CN101982331B - 混合动力汽车动力总成的耦合机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车动力总成的耦合机构，包括依次相接的发动机、电机与变速器，其中电机输入轴经设于电机输入轴前端的齿圈与发动机输出轴联接，齿圈前端与发动机输出轴前端间螺纹联接，发动机输出轴与电机输入轴间为螺旋传动；电机输入轴后端与齿圈后端间为花键联接；电机盖外壳上设有用于密封和便于拆装维护的开口。本发明的齿圈前端与发动机输出轴间的配合始终为螺纹联接，采用了磁场耦合方式，结合平顺性好，耦合效率高；取消了现有技术中发动机与电机之间的离合器，使得结构简化、重量减轻。本发明可用于混合动力汽车上，作为动力总成的耦合机构。

Description

混合动力汽车动力总成的耦合机构

技术领域

本发明涉及一种机动车辆的动力系统，具体地说，是一种混合动力汽车动力总成的耦合机构。

背景技术

动力耦合主要针对并联式或混联式混合动力汽车的动力系统。根据动力源耦合方式不同，分为扭矩耦合式、转速耦合式、牵引力耦合式和混合耦合式等4类。

其中磁场耦合方式属于扭矩耦合式中的一种，它是将电机转子与发动机输出轴做成一体，通过磁场作用力将电机输出动力与发动机输出动力耦合在一起，耦合效率高，结合平顺性好。福特汽车公司的Prodigy LSR就属于这一类型，国内长安汽车股份运行公司开发的2款混合动力系统与此相仿。

由于现有的磁场耦合方式均涉及螺旋副传动，而螺纹结构具有单向传动的特点，当匹配此结构的车辆行驶在较长较陡的坡道时，无常规车辆所具有的“发动机制动”效果。因此，必需对制动系统优化设计或采用辅助制动系统以提高车辆制动效能；另外，现有动力总成耦合技术还存在结构复杂、控制复杂等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种混合动力汽车动力总成的耦合机构，取消了现有技术中发动机与电机之间的离合器，使得结构简化、重量减轻，同时采用了磁场耦合方式，因此具有结合平顺性好，耦合效率高等特点。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种混合动力汽车动力总成的耦合机构，包括依次相接的发动机、电机与变速器，其中所述电机输入轴经设于电机输入轴前端的齿圈与发动机输出轴相联接，齿圈前端与发动机输出轴前端间为螺纹联接，发动机输出轴与电机输入轴间为螺旋传动；

电机输入轴后端与齿圈后端间为花键联接；

电机前端的电机盖外壳上设有用于密封、便于拆装维护的开口。

上述结构是本发明混合动力汽车动力总成的耦合机构的基本组成，齿圈前端与发动机输出轴间的配合始终为螺纹联接，即齿圈向前/向后移动到极限位置时，仍保证二者间为螺纹联接。电机转子与发动机输出轴经齿圈联接为一体，通过磁场作用力将电机输出动力与发动机输出动力进行耦合，具有结合平顺性好，耦合效率高等特点；本发明取消了现有技术中发动机与电机之间的离合器，使得结构简化、重量减轻。

电机盖的作用是：当装配或拆卸电机与发动机时，打开电机盖通过手动或者使用相应工具旋转齿圈，同时移动电机使发动机与电机装配到合适位置(电机盖与电机外壳通过螺纹结构或者其它合适结构进行配合)；电机盖另外一个作用是方便对发动机输出轴与齿圈之间螺纹结构以及电机输入轴齿圈与电机输入轴之间的花键结构进行润滑工作。总之，电机盖作用是便于发动机与电机拆装与耦合结构之间的润滑工作。

作为本发明的一种优化，所述螺旋传动为滑动螺旋传动或滚动螺旋传动中的一种。

作为本发明的另一种优化，所述电机输入轴的前端设有限位凸台，限位凸台的内侧设有缓冲装置。

限位凸台的作用是对电机齿圈轴向前移时进行限位，以防电机齿圈轴向前移时脱出电机输入轴；其内侧所设缓冲装置的作用是缓冲电机齿圈轴向前移时与前端限位凸台冲击。

作为本发明进一步优化的一种方式，所述限位凸台与电机输入轴间为过盈配合。

作为本发明进一步优化的另一种方式，所述限位凸台与电机输入轴间经卡环联接于一体。

上述限位凸台与电机输入轴间的联接关系，可以确保二都间的配合紧密，以实现电机齿圈始终在电机输入轴上移动的目的。

作为本发明的第三种优化，所述电机输入轴与电机主体相接处设有缓冲垫。

缓冲垫的作用是缓冲电机齿圈沿电机输入轴后移时与电机主体之间冲击。

本发明还有一种优化，所述齿圈的外侧设有凹槽或突起结构。

凹槽或突起结构的设置是为了方便电机与发动机的安装与耦合装置之间润滑等维护作业。

本发明混合动力汽车动力总成的耦合机构的各种行驶技术分析如下：

①怠速工况：电机运转，此时发动机输出轴与齿圈之间螺纹结构处于“拧松”状态，动力不输出；

②起动工况：电机运转，此时发动机输出轴与齿圈之间螺纹结构处于“拧松”状态，动力传递：电机→变速器→驱动桥→车轮；

③发动机加速与助力模式：发动机输出轴与齿圈之间螺纹结构处于“拧紧”状态，发动机与电机共同对外输出动力。动力传递路线：发动机→电机输入轴齿圈→电机→变速器→驱动桥→车轮；

