1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)畢業設計說明書題目：電動汽車離合系統的設計與分析畢業設計（論文）原創性聲明和使用授權說明原創性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外， 不包含其他人或組織已經發表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導教師簽名：日期：使用授權說明本人完全了解大學關于收集、保存、使用畢業設計（論文）的規定，即：按照學校

2、要求提交畢業設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務； 學校可以采用影印、 縮印、數字化或其它復制手段保存論文； 在不以贏利為目的前提下， 學校可以公布論文的部分或全部內容。作者簽名：日期：學位論文原創性聲明本人鄭重聲明： 所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。 除了文中特別加以標注引用的內容外， 本論文不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫的成果作品。 對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體， 均已在文中以明確方式標明。 本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名：日期：年月日學位論文版權使用授權書本

3、學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索， 可以采用影印、 縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規定處理。作者簽名：日期：年月日導師簽名：日期：年月日注意事項1.設計（論文）的內容包括：1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作）2）原創性聲明3）中文摘要（300 字左右）、關鍵詞4）外文摘要、關鍵詞5）目次頁（附件不統一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結論7）參考文獻8）致謝9）附錄（對論文支持必要

4、時）2.論文字數要求：理工類設計（論文）正文字數不少于1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數不少于1.2 萬字。3.附件包括：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術標準規范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫3）畢業論文須用A4 單面打印，論文50 頁以上的雙面打印4）圖表應繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1

5、）設計（論文）2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂3）其它摘要作為當前最具可行性的環保節能型汽車，電動汽車成為汽車行業研究的熱點，其傳動系統作為關鍵的組成部分也受到各大汽車廠家和研究機構的重視。自動變速功能的實現可以改善車輛的乘坐舒適性和通過性，并減輕駕駛員的疲勞強度，因此自動變速系統與電動汽車的結合成為目前研究的熱點。對于質量較輕的電動汽車，簡單緊湊的換擋機構可以降低整車重量并解決布置困難等問題，基于此本文提出一種由離心式離合器與行星齒輪機構相結合的新型自動換擋機構。首先，介紹了離心式離合器的結構及工作原理，對離心式離合器的特性及工作過程進行了分析。詳述了基于

6、離心式離合器的電動汽車自動換擋機構的結構及工作原理，并引入換擋品質來衡量自動換擋機構的好壞。其次，通過行星齒輪機構及換擋過程的數學模型的建立，推導出基于離心式離合器的電動汽車自動換擋機構換擋品質的計算方法。關鍵詞電動汽車；自動換擋；離心式離合器；換擋品質Electric Automobile Clutch System Design and AnalysisAbstract: As the most feasible environmental protection method, electric vehicle becomes one of the research automotive

7、industry. Its transmission system which is the key part of the vehicle gets more and more attention by various auto makers and research institutions. Automatic transmission , sothe combination of automatic shift and electric vehicle become the research points at present. For miniature low-speed elec

8、tric cars, simple and compact complex shift institution can reduce vehicle weight and solve problems such as Therefore, a new auto shift institution which is combined centrifugal clutch with planetary gears is researched.Firstly, this paper introduced the structures and working principles of centrif

9、ugal clutch, analyzed the working characteristics and working process. The structure and working principles of automatic shift institutions based on centrifugal clutch are described in detail. Two evaluation indicators of the shift quality were analyzed which could evaluate the auto shift institutio

10、n.Secondly,mathematical models of planetary gears and shift process were built. deducing the calculation formulas about shift quality, the influence of the original centrifugal clutch to the dynamic performance and the shift quality were analyzed, the result showed the original centrifugal clutch sh

11、ould be improved.Keywords: Electric vehicle; Automatic transmission; Centrifugal clutch; Shift quality目錄1緒論 .11.1研究背景 . .11.2離合器的發展 . .21.3本文研究的目的及意義 .41.4本文的研究內容 . .42離心式離合器的電動汽車自動換擋機構 .52.1離心式離合器 . .52.1.1離心式離合器的結構及工作原理 .52.1.2離心式離合器的設計分析 .72.1.3離心式離合器的結合過程分析 .92.1.4catia離心式離合器的結構圖 .102.2 離心式離合器在電

