CN102514474A - 混联式液压混合动力汽车动力系统 - Google Patents

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姜继海
张健
罗念宁
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Abstract

混联式液压混合动力汽车动力系统，属于液压动力汽车领域，本发明为解决现有的动力汽车系统无法兼顾串联式和并联式的优点的问题。本发明包括发动机、第一单向离合器、功率分流器、分流泵、第二单向离合器、耦合器、驱动桥、液压蓄能器和液压泵/马达，发动机通过第一单向离合器与功率分流器的力矩输入端相连，功率分流器的第一力矩输出端与分流泵的力矩输入端相连，分流泵的油出口与液压蓄能器油入口相连通，液压蓄能器的蓄能输入输出油口与液压泵/马达油口相连通，液压泵/马达的力矩输出端与耦合器第一力矩输入端相连，功率分流器第二力矩输出端通过第二单向离合器与耦合器的第二力矩输入端相连，耦合器的力矩输出端与驱动桥的力矩输入端相连。

Description

混联式液压混合动力汽车动力系统
技术领域
本发明涉及混联式液压混合动力汽车动力系统，属于液压动力汽车领域。
背景技术
液压蓄能式混合动力汽车(下称液压混合动力汽车)是将二次静液调节技术应用于汽车辅助驱动的混合动力汽车，其辅助动力装置则由液压驱动系统组成，包括能量转换元件——液压泵/马达和储能元件——液压蓄能器。工作原理与混合动力电动汽车相似。在车辆运行过程中，液压泵/马达可单独或同时与传统内燃机共同驱动汽车；车辆制动、减速时，用液压泵将汽车的动能转换成液压能，储存在液压蓄能器中，在随后的加速或正常行驶工况，液压能通过液压马达释放出来，辅助发动机或者单独驱动车辆行驶。
液压混合动力系统分为串联式液压混合动力系统、并联式液压混合动力系统和混联式液压混合动力系统等。其中串联结构布置灵活、传动结构简单，发动机与驱动桥没有机械联接，发动机工作点不受车辆运行工况的限制，可实现完全解耦。但车辆的驱动功率全部来自液压泵/马达，体积较大，同时驱动所需能量经过多次转换，效率较低。并联式结构比较紧凑，传动系统的耦合器可以将两个动力源的动力合成输出，汽车正常行驶时，发动机功率全部用于驱动汽车；当车辆有大负荷需求时，液压泵/马达释放蓄能，与发动机一起驱动车辆；制动或滑行时，液压泵/马达吸收制动能，很好地发挥液压泵/马达的“平谷抑峰”作用。担任功率合成任务的耦合器采用行星轮传动系统，若液压蓄能器蓄能足够，可实现车辆无级调速，否则，发动机与车桥存在刚性联接，发动机的转速受车速的制约。串联式或并联式都有其各自的缺点，现有的动力汽车系统无法兼顾串联式和并联式的优点。
发明内容
本发明目的是为了解决现有的动力汽车系统无法兼顾串联式和并联式的优点的问题，提供了一种混联式液压混合动力汽车动力系统。
本发明所述混联式液压混合动力汽车动力系统，它包括发动机、第一单向离合器、功率分流器、分流泵、第二单向离合器、耦合器、驱动桥、液压蓄能器和液压泵/马达，
发动机通过第一单向离合器与功率分流器的力矩输入端相连，功率分流器的第一力矩输出端与分流泵的力矩输入端相连，分流泵的油出口与液压蓄能器的油入口相连通，液压蓄能器的蓄能输入输出油口与液压泵/马达的油口相连通，液压泵/马达的力矩输出端与耦合器的第一力矩输入端相连，
功率分流器的第二力矩输出端通过第二单向离合器与耦合器的第二力矩输入端相连，耦合器的力矩输出端与驱动桥的力矩输入端相连。
本发明的优点：该系统综合了串联和并联式液压混合动力汽车动力系统各自的优点，相比较并联系统主要特点是增加了一个功率分配装置，它通过液压泵根据汽车行驶工况对发动机中直接用于驱动车辆的机械功率和调节液压功率的比例进行分配调节，可以调节发动机工作点稳定工作在经济区，从而在结构上保证了系统工作在最优状态，更容易实现低排放和低油耗目标。可以实现串联和并联工作模式，每个工作模式下都能实现系统在最佳工作特性工作。将普通车辆的变速箱取消，可以实现无极变速，变速比可达500。
