1、 畢業(yè)設(shè)計說明書學(xué)生姓名： 黃海 學(xué) 號： 20080827 學(xué) 院： 交通運輸與物流學(xué)院 專業(yè)年級： 2008交通運輸2班 題 目： 電動汽車離合系統(tǒng)的設(shè)計與分析 指導(dǎo)教師： 魏占國 評閱教師： 鄧海英 2012年06月 摘 要 作為當(dāng)前最具可行性的環(huán)保節(jié)能型汽車，電動汽車成為汽車行業(yè)研究的熱點，其傳動系統(tǒng)作為關(guān)鍵的組成部分也受到各大汽車廠家和研究機構(gòu)的重視。自動變速功能的實現(xiàn)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(tǒng)與電動汽車的結(jié)合成為目前研究的熱點。對于質(zhì)量較輕的電動汽車，簡單緊湊的換擋機構(gòu)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

2、合器與行星齒輪機構(gòu)相結(jié)合的新型自動換擋機構(gòu)。首先，介紹了離心式離合器的結(jié)構(gòu)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。詳述了基于離心式離合器的電動汽車自動換擋機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作原理，并引入換擋品質(zhì)來衡量自動換擋機構(gòu)的好壞。 其次，通過行星齒輪機構(gòu)及換擋過程的數(shù)學(xué)模型的建立，推導(dǎo)出基于離心式離合器的電動汽車自動換擋機構(gòu)換擋品質(zhì)的計算方法。關(guān)鍵詞 電動汽車；自動換擋；離心式離合器；換擋品質(zhì)Electric Automobile Clutch System Design and AnalysisAbstract: As the most feasible environmental prot

3、ection method, electric vehicle becomes one of the research hotspots in automotive 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 has a series of advantages such as the impro

4、vement of the comfortable and crossing ability, to ease the tiredness of driver and so on, so the combination of automatic shift and electric vehicle become the research points at present. For miniature low-speed electric cars, simple and compact complex shift institution can reduce vehicle weight a

5、nd 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 centrifugal clutch, analyzed the working characteristics and working process. The structu

6、re 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 institution. Secondly, mathematical models of planetary gears and shift process were built.

7、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 should be improved. Keywords: Electric vehicle; Automatic transmission; Centrifuga

8、l clutch; Shift quality目 錄1 緒論11.1 研究背景11.2 離合器的發(fā)展21.3 本文研究的目的及意義41.4 本文的研究內(nèi)容42 離心式離合器的電動汽車自動換擋機構(gòu)52.1 離心式離合器5 2.1.1 離心式離合器的結(jié)構(gòu)及工作原理5 2.1.2 離心式離合器的設(shè)計分析72.1.3 離心式離合器的結(jié)合過程分析92.1.4 catia離心式離合器的結(jié)構(gòu)圖102.2 離心式離合器在電動汽車自動換擋機構(gòu)中的工作原理152.2.1 電動汽車自動換擋機構(gòu)的結(jié)構(gòu)152.2.2 電動汽車自動換擋機構(gòu)的工作原理162.3 換擋品質(zhì)172.4 本章小結(jié)213 離心式離合器對換擋品質(zhì)的

9、影響分析213.1 自動換擋過程理論模型的推導(dǎo)213.1.1 行星齒輪機構(gòu)數(shù)學(xué)模型的建立213.1.2 換擋過程數(shù)學(xué)模型的建立243.2 離心式離合器的性能分析273.3 本章小結(jié)354 結(jié)論354.1 全文總結(jié)354.2 展望35致 謝37參 考 文 獻38中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 電動汽車離合系統(tǒng)的設(shè)計與分析1 緒論1.1 研究背景隨著科學(xué)技術(shù)的進步和經(jīng)濟的發(fā)展，作為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚拇胶瓦\輸工具，汽車發(fā)揮了巨大的作用，對我們生活產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。目前，由于汽車工業(yè)的發(fā)展帶來石油資源需求的急劇增加，對環(huán)境嚴(yán)重的污染越來越嚴(yán)重，以有限的石油資源和破壞環(huán)境為基礎(chǔ)的發(fā)展模式越來越不被人

10、們所認(rèn)同，節(jié)能和環(huán)保成為汽車工業(yè)發(fā)展的新目標(biāo)，特別是各國政府都積極支持電動汽車的研究，汽車企業(yè)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(huán)境污染的雙重危機，被認(rèn)為是汽車工業(yè)發(fā)展的明日之星。電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅(qū)動車輪行駛，且滿足道路安全法規(guī)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(tǒng)驅(qū)動車輛行駛。電動汽車與內(nèi)燃機汽車相比，有其自身的許多特點，電動汽車的價格比內(nèi)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(yǎng)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?xí)陀趦?nèi)燃機汽車使用成本。能量轉(zhuǎn)換效率高，操縱

