shí)，還需要考慮經(jīng)濟(jì)巡航?c車速時(shí) 的爬坡功率裕量 、發(fā)動(dòng)機(jī)附件(特別是空調(diào))消耗的功率%2~1iPacP和為電池充電的功率裕量 。]20[chr （310）chraicP???式中： ，其中取 ，計(jì)算得到 ；cagiivmP360?%2kwpi76.?　　 一般為 ；ackw5　　 按動(dòng)力源總功率的 計(jì)算，為 。hr 則代入公式（310）得經(jīng)濟(jì)巡航功率 。~??根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性曲線可知，該發(fā)動(dòng)機(jī)在 的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)min/4r工作時(shí)，巡航功率 對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性比較好。~??用最大功率為 51 的 發(fā)動(dòng)機(jī)，最大功率是轉(zhuǎn)速為 ，最高穩(wěn)kw46QJL i/560r定轉(zhuǎn)速 ，最大扭矩為 ，最大扭矩對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速為 。min/60rNmn4 電機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)電機(jī)是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車兩大心臟之一，本車型選用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別對(duì)前輪和后輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其工作特性對(duì)汽車的性能有重要影響。(1)電機(jī)峰值功率和額定功率的確定電機(jī)的峰值功率應(yīng)當(dāng)滿足以下幾個(gè)條件：①電機(jī)峰值功率加上發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率應(yīng)滿足動(dòng)力源總功率要求即：第 3 章 關(guān)鍵部件參數(shù)匹配設(shè)計(jì) 21 　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　?。?11)maxmaxetolP?? 由 則電機(jī)峰值功率 。,51,69axkwPketoal ?kw18?②滿足 節(jié)設(shè)計(jì)要求中純電動(dòng)最高車速 的要求hum/0ax? P = （ ） （31maxT?a360gfmax3714ACD?12） 式中： 為電機(jī)效率，取 ? 計(jì)算得： 。?③滿足 節(jié)設(shè)計(jì)要求中 純電動(dòng)加速時(shí)間≤6ｓ的要求h/~　　　　　 　 　　　　 （313))360714360(2max dtumACugfTaDTae ??? 時(shí)的加速度： 。hkuT/50? 2/1574./5. sxvdt ???? 根據(jù)公式（313）計(jì)算得： 。 ④滿足 節(jié)設(shè)計(jì)要求中純電動(dòng)最大爬坡度要求 （314）