II混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目錄摘要 3第1章緒論 51.1課題提出的背景及意義 51.2混合動(dòng)力汽車的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 6國外研究現(xiàn)狀 6國內(nèi)研究現(xiàn)狀 6第2章混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 82.1混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)類型選擇 82.2混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 11第3章混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 113.1混合動(dòng)力電動(dòng)汽車主要技術(shù)參數(shù)及動(dòng)力性要求 123.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算 123.2.1發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù) 133.2.2傳動(dòng)系參數(shù) 153.2.3傳動(dòng)比的選擇 153.2.4變速器檔位數(shù)及各檔傳動(dòng)比的選擇 173.2.5電機(jī)參數(shù) 17第4章混合動(dòng)力電動(dòng)汽車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 274.1控制策略分析 274.2電路設(shè)計(jì) 29第五章總結(jié) 32參考文獻(xiàn) 33摘要摘要：本文引見了混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展概況，剖析了混合動(dòng)力電動(dòng)汽車及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上，以SC7130ISG為研究對(duì)象，進(jìn)行了混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總體方案分析與設(shè)計(jì)；按照要求的數(shù)據(jù)參數(shù)，就并聯(lián)混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)行了相關(guān)動(dòng)力參數(shù)分析與計(jì)算和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選擇好驅(qū)動(dòng)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)、蓄電池參數(shù)的計(jì)算和選擇、變速器設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完成了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總體布置圖、主要總成裝配圖和關(guān)鍵零件的零件圖設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力；電動(dòng)汽車；參數(shù)匹配；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第1章緒論1.1課題提出的背景及意義近年來，由于能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)，汽車行業(yè)面臨兩大挑戰(zhàn)。電動(dòng)汽車因其無污染、環(huán)保節(jié)能、效率高的優(yōu)勢(shì)，尤其是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，逐漸登上歷史舞臺(tái)。由于其高能效、低排放的特點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)汽車形成了巨大的挑戰(zhàn)。發(fā)展趨勢(shì)快，市場(chǎng)化進(jìn)程也快。混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)的匹配以及車輛在行駛過程中的協(xié)調(diào)控制密切相關(guān)。所以，研究混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)提高混合動(dòng)力汽車的性能具有理論意義?；旌蟿?dòng)力汽車是在純電動(dòng)汽車發(fā)展過程中為結(jié)合我國汽車市場(chǎng)推廣的實(shí)際情況而創(chuàng)造和發(fā)展起來的一種新技術(shù)。它通過先進(jìn)的儲(chǔ)能控制與處理系統(tǒng)的相互作用，將我車現(xiàn)有的大型內(nèi)燃機(jī)和具有一定負(fù)載能力的電儲(chǔ)能控制單元（主要采用高性能的鎳氫電池或超級(jí)儲(chǔ)能單元中的電容器）結(jié)合起來，它可以輕松實(shí)現(xiàn)大排量小排量，有效降低汽車的大量油耗，減少汽車環(huán)境中有害污染物的排放。國外學(xué)者普遍認(rèn)為，它應(yīng)該是我國第一款主流的清潔能源汽車，開發(fā)投資少，選擇推廣空間大，易于研究和實(shí)現(xiàn)，能夠滿足未來汽車排放控制標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)保節(jié)能的發(fā)展目標(biāo)，市場(chǎng)接受度高，各大型清潔汽車生產(chǎn)企業(yè)都在努力不斷加強(qiáng)對(duì)清潔混合能源汽車新技術(shù)應(yīng)用研究的產(chǎn)業(yè)支持和開發(fā)投入。這一研究課題也可能是在這樣的歷史背景下首次提出的。本研究的主要目的是合理研究和設(shè)計(jì)各種類型混合動(dòng)力系統(tǒng)的各種機(jī)構(gòu)控制參數(shù)和運(yùn)動(dòng)控制策略系統(tǒng)，尋找一種將電力系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)與機(jī)構(gòu)控制相結(jié)合的研究方法。該系統(tǒng)的集成控制策略是在兩個(gè)混合動(dòng)力系統(tǒng)之間均衡分配每輛車的平均驅(qū)動(dòng)功率和總功率。其設(shè)計(jì)的正確性和可靠性將直接影響氣動(dòng)系統(tǒng)的性能、耗油產(chǎn)生的巨大財(cái)政危機(jī)和各種各樣的污染物的排放?；旌蟿?dòng)力汽車的系統(tǒng)有三種分別是串聯(lián)，并聯(lián)和混聯(lián)系統(tǒng)。本文設(shè)計(jì)了一種基于SC7130的并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。1.2混合動(dòng)力汽車的發(fā)展及研究現(xiàn)狀國外研究現(xiàn)狀目前,許多國家都已經(jīng)制定了嚴(yán)格的汽車污染治理法規(guī)和環(huán)保節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)。