11、簡便，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，方便車輛的布置。電動汽車可實現(xiàn)制動能量回收，減速停車時的動能通過再生制動轉(zhuǎn)化為電能并貯存在蓄電池中，停車時不必讓電機空轉(zhuǎn)，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(tǒng)的任務(wù)是傳遞動力，并在動力的傳遞過程中改變傳動比，以調(diào)節(jié)或變換動力輸出裝置的特性，同時通過變速來適應(yīng)不同的駕駛要求。人工操作的手動變速器在換擋時轉(zhuǎn)速變化突然，常使動力輸出裝置處于非穩(wěn)定工況，影響汽車的動力性能、經(jīng)濟性能及乘坐舒適性。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(tài)，提高乘坐舒適性與操作簡便性，需對自動變速系統(tǒng)與發(fā)動機結(jié)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

12、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(jié)構(gòu)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(qū)動主動件旋轉(zhuǎn)加速而將其徑向甩出。當(dāng)主動件達(dá)到規(guī)定角速度時，甩出的離心體與從動件內(nèi)壁壓緊，由摩擦力強制其進入運動狀態(tài)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(gòu)與負(fù)載連接。離心離合器靠原動機本身的轉(zhuǎn)速而實現(xiàn)兩軸自動接合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(fù)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

13、不宜裝在低速軸上使用，在低速時為了達(dá)到足夠的離心力，就要增大結(jié)構(gòu)尺寸，將使成本增加。（3）因為離心力是隨轉(zhuǎn)速的增加而逐漸增加，所以使用離心離合器就相當(dāng)于將負(fù)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(wěn)起動的效果，若用電動機直接驅(qū)動，可以顯著地減小啟動電流。（4）當(dāng)原動機未達(dá)到額定轉(zhuǎn)速之前，離心體相對于從動件要打滑，從而產(chǎn)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使用，也不宜在起動過程太長的地方應(yīng)用。1.2 離合器的發(fā)展在早期研發(fā)的離合器結(jié)構(gòu)中，錐形離合器最為成功。它的原型設(shè)計曾裝在1889年德國戴姆勒公司生產(chǎn)的鋼制車輪的小汽車上。它是將發(fā)動機飛輪的內(nèi)孔做成錐體

14、作為離合器的主動件。采用錐形離合器的方案一直延續(xù)到20世紀(jì)20年代中葉，對當(dāng)時來說，錐形離合器的制造比較簡單，摩擦面容易修復(fù)。它的摩擦材料曾用過駱毛帶、皮革帶等。那時曾出現(xiàn)過蹄-鼓式離合器，其結(jié)構(gòu)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(xiàn)主、從動件根本無法分離的自鎖現(xiàn)象?，F(xiàn)今所用的盤式離合器的先驅(qū)是多片盤式離合器，它是直到1925年以后才出現(xiàn)的。多片離合器最主要的優(yōu)點是，汽車起步時離合器的接合比較平順，無沖擊。早期的設(shè)計中，多片按成對布置設(shè)計，一個鋼盤片對著一青銅盤

15、片。采用純粹的金屬的摩擦副，把它們浸在油中工作，能達(dá)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(yōu)點大于缺點。因為在當(dāng)時，許多其他離合器還在原創(chuàng)階段，性能很不穩(wěn)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(zhuǎn)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，因而可以減少摩擦片數(shù)，這是由多片離合器向單片離合器轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。20世紀(jì)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

16、不夠平順。但是，由于單片干式離合器結(jié)構(gòu)緊湊，散熱良好，轉(zhuǎn)動慣量小，所以以內(nèi)燃機為動力的汽車經(jīng)常采用它，尤其是成功地開發(fā)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(xiàn)了單片干式離合器，這和前面提到的發(fā)明了石棉基的摩擦面片有關(guān)。但在那時相當(dāng)一段時間內(nèi)，由于技術(shù)設(shè)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(zhàn)后初期，單片離合器的從動盤金屬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(xiàn)今最為通用的螺旋彈簧布置方法。這種布置在設(shè)計上帶來了實實在在

17、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(jīng)驗和技術(shù)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(zhuǎn)動慣量小、散熱性好、結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點，而且由于在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，已能做到接合盤式平順，因此現(xiàn)在廣泛采用于大、中、小車型中。如今單片干式離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面相當(dāng)完善。采用具有軸向彈性的從動盤，提高了離合器的接合平順性。離合器從動盤總成中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振，減小了傳動系統(tǒng)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(chǔ)上得到不斷改進，乘用車上愈來愈多地采用具有雙質(zhì)量飛輪的扭轉(zhuǎn)減振器，

18、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(fā)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(dāng)前的發(fā)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(shù)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(jié)果，摩擦表面溫度較低(不超過93)，因此，起步時長時間打滑

19、也不致燒損摩擦片。查閱國內(nèi)外資料獲知，這種離合器的使用壽命可達(dá)干式離合器的5-6倍，但濕式離合器優(yōu)點的發(fā)揮是一定要在某溫度范圍內(nèi)才能實現(xiàn)的，超過這一溫度范圍將起負(fù)面效應(yīng)。目前此技術(shù)尚不夠完善。1.3 本文研究的目的及意義 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)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(tǒng)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。目前，國內(nèi)外學(xué)者對自動換擋系統(tǒng)中離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)對換擋品質(zhì)的影響等基礎(chǔ)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(gòu)的研究更少。對于輕型電動汽車，本來電池會占據(jù)很大的整車重量，如仍然使用傳統(tǒng)車輛的自動換擋裝置不但會增加整車重量，

