混合动力汽车动力分配器壳体结构改进及优化

【摘要】：混合动力汽车将传统内燃机和电力推进系统相结合，是从传统汽车发展到纯电动汽车的理想过渡产品。混联式混合动力汽车将串联式和并联式的优点相结合，充分发挥了发动机和电动机各自的优势，实现整车节能减排。动力分配器是混联式混合动力汽车动力耦合系统的核心部件，通过它可以实现混合动力车不同工作模式间的转换,其性能直接关系到整车性能。 丰田公司生产的混合动力汽车普锐斯，应用行星轮系作为动力分配器，在混合动力汽车市场取得了巨大的成功。随着我国对混合动力汽车研究的深入，对开发具有自主知识产权动力分配器的需求日渐强烈。本文在国家自然科学基金项目（51075179）的资助和支持下，基于课题组提出的应用传统差速器中锥齿轮行星轮系作为混合动力汽车动力分配器的研究方向，对该动力分配器壳体在原始设计方案的基础上进行了改进设计，并对改进后的壳体进行了有限元分析和优化。 首先，本文通过对现有车辆仿真模型的修改，建立搭载本文所研究动力分配器的整车仿真模型。通过仿真获得车辆行驶过程中动力分配器锥齿轮行星轮系工况，并基于此工况设计行星轮系。对锥齿轮接触行为进行有限元分析，形成了一套精确可行的锥齿轮建模、划分网格、接触有限元分析方法。 其次，在传统差速器壳体基础上对动力分配器壳体进行了改进设计，且充分考虑了壳体周边部件在发动机舱内布局合理性。对改进结果用有限元方法进行了分析，指出保证足够的刚度对该壳体的重要性。 再次，用有限元接触分析对比理想未修形直齿锥齿轮与齿向修鼓后齿轮对壳体刚度不足造成的齿轮轴线偏斜角度和齿轮沿轴线退让距离变化的响应，从而确定了动力分配器壳体刚度指标。 最后，借助CAD-CAE方法进行了试验设计并获得试验采样点数据，基于试验采样点建立了壳体质量和变形量的代理模型，并基于此模型对壳体进行了优化。 【关键词】：混合动力汽车 动力分配器 代理模型 优化
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 国内外混合动力汽车发展现状9-11
• 1.2 混合动力汽车动力耦合系统研究现状11-13
• 1.3 本文研究背景和意义13-14
• 1.4 本文主要内容14-15
• 第二章 动力分配器行星轮系设计15-26
• 2.1 动力分配器工况仿真分析15-18
• 2.2 动力分配器行星轮系设计及有限元接触分析18-25
• 2.2.1 行星锥齿轮设计18-19
• 2.2.2 基于精确球面渐开线的直齿锥齿轮模型建立19-20
• 2.2.3 直齿锥齿轮网格划分技术20-22
• 2.2.4 基于 ABAQUS 的直齿锥齿轮接触有限元分析22-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 动力分配器壳体结构改进26-37
• 3.1 动力分配器原始方案分析26
• 3.2 动力分配器结构改进26-33
• 3.2.1 空间布置方案分析27-29
• 3.2.2 改进后结构说明29-33
• 3.3 动力分配器壳体有限元分析33-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 动力分配器壳体刚度对齿轮啮合影响37-43
• 4.1 直齿锥齿轮齿向载荷分布不均37-38
• 4.2 直齿锥齿轮齿向修鼓38-39
• 4.3 壳体刚度对齿向载荷分布影响39-42
• 4.3.1 齿轮轴线偏斜对齿向载荷分布影响39-41
• 4.3.2 齿轮沿轴线退让对齿向载荷分布影响41-42
• 4.4 壳体刚度指标确定42
• 4.5 本章小结42-43
• 第五章 基于代理模型的动力分配器壳体优化43-61
• 5.1 代理模型技术44-47
• 5.1.1 多项式响应面法44-45
• 5.1.2 径向基函数法45-47
• 5.1.3 代理模型误差分析47
• 5.2 试验设计47-52
• 5.2.1 试验设计方法47-49
• 5.2.2 试验指标的确定49-52
• 5.2.3 确定试验因素并选取适当水平52
• 5.3 差速耦合装置壳体代理模型构建52-56
• 5.3.1 实施试验设计52-53
• 5.3.2 构建代理模型53-56
• 5.4 差速耦合装置壳体优化56-60
• 5.4.1 优化算法56-58
• 5.4.2 优化策略和优化结果分析58-60
• 5.5 本章小结60-61
• 第六章 结论与展望61-63
• 6.1 全文总结61
• 6.2 研究展望61-63
• 参考文献63-68
• 附录68-70
• 作者简介及攻读硕士学位期间所取得的科研成果70-71
• 致谢71

