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系统概述

系统概述

2.1.1
传动系统—半轴总成  
    半轴总成由一个球笼式万向节、一个三枢轴式万向节和一个半轴组成。(如图2-4所示)。万向节是连接轴与轴之间的联轴节,主要应用在两个轴之间不同轴或不同心的场合,其中球笼式等速万向节,是一类容许两相交轴间有较大角位移的联轴器,三枢轴式等速万向节是一种能够轴向伸缩的联轴节。当三枢轴式万向节形成活动角传递动力时,基于内部零件的相对滑动,产生了摩擦力,其轴向分力变成了起振力,使车身产生振动。由于诱发轴向力随活动角及传递力矩的增大而增大,因此要减小活动角。本文中进行半轴布置时将三枢轴式等速万向节的活动角减小到最小。
国内外关于等速万向节驱动轴的使用及试验研究表明,由三枢式等速万向节和球笼式等速万向节组成的等速驱动轴系统,因其具有允许的工作夹角大、承载能力和耐冲击能力强、效率高、结构紧凑、安装方便、易于补偿由车轮跳动和载荷变化而引起轮距变化等优点,在具有独立悬架的汽车转向驱动桥中应用广泛。在结构布置上,通常在靠近差速器一侧采用伸缩型三枢轴等速万向节,在靠近车轮一侧采用球笼式等速万向节。本课题采用了上述结构布置方式。












2-4
半轴总成外观图

随着输入转速、转矩以及输入与输出轴间夹角的增加,等速驱动轴输入轴与输出轴之间的转速差和转矩差都逐渐增大。在两轴间夹角一定时,随着输入转速增加,等速驱动轴的传动效率增大;在同一输入转速和转矩下,等速驱动轴的传动效率随着输入与输出轴间夹角的增大而减小。两轴之间夹角变化的影响最为显著。对于这个问题,本文中对电机布置时尽量使四个驱动半轴的角度相一致,使四个驱动电机处于相同的工况下,有利于更好的控制电机。
在进行电动汽车的前布置(2-2)时,前视图中,左前轮半轴夹角为,右前轮半轴夹角为。俯视图中,左前轮半轴夹角为,右前轮半轴夹角为
在进行电动汽车的后布置(2-3)时,前视图中,左后轮半轴夹角为,右后轮半轴夹角为。俯视图中,左后轮半轴夹角为,右后轮半轴夹角为12°
2.1.2
动力系统驱动电机  

电动汽车运行工况非常复杂,对驱动系统的要求是很高的。要求驱动电机过载能力强、加速性能好,具有宽广的调速范围,具有高的效率,以提高一次充电的续行里程。

目前在电动汽车中,主要应用的驱动电机包括直流电机、异步电机、永磁无刷电机和开关磁阻电机等。直流电机具有较高的能量密度和更高的效率,在电动汽车中具有较好的应用前景,但是价格比较贵。
直流电机虽然存在电刷及机械换向器带来的影响,限制了电机的过载能力与速度的进一步提高(如果长期运行,需要维护电刷与换向器),但是直流电动机具有控制简单,并且可以直接使用直流蓄电池的优点[。本文电动汽车为第一代试验车,运行时间和强度不会很大,经过综合考虑选定为直流电机。
本文所用驱动电机为直流伺服电机该电机是专为电动汽车及混合动力电动汽车研制的驱动电动机,也可用于其它蓄电池车和无轨电车。电机的定子采用高性能钕铁硼永磁材料励磁,转子为大气隙结构。该电机具有能量转换效率高、高效区宽广、体积小、重量轻、换向性能好、电刷寿命长、控制系统简单和成本低等优点。
所选直流伺服电机解决了第一代电机功率储备不足,造成最高车速,加速性和爬坡性等汽车动力特性略显不足等缺点。
2.1.3
转向系后轮转向系为齿轮齿条转向器,由步进电机提供动力,如图2-3所示。步进电机经减速器、减速器半轴和转向万向节将动力传给齿轮齿条转向机。减速器半轴利用了原车转向轴上的花键部分,将减速器连接所需的轴(带键槽)和转向万向节一端所需的花键焊接起来。
    转向机构包括齿轮齿条转向器、转向万向节、转向拉杆、球头拉杆、减速器半轴、转向节与加长的转向节臂。后轮转向机构定位参数以前轮转向机构为参考。
2.1.4
悬架系统目前汽车上应用的悬架主要分为独立悬架和非独立悬架,独立悬架有麦弗逊式悬架、烛式悬架、双横臂悬架和单横臂悬架等类型[32]。其中麦弗逊式独立悬架结构简单,布置方便,加工、装配简便,同时成本较低。悬架总成包括横向稳定杆、横摆臂、减振器、螺旋弹簧与转向节等。后轮悬架为单横臂。
2.1.5
制动系对于车辆制动系统,改变了原车前轮为盘式液压制动器,后轮为鼓式液压制动器的制动系结构,使用的是前后轮都是盘式液压制动器的制动系结构。全盘制动系包括制动踏板机构、制动轮缸、油管、前后轮盘式液压制动器等。

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