Multi-objective Optimization Design of Multi-mode Non-contact Selectable One-way Clutch for Hybrid Commercial Vehicles

摘要： 在复合功率分流混合动力系统中，通过离合器对功率分流装置与动力部件进行离合和制动，可以进一步提高动力性和经济性。传统湿式离合器为适应商用车大扭矩需求，需增加摩擦片数量和体积，导致成本上升和拖曳损失，而机械式离合器虽体积小、承载扭矩大，但在超越过程中产生摩擦损失，无法满足混合动力商用车对可控方向锁止和双向非接触自由的需求。设计了一种多模非接触式可控单向离合器，可实现正向锁止、反向锁止以及双向自由三种模式，承载扭矩大同时避免了拖曳和摩擦损失。对多模非接触式可控单向离合器静态和模式切换过程进行了分析，以提高承载扭矩、减小瞬态冲击和实现轻量设计为目标建立了优化模型，提出融合带精英策略的非支配排序遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ，NSGA2)、约束有序加权平均算子(Constrained ordered weighted averaging，COWA)和优劣解距离法(Technique for order preference by similarity to ideal solution，TOPSIS)的多目标优化决策方法，与初始方案相比，承载扭矩提升了23.5%、空转角减少了13.7%、关键部件体积减小了0.5%；搭载混合动力专用变速箱进行了台架试验，验证了设计方法的可行性。研究为大扭矩多模非接触式可控单向离合器的设计提供了参考。