在純電動(dòng)汽車還沒有很快地實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化的條件下,世界上的各個(gè)汽車企業(yè)都對(duì)于混合動(dòng)力汽車進(jìn)行了更高的投資和支持力度,陸續(xù)研究生產(chǎn)和推廣了各類混合動(dòng)力汽車的新技術(shù)。比如通用公司的preceptl.3混合空氣動(dòng)力中型豪華轎車,福特公司的豐田prodigy中型混合空氣動(dòng)力中型豪華轎車,戴母勒家族和克萊斯勒公司的presx3.1.5混合空氣動(dòng)力中型豪華轎車,還有日本豐田公司于1997年9月推出的美國王牌豪華車型豐田混合動(dòng)力中型豪華轎車,目前在中國全球汽車市場(chǎng)的累計(jì)銷量已經(jīng)達(dá)到接近年30萬輛。目前我國一些專家觀點(diǎn)認(rèn)為,混合動(dòng)力小型汽車的開發(fā),已經(jīng)不再僅僅是對(duì)汽車制造行業(yè)的一次簡(jiǎn)單技術(shù)革新,而是對(duì)一次全球性的汽車制造行業(yè)革命。國內(nèi)研究現(xiàn)狀目前為止我國在"八五"和"九五"期間均已經(jīng)有較大計(jì)劃地陸續(xù)推出了智能電動(dòng)汽車的一些重要關(guān)鍵技術(shù)專項(xiàng)研究攻關(guān)及其關(guān)鍵整車設(shè)計(jì)生產(chǎn)與技術(shù)研制,在此攻關(guān)基礎(chǔ)上還積極探索推出了一些新型插電混合能源動(dòng)力純智能電動(dòng)汽車及其相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品與關(guān)鍵技術(shù)在各方面的創(chuàng)新研究與推廣應(yīng)用。清華大學(xué)、華南理工大學(xué)、廣州電車公司等二十多家科研單位先后成功試制并推出了新型混合電氣動(dòng)力柴油車型。但從技術(shù)水平上看,國內(nèi)現(xiàn)在任然是研究的初級(jí)階段,與國外的研究發(fā)展相比仍有很大差距。由于我國所蘊(yùn)含的石油資源正在慢慢的減少，這使我國人民認(rèn)識(shí)到環(huán)保和資源的重要性，這就使混合動(dòng)力汽車正在慢慢崛起，有極大的可能發(fā)展成為中國汽車新能源汽車工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展，這也是近年來所有來華汽車界人士的共識(shí)。在今年的國家重點(diǎn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究項(xiàng)目發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）中，地方政府專門列出了電動(dòng)汽車發(fā)展的三大項(xiàng)目（包括混合燃料電池電動(dòng)汽車、混合燃料能源汽車和純氫電動(dòng)汽車），總建設(shè)成本8.8億元，包括混合能源微型車技術(shù)研發(fā)。目標(biāo)是在5年內(nèi)完成整車產(chǎn)業(yè)化。第2章混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)類型選擇混合動(dòng)力汽車的三種主要驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。串聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)串聯(lián)混合動(dòng)力其實(shí)就是把電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)串聯(lián)起來。其基本組成如圖1所示：圖1串聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)從實(shí)際來說，在實(shí)際應(yīng)用中，列車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與串聯(lián)式機(jī)構(gòu)相同，然后加裝一個(gè)蓄電池，使這個(gè)蓄電池起到峰值能量機(jī)構(gòu)的作用，這樣，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速就可以與內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速完全解耦，這樣就可以解決調(diào)速問題，不需要齒輪箱，而且內(nèi)燃機(jī)的功率輸出可以與發(fā)電機(jī)解耦，使內(nèi)燃機(jī)始終工作在最佳狀態(tài)，從而能夠提高燃油經(jīng)濟(jì)性。由此可見，串聯(lián)的內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)是通過電連接而不是通過機(jī)械連接。它的工作模式有以下幾種：內(nèi)燃機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)一起工作，使電機(jī)產(chǎn)生電能，驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)。如果內(nèi)燃機(jī)的工作功率大于驅(qū)動(dòng)功率，則電池充電，功率增加；反之，電池放電，功率減少；當(dāng)內(nèi)燃機(jī)不工作的時(shí)候，此時(shí)只由電機(jī)來帶動(dòng)汽車動(dòng)起來，這種現(xiàn)象往往在城市中低速行駛且電量充足的時(shí)候；汽車下坡或者減速時(shí)，此時(shí)內(nèi)燃機(jī)是不運(yùn)行的，所以電機(jī)能夠給電池充電。在這三種類型中，最簡(jiǎn)單的顯然是串聯(lián)混動(dòng)，它的控制策略的設(shè)計(jì)修改也最簡(jiǎn)單。串聯(lián)混動(dòng)因?yàn)楸容^單一，所以也會(huì)有很多的缺點(diǎn)：內(nèi)燃機(jī)不能直接驅(qū)動(dòng)車輪，要經(jīng)歷兩個(gè)轉(zhuǎn)換才能驅(qū)動(dòng)，消耗能量，成本高；由于電機(jī)需要一直驅(qū)動(dòng)汽車，串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車需要一個(gè)大的和一個(gè)小的動(dòng)力電機(jī)，導(dǎo)致成本很高；它的內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)都不可用于驅(qū)動(dòng)，浪費(fèi)資源。