車輛傳動(dòng)與操縱

1、一 現(xiàn)代車輛傳動(dòng)技術(shù)的主要形式及其發(fā)展趨勢(shì)（1）隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，車輛傳動(dòng)技術(shù)也在不斷地變化和發(fā)展，概括起來(lái)主要有以下幾種形式：液力傳動(dòng)：主要有液力耦合器和液力變矩器兩種類型，也稱動(dòng)液傳動(dòng)。液力變矩器由于其良好的特性廣泛應(yīng)用于各種類型的車輛上，應(yīng)用于車輛的主傳動(dòng)當(dāng)中，泵輪與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪相連接，渦輪與傳動(dòng)裝置輸入軸相連接。其主要特性是：a、可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，具有良好的自適應(yīng)性；b、工作輪之間沒(méi)有剛性摩擦，降低動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)載荷，提高動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命；c、具有良好的低速穩(wěn)定性；d、提高了車輛行駛的舒適性能；e、液力元件體積小，容量大；f、傳動(dòng)效率低。液壓傳動(dòng)：也稱靜夜傳動(dòng)，采用液壓泵和液壓

2、馬達(dá)構(gòu)成開(kāi)式或閉式傳動(dòng)系統(tǒng)，液壓泵與動(dòng)力輸入機(jī)構(gòu)相連接，液壓馬達(dá)與動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)相連接。其主要特點(diǎn)是：a、具有恒功率特性；b、變速操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操縱和遠(yuǎn)程操縱；c、液壓泵和液壓馬達(dá)之間可以采用軟管柔性連接，總體布置靈活方便，傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單；d、功率密度高；e、傳遞效率低。機(jī)械齒輪傳動(dòng)：主要有固定軸齒輪變速機(jī)構(gòu)和行星變速機(jī)構(gòu)兩種。對(duì)于固定軸齒輪變速機(jī)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于生產(chǎn)，工作可靠，工藝性好，成本低廉。對(duì)于行星變速機(jī)構(gòu)，a、能夠?qū)崿F(xiàn)二自由度運(yùn)動(dòng)速度的分解或者合成；b、多點(diǎn)嚙合傳遞動(dòng)力，屬于機(jī)構(gòu)內(nèi)部的多流傳動(dòng)；c、傳動(dòng)時(shí)徑向力平衡。d、結(jié)構(gòu)緊湊，但設(shè)計(jì)生產(chǎn)比較復(fù)雜，制造精度要求高，成本也

3、高于固定軸齒輪傳動(dòng)。鋼帶摩擦傳動(dòng)：隨著電子控制自動(dòng)變速箱技術(shù)的發(fā)展，無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)技術(shù)得到了實(shí)際的發(fā)展和應(yīng)用。目前在輕型汽車上廣泛應(yīng)用的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)是采用V形帶傳動(dòng)，傳遞的功率相對(duì)較低。應(yīng)用于重型汽車上的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)，采用的主要是液壓傳動(dòng)和液壓機(jī)械傳動(dòng)。電傳動(dòng)：其主要特點(diǎn)是，a、具有恒功率特性，可以按照車輛行駛功率要求，以最經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)；b、可以無(wú)級(jí)調(diào)速，起步平穩(wěn)；c、能夠?qū)㈦妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)用于制動(dòng)，提高行駛的安全性；d、動(dòng)力裝置和驅(qū)動(dòng)裝置之間軟連接，便于總體布置和安裝；e、價(jià)格高，控制系統(tǒng)復(fù)雜。其他車輛傳動(dòng)：液體粘性傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和皮帶傳動(dòng)等。（2）現(xiàn)代車輛傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：機(jī)械傳動(dòng)的信息

4、化與智能化。傳動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化、機(jī)電一體化，如各種自動(dòng)變速傳動(dòng)將被廣泛用于汽車、工程機(jī)械、軍用車輛，并為智能交通的未來(lái)發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。機(jī)械伺服精密傳動(dòng)與控制等將被廣泛應(yīng)用于機(jī)床、通信及火箭、導(dǎo)彈的指導(dǎo)系統(tǒng)。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能與環(huán)保。根據(jù)原動(dòng)機(jī)的功率與速度特性和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的負(fù)載和運(yùn)動(dòng)特性設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，使原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)最佳匹配，以保護(hù)原動(dòng)機(jī)在最高效率和最低污染排放區(qū)工作，從而節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境。如汽車和工程機(jī)械中采用多檔變速和無(wú)級(jí)變速實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)最佳工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)；在混合動(dòng)力汽車中采用可實(shí)現(xiàn)功率流程適時(shí)轉(zhuǎn)換的自動(dòng)離合器和無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器以保證車輛行駛中發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)工作在各自最佳效率區(qū)以

