CN106314123A - 一种混联式双行星齿排齿轮结构 - Google Patents

一种混联式双行星齿排齿轮结构 Download PDF

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刘建锋
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Abstract

本发明提供一种混联式双行星齿排齿轮结构，包括发动机、第一电机、第二电机、输出轴、第一行星排和第二行星排，所述第一行星排包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，所述第二行星排包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，还包括第二离合器；所述发动机与第一电机连接，第一电机与第一太阳轮连接，第一太阳轮与第一行星架连接；所述第一行星架连接第二齿圈构成第一行星架齿圈，所述第一行星架齿圈与输出轴连接；所述第一齿圈连接第二行星架构成第二行星架齿圈，所述第二行星架齿圈与输出轴连接；所述第二行星架还通过第二太阳轮与第二电机连接；第二离合器还与第一行星架齿圈连接。达到了提高车辆动力性和传动效率的效果。

Description

一种混联式双行星齿排齿轮结构
技术领域
本发明涉及汽车变速驱动系统设计领域，尤其涉及一种混联式双行星齿排齿轮结构。
背景技术
混合动力汽车是指同时装备两种动力来源—热动力源(由传统的汽油机或者柴油机产生)与电动力源(电池与电动机)的汽车，通过在混合动力汽车上使用电机，使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控，而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗与排放；根据混合动力驱动的联结方式，混合动力系统主要分为以下三类：串联式混合动力系统、并联式混合动力系统、混联式混合动力系统；
混联式混合动力系统的特点在于内燃机系统和电机驱动系统各有一套机械变速机构，两套机构或通过齿轮系，或采用行星轮式结构结合在一起，从而综合调节内燃机与电动机之间的转速关系。与并联式混合动力系统相比，混联式动力系统可以更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电机的运转，目前的混联系统为定减速比的齿轮系统，变速的范围较小，系统控制复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种变速驱动系统，解决现有技术中变速不够灵活的问题。
本发明是这样实现的：一种混联式双行星齿排齿轮结构，包括发动机、第一电机、第二电机、输出轴、第一行星排和第二行星排，所述第一行星排包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，所述第二行星排包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，还包括第二离合器；
所述发动机与第一电机连接，第一电机与第一太阳轮连接，第一太阳轮与第一行星架连接；所述第一行星架连接第二齿圈构成第一行星架齿圈，所述第一行星架齿圈与输出轴连接；所述第一齿圈连接第二行星架构成第二行星架齿圈，所述第二行星架齿圈与输出轴连接；所述第二行星架还通过第二太阳轮与第二电机连接；第二离合器还与第一行星架齿圈连接。
进一步地，还包括第一离合器；所述发动机通过第一离合器与第一电机连接。
进一步地，所述离合器为气动活塞、液动活塞或电动推杆式离合器。
本发明具有如下优点：通过行星架和齿圈的相互联接的行星齿轮系统和离合器可以实现混合动力驱动系统驱动的多档位，连接用低速档启动，增加了启动时的扭矩，提高了车辆动力性；高速时，高速档结合，降低了系统的运行转速。
附图说明
图1为本发明一种混联式双行星齿排齿轮结构示意图；
图2为本发明混合动力低速驱动模式的动力传递路线图；
图3为混合动力高速高负载驱动模式的动力传递路线图；
图4为混合动力高速低负载驱动模式的动力传递路线图；
图5为纯电动驱动时的动力传递路线图；
图6为倒车时的动力传递路线图；
图7为制动时动力传递路线图。
附图标记说明：
1、发动机；
2、第一电机；
3、第一离合器；
4、第一行星架齿圈；
5、第二离合器；
6、第一太阳轮；
7、第二行星架齿圈；
8、第二太阳轮；
9、第二电机。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1为，本发明一种混联式双行星齿排齿轮结构示意图，包括发动机、第一电机、第二电机、输出轴、第一行星排和第二行星排，所述第一行星排包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，所述第二行星排包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，还包括第二离合器；
所述发动机与第一电机连接，第一电机与第一太阳轮连接，第一太阳轮与第一行星架连接；所述第一行星架连接第二齿圈构成第一行星架齿圈，所述第一行星架齿圈与输出轴连接；所述第一齿圈连接第二行星架构成第二行星架齿圈，所述第二行星架齿圈与输出轴连接；所述第二行星架还通过第二太阳轮与第二电机连接；第二离合器还与第一行星架齿圈连接。
