随着政策的扶持和技术的升级,纯电动汽车迎来高速发展,越来越得到消费者的认可。由于电机的调速范围宽,具有低速时恒转矩、高速时恒功率的特性,所以纯电动汽车一般采用固定速比的传动装置。但这也带来了中后段加速不足、续航能力不高的问题。纯电动汽车装配变速箱,让电机工作在最佳转速区间,能明显的提升电机的工作效率。研究表明,两挡变速箱能明显改善整车性能,提高纯电动汽车的动力性和经济性。本文提出了一种基于超越离合器和后置摩擦片式离合器的两挡变速箱无动力中断换挡机构,来替代传统机械式变速箱的同步器换挡机构。超越离合器是一种靠主、从动件的相对速度变化而自动结合和分离的机构。将超越离合器与变速箱一挡连接,摩擦片式离合器后置连接在二挡。利用一挡与二挡的转速差,控制摩擦片式离合器的滑摩,摩擦片式离合器的结合与分离将导致超越离合器自动分离与结合,从而实现无动力中断换挡。该机构只需通过控制摩擦片式离合器实现换挡,将极大的简化变速箱结构以及控制系统的开发,具有良好的发展前景。本文将通过结构设计、理论分析、建模仿真、样机加工和实车实验来研究和分析换挡机构的性能,验证其无动力中断换挡的特性,主要的研究内容如下:1.换挡机构结构方案的设计。详细讨论了两挡变速箱换挡机构的结构,研究超越离合器和摩擦片式离合器的安装位置,确定设计方案。建立变速箱换挡过程的动力学方程,结合换挡过程的力矩相和惯性相分析了无动力中断换挡原理。根据实验用车使用要求设计了超越离合器,确定超越离合器的结构参数,并基于Hertz接触理论计算其接触强度,同时利用有限元分析软件ABAQUS进行了接触强度的校核。2.换挡机构的性能仿真分析。利用CATIA软件构建了变速箱轴、齿轮以及换挡机构的装配简化模型。搭建基于多体动力学仿真软件ADAMS的变速箱虚拟样机模型,对设计的超越离合器进行了动态特性的仿真,验证了设计参数的正确性;对变速箱的升、降挡过程进行仿真,详细的分析了仿真结果,验证了变速箱无动力中断换挡特性。3.样机的设计加工与实车实验。对换挡机构进行了详细的设计,使其能够安装在两挡变速箱内。参考加工工艺对换挡机构进行加工,使其能够满足使用强度要求,防止在实车实验过程中损坏。搭建了基于d SPACE-Micro Auto Box的纯电动汽车实车实验,通过采集电机转速、轮速和传动半轴扭矩信号得到实验结果。实验结果表明,基于超越离合器和后置摩擦片式离合器的换挡机构能够实现纯电动汽车两挡变速箱的无动力中断换挡,并且具有良好的换挡品质。