一种并联式混合动力汽车传动系设计文档格式.docx

1、Key Words: Hybrid electric vehicle; CS6100 parallel-series hybrid electric vehicle; Transmission system; Transmission design目录1 绪论11.1 引言11.2 混合动力汽车的发展现状11.2.1 治理与改善我国环境状况的目标21.2.2 石油短缺的压力31.2.3日本混合动力/电动汽车发展概况41.2.4美国混合动力/电动汽车发展概况51.2.5欧洲混合动力/电动汽车发展概况61.2.6 我国发展概况71.3 关键性技术的研究81.3.1 整车能量管理系统和控制策略81.

2、3.2 子系统的关键技术101.4 本课题的研究内容122并联式混合动力电动汽车传动系的结构特点分析132.1混合动力汽车动力传动系布置方案132.2 并联式HEV 动力传动系132.3 并联式HEV 动力传动系结构分析142.3.1转速合成式PHEV 动力传动系142.3.2扭矩合成式PHEV 动力传动系152.3.3牵引力合成式PHEV 动力传动系183 CS6120并联式混合动力大客车总体设计203.1 基本原理203.2 汽车轴数、驱动形式、布置形式的选择213.2.1 确定汽车类型213.2.2 确定轴数213.2.3 驱动形式213.2.4 布置形式223.3 汽车主要参数确定22

3、3.3.1 外廓尺寸223.3.2 一般参数223.3.3 轴荷分配223.4 汽车轮胎的选择224 CS6120 并联式混合动力电动汽车传动系参数的设计244.1 发动机功率的选择244.2 电动机参数的选择254.2.1 电动机额定转速和最高转速的选择254.2.2 电动机额定功率的选择274.3 传动比的选择274.2.1 主减速器传动比i0的选择274.3.2 变速器传动比选择294.4 电池组容量的选择304.5 车辆最高车速的校核315 变速器的设计325.1 中心距的确定325.2 齿轮参数的选择335.2.1 模数m335.2.2 压力角335.2.3 螺旋角345.2.4 齿

4、宽355.2.5 变位系数365.3 各档齿轮参数的计算365.3.1 确定一档的齿数365.3.2 修正中心距375.3.3 确定常啮合传动齿轮副的齿数375.3.4 确定其他档位的齿数375.3.5 倒档齿轮齿数385.3.6 确定倒档与中间轴的中心距385.4 齿轮机构的校核385.4.1 变速器齿轮的毁坏形式385.4.2 齿轮强度计算395.5 轴的设计计算425.5.1 轴的功用及要求425.5.2 轴的尺寸的初选435.5.3 轴的校核446 设计总结56参考文献致谢1 绪论1.1 引言混合动力汽车应是我国电动汽车产业化的突破口据中国汽车报报道，根据“十五”国家863计划电动汽车

5、重大专项的目标定位和技术路线，结合我国汽车工业的发展现状，一些专家认为，混合动力电动汽车应成为我国电动汽车发展的重点和方向，并有希望率先取得产业化突破。从我国电动车技术来看，目前已从实验室开发试验阶段过渡到商品性试生产阶段，我国电动汽车研制开发基本上与国外同行处于同一起跑线上，技术水平与产业化的差距比较小，目前已有一定基础。在上世纪90年代中期已推出电动汽车样车，电动轿车概念车、燃料电池中型客车已经问世。现在世界上的电动汽车主要分成纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车三种，专家认为选择混合动力电动汽车作为现阶段我国电动汽车产业化的突破口，符合我国汽车工业的发展要求。原因一是混合动力电动汽

