最近幾年，純電動(dòng)汽車得到了政府和人們的高度關(guān)注，許多新型技術(shù)也隨之而來。其中快速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)效率的集成電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)儼然成為汽車相關(guān)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，國內(nèi)外知名的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)都在著重研究這方面，并且取得了不小的進(jìn)展。
本文主要解決差速集成裝置的設(shè)計(jì)研究，并通過仿真測試對其整車的動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)性影響，是否滿足整車的工況，試驗(yàn)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案的合理性，實(shí)現(xiàn)了集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的目的。
1、集成式差速器的總體方案設(shè)計(jì)
根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)需求，選取市面上成熟車型進(jìn)行參考，匹配成熟電機(jī)、電池、設(shè)計(jì)匹配差速集成裝置。
設(shè)計(jì)的難點(diǎn)為差速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及如何將動(dòng)力均勻的分配到驅(qū)動(dòng)輪。本文就差速集成裝置設(shè)計(jì)予以說明。
減速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案
主減速器的傳動(dòng)方案主要為四種：
1)螺旋錐齒輪傳動(dòng)
2)雙曲面齒輪傳動(dòng)
3)圓柱齒輪傳動(dòng)
4)蝸輪蝸桿傳動(dòng)
一級圓柱齒輪減速器，通過主減速器主動(dòng)齒輪和主減速器從動(dòng)齒輪帶動(dòng)差速器，以達(dá)到汽車正常行駛的目的。具體如圖 1 所示。
差速器原理
差速器工作原理是通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使環(huán)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)半軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在汽車平穩(wěn)直線行駛時(shí)，行星齒輪不轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速相同 , 左右側(cè)齒輪的轉(zhuǎn)速也相同 , 中間的行星齒輪不自轉(zhuǎn) , 只在左右側(cè)齒輪之間公轉(zhuǎn)。在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，在行星齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)下，改變汽車的行駛方向，從而完成汽車的轉(zhuǎn)向工作。相比其他差速器，該裝置具備結(jié)構(gòu)簡單，行駛平穩(wěn)等特點(diǎn)。
按結(jié)構(gòu)不同劃分，差速器主要分為四類：
1)齒輪式，汽車上大多數(shù)采用的是對稱錐齒輪式差速器 , 具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小等優(yōu)點(diǎn)。
2)凸輪式，比較常見的是滑塊齒輪式差速器, 是一種高摩擦自鎖差速器, 結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。
3)蝸輪式，是一種高摩擦自鎖差速器, 這種差速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 制造精度高, 所以應(yīng)用不是很廣泛。
4)牙嵌式，牙嵌式是自鎖式差速器的一種, 工作可靠, 使用壽命長, 鎖緊性能穩(wěn)定 , 制造也不是很復(fù)雜。
通過上述比較，選擇對稱式錐齒輪差速器。
差速器直齒錐齒輪計(jì)算
計(jì)算如表 1 所示。
2、仿真測試
整車設(shè)計(jì)參數(shù)如表 2 所示。
汽車動(dòng)力仿真模型的建立，如下圖 3 所示。
參考實(shí)車行駛狀態(tài)建立仿真模型，模型主要體現(xiàn)駕駛循環(huán)道路、車輛狀態(tài)、動(dòng)力總成及負(fù)載、電源總線以及能量存儲裝置。
確定輸入的參數(shù)正確之后，出來的結(jié)果是關(guān)于電機(jī)和電池工況的放電和汽車速度、續(xù)駛里程、爬坡度的仿真結(jié)果。如下圖 4 所示。
通過此圖可知，汽車 0km/ h ～ 50km/h 的加速時(shí)間為 5.9s，50km/h～80km/h加速時(shí)間為 4.8s。仿真最高速度為 150m/s，大于設(shè)計(jì)值 130m/s，表明電機(jī)的峰值功率和電池的最大放電功率滿足車輛行駛要求。綜合以上信息，車輛的動(dòng)力總成選型匹配滿足汽車的正常行駛及續(xù)駛里程設(shè)計(jì)要求。
3、結(jié)論
經(jīng)過以上設(shè)計(jì)及試驗(yàn)驗(yàn)證可得到以下結(jié)論：
1、差速集成的選擇需要綜合考慮電機(jī)、電機(jī)端連接、電池以及車輛的用 途。
2、設(shè)計(jì)選形過程中要綜合對比各種傳動(dòng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇最合適的傳動(dòng)方式。
3、經(jīng)過驗(yàn)證，此結(jié)構(gòu)簡單，適用于日常通勤的乘用車輛。
參考文獻(xiàn)略.