混合动力汽车中传动轴的轻量化设计



混合动力汽车中传动轴的轻量化设计

设计前驱型车辆是当今的发展趋势，因为这可降低前驱车辆传统轴的重要性和设计难度。但是对于高性能的汽车如混合动力汽车来说，需要考虑传动轴设计的重要性。一般地说，大多数汽车如乘用车、载货车、小型载货车这类车辆的传动轴一般在1.25～2m之间，运行的最大转速度为6000～7000r/min，扭矩传输能力一般都超过3000Nm。但为了避免出现谐振的情况，这些传动轴的自身转速一般需要大于7000r/min。由于采用钢或者铝设计的传动轴其固有转速仅稍微大于7000r/min这个下限，因此解决这个问题的常见方法就是在传动轴中间加个支架以提高其自身转速，从而避免车辆出现谐振的情况。而传动轴采用碳纤维复合材料制作，则不需要加装中间支架就可以达到更高的自身转速，其自身转速远大于7000r/min这个下限。此外，采用碳纤维复合材料制作的传动轴还具有很多优势，如可以减轻混合动力汽车的自身质量，以及减小噪声和振动。介绍了5个采用碳纤维复合材料设计和制作的汽车传动轴。使用有限元模型法进行特征值分析，并采用模拟退火法用于传动轴的设计优化。通过对比试验表明，采用碳纤维复合材料制作的传动轴优于其它材料制作的传动轴。

刊名：Journal of Vibration Engineering & Technologies（英）

刊期：2014年第1期

作者：H. B. H. Gubran et al

编译：刘刚