CN103978882A - 混合动力车辆的动力传递装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种混合动力车辆的动力传递装置。其包括与发动机动力输出端相联的动力输入轴、沿动力输入轴轴向设置的发电机和电动机，设置在发电机和电动机之间的前行星齿轮机构和后行星齿轮机构，所述的前行星齿轮机构和后行星齿轮机构共用齿圈，且前行星齿轮机构的太阳轮与发电机的转子相连，所述的动力输入轴与发动机动力输出端通过离合器相连；前行星齿轮机构的行星架以及后行星齿轮机构的太阳轮均与动力输入轴相连，后行星齿轮机构的行星架与动力输出轴相连，所述的齿圈与电动机的转子相连。采用本发明的技术方案，增加了发动机直接驱动的动力所占比例，避免了动力的过多损失，提高了整个系统的传动效率。

Description

混合动力车辆的动力传递装置
技术领域
本发明涉及一种车辆动力传动装置的布置结构，尤其涉及一种混合动力车辆的动力传递装置。
背景技术
目前，市场上的无级变速混合驱动电动汽车中，典型的动力传递装置采用单行星排双模电机结构，该结构中，发动机的动力输出轴通过扭转减震器与行星排的行星架相连，行星排的太阳轮与发电机的转子相连，电动机与齿圈相连，动力由行星排的齿圈输出。也有采用双排行星齿轮机构的，如中国实用新型专利CN20164635U公开的一种混合动力驱动装置，该装置包括发动机、发电机、前行星齿轮机构、制动器、后行星齿轮机构、电动机、电池、两个逆变器和控制器;前行星齿轮机构和后行星齿轮机构的齿圈做成一体;前行星齿轮机构的行星架连接发动机的输出轴,其太阳轮连接发电机的转子;后行星齿轮机构的太阳轮与电动机的转子连接,其行星架上连接有动力输出轴;通过控制制动器实现前行星齿轮机构和后行星齿轮机构的一体化齿圈的制动;电池分别与发电机和电动机通过逆变器连接,控制器控制发动机和制动器，该机构实现了串联和混联两种混合动力驱动方式,实现节能减排;在车辆倒车时通过串联工作方式,增加倒车行驶里程。
如上两种结构，不管是单排行星齿轮机构还是双排行星齿轮机构，由于无级变速器的变速机理是发动机将动力输入到行星架后，通过行星齿轮将动力分配到齿圈和太阳轮，齿圈的这一部分直接输出，太阳轮这一部分则带动发动机或发动机进行发电，经过整流器调整到电池组，再到电机控制器进行逆变成交流，供给电动机驱动。这一过程中，能量流动到每一个环节都会产生流量损失，这一部分的能量损失接近40%，因此，系统的整体效率较低。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种能够有效提高发动机传递效率的混合动力车辆的动力传递装置。
为实现上述目的，本发明的混合动力车辆的动力传递装置，包括与发动机动力输出端相联的动力输入轴、沿动力输入轴轴向设置的发电机和电动机，设置在发电机和电动机之间的前行星齿轮机构和后行星齿轮机构，所述的前行星齿轮机构和后行星齿轮机构共用齿圈，且前行星齿轮机构的太阳轮与发电机的转子相连，其特征在于：所述的动力输入轴与发动机动力输出端通过离合器相连；前行星齿轮机构的行星架以及后行星齿轮机构的太阳轮均与动力输入轴相连，后行星齿轮机构的行星架与动力输出轴相连，所述的齿圈与电动机的转子相连。
作为对本发明的改进，所述的动力输入轴通过设置在发电机的定子上的轴承而转动的设置在发电机内。
作为对本发明的改进，所述的动力输出轴通过设置在电动机的定子上的轴承而转动的设置在电动机内。
作为对本发明的限定，所述的发电机和电动机被容纳于同一壳体内。
采用本发明的技术方案，发动机的动力一部分传递给前行星齿轮机构的行星架，另一部分传递给后行星齿轮机构的太阳轮，通过后行星齿轮机构的太阳轮，将动力传递给后行星齿轮机构的行星架后，由动力输出轴直接输出，其增加了发动机直接驱动的动力所占比例，避免了动力的过多损失，提高了整个系统的传动效率。
附图说明
下面结合附图及具体实施方式对本发明作更进一步详细说明：
图1为本发明实施例的连接关系简图；
图2为本发明实施例的动力能量传递路径图；
图中：
1、发动机；101、发动机曲轴；2、动力输入轴；3、离合器；4、发电机；5、电动机；6、动力输出轴；7、前行星齿轮机构； 701、前太阳轮；702、前行星架；703、齿圈；704、前行星齿轮；8、后行星齿轮机构；801、后太阳轮；802、后行星架；804、后行星齿轮。
