摘要：分析一种新型混合动力汽车藕合机构的散热性能，并通过台架和整车试验，验证其在指定工况下是否满足技术要求。该藕合机构有一套高集成度的冷却润滑系统，通过液压模块分配冷却液的流量及流速，再通过喷油管喷油和齿轮搅油来对相关零部件进行冷却。通过建立混合动力台架，模拟该系统在实车上的运行工况，通过对其电机和油温的监控，表明该套藕合机构的散热性能可靠，满足设计要求。

   0 前言 
    目前，随着石油资源的枯竭和低碳理念的发展，混合动力汽车以其高效节能、低排放优势，已成为世界主要汽车生产国及企业21世纪初激烈竞争的焦点。混合动力藕合机构是混合动力汽车的核心组成部分，它不仅对混合动力汽车的动力性、经济性以及舒适性有着直接的影响，还会关系到传动系统的空间布置形式。
    冷却润滑系统作为辅助系统，是整个系统稳定运行的关键之一，其保证藕合机构在车辆各种行驶条件下有效运行，实现对电机、轴承、齿轮的强制冷却，满足电机和离合器的散热需求，并实现齿轮啮合面、轴承、同步零件、导油部位等运动组件的润滑，避免因润滑冷却不良造成零部件失效。
    目前，市场上投放的混合动力车型还不是很多，通用公司的沃兰达采用的双电机藕合动力系统，该系统结构小巧，质量较轻，其内部采用喷油管路实现强制润滑冷却，并采用油泵、液压模块等相关零部件提供液压动力，通过油冷实现了较好的冷却、润滑效果。比亚迪F3DM采用的也是双电机的驱动系统，该系统在壳体上设置冷却水套，通过冷却水循环对整个系统进行冷却。这种润滑冷却系统的壳体需要更为复杂的工艺及制造要求，导致生产效率降低，成本增加，同时也增加了整个系统的尺寸，有待进一步改进。其他比较有代表性的还有丰田的普锐斯系统，三菱的欧蓝德系统，其在冷却润滑方面都有独到的设计。
    本文的目的是提供一种混合动力汽车祸合机构的冷却润滑系统，该系统形成高集成度的液压系统结构，集润滑、冷却功能于一体，该系统采用机械泵作为油液润滑冷却的主要的动力源，避免了电动泵运转造成的功率损失，可以节约开发成本、降低开发难度。通过建立混合动力台架，模拟该系统在实车上的运行工况，通过对其电机和油温的监控，表明该套藕合机构的散热性能可靠，最终，通过实车搭载环模试验，表明该系统满足设计要求。

    1系统的组成及模式分析
    1.1系统组成
    如图1所示，混合动力系统包括动力电池、控制系统、机电藕合系统、发动机。其中，藕合机构包括发电机、驱动电机、离合器等。发动机和驱动电机可同时作为动力，驱动系统进行工作。因发动机与发电机为同轴布置，也可由发动机发电来补充动力电池，系统实现纯电形式。在机电藕合系统中，通过控制离合器的结合与断开，来实现这两种工作模式的切换。

    2 冷却润滑方法
    如图2为本文所述的冷却润滑系统原理图，其由外部冷却系统和内部冷却润滑系统两部分构成。内部冷却系统包含吸滤器、机械泵、电动泵、液压模块、液压回路、喷油管路、单向阀，其动力源为两个油泵，其中，机械泵集成到发动机输出轴，为增程和混联工况提供所需求的油液，电动泵安装在壳体外部，在纯电工况下提供油液。外部冷却系统，包括节温器旁通阀、机油冷却器及油管，其中机油冷却器与其他组件在前舱形成前端冷却模块。

    由于液压系统中的油量由两个泵的转速决定，流量在各管路中的分配由液压模块确定。其具体的标定值由藕合控制器决定。藕合控制器得到整车控制器的输入，输出相关指令到相关电磁阀和控制器。藕合控制器根据当前车速与藕合系统各组件的相关温度，通过模型计算，决定回路油量的大小。电动泵控制器通过反馈同转速相对应的频率信号，向整车控制器反馈当前的实际转速。
    在纯电情况或低速情况下，机械泵不工作或所能提供的液压和流量较小，不足以控制离合器，因此需要电动泵参与工作，以保证足够的液压和流量。由于电动泵的效率曲线不是线性的，其会随着温度的改变而改变，所产生的压力也会随之波动刀。为了获得足够且稳定的流量和液压，有必要根据油温及车速的变化对电动泵的动力输出进行调节，以满足设计要求。控制流程图如图3所示。

    在外壳体上，节温器旁通阀与吸滤器出油管路连接。当油温超过设计值时，旁通阀逐渐打开，油液流出祸合系统，进入机油冷却器，在前端进行风冷，冷却之后的油液再次进入液压模块，由液压系统控制去向，并供循环使用。
    祸合系统内部的冷却方式分为强制润滑与飞溅润滑。差速器齿圈的搅动，把油液甩到相关的齿轴位置，形成油膜，提供相应的润滑、冷却。对无法飞溅润滑的位置或对冷却需求较大的位置，如电机线圈绕组，中间轴轴承等位置，通过输油管路和壳体内部的管路，强制进行冷却，以避免冷却润滑不良造成的零部件失效。

    2.3关键零部件分析
    2.3.1喷油管
    每个定子的侧线包上方喷油管均布12个喷油孔，单个油孔直径1 mm，间隔250。距离定子线包3 mm～4 mm。前后喷油管间的过渡油管布置2个间距80 mm、直径1 mm的喷油口，实现定子铁芯冷却。喷油管和电机定子的配合情况如图4所示，喷油管的相关参数如表1所示。



    2.3.2节温器旁通阀
    旁通阀总成包括节温器、旁通阀、泄压阀组成。节温器使用蜡质感温包，通过判断工作油温控制内外循环的切换，保证了外冷系统的有效性。节温器旁通阀的相关参数如表2所示。

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