【摘要】：動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)是插電式混合動(dòng)力汽車(chē)關(guān)鍵部件之一,其構(gòu)型設(shè)計(jì)越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者的關(guān)注。行星齒輪機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)自由度,能夠耦合發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩,因此逐漸被應(yīng)用于動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)。本文以國(guó)家新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工程項(xiàng)目為依托,設(shè)計(jì)了一種單電機(jī)單行星排動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu),并對(duì)其進(jìn)行有限元和動(dòng)力學(xué)仿真分析研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,分析比較了動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)三種功率分配方式的優(yōu)缺點(diǎn),在此分析基礎(chǔ)上,本文設(shè)計(jì)了一種輸入功率分配方式的動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu),通過(guò)離合器和制動(dòng)器的控制,能夠?qū)崿F(xiàn)十種工作模式,并能夠滿(mǎn)足插電式混合動(dòng)力汽車(chē)工作所需模式。同時(shí)基于杠桿法等效原理,分析動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)的各工作模式。其次,基于插電式混合動(dòng)力汽車(chē)整車(chē)參數(shù)和性能指標(biāo)進(jìn)行整車(chē)主要?jiǎng)恿Σ考x型與參數(shù)匹配,同時(shí)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì),確定了動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的主要參數(shù),并運(yùn)用CATIA軟件建立動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)的三維模型。最后,根據(jù)已建立的動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)三維模型,基于HyperWorks軟件進(jìn)行動(dòng)力耦合機(jī)有限元分析。通過(guò)靜力分析,得到動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)最大齒根彎曲應(yīng)力小于許用彎曲應(yīng)力,結(jié)果表明該動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)滿(mǎn)足工作使用要求。通過(guò)模態(tài)分析,獲得動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)前十階模態(tài)頻率,仿真結(jié)果表明該動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)能夠避免與外部激振頻率發(fā)生共振破壞。同時(shí)基于A(yíng)dams軟件分析動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性,結(jié)果表明該動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)速度滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)關(guān)系要求,其嚙合力呈現(xiàn)周期性變化特性。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U469.7
【圖文】：

隨著全球經(jīng)濟(jì)和科技的不斷快速發(fā)展，氣候變暖和能源危機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)需要解決的兩大難題。氣候變暖的主要因素為溫室氣體二氧化碳大量排放；而石油以及其他自然資源作為一種不可再生能源，因此有必要尋找未來(lái)可替代能源以應(yīng)對(duì)能源危機(jī)。傳統(tǒng)燃油車(chē)不僅消耗大量的石油而加劇能源危機(jī)，而且排放出一氧化碳、氮氧化物、硫化物、未燃碳?xì)浠衔�、顆粒物等造成空氣污染[1]。對(duì)此多國(guó)已經(jīng)宣布禁售燃油汽車(chē)時(shí)間表來(lái)應(yīng)對(duì)上述兩大難題，同時(shí)各大車(chē)企也逐步加大對(duì)新能源汽車(chē)的研發(fā)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油車(chē)[2]。新能源汽車(chē)主要指運(yùn)用非傳統(tǒng)可再生燃料作為動(dòng)力來(lái)源，并綜合汽車(chē)整車(chē)控制和電驅(qū)動(dòng)方面的新技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)出具有耗能低、排放污染小等優(yōu)點(diǎn)的汽車(chē)。新能源汽車(chē)大致可分為：純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)、太陽(yáng)能電池汽車(chē)以及其他類(lèi)型汽車(chē)等[3]。因此加大研究和推廣新能源汽車(chē)是應(yīng)對(duì)當(dāng)今社會(huì)兩大難題的首要舉措。我國(guó)已經(jīng)成為世界上第一大汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)國(guó)，在今后的一段時(shí)期我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量還將繼續(xù)保持增長(zhǎng)，由此我國(guó)將面臨能源和環(huán)境所帶來(lái)更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[4]。為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，我國(guó)也逐步加快推進(jìn)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。圖 1.1 為我國(guó)新能源汽車(chē)發(fā)展歷程。