20、在動力傳動系統(tǒng)的布置方面也比較困難，從而導(dǎo)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(gòu)的研發(fā)現(xiàn)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(gòu)的基礎(chǔ)性研究，對促進國產(chǎn)離心式離合器自動換擋機構(gòu)的發(fā)展和提高我國汽車行業(yè)競爭力都具有重要的意義。1.4 本文的研究內(nèi)容 本文介紹了一種以離心式離合器與行星齒輪機構(gòu)相結(jié)合的新型自動換擋機構(gòu)。電動汽車的自動換擋機構(gòu)直接影響著整車的動力性能與經(jīng)濟性能，在滿足整車性能要求的前提下，自動換擋機構(gòu)的好壞由換擋品質(zhì)來評價。通過數(shù)學(xué)分析可知，離心式離合器的特性對換擋品質(zhì)有直接影響，因此對其進行研究。本文的主要研究內(nèi)容如下:(

21、1) 離合器發(fā)展現(xiàn)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(gòu)的結(jié)構(gòu)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(xiàn)方式。引入換擋品質(zhì)對自動換擋機構(gòu)進行評價，分析了換擋品質(zhì)的兩個評價指標(biāo)沖擊度與滑摩功。(3) 通過建立行星齒輪機構(gòu)及換擋過程的數(shù)學(xué)模型，分析離心式離合器是否可滿足動力傳動系統(tǒng)的安裝要求，且其工作特性是否可以與電機相匹配，從而滿足電動汽車的動力性能要求。以及汽車的換擋品質(zhì)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(gòu)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動變速系統(tǒng)以其操縱方便等優(yōu)點越來越多的贏得了廣大消費者的青睞，但傳統(tǒng)的自動換擋機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造

22、價高、重量大。因此本車采用一種新型自動換擋系統(tǒng)，此系統(tǒng)由離心式離合器與行星齒輪機構(gòu)的相互作用完成兩個擋位的切換，由于結(jié)構(gòu)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2.1.1 離心式離合器的結(jié)構(gòu)及工作原理 離心式離合器的結(jié)構(gòu)形式較多，根據(jù)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(yīng)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

23、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(jié)合過程會造成摩擦發(fā)熱，一般在其額定轉(zhuǎn)速的70-80時，主從動盤開始完全結(jié)合并傳遞轉(zhuǎn)矩。這種離合器的結(jié)合平穩(wěn)性稍差，但結(jié)構(gòu)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(jié)合平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)上可布置成有周向彈簧、徑向彈簧、片簧、橡膠彈簧等不同形式。按其在靜止?fàn)顟B(tài)時的離合情況可分為開式和閉式兩種。開式只有當(dāng)達(dá)到一定工作轉(zhuǎn)速時，主從動部分才結(jié)合，閉式是達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時，主從動部分才分離。 根據(jù)主動件與從動件結(jié)合方式的不同，剛性閘塊離心式離合器可分為徑向結(jié)合離心式離合器和軸向結(jié)合離心

24、式離合器。徑向結(jié)合離心式離合器的特點是離心體與從動件周向內(nèi)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(zhuǎn)動，從而傳遞轉(zhuǎn)矩。軸向結(jié)合離心式離合器相對來說應(yīng)用較少，它主要是通過一些內(nèi)部機構(gòu)(如鉸桿)將離心力軸向輸出，再通過摩擦力輸出轉(zhuǎn)矩。 徑向結(jié)合剛性閘塊式離心式離合器由于其結(jié)構(gòu)簡單質(zhì)量輕，過載時可由主從盤之間的打滑產(chǎn)生保護等特點，被廣泛應(yīng)用于工程機械中，其具體結(jié)構(gòu)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(shù)和耐摩指數(shù)，三個離心體滑裝在主動盤上，分別由3根彈簧控制。主動盤

25、由電動機帶動，離心塊在旋轉(zhuǎn)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(dāng)主動軸轉(zhuǎn)速增大到離心塊產(chǎn)生的離心力超過彈簧的最大拉力并達(dá)到一定數(shù)值時，活動端張開與從動盤內(nèi)表面貼合產(chǎn)生摩擦力帶動從動盤轉(zhuǎn)動，從而將動力通過從動盤向外輸出:當(dāng)主動軸轉(zhuǎn)速較低，離心塊所產(chǎn)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(nèi)表面貼合，因此不能帶動從動盤轉(zhuǎn)動，離合器處于為分離狀態(tài)，不傳遞轉(zhuǎn)矩。 依據(jù)原動機轉(zhuǎn)速的變化實現(xiàn)主從動盤自動結(jié)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(jié)合與分離取決于主動盤旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。如果從動端負(fù)載大于離合器能夠傳遞的轉(zhuǎn)矩時