附图说明
图1是本发明所述混联式液压混合动力汽车动力系统的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述混联式液压混合动力汽车动力系统，它包括发动机1、第一单向离合器2、功率分流器3、分流泵4、第二单向离合器5、耦合器6、驱动桥7、液压蓄能器8和液压泵/马达9，
发动机1通过第一单向离合器2与功率分流器3的力矩输入端相连，功率分流器3的第一力矩输出端与分流泵4的力矩输入端相连，分流泵4的油出口与液压蓄能器8的油入口相连通，液压蓄能器8的蓄能输入输出油口与液压泵/马达9的油口相连通，液压泵/马达9的力矩输出端与耦合器6的第一力矩输入端相连，
功率分流器3的第二力矩输出端通过第二单向离合器5与耦合器6的第二力矩输入端相连，耦合器6的力矩输出端与驱动桥7的力矩输入端相连。
取消普通车辆变速箱，发动机1输出功率经功率分流器3分别输出给分流泵4和耦合器6，最终通过耦合器6将功率汇合传递给驱动桥7。
分流泵4给液压蓄能器8充能。
液压蓄能器8放能驱动液压泵/马达9并将功率传递给驱动桥7。
液压泵/马达9在汽车处于制动工况时回收制动能到液压蓄能器8。
发动机1和液压泵/马达9可以单独将功率传递给驱动桥7，也可以同时将功率传递给驱动桥7。
发动机1和液压泵/马达9的功率是通过耦合器6将输出功率汇合传递给驱动桥7。
工作原理：
在将汽车动力系统设计成如图1所示的系统后，本系统可以实现两种混合动力模式即串联式和并联式混合动力系统。当发动机1将功率输出到功率分流器3，由于功率分流器3的作用，发动机1输出功率分成两个通路，一路通过分流泵4给液压蓄能器8充能，另一路将功率输出给耦合器6，若液压蓄能器8能驱动液压泵/马达9，发动机1一部分功率和液压泵/马达9输出功率在耦合器6处汇合输出到驱动桥7，实现并联驱动模式。若通过控制第二离合器5使发动机1与耦合器6的通路断开，发动机1将直接将功率输出给液压泵/马达9，并通过耦合器6将功率传递给驱动桥7，实现串联驱动模式。若控制发动机1与功率分流器3之间通路的第一离合器2断开，本系统可以通过液压泵/马达9单独驱动汽车。在汽车的液压系统出现故障时，发动机1可以直接将动力传递到驱动桥7，保证了汽车运行的可靠性。
当汽车制动时，由于液压泵/马达9的四象限工作特性，液压泵/马达9将制动能回收，储存在液压蓄能器8中，当车辆有大负荷需求时，液压蓄能器8释放能量驱动泵/马达9，与发动机1一起驱动汽车。
功率分流器3为行星齿轮传动机构，主减速比为3。

Claims (2)

1.混联式液压混合动力汽车动力系统，其特征在于，它包括发动机(1)、第一单向离合器(2)、功率分流器(3)、分流泵(4)、第二单向离合器(5)、耦合器(6)、驱动桥(7)、液压蓄能器(8)和液压泵/马达(9)，
发动机(1)通过第一单向离合器(2)与功率分流器(3)的力矩输入端相连，功率分流器(3)的第一力矩输出端与分流泵(4)的力矩输入端相连，分流泵(4)的油出口与液压蓄能器(8)的油入口相连通，液压蓄能器(8)的蓄能输入输出油口与液压泵/马达(9)的油口相连通，液压泵/马达(9)的力矩输出端与耦合器(6)的第一力矩输入端相连，
功率分流器(3)的第二力矩输出端通过第二单向离合器(5)与耦合器(6)的第二力矩输入端相连，耦合器(6)的力矩输出端与驱动桥(7)的力矩输入端相连。
2.根据权利要求1所述的混联式液压混合动力汽车动力系统，其特征在于，功率分流器(3)为星形齿轮传动机构，主减速比为3。
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