并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)令電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)通過并聯(lián)構(gòu)成并聯(lián)混動(dòng)結(jié)構(gòu)從而來帶動(dòng)汽車行駛，其基本組成如圖2所示：圖2并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在并聯(lián)式混合動(dòng)力中，電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力一般通過機(jī)械聯(lián)軸器連接，輸入和輸出的速度應(yīng)保持固定比例，如下圖所示：并聯(lián)式混合動(dòng)力車相當(dāng)于在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車上增加一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)系統(tǒng)和一個(gè)電池，并聯(lián)的模式比串聯(lián)的多一些。與串聯(lián)式混合動(dòng)力車相比，并聯(lián)式車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)不需要使用其全部動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)車輛，因此只需要一個(gè)小的發(fā)動(dòng)機(jī)，降低了生產(chǎn)成本。由于發(fā)動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)都能為車輛提供動(dòng)力，并聯(lián)混合動(dòng)力的功率略高?；炻?lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)混合動(dòng)力汽車是結(jié)合了串并聯(lián)的優(yōu)勢(shì)來產(chǎn)生輸出，典型混聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖3所示：圖3混聯(lián)混合動(dòng)力汽車圖中的離合器用來實(shí)現(xiàn)串聯(lián)和并聯(lián)之間的切換，離合器分開即為串聯(lián)，反之則是并聯(lián)?；旌蟿?dòng)力汽車傳統(tǒng)上不像串聯(lián)汽車那樣有變速器，這提高了變速器的效率，減少了汽車的整體重量；混合動(dòng)力汽車的電動(dòng)機(jī)和馬達(dá)可以一起驅(qū)動(dòng)汽車。然而，由于復(fù)雜的駕駛模式，混合動(dòng)力汽車的控制策略對(duì)汽車公司的要求更高。沒有變速箱的混合動(dòng)力汽車中的電動(dòng)馬達(dá)需要更多的動(dòng)力，這導(dǎo)致了更高的成本?；旌蟿?dòng)力結(jié)構(gòu)還需要更高的離合器，而且內(nèi)燃機(jī)的工作范圍比串聯(lián)式更大，因此成本往往比串聯(lián)式混合動(dòng)力多很多。綜上分析，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)選擇并聯(lián)結(jié)構(gòu)。2.2混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)因?yàn)榛旌蟿?dòng)力采用四軸并聯(lián)齒輪驅(qū)動(dòng)汽車系統(tǒng),承載汽車的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪由發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞動(dòng)力給承載驅(qū)動(dòng)輪的齒輪從而使驅(qū)動(dòng)方式得到最大能量，它的驅(qū)動(dòng)力則是由高壓電動(dòng)機(jī)提供,如圖5所示。發(fā)動(dòng)機(jī)離合器電動(dòng)機(jī)變速箱控制器電池組發(fā)動(dòng)機(jī)離合器電動(dòng)機(jī)變速箱控制器電池組主減速器車輪機(jī)械連續(xù)電功連續(xù)第3章混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本章介紹了并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)的參數(shù)和設(shè)計(jì)，如下圖所示，主要目的是設(shè)計(jì)各部件的參數(shù)，以提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性和過濾尾氣的能力。其中包括最大速度、發(fā)動(dòng)機(jī)功率、電池功率、電池容量大小、傳動(dòng)比大小、傳動(dòng)齒輪數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和儲(chǔ)能元件參數(shù)。通過有效控制，可以提高系統(tǒng)的整體效率，從而節(jié)省燃料，減少污染和廢氣排放，提高經(jīng)濟(jì)性。3.1混合動(dòng)力電動(dòng)汽車主要技術(shù)參數(shù)及動(dòng)力性要求在開始設(shè)計(jì)之前，先要上網(wǎng)查閱資料得到我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)所需要的參數(shù)數(shù)據(jù)，如下表所示。技術(shù)參數(shù)數(shù)值整車整車質(zhì)量（kg）865±20滿載質(zhì)量（kg）1190車輪半徑（m）0.265滾動(dòng)阻力系數(shù)0.012空氣阻力系數(shù)0.38發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率（kW）63/6000rpm最大扭矩（Nm）110/3500—4500rpm最高轉(zhuǎn)速(rpm)6300與SC7130汽車的功率性能相比較，本文對(duì)混合動(dòng)力汽車的功率要求提出如下建議：(1)最高車速≥80km／h；(2)加速時(shí)間≤26s(50km/h)；(3)最大爬坡度≥35％。3.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該首先確定電機(jī)和發(fā)電機(jī)的功率參數(shù),由汽車行駛時(shí)的功率變化動(dòng)態(tài)來決定這兩者的分配(由控制戰(zhàn)略來實(shí)現(xiàn))。3.2.1發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)當(dāng)汽車在低矮的陡坡上平穩(wěn)勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)本身就能提供能量，不需要蓄電池提供動(dòng)能讓汽車行駛。如果用蓄電池提供能量，很可能造成蓄電池過熱放電，這將大大影響蓄電池的壽命和各方面的正常運(yùn)行。汽車在高速循環(huán)行駛和制動(dòng)過程中所需要的平均功率由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出它所能提供的最大和穩(wěn)定的功率，高速循環(huán)行駛和反反復(fù)復(fù)起動(dòng)停止需要的平均功率應(yīng)小于或等于整車發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的汽車行駛的最大平均功率。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率應(yīng)以上述兩點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。