26、，主從動盤便會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，從而限制了動力的傳遞?？梢苑乐箓鲃酉到y(tǒng)過載，使它具有過載保護的功能。(2)結(jié)合平穩(wěn)。離心式離合器主動盤的離心力是隨原動機轉(zhuǎn)速的增加而逐漸增加的，這就相當(dāng)于將負(fù)載逐漸加到原動機上，從而達(dá)到平穩(wěn)起動的效果。(3)無需專門的操縱機構(gòu)。改變離心式離合器結(jié)合或分離狀態(tài)的操縱力是來自其內(nèi)部，因而無需專門的操縱機構(gòu)。(4)結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊。(5)不宜裝在低速軸上使用。傳遞同樣的轉(zhuǎn)矩和功率時，轉(zhuǎn)速越低所需離合器的尺寸和質(zhì)量越大，造成機構(gòu)臃腫并使制造成本增加，因此離心式離合器不宜用于轉(zhuǎn)速過低的場合。離心式離合器由于其過載保護的作用、平穩(wěn)啟動的性能、緊湊簡單的結(jié)構(gòu)及其簡單方便的工作特

27、性，被廣泛地應(yīng)用于汽車、摩托車等機動車上。2.1.2 離心式離合器的設(shè)計分析 離心式離合器是一種不需要操縱機構(gòu)的自動離合器，由電動機帶動離合器主動盤轉(zhuǎn)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(yù)緊力沿柱銷甩出，當(dāng)主動盤達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時與從動盤結(jié)合，從而達(dá)到傳遞轉(zhuǎn)矩的目的。在運轉(zhuǎn)過程中，每塊離心塊所產(chǎn)生的離心力可由下式表示 (2-1)式中，離心塊的離心力/N 離心塊的質(zhì)量/kg 離心塊的重量/N 離心塊質(zhì)心位置的平均旋轉(zhuǎn)半徑/m 離心塊旋轉(zhuǎn)角速度/(rad/s) 離合器主動軸轉(zhuǎn)速/(r/min) 因，則式(2-1)可簡化為: （2-2） 離心式離合器的工作條件是:離心塊受到的離心力大

28、于回位彈簧的最大拉力。因此離心式離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： （2-3） 式中， 離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩/ z離心塊的個數(shù) 從動盤摩擦面半徑/m 摩擦副摩擦系數(shù) 回位彈簧徑向最大拉力/N 離心塊受到的徑向拉力由彈簧剛度和離心塊的和從動盤之間的徑向位移決定，可由下式表示: (2-4)式中，回位彈簧剛度/(N/m) 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: (2-5)令 （2-6） （2-7）則式(2-5)可表示為: (2-8)令 (2-9)由式(2-8)可知當(dāng)n時，離合器不傳遞轉(zhuǎn)矩，當(dāng)時，離合器開始工作，因此即為離心式離合器的結(jié)合轉(zhuǎn)速。（時傳遞轉(zhuǎn)矩）離心

29、塊從分離到結(jié)合與從動盤摩擦面的間隙應(yīng)在0.51mm之間，否則會影響離合器的靈敏度。 離心塊數(shù)量一般為23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(shù)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(shù)雖然略小但其穩(wěn)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(shù)為0.25。 2.1.3 離心式離合器的結(jié)合過程分析根據(jù)離心式離合器的工作特性可知其結(jié)合過程可以分為主從動盤完全結(jié)合、完全分離和滑摩階段三個狀態(tài)。三個狀態(tài)中，滑摩狀態(tài)是一個過渡階段，通過摩擦力矩的逐漸增大來實現(xiàn)離合器的完全結(jié)合和完全分離兩個狀態(tài)的切換。完全結(jié)合和完全分離是相對穩(wěn)定的狀態(tài)，

30、離心式離合器處于完全結(jié)合狀態(tài)時，其作用只相當(dāng)于傳遞轉(zhuǎn)矩裝置，主從動盤之間沒有相對轉(zhuǎn)動。離心式離合器的結(jié)合過程如圖2-2所示: 結(jié)合時間/S圖2-2離合器結(jié)合過程 (1)消除間隙階段第一階段(OA段)，設(shè)A點對應(yīng)的主動盤轉(zhuǎn)速為，即OA段對應(yīng)的主動盤轉(zhuǎn)速為0。根據(jù)離心式離合器的結(jié)構(gòu)可知，靜止?fàn)顟B(tài)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于分離的狀態(tài)，不傳遞轉(zhuǎn)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(dāng)主動盤轉(zhuǎn)速達(dá)到時，主從動盤開始結(jié)合并傳遞轉(zhuǎn)矩。為了使離合器盡快結(jié)合，從而提高工作效率，此階段應(yīng)盡可能在短時間內(nèi)完成，設(shè)計