④高速巡航模式：发动机输出轴与齿圈之间螺纹结构处于“拧紧”状态，发动机带动电机转子运转，电机处于发电状态，动力传递：发动机→电机(电机转子)→变速器→驱动桥→车轮；

⑤制动能量回收模式：制动时，电机停止放电。由于惯性作用发动机仍然在旋转，一部分制动能量被回收。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

(1)采用了磁场耦合方式，结合平顺性好，耦合效率高；

(2)取消了现有技术中发动机与电机之间的离合器，使得结构简化、重量减轻。

本发明可用于混合动力汽车上，作为动力总耦合机构的耦合机构。

本发明下面将结合说明书附图与具体实施例作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图中：1-发动机，11-发动机输出轴，2-齿圈，3-电机盖开口，4-电机，41-电机输入轴，5-变速器，6-限位凸台，7-缓冲装置，8-缓冲垫。

具体实施方式

实施例

图1所示为一种混合动力汽车动力总成的耦合机构。它包括依次相接的发动机1、电机4与变速器5。

电机输入轴41经设于其前端的齿圈2与发动机输出轴11相联接，齿圈2前端与发动机输出轴11前端间为螺纹联接，发动机输出轴11与电机输入轴41间为螺旋传动，即滑动螺旋传动或滚动螺旋传动中的一种。

齿圈2的外侧设有凹槽或突起结构，图中未示出。

电机输入轴41后端与齿圈2后端间为花键联接。

电机4前端的电机盖外壳上设有开口3，开口3用于密封，也利于拆装与维护的方便进行。

齿圈2前端与发动机输出轴11间的配合始终为螺纹联接，即齿圈2向前/向后移动到极限位置时，仍保证二者间为螺纹联接。电机输入轴41与发动机输出轴11经齿圈2联接为一体，通过磁场作用力将电机输出动力与发动机输出动力进行耦合。

电机输入轴的前端设有限位凸台6，限位凸台6的内侧设有缓冲装置7。

限位凸台6与电机输入轴41间为过盈配合(限位凸台6与电机输入轴41间的联接方式还可以有其它的形式，如经卡环联接于一体)。

电机输入轴41上与电机4主体相接处设有缓冲垫8。

说明：

①电机与发动机之间外壳连接关系可以是电机外壳延伸到发动机后端；也可以是发动机后端伸出外壳延伸电机前端；还可以是再者是二者相向延伸。

②电机盖的位置与电机与发动机之间外壳连接结构相关。

③耦合装置中螺纹的结构可以是梯形螺纹、锯齿形螺纹、圆螺纹、矩形螺纹或三角形螺纹中的任意一种。

④发动机输出轴、齿圈与电机输入轴所使用的材料具有强度高、耐磨性好等机械性能。

⑤缓冲装置、缓冲垫可以采用橡胶材料或者其它具有缓冲性能的材料制成，它们与相应的本体之间是进行焊接或者其它方式联接在一起。

Claims (7)

1.一种混合动力汽车动力总成的耦合机构，包括依次相接的发动机、电机与变速器，其特征在于：所述电机输入轴经设于电机输入轴前端的齿圈与发动机输出轴相联接，齿圈前端与发动机输出轴前端间为螺纹联接，发动机输出轴与电机输入轴间为螺旋传动；

电机输入轴后端与齿圈后端间为花键联接；

电机前端的电机盖外壳上设有用于密封、便于拆装维护的开口：

发动机输出轴与齿圈之间螺纹结构处于“拧松”状态时，发动机动力不通过螺纹联接输出；发动机输出轴与齿圈之间螺纹结构处于“拧紧”状态时，发动机通过螺纹联接向电机输入轴输出动力。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力总成的耦合机构，其特征在于：所述螺旋传动为滑动螺旋传动或滚动螺旋传动中的一种。

3.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力总成的耦合机构，其特征在于：所述电机输入轴的前端设有限位凸台，限位凸台的内侧设有缓冲装置。

4.根据权利要求3所述的混合动力汽车动力总成的耦合机构，其特征在于：所述限位凸台与电机输入轴间为过盈配合。

5.根据权利要求3所述的混合动力汽车动力总成的耦合机构，其特征在于：所述限位凸台与电机输入轴间经卡环联接于一体。

6.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力总成的耦合机构，其特征在于：所述电机输入轴上与电机主体相接处设有缓冲垫。

7.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力总成的耦合机构，其特征在于：所述齿圈的外侧设有凹槽或突起结构。

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