12、動汽車自動換擋機構中的工作原理. 152.2.1電動汽車自動換擋機構的結構 .152.2.2電動汽車自動換擋機構的工作原理 .162.3換擋品質 . . 172.4本章小結 . . 213離心式離合器對換擋品質的影響分析 .213.1自動換擋過程理論模型的推導 .213.1.1行星齒輪機構數學模型的建立. 213.1.2換擋過程數學模型的建立 .243.2離心式離合器的性能分析 .273.3本章小結 . . 354結論.354.1全文總結 . . 354.2展望 .35致謝 .37參 考 文 獻381 緒論1.1研究背景隨著科學技術的進步和經濟的發展，作為人們日常生活中不可缺少的代步和運輸工具

13、，汽車發揮了巨大的作用，對我們生活產生了深遠影響。目前，由于汽車工業的發展帶來石油資源需求的急劇增加，對環境嚴重的污染越來越嚴重，以有限的石油資源和破壞環境為基礎的發展模式越來越不被人們所認同，節能和環保成為汽車工業發展的新目標，特別是各國政府都積極支持電動汽車的研究，汽車企業也在積極參與電動汽車的研究。電動汽車有效避開了能源緊缺和環境污染的雙重危機，被認為是汽車工業發展的明日之星。電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，且滿足道路安全法規對汽車各項要求的車輛。電動汽車是以車載儲能裝置為能量源，以電機通過傳動系統驅動車輛行駛。電動汽車與內燃機汽車相比，有其自身的許多特點，電動汽車的價

14、格比內燃機汽車高，決定了電動汽車的初期投入大、費用支出多，但是電動汽車的維修保養費用低，隨著使用年限的延長，其使用費用支出會逐漸降低，甚至會低于內燃機汽車使用成本。能量轉換效率高，操縱簡便，系統結構簡化，方便車輛的布置。電動汽車可實現制動能量回收，減速停車時的動能通過再生制動轉化為電能并貯存在蓄電池中，停車時不必讓電機空轉，從而降低能源消耗，提高能源的使用效率。汽車動力傳動系統的任務是傳遞動力，并在動力的傳遞過程中改變傳動比，以調節或變換動力輸出裝置的特性，同時通過變速來適應不同的駕駛要求。人工操作的手動變速器在換擋時轉速變化突然，常使動力輸出裝置處于非穩定工況，影響汽車的動力性能、經濟性能及

15、乘坐舒適性。因此要保證動力輸出裝置在行駛過程中處于良好的工作狀態，提高乘坐舒適性與操作簡便性，需對自動變速系統與發動機結合的離合器研究。汽車離合器的種類很多， 目前主要分為離合器分為電磁離合器、 磁粉離合器、摩擦式離合器和液力偶合器。本文研究的是離心式離合器，離心離合器通過摩擦力來傳遞扭矩，它的基本結構由三個元件組成：主動件、離心體和從動件。離心體滑裝在主動件上，由原動機驅動主動件旋轉加速而將其徑向甩出。當主動件達到規定角速度時，甩出的離心體與從動件內壁壓緊，由摩擦力強制其進入運動狀態而傳遞扭矩。離合器的從動件可以直接或通過皮帶輪等機構與負載連接。離心離合器靠原動機本身的轉速而實現兩軸自動接合

16、或斷開的離心離合器 , 形成了它固有的一些特點:（ 1）離合器的接合取決于離心力 , 因此不能傳遞大于額定扭矩的負荷。如果從動端超載，離合器便打滑，所以它也具有安全離合器的功能。（ 2）離心離合器也不宜裝在低速軸上使用，在低速時為了達到足夠的離心力，就要增大結構尺寸，將使成本增加。（ 3）因為離心力是隨轉速的增加而逐漸增加，所以使用離心離合器就相當于將負荷逐漸地加到原動機上，因而可以直接起動工作機械，而獲得平穩起動的效果，若用電動機直接驅動，可以顯著地減小啟動電流。（ 4）當原動機未達到額定轉速之前，離心體相對于從動件要打滑，從而產生摩擦熱，消耗一部分能量，因此離心離合器不造于在頻繁起動的場合