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

混合动力汽车正向建模与仿真    王庆年,刘志茹,王伟华,曾小华

双排行星齿轮机构在混合动力汽车上的应用研究    魏跃远,林逸,林程,何洪文

混合动力 汽车驱动的投资革命    布尔古德;

混合动力汽车USB主机系统的设计与实现    曹琳琳;王耀南;唐继刚;熊殷;

CRUISE软件在混合动力汽车性能仿真中的应用    汪斌;李峥;彭红涛;朱禹;

积极推动我国混合动力汽车的开发    陈贤章;

混合动力车用飞轮电池可行性分析及性能仿真    郭晋晟;王家明;马兹林;杨林;

混合动力汽车的研究现状与发展前景    秦朝举;袁丽娟;

混合动力实验台架(车)系统开发研究    刘冬威;

行业动态    

一种混合动力汽车驱动控制研究    严世榕;洪亮;

混合动力汽车及其关键技术综述    李正浩;鲁植雄;

混合动力汽车的发展与应用    文少波;邹政耀;

一种并联型混合动力汽车控制系统研究    刘昌锦;岳伟甲;乐群;

准“绿色”混合动力汽车与环境保护    李军;秦大同;

混合动力汽车热管理系统流场和温度场CFD分析    梁昌杰;陈方元;秦大同;

混合动力汽车热管理系统流场和温度场CFD分析    梁昌杰;陈方元;秦大同;

电子及计算机技术在混合动力汽车电池测试系统中的应用    曾小华;王庆年;宋大凤;李静;林林;

并联式混合动力汽车控制策略及遗传算法优化研究    刘涵;高俊涛;

混合动力汽车动力电池试验检测系统    曾小华;陈万忠;吴强华;王庆年;

美国汽车角逐混合动力汽车市场（下）    峻岭

混合动力汽车驶入百姓生活    本报记者 谢莉葳 实习生 李玥林

2至3年,混合动力汽车将成市场主流    记者 范建

美国汽车角逐混合动力汽车市场（上）    峻岭

“重庆造”混合动力汽车跻身世界先进行列    记者 关媛媛

重庆政府采购自主研发混合动力汽车    记者刘阳子

油电混合动力汽车在美国大行其道    魏薇

混合动力汽车技术取得新突破    记者 李文峰　通讯员 夏伟雄 刘亚鹏

新能源元年从“弱混”开启”    本报记者 金丽媛

发展混合动力汽车刻不容缓    木子风

串联混合动力汽车建模与能源管理系统控制策略研究    刘乐

串联混合动力汽车能量优化管理策略研究    申彩英

混合动力汽车复合储能系统参数匹配与控制策略研究    于海芳

车用永磁同步电机的参数匹配、协调控制与性能评价研究    王伟

桥间分配四驱混合动力电动汽车能耗优化控制策略研究    李晓甫

单电机重度混合动力汽车模式切换与AMT换挡平顺性控制策略研究    杜波

单电机ISG型AMT重度混合动力汽车能量管理策略研究    彭志远

混合动力汽车控制系统设计与仿真    何海

单轴ISG混合动力汽车转矩分配控制策略的研究    叶先军

基于CAN总线的混合动力汽车辅助动力单元系统与控制策略研究    曹珊

混合动力电动客车的研究    程自珠

基于LabVIEW的混合动力汽车驱动系统的研究    邓娟

并联式混合动力汽车控制策略研究    岳淑彪

基于行驶工况的混合动力汽车参数匹配、控制策略研究及仿真平台搭建    张桂连

串联式Plug-in混合动力汽车能量管理控制策略研究    祝毅

PLUG-IN并联混合动力城市客车电功率比研究    姚佳

Plug-in混合动力汽车控制策略研究    杨攀

混合动力汽车参数设计及电机控制系统仿真    蒲斌

并联充电式混合动力驱动系统故障诊断分析仪开发    生翔九

混合动力汽车潜在目标顾客需求分析    朱明