5、達(dá)到節(jié)省能源、減少?gòu)U氣排放的目的；在具有功率分流和匯流的傳動(dòng)系統(tǒng)中采用功率流程的最優(yōu)設(shè)計(jì)以避免輸入功率變?yōu)樨?fù)載功率，從而提高傳動(dòng)系統(tǒng)的效率等。新材料在機(jī)械傳動(dòng)中的應(yīng)用。各種納米材料如納米金屬、納米陶瓷、納米高分子材料等在傳動(dòng)副元件中的應(yīng)用將大大提高傳動(dòng)副元件的強(qiáng)度和表面性能；含納米添加劑的潤(rùn)滑介質(zhì)可使傳動(dòng)副元件之間的摩擦和潤(rùn)滑性能大幅改善；智能材料在傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用可望實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)性能的適時(shí)主動(dòng)控制。微型機(jī)械傳動(dòng)。微型機(jī)械中的微型傳動(dòng)系統(tǒng)由于其尺度效應(yīng)，具有與普通機(jī)械傳動(dòng)不同的工作原理和機(jī)械特性。微型機(jī)械傳動(dòng)的工作原理、性能特性和設(shè)計(jì)制造研究以及微型傳動(dòng)系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)是機(jī)械傳動(dòng)研究的重要發(fā)展

6、方向。特殊（極端）環(huán)境中的機(jī)械傳動(dòng)。宇宙空間的高真空、微重力、大溫差，海洋環(huán)境下的海水腐蝕，強(qiáng)電磁場(chǎng)和強(qiáng)電場(chǎng)等特殊（極端）環(huán)境對(duì)機(jī)械傳動(dòng)的應(yīng)用帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，這些特殊環(huán)境中的機(jī)械傳動(dòng)的服役特性及傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性研究以及傳動(dòng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成為機(jī)械傳動(dòng)研究的重要任務(wù)。機(jī)械傳動(dòng)裝置的高性能、低成本、小型輕量化。高速、重載、精密、高效、低噪音、長(zhǎng)壽命、重量輕、成本低是機(jī)械系統(tǒng)的發(fā)展方向。與上述要求相適應(yīng)的機(jī)械傳動(dòng)的研究與開(kāi)發(fā)是機(jī)械傳動(dòng)的重要發(fā)展方向。傳動(dòng)裝置的高性能、低成本、小型輕量化研究的相關(guān)內(nèi)容有：新型傳動(dòng)方式的研究；傳動(dòng)副的新型材料和表面處理研究；傳動(dòng)副的破壞機(jī)理和強(qiáng)度設(shè)計(jì)研究；傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特

7、性及減振降噪的研究。二 車輛自動(dòng)變速技術(shù)研究狀況和發(fā)展趨勢(shì)自動(dòng)變速是指換檔操縱自動(dòng)化，根據(jù)使用要求和道路條件、發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況，自動(dòng)地改變傳動(dòng)比，完成換檔操縱。當(dāng)前，應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)引擎的車輛上來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)化的方式主要有以下三種：液力自動(dòng)變速器(AT)、電控機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT)、機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器(CVT)。AT傳動(dòng)系統(tǒng)是指液力變矩器加行星齒輪變速器或固定軸式變速器增加自動(dòng)變速操縱系統(tǒng)組成的自動(dòng)變速系統(tǒng)，目前占據(jù)自動(dòng)變速系統(tǒng)的主導(dǎo)地位。液力變矩器既可以增加扭矩、吸收沖擊振動(dòng)，也可以在小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。由于行星齒輪傳動(dòng)有多個(gè)自由度，通過(guò)控制與行星齒輪傳動(dòng)各構(gòu)件相連接的離合器和制動(dòng)器，就可