17、使用，也不宜在起動過程太長的地方應用。1.2離合器的發展在早期研發的離合器結構中，錐形離合器最為成功。它的原型設計曾裝在1889 年德國戴姆勒公司生產的鋼制車輪的小汽車上。它是將發動機飛輪的內孔做成錐體作為離合器的主動件。采用錐形離合器的方案一直延續到20 世紀 20年代中葉，對當時來說，錐形離合器的制造比較簡單，摩擦面容易修復。它的摩擦材料曾用過駱毛帶、皮革帶等。那時曾出現過蹄- 鼓式離合器，其結構有利于在離心力作用下使蹄緊貼鼓面。蹄- 鼓式離合器用的摩擦元件是木塊、皮革帶等，蹄 - 鼓式離合器的重量較錐形離合器輕。無論錐形離合器或蹄鼓式離合器，都容易造成分離不徹底甚至出現主、從動件根本無法

18、分離的自鎖現象。現今所用的盤式離合器的先驅是多片盤式離合器，它是直到1925 年以后才出現的。多片離合器最主要的優點是，汽車起步時離合器的接合比較平順，無沖擊。早期的設計中，多片按成對布置設計，一個鋼盤片對著一青銅盤片。采用純粹的金屬的摩擦副，把它們浸在油中工作，能達到更為滿意的性能。浸在油中的盤片式離合器，盤子直徑不能太大，以避免在高速時把油甩掉。此外，油也容易把金屬盤片粘住，不易分離。但畢竟還是優點大于缺點。因為在當時，許多其他離合器還在原創階段，性能很不穩定。石棉基摩擦材料的引入和改進，使得盤片式離合器可以傳遞更大的轉矩，能耐受更高的溫度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用較小的摩擦面積

19、，因而可以減少摩擦片數，這是由多片離合器向單片離合器轉變的關鍵。20 世紀20 年代末，直到進入30 年代時，只有工程車輛、賽車和大功率的轎車上才使用多片離合器。早期的單片干式離合器由與錐形離合器相似的問題，即離合器接合時不夠平順。但是，由于單片干式離合器結構緊湊，散熱良好，轉動慣量小，所以以內燃機為動力的汽車經常采用它，尤其是成功地開發了價格便宜的沖壓件離合器蓋以后更是如此。實際上早在 1920 年就出現了單片干式離合器，這和前面提到的發明了石棉基的摩擦面片有關。但在那時相當一段時間內，由于技術設計上的缺陷，造成了單片離合器在接合時不夠平順的問題。第一次世界大戰后初期，單片離合器的從動盤金屬

20、片上是沒有摩擦面片的，摩擦面片是貼附在主動件飛輪和壓盤上的，彈簧布置在中央，通過杠桿放大后作用在壓盤上。后來改用多個直徑較小的彈簧，沿著圓周布置直接壓在壓盤上，成為現今最為通用的螺旋彈簧布置方法。這種布置在設計上帶來了實實在在的好處，使壓盤上的彈簧的工作壓力分布更均勻，并減小了軸向尺寸。多年的實踐經驗和技術上的改進使人們逐漸趨向于首選單片干式摩擦離合器，因為它具有從動部分轉動慣量小、散熱性好、結構簡單、調整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優點，而且由于在結構上采取一定措施，已能做到接合盤式平順，因此現在廣泛采用于大、中、小車型中。如今單片干式離合器在結構設計方面相當完善。采用具有軸向彈性的從動盤，提

21、高了離合器的接合平順性。離合器從動盤總成中裝有扭轉減振器，防止了傳動系統的扭轉共振，減小了傳動系統噪聲和載荷。隨著人們對汽車舒適性要求的提高，離合器已在原有基礎上得到不斷改進，乘用車上愈來愈多地采用具有雙質量飛輪的扭轉減振器，能更好地降低傳動系的噪聲。對于重型離合器，由于商用車趨于大型化，發動機功率不斷加大，但離合器允許加大尺寸的空間有限，離合器的使用條件日酷一日，增加離合器傳遞扭矩能力，提高使用壽命，簡化操作，已成為重型離合器當前的發展趨勢。為了提高離合器傳遞扭矩的能力，在重型汽車上可采用雙片干式離合器。從理論上講，在相同的徑向尺寸下，雙片離合器傳遞扭矩的能力和使用壽命是單片的 2 倍。但受

