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迈锐宝XL行星排齿轮测绘及事情道理阐发

亚搏手机在线登录入口-亚博官方网站app下载 2022-04-29
迈锐宝XL行星排齿轮测绘及事情道理阐发

0一 、概述

提及混动 ,人们起首想到的是丰田Prius,实在另有一名优等生——通用Volt,沃蓝达变速箱共迭代了两次 ,在通用内部第一代定名为4ET50,第二代定名为5ET50 。

图1 Volt第一代以及第二代DHT

存眷混动成长,相识这段汗青的人们都知道 ,丰田于1995年在东京车展上推出第一代Prius,并于1996年提出THS-Ⅰ的专利,1997年Prius正式上市。一样 ,通用在混动上的研究也不差。险些以及丰田THS同步 ,通用于1995年即提出本身的功率分流方案专利申请,2001年Volt-Ⅱ的方案就已经经成型,2007年末特律车展上Volt-Ⅰ揭开面纱 ,2010年11月Volt-Ⅰ在北美上市,2016年10月Volt-Ⅱ正式推出 。5ET50别离搭载于凯迪拉克CT六、别克君越以及迈锐宝XL上面,本文的齿轮测绘即基于混动版迈锐宝XL行星排开展 ,并阐发其事情道理。

图2 迈锐宝XL 混动版

Volt-Ⅱ的特色是双机电体系,接纳两个简朴行星排的组合,有一个制动器、一个聚散器 、一个多模聚散器。可实现两种纯电模式 ,一个输入动力分流模式(ECVT1),一个固定速比模式,一个复合动力分流模式(ECVT2) 。功率分流模式高效运行统筹了经济性 ,固定传动比模式年夜扭矩输出统筹了动力性,0-100kph加快时间为8.8s,百千米油耗为4.3L ,其动力体系参数见下表。

表1 迈锐宝动力体系机能参数

0二、行星排齿轮测绘

迈锐宝XL混动体系DHT的剖视面图以下

图3 5ET50剖面图

为了论述利便同时为了不混合 ,对于5ET50行星排举行编号定名,见以下布局简图

图4 布局简图

限于篇幅,这里直接给出测绘以及计较的成果 ,略去繁琐的丈量以及计较历程,详细拜见表2以及表3

表2 PG1齿轮参数测绘表

PG1太阳轮、行星轮以及齿圈测绘齿形同什物对于比见图五 、六、7

图5 PG1太阳轮测绘齿形以及什物对于比

图7 PG1年夜齿圈测绘齿形以及什物对于比

表3 PG2齿轮参数测绘表

PG2太阳轮、行星轮以及齿圈测绘齿形同什物对于比见图八 、九 、10

图8 PG2太阳轮测绘齿形以及什物对于比

图9 PG2行星轮测绘齿形以及什物对于比

图10 PG2内齿圈测绘齿形以及什物对于比

0三、事情模式阐发

不雅察图4,迈锐宝XL混动箱的毗连体式格局是策动机ICE动力颠末旋转减振器后以及PG1的齿圈R1相连 ,S1毗连辅助机电MotorA,PC1以及PC2共轴并经由过程链条传动将动力输出到以及差速器相连的行星排,S2毗连驱动机电MotorB ,PG2的内齿圈R2可以经由过程制动器B1固连到壳体,同时R2又经由过程聚散器C1实现以及PG1的太阳轮S1相连。

除了驻车充电、能量收受接管外,该箱共有5种经常使用的事情模式 ,此中两种纯电动模式,别离界说为EV1以及EV2,EV1是辅助机电A驱动 ,EV2为驱动机电B驱动 。迈锐宝DHT勾销了单向聚散器 ,由于没有了巨细机电配合驱动的模式,不消担忧策动机被反拖的环境,以是勾销了单向聚散器 。HEV有三种模式 ,输入动力分流模式界说为ECVT1,固定速比模式界说为HEV,复合动力分流模式界说为ECVT2。其节制计谋是在0~60kph年夜扭矩或者者20~40kph小扭矩时使用ECVT1模式 ,在70~110kph年夜扭矩或者者40~60kph小扭矩时使用HEV模式,在年夜于110kph年夜扭矩或者者年夜于60kph小扭矩时使用ECVT2模式。模式切换逻辑见表4

表4 迈锐宝XL模式切换逻辑

EV1模式的杠杆图,功率流如图11所示

图11 EV1模式

上图中EM1为MotorA ,EM2为MotorB 。i1=ZR1/ZS1,联合表2齿数信息,i1=86/46=1.87。i2=ZR2/ZS2 ,联合表3齿数信息,i2=81/39=2.08。EV1因R1以及策动机毗连,此时策动机曲轴的磨擦力使患上R1固定不动提供支点 ,速比i=ns1/npc1=i1+1=2.87 。

