混合動(dòng)力汽車(chē)傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)的探討

摘 要：本文首先簡(jiǎn)單介紹了混合動(dòng)力汽車(chē)應(yīng)用的積極意義，隨后按照一定的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)說(shuō)明了傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)，希望可以為有關(guān)研究人員提供借鑒，幫助其更加深入地了解不同傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，進(jìn)而使其更好的作用于汽車(chē)制造，立足于混合動(dòng)力汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)，不斷提升設(shè)計(jì)與制造水平。

關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力；汽車(chē)動(dòng)力；傳動(dòng)系統(tǒng)

前言：當(dāng)今社會(huì)，在汽車(chē)制造領(lǐng)域，隨著各項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)以及應(yīng)用，混合動(dòng)力汽車(chē)出現(xiàn)在大眾視野，其不僅具有排放量低的優(yōu)點(diǎn)，還能有效提升燃油的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，現(xiàn)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。其按照驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)可以細(xì)分為串聯(lián)、并聯(lián)以及混聯(lián)三種，下面就結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)其傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。

一、混合動(dòng)力汽車(chē)應(yīng)用的積極意義

所謂混合動(dòng)力汽車(chē)，就是指依靠?jī)煞N動(dòng)力實(shí)現(xiàn)運(yùn)作的汽車(chē)，其與傳統(tǒng)汽車(chē)相比具有明顯優(yōu)勢(shì)[1]。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，該類(lèi)汽車(chē)的內(nèi)燃機(jī)油耗低、燃油利用率高、排放氣體清潔度高，還能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)間的動(dòng)力互補(bǔ)，比其他汽車(chē)的利用價(jià)值更高。結(jié)合筆者觀察與研究，該汽車(chē)在實(shí)際的應(yīng)用中也有諸多便利。舉例來(lái)說(shuō)，汽車(chē)在起步過(guò)程中無(wú)怠速，且不需要借助外部充電系統(tǒng)，續(xù)駛效果較好，更為重要的是該種汽車(chē)各項(xiàng)成本都很低，能夠滿(mǎn)足大部分駕駛者的需要。就目前的技術(shù)水平來(lái)講，混合動(dòng)力汽車(chē)具有較好的發(fā)展前景。

二、混合動(dòng)力汽車(chē)傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)的分類(lèi)探討

（一）串聯(lián)傳動(dòng)系

在串聯(lián)傳動(dòng)系的實(shí)際應(yīng)用中，有關(guān)制造單位可以在汽車(chē)上增設(shè)發(fā)電機(jī)、能量存儲(chǔ)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及逆變器，并借助控制系統(tǒng)完成運(yùn)行，大眾日常生活中常見(jiàn)的客車(chē)就多應(yīng)用此結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)工作原理是由燃油發(fā)動(dòng)機(jī)提供機(jī)械能，借助發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，最后還需要使用電動(dòng)機(jī)將能量轉(zhuǎn)化為汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)行駛。此種結(jié)構(gòu)能量轉(zhuǎn)化次數(shù)為兩次，次數(shù)的增多就會(huì)帶來(lái)一定的能量耗損，可以借助蓄電池進(jìn)行電能儲(chǔ)備從而減小損耗。該結(jié)構(gòu)適用于經(jīng)常性加速、起步以及長(zhǎng)時(shí)間低速行駛的汽車(chē)，可以使用燃?xì)廨啓C(jī)等發(fā)動(dòng)機(jī)與之相匹配，但是該結(jié)構(gòu)綜合效率較低，不適用于小型轎車(chē)。有關(guān)單位在進(jìn)行傳動(dòng)系分析時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確考量這一內(nèi)容，結(jié)合自身實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