22、到其他客觀因素的影響，實際的效果要比理論值低一些。近年來濕式離合器在技術上不斷改進，在國外某些重型車上又開始采用多片濕式離合器。與干式離合器相比，由于用油泵進行強制冷卻的結果，摩擦表面溫度較低 ( 不超過 93 C ) ，因此，起步時長時間打滑也不致燒損摩擦片。查閱國內外資料獲知，這種離合器的使用壽命可達干式離合器的 5-6 倍，但濕式離合器優點的發揮是一定要在某溫度范圍內才能實現的，超過這一溫度范圍將起負面效應。目前此技術尚不夠完善。1.3本文研究的目的及意義隨著科學技術的發展及人們生活水平的不斷提高，帶有離心式離合器自動變速系統的車輛以其方便舒適以及安全性，易于操作的特點將會受到人們的青睞

23、。目前，國內外學者對自動換擋系統中離合器結構參數對換擋品質的影響等基礎性研究不多，特別是針對適用于城市工況的輕型電動汽車自動換擋機構的研究更少。對于輕型電動汽車，本來電池會占據很大的整車重量，如仍然使用傳統車輛的自動換擋裝置不但會增加整車重量，在動力傳動系統的布置方面也比較困難，從而導致汽車價格過高，這樣就決定了一輛汽車的性價比。基于我國目前離心式離合器自動換擋機構的研發現狀，適用于城市工況的輕型電動汽車離心式離合器自動換擋機構的基礎性研究，對促進國產離心式離合器自動換擋機構的發展和提高我國汽車行業競爭力都具有重要的意義。1.4本文的研究內容本文介紹了一種以離心式離合器與行星齒輪機構相結合的新

24、型自動換擋機構。電動汽車的自動換擋機構直接影響著整車的動力性能與經濟性能，在滿足整車性能要求的前提下，自動換擋機構的好壞由換擋品質來評價。通過數學分析可知，離心式離合器的特性對換擋品質有直接影響，因此對其進行研究。本文的主要研究內容如下 :(1) 離合器發展現狀，提出本文的研究目的及意義。（ 2）對離心式離合器的自動換擋機構的結構及工作原理進行了介紹，明確了離心式離合器的工作特性及自動換擋的實現方式。引入換擋品質對自動換擋機構進行評價，分析了換擋品質的兩個評價指標沖擊度與滑摩功。(3) 通過建立行星齒輪機構及換擋過程的數學模型，分析離心式離合器是否可滿足動力傳動系統的安裝要求，且其工作特性是否

25、可以與電機相匹配，從而滿足電動汽車的動力性能要求。以及汽車的換擋品質是不是在期待范圍里面。2 離心式離合器的電動汽車自動換擋機構隨著科學技術的發展，自動變速系統以其操縱方便等優點越來越多的贏得了廣大消費者的青睞，但傳統的自動換擋機構結構復雜、造價高、重量大。因此本車采用一種新型自動換擋系統，此系統由離心式離合器與行星齒輪機構的相互作用完成兩個擋位的切換，由于結構簡單緊湊，可以有效地擴大電動汽車蓄電池布置空間和乘坐空間，因此很適合用于小型電動汽車上。2.1 離心式離合器離心式離合器的結構及工作原理離心式離合器的結構形式較多，根據離心體組件的形狀可分為剛性閘塊離心式離合器和以鋼珠等散狀物作為離心體

26、的離心式離合器。散狀物的離心體可以在離心力場中的自由表面隨著離心力的變化而變化，它具有流體的某些特性。應用較多的剛性閘塊式離心體是指離心體在離心力場中保持原來的形狀，離心力只存在于接觸體的公法線上。剛性閘塊離心體有自由閘塊和彈簧閘塊等形式。自由閘塊離心式離合器在起動時，閘塊便開始與殼體邊打滑邊接觸，這個結合過程會造成摩擦發熱，一般在其額定轉速的 70 -80 時，主從動盤開始完全結合并傳遞轉矩。 這種離合器的結合平穩性稍差，但結構簡單閘塊重量較輕。彈簧閘塊離心式離合器是以離心力和回位彈簧的拉力自動控制的摩擦式離合器，這種離合器結合平穩，結構上可布置成有周向彈簧、徑向彈簧、片簧、橡膠彈簧等不同形