(1)在混動(dòng)型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的獨(dú)自增壓驅(qū)動(dòng)下使它能夠完全滿足普通高速公路上電動(dòng)汽車的額定行駛速度和功率控制要求:汽車在水平高速公路上勻速行駛時(shí)，其功率為：(1)其中，—車輪到發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)效率，取0.9;—汽車行駛速度，—重力加速度，9.81—滾動(dòng)阻力系數(shù)—空氣的密度，1.2257—空氣阻力系數(shù)—受風(fēng)面積，代入所需參數(shù)并進(jìn)行計(jì)算,可以得出當(dāng)汽車在水平路面或高速公路上行駛時(shí),速度可以達(dá)80km/h時(shí)所需的功率大約為43.31kw,取整,得發(fā)動(dòng)機(jī)功率為44kW。(2)能夠滿足傳統(tǒng)循環(huán)工況下車輛的平均運(yùn)轉(zhuǎn)功率要求:在一個(gè)循環(huán)工況中，平均行駛功率可由下式計(jì)算得到（2）令1.01為車輛旋轉(zhuǎn)質(zhì)量轉(zhuǎn)換系數(shù)。平均運(yùn)行功率根據(jù)制動(dòng)力再生的程度而變化。兩個(gè)極端情況是完全恢復(fù)和零恢復(fù)。如果車輛的制動(dòng)能量得到充分的回收，平均駕駛功率可按公式2計(jì)算；如果制動(dòng)能量回收的瞬時(shí)功率為零，平均瞬時(shí)駕駛功率必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于以前的狀態(tài)，瞬時(shí)功率小于0的改為0?？捎孟旅娴墓絹碛?jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門的平均功率:（3）其中是循環(huán)的總運(yùn)行時(shí)間，是發(fā)動(dòng)機(jī)全開時(shí)每個(gè)轉(zhuǎn)子的輸出功率，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率為44kw，使用SC7130轎車專用的發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的外部特性降低了一定比例。圖1和圖2顯示了上述車輛以及ftp75道路循環(huán)和NEDC循環(huán)的功率圖。通過比較這些可能的最大平均輸出功率和計(jì)算出的平均驅(qū)動(dòng)功率，可以看出，選擇各種發(fā)動(dòng)機(jī)功率是為了滿足這些駕駛周期的驅(qū)動(dòng)要求。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)功率被設(shè)定為滿足道路車輛類駕駛的要求，即44kw。圖1FTP75高速公路工況下的上述功率圖圖2NEDC循環(huán)工況3.2.2傳動(dòng)系參數(shù)峰值的功率是電機(jī)提供產(chǎn)生，它具有低速時(shí)扭矩大的特點(diǎn)。選取了一個(gè)單一速比的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在電機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪之間，這使得汽車在加速和爬坡時(shí)能夠獲得足夠的扭矩。驅(qū)動(dòng)輪和發(fā)動(dòng)機(jī)是由一個(gè)多比率傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。這種多比率傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)的儲(chǔ)備功率，改善車輛的動(dòng)力性能。該機(jī)制還使發(fā)動(dòng)機(jī)有更多機(jī)會(huì)處于最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍，使燃油經(jīng)濟(jì)性得到大大提高。發(fā)動(dòng)機(jī)的巨大儲(chǔ)備功率允許對(duì)電池進(jìn)行快速充電。然而，多速比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)比單速比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)更大、更重、更復(fù)雜，其控制也更復(fù)雜。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)更仔細(xì)地考慮參數(shù)的選擇和機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。本文的設(shè)計(jì)系統(tǒng)選用從發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)到負(fù)載輪的多速比齒輪控制機(jī)制和從電機(jī)系統(tǒng)到驅(qū)動(dòng)輪的單速比傳動(dòng)機(jī)制。變速器變速箱系統(tǒng)的傳動(dòng)比參數(shù)主要由自動(dòng)變速器和變速器主軸及減速器的傳動(dòng)比系數(shù)組成。最大爬坡速度比需要對(duì)比車輛的最高爬坡行駛坡度，最小爬坡速度比需要分析車輛的最高爬坡行駛轉(zhuǎn)向速度來決定。3.2.3傳動(dòng)比的選擇最小傳動(dòng)比選擇在這一點(diǎn)上的傳動(dòng)比是系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的最小傳動(dòng)比。它可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)的最大速度的功率平衡點(diǎn)來選擇。說白了，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最大功率平衡點(diǎn)時(shí)，對(duì)應(yīng)的最大速度是80公里/小時(shí)。在這一點(diǎn)上，它有以下的對(duì)應(yīng)關(guān)系：（4）所以（5）帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得：最大傳動(dòng)比選擇齒輪傳動(dòng)頭齒輪主減速比乘以齒輪主減速比之間數(shù)值就是最大的齒輪傳動(dòng)減速比。機(jī)器速度的比較更主要是為了滿足這兩個(gè)要求。（6）式中，—最大爬坡度，;帶入數(shù)據(jù)得，滿足附著條件，即牽引力小于等于附著力（7）可得（8）式中，—最大牽引力，單位：N；—附著力，單位：N；—驅(qū)動(dòng)橋質(zhì)量，取，單位：kg；—附著系數(shù)，?。淮肟傻?，由此可以得出，發(fā)動(dòng)機(jī)行駛時(shí)的最大傳動(dòng)比應(yīng)該介于26.72到33之間。由于發(fā)動(dòng)機(jī)需要由發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)，最大傳動(dòng)比需要滿足混合驅(qū)動(dòng)的附著力條件。