混合动力汽车发挥了内燃发动机和电动机的特点,是从传统汽车到纯电动汽车过渡的最佳解决方案。混联式混合动力汽车结合了串联式和并联式的优点,最能充分发挥发动机和电动机的各自的优势,实现整体效率最优。动力耦合装置是混联式混合动力汽车的核心部件。开发高效、可靠的动力耦合装置是发展混联式混合动力汽车的关键一环。目前,最成功的混联式混合动力汽车非“Prius”莫属,丰田公司已经为其动力耦合装置申请了国际专利。随着我国对混合动力汽车研究的深入,对研制新的混联式动力耦合装置的需要越来越迫切。本文依托的国家自然科学基金项目“新型混联式混合动力系统驱动机理与控制理论研究”,提出了将传统汽车差速器用作混联式动力耦合装置的研究方向,为发展混合动力汽车提供了新的思路。本文在课题前期理论论证的基础上,为了通过台架试验验证该想法,进行了一些研究。首先,通过差速器转向差速试验中的试验现象以及课题前期台架试验中原改型差速器主要零件出现的失效情况,论证了如果将差速器作为动力耦合装置,必须进行新的改型设计,以降低差速器内摩擦。然后,在分析了考虑内摩擦的差速器动力学特性的前提下,利用CATIA和ADAMS建立了差速器多刚体和柔体联合的动力仿真模型,结合前期台架试验中的失效时的工况,分析了差速器行星齿轮轴异常断裂的主要原因。其次,考虑结构和热量两个物理场的相互作用,在ABAQUS环境下,建立行星齿轮轴和行星齿轮垫片的应力场和温度场耦合有限元仿真模型,分析了垫片在最大载荷下的应力、应变和温度分布情况,解释了行星齿轮垫片严重磨损的原因。最后,提出了新的差速器改型设计方案,重新进行了台架试验,试验结果验证了新的改型差速器能够作为混联式差速动力耦合装置,为最终开发完整的混联式混合动力汽车差速动力耦合系统奠定了研究基础。