31、時的間隙應(yīng)該在一個小的范圍里面。(2)滑摩階段第二階段(AB段)，設(shè)B點對應(yīng)的主動盤轉(zhuǎn)速為，即AB段對應(yīng)的主動盤轉(zhuǎn)速為。此階段主從動盤之間產(chǎn)生滑摩，離心式離合器從動盤轉(zhuǎn)速從0上升到與主動盤同轉(zhuǎn)速。此階段與之間的轉(zhuǎn)速差應(yīng)盡量小些，使主從動盤快速結(jié)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)，此階段為離心式離合器主從動盤轉(zhuǎn)速從開始同步到完全結(jié)合的階段，摩擦力矩為靜摩擦力矩，離合器主從動部分轉(zhuǎn)速相等并開始一同增長，到達(dá)了完全傳遞轉(zhuǎn)矩的階段。2.1.4 catia離心式離合器的結(jié)構(gòu)圖由前面所講的離心式離合器的結(jié)構(gòu)及工作原理，我們可以在catia軟件中畫出離心式離合器

32、的各個組成部分的簡單結(jié)構(gòu)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(dá)清楚內(nèi)部的結(jié)構(gòu)我們先看一下沒有裝離合蓋時的裝配圖：圖2-9無蓋裝配圖把離合蓋裝上時的完整離心式離合器的機構(gòu)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(gòu)中的工作原理2.2.1 電動汽車自動換擋機構(gòu)的結(jié)構(gòu) 利用離心式離合器自動結(jié)合與分離的特點，將其與行星齒輪機構(gòu)相配合，實現(xiàn)電動汽車自動換擋。此換擋機構(gòu)主要由五部分組成:行星

33、齒輪機構(gòu)、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(nèi)齒圈支架 3-內(nèi)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(zhuǎn)圖2-3自動換檔機構(gòu) 電機輸出軸上緊固連接著內(nèi)齒圈支架和離心式離合器主動盤，內(nèi)齒圈又與內(nèi)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(nèi)齒圈支架、內(nèi)齒圈同速轉(zhuǎn)動，電機輸出的轉(zhuǎn)矩全部轉(zhuǎn)遞到內(nèi)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

34、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(zhuǎn)，在殼體上安裝單向軸承使其內(nèi)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(tài)一致，且由于單向軸承的作用，只能與電機保持同方向轉(zhuǎn)動。電機輸出的轉(zhuǎn)矩通過內(nèi)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(zhuǎn)矩通過行星架傳遞到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。2.2.2 電動汽車自動換擋機構(gòu)的工作原理 電機轉(zhuǎn)速較小時，即離心式離合器主動盤轉(zhuǎn)速小于結(jié)合轉(zhuǎn)速時，主動盤產(chǎn)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(tài)，

35、不會帶動從動盤一起轉(zhuǎn)動，不傳遞轉(zhuǎn)矩，因此電機輸出的驅(qū)動力矩全部作用在內(nèi)齒圈上。電機中心軸通過內(nèi)齒圈支架帶動內(nèi)齒圈與其同速旋轉(zhuǎn)，內(nèi)齒圈通過行星齒輪帶動行星架轉(zhuǎn)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(gòu)來說，內(nèi)齒圈與行星架分別為主動件與被動件，太陽輪為固定件，行星齒輪即公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)，整個輪系以一定的傳動比傳遞作用在內(nèi)齒圈上的驅(qū)動力矩，即為本車的一擋傳動比。 當(dāng)電機轉(zhuǎn)速增大到離心式離合器的結(jié)合轉(zhuǎn)速時，即離合器的主動盤轉(zhuǎn)速達(dá)到其結(jié)合轉(zhuǎn)速時，離心體受到離心力的作用克服彈簧的拉力

36、與從動盤結(jié)合，通過摩擦帶動從動盤與主動盤一起轉(zhuǎn)動，從動盤通過連接套帶動太陽輪與其同速轉(zhuǎn)動。此時離心式離合器主從動盤、太陽輪皆與電機運動狀態(tài)相同，因此單向軸承不起作用。電機中心軸通過內(nèi)齒圈支架帶動內(nèi)齒圈同速轉(zhuǎn)動，因此太陽輪與內(nèi)齒圈皆與電機中心軸同速轉(zhuǎn)動。對于行星齒輪機構(gòu)來說，若三個元件中的任何兩個連成一體轉(zhuǎn)動，第三元件的轉(zhuǎn)速必然與前兩者轉(zhuǎn)速相等，即行星架與電機中心軸同速，此時行星齒輪機構(gòu)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(zhuǎn)，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(zhuǎn)動。電機轉(zhuǎn)速降低，離心式離合器處于分離狀態(tài)，傳動系統(tǒng)的運動狀態(tài)

37、與一擋時相似，但方向相反，汽車實現(xiàn)低速倒擋行駛。2.3 換擋品質(zhì) 換擋品質(zhì)是指換擋過程的平順性，即希望換擋過程平穩(wěn)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(jié)合或分離會產(chǎn)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(tǒng)各個零部件的沖擊造成的，它不僅影響換擋品質(zhì)，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(zhì)，不但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(jié)合和分離是自動換擋的實現(xiàn)過程，如果離合器結(jié)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(tài)，以致產(chǎn)生