考慮到這些因素，為了滿足車輛動(dòng)力性能的要求，相鄰齒輪之間的傳動(dòng)比應(yīng)該最小化。各機(jī)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)完成后，可以將得出的參數(shù)進(jìn)行代入計(jì)算證明自己所做的沒有錯(cuò)誤.3.2.4變速器檔位數(shù)及各檔傳動(dòng)比的選擇變速器的檔位數(shù)主要從動(dòng)力特性、經(jīng)濟(jì)特性、工作、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和要求等方面來選擇。檔位越多，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用率越高，不僅可以提高動(dòng)力效率，還可以增加柴油機(jī)在低油耗區(qū)工作的概率，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。但是，多檔位自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)，特別是操作機(jī)構(gòu)可能非常復(fù)雜，因此，檔位數(shù)的選擇應(yīng)以兩方面的協(xié)調(diào)為基礎(chǔ)。SC7130轎車在主減速器和副減速器上的速比為5。因此，可以采用五檔變速器，各檔的等速分配系數(shù)應(yīng)按其等速系數(shù)合理分配。綜合分析，對(duì)齒輪速比進(jìn)行了設(shè)計(jì)，如表3.2.4所示。ⅠⅡⅢⅣⅤ3.12.16571.5131.0000.7385表3.2.4變速器各檔速比3.2.5電機(jī)參數(shù)通常使用功率相對(duì)較低的發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)樵诟咚偌铀俸团榔聲r(shí)，動(dòng)力不是由發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)提供，而是由電驅(qū)動(dòng)設(shè)備和帶有發(fā)動(dòng)機(jī)的儲(chǔ)能單元（電池組、儲(chǔ)能飛輪或超級(jí)電容器）來驅(qū)動(dòng)車輛高速行駛。對(duì)于一些電動(dòng)輔助的平行混合動(dòng)力汽車，電機(jī)起著給混合動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)生峰值功率的作用。發(fā)動(dòng)機(jī)功率的設(shè)計(jì)要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)在幾個(gè)典型循環(huán)條件下的加速性能和車輛在運(yùn)行過程中所需要的峰值功率。根據(jù)給定的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的加速特性來判斷電機(jī)的最大功率。(1)基于加速性能的電機(jī)功率初步估算:在這個(gè)初步估計(jì)的時(shí)候，可以假設(shè)車輛的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)力（克服滾動(dòng)阻力和空氣阻力）是由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供的，而動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)力（克服加速過程中的慣性阻力）是由電動(dòng)機(jī)提供的。有了這一假設(shè),電機(jī)的輸出扭矩和驅(qū)動(dòng)汽車的加速度就會(huì)有如下關(guān)系：(9)其中，—電機(jī)輸出扭矩；—電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)為1.03；—電機(jī)到驅(qū)動(dòng)輪的傳動(dòng)比；—電機(jī)到驅(qū)動(dòng)輪的傳動(dòng)效率為0.95；—車輪滾動(dòng)半徑使用圖3.2.5所示的電機(jī)輸出特性和給定的從初始速度0到最終速度的加速時(shí)間t-a(26s)，電機(jī)功率可以從公式10得到，如式11：圖3．2.5汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)F的驅(qū)動(dòng)力-車速曲線(10)(11)其中是發(fā)動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下的最大時(shí)間速度。上述公式表明，如果電機(jī)的加速特性是穩(wěn)定的，那么在額定速度下，電機(jī)的速度和功率水平都會(huì)降低。根據(jù)公式10，計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)功率水平與它的基本速比x之間的關(guān)系。如果輸出電機(jī)x小（相對(duì)于高），減少可以大大降低輸出電機(jī)的功率水平要求。但是，如果x比較大（小于x），如x>5，效果就不明顯本文選取電機(jī)功率x=5，經(jīng)公式11計(jì)算，初步估算電機(jī)功率=52.13kw。(2)驗(yàn)算初步估計(jì)的電功率第（1）步電機(jī)功率在設(shè)計(jì)上過高，因?yàn)樵诟咚偌铀贂r(shí)，電機(jī)是用來克服汽車的滾動(dòng)阻力和空氣壓縮阻力的，同時(shí)也是一個(gè)備用電源，這也分享了汽車的一些備用電源。柴油機(jī)的平均備用功率在高速時(shí)表示為:(12)式中，—發(fā)動(dòng)機(jī)功率，單位：kW—阻力功率，單位：kW—加速時(shí)間，單位：s；—發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)開始時(shí)刻，單位：s。傳遞給驅(qū)動(dòng)輪的發(fā)動(dòng)機(jī)功率也與變速器的機(jī)械部件的齒輪數(shù)和傳遞的扭矩成正比。3.2.6儲(chǔ)能元件參數(shù)儲(chǔ)能裝置的主要性能和參數(shù)有兩個(gè)：功率和容量。功率選擇儲(chǔ)能元件的功率控制設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單明了，主要是為了滿足發(fā)電機(jī)的輸入功率要求，即：(13)公式中，—電機(jī)最大功率，—電機(jī)效率。我們選擇的是某種交流式發(fā)動(dòng)機(jī)，它的平均效率是0.8，最大功率是44kW，最大效率是0.9，經(jīng)過計(jì)算我得儲(chǔ)能單元功率為55kW。容量（14）和（15）其中,-儲(chǔ)能單片機(jī)元件；-引擎發(fā)動(dòng)機(jī)所輸出的容量；-發(fā)動(dòng)機(jī)輸入功率；-引擎輸入功率。我們能夠用下面的公式求出儲(chǔ)能元件的能量：（16）儲(chǔ)能元件中的能量只有一部分能夠利用，百分?jǐn)?shù)可以用SOC表示。我們可以用下面的公式來確定儲(chǔ)能元件的能量:（17）式中,-兩個(gè)儲(chǔ)能元件的存放電量；-儲(chǔ)能元件soc下界；-儲(chǔ)能元件soc上界。3.3混合動(dòng)力汽車變速器設(shè)計(jì)3.3.1檔數(shù)和傳動(dòng)比的選擇