27、式。按其在靜止狀態時的離合情況可分為開式和閉式兩種。開式只有當達到一定工作轉速時，主從動部分才結合，閉式是達到一定轉速時，主從動部分才分離。根據主動件與從動件結合方式的不同，剛性閘塊離心式離合器可分為徑向結合離心式離合器和軸向結合離心式離合器。徑向結合離心式離合器的特點是離心體與從動件周向內壁接觸，其作用力與離心力一樣均沿徑向作用，主動件通過摩擦帶動從動件轉動，從而傳遞轉矩。軸向結合離心式離合器相對來說應用較少，它主要是通過一些內部機構( 如鉸桿 ) 將離心力軸向輸出，再通過摩擦力輸出轉矩。徑向結合剛性閘塊式離心式離合器由于其結構簡單質量輕，過載時可由主從盤之間的打滑產生保護等特點，被廣泛應用

28、于工程機械中， 其具體結構如圖2-1所示。1- 主動軸2-回位彈簧3-離心塊4-離合器外殼體圖 2-1 離心式離合器離心塊由多片摩擦片組成并通過彈簧連接，必須具有較大的摩擦系數和耐摩指數，三個離心體滑裝在主動盤上，分別由3 根彈簧控制。主動盤由電動機帶動，離心塊在旋轉過程中以離心體固定端為支點，活動端外張但會受到彈簧的制約。當主動軸轉速增大到離心塊產生的離心力超過彈簧的最大拉力并達到一定數值時，活動端張開與從動盤內表面貼合產生摩擦力帶動從動盤轉動，從而將動力通過從動盤向外輸出: 當主動軸轉速較低，離心塊所產生的離心力不足以克服彈簧的拉力時，離心塊的活動端無法與從動盤內表面貼合，因此不能帶動從動

29、盤轉動，離合器處于為分離狀態，不傳遞轉矩。依據原動機轉速的變化實現主從動盤自動結合或分離的離心式離合器，形成了它固有的一些特點 :(1) 過載保護作用。離心式離合器的結合與分離取決于主動盤旋轉產生的離心力。如果從動端負載大于離合器能夠傳遞的轉矩時，主從動盤便會出現打滑現象，從而限制了動力的傳遞。可以防止傳動系統過載，使它具有過載保護的功能。(2) 結合平穩。離心式離合器主動盤的離心力是隨原動機轉速的增加而逐漸增加的，這就相當于將負載逐漸加到原動機上，從而達到平穩起動的效果。(3) 無需專門的操縱機構。改變離心式離合器結合或分離狀態的操縱力是來自其內部，因而無需專門的操縱機構。(4) 結構簡單、

30、尺寸緊湊。(5) 不宜裝在低速軸上使用。傳遞同樣的轉矩和功率時，轉速越低所需離合器的尺寸和質量越大，造成機構臃腫并使制造成本增加，因此離心式離合器不宜用于轉速過低的場合。離心式離合器由于其過載保護的作用、平穩啟動的性能、緊湊簡單的結構及其簡單方便的工作特性，被廣泛地應用于汽車、摩托車等機動車上。離心式離合器的設計分析離心式離合器是一種不需要操縱機構的自動離合器，由電動機帶動離合器主動盤轉動，固定在主動盤上的離心塊在離心力的作用下克服回位彈簧的預緊力沿柱銷甩出，當主動盤達到一定轉速時與從動盤結合，從而達到傳遞轉矩的目的。在運轉過程中，每塊離心塊所產生的離心力Fc 可由下式表示c c2Fcc c