38、過大的熱負(fù)荷，使摩擦元件的性能下降。因此，提升換擋品質(zhì)對減少離合器摩擦片的摩損和熱負(fù)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(fù)荷，但是另一方面又要求換擋能夠平穩(wěn)過渡，不應(yīng)有過高的瞬時加速度或減速度造成的零部件沖擊。因此應(yīng)對這兩個方面進行折中，以滿足車輛換擋品質(zhì)的綜合要求。(1)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(biāo)，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(biāo)。它能較

39、好地反映起步、換擋過程的動力學(xué)本質(zhì)和人體感受的沖擊程度。 從根本上說，沖擊是由于轉(zhuǎn)矩的擾動引起的，經(jīng)研究證實換擋操作時對平穩(wěn)性影響比較大的是離合器結(jié)合分離時引起的轉(zhuǎn)矩波動所產(chǎn)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(shù)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(jīng)明確，而且通常起步、換擋過程持續(xù)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(biāo)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(xù)時間和變化快慢。幅值是指沖擊特性的最大值

40、和最小值，是評定換擋過程沖擊特性的主要指標(biāo)，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: (2-10)式中:車輛縱向加速度/(m/) 車速/(m/s) t時間/s 汽車在平路上的行駛方程式為: (2-11)式中，變速器輸出轉(zhuǎn)矩/ 滾動阻力/N 空氣阻力/N 加速阻力/N 主減速器傳動比 傳動效率 車輪半徑/m 滿載質(zhì)量/kg 滾動阻力系數(shù) 空氣阻力系數(shù) A迎風(fēng)面積/ 汽車行駛速度/(m/s) 汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù) 汽車在換擋過程中，

41、滾動阻力和空氣阻力變化很小，因此根據(jù)式(2-10) (2-11)可知換擋過程中的沖擊度為: (2-12) 由式(2-12)可知沖擊度的大小與主減速器傳動比、傳動效率和變速器輸出轉(zhuǎn)矩的變化率成正比，與車輪半徑、汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)和整車質(zhì)量成反比。在整車參數(shù)給定的情況下，主減速器傳動比及各擋傳動比的大小應(yīng)根據(jù)電機特性、動力性能及經(jīng)濟性能的要求來選定。因此對于給定的車輛，其沖擊度的大小主要取決于變速器輸出轉(zhuǎn)矩變化量的大小。換擋過程中，由于傳動比的改變，電機輸出的驅(qū)動力矩經(jīng)過變速器的作用會發(fā)生突變，其變化量的大小取決于換擋前后兩擋傳動比的大小，當(dāng)傳動比給定時，若要單純保證換擋平順性，應(yīng)延長換擋時間，

42、使轉(zhuǎn)矩隨時間的變化量減小，從而減小沖擊度。 對于車輛沖擊度目前還沒有國際標(biāo)準(zhǔn)，各國的檢測方式和評判標(biāo)準(zhǔn)也不一致。德國推薦值，前蘇聯(lián)推薦值為，我國推薦值為。換擋過程中應(yīng)使車輛沖擊度盡可能保持一個較小的值，本文按照德國推薦值取沖擊度指標(biāo)的上限值為10。(2) 滑摩功 滑摩功是離合器主從動盤之間摩擦力矩所做的功。換擋時間過長，將造成離合器主從動部分長時間滑摩，過量的摩擦使離合器溫度急劇升高，從而影響離合器的工作可靠性及使用壽命。 離合器開始結(jié)合時，主、從動盤的轉(zhuǎn)速差最大，隨著結(jié)合行程的逐漸增加，離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩也逐漸增大，主、從動盤的轉(zhuǎn)速差逐漸減小，直到完全同步。離合器結(jié)合過程中，由于主從動盤摩擦副

43、間隙很小，滑摩功轉(zhuǎn)換的熱能幾乎全被離合器吸收，使溫度升高，溫度過高對摩擦材料影響很大，加速離合器的摩損和熱失效。在實際應(yīng)用中多數(shù)離合器的損壞是燒結(jié)、龜裂，以及由于受熱變形使離合器產(chǎn)生嚴(yán)重摩損，材料性能產(chǎn)生變化，使摩擦系數(shù)急劇降低而失效等。造成離合器溫度升高的直接原因是滑摩功，因此在離合器主從動盤結(jié)合過程中必須控制滑摩功的大小。滑摩功越小，車輛的功率損失越小，離合器溫度增加越慢，摩損越小;滑摩功越大，車輛的功率損失越大，離合器的溫度上升越快，摩損越大，因此使用滑摩功作為摩擦元件熱負(fù)荷客觀評價指標(biāo)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為: (2-13)式中，離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩/ 離合器主動盤角速度/(rad/s) 離合器從

