本文關(guān)鍵詞：基于AMT的三軸式混合動力耦合機構(gòu)的設(shè)計與分析　出處：《吉林大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 混合動力汽車 AMT變速器 燃油經(jīng)濟性 動力性 換擋品質(zhì)

【摘要】：混合動力汽車(HEV)結(jié)合了純電動汽車和傳統(tǒng)發(fā)動機汽車的優(yōu)點,在節(jié)能,排放,行駛里程方面都有很好的表現(xiàn)。根據(jù)混合程度和行駛工況的不同,混合動力汽車相對于傳統(tǒng)汽車能夠?qū)崿F(xiàn)30-50%的節(jié)油效果。豐田混合動力系統(tǒng)THS(Toyota Hybrid System)采用行星排式功率分流機構(gòu),稱為ECVT(Electronic Continuously Variable Transmission)。通過行星齒輪將發(fā)動機,發(fā)電機以及電動機的輸出動力進行耦合,并通過發(fā)電機主動調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速,保證發(fā)動機高效運行。根據(jù)駕駛員的駕駛需求以及車輛自身狀態(tài),THS能夠?qū)崿F(xiàn)純電動驅(qū)動模式以及混合驅(qū)動模式平順切換,保證動力系統(tǒng)的高效運行。除此之外混合動力汽車大多采用AT(Automatic Transmission),CVT(Continuously Variable Transmission),或者DCT(Dual Clutch Transmission)作為動力耦合機構(gòu)。通過增加電機以及相應(yīng)的動力傳遞路線,實現(xiàn)純電動驅(qū)動以及混合驅(qū)動。相對于其它種類的變速箱,AMT(Automatic Mechanical Transmission)變速箱采用齒輪傳動,沒有液力變矩器和濕式離合器,結(jié)構(gòu)簡單,傳動效率高達92-98%。然而傳統(tǒng)AMT變速箱在換擋過程需要干式離合器分離,即切斷發(fā)動機與變速箱的動力傳遞,因此存在換擋過程中動力中斷現(xiàn)象,影響乘坐舒適性。如果通過電動機對AMT變速箱換擋過程進行動力補償,那么高傳動效率的AMT變速箱在混合動力車輛中將有非常廣闊的應(yīng)用前景。本文的主要研究內(nèi)容如下:首先論文提出三種基于AMT的混合動力耦合機構(gòu),同時對這三種混合動力耦合機構(gòu)方案進行詳細介紹,包括結(jié)構(gòu)、工作原理以及換擋過程,并對各自的優(yōu)點和缺點進行了詳細分析。分析了混合動力汽車所采用的阿特金森循環(huán)發(fā)動機,交流永磁同步電機的工作原理,以及技術(shù)優(yōu)勢。建立的換擋執(zhí)行機構(gòu)的仿真模型,并進行了實驗測試。通過AMESim軟件搭建應(yīng)用P-AMT的混合動力車輛模型,同時搭建應(yīng)用ECVT的混合動力車輛模型。對上述模型進行燃油經(jīng)濟性分析,包括發(fā)動機以及電動機的運行情況進行分析。以百公里加速時間為性能指標,對兩混合動力車輛進行動力性對比。結(jié)果顯示采用P-AMT的混合動力車輛模型驅(qū)動模式更多,切換更為靈活,發(fā)動機啟動次數(shù)更少,運行效率更高,整體燃油經(jīng)濟性表現(xiàn)更好。同時在行駛過程中不會產(chǎn)生功率循環(huán)現(xiàn)象,也減少了不必要的能量消耗。P-AMT的兩臺電動機與一臺發(fā)動機在加速過程中可以輸出功率可以疊加,整車動力性更好。對P-AMT混合動力耦合機構(gòu)的換擋過程進行分析,包括混合驅(qū)動模式下的換擋過程,以及純電動模式下的換擋過程。對換擋時間,換擋過程中車輛驅(qū)動力矩的變化,以及換擋過程的對車輛車輛沖擊度進行分析。
[Abstract]:Hybrid electric vehicles (HEV), which combine the advantages of pure electric vehicles and traditional motor vehicles, have good performance in energy saving, emission and mileage. According to the difference of mixing degree and driving condition, the fuel saving effect of hybrid electric vehicle (HEV) relative to the traditional vehicle (30-50%) can be realized. The TOYOTA hybrid power system THS (Toyota Hybrid System) uses a planetary row power diverting mechanism called ECVT (Electronic Continuously Variable Transmission). The output power of engine, generator and motor is coupled by planetary gear, and the engine speed is regulated by generator, so that the engine runs efficiently. According to the driver's driving needs and vehicle's own state, THS can realize pure electric drive mode and hybrid driving mode to smooth handover, so as to ensure the efficient operation of power system. In addition, hybrid electric vehicles mostly use AT (Automatic Transmission), CVT (Continuously Variable Transmission), or DCT (Dual Clutch Transmission) as power coupling mechanism. The pure electric drive and the hybrid drive are realized by adding the motor and the corresponding power transmission line. Compared with other kinds of gearboxes, AMT (Automatic Mechanical Transmission) gearbox adopts gear transmission, no torque converter and wet clutch. The structure is simple, and the transmission efficiency is as high as 92-98%. However, the traditional AMT gearbox needs the dry clutch separation during shifting process, that is, cutting off the power transmission between engine and gearbox. Therefore, the power interruption phenomenon exists during the shifting process, which affects the ride comfort. If the motor is compensated for the transmission process of the AMT gearbox by motor, then the AMT transmission with high transmission efficiency will have a very wide application prospect in the hybrid vehicle. The main contents of this paper are as follows: firstly, the paper proposes three hybrid coupling mechanism based on AMT, and carries on the detailed introduction to these three kinds of hybrid power coupling mechanism scheme, including the structure, working principle and the shifting process, and the respective advantages and disadvantages are analyzed in detail. The Atkinson cycle engine used in the hybrid electric vehicle, the working principle of the AC permanent magnet synchronous motor and the technical advantage are analyzed. The simulation model of the shift actuator was established and the experimental test was carried out. The hybrid vehicle model of P-AMT is built by AMESim software, and a hybrid vehicle model with ECVT is built. The fuel economy of the above model is analyzed, including the operation of the engine and the motor. The dynamic comparison of two hybrid vehicles is carried out with a 100 km acceleration time as the performance index. The results show that the hybrid vehicle model using P-AMT has more driving modes, more flexible switching, fewer engine start-up times, higher operation efficiency and better overall fuel economy performance. At the same time, the power cycle will not occur during the driving process, and the unnecessary energy consumption is reduced. The two motors of P-AMT and an engine can be superimposed on the output power during the acceleration process, and the power performance of the whole vehicle is better. The shift process of the P-AMT hybrid coupling mechanism is analyzed, including the shift process under the mixed drive mode and the shift process under the pure electric mode. The change of the shift time, the change of the driving torque in the shift process and the impact degree of the vehicle in the shift process are analyzed.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.7

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本文編號：1343285