8、以實(shí)現(xiàn)AT的檔位切換。液力變矩器是通過(guò)液體動(dòng)量矩的變化來(lái)改變轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)元件，它具有無(wú)級(jí)連續(xù)變速和改變轉(zhuǎn)矩的能力，對(duì)外負(fù)載有良好的自動(dòng)調(diào)節(jié)和適應(yīng)性，使車輛起步平穩(wěn)加速迅速均勻。其減振作用降低了傳動(dòng)系的動(dòng)載和扭振，延長(zhǎng)了傳動(dòng)系的使用壽命，提高了乘坐舒適性、行駛安全性、通過(guò)性及車輛的平均速度，但單個(gè)變矩器存在效率不高、變矩范圍有限的問(wèn)題，需串聯(lián)或并聯(lián)一個(gè)定軸式或旋轉(zhuǎn)軸式機(jī)械變速器，以擴(kuò)大變速和變矩范圍。AT傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化了操縱、提高了舒適性和車輛平均速度以及行駛安全性和通過(guò)性，但是存在傳動(dòng)效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難、成本高等缺點(diǎn)。液力自動(dòng)變速器的發(fā)展經(jīng)歷采用多元件工作輪液力變矩器、閉鎖離合器、增加行星

9、齒輪變速器檔位、電子控制等多種方法，采用換擋點(diǎn)控制、變矩器閉鎖離合器控制、換擋質(zhì)量控制等，使之綜合經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)一步提高。CVT無(wú)級(jí)傳動(dòng)采用傳動(dòng)帶和工作直徑可變的主、從動(dòng)輪相配合傳遞動(dòng)力。CVT系統(tǒng)包括主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、傳動(dòng)帶和液壓泵等基本部件。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸輸出的動(dòng)力首先傳遞到CVT的主動(dòng)輪，然后通過(guò)V型傳動(dòng)帶傳遞到從動(dòng)輪，最后經(jīng)減速器、差速器傳遞給車輪來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車。主、從動(dòng)輪的夾緊力實(shí)行電子化控制，傳動(dòng)比的改變實(shí)行全檔電子控制，是駕駛簡(jiǎn)便、提高車輛燃料經(jīng)濟(jì)性的理想裝置，但傳動(dòng)帶的強(qiáng)度和壽命問(wèn)題，以及傳動(dòng)帶與滑輪的滑磨等問(wèn)題限制了CVT的傳動(dòng)效率。現(xiàn)在帶有鎖止式變矩器電控式的CVT面世，可動(dòng)盤(pán)的軸向移

10、動(dòng)量用電子控制。AMT是在原有有級(jí)固定軸式機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加自動(dòng)變速操縱系統(tǒng)組成的，這種變速器主要有三部分組成：自動(dòng)離合器、齒輪式機(jī)械變速器和電子控制單元。應(yīng)用微電子駕駛和控制理論，以電子控制器為核心，通過(guò)電動(dòng)、液壓或氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)選換擋、離合器、油門(mén)進(jìn)行操縱來(lái)實(shí)現(xiàn)起步和換擋的自動(dòng)操縱。AMT具有傳統(tǒng)齒輪變速箱傳動(dòng)效率高、成本低、易于制造等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也具有操縱方便的自動(dòng)變速功能，但控制參量太多，控制部分的實(shí)現(xiàn)難度大，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制相當(dāng)困難。AMT的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段是半自動(dòng)AMT的發(fā)展；第二階段是全自動(dòng)AMT的發(fā)展；第三階段是AMT智能化的研究。各種自動(dòng)變速系統(tǒng)的控制系統(tǒng)基本

11、相似，主要是在傳統(tǒng)的變速器系統(tǒng)上增加了電子控制系統(tǒng)，它實(shí)際包括三個(gè)部分：傳感器系統(tǒng)、控制器和作動(dòng)系統(tǒng)。傳感器系統(tǒng)主要是測(cè)試車輛的運(yùn)行狀態(tài)，例如變速器的輸入/輸出轉(zhuǎn)速、當(dāng)前的檔位狀態(tài)、油門(mén)開(kāi)度等；控制器則主要用于實(shí)現(xiàn)換擋規(guī)律的各種控制算法，這是控制系統(tǒng)的核心；作動(dòng)系統(tǒng)由各種電磁閥及氣缸構(gòu)成，可以實(shí)現(xiàn)控制算法發(fā)出的各種控制命令。換擋的規(guī)律是自動(dòng)換擋的核心，關(guān)系到動(dòng)力系統(tǒng)各總成整體潛力的挖掘與發(fā)揮。由于電子技術(shù)的發(fā)展及車輛電子系統(tǒng)的發(fā)展，自動(dòng)換擋系統(tǒng)近幾年呈快速發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)AT系統(tǒng)來(lái)說(shuō)已基本實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)，這是由于它的機(jī)械結(jié)構(gòu)較容易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)。對(duì)AMT系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，半自動(dòng)變速箱已基本成熟，正向全自動(dòng)變速箱方

