【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 生及制動(dòng)能量的回收，以及避免汽車在油耗較高的怠速工況區(qū)運(yùn)行（怠速啟停），進(jìn)一步減少了汽車燃油消耗；混合動(dòng)力電動(dòng)汽車通過控制輔助動(dòng)力的功率及扭矩輸出的大小，可以優(yōu)化控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)，使整車的廢氣排放得到顯著的改善。因此混合動(dòng)力電動(dòng)汽車既具有良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性。也有較低的廢氣排放水平。HEV（HybridElectricVehicle）—混合動(dòng)力裝置。混合動(dòng)力就是指汽車使用汽油驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)方式，優(yōu)點(diǎn)在于車輛啟動(dòng)停止時(shí)，只靠發(fā)電機(jī)帶動(dòng)，不達(dá)到一定速度，發(fā)動(dòng)機(jī)就不工作，因此，便能使發(fā)動(dòng)機(jī)一直保持在最佳工況狀態(tài)，動(dòng)力性好，排放量很低，而且電能的來源都是發(fā)動(dòng)機(jī)，只需加油即可?；旌蟿?dòng)力汽車的關(guān)鍵是混合動(dòng)力系統(tǒng)，它的性能直接關(guān)系到混合動(dòng)力汽車整車性能。經(jīng)過十多年的發(fā)展，混合動(dòng)力系統(tǒng)總成已從原來發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)離散結(jié)構(gòu)向發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)和變速箱一體化結(jié)構(gòu)發(fā)展，即集成化混合動(dòng)力總成系統(tǒng)?；旌蟿?dòng)力總成以動(dòng)力傳輸路線分類，可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式等三種。串聯(lián)式動(dòng)力：串聯(lián)式動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)三部分動(dòng)力總成組成，它們之間用串聯(lián)方式組成SHEV動(dòng)力單元系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，電能通過控制器輸送到電池或電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)通過變速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)汽車。小負(fù)荷時(shí)由電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪，大負(fù)荷時(shí)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。當(dāng)車輛處于啟動(dòng)、加速、爬坡工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)組和電池組共同向電動(dòng)機(jī)提供電能；當(dāng)電動(dòng)車處于低速、滑行、怠速的工況時(shí)，則由電池組驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電池組缺電時(shí)則由發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組向電池組充電。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)適用于城市內(nèi)頻繁起步和低速運(yùn)行工況，可以將發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整在最佳工況點(diǎn)附近穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，通過調(diào)整電池和電動(dòng)機(jī)的輸出來達(dá)到調(diào)整車速的目的。使發(fā)動(dòng)機(jī)避免了怠速和低速運(yùn)轉(zhuǎn)的工況，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，減少了廢氣排放。但是它的缺點(diǎn)是能量幾經(jīng)轉(zhuǎn)換，機(jī)械效率較低。并聯(lián)式動(dòng)力：并聯(lián)式裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)分屬兩套系統(tǒng)，可以分別獨(dú)立地向汽車傳動(dòng)系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驅(qū)動(dòng)又可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)汽車加速爬坡時(shí)，電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)能夠同時(shí)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，一旦汽車車速達(dá)到巡航速度，汽車將僅僅依靠發(fā)動(dòng)機(jī)維持該速度。電動(dòng)機(jī)既可以作電動(dòng)機(jī)又可以作發(fā)電機(jī)使用，又稱為電動(dòng)－發(fā)電機(jī)組。