新能源汽車自動變速器結(jié)構(gòu)形式

變速器是傳統(tǒng)汽車和混合動力電動汽車動力傳動系統(tǒng)的重要部件。變速器的性能對整車的動力性、經(jīng)濟(jì)性和 舒適性等有著重要的影響。由于新能源汽車直接或主要采用電動機(jī)驅(qū)動，其動力傳動系統(tǒng)的關(guān)鍵部件—變速器結(jié)構(gòu)相對于傳統(tǒng)的燃油發(fā)動機(jī)汽車將發(fā)生重大的變化。由于電動機(jī)的低速扭矩大、工作轉(zhuǎn)速范圍寬的特點(diǎn)，原本在普通汽車上需要5 擋、6 擋的變速器，在電動車上只需要2 擋、1 擋，甚至倒車都不需要勞煩變速器幫忙，只需電動機(jī)反轉(zhuǎn)即可。功能上的簡化常導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的復(fù)雜。新能源汽車中，用于實(shí)現(xiàn)能量分流和綜合的動力分配裝置是一套行 星齒輪機(jī)構(gòu)，其中行星架與發(fā)動機(jī)的輸出軸相連，齒圈與電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連，同時也與輸出齒輪相連，而太陽齒輪軸發(fā)出的動力驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，中間與離合器相連，動力切換時會將太陽輪鎖死，使行星齒輪機(jī)構(gòu)以一定的傳動比工作。新能源汽車的變速器行星齒輪結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

就發(fā)展趨勢來看，新能源用汽車變速器呈現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)簡單，局部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特征。整體結(jié)構(gòu)簡單是指變速器已經(jīng)簡化為一個傳動器或在動力總成中存在齒輪傳動部分。局部結(jié)構(gòu)復(fù)雜則是離合器殼體中須布置行星結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)無級變速。若實(shí)現(xiàn)這種局部復(fù)雜結(jié)構(gòu)，則帶有內(nèi)齒輪的變速器殼體整體成型問題加以解決。就其制造技術(shù)而言，目前在三個方面存在問題。

1) 齒輪結(jié)構(gòu)作為汽車動力傳動的核心機(jī)構(gòu)，對其精度要求，這樣才能滿足汽車平穩(wěn)運(yùn)行及平穩(wěn)加速。齒輪在運(yùn)行過程中要承受高強(qiáng)度的循環(huán)應(yīng)力，頻率往往高達(dá)幾千 r / min，當(dāng)齒輪內(nèi)部存在氣孔、縮孔、微裂紋等常見缺陷時，會造成齒輪因疲勞斷裂而失效，使得動力傳輸不平穩(wěn)，甚至發(fā)生安全事故。但如何提、避免變形以及減少壓鑄缺陷是一個首要的難題。

2) 齒輪結(jié)構(gòu)在動力傳動過程中齒與齒嚙合需要承受很大的力、這就要求齒輪的表面要有很好的耐磨性，耐磨性又取決于硬度的高低。材料硬度的高低則主要是由合金成分決定的。但眾所周知，常規(guī)壓鑄用的ADC12 及Al-Si9Cu3 遠(yuǎn)不能滿足耐磨性方面的要求。所以解決壓鑄材料的問題。

3) 由于齒輪結(jié)構(gòu)承受高的交變應(yīng)力，輪齒在嚙合時壓力。單純通過壓鑄鋁合金的優(yōu)化，難以 大幅度提高表面硬度。采用何種技術(shù)對于內(nèi)齒輪表面進(jìn)行局部強(qiáng)化也成為了亟待解決的問題。

2 新能源汽車變速器殼體壓鑄亟待解決的問題

目前，的新能源汽車用變速箱殼體的成型技術(shù)在全球市場被國外公司壟斷，如德國Bosch 公司、ZF 公司、美國Eaton 公司、日本Fuji 公司、英國Torotrak 公司等。盡管近年來我國已對新能源汽車用變速箱殼體的成型技術(shù)的研發(fā)愈加重視，但此方面成果仍然落后。其亟待重視和解決的關(guān)鍵要點(diǎn)主要集中在壓鑄成型關(guān)鍵工藝、壓鑄用新型鋁合金材料的研發(fā)以及內(nèi)齒輪表面局部強(qiáng)化技術(shù)等。 

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