目前，汽車的檔位選擇一般設(shè)定為4至5檔，所以本次選的就是5檔。根據(jù)車輛的最大坡度，車輛的最小穩(wěn)定速度，驅(qū)動(dòng)輪的牽引力，主減速比和驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑，選擇變速器的最小傳動(dòng)比，確定最終的傳動(dòng)比。我們不計(jì)算低速爬坡的時(shí)間阻力，所以用下面的公式來計(jì)算最大驅(qū)動(dòng)力。符合I傳動(dòng)比：其中：—汽車總質(zhì)量；—重力加速度；—主減速比；—傳動(dòng)效率—驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑；—發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；—道路最大阻力系數(shù)。由驅(qū)動(dòng)輪的附著條件可知：得：式中：—路面附著系數(shù)，計(jì)算的時(shí)候?。弧囕v在滿載時(shí)靜止于水平路面上時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給路面的載荷由上式可知，滿載的質(zhì)量是1800kg

得，查閱資料可知，大部分傳動(dòng)比的數(shù)值在0.7和0.8之內(nèi)，?。?。中間檔的傳動(dòng)比q為：理論和實(shí)際有出入。由上式可得：故：（取整為1）由上述結(jié)果可知，傳動(dòng)比符合要求。3.3.2中心距的選擇

中心距對(duì)變速器來說是很重要的，所以我們要選擇更為合適的中心距來保證齒輪的強(qiáng)度。兩軸之間的中心距是由下面公式計(jì)算可得：該公式中：取中心距其中的一個(gè)系數(shù)為，——變速器中心距（mm）；——發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出的轉(zhuǎn)矩為150；——變速器一檔傳動(dòng)比為3.455；——變速器傳動(dòng)效率，取96%。因?yàn)檗I車的變速器中心距在65到80mm之間，所以取。3.3.3變速器的外形尺寸乘用車變速器殼體的軸向尺寸可以參考下面的公式進(jìn)行選擇：初選長度為240mm。3.3.4齒輪參數(shù)(1)模數(shù)選擇齒輪模數(shù)時(shí)應(yīng)遵守的一般原則是：為了降低噪音應(yīng)合理的降低模數(shù)，同時(shí)增加齒寬；為了使質(zhì)量更小，應(yīng)增加模數(shù)，同時(shí)減少齒寬；從工藝方面看，每個(gè)齒輪應(yīng)選擇一個(gè)模數(shù)；從強(qiáng)度方面看，每個(gè)齒輪應(yīng)具有不同模數(shù)。對(duì)于汽車來說，降低工作噪音是比較重要的，所以模數(shù)應(yīng)選得小一些。法向模數(shù)為：

其中，可得出。

1檔直齒輪的模數(shù)：

計(jì)算可得：(2)壓力角α-齒形和壓力角、β-螺旋角、b-齒寬的選擇：項(xiàng)目車型齒形壓力角α轎車高齒并修形的齒形14.5°，15°，16°，16.5°重型車GB1356-78規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒形低檔、倒檔齒輪22.5°，25°對(duì)于轎車，為了降低噪聲，應(yīng)選用14.5°、15°、16°、16.5°等小些的壓力角。(3)螺旋角齒輪的螺旋角對(duì)齒輪的工作噪音、齒輪齒的強(qiáng)度和軸向力都有影響。當(dāng)選擇較大的螺旋角時(shí)，齒輪的嚙合重疊度增加，因此工作平穩(wěn)，噪音降低。試驗(yàn)證明，隨著螺旋角的增大，齒的強(qiáng)度也相應(yīng)增加，但當(dāng)螺旋角大于30°時(shí)，彎曲強(qiáng)度突然下降，而接觸強(qiáng)度則繼續(xù)上升。因此，從提高低檔齒輪的抗彎強(qiáng)度來說，并不希望使用過大的螺旋角；而從提高高檔齒輪的接觸強(qiáng)度來說，應(yīng)選擇較大的螺旋角。(4)齒寬通常根據(jù)齒輪模數(shù)的大小來選定齒寬斜齒，取為6.0～8.5。為了提高齒輪的使用壽命和傳動(dòng)穩(wěn)定性，有必要隨著齒輪長度的減少而增加接觸應(yīng)力，反之，齒寬系數(shù)的值會(huì)變大。(5)齒頂高度系數(shù)對(duì)重合度、齒部強(qiáng)度、工作噪音、齒輪齒的相對(duì)滑動(dòng)速度、齒輪齒根切口和齒頂厚度都有影響。如果齒頂高度系數(shù)小，齒輪的重疊度就小，工作噪音就大；但是，齒輪齒的彎矩就減小，齒輪齒的彎曲應(yīng)力也就減小。齒輪加工精度提高后，包括我國在內(nèi)，頂高系數(shù)都取為1.00。為了增加齒輪的嚙合度，降低噪音，提高齒根強(qiáng)度，變速器采用頂高系數(shù)超過1.00的細(xì)高齒。3.3.4各檔齒輪齒數(shù)的分配和齒輪參數(shù)的計(jì)算在初步選定中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角后，可根據(jù)變速器的齒輪數(shù)、傳動(dòng)比和傳動(dòng)方案來分配齒輪齒數(shù)。需要注意的是，為了使齒面磨損均勻，齒輪齒數(shù)的比例應(yīng)盡量不為整數(shù)。（1）一檔齒數(shù)參數(shù)的確定一檔傳動(dòng)比為：3.455取為53。轎車取12，則。(2)對(duì)中心距A進(jìn)行修正取整得，為標(biāo)準(zhǔn)中心矩。計(jì)算精確值：當(dāng)量齒數(shù)理論中心距端面壓力角端面嚙合角變位系數(shù)之和查變位系數(shù)線圖得：計(jì)算精確值：分度圓直徑齒頂高式中：齒根高齒全高齒頂圓直徑齒根圓直徑（3）二檔齒數(shù)參數(shù)的確定已知：，，，；將數(shù)據(jù)代入上兩式，取整：53；齒數(shù)取整得：，。計(jì)算精確值：當(dāng)量齒數(shù)理論中心距端面壓力角端面嚙合角變位系數(shù)之和查變位系數(shù)線圖得：計(jì)算精確值：所以分度圓直徑齒頂高式中：齒根高齒全高=5.605mm齒頂圓直徑齒根圓直徑（4）計(jì)算三檔齒輪參數(shù)已知：，，，；將數(shù)據(jù)代入上兩式，，取整57齒數(shù)取整得：，計(jì)算精確值：當(dāng)量齒數(shù) 理論中心距端面壓力角端面嚙合角變位系數(shù)之和查變位系數(shù)線圖得：分度圓直徑齒頂高式中：齒根高齒全高齒頂圓直徑齒根圓直徑（5）計(jì)算四檔齒輪參數(shù)已知：，，，；將數(shù)據(jù)代入上兩式：，取整59；齒數(shù)取整得：，計(jì)算精確值：當(dāng)量齒數(shù)：理論中心距：端面壓力角：端面嚙合角：變位系數(shù)之和：查變位系數(shù)線圖得：分度圓直徑：齒頂高：式中：齒根高：齒全高：齒頂圓直徑：齒根圓直徑：（6）計(jì)算五檔齒輪參數(shù)已知：，，，；將數(shù)據(jù)代入上兩式：，取整59齒數(shù)取整得：，。計(jì)算精確值：當(dāng)量齒數(shù)理論中心距端面壓力角端面嚙合角變位系數(shù)之和查變位系數(shù)線圖得：分度圓直徑齒頂高式中：齒根高齒全高齒頂圓直徑齒根圓直徑（7）計(jì)算倒檔齒輪參數(shù)倒擋齒輪選用的模數(shù)和一擋一樣，倒擋齒輪的齒數(shù)一般在21～23之間，初選后，可計(jì)算出輸入軸與倒擋軸的中心距。