（二）并聯(lián)傳動(dòng)系

在混合動(dòng)力汽車(chē)的并聯(lián)傳動(dòng)系中，動(dòng)力系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)二者既統(tǒng)一又獨(dú)立，能夠共同為汽車(chē)提供動(dòng)力，又可以獨(dú)立供應(yīng)，相較于上述文中提到的串聯(lián)傳動(dòng)系具有顯著優(yōu)勢(shì)，也被各大企業(yè)廣泛應(yīng)用著[2]。具體說(shuō)來(lái)，該結(jié)構(gòu)具有兩方面優(yōu)勢(shì)：一方面，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠直接進(jìn)行能量傳遞，利用機(jī)械能作用于汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋，運(yùn)行環(huán)節(jié)更少，耗能低。另一方面，電動(dòng)機(jī)在某種程度上可以代替發(fā)電機(jī)，在具體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中只需要有發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)即可，能夠減少其他動(dòng)力裝置的安裝，進(jìn)而降低制造成本，提升運(yùn)行質(zhì)量。與此同時(shí)，此結(jié)構(gòu)的功率較小，不需要使用大功率設(shè)備，也能在一定程度上降低成本。但是需要注意的是，應(yīng)用此結(jié)構(gòu)時(shí)也應(yīng)充分考慮到控制系統(tǒng)的實(shí)際作用，勤加檢查，規(guī)避由于行駛中發(fā)生問(wèn)題導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)故障，影響行駛效果。另外，并聯(lián)系統(tǒng)從發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)耦合方式上還可以進(jìn)行細(xì)分，分成轉(zhuǎn)矩耦合、速度耦合以及轉(zhuǎn)矩與速度并存的耦合方式。結(jié)合筆者過(guò)往工作經(jīng)驗(yàn)，速度耦合以及轉(zhuǎn)矩與速度并存的耦合方式具有很好的應(yīng)用效果，下面就以此為例進(jìn)行說(shuō)明。該種耦合方式能夠?qū)⑥D(zhuǎn)矩與速度相結(jié)合，進(jìn)而在動(dòng)力系統(tǒng)中形成一種自由交替的運(yùn)行狀態(tài)，如圖1所示。

圖 1 轉(zhuǎn)矩與速度并存耦合方式的并聯(lián)傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)

在“轉(zhuǎn)矩”工作開(kāi)始后，鎖2會(huì)將齒輪的齒圈固定，“鎖住”車(chē)架，離合器1與3閉合，2張開(kāi)，隨后通過(guò)扭矩將機(jī)械能傳遞給車(chē)輪，車(chē)輛在低速狀態(tài)下的突然加速就靠此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)；在“速度”工作開(kāi)始后，離合器1是閉合狀態(tài)，2與3則為張開(kāi)狀態(tài)，鎖1與2不固定車(chē)架與齒圈，利用兩臺(tái)動(dòng)力設(shè)備的轉(zhuǎn)速促進(jìn)運(yùn)行，常見(jiàn)于高速行駛狀態(tài)中的汽車(chē)。舉例來(lái)說(shuō)，豐田普銳斯就使用了此種耦合方式，其混合動(dòng)力汽車(chē)借助此種方法取得了良好的效果，在高速行駛時(shí)，使用小電機(jī)工作，既能節(jié)省油耗，又能保證動(dòng)力供應(yīng)，還使用了行星齒輪進(jìn)行輔助，不斷調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，燃油的經(jīng)濟(jì)性有明顯提升。有關(guān)單位也可以使用此種方法，打造更加具有經(jīng)濟(jì)意義的傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)，保障動(dòng)力輸出，降低能耗。

（三）混聯(lián)傳動(dòng)系

混聯(lián)傳動(dòng)系是一種在綜合了串、并聯(lián)兩種方法的基礎(chǔ)上形成的一種汽車(chē)動(dòng)力結(jié)構(gòu)，具有串、并聯(lián)方式的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)中串、并聯(lián)分支都始終保持工作狀態(tài)，依靠齒輪的傳動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出能量，具有很好的應(yīng)用意義。此系統(tǒng)能夠借助串聯(lián)方式的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)等設(shè)備的控制，也能夠借助并聯(lián)方式保證供電設(shè)備與驅(qū)動(dòng)輪間的有效機(jī)械連接，通過(guò)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)保證汽車(chē)運(yùn)行。但與此同時(shí)，該結(jié)構(gòu)系統(tǒng)龐大，不僅在布置上存在困難，實(shí)際操作起來(lái)也不是十分便捷，所以一般情況下應(yīng)用較少。

結(jié)論：綜上所述，傳動(dòng)系統(tǒng)在混合動(dòng)力汽車(chē)中具有較大作用，有關(guān)汽車(chē)制造單位應(yīng)正確看待不同系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，充分結(jié)合自身的實(shí)際情況以及設(shè)計(jì)要求，全方位提升汽車(chē)的運(yùn)行質(zhì)量及效果，為節(jié)能減排貢獻(xiàn)自己的一份力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁昌杰.傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)性能的影響分析[J].上海汽車(chē)，2018（09）：4-8+27.

[2]董中華，蘇子健，楊逸斐.汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系優(yōu)化設(shè)計(jì)的相關(guān)研究[J].中國(guó)高新區(qū)，2018（04）：17.

作者簡(jiǎn)介：

李俊杰（1996年1月1日），男，籍貫：安徽省肥西縣，職稱(chēng)和學(xué)歷：普通本科，研究方向或?qū)I(yè)：車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè).