湖南/李治國

保時捷918動力傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理

湖南/李治國

一、概述

保時捷918 Spyder在前橋和后橋上配備了兩個機械獨立的電驅(qū)動裝置。通過與后橋電機和V8發(fā)動機的總扭矩相比較，對前橋電機的驅(qū)動扭矩進行連續(xù)控制實現(xiàn)四輪驅(qū)動功能（PTM為保時捷牽引力控制管理系統(tǒng)）。 此系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)勢在于前后橋上的驅(qū)動扭矩控制相互獨立、完全可變且非常迅捷。

二、電動前輪驅(qū)動（如圖1所示）

圖1 電動前輪驅(qū)動

電動前輪驅(qū)動包括：1個電機、1個具有固定比例的兩級中間軸變速器（如圖2所示）和1個差速器。 不需要可換擋變速器，因為電機具有較高的扭矩（即使靜止時）和較寬的轉(zhuǎn)速范圍。與可換擋變速器概念相比，此款變速器的效率顯著提高、重量更輕。 選擇的固定比例代表起步和行駛性能的最佳折中。為防止超過允許的最高電機轉(zhuǎn)速（14000r/min），當駕駛速度超過235km/h時，將通過集成在差速器中的離合器中斷前輪與電機之間的動力傳輸。

圖2 電動前輪驅(qū)動的中間軸變速器

1.離合器功能（如圖3和圖4所示）

離合器由電磁閥執(zhí)行器帶動。執(zhí)行器按壓帶有傳感器板的復(fù)位彈簧上的墊片，促使驅(qū)動環(huán)沿著軸向移動。驅(qū)動環(huán)的外部與傳動齒輪相連，該齒輪又通過中間軸與電機相連。驅(qū)動環(huán)的面上有直齒，可與差速器主體直接嚙合。這就形成了動力傳輸路徑。執(zhí)行器由DME控制單元控制。如果執(zhí)行器通電，則離合器閉合。如果電流減小，復(fù)位彈簧會將驅(qū)動環(huán)推回其初始位置，然后離合器打開，如圖5所示。

DME控制單元通過霍爾效應(yīng)傳感器分三個階段監(jiān)測離合器的位置。為此，霍爾效應(yīng)傳感器將檢測傳感器板的位置?？梢詸z測到下列位置：

◆離合器打開

◆離合器閉合

◆離合器“齒對齒”

在換擋期間，旋轉(zhuǎn)震動疊加到驅(qū)動扭矩上，以確保離合器的可靠啟用和停用。這是通過前橋電機的相應(yīng)啟用實現(xiàn)的。

2.機油供給/潤滑

圖3 前差速器

前橋主減速器不在油池中運轉(zhuǎn)，以便進一步將阻力損失降至最低。高速旋轉(zhuǎn)的齒輪將機油向上吊至油槽中，機油在油槽中緩慢回流，潤濕所有相關(guān)潤滑點。為實現(xiàn)機油分配，電機在無負荷的情況下周期性啟用，以確保前橋主減速器即使在前橋電機處

于脫離狀態(tài)時也能得到充分潤滑。

圖4 前差速器分解圖

圖5 離合器工作狀態(tài)

3.電動前輪驅(qū)動的冷卻

變速器殼體與前橋電機一起連接到中溫冷卻回路。 冷卻液經(jīng)環(huán)形通道流過變速器殼體和電機殼體套。

4.變速器輸出軸

保時捷918 Spyder 采用帶有三銷式萬向節(jié)的驅(qū)動軸，如圖6所示。此接頭系統(tǒng)源自賽車設(shè)計，使變速器具有重量輕、摩擦小和噪音低幾方面的優(yōu)勢。 變速器輸出軸帶有罐形套筒法蘭，此類法蘭的內(nèi)側(cè)有三道座圈。此類法蘭用作三銷式萬向節(jié)的插入傳動軸。

三、后橋混合動力模塊（如圖7所示）

后橋混合動力模塊正好位于發(fā)動機和PDK之間，由后橋電機、離合器、發(fā)動機減震器和鋁制殼體組成。此設(shè)計允許同時傳輸內(nèi)燃機和電機的驅(qū)動力（并聯(lián)混合動力設(shè)計）。 在電力驅(qū)動或滑行期間，可通過離合器中斷后橋電機與V8發(fā)動機之間的動力傳輸。

1.離合器（如圖8所示）

圖6 三銷式萬向節(jié)的驅(qū)動法蘭（剖面圖）

圖7 后橋混合動力模塊

離合器為單片干式離合器，專用于可靠傳輸高達900N·m的扭矩。單片干式離合器通過軸促動器啟動，具體取決于行駛條件。此操作由DME控制單元控制，駕駛員幾乎覺察不到。

2.軸促動器（如圖9所示）

軸促動器是由電動機驅(qū)動的執(zhí)行器，其通過總活塞積聚液壓以啟用離合器。軸促動器的安裝位置如圖10所示。軸促動器是混合動力CAN總線上的一個節(jié)點。芯主軸執(zhí)行器安裝在后部，位于單元托架上尾燈的正前方。傳感器單元的膨脹箱位于右側(cè)，后擾流板的正前方。

圖8 后橋混合動力模塊剖面圖

圖9 軸促動器

圖10 軸促動器的安裝位置

3.發(fā)動機減震器（如圖11所示）

安裝扭轉(zhuǎn)減震器，以最大限度減少發(fā)動機與混合動力模塊之間的扭轉(zhuǎn)震動。

圖11 發(fā)動機減震器