12、面發(fā)展。全自動(dòng)換擋的困難在于機(jī)械結(jié)構(gòu)的困難，特別是離合器的控制，但趨勢(shì)是向全自動(dòng)方面發(fā)展。AT和AMT不是無(wú)級(jí)變速，是有級(jí)變速的自動(dòng)控制，沒(méi)有從根本上滿足汽車對(duì)變速器的要求。相信CVT能實(shí)現(xiàn)大功率及高的傳動(dòng)效率，無(wú)級(jí)變速箱將是汽車變速箱的最終歸屬。三 查找資料，論述車輛混合驅(qū)動(dòng)技術(shù)的主要類型及研究狀況車輛混合驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要有油電混合動(dòng)力和液驅(qū)混合動(dòng)力兩種。(1) 油電混合動(dòng)力汽車是由電動(dòng)馬達(dá)作為發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車?；旌蟿?dòng)力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性能高，而且行駛性能優(yōu)越，混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)要使用燃油，而且在起步、加速時(shí)，由于有電動(dòng)馬達(dá)的輔助，所以可以降低油耗。 而且，輔助發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)馬達(dá)可以在啟

13、動(dòng)的瞬間產(chǎn)生強(qiáng)大的扭矩，因此，車主可以享受更強(qiáng)勁的起步、加速。油電混合動(dòng)力按動(dòng)力傳輸路線分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式。串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車（SHEV）是由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)三大動(dòng)力總成組成。在車輛行駛之初，蓄電池組處于電量飽和狀態(tài)，其能量輸出可以滿足車輛要求，輔助動(dòng)力系統(tǒng)不需要工作，蓄電池輸出的直流電經(jīng)控制器變?yōu)榻涣麟姾蠊┤腧?qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器、傳動(dòng)軸及驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)車輪。蓄電池組電量低于60%時(shí)，輔助動(dòng)力系統(tǒng)起動(dòng)，為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供能量的同時(shí)，還給蓄電池組進(jìn)行充電。當(dāng)車輛能量需求較大時(shí)，輔助動(dòng)力系統(tǒng)與蓄電池組同時(shí)為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供能量，發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的交流電經(jīng)整流器變?yōu)橹绷?/p>

14、電和電池輸出的直流電經(jīng)控制器變?yōu)榻涣麟姾蠊┤腧?qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車（PHEV）是由發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)或驅(qū)動(dòng)電機(jī)兩大動(dòng)力總成組成。它們采用“并聯(lián)”的方式組成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力要與車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相結(jié)合，可以：（1）在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸處進(jìn)行組合；（2）在變速器（包括驅(qū)動(dòng)橋）處進(jìn)行組合；（3）在驅(qū)動(dòng)橋處進(jìn)行組合。左圖是一種電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力在驅(qū)動(dòng)輪處進(jìn)行組合的驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力組合式PHEV，其驅(qū)動(dòng)模式為：1）以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)為基本驅(qū)動(dòng)模式，獨(dú)立驅(qū)動(dòng)后驅(qū)動(dòng)輪；2）驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為輔助驅(qū)動(dòng)模式，能獨(dú)立驅(qū)動(dòng)前驅(qū)動(dòng)輪；在混合驅(qū)動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的后輪動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的前輪動(dòng)力進(jìn)行組合，成為混合四驅(qū)動(dòng)模式?；炻?lián)式混合動(dòng)力

