混合動力電動汽車動力合成與切換裝置的速比與動力匹配規(guī)律研究

【摘要】： 混合電動汽車(HEV)作為目前汽車領(lǐng)域能緩解能源緊張壓力和減少污染的最可行的手段，已經(jīng)成為現(xiàn)在世界汽車領(lǐng)域研究的熱點?；旌想妱悠囋谟蓚鹘y(tǒng)燃料汽車向燃料電池汽車的轉(zhuǎn)變過程中扮演著承上啟下的角色。動力合成與切換裝置作為混合電動汽車的重要部分，它是用在混合動力電動汽車上面用來實現(xiàn)能量的整和與分配的機械裝置，混合動力汽車有至少兩個動力源，一般混合動力電動汽車有一個發(fā)動機和一個電動機來提供動力，本文研究裝置主要是為了實現(xiàn)在兩個動力源同時工作時，動力耦合與分配的問題。本文研究的動力合成與切換裝置的核心是一套行星齒輪系統(tǒng)，它能實現(xiàn)不同輸入轉(zhuǎn)速和動力的合成，有可靠的能量分流，能量流方向的變更而且結(jié)構(gòu)緊湊，方便控制，而且有效，可靠，它與傳統(tǒng)的動力傳動技術(shù)緊密結(jié)合，能支持多種工作模式。以行星齒輪機構(gòu)的動力耦合能實現(xiàn)復雜的工作條件需求，因此將會是今后研究和發(fā)展的重點。 本文結(jié)合理論模型，進行結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化計算，取得最佳模型尺寸結(jié)構(gòu)參數(shù)；同時以UG軟件為平臺，搭建動力合成與切換裝置的模型；通UG，ADAMS進行運動學和動力學仿真分析；對動力合成與切換裝置在不同工況下輸入輸出的速比和動力匹配關(guān)系進行研究。 通過對動力合成與切換裝置速比與動力匹配規(guī)律的研究，本文認識到了匹配的本質(zhì)是優(yōu)化問題，本文所提出的匹配類別中，盡管已有產(chǎn)品妥善解決，但從優(yōu)化角度全面地去尋找更好的設(shè)計結(jié)果，也有較大潛力，值得深化研究和應用。有很多匹配類別的內(nèi)容中，可以建立數(shù)學模型，但有些內(nèi)容難于建立，需要考慮經(jīng)驗試驗和借鑒案例去尋找滿意解；此外，最優(yōu)解往往是理想的結(jié)果，實際應用可能結(jié)構(gòu)上不易實現(xiàn)，有時次優(yōu)解會更好。也認識到，分系統(tǒng)的最優(yōu)化不一定是整個系統(tǒng)的最優(yōu)化，要保證主要的可以適當犧牲次要指標來協(xié)調(diào)。系統(tǒng)匹配優(yōu)化有其不可替代的策略，但在設(shè)計中，若與有限元仿真乃至虛擬技術(shù)等結(jié)合，能更好的發(fā)揮設(shè)計技術(shù)的集成優(yōu)勢。 【關(guān)鍵詞】：HEV 動力合成與切換 行星齒輪 UG ADAMS 動力匹配 速比
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 引言8
• 1.2 動力合成與切換系統(tǒng)簡介8-9
• 1.2.1 機構(gòu)特點9
• 1.3 核心機構(gòu)簡介9-13
• 1.3.1 行星齒輪技術(shù)現(xiàn)狀和展望11-13
• 1.4 本課題研究的目的13
• 1.5 研究內(nèi)容13-15
• 第二章 動力耦合與匹配15-22
• 2.1 動力合成與切換的現(xiàn)狀15-16
• 2.2 行星齒輪機構(gòu)對HEV傳動效率的影響16-17
• 2.3 耦合與匹配的概念的提出17-18
• 2.4 系統(tǒng)匹配的基本內(nèi)容18-19
• 2.4.1 與結(jié)構(gòu)布置有關(guān)的匹配18
• 2.4.2 與性能有關(guān)的匹配18
• 2.4.3 與控制有關(guān)的匹配18-19
• 2.4.4 與強度,剛度有關(guān)的匹配19
• 2.5 匹配的基本理論和方法19-20
• 2.5.1 系統(tǒng)分解19
• 2.5.2 匹配方法19-20
• 2.6 匹配設(shè)計的流程20
• 2.7 一般結(jié)論20-22
• 第三章 優(yōu)化計算22-36
• 3.1 基本理論模型22-24
• 3.2 動力合成與切換裝置動力和速比參數(shù)24
• 3.3 齒輪傳動設(shè)計24-31
• 3.3.1 目標函數(shù)的確立24-25
• 3.3.2 齒輪參數(shù)確定以及約束條件的約定25-26
• 3.3.3 行星齒輪傳動系統(tǒng)中的配齒計算26-27
• 3.3.4 齒輪許用應力27-29
• 3.3.5 行星齒輪傳動的強度計算29-31
• 3.4 齒輪模型尺寸參數(shù)的確定31-32
• 3.5 齒輪軸尺寸的確定32-36
• 3.5.1 齒輪軸的尺寸計算32-36
• 3.5.1.1 材料選擇的條件32-33
• 3.5.1.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計33
• 3.5.1.3 軸的強度校核33-36
• 第四章 基于UG的建模與速比的仿真分析36-42
• 4.1 UG簡介36-37
• 4.2 UG模型的建立與裝配37-38
• 4.3 基于UG的運動學仿真38-42
• 4.3.1 確定運動仿真分析方案38
• 4.3.2 定義運動仿真分析的連桿和標記點38
• 4.3.3 定義旋轉(zhuǎn)副和齒輪副38-39
• 4.3.4 動力合成與切換裝置的運動仿真分析39
• 4.3.5 電機為主要動力源發(fā)動機參與工作時的仿真39-40
• 4.3.6 發(fā)動機為主動力源電機減速至退出工作時的仿真40-42
• 第五章 基于ADAMS仿真的動力匹配規(guī)律的分析42-54
• 5.1 ADAMS簡介42
• 5.2 ADAMS模塊簡介42-47
• 5.2.1 ADAMS與虛擬樣機技術(shù)44-45
• 5.2.2 ADAMS的理論基礎(chǔ)45
• 5.2.3 ADAMS軟件的基本算法45-47
• 5.3UG和ADAMS之間的數(shù)模轉(zhuǎn)化47-49
• 5.4ADAMS的動力學分析49-54
• 第六章 結(jié)論和展望54-55
• 參考文獻55-57
• 致謝57

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