圖 1.2 串聯(lián)式插電式混合動(dòng)力汽車(chē)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig 1.2 Schematic structure of series PHEV并聯(lián)式插電式混合動(dòng)力汽車(chē)聯(lián)式插電式混合動(dòng)力汽車(chē)其工作方式為發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)共同提供汽車(chē)工，二者動(dòng)力通過(guò)轉(zhuǎn)矩耦合裝置進(jìn)行耦合。發(fā)動(dòng)機(jī)提供主要?jiǎng)恿Γ姍C(jī)力用于汽車(chē)加速或爬坡工況下。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 1.3 所示。其主要優(yōu)于平衡發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速使其工作在最佳燃油區(qū)域，同時(shí)電機(jī)能夠?qū)⒍嘤嗟碾娔軆?chǔ)存起來(lái)。其主要缺點(diǎn)為發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間還存在機(jī)械連接，一直工作在最佳燃油區(qū)域[10]。

圖 1.2 串聯(lián)式插電式混合動(dòng)力汽車(chē)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig 1.2 Schematic structure of series PHEV并聯(lián)式插電式混合動(dòng)力汽車(chē)聯(lián)式插電式混合動(dòng)力汽車(chē)其工作方式為發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)共同提供汽車(chē)工，二者動(dòng)力通過(guò)轉(zhuǎn)矩耦合裝置進(jìn)行耦合。發(fā)動(dòng)機(jī)提供主要?jiǎng)恿Γ姍C(jī)力用于汽車(chē)加速或爬坡工況下。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 1.3 所示。其主要優(yōu)于平衡發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速使其工作在最佳燃油區(qū)域，同時(shí)電機(jī)能夠?qū)⒍嘤嗟碾娔軆?chǔ)存起來(lái)。其主要缺點(diǎn)為發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間還存在機(jī)械連接，一直工作在最佳燃油區(qū)域[10]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊亞聯(lián);米嬌;胡曉松;秦大同;;混合動(dòng)力汽車(chē)行星耦合傳動(dòng)系統(tǒng)的圖論建模及動(dòng)力學(xué)分析[J];汽車(chē)工程;2015年01期

2 孟祥東;王學(xué)峰;;混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)及其研究進(jìn)展[J];吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào);2014年05期

3 趙立金;侯福深;馮錦山;;國(guó)內(nèi)外新能源汽車(chē)發(fā)展情況調(diào)研[J];中國(guó)科技資源導(dǎo)刊;2014年05期

4 蘭鳳崇;王國(guó)榮;陳吉清;吳為理;;PHEV雙耦合動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及分析[J];汽車(chē)工程;2014年09期

5 尹安東;龔來(lái)智;王歡;徐俊波;;基于HyperWorks的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架有限元分析[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年01期

6 艾新平;楊漢西;;電動(dòng)汽車(chē)與動(dòng)力電池[J];電化學(xué);2011年02期

7 陳建文;令狐婷;呂良愷;梁聰聰;;汽車(chē)混合動(dòng)力技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J];內(nèi)燃機(jī)與配件;2011年04期

8 閆清東;李慎龍;姚壽文;;基于圖論的行星變速機(jī)構(gòu)分析方法[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2010年04期

9 杜愛(ài)民;宋俊杰;婁光;;混合動(dòng)力汽車(chē)用行星齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化及應(yīng)用[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年01期

10 周建星;董海軍;;基于非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)的行星傳動(dòng)均載性能研究[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2008年06期

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1 朱福堂;單電機(jī)多模式混合動(dòng)力系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)分析與模式切換研究[D];上海交通大學(xué);2014年

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1 劉振濤;EVT混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的圖論建模與構(gòu)型綜合設(shè)計(jì)理論研究[D];重慶大學(xué);2016年

2 董海龍;剛?cè)狁詈闲行驱X輪減速器仿真研究[D];東北大學(xué);2013年

3 趙博聞;一種雙排行星輪系動(dòng)力耦合方案研究[D];上海交通大學(xué);2013年

4 吳為理;插電式混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力耦合系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究[D];華南理工大學(xué);2012年

5 王偉;并聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的調(diào)節(jié)和匹配[D];吉林大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2791680