15、汽車（PSHEV）是綜合SHEV和PHEV結(jié)構(gòu)特點(diǎn)組成的，由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)三大動(dòng)力總成組成。電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力要與車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相適合，可以在變速器（包括驅(qū)動(dòng)橋）處進(jìn)行組合，也可以在驅(qū)動(dòng)輪處進(jìn)行組合。上圖是一種發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力在驅(qū)動(dòng)輪處進(jìn)行組合的方式，其驅(qū)動(dòng)模式為：1）以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)為基本驅(qū)動(dòng)模式，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)，并獨(dú)立驅(qū)動(dòng)后驅(qū)動(dòng)輪；2）以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為輔助驅(qū)動(dòng)模式，能獨(dú)立驅(qū)動(dòng)前驅(qū)動(dòng)輪；3）在混合驅(qū)動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的后輪動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的前輪動(dòng)力進(jìn)行組合，成為混合四輪驅(qū)動(dòng)模式。豐田普銳斯采用混聯(lián)式動(dòng)力傳輸方式。系統(tǒng)采用了272-650v的高壓?jiǎn)?dòng)電機(jī)，通過(guò)車載電池供

16、電，電動(dòng)機(jī)可以在啟動(dòng)或巡航過(guò)程中，單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛行駛，在加速或者電池能量不足的情況下，再由內(nèi)燃機(jī)單獨(dú)或者聯(lián)合電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛。與中混合動(dòng)力系統(tǒng)相比，完全混合動(dòng)力系統(tǒng)的混合度更高。技術(shù)的發(fā)展將使得完全混合動(dòng)力系統(tǒng)逐漸成為混合動(dòng)力技術(shù)的主要發(fā)展方向。節(jié)油效果可以達(dá)到40%。 （2）液驅(qū)混合動(dòng)力技術(shù)類似于電動(dòng)混合動(dòng)力技術(shù),不同之處在于液驅(qū)混合動(dòng)力技術(shù)以蓄能器作為可逆儲(chǔ)能元件,發(fā)動(dòng)機(jī)能量通過(guò)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的可變排量泵/馬達(dá)輸出。泵/馬達(dá)元件為一可逆元件,通過(guò)回收車輛的制動(dòng)能量,形成車輛的減速制動(dòng),回收的能量存儲(chǔ)在蓄能器里。液驅(qū)混合動(dòng)力車輛多采用并聯(lián)形式,發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力可以用以驅(qū)動(dòng)車輛,也可以通過(guò)變量泵向蓄能器充

17、液壓能。蓄能器可以單獨(dú)或同發(fā)動(dòng)機(jī)一起共同驅(qū)動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)車輛的行駛。因此正如并聯(lián)式的混合電動(dòng)車,液驅(qū)混合動(dòng)力車輛也具備如下工作模式: 僅由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛; 僅由蓄能器驅(qū)動(dòng)車輛; 由發(fā)動(dòng)機(jī)和蓄能器共同驅(qū)動(dòng)車輛。液驅(qū)混合動(dòng)力車輛可以通過(guò)蓄能器的調(diào)節(jié)作用,改變發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn),這樣有利于改善車輛的經(jīng)濟(jì)性與降低車輛的排放。由于發(fā)動(dòng)機(jī)和蓄能器共同驅(qū)動(dòng)車輛,因此車輛的動(dòng)力性得到提高外,也存在著改配相對(duì)小的排量的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步改善經(jīng)濟(jì)性的可能性,這點(diǎn)同并聯(lián)式的混合動(dòng)力電動(dòng)車輛的特點(diǎn)相似。液壓混合動(dòng)力技術(shù)在近十幾年內(nèi),日益引起國(guó)外政府和研究機(jī)構(gòu)的高度重視, 其中美國(guó)環(huán)保署(U. S. Environmental Pr

18、otectionAgency)對(duì)推動(dòng)液驅(qū)混合動(dòng)力技術(shù)在車輛上的應(yīng)用做出了重要貢獻(xiàn)。在過(guò)去的10年,美國(guó)EPA和許多單位共同發(fā)展液壓混合動(dòng)力技術(shù),這些合作者包括美國(guó)陸軍、福特公司、Eaton公司、Parker- Hannifin公司、FEV、Michigan大學(xué)、Ricardo公司、西南研究院及Wisconsin大學(xué)。對(duì)于液驅(qū)混合動(dòng)力技術(shù),美國(guó)EPA提出了4 個(gè)目標(biāo),即提高燃油的經(jīng)濟(jì)性、降低排放、提高汽車的動(dòng)力性、降低制造費(fèi)用。美國(guó)EPA從液驅(qū)混合動(dòng)力技術(shù)研究中的底盤(pán)樣件的實(shí)驗(yàn)中得出以下結(jié)論:相對(duì)于同樣改善了輪胎和空氣動(dòng)力性的中等大小的家用轎車的燃油性,運(yùn)用液驅(qū)混合動(dòng)力技術(shù)后,燃油經(jīng)濟(jì)性提高了3