在某些具体的实施例中，请参考图2，为混合动力低速驱动模式的动力传递路线图。在图2所示的实施例中，第二离合器5接合，此时发动机1启动，发动机1与第一电机2共同驱动第一太阳轮6，经第一行星排减速，动力传递到第二行星架齿圈7；第二电机9驱动第二太阳轮，经第二行星排减速，动力传递到第二行星架齿圈；综上述两个电机的动力分别通过第一、第二行星排减速传递到第二行星架齿圈，第二行星架齿圈与输出轴连接，将动力输出驱动车辆前进。本实施例的优势在于，发动机、第一电机、第二电机共同驱动车辆前进，可以急加速或者在爬坡时提供动力。
在另一些实施例中，如图3混合动力高速高负载驱动模式的动力传递路线图所示，在本实施例中，第二离合器5松开，此时发动机启动，和第一电机共同驱动第一太阳轮6，经过第一行星架减速，动力从第一行星架传到第一齿圈，以及第一行星架齿圈4传到第二行星架两个路线传递；同时第二电机9驱动第二太阳轮8，经第二行星排减速，动力也传递到第二行星架齿圈7；综上述两个电机的动力分别通过前后行星排减速传递到第二行星架齿圈7，第二行星架齿圈与输出轴连接，将动力输出驱动车辆前进。在本实施例所述的模式下，发动机运行在高效区间，提高了传动效率，适用于高速度高负载的情况下进行动力输出。在具体的实施例中，还可以通过调整第二电机9的转速，调整系统的输出速度，实现连续无极变速。
又如图4所示，为混合动力高速低负载驱动模式的动力传递路线图；在本实施例中，车辆在高速状态下低负载运行，第二离合器5松开，发动机1启动，第一电机2以发电机工作，将发动机的部分能量转化为电能，在某些实施例中转化出的电能可以通过外接动力电池的方式储存到动力电池。剩余的动力继续向下级传递，到第一行星排，经过第一行星排减速，动力从第一行星架传到第一齿圈，以及第一行星架齿圈4传到第二行星架两个路线传递；第二行星架齿圈7将动力输出驱动车辆前进。若驱动力仍有富余时，第二电机9也以发电机工作，将从第二太阳轮传递来的部分能量转化为电能，储存到动力电池，发动机剩余的动力驱动车辆前进。在混合动力高速低负载模式下，发动机运行在高效区间，可以通过调整电机2的转速，调整系统的输出速度，实现连续无极变速。
在某些进一步的实施例中，还包括第一离合器3；所述发动机1通过第一离合器3与第一电机2连接。通过第一离合器松开，发动机不再参与动力输出，通过电机达到电动驱动的效果。纯电动驱动时的动力传递路线如图5所示，此时第一离合器3松开，第二离合器5接合，以制动第一行星架齿圈4，第一电机驱动第一行星排的第一太阳轮6，经第一行星排减速，动力传递到第二行星架齿圈7，第二电机9驱动第二行星排的第二太阳轮8，经第二行星排减速，动力传递到第二行星架齿圈7，第二行星架齿圈与输出轴连接，此时两个电机的动力分别通过第一、第二行星排减速传递到第二行星架齿圈7，将动力输出驱动车辆前进。在此模式时，两个电机共同工作，并且第二离合器5接合，具有大的减速比，降低车辆驱动对电机的扭矩需求，可以减小电机体积，降低电机的材料成本。通过设计第一离合器，使得本结构能够在纯电动驱动和混合动力驱动模式中进行转换，达到了更加方便汽车动力输出和提高动力效率的效果。
在其他一些实施例中，倒车时动力传递路线如图6所示，此时第二离合器5接合，制动第一行星架齿圈4，第一电机反转驱动第一太阳轮6，经第一行星排减速，动力传递到第二行星架齿圈7，第二电机9反转驱动第二太阳轮8，经第二行星排减速，动力传递到第二行星架齿圈7，两个电机的动力分别通过第一、第二行星排减速传递到第二行星架齿圈7，第二行星架齿圈7与输出轴连接，将动力输出驱动车辆倒退。
在另一些实施例中，制动时动力传递路线如图7所示，第一电机2和第二电机9作为发电机工作，第二离合器结合，动力从输出轴进入，传递到第二行星架齿圈，部分动力通过第二行星排传递到第二太阳轮，再传递到第二电机9，另一部分动力通过第二行星架齿圈传递到第一行星排，最后传递到第一电机2。这样设计的好处在于能够将车辆的动能转化为电能。
具体的，所述离合器为气动活塞、液动活塞或电动推杆式离合器。这样设计的好处在于选材简单，价格低廉。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种混联式双行星齿排齿轮结构，其特征在于：包括发动机、第一电机、第二电机、输出轴、第一行星排和第二行星排，所述第一行星排包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，所述第二行星排包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，还包括第二离合器；
所述发动机与第一电机连接，第一电机与第一太阳轮连接，第一太阳轮与第一行星架连接；所述第一行星架连接第二齿圈构成第一行星架齿圈，所述第一行星架齿圈与输出轴连接；所述第一齿圈连接第二行星架构成第二行星架齿圈，所述第二行星架齿圈与输出轴连接；所述第二行星架还通过第二太阳轮与第二电机连接；第二离合器还与第一行星架齿圈连接。
2.如权利要求1所述的混联式双行星齿排齿轮结构，其特征在于：还包括第一离合器；所述发动机通过第一离合器与第一电机连接。
3.如权利要求1所述的混联式双行星齿排齿轮结构，其特征在于：所述离合器为气动活塞、液动活塞或电动推杆式离合器。
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