純電動汽車兩檔自動變速器傳動系統(tǒng)的熱分析

【摘要】：目前,迫于石油能源的緊張,同時伴隨著溫室效應(yīng)、有毒氣體排放量增加等環(huán)境問題的出現(xiàn),世界各國已逐步展開對純電動汽車相關(guān)技術(shù)的研究與開發(fā)。 現(xiàn)行電動汽車電驅(qū)解決方案通常是由電動機、減速器以及差速器匹配而成,由于這種結(jié)構(gòu)的集成度低,故其動力性能大大受到限制,因此采用兩檔變速傳動機構(gòu)逐漸引起了人們的關(guān)注。由于其體積小、高集成度的結(jié)構(gòu)特點,隨之導(dǎo)致系統(tǒng)的散熱面積減小,傳熱條件變差,系統(tǒng)的溫度驟熱升高。高溫將會給系統(tǒng)的正常工作帶來各種不利影響,比如齒輪、軸承等重要零部件發(fā)生膠合,潤滑油分解變質(zhì)等,因此對純電動汽車的傳動系統(tǒng)進行整體熱分析,研究傳動系統(tǒng)的傳熱規(guī)律及溫度場分布具有很重要的理論意義及實用價值。 本文以一款我們自行研制的純電動汽車兩檔自動變速器為研究對象,通過分析系統(tǒng)動力傳遞路線及熱流傳遞路徑,對系統(tǒng)部件進行合理的節(jié)點劃分?；跈C械原理相關(guān)理論及相關(guān)設(shè)計要求,對系統(tǒng)內(nèi)的齒輪、軸承等關(guān)鍵部件進行了力學(xué)分析和計算；根據(jù)摩擦損失原理建立齒輪傳動系統(tǒng)(采用浸油潤滑)內(nèi)齒輪、軸承、同步器摩擦副熱源的功率損失計算模型：對于斜齒輪副,分別從滑動摩擦損失、攪油損失及風(fēng)阻損失三個方面建立斜齒輪副的熱功率損失計算模型；對于滾動軸承,通過對各類軸承的尺寸結(jié)構(gòu)及工作條件進行分析,分別建立球軸承、圓錐滾子軸承及滾針軸承的摩擦功率損失計算模型；對于鎖環(huán)式同步器,通過對其結(jié)構(gòu)及發(fā)熱機理進行分析,建立同步器的摩擦熱功率損失計算模型。根據(jù)傳熱學(xué)原理及熱阻計算理論計算得到齒輪、軸承、箱體等與潤滑油及空氣接觸表面的對流換熱系數(shù),進而建立各節(jié)點間的熱阻計算模型。在此基礎(chǔ)上,基于熱網(wǎng)絡(luò)法建立系統(tǒng)的熱網(wǎng)絡(luò)圖及熱平衡方程,并借助Matlab軟件編程求解,計算得到系統(tǒng)在一檔工況下的所有節(jié)點的穩(wěn)態(tài)溫度響應(yīng)數(shù)據(jù)及分布變化規(guī)律；通過搭載系統(tǒng)溫度臺架試驗,采集系統(tǒng)在穩(wěn)定工作狀態(tài)下若干關(guān)鍵節(jié)點溫度值,并與理論分析結(jié)果進行對比,驗證理論分析方法的正確性。 【關(guān)鍵詞】：純電動汽車 兩檔傳動系統(tǒng) 摩擦熱源 熱網(wǎng)絡(luò)法 穩(wěn)態(tài)溫度場
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72;U463.2
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 目錄11-13
• 插圖清單13-14
• 表格清單14-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 課題的研究背景及意義15-17
• 1.2 課題的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容19-21
• 第二章 兩檔齒輪傳動系統(tǒng)的力學(xué)分析21-33
• 2.1 傳動方案的確定21-24
• 2.2 傳動系統(tǒng)的參數(shù)選擇與匹配24-27
• 2.2.1 驅(qū)動電機的匹配24-25
• 2.2.2 傳動比的匹配25-27
• 2.3 關(guān)鍵零部件的受力分析27-32
• 2.3.1 齒輪力學(xué)分析27-29
• 2.3.2 軸承力學(xué)分析29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 兩檔齒輪傳動系統(tǒng)熱功率損失研究33-48
• 3.1 傳動系統(tǒng)的熱源分析33
• 3.2 斜齒輪副熱功率損失的確定33-40
• 3.2.1 嚙合摩擦功率損失34-37
• 3.2.2 攪油損失37-38
• 3.2.3 風(fēng)阻損失38-39
• 3.2.4 齒輪的摩擦功率損失39-40
• 3.3 滾動軸承熱功率損失的確定40-45
• 3.3.1 滾動軸承的摩擦力矩計算模型40-44
• 3.3.2 滾動軸承的摩擦功率損失44-45
• 3.4 同步器熱功率損失的確定45-47
• 3.4.1 同步器嚙合力分析45-46
• 3.4.2 同步器的摩擦功率損失46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第四章 熱阻模型研究48-54
• 4.1 導(dǎo)熱熱阻模型的建立48-49
• 4.2 對流換熱熱阻模型的建立49-53
• 4.2.1 特征數(shù)49-50
• 4.2.2 對流換熱系數(shù)的確定50-53
• 4.2.3 對流換熱熱阻的確定53
• 4.3 本章小結(jié)53-54
• 第五章 基于熱網(wǎng)絡(luò)法的純電動汽車兩檔自動變速器傳動系統(tǒng)熱分析54-72
• 5.1 熱網(wǎng)絡(luò)法概述54
• 5.2 傳動系統(tǒng)熱網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的確定54-56
• 5.3 熱網(wǎng)絡(luò)圖的建立56-59
• 5.4 熱平衡方程的建立59-65
• 5.5 算法實現(xiàn)及計算結(jié)果分析65-68
• 5.6 純電動汽車傳動系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵節(jié)點的穩(wěn)態(tài)溫度測定實驗68-71
• 5.6.1 系統(tǒng)溫度測定試驗臺架68-70
• 5.6.2 實驗數(shù)據(jù)分析70-71
• 5.7 本章小結(jié)71-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 總結(jié)72
• 6.2 展望72-74
• 參考文獻74-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間的科研項目及成果情況78

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