19、倍以上;通過(guò)降低燃油消耗和減小制動(dòng)系的磨損節(jié)省的費(fèi)用在1至3年可以彌補(bǔ)成本上增加的費(fèi)用; 0到60 km /h的加速時(shí)間約為8 s;不需要使用昂貴的輕金屬材料就可以實(shí)現(xiàn)高燃油經(jīng)濟(jì)性;這些有助于實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的商業(yè)化。液驅(qū)混合動(dòng)力汽車技術(shù)的研究,在國(guó)內(nèi)開(kāi)展的較晚,主要是在城市公共汽車方面開(kāi)展了一些研究工作。如哈爾濱工大,分析了影響二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)在城市公交車輛驅(qū)動(dòng)中節(jié)能效果的因素,提出了3種能量回收方案;建立車輛串聯(lián)混合傳動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,分析了以恒轉(zhuǎn)矩制動(dòng)和恒功率制動(dòng)回收車輛慣性能的特點(diǎn)。北京理工大學(xué)在分析城市車輛制動(dòng)能量回收的基礎(chǔ)上,對(duì)城市用車輛制動(dòng)能量回收的液壓系統(tǒng)進(jìn)行了探討。南京理工大學(xué)

20、是國(guó)內(nèi)較早開(kāi)展液驅(qū)混合動(dòng)力汽車研究的高校,提出了能量回收和發(fā)動(dòng)機(jī)控制相結(jié)合的液驅(qū)混合動(dòng)力汽車研究的新思路,并且對(duì)液驅(qū)混合動(dòng)力車輛的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。在國(guó)內(nèi)汽車制造企業(yè)中,長(zhǎng)豐集團(tuán)聯(lián)合國(guó)內(nèi)相關(guān)高校,在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了液驅(qū)混合動(dòng)力SUV的自主研究工作,對(duì)拓廣我國(guó)混合動(dòng)力研究領(lǐng)域,提升我國(guó)汽車的自主創(chuàng)新能力具有重要的意義。四 查找資料，論述車輛無(wú)級(jí)傳動(dòng)技術(shù)的研究狀況轎車用無(wú)級(jí)自動(dòng)變速傳動(dòng)有兩種主要類型，即帶式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速傳動(dòng)和牽引式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速傳動(dòng)。前者是通過(guò)調(diào)節(jié)控制與V型帶相接觸的主、從動(dòng)錐型帶輪的軸向位移，從而連續(xù)地改變主、從動(dòng)帶輪與帶的基礎(chǔ)半徑，靠摩擦實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速；后者是靠壓力作用下主、從動(dòng)件

21、接觸表面之間的牽引油產(chǎn)生的剪切力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。由于主、從動(dòng)件接觸點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)半徑可連續(xù)變化，因而可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)CVT的速比可自動(dòng)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)-變速器-道路負(fù)載的最佳匹配，從而可實(shí)現(xiàn)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的最佳燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。同時(shí)由于擋位連續(xù)，換檔過(guò)程無(wú)動(dòng)力中斷，可減少換檔沖擊，提高車輛的乘坐舒適性，是理想的車輛變速傳動(dòng)。CVT技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)有了一百多年的歷史。德國(guó)奔馳公司是在汽車上采用CVT技術(shù)的鼻祖，早在1886年就將V型橡膠帶式CVT安裝在該公司生產(chǎn)的汽油機(jī)汽車上。1958年，荷蘭的DAF公司H.Van Doorne博士研制成功了名為Variomatic的雙

