前驱混合动力汽车多片干式离合器先进技术的应用



前驱混合动力汽车多片干式离合器先进技术的应用

近年来，提高汽车燃油效率、降低CO2排放的需求越来越强烈，使得混合动力汽车得到快速发展。为最大限度地利用再生能源，混合动力汽车需要解决的一个关键问题是如何解耦控制发动机与电动机之间的功率传输，而目前多是利用添加一个离合器来实现发动机与电动机之间的解耦控制。虽然已经提出了多种类型的混合动力系统，但由于前轮驱动汽车发动机和变速器通常是横向安装的，因而采用混合动力系统后，该系统只能被安装在有限的空间内，故汽车上常用的混合动力系统为单电机双离合器并联式拓扑结构的后驱混合动力系统，其已被广泛应用在美国市场许多在售的中型SUV上。如将该拓扑结构应用在前驱混合动力系统中，则需要缩减其尺寸。加特可公司在2010年为日产生产了大批量适用于前驱混合动力系统的变速器即加特可CVT8无级变速器。该变速器基于上述结构，通过将一个多片干式离合器封装进电机内部而缩减了混合动力系统的尺寸。详细分析了将干式多片离合器封装进电机内部带来的密封问题，并给出了相应的解决方案。

通过将一个小的多片干式离合器安装在电机内部以缩短电机的轴向长度，文中给出了电机安装前后的结构图。其中，传递电机转矩到变速器的电机轴和传递发动机扭矩到多片干式离合器输入轴均采用球轴承支承。安装多片干式离合器后的电机其内部被分为3个部分：润滑油存储空间、多片干式离合器非润滑空间以及安装定子和转子的电机空间，各空间需要相互密封。利用旋转波纹管油封防止润滑油从其存储空间进入到多片干式离合器非润滑空间。利用油封防止润滑油通过其存储空间进入电机空间。利用防尘密封件防止离合器因磨损而产生的粉末从多片干式离合器非润滑空间进入电机空间。对如何实现上述旋转波纹管、油封和防尘密封件的功能做出了详细说明，指出需要选择合适的橡胶材料制造旋转波纹管以及需要对现有的油封和防尘密封件进行优化，使上述密封件都能满足耐高温、耐高温油、耐疲劳且温度变化时能保持硬度稳定、高速条件下具有较高耐磨性等要求。

Tsuyoshi Aoyagi et al. SAE 2015-01-1094.

编译：王祥