初選，，則：為保證倒擋齒輪的嚙合和不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，齒輪12和11的齒頂圓之間應(yīng)保持有1mm以上的間隙，則齒輪11的齒頂圓直徑應(yīng)為為了保證齒輪11和12的齒頂圓之間應(yīng)保持有1mm以上的間隙，取計(jì)算倒擋軸和輸出軸的中心距：分度圓直徑齒頂高齒根高齒全高齒頂圓直徑齒根圓直徑3.3.5變速器齒輪的材料及熱處理(1)齒輪材料的選擇原則由于一對(duì)齒輪一直參與傳動(dòng)，磨損較大，齒輪還受到較大的沖擊載荷作用，對(duì)抗彎強(qiáng)度要求比較高。應(yīng)選用硬質(zhì)齒輪組合，所有齒輪均選用滲碳后表面淬火處理，其硬度為。(2)變速器齒輪的材料及熱處理滲碳齒輪在淬火、回火后要求齒輪的表面硬度為，心部硬度為。(3)軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸在工作中承受著扭矩、彎矩，因此應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果軸的剛度不足，在載荷作用下，變速器會(huì)產(chǎn)生過大的變形，影響齒輪的正常嚙合，產(chǎn)生過大的噪聲，并會(huì)降低齒輪的使用壽命。設(shè)計(jì)變速器時(shí)主要考慮：軸的結(jié)構(gòu)形狀、軸的直徑、長度、軸的剛度和強(qiáng)度等。在已知兩軸式變速器中心距時(shí)，軸的最大直徑和支承距離的比值可在以下范圍內(nèi)選?。簩?duì)輸入軸，；對(duì)輸出軸，。輸入軸花鍵部分直徑（mm）可按下式初選?。海?）式中——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，=4.0～4.6；——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N·m）。輸入軸花鍵部分直徑為：=21.25～24.44mm初選輸入、輸出軸支承之間的長度=255mm。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件確定軸的最小直徑為（2）式中d——軸的最小直徑（mm）；——軸的許用剪應(yīng)力（MPa）；P——發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率（kw）；n——發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）。將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（2）式，得：mm所以，選擇軸的最小直徑為23mm。3.3.6軸的強(qiáng)度驗(yàn)算軸在垂直面上產(chǎn)生的撓度和軸處于水平面上的旋轉(zhuǎn)角度是對(duì)齒輪工作影響最大的。前者使齒輪中心距發(fā)生變化，破壞了齒輪的正確嚙合；后者使齒輪相互偏斜，導(dǎo)致沿齒長方向的壓力分布不均勻。在首次選定軸的尺寸后，可以對(duì)軸的剛度和強(qiáng)度校驗(yàn)。軸的撓度和轉(zhuǎn)角可按《材料力學(xué)》的有關(guān)公式計(jì)算。運(yùn)算時(shí)，只要計(jì)算齒輪所在位置軸的撓度和轉(zhuǎn)角。第一軸的常嚙合齒輪副，因距離支承點(diǎn)近，負(fù)荷又小，通常撓度不大，故可以不必計(jì)算，如下圖所示：圖1變速器軸的撓度和轉(zhuǎn)角軸在垂直面內(nèi)撓度為，在水平面內(nèi)撓度為和轉(zhuǎn)角為，可分別用下式計(jì)算：（1）（2）（3）式中：——齒輪齒寬中間平面上的徑向力（N）；——齒輪齒寬中間平面上的圓周力（N）；——彈性模量（MPa），=2.1×105MPa；——慣性矩（mm4），對(duì)于實(shí)心軸，；——軸的直徑（mm），花鍵處按平均直徑計(jì)算；、——齒輪上的作用力距離支座A、B的距離（mm）；——支座間的距離（mm）。軸的全撓度為mm。軸在垂直面和水平面內(nèi)撓度允許值為，。齒輪所在平面的轉(zhuǎn)角不能大于0.002rad。1.計(jì)算變速器上個(gè)齒輪的圓周力、切向力、軸向力輸入軸：2.變速器輸入軸的剛度計(jì)算（1）一檔工作時(shí)的計(jì)算已知：a=24mm；b=157mm；L=181mm；d=23mm，則有mmmmmm。(2)二檔工作時(shí)的計(jì)算已知：a=85mm；b=96mm；L=181mm；d=25mm，則有mmmmmm（3）三檔工作時(shí)的計(jì)算已知a=111mm；b=70mm；L=181mm；d=30mm，則有=mmmmmm由于第四和第五個(gè)齒輪離支座只有20毫米左右的距離，而且與其他齒輪相比，受力相對(duì)較小，所以與第一、第二和第二齒輪相比，它們的偏移和旋轉(zhuǎn)角度可以忽略不計(jì)。變速器輸出軸的剛度計(jì)算（1）一檔工作時(shí)的計(jì)算已知：a=20mm；b=151mm；L=171mm；d=30mm，則有mmmmmm（2）二檔工作時(shí)的計(jì)算已知：a=88mm；b=83mm；L=171mm；d=26mm，則有mmmm（3）三檔工作時(shí)的計(jì)算已知a=112；b=59mm；L=171mm；d=25mm，則有=mmmm由于四、五檔距離支撐處只有20mm左右，而且受力相對(duì)于其它各檔的受力比較小，所以其撓度和轉(zhuǎn)角相對(duì)于一、二、檔可以忽略。3.3.7軸的強(qiáng)度計(jì)算1、輸入軸強(qiáng)度校核=7563.2N,=3808.46N，=3055.46N（1）求H面內(nèi)支反力、和彎矩輸入軸受力如圖2（a）所示，則+=×=×由以上兩式可得=4833.96N，=432.33N，=89428.26N·mm。（a）輸入軸水平方向受力圖（b）輸入軸垂直方向受力圖圖2輸入軸受力圖（2）求V面內(nèi)支反力、和彎矩輸入軸受力如圖2（b）所示，則+=（+）－×－=0由以上兩式可得=1747.15N，=52.03N，=32322.28N·mm彎矩圖如圖3所示。==115953.25N·mm===103.74＜[]（a）輸入軸水平彎矩圖（b）輸入軸垂直彎矩圖圖3輸入軸彎矩圖2、輸出軸強(qiáng)度校核，，求H面內(nèi)支反力、和彎矩輸出軸受力如圖4（a）所示，則由以上兩式可得，，（2）求V面內(nèi)支反力、和彎矩輸出軸受力如圖4（b）所示，則+=（+）=－=0由以上兩式可得，，（a）輸出軸水平方向受力圖（b）輸出軸垂直方向受力圖圖3.6輸入軸受力圖彎矩圖如圖7所示：圖7輸出軸彎矩圖3.3.8軸承選擇與壽命計(jì)算軸承的使用壽命可按汽車以平均速度行駛至大修前的行駛里程S來計(jì)算。（）其中，，h。初選軸承型號(hào)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇30205型號(hào)軸承KN，KN；30206型號(hào)軸承KN，KN1、變速器一檔工作時(shí)N，N軸承的徑向載荷=3212N；N查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得，Y=1.6。NNN所以軸承內(nèi)部軸向力NN計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得到，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得到；，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得到。