新能源汽車傳動系統(tǒng)優(yōu)化與設計

周新良 劉立東

（浙江萬里揚股份有限公司，浙江金華 300016）

0.引言

汽車傳動系統(tǒng)是由一系列具有彈性和轉動慣量的曲軸、飛輪、離合器、變速器、傳動軸、驅動橋等組成[1]。動力經(jīng)發(fā)動機輸出，經(jīng)離合器、變速箱增扭變速后，由傳動軸、主減速器、差速器、半軸傳遞到驅動車輪[2]。汽車在轉向的過程中，其左右輪和前后輪的轉矩輸出往往一致，而汽車的左右輪和前后輪在轉向時其通過路面的距離不同，轉矩輸出一致時容易造成汽車傾斜、容易翻車、車輛行駛不穩(wěn)，降低駕駛的安全性[3]。

本文通過對輸出轉矩進行優(yōu)化設計，提供一種具備調節(jié)輸出轉矩的新能源汽車傳動系統(tǒng)，達到了適應性調節(jié)主傳動軸的從傳動軸輸出轉矩的目的，可適應性的調節(jié)轉矩而穩(wěn)定車輛的行駛，從而可以有效解決上述問題。

1.新能源汽車傳動系統(tǒng)總體優(yōu)化方案

新能源汽車傳動系統(tǒng)主要包括主傳動軸和從傳動軸兩個關鍵部分，為了實現(xiàn)對傳統(tǒng)汽車傳動系統(tǒng)進行優(yōu)化的目的，本文總體優(yōu)化設計的新能源汽車傳動系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 新能源汽車傳動系統(tǒng)總體優(yōu)化設計

1.1 系統(tǒng)結構

主傳動軸端部設有呈矩形盒體結構的轉矩調節(jié)箱，其內部設置有第一腔室；從傳動軸為兩組，呈左右對稱狀分布于主傳動軸的兩個端部；兩組從傳動軸的端部和主傳動軸的端部伸入第一腔室中，其中，主傳動軸伸入第一腔室內部的一端一體設置有圓臺狀結構的轉矩調節(jié)塊；從傳動軸的端部一體設置有與轉矩調節(jié)塊之間相對應的從動齒輪；轉矩調節(jié)塊的表面固定設置有多組與從動齒輪之間嚙合傳動的主動斜齒輪；轉矩調節(jié)箱的左右兩側均設置有供從傳動軸活動的活動槽。

1.2 工作原理

當從傳動軸相對主傳動軸轉動轉向時，從傳動軸端部的從動齒輪嚙合傳動在轉矩調節(jié)塊表面對應的主動斜齒輪上而改變主傳動軸、從傳動軸之間的傳動比。

2.新能源汽車傳動系統(tǒng)詳細優(yōu)化設計

2.1 轉矩調節(jié)塊優(yōu)化設計

作為總體方案的進一步優(yōu)化，要求轉矩調節(jié)塊遠離主傳動軸的一端直徑大于轉矩調節(jié)塊靠近主傳動軸一端的直徑。

從傳動軸在轉動時，從傳動軸端部的從動齒輪位置與轉矩調節(jié)塊上接觸的位置改變，兩組從傳動軸同時向左轉動時，左側一組從傳動軸端部的從動齒輪傾斜朝向轉矩調節(jié)塊靠近主傳動軸的一側，此時，從動齒輪與對應的主動斜齒輪嚙合傳動，因轉矩調節(jié)塊靠近主傳動軸一端的主動斜齒輪直徑較小，而主傳動軸的傳動速度不變，因此，主動斜齒輪與從動齒輪嚙合傳動時，從傳動軸的轉速會降低，而右側一組的從傳動軸端部的從動齒輪傾斜朝向轉矩調節(jié)塊遠離主傳動軸的一側，此時，從動齒輪與對應的主動斜齒輪嚙合傳動，因轉矩調節(jié)塊遠離主傳動軸一端的主動斜齒輪直徑較大，而主傳動軸的傳動速度不變，因此，主動斜齒輪與從動齒輪嚙合傳動時，從傳動軸的轉速會提高，實現(xiàn)了裝置左轉時，左側的一組從傳動軸轉速低，右側的一組從傳動軸轉速高的現(xiàn)象，從而達到了適應性調節(jié)主傳動軸兩組的從傳動軸輸出轉矩的目的，可適應性的調節(jié)轉矩而穩(wěn)定車輛的行駛。