31、c2 G rnc2(2-1)m r900 g式中， Fc 離心塊的離心力Nmc 離心塊的質量kgGc 離心塊的重量Nr c 離心塊質心位置的平均旋轉半徑mc 離心塊旋轉角速度 (rads) nc 離合器主動軸轉速 (rmin)因 2g ，則式 (2-1) 可簡化為 :Gcr cnc2（2-2 ）Fc900離心式離合器的工作條件是 : 離心塊受到的離心力大于回位彈簧的最大拉力 Pc max 。因此離心式離合器所能傳遞的轉矩Tc 為：Tc z(Fc Pc max) Rc c（2-3 ）式中， Tc 離合器傳遞的轉矩N mz 離心塊的個數Rc 從動盤摩擦面半徑mc 摩擦副摩擦系數Pc max 回位彈

32、簧徑向最大拉力N離心塊受到的徑向拉力Pc max 由彈簧剛度 kc 和離心塊的和從動盤之間的徑向位移 lc max 決定，可由下式表示 :Pc max kcl c max(2-4)式中， kc 回位彈簧剛度 (Nm)lc max 離心塊與從動盤之間的徑向位移m將式 (2-4) 代入 (2-3)中可得離心式離合器工作特性為:Gcr cnc2kclc max)(2-5)Tc Rcz c(900令R G rzcc c c（2-6 ）B900D Rcz ckcl c max（2-7 ）則式 (2-5) 可表示為 :TcBnc2D(2-8)令D900kcl cmax900Pcmax(2-9)n0Gcrc

33、Gc rcB由式 (2-8) 可知當 nn0 時，離合器不傳遞轉矩， 當 nn0 時，離合器開始工作，因此 n0 即為離心式離合器的結合轉速。 （ Tc0 時傳遞轉矩）離心塊從分離到結合與從動盤摩擦面的間隙應在0.5 1mm之間，否則會影響離合器的靈敏度。離心塊數量一般為2 3 只，且 3 只的居多。離心塊的摩擦材料主要有石棉基、粉末冶金等，因石棉基的摩擦系數受工作溫度、單位壓力和滑摩速度的影響較大，而粉末冶金的摩擦系數雖然略小但其穩定性較高，因此一般采用粉末冶金作為摩擦材料，其摩擦系數為0.25 。離心式離合器的結合過程分析根據離心式離合器的工作特性可知其結合過程可以分為主從動盤完全結合、完

34、全分離和滑摩階段三個狀態。三個狀態中，滑摩狀態是一個過渡階段，通過摩擦力矩的逐漸增大來實現離合器的完全結合和完全分離兩個狀態的切換。完全結合和完全分離是相對穩定的狀態，離心式離合器處于完全結合狀態時，其作用只相當于傳遞轉矩裝置，主從動盤之間沒有相對轉動。離心式離合器的結合過程如圖2-2 所示 :結合時間S圖 2-2 離合器結合過程(1) 消除間隙階段第一階段 (OA 段) ，設 A 點對應的主動盤轉速為n0 ，即 OA段對應的主動盤轉速為 0 n0 。根據離心式離合器的結構可知，靜止狀態下其主動盤與從動盤之間存在一定的間隙，因此OA階段屬于間隙越來越小的階段，在這個階段，離合器主動盤和從動盤處

35、于分離的狀態，不傳遞轉矩。離心力逐漸加大，離心快克服彈簧的拉力慢慢靠近從動盤，當主動盤轉速達到n0 時，主從動盤開始結合并傳遞轉矩。為了使離合器盡快結合，從而提高工作效率，此階段應盡可能在短時間內完成，設計時的間隙應該在一個小的范圍里面。(2) 滑摩階段第二階段 (AB 段) ，設 B 點對應的主動盤轉速為n1 ，即 AB段對應的主動盤轉速為 n0 n1 。此階段主從動盤之間產生滑摩，離心式離合器從動盤轉速從0 上升到與主動盤同轉速。此階段n0 與 n1 之間的轉速差應盡量小些，使主從動盤快速結合，從而減小摩擦片的摩損，延長離合器的使用壽命。(3) 同步階段第三階段 (BC 段) ，此階段為離