由于沒有單獨(dú)的發(fā)電機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以直接通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)車輪，這種裝置更接近傳統(tǒng)的汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械效率損耗與普通汽車差不多，得到比較廣泛的應(yīng)用?；炻?lián)式動(dòng)力：混聯(lián)式裝置包含了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點(diǎn)。動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，根據(jù)助力裝置不同，它又分為發(fā)動(dòng)機(jī)為主和電機(jī)為主兩種。以發(fā)動(dòng)機(jī)為主的形式中，發(fā)動(dòng)機(jī)作為主動(dòng)力源，電機(jī)為輔助動(dòng)力源；以電機(jī)為主的形式中，發(fā)動(dòng)機(jī)作為輔助動(dòng)力源，電機(jī)為主動(dòng)力源。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是控制方便，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。豐田的Prius屬于以電機(jī)為主的形式。汽車從誕生到現(xiàn)在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)歷了巨大的變化。19世紀(jì)末普遍采用的是鏈傳動(dòng)；到20世紀(jì)初把變速箱和差速器連接在一起，再用鏈條驅(qū)動(dòng)車輪；而到現(xiàn)在在多數(shù)汽車上已經(jīng)發(fā)展到自動(dòng)變速器、無級(jí)變速器、電傳動(dòng)系統(tǒng)、靜液傳動(dòng)系統(tǒng)、液機(jī)聯(lián)合傳動(dòng)系統(tǒng)等新型傳動(dòng)系統(tǒng)。從輪式車輛的總體上看，隨著車輛種類日漸增多，功率日漸增大。傳動(dòng)系統(tǒng)從40年代起，在液力自動(dòng)變速器方面的發(fā)展較大，傳動(dòng)原理上的根本變化不大。但機(jī)構(gòu)的改進(jìn)發(fā)展和總體布局變化則日益增多。從發(fā)展上看，這些新型的傳動(dòng)系統(tǒng)存在非常大的發(fā)展空間。在今后一段時(shí)間內(nèi)會(huì)完全替代現(xiàn)在的純機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，這將會(huì)使汽車的乘用舒適性、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等得到很大的提高。現(xiàn)代設(shè)備要求齒輪傳動(dòng)應(yīng)具有高可靠性與效率、大傳遞功率與傳動(dòng)比范圍，結(jié)構(gòu)緊湊重量輕和良好的動(dòng)態(tài)特性與工藝性等。硬齒面磨削的齒輪在傳遞同樣功率的條件下，可使傳動(dòng)的尺寸和重量至少減少一半以上。而在空間尺寸最小的條件下，獲得大傳動(dòng)比的有效方法是應(yīng)用行星齒輪傳動(dòng)，空間利用率可達(dá)9O％以上。目前，國(guó)內(nèi)外的減速機(jī)構(gòu)種類繁多，行星齒輪傳動(dòng)與普通定軸齒輪傳動(dòng)相比較，具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大、承載能力大以及傳動(dòng)平穩(wěn)和傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，這些已被我國(guó)越來越多的機(jī)械工程技術(shù)人員所了解和重視。由于在各種類型的行星齒輪傳動(dòng)中均有效的利用了功率分流性和輸入、輸出的同軸性以及合理的采用了內(nèi)嚙合，才使得其具有了上述的許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。行星齒輪傳動(dòng)不僅適用于高速、大功率而且可用于低速、大轉(zhuǎn)矩的機(jī)械傳動(dòng)裝置上。它可以用作減速、增速和變速傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的合成和分解，以及其特殊的應(yīng)用中：這些功用對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)發(fā)展具有重要的意義。因此，行星齒輪傳動(dòng)在起重運(yùn)輸、工程機(jī)械、冶金礦山、建筑機(jī)械、輕工紡織、醫(yī)療機(jī)械、儀器儀表、汽車、船舶、兵器和航空航天等工業(yè)部門均獲得了廣泛的應(yīng)用。少齒差行星齒輪傳動(dòng)是行星齒輪傳動(dòng)中的一種。由一個(gè)外齒輪與一個(gè)內(nèi)齒輪組成一對(duì)內(nèi)嚙合齒輪副。它采用的是漸開線齒形，內(nèi)外齒輪的齒數(shù)相差很小，簡(jiǎn)稱為少齒差傳動(dòng)。一般所講的少齒差行星齒輪傳動(dòng)是專指漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)而言的。少齒差行星齒輪減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、傳動(dòng)平穩(wěn)、效率高、傳動(dòng)比范圍大等優(yōu)點(diǎn)。20世紀(jì)60年代以后，隨著電子計(jì)算機(jī)的普及運(yùn)用，漸開線少齒差傳動(dòng)才得到了迅速的發(fā)展，目前有柱銷式零齒差十字滑塊、浮動(dòng)盤等多種傳動(dòng)形式。本減速器屬于KHV型?？梢詫?shí)現(xiàn)很大傳動(dòng)比，且接觸齒數(shù)多，采用短齒制，浮動(dòng)盤式，凸凹齒相嚙合，故輪齒強(qiáng)度高。但齒輪要修正，要注意齒面干涉，工作中轉(zhuǎn)臂軸承受力較大。該傳動(dòng)形式的優(yōu)越性有如下幾點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕由于采用內(nèi)嚙合行星傳動(dòng)，所以結(jié)構(gòu)緊湊；當(dāng)傳動(dòng)比相等時(shí)，與同功率的普通圓柱齒輪減速器相比，體積和重量均可減少三分之一至三分之二。傳動(dòng)傳動(dòng)比大，范圍廣一齒差漸開線行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比很大，一級(jí)可達(dá)到一百多。傳遞功率大高傳動(dòng)中效率可達(dá)90%以上。當(dāng)傳動(dòng)比為 10～200時(shí)，效率為 80％～94％。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、承載能力大由于式內(nèi)嚙合傳動(dòng)，兩嚙合齒輪一位凹齒，一為凸齒，兩齒的曲率中心在同一方向。曲率半徑接近相等，因此接觸面積大，使輪齒的接觸強(qiáng)度大為提高，又采用短齒制，輪齒的彎曲強(qiáng)度也提高了。此外，少齒差傳動(dòng)時(shí)，不是一對(duì)輪齒嚙合，而是3～9對(duì)輪齒同時(shí)接觸受力，所以運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小，并且在相同模數(shù)的情況下，其傳遞力矩臂普通圓周齒輪減速器大。工藝簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)形式多樣，應(yīng)用范圍廣由于其輸入軸與輸出軸可在同一軸線上，也可以不在同一軸線上，所以能適應(yīng)各種機(jī)械的需要。第二章傳動(dòng)系統(tǒng)的概述及其方案的確定五前一倒三行星排傳動(dòng)系統(tǒng)，即行星齒輪變速器，由行星齒輪機(jī)構(gòu)和換檔操縱機(jī)構(gòu)兩部分組成。行星齒輪機(jī)構(gòu)作用：改變傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)動(dòng)方向，即構(gòu)成不同檔位。換檔操縱機(jī)構(gòu)作用：實(shí)現(xiàn)檔位的變換。行星齒輪機(jī)構(gòu)的類型：最簡(jiǎn)單的行星齒輪機(jī)構(gòu)由一個(gè)太陽輪、一個(gè)內(nèi)齒圈、一個(gè)行星架及若干個(gè)行星齒輪組成，一般稱為單排行星齒輪機(jī)構(gòu)。如圖21圖21 單排行星齒輪機(jī)構(gòu)多排行星齒輪機(jī)構(gòu)是由幾個(gè)單排行星齒輪機(jī)構(gòu)組成（如圖22）。多排行星齒輪機(jī)構(gòu)可以比單排行星齒輪機(jī)構(gòu)得到更多的檔位，故本設(shè)計(jì)即采用三行星排。用行星齒輪機(jī)構(gòu)作為變速機(jī)構(gòu)，由于有多個(gè)行星齒輪同時(shí)工作，且利用內(nèi)嚙合方式，故與普通齒輪變器機(jī)構(gòu)相比，在傳遞同樣大小功率的情況下，可減少變速器的尺寸和重量，能實(shí)現(xiàn)同向、同軸減速傳動(dòng)。由于采用常嚙合傳動(dòng)，可使動(dòng)力不間斷。行星齒輪變速器的換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由離合器（如圖23）、制動(dòng)器、和單向離合器等三種執(zhí)行元件構(gòu)成。離合器和制動(dòng)器是以液壓方式控制行星齒輪機(jī)構(gòu)元件的旋轉(zhuǎn)，而單向離合器則以機(jī)械方式對(duì)行星齒輪機(jī)構(gòu)的元件進(jìn)行鎖止。離合器的作用：連接軸和行星齒輪機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)元件。制動(dòng)器的作用：固定行星齒輪機(jī)構(gòu)中的基本元件，阻止其旋轉(zhuǎn)。行星齒輪與操縱執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)合，構(gòu)成了具有不同檔位的行星齒輪變速器，即在輸入轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩相同的條件下，可以通過行星齒輪變速器的檔位變換，得到不同的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。（如圖225）圖23 離合器圖24 原理簡(jiǎn)圖圖25 原理實(shí)物圖圖22 多排行星齒輪機(jī)構(gòu)第三章行星齒輪變速器傳動(dòng)比的確定 行星齒輪變速器傳動(dòng)比方案的確定如圖31 所示，我們逐個(gè)分析傳動(dòng)比方案，為總方案的確定提供依據(jù)。圖31 傳動(dòng)比方案a) 行星架制動(dòng)，太陽輪輸入，齒圈輸出；b）行星架制動(dòng)，齒圈輸入，太陽輪輸出；c）齒圈制動(dòng)，行星架輸入，太陽輪輸出；d）太陽輪制動(dòng)，行星架輸入，齒圈輸出；e）太陽輪制動(dòng)，齒圈輸入，行星架輸出；f）齒圈制動(dòng)，太陽輪輸入，行星架輸出。Φ1制動(dòng)器Φ2離合器Φ3離合器Φ4制動(dòng)器Φ5制動(dòng)器圖3—2 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖功能表：擋次換擋執(zhí)行元件狀態(tài)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比Φ1Φ2Φ3Φ4Φ51OO2OO3OO4OO5OO