2.2 轉矩調節(jié)箱優(yōu)化設計

作為上述方案的進一步優(yōu)化，在轉矩調節(jié)箱的內部設置有存儲冷卻油液的第二腔室，使其位于第一腔室的上部，兩個腔室之間通過循環(huán)進入管道進行連通，管道的端部設置有連通第二腔室內部的循環(huán)進入孔，循環(huán)進入管道遠離循環(huán)進入孔的一端外圈處固定設置有隔離在第二腔室、第一腔室之間的過濾棉層，轉矩調節(jié)塊的內部中間位置設置有內潤滑通道，轉矩調節(jié)塊的外圈表面設置有多組連通內潤滑通道的潤滑通孔，潤滑通孔貫穿設置于主動斜齒輪的表面。

當主傳動軸端部的轉矩調節(jié)塊在第一腔室轉動時，可帶動第一腔室中的冷卻油液產(chǎn)生渦旋現(xiàn)象，產(chǎn)生渦旋現(xiàn)象的冷卻油液依次通過循環(huán)進入管道、循環(huán)進入孔進入第二腔室中，進入第二腔室中的冷卻油液被過濾棉層濾除雜質之后再次進入第一腔室中使用，起到了自動循環(huán)過濾冷卻油液的目的，而冷卻油液可使用發(fā)動機機油等。冷卻油液在第一腔室中給主傳動軸、從傳動軸接觸的位置進行降溫和潤滑，增加了主動斜齒輪與從動齒輪的使用壽命，其中，冷卻油液在轉矩調節(jié)塊轉動時可從潤滑通孔處進出內潤滑通道，實現(xiàn)了對主動斜齒輪和從動齒輪接觸位置進行充分冷卻和潤滑的目的。

此外，還可以在第二腔室中設置有給冷卻油液制冷的制冷單元。其中，制冷單元可使用制冷器等裝置，制冷單元啟動時對冷卻油液進行制冷，避免冷卻油液溫度過高，冷卻油液完全充滿于第一腔室和第二腔室中，實現(xiàn)了對主傳動軸、從傳動軸端部均勻降溫和充分潤滑的目的。

2.3 從傳動軸優(yōu)化設計

在從傳動軸的外圈處活動套設有轉環(huán)，活動槽的內壁上固定設置有推動轉環(huán)沿著活動槽長度方向移動的第二推動單元，活動槽的開口處固定設置有密封在轉環(huán)外圈與活動槽內壁之間的橡膠墊。當主傳動軸側面相應的從傳動軸轉矩過小時，可通過第二推動單元推動轉環(huán)上移，轉環(huán)上移時帶動從傳動軸端部的從動齒輪上移，從動齒輪與轉矩調節(jié)塊遠離主傳動軸一側對應的主動斜齒輪之間嚙合傳動，從而增加從傳動軸的轉矩，從傳動軸的轉矩調節(jié)方便，第二推動單元可使用電動推桿等裝置。

此外，在從傳動軸的端部固定安裝有輪胎，輪胎中設置有用于監(jiān)測輪胎壓力的監(jiān)測單元。監(jiān)測單元可使用壓力傳動器等裝置，當監(jiān)測單元監(jiān)測到輪胎的壓力增加時，此時，輪胎可能出現(xiàn)轉向時轉速過低的現(xiàn)象，輪胎轉向時轉速過低會引起輪胎與路面過度磨損，從傳動軸的轉矩過小的現(xiàn)象，因此，可適用性調節(jié)增大從傳動軸的轉矩以穩(wěn)定車輛轉向，增加車輛行駛的穩(wěn)定性。

3.新能源汽車傳動系統(tǒng)優(yōu)化效果

（1）通過主傳動軸上轉矩調節(jié)塊進行優(yōu)化設計，達到了適應性調節(jié)主傳動軸兩組從傳動軸輸出轉矩的目的，可適用性的調節(jié)增大從傳動軸的轉矩以穩(wěn)定車輛轉向，增加車輛行駛的穩(wěn)定性。

（2）通過在轉矩調節(jié)箱進行優(yōu)化設計，在其中加入冷卻油液，實現(xiàn)了對主動斜齒輪和從動齒輪接觸位置進行充分冷卻和潤滑的目的；同時可以增加冷卻油液制冷的制冷單元，避免冷卻油液溫度過高，實現(xiàn)了對主傳動軸、從傳動軸端部均勻降溫和充分潤滑的目的。

（3）通過對從傳動軸進行優(yōu)化設計，增加從傳動軸的轉矩，使從傳動軸的轉矩調節(jié)更加方便；在從傳動軸的輪胎中設置胎壓監(jiān)測單元，通過實時的胎壓，按需調節(jié)從動軸的轉矩，進一步增加車輛行駛的穩(wěn)定性。