具体实施方式
本实施例涉及一种混合动力车辆的动力传递装置，由图1所示，其包括与作为发动机1动力输出端的发动机曲轴101相联的动力输入轴2，该动力输入轴2通过离合器3实现预发动机曲轴101的连接，通过对离合器3的控制，以实现发动机曲轴101和动力输入轴2之间的动力传递连接及中断。
在动力输入轴2的轴向上，设置有被收容于同一壳体内的发电机4和电动机5，发电机4和电动机5均采用中空电机转子轴结构，即动力输入轴2转动的设置在发电机4内，为了实现该转动，发电机4的定子上设有对动力输入轴2转动支撑的轴承，同理，在电动机5的定子上设有对动力输出轴6转动支撑的轴承。通过将轴承设置在定子上，可以有效的提高动力输入轴2或动力输出轴6的转动稳定性，进而提高了整体性能。
在发电机4和电动机5之间，沿动力输入轴2的轴向顺次设有前行星齿轮机构7和后行星齿轮机构8，前行星齿轮机构7包括前太阳轮701、前行星架702、齿圈703，三者之间均通过前行星齿轮704实现动力传递。后行星齿轮机构8包括所述后太阳轮801、后行星架802以及齿圈，后行星齿轮机构8的齿圈与前行星齿轮机构7采用同一个齿圈703，且后行星齿轮机构8的后太阳轮801、后行星架802以及齿圈之间采用后行星齿轮804实现动力传递。
本实施例中，动力输入轴2同时连接于前行星架702和后太阳轮801，而前太阳轮701与发电机4的转子相连，后行星架802与动力输出轴6相连，齿圈703与电动机5的转子相连。
在由电机单独驱动时，控制离合器3断开，发电机4顺时针转动，电动机5顺时针转动，动力输出轴6也顺时针转动，进而驱动车辆前行；在倒挡运行时，发电机4和电动机5均反转可使车辆后退，实现倒挡。
在发动机、发电机以及电动机5共同驱动时，结合图2所示，此时，离合器3结合，发动机1将动力通过离合器3作用在动力输入轴2上，动力输入轴2将动力传递给前行星架702和后太阳轮801，使得前行星架702和后太阳轮801随发动机顺时针转动。其中，前行星架702将接收的发动机动力分为两部分：一部分作用在齿圈703上，并通过齿圈703将动力传递给后行星架802后，由动力输出轴6直接输出至图中未示出的主减速器，最后传送至车轮；前行星架702将接收的发动机动力分成的另一部分则作用于前太阳轮701，前太阳轮701将此部分动力传递给发电机4，以将机械能转化为电能后，通过整流后输送至电池，电池将电能通过电机驱动器后，由电动机5驱动齿圈703转动，以最终通过齿圈703驱动后行星架802后，由动力输出轴输出。
作用在后太阳轮801上的发动机动力，一部分传递到齿圈703上，另一部分传递到后行星架802上，传递到后行星架802上的动力，通过动力输出轴直接传递给车辆车轮，其提高了传递效率，避免了能量较大的损失；传递到齿圈703上的能量，经过电动机5，通过后行星架802传递到动力输出轴上。

Claims (4)

1.一种混合动力车辆的动力传递装置，包括与发动机动力输出端相联的动力输入轴、沿动力输入轴轴向设置的发电机和电动机，设置在发电机和电动机之间的前行星齿轮机构和后行星齿轮机构，所述的前行星齿轮机构和后行星齿轮机构共用齿圈，且前行星齿轮机构的太阳轮与发电机的转子相连，其特征在于：所述的动力输入轴与发动机动力输出端通过离合器相连；前行星齿轮机构的行星架以及后行星齿轮机构的太阳轮均与动力输入轴相连，后行星齿轮机构的行星架与动力输出轴相连，所述的齿圈与电动机的转子相连。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的动力传递装置，其特征在于：所述的动力输入轴通过设置在发电机的定子上的轴承而转动的设置在发电机内。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆的动力传递装置，其特征在于：所述的动力输出轴通过设置在电动机的定子上的轴承而转动的设置在电动机内。
4.根据权利要求1所述的混合动力车辆的动力传递装置，其特征在于：所述的发电机和电动机被容纳于同一壳体内。
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