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混合動力汽車中傳動軸的輕量化設(shè)計

設(shè)計前驅(qū)型車輛是當(dāng)今的發(fā)展趨勢，因為這可降低前驅(qū)車輛傳統(tǒng)軸的重要性和設(shè)計難度。但是對于高性能的汽車如混合動力汽車來說，需要考慮傳動軸設(shè)計的重要性。一般地說，大多數(shù)汽車如乘用車、載貨車、小型載貨車這類車輛的傳動軸一般在1.25～2m之間，運行的最大轉(zhuǎn)速度為6000～7000r/min，扭矩傳輸能力一般都超過3000Nm。但為了避免出現(xiàn)諧振的情況，這些傳動軸的自身轉(zhuǎn)速一般需要大于7000r/min。由于采用鋼或者鋁設(shè)計的傳動軸其固有轉(zhuǎn)速僅稍微大于7000r/min這個下限，因此解決這個問題的常見方法就是在傳動軸中間加個支架以提高其自身轉(zhuǎn)速，從而避免車輛出現(xiàn)諧振的情況。而傳動軸采用碳纖維復(fù)合材料制作，則不需要加裝中間支架就可以達(dá)到更高的自身轉(zhuǎn)速，其自身轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)大于7000r/min這個下限。此外，采用碳纖維復(fù)合材料制作的傳動軸還具有很多優(yōu)勢，如可以減輕混合動力汽車的自身質(zhì)量，以及減小噪聲和振動。介紹了5個采用碳纖維復(fù)合材料設(shè)計和制作的汽車傳動軸。使用有限元模型法進(jìn)行特征值分析，并采用模擬退火法用于傳動軸的設(shè)計優(yōu)化。通過對比試驗表明，采用碳纖維復(fù)合材料制作的傳動軸優(yōu)于其它材料制作的傳動軸。

刊名：Journal of Vibration Engineering & Technologies（英）

刊期：2014年第1期

作者：H. B. H. Gubran et al

編譯：劉剛