EV2模式的杠杆图 ,功率流如图12所示

图12 EV2模式

当车速进一步增长,需求扭矩增年夜,策动机参与 ,进入输入功率分流模式,功率流以及杠杆姿态如图13所示

图13 ECVT1模式

ECVT1模式为输入动力分流,策动性能量在PG1行星排上被分成两路 ,一起为机械路径直接经由过程PC1输出驱动车辆,另外一路为电功率,驱动EM1转子切割磁感线发电 ,电能或者用于贮存(SOC低于设定值时)或者用于驱动EM2机电进而驱动车辆。

固定速比HEV模式,B1以及C1同时闭合,此时S1以及R2同轴 ,PC1以及PC2同轴,杠杆图可以利便的用四轴体系描写,详细见图14

图14 固定速比HEV模式

固定速比模式时 ,EM1空转 ,EM2有三种状况,当SOC值较低时,EM2被策动机驱动对于电池举行充电;当EM2以及EM1同样空转时 ,策动机直驱 ;当SOC值较高时,EM2电动助力以及策动机配合驱动车辆。

图15 ECVT2模式

ECVT2模式是复合动力分流模式,所谓“复合”包罗着如许的涵义 ,即至少有两种单一分流模式组合在一路 。ECVT2恰是如许,它由输入以及输出两种分流模式复合,见图15。

0四 、关于复合动力分流的会商

复合动力分流有个很神奇的特色 ,EM1以及EM2的脚色会跟着速比的变化而彼此改变,也即在某一时刻,EM1为发电 ,EM2为电动,而跟着车速的增快,下一时刻 ,EM1改变为电动 ,而EM2则改变为发电。下面按照5ET50行星排齿轮参数,在软件中绘制机电EM1的功率占比曲线,联合功率比曲线会商EM1以及EM2的脚色交换 。

图16 复合动力分流杠杆模子

图16是基于5ET50绘制 ,在杠杆图上设输出端到策动机间隔为单元1,到EM1间隔为a,到EM2间隔为b ,这里a=i1=-1.87(负号暗示EM1在输出端左边),b=|i1*i2|=3.89,则有以下公式

上式中 ,i是策动机转速以及输出转速的比值,也就是速比,η是EM1以及EM2能量转换时的效率 ,αE1是EM1的电功率以及策动机功率的比值,按照上述公式,获得以下曲线

图17 复合动力分流模式下机电EM1功率以及策动机功率的比

图17中 ,在A点的右边 ,速比力年夜,车速较慢,此时EM1电功率<0 ,也就是说EM1处于发电状况,假定不思量电池的充放电,显然EM1 发的电能只能由EM2来耗损 ,也就是说EM2一定处于电动状况,事实大将αE1以及αE2绘制在一张图上看患上更为清楚,见图18

图18 复合动力分流模式下机电EM一、EM2功率以及策动机功率的比

再看图17 ,A点右边时的杠杆姿态见图16,此时的功率流向如图19所示。

图19 点A右边时的功率流

注释一下图19,策动机功率①在PG1行星排上被分成②③两路 ,第②路又被分成④⑤两路,第④路驱动EM1发电,电能用于EM2的驱动 ,是为第⑥路 ,⑤以及⑥两路在PG2上汇流成第⑦路,末了③以及⑦两路会合成⑧输出。该状况下,PG1为输入动力分流 ,PG2为输出动力分散,两种单一分流模式合在一路,故称为复合动力分流 。

当车速进一步增长 ,速比减小,越过A点,此时EM1电功率>0 ,在AB之间,也就是说EM1处于电动状况,由图18知 ,EM2为发电状况,杠杆姿态以下图

图20 复合动力分流模式AB之间杠杆姿态

此时的功率流如图21所示

图21 AB之间时的功率流

比力图21以及图19,功率流截然相反 ,策动机功率①在PG1行星排上以及功率流②会聚成③输出 ,显然这是输出动力分流模式 。第③路又被分成⑦⑧两路,支路⑧直接输出,支路⑦进入PG2行星排后分成⑤以及⑥两路 ,显然这是输入动力分流。第⑥路驱动EM2发电,孕育发生的电能驱动EM1,是为第④路 ,④以及⑤汇流成第②路。与图19差别的是该状况下,PG1为输出动力分流,PG2为输入动力分散 ,它们组合在一路也称为复合动力分流 。

总结下来,所谓复合动力分流就是将单一的输入或者是输出动力分流组合在一路,按照效率凹凸择优举行零丁或者是组合使用 ,以到达高效省油的目的,这也是复合动力分流DHT设计的初志。

0五、总结

虽然通用在2019年因研发资源向纯电动歪斜而终止了包孕Volt 、Malibu在内的混动车型,可是5ET50任然是一款及其优异的变速箱 ,值患上咱们研究进修。4ET50是业界初次使用输出动力分流量产的DHT ,具备极年夜的立异,富厚了功率分流的使用规模 。不论是4ET50照旧5ET50,其对于机能的不停寻求 ,值患上咱们投去敬意的一瞥。

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