當(dāng)量動(dòng)載荷式中——支反力。表8變速器各檔的相對(duì)工作時(shí)間或使用率車型檔位數(shù)最高檔傳動(dòng)比/%變速器檔位ⅠⅡⅢⅣⅤ轎車普通級(jí)以下3113069410.532076.54<1182368中級(jí)以上3112277410.5210.5874<10.532076.5510.52418.5755<10.521557.525h查表可得到該檔的使用率，所以h所以軸承壽命滿足要求。2、變速器在四檔工作時(shí)NNN軸承的徑向載荷：=182；N軸承內(nèi)部軸向力：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：Y=2NNN所以NN計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得到。當(dāng)量動(dòng)載荷NNh查表可得到該檔的使用率，于是h所以軸承壽命滿足要求。第4章混合動(dòng)力電動(dòng)汽車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1控制策略分析不同類型的動(dòng)力混合電動(dòng)汽車可能需要不同模式的動(dòng)力控制系統(tǒng)策略，通過調(diào)節(jié)和自動(dòng)控制整個(gè)車輛的動(dòng)力，并從不同的動(dòng)力部件獲得輸入和輸出，實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)力控制。一般來說，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的成本控制策略有三個(gè)主要目標(biāo)。（1）最佳的整體燃油經(jīng)濟(jì)性（2）最低的空氣污染物排放（3）最低的傳動(dòng)系統(tǒng)部件成本。在研究和開發(fā)新型混合動(dòng)力車的質(zhì)量控制策略時(shí)，需要注意和考慮以下幾個(gè)關(guān)鍵問題:(1)要考慮好發(fā)電機(jī)的工作位置。參照柴油機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速特性曲線，以經(jīng)濟(jì)性、最低排放或兩者的結(jié)合為基礎(chǔ)，確定柴油機(jī)的最佳工作位置。(2)控制最低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。然而，當(dāng)柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，燃油效率很低。因此，當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速超過一定值時(shí)，必須切斷柴油機(jī)（即關(guān)閉柴油機(jī)或分離離合器）。(3)正確選擇合適的電池負(fù)載狀態(tài)。蓄電池的SOC值必須始終保持在合理的溫度范圍內(nèi)，以便車輛在加速時(shí)能夠提供足夠的容量，在制動(dòng)和下坡行駛時(shí)能夠提供可回收的能量。(4)蓄電池的安全工作壓力。在放電、發(fā)電機(jī)充電或再生制動(dòng)過程中，蓄電池的燃料供應(yīng)和電壓將發(fā)生很大變化，應(yīng)避免蓄電池供應(yīng)過低或過高。否則，蓄電池將被永久損壞。(5)分工適當(dāng)。在該系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力循環(huán)中，發(fā)動(dòng)機(jī)和整個(gè)電池不需要合理匹配和共享電動(dòng)汽車各系統(tǒng)所需的驅(qū)動(dòng)功率。(6)根據(jù)工況進(jìn)行選型。在一些大中城市或地方，混合動(dòng)力汽車應(yīng)該采用純電動(dòng)模式，可以手動(dòng)或自動(dòng)控制。目前，在油電并行汽車和混合動(dòng)力汽車中廣泛使用的能量控制策略主要有集成電驅(qū)動(dòng)輔助系統(tǒng)控制策略、基于固定能量循環(huán)條件的能量全局自動(dòng)優(yōu)化系統(tǒng)控制策略、集成能量管理控制系統(tǒng)策略和自適應(yīng)控制管理策略。由于這種邏輯控制門檻的自動(dòng)控制設(shè)計(jì)方法相對(duì)簡(jiǎn)單，易于設(shè)計(jì)和實(shí)施，國外公司生產(chǎn)的新型混合動(dòng)力汽車樣車和我國生產(chǎn)的樣車大多采用這種邏輯控制系統(tǒng)方法。采取帶有邏輯閾值控制的功率輔助控制策略則是電池SOC最大化控制策略。其控制意圖是將汽車動(dòng)力系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)作為一個(gè)靈活的受控元件，采用它們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的快速響應(yīng)和高控制精度的優(yōu)勢(shì)，在車輛運(yùn)行過程中，可以根據(jù)工況的需要實(shí)時(shí)調(diào)整電機(jī)。只要電池的SOC值沒有達(dá)到充電上限，就用工作在最佳區(qū)域的發(fā)動(dòng)機(jī)的剩余功率為電池充電，并努力使電池的SOC保持在較高的水平，以保證動(dòng)力系統(tǒng)的正常工作，從而保證車輛的動(dòng)力性能。電池荷電狀態(tài)最大化控制策略強(qiáng)調(diào)將電池荷電狀態(tài)維持在較高水平。然而，在某些工況下，如長時(shí)間低速、低加速行駛，電池充電容易達(dá)到SOC的上限。這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)被迫在低負(fù)荷下工作，從而降低效率。因此，有必要采用發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)控制策略進(jìn)行調(diào)整,如圖4.1。當(dāng)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)的策略采用soc電池最大化。當(dāng)電池充電狀態(tài)達(dá)到一定的上限時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)將關(guān)閉，汽車將完全由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)SOC速度達(dá)到一定的下限時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，如圖4.2所示。圖4.1發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)控制示意圖圖4.2電池SOC控制策略圖解4.2電路設(shè)計(jì)并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、混合動(dòng)力制動(dòng)、再生制動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)蓄電池充電等幾種工作模式，具體控制思路如下：純電機(jī)模式當(dāng)混合動(dòng)力汽車高速起步低速行駛時(shí)，相應(yīng)發(fā)