44、動盤角速度/(rad/s) 離合器主動盤轉(zhuǎn)速/( r/min ) 離合器從動盤轉(zhuǎn)速/( r/min ) 根據(jù)式(2-13)可知，離合器滑摩功的大小與三個因素相關(guān):離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩，即離合器的摩擦力矩、離合器主從動盤轉(zhuǎn)速差及滑摩時間，因此要減小滑摩功應(yīng)從以下三個方面考慮: (1)減小離合器的摩擦力矩 根據(jù)式(2-13 )可知，當(dāng)其他參數(shù)不變時減小離合器的摩擦力矩可以減小換擋過程中的滑摩功，但在實際換擋過程中，減小離合器的摩擦力矩會使離合器從動盤的轉(zhuǎn)速上升緩慢，導(dǎo)致滑摩時間變長，反而可能導(dǎo)致滑摩功的增加。 (2)減小主從動盤轉(zhuǎn)速差 減小主從動盤的轉(zhuǎn)速差可以縮短滑摩時間，從而有效地減小滑摩功。減小主

45、從動盤轉(zhuǎn)速差可以有兩種方式，一是調(diào)節(jié)離合器結(jié)合前的電機轉(zhuǎn)速，使離合器結(jié)合時轉(zhuǎn)速差足夠小，二是使離合器從動盤的轉(zhuǎn)速盡快增長，這就需要加大離合器的摩擦力矩，借以加快離合器的結(jié)合速度，從而達(dá)到減小滑摩功的效果。 (3)減小滑摩時間 在離合器結(jié)合前通過對電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，使離合器主從動盤轉(zhuǎn)速差盡可能小，而在離合器結(jié)合過程中，通過加快離合器的結(jié)合速度來提高離合器從動盤的轉(zhuǎn)速，進一步減小轉(zhuǎn)速差，從而盡快實現(xiàn)主從動盤轉(zhuǎn)速的同步。 目前對滑摩功的大小還沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)，但為了保證離合器的使用壽命，單位滑摩功w應(yīng)小于，單位滑摩功w即為離合器結(jié)合產(chǎn)生的滑摩功與摩擦面的比值，即: (2-14)式中，S單塊離心塊摩擦面面

46、積/ 綜上所述，要提高換擋品質(zhì)，就要在保證沖擊度小于限值的情況下，盡可能的加快離合器的結(jié)合速度以減小滑摩功。2.4 本章小結(jié) 本章介紹了離心式離合器的類型、結(jié)構(gòu)及工作原理，對其工作過程及工作特性進行了分析，得到離心式離合器的工作特性曲線及其結(jié)構(gòu)參數(shù)對特性曲線的影響。利用離心式離合器自動結(jié)合和分離的特點，將其應(yīng)用于自動換擋機構(gòu)中，使其與行星齒輪機構(gòu)相配合實現(xiàn)擋位的自動切換，并對此自動換擋機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及作原理進行了介紹。引入換擋品質(zhì)對自動換擋機構(gòu)進行評價，通過對換擋品質(zhì)的分析，明確換擋品質(zhì)的影響因素。3 離心式離合器對換擋品質(zhì)的影響分析 根據(jù)自動換擋機構(gòu)的工作原理可知，離心式離合器是通過改變行星齒輪

47、機構(gòu)的運動狀態(tài)，來實現(xiàn)自動換擋的。因此應(yīng)將行星齒輪機構(gòu)工作特性與離心式離合器特性相結(jié)合，對換擋過程進行分析，從而得到電動汽車自動換擋機構(gòu)換擋品質(zhì)的計算方法，并對設(shè)計的離心式離合器進行分析。 由于車輛行駛時動力傳動系統(tǒng)的工作機理較為復(fù)雜，為分析車輛換擋過程中影響換擋品質(zhì)最主要的因素，在分析過程中忽略外部環(huán)境以及內(nèi)部環(huán)境對汽車系統(tǒng)的影響。3.1 自動換擋過程理論模型的推導(dǎo)自動換擋過程是通過離心式離合器改變行星齒輪機構(gòu)的運動狀態(tài)從而實現(xiàn)擋位的自動切換，因此應(yīng)對行星齒輪機構(gòu)進行分析，結(jié)合前面提到的離心式離合器的工作特性建立換擋過程的數(shù)學(xué)模型。 3.1.1 行星齒輪機構(gòu)數(shù)學(xué)模型的建立根據(jù)本車動力傳動系統(tǒng)

48、的結(jié)構(gòu)可知，電動汽車在行駛過程中的驅(qū)動力由電機通過行星架傳遞給主減速器，由于主減速比固定不變，因此行星架上的驅(qū)動力決定著換擋過程中汽車的行駛狀態(tài)。本文將汽車在行駛過程中所受到的驅(qū)動力矩與阻力矩都轉(zhuǎn)化到行星架上進行研究，便于我們分析。圖3-1為行星齒輪機構(gòu)示意圖，令內(nèi)齒圈按箭頭所指方向轉(zhuǎn)動。內(nèi)齒圈與行星齒輪為內(nèi)嚙合，所以兩者的旋轉(zhuǎn)方向相同，即行星齒輪也順時針轉(zhuǎn)動。位于行星齒輪機構(gòu)中心的是太陽輪，太陽輪與行星齒輪為外嚙合，兩個外齒輪嚙合旋轉(zhuǎn)方向相反。行星齒輪繞行星架支承軸自轉(zhuǎn)，在某些工況下，還會圍繞太陽輪的中心軸線公轉(zhuǎn)。1太陽輪 2內(nèi)齒圈 3行星架 4行星齒輪圖3-1行星齒輪機構(gòu)令內(nèi)齒圈與太陽輪的