22、V型橡膠帶式CVT，并裝備于DAF公司制造的Daffodil轎車上，其銷量超過(guò)了100萬(wàn)輛。但是由于橡膠帶式CVT存在一系列的缺陷：功率有限(轉(zhuǎn)矩局限于135Nm以下)，離合器工作不穩(wěn)定，液壓泵、傳動(dòng)帶和夾緊機(jī)構(gòu)的能量損失較大，因而沒(méi)有被汽車行業(yè)普遍接受。然而提高傳動(dòng)帶性能和CVT傳遞功率極限的研究一直在進(jìn)行，將液力變矩器集成到CVT系統(tǒng)中，主、從動(dòng)輪的夾緊力實(shí)現(xiàn)電子化控制，在CVT中采用節(jié)能泵，傳動(dòng)帶用金屬帶代替?zhèn)鹘y(tǒng)的橡膠帶。新的技術(shù)進(jìn)步克服了CVT系統(tǒng)原有的技術(shù)缺陷，導(dǎo)致了傳遞轉(zhuǎn)矩容量更大、性能更優(yōu)良的第二代CVT的面世。 進(jìn)入20世紀(jì)90年代，汽車界對(duì)CVT技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)日益重

23、視，特別是在微型車中，CVT被認(rèn)為是關(guān)鍵技術(shù)。全球科技的迅猛發(fā)展，使得新的電子技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)不斷被采用到CVT中。1999年上半年，美國(guó)的福特公司和德國(guó)ZF公司合作為福特公司的轎車和輕型載貨車生產(chǎn)CVT。在巴達(dá)維亞和俄亥俄州新建的合資企業(yè)將從2001年生產(chǎn)為福特公司設(shè)計(jì)的、帶有電子管理功能的CFT23型CVT。ZF公司設(shè)計(jì)的CVT是一種變矩器式變速器，使用為安裝橫向發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)汽車生產(chǎn)的鋼帶。ZF公司也能為安裝縱向發(fā)動(dòng)機(jī)的前輪驅(qū)動(dòng)汽車和后輪驅(qū)動(dòng)汽車生產(chǎn)CVT系列。ZF公司稱：與四檔自動(dòng)變速器相比，CVT系統(tǒng)能夠?qū)⒓铀傩阅芴岣?0%，燃油經(jīng)濟(jì)性提高10%-15%。與鎖止式變矩器相比，CVT

24、系統(tǒng)在不漏油的前提下效率更高。福特公司正在設(shè)計(jì)一種與公司內(nèi)所有輕型載貨車匹配的牽引驅(qū)動(dòng)CVT，包括后輪驅(qū)動(dòng)和全輪驅(qū)動(dòng)載貨車。牽引驅(qū)動(dòng)使用沿特殊滑液的可移動(dòng)滑件代替?zhèn)鲃?dòng)帶和傳動(dòng)輪?；瑒?dòng)部分的相對(duì)位置決定傳動(dòng)比，由一層部件間非常薄的液油來(lái)傳遞動(dòng)力。 德國(guó)ZF公司從1999年中期開(kāi)始為Rover 216型汽車提供鋼帶驅(qū)動(dòng)的VT1型和CVT。這種CVT包括螺旋齒輪或變速器、合適的液壓系統(tǒng)、濕式離合器。在系統(tǒng)中集成的ECU可以允許機(jī)械、液力和電子系統(tǒng)進(jìn)一步組合，這就更好地利用了各種系統(tǒng)的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。 德國(guó)博世的電子式CVT控制系統(tǒng)是基于用傳感器和執(zhí)行器單元控制基礎(chǔ)上的電子/液力模塊。博世公司已經(jīng)將獨(dú)立部件、執(zhí)行器、傳感器和變速器換檔ECU組成一個(gè)單獨(dú)的模塊，變速器制造商只需增加一個(gè)集成控制單元。目前CVT的研究主要集中在以下幾個(gè)方面：控制系統(tǒng)方面： 通過(guò)改進(jìn)現(xiàn)有的控制系統(tǒng)的控制精度從而使對(duì)離合器的控制、速比的控制與夾緊力的控制更加符合轎車在不同路況下的動(dòng)力需求。動(dòng)力的需求控制是一部?jī)?yōu)質(zhì)CVT的先決條件。 結(jié)構(gòu)方面： 在現(xiàn)有CVT的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上使用新型材料使變速器更加輕巧，以及對(duì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化在可靠性不降低的情況下使其更加緊