36、心式離合器主從動盤轉速從開始同步到完全結合的階段，摩擦力矩為靜摩擦力矩，離合器主從動部分轉速相等并開始一同增長，到達了完全傳遞轉矩的階段。離心式離合器的結構圖由前面所講的離心式離合器的結構及工作原理，我們可以在 catia 軟件中畫出離心式離合器的各個組成部分的簡單結構圖：（1）電機中心軸圖 2-3 電機中心軸（2）主動盤圖 2-4 主動盤（3）回位彈簧圖 2-5 回位彈簧（4）摩擦片圖 2-6 摩擦片（5）離合蓋圖 2-7 離合蓋（ 6）從動盤圖 2-8 從動盤由以上各部分可以通過catia軟件把各部分裝配起來，為了表達清楚內部的結構我們先看一下沒有裝離合蓋時的裝配圖：圖 2-9 無蓋裝配圖

37、把離合蓋裝上時的完整離心式離合器的機構圖為：圖 2-10 完整裝配圖2.2離心式離合器在電動汽車自動換擋機構中的工作原理電動汽車自動換擋機構的結構利用離心式離合器自動結合與分離的特點，將其與行星齒輪機構相配合，實現電動汽車自動換擋。此換擋機構主要由五部分組成: 行星齒輪機構、離心式離合器、電磁制動器、主減速器和差速器，如圖2-3 所示 :1-電機2-內齒圈支架3-內齒圈4-行星齒槍5-太陽輪6-行星架7-一級主動齒輪8-電磁制動器9-單向軸承10-離心式離合器從動盤11-離心式離合器主動盤12-連接套13-電機中心軸14-二級主動齒輪15-二級從動齒輪16- 一級從動齒轉圖 2-3 自動換檔機

38、構電機輸出軸上緊固連接著內齒圈支架和離心式離合器主動盤，內齒圈又與內齒圈支架緊固相連，因此電機中心軸帶動離心式離合器主動盤、內齒圈支架、內齒圈同速轉動，電機輸出的轉矩全部轉遞到內齒圈和離心式離合器主動盤上。連接套通過軸承安裝在電機輸出軸上，并與太陽輪、離心式離合器從動盤和電磁制動器動盤緊固相連。為防止連接套反轉，在殼體上安裝單向軸承使其內徑與連接套緊固連接，因此太陽輪、離心式離合器從動盤、電磁制動器動盤與連接套運動狀態一致，且由于單向軸承的作用，只能與電機保持同方向轉動。電機輸出的轉矩通過內齒圈和離心式離合器傳遞到行星架上，行星架與主減速器的一級主動齒輪緊固相連，電機輸出的轉矩通過行星架傳遞到

39、主減速器與差速器上，進而傳遞到車輪上克服汽車的行駛阻力，使車輛能夠正常行駛。電動汽車自動換擋機構的工作原理電機轉速較小時，即離心式離合器主動盤轉速小于結合轉速時，主動盤產生的離心力不足以克服彈簧對離心體的拉力，離心體保持收縮狀態，不會帶動從動盤一起轉動，不傳遞轉矩，因此電機輸出的驅動力矩全部作用在內齒圈上。電機中心軸通過內齒圈支架帶動內齒圈與其同速旋轉，內齒圈通過行星齒輪帶動行星架轉動。行星齒輪與太陽輪外嚙合，因此行星齒輪的運動使太陽輪有向相反方向運動的趨勢，但由于單向軸承對連接套的約束，使太陽輪、離心式離合器從動盤與連接套均保持靜止。對于行星齒輪機構來說，內齒圈與行星架分別為主動件與被動件，

40、太陽輪為固定件，行星齒輪即公轉又自轉，整個輪系以一定的傳動比傳遞作用在內齒圈上的驅動力矩，即為本車的一擋傳動比。當電機轉速增大到離心式離合器的結合轉速時，即離合器的主動盤轉速達到其結合轉速時，離心體受到離心力的作用克服彈簧的拉力與從動盤結合，通過摩擦帶動從動盤與主動盤一起轉動，從動盤通過連接套帶動太陽輪與其同速轉動。此時離心式離合器主從動盤、太陽輪皆與電機運動狀態相同，因此單向軸承不起作用。電機中心軸通過內齒圈支架帶動內齒圈同速轉動，因此太陽輪與內齒圈皆與電機中心軸同速轉動。對于行星齒輪機構來說，若三個元件中的任何兩個連成一體轉動，第三元件的轉速必然與前兩者轉速相等，即行星架與電機中心軸同速，

