新能源汽车传动系统优化与设计

周新良 刘立东

（浙江万里扬股份有限公司，浙江金华 300016）

0.引言

汽车传动系统是由一系列具有弹性和转动惯量的曲轴、飞轮、离合器、变速器、传动轴、驱动桥等组成[1]。动力经发动机输出，经离合器、变速箱增扭变速后，由传动轴、主减速器、差速器、半轴传递到驱动车轮[2]。汽车在转向的过程中，其左右轮和前后轮的转矩输出往往一致，而汽车的左右轮和前后轮在转向时其通过路面的距离不同，转矩输出一致时容易造成汽车倾斜、容易翻车、车辆行驶不稳，降低驾驶的安全性[3]。

本文通过对输出转矩进行优化设计，提供一种具备调节输出转矩的新能源汽车传动系统，达到了适应性调节主传动轴的从传动轴输出转矩的目的，可适应性的调节转矩而稳定车辆的行驶，从而可以有效解决上述问题。

1.新能源汽车传动系统总体优化方案

新能源汽车传动系统主要包括主传动轴和从传动轴两个关键部分，为了实现对传统汽车传动系统进行优化的目的，本文总体优化设计的新能源汽车传动系统如图1所示。

图1 新能源汽车传动系统总体优化设计

1.1 系统结构

主传动轴端部设有呈矩形盒体结构的转矩调节箱，其内部设置有第一腔室；从传动轴为两组，呈左右对称状分布于主传动轴的两个端部；两组从传动轴的端部和主传动轴的端部伸入第一腔室中，其中，主传动轴伸入第一腔室内部的一端一体设置有圆台状结构的转矩调节块；从传动轴的端部一体设置有与转矩调节块之间相对应的从动齿轮；转矩调节块的表面固定设置有多组与从动齿轮之间啮合传动的主动斜齿轮；转矩调节箱的左右两侧均设置有供从传动轴活动的活动槽。

1.2 工作原理

当从传动轴相对主传动轴转动转向时，从传动轴端部的从动齿轮啮合传动在转矩调节块表面对应的主动斜齿轮上而改变主传动轴、从传动轴之间的传动比。

2.新能源汽车传动系统详细优化设计

2.1 转矩调节块优化设计

作为总体方案的进一步优化，要求转矩调节块远离主传动轴的一端直径大于转矩调节块靠近主传动轴一端的直径。

从传动轴在转动时，从传动轴端部的从动齿轮位置与转矩调节块上接触的位置改变，两组从传动轴同时向左转动时，左侧一组从传动轴端部的从动齿轮倾斜朝向转矩调节块靠近主传动轴的一侧，此时，从动齿轮与对应的主动斜齿轮啮合传动，因转矩调节块靠近主传动轴一端的主动斜齿轮直径较小，而主传动轴的传动速度不变，因此，主动斜齿轮与从动齿轮啮合传动时，从传动轴的转速会降低，而右侧一组的从传动轴端部的从动齿轮倾斜朝向转矩调节块远离主传动轴的一侧，此时，从动齿轮与对应的主动斜齿轮啮合传动，因转矩调节块远离主传动轴一端的主动斜齿轮直径较大，而主传动轴的传动速度不变，因此，主动斜齿轮与从动齿轮啮合传动时，从传动轴的转速会提高，实现了装置左转时，左侧的一组从传动轴转速低，右侧的一组从传动轴转速高的现象，从而达到了适应性调节主传动轴两组的从传动轴输出转矩的目的，可适应性的调节转矩而稳定车辆的行驶。

2.2 转矩调节箱优化设计

作为上述方案的进一步优化，在转矩调节箱的内部设置有存储冷却油液的第二腔室，使其位于第一腔室的上部，两个腔室之间通过循环进入管道进行连通，管道的端部设置有连通第二腔室内部的循环进入孔，循环进入管道远离循环进入孔的一端外圈处固定设置有隔离在第二腔室、第一腔室之间的过滤棉层，转矩调节块的内部中间位置设置有内润滑通道，转矩调节块的外圈表面设置有多组连通内润滑通道的润滑通孔，润滑通孔贯穿设置于主动斜齿轮的表面。

当主传动轴端部的转矩调节块在第一腔室转动时，可带动第一腔室中的冷却油液产生涡旋现象，产生涡旋现象的冷却油液依次通过循环进入管道、循环进入孔进入第二腔室中，进入第二腔室中的冷却油液被过滤棉层滤除杂质之后再次进入第一腔室中使用，起到了自动循环过滤冷却油液的目的，而冷却油液可使用发动机机油等。冷却油液在第一腔室中给主传动轴、从传动轴接触的位置进行降温和润滑，增加了主动斜齿轮与从动齿轮的使用寿命，其中，冷却油液在转矩调节块转动时可从润滑通孔处进出内润滑通道，实现了对主动斜齿轮和从动齿轮接触位置进行充分冷却和润滑的目的。

此外，还可以在第二腔室中设置有给冷却油液制冷的制冷单元。其中，制冷单元可使用制冷器等装置，制冷单元启动时对冷却油液进行制冷，避免冷却油液温度过高，冷却油液完全充满于第一腔室和第二腔室中，实现了对主传动轴、从传动轴端部均匀降温和充分润滑的目的。

2.3 从传动轴优化设计

在从传动轴的外圈处活动套设有转环，活动槽的内壁上固定设置有推动转环沿着活动槽长度方向移动的第二推动单元，活动槽的开口处固定设置有密封在转环外圈与活动槽内壁之间的橡胶垫。当主传动轴侧面相应的从传动轴转矩过小时，可通过第二推动单元推动转环上移，转环上移时带动从传动轴端部的从动齿轮上移，从动齿轮与转矩调节块远离主传动轴一侧对应的主动斜齿轮之间啮合传动，从而增加从传动轴的转矩，从传动轴的转矩调节方便，第二推动单元可使用电动推杆等装置。

此外，在从传动轴的端部固定安装有轮胎，轮胎中设置有用于监测轮胎压力的监测单元。监测单元可使用压力传动器等装置，当监测单元监测到轮胎的压力增加时，此时，轮胎可能出现转向时转速过低的现象，轮胎转向时转速过低会引起轮胎与路面过度磨损，从传动轴的转矩过小的现象，因此，可适用性调节增大从传动轴的转矩以稳定车辆转向，增加车辆行驶的稳定性。

3.新能源汽车传动系统优化效果

（1）通过主传动轴上转矩调节块进行优化设计，达到了适应性调节主传动轴两组从传动轴输出转矩的目的，可适用性的调节增大从传动轴的转矩以稳定车辆转向，增加车辆行驶的稳定性。

（2）通过在转矩调节箱进行优化设计，在其中加入冷却油液，实现了对主动斜齿轮和从动齿轮接触位置进行充分冷却和润滑的目的；同时可以增加冷却油液制冷的制冷单元，避免冷却油液温度过高，实现了对主传动轴、从传动轴端部均匀降温和充分润滑的目的。

（3）通过对从传动轴进行优化设计，增加从传动轴的转矩，使从传动轴的转矩调节更加方便；在从传动轴的轮胎中设置胎压监测单元，通过实时的胎压，按需调节从动轴的转矩，进一步增加车辆行驶的稳定性。