6、车承接了传统汽车的技术，有利于对传统汽车工业的改造；二是有利于降低制造成本和有利于实现产业化。1.2 混合动力汽车的发展现状汽车工业是大多数国家经济发展的支柱产业。美国国家工程院评出的20 世纪最伟大的20项工程技术成就中汽车排名第二已足以说明这一点。 从“十五”计划开始, 我国汽车工业也进入高速发展和快速增长时期。 我国与世界各国一样, 随着汽车产品与保有量的大量增加, 由此而引发的环境和能源问题已经引起了国家和社会的广泛关注。污染的严重和能源的匮乏, 对整个世界和各国经济的发展而言, 无疑是一个巨大的挑战和残酷的瓶颈。 对此, 必须积极寻求应对办法, 认真研究解决对策。1.2.1 治理与改

7、善我国环境状况的目标汽车尾气排放有害物质对城市区域大气具有严重的危害, 许多国家相应制定了严格的法律法规、规范和国家标准, 违背法律法规和不符合相关标准的汽车在市场竞争中被淘汰出局。 当前我国汽车工业面临着必须达到的两个目标是: 达到如表1-1 所示的法规和标准要求表1-1 美国、欧洲及中国对汽车尾气排放有害气体的限制法规与标准实施年代19921994199620002002200520082010美国联邦法规1990 US EPA法规1994 US EPA法规2004 US EPA法规欧洲标准欧欧欧欧欧中国GB14716（1-70-93相当于欧相当于欧相当于欧与国际同步限制CO2 的排放 越

8、来越多的证据表明, 汽车的CO2 排放是破坏环境最重要的元凶之一。 为此, 联合国“政府间气候变化专业委员会” （ IPCC） 对其进行了评估,表明: 1996 年世界共排放CO2 等温室气体200 亿吨, 美国占25 % , 其中汽车排放占10 % , 中国排放CO2 占1315 %。1997 年12 月, 全球气候变化条约国第三次缔约国会议（COP3） 在日本京都召开, 会议通过的京都议定书限定了CO2 、NO2 、甲烷等6 种造成温室的气体的排放量如表1-2 所示。表1-2 世界主要国家需要降低的排放量欧盟美国日本加拿大8%7%6%议定书还规定以1990 年为基准到2012 年止,工业发

9、达国家CO2 排放量要降低总量的512 %。 这些数字看起来不大, 但考虑到汽车数量的增加, 需要减少的绝对量则相当可观, 如日本实际要降低20 %左右。 目前已有110 多个国家批准了京都议定书, 但排放CO2 最多的美国却拒绝执行, 并提出排放CO2 要实行市场化。 京都议定书虽对发展中国家没有提出具体要求, 但考虑到每燃烧1kg汽油产生约3kg 的CO2 , 而我国是石油消耗大国,有不可忽视的CO2 排放量的治理任务。1.2.2 石油短缺的压力我国石油资源短缺, 已发现可开采的储量仅占世界总储量的4 %左右, 从1993 年开始进口石油,并以每年两位数字的百分比增长, 2000 年进口石

10、油7000 万吨,成品油3000 万吨。 到2005 年以后,每年进口石油将超过一亿吨, 相当于科威特一年的石油总产量, 未来我国石油缺口更大。 我国石油需求与产量如表1-3 所示表1-3 我国石油需求与 亿吨年份需求产量缺口2000年2.41.60.7+0.32005年2.81.781.022010年3.61.891.71面对如此严重的环境问题和严峻的能源现状,世界各国都在寻找解决的途径, 经过多年的探索,在科技界比较一致的对策是:提高和完善内燃机的性能, 进一步提高内燃机的热效率, 降低能耗, 广泛采用电喷、智能正时可变气阀（VVT2i）, 稀薄燃烧、压缩直喷点火、改进燃油品质等先进技术;采用替代燃料, 如水煤气、氢、乙醇、甲醇、合成燃油LN G和L PG等;鼓励和推广采用电动汽车（ EV） 、混合动力电动汽车（HEV） 、燃料电池电动汽车（FCEV）。目前动力电池技术未取得突破性进展 , EV只能在城近郊区、旅游名胜区、步行街等有限地区使用。 FCEV 是利用氢、氧在常温下产生电化学反