41、此時行星齒輪機構中所有元件之間都沒有相對運動，從而形成直接擋傳動，即為本車的二擋傳動比。倒擋時，電機反轉，在電磁制動器的作用下，連接套帶動太陽輪和離心式離合器停止轉動。電機轉速降低，離心式離合器處于分離狀態，傳動系統的運動狀態與一擋時相似，但方向相反，汽車實現低速倒擋行駛。2.3換擋品質換擋品質是指換擋過程的平順性，即希望換擋過程平穩無沖擊地進行，從而改善駕駛員和乘客的乘坐舒適性。換擋操作時離合器的結合或分離會產生一定的沖擊，從車輛換擋過程的機械運動原理來講，換擋沖擊是由換擋過程中傳動系統各個零部件的沖擊造成的，它不僅影響換擋品質，還會減少傳動系零部件的使用壽命。因此，改善車輛的換擋品質，不但

42、可以改善汽車的乘坐舒適性，對提高零部件的可靠性和工作壽命也有著十分重要的意義。離心式離合器摩擦元件的結合和分離是自動換擋的實現過程，如果離合器結合或分離這個過程所需的過渡時間過長，會使摩擦元件長時間處于滑摩狀態，以致產生過大的熱負荷，使摩擦元件的性能下降。因此，提升換擋品質對減少離合器摩擦片的摩損和熱負荷，提高離合器工作可靠性和耐用性同樣有著十分重要的意義。為了提高擋位切換速度，需要盡可能的縮短換擋過渡時間，從而減少摩擦材料的摩損和過量的熱負荷，但是另一方面又要求換擋能夠平穩過渡，不應有過高的瞬時加速度或減速度造成的零部件沖擊。因此應對這兩個方面進行折中，以滿足車輛換擋品質的綜合要求。(1)

43、沖擊度沖擊度是指車輛縱向加速度的變化率，它的大小即為換擋平順性的客觀評價指標，可以把道路條件引起的彈跳和顛簸等對加速度的影響排除在外。沖擊特性可以理解為沖擊度的變化歷程，是評價車輛起步、換擋過程平順性的重要指標。它能較好地反映起步、換擋過程的動力學本質和人體感受的沖擊程度。從根本上說，沖擊是由于轉矩的擾動引起的，經研究證實換擋操作時對平穩性影響比較大的是離合器結合分離時引起的轉矩波動所產生的沖擊，可以用研究機械振動量的方法來研究沖擊特性的評價方法。一般來說，振動量可以用振動幅值、頻率、振動作用時間和振動方向等參數表征。由于從定義上講，沖擊度是車身縱向加速度的變化率，其方向問題已經明確，而且通常

44、起步、換擋過程持續時間均較短，沖擊特性屬于低頻信號，頻率也可不作為評價指標提出。所以研究沖擊特性可以從幅值和作用時間兩個方面進行，幅值反映了沖擊的程度，作用時間反映了沖擊的持續時間和變化快慢。幅值是指沖擊特性的最大值和最小值，是評定換擋過程沖擊特性的主要指標，幅值越大則換擋沖擊越大。作用時間是指沖擊度從零上升( 或下降 ) 至最大值 ( 或最小值 ) 的時間。在相同的沖擊幅值下，作用時間越短，換擋平順性越差，反之則越好。沖擊度表示為車輛行駛過程中加速度隨時間的變化率，其公式為:dad 2v(2-10)jdt 2dt式中 : a 車輛縱向加速度 (m s2 )v 車速 (ms)t時間 s汽車在平路上的行駛方程式為 :T3i 01CDA v2mdv(2-11)Ff Fw Fa mgfdtr2式中， T 3 變速器輸出轉矩 N mFf 滾動阻力 NFw 空氣阻力 NFa 加速阻力 Ni 0 主減速器傳動比傳動效率r 車輪半徑 mm 滿載質量 kgf 滾動阻力系數CD 空氣阻力系數A迎風面積 m2v 汽車行駛速度 (ms)汽車旋轉質量換算系數汽車在換擋過程中，滾動阻力和空氣阻力變化很小，因此根據式(2-10)(2-11) 可知換擋過程中的沖擊度為:d 2 vi 0dT 3j2r m(2-