混合動(dòng)力汽車中傳動(dòng)軸的輕量化設(shè)計(jì)

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混合動(dòng)力汽車中傳動(dòng)軸的輕量化設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)前驅(qū)型車輛是當(dāng)今的發(fā)展趨勢(shì)，因?yàn)檫@可降低前驅(qū)車輛傳統(tǒng)軸的重要性和設(shè)計(jì)難度。但是對(duì)于高性能的汽車如混合動(dòng)力汽車來(lái)說(shuō)，需要考慮傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)的重要性。一般地說(shuō)，大多數(shù)汽車如乘用車、載貨車、小型載貨車這類車輛的傳動(dòng)軸一般在1.25～2m之間，運(yùn)行的最大轉(zhuǎn)速度為6000～7000r/min，扭矩傳輸能力一般都超過(guò)3000Nm。但為了避免出現(xiàn)諧振的情況，這些傳動(dòng)軸的自身轉(zhuǎn)速一般需要大于7000r/min。由于采用鋼或者鋁設(shè)計(jì)的傳動(dòng)軸其固有轉(zhuǎn)速僅稍微大于7000r/min這個(gè)下限，因此解決這個(gè)問(wèn)題的常見方法就是在傳動(dòng)軸中間加個(gè)支架以提高其自身轉(zhuǎn)速，從而避免車輛出現(xiàn)諧振的情況。而傳動(dòng)軸采用碳纖維復(fù)合材料制作，則不需要加裝中間支架就可以達(dá)到更高的自身轉(zhuǎn)速，其自身轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)大于7000r/min這個(gè)下限。此外，采用碳纖維復(fù)合材料制作的傳動(dòng)軸還具有很多優(yōu)勢(shì)，如可以減輕混合動(dòng)力汽車的自身質(zhì)量，以及減小噪聲和振動(dòng)。介紹了5個(gè)采用碳纖維復(fù)合材料設(shè)計(jì)和制作的汽車傳動(dòng)軸。使用有限元模型法進(jìn)行特征值分析，并采用模擬退火法用于傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)優(yōu)化。通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)表明，采用碳纖維復(fù)合材料制作的傳動(dòng)軸優(yōu)于其它材料制作的傳動(dòng)軸。

刊名：Journal of Vibration Engineering & Technologies（英）

刊期：2014年第1期

作者：H. B. H. Gubran et al

編譯：劉剛