49、齒數(shù)比為: (3-1)式中，太陽輪分度圓半徑/m 內(nèi)齒圈分度圓半徑/m 太陽輪齒數(shù) 內(nèi)齒圈齒數(shù)根據(jù)圖3-1可得行星齒輪機構(gòu)各零部件半徑的關(guān)系為: (3-2)式中，行星架半徑/m 行星齒輪分度圓半徑/m 圖3-2為行星齒輪受力圖，根據(jù)力平衡可知:一太陽輪對行星齒輪的力 一內(nèi)齒圈對行星齒輪的力 一行星架對行星齒輪的力圖3-2 行星齒輪受力由于作用力與反作用力可知： (3-3) (3-4) 由此可知，太陽輪、內(nèi)齒圈、行星架之間的轉(zhuǎn)矩關(guān)系為: (3-5) (3-6) (3-7)式中，太陽輪轉(zhuǎn)矩/N·m 內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)矩/N·m 行星架轉(zhuǎn)矩/N·m 根據(jù)能量守恒定律求得太陽輪、內(nèi)

50、齒圈、行星架之間的轉(zhuǎn)矩關(guān)系為: (3-8)式中，太陽輪轉(zhuǎn)速/(r/min) 內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)速/(r/min) 行星架轉(zhuǎn)速/(r/min)由此可知行星齒輪機構(gòu)太陽輪、內(nèi)齒圈與行星架的運動關(guān)系為: (3-9)根據(jù)本車自動換擋機構(gòu)的工作原理可知，內(nèi)齒圈與電機同速運動，因此: (3-10)式中，電機轉(zhuǎn)速/(r/min)由式(3-9), (3-10)可知太陽輪轉(zhuǎn)速、行星架轉(zhuǎn)速與電機轉(zhuǎn)速的關(guān)系為: (3-11) 3.1.2 換擋過程數(shù)學(xué)模型的建立（1）以一擋行駛時電動汽車以一擋行駛時離心式離合器主從動盤處于分離狀態(tài)，主動盤空轉(zhuǎn)，由于單向軸承的作用，從動盤與太陽輪都處于靜止?fàn)顟B(tài)，即: (3-12)將式(3-12)

51、代入(3-11)可得一擋傳動比為: (3-13)汽車以一擋行駛時，離心式離合器主從動盤分離，主動盤空轉(zhuǎn)不傳遞轉(zhuǎn)矩，因此電機輸出的轉(zhuǎn)矩全部傳遞給內(nèi)齒圈，由此可得: (3-14)式中，電機輸出轉(zhuǎn)矩/N·m此時太陽輪靜止不傳遞轉(zhuǎn)矩，因此由式(3-8), (3-14)可得轉(zhuǎn)化到行星架上的驅(qū)動力矩為: (3-15) (2)汽車換擋過程根據(jù)本車自動換擋系統(tǒng)的工作原理可知，離心式離合器主從動盤的滑摩階段即為汽車擋位的切換過程。離合器從動盤與太陽輪皆與連接套緊固相連，因此從動盤與太陽輪轉(zhuǎn)速相同。在自動換擋過程中離心式離合器從動盤所受到的摩擦力矩全部轉(zhuǎn)化為太陽輪的驅(qū)動力矩，根據(jù)式(2-8)離心式離合器

52、的輸出特性可知作用在太陽輪上的驅(qū)動力矩為: (3-16)式中，離心式離合器主動盤轉(zhuǎn)速/由于離心式離合器主動盤轉(zhuǎn)速與電機轉(zhuǎn)速相同，因此太陽輪上的驅(qū)動力矩可以表示為: (3-17)根據(jù)式(3-7)可知，作用在行星架上的驅(qū)動力矩為: (3-18)由汽車的行駛方程可得: (3-19) 由離心式離合器結(jié)合過程分析可知，汽車在換擋過程中，離心式離合器處于滑摩階段，主動盤轉(zhuǎn)速隨電機轉(zhuǎn)速從增加到，從動盤轉(zhuǎn)速從0增加到,結(jié)合駕駛經(jīng)驗和駕駛規(guī)律可知，此階段的設(shè)計時間應(yīng)在0.50.8s之間，由于時間越短越好，本文取O.5s。由此可知，當(dāng)主動盤轉(zhuǎn)速為、從動盤轉(zhuǎn)速為0時，開始換擋，經(jīng)過O.5s的滑摩過程，主從動盤的轉(zhuǎn)速同時達(dá)到，換擋完畢。由于此段時間極短，假設(shè)從動盤