CN110271406A - 一种混合动力机构及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种混合动力机构及汽车,包括发动机、电机、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、接合元件和输出总成,所述电机、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和输入轴设置在同一轴线上,所述发动机和电机之间还同轴设置有P2离合器,所述P2离合器主动端与输入轴连接,被动端分别与电机转子和第一行星太阳轮连接,第一行星齿圈固定在变速器壳体上,所述发动机、电机、第一行星齿轮组和第二行星齿轮组通过多个接合元件将所述发动机和电机旋转经过多挡变速传递到输出总成。采用本发明,具有可以实现多种驱动模式,结构紧凑、价格低廉、节能效果显著的优点。

Description

一种混合动力机构及汽车
技术领域
本发明属于汽车传动系统领域,具体涉及一种混合动力机构及汽车。
背景技术
汽车以其优越性能提高了人们日常生活和工作过程中的幸福指数。但是,其过强的油耗问题和环境污染问题对石油资源和生态环境带来极大的挑战。因此汽车行业不得不从传统的耗能模式到节能环保的模式进行转型。近年来,以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为代表的新能源汽车取得了重大的进展。但是由于现阶段作为纯电动汽车和燃料电池汽车的关键部件之一的电池存在能量密度低、寿命较短、价格较高和电池本身的污染等问题,使得电动汽车的发展进度和产业化受到比较严重的限制。其性价比无法与传统的内燃机汽车相抗衡。此时混合动力汽车就很好的弥补了电动汽车的缺点。混合动力汽车就是将电动机和发动机组合作为驱动力。这样结合了电动机无污染、噪声低和发动机持续工作时间长、动力性好的优点。
目前市场上主流混合动力就是丰田汽车的分流型混合动力。缺点是需要双电机运行,成本高,只有两个挡位,需要高速电机才能适应汽车道路行驶的扭矩和速度要求。
在现有技术中,一些无变速器分流式混合动力,需要电机在很大转速范围内工作,在电机低效率区域内工作会造成较大的损耗,电机发热量大,电能损耗大,电池一次充电行驶距离低;另外,电机功率不能充分发挥出来,经常需要超额定扭矩工作,发热量大,需要好的散热系统。一些P2式混合动力还保留着自动变速器变扭器功能和结构,仍然使用变扭器起步,这样的混合动力系统,节油效果差。一些分流式混合动力依靠双电机,才能实现纯电驱动或者发动机和电机并联驱动,成本高。现有一些基于传统自动变速器改进的混合动力基本上是P2或者P3结构,工作模式单一,节能效果差。
发明内容
本发明实施例所要解决现有技术中混合动力需依靠双电机,才能实现纯电驱动或者发动机和电机并联驱动模式,节能效果差、结构复杂、成本高的问题。
本发明提供一种混合动力机构,包括发动机、电机、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、接合元件和输出总成,所述电机、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和输入轴设置在同一轴线上,所述发动机和电机之间还同轴设置有P2离合器,所述P2离合器主动端与输入轴连接,被动端分别与电机转子和第一行星太阳轮连接,第一行星齿圈固定在变速器壳体上,所述发动机、电机、第一行星齿轮组和第二行星齿轮组通过多个接合元件将所述发动机和电机旋转经过多挡变速传递到输出总成。
进一步地,所述接合元件包括C1离合器、B2制动离合器、F单向离合器C2离合器、B1制动离合器和C3离合器;
所述C2离合器和C3离合器与第一行星架连接,所述C3离合器被动端通过B1制动离合器与第二行星大太阳轮连接,所述B1制动离合器用于制动第二行星大太阳齿轮;
所述C1离合器、B2制动离合器和F单向离合器的被动端与第二行星架连接,所述B2制动离合器、F单向离合器和B1制动离合器的主动端均固定在变速器壳体上。
进一步地,所述第一行星齿轮组包括第一行星架、第一行星太阳轮、第一行星齿圈和第一行星小齿轮;
所述第一行星齿圈固定在变速器壳体上;
所述第一行星太阳轮与电机转子和P2离合器被动端连接;
所述第一行星架一端与第一行星小齿轮连接,另一端分别与C2离合器的主动端和C3离合器的主动端连接;
所述第一行星小齿轮通过轴承支撑在第一行星架上,与第一行星太阳轮和第一行星齿圈啮合。
进一步地,所述第二行星齿轮组包括第二行星架、第二行星小太阳轮、第二行星大太阳轮、第二行星齿圈、第二行星小齿轮和第二行星长齿轮;
所述第二行星架一端与第二行星小齿轮和第二行星长齿轮连接,另一端分别与C1离合器、B2制动离合器和F单向离合器的被动端连接;
所述第二行星小太阳轮与C2离合器的被动端连接;
所述第二行星大太阳轮通过B1制动离合器的制动鼓和C3离合器的被动端连接;
所述第二行星小齿轮通过轴承支撑在第二行星架上,与第二行星小太阳轮和第二行星长齿轮啮合;
所述第二行星长齿轮通过轴承支撑在第二行星架上,与第二行星齿圈和第二行星大太阳轮啮合;
所述第二行星齿圈与输出齿轮连接。
进一步地,所述输出总成包括输出齿轮、第一中间齿轮、第二中间齿轮、输出轴和差速器被动齿轮,所述第一中间齿轮和第二中间齿轮设置在所述输出轴上,所述输出齿轮与第一中间齿轮啮合,所述第二中间齿轮与差速器被动齿轮啮合,所述差速器被动齿轮输出动力。
进一步地,所述输出齿轮通过轴承支撑在变速器壳体上。
进一步地,所述发动机输出端还设置有双质量飞轮,用于起动和传递发动机的转动扭矩和提高变速器的转动惯量。
其中,本发明还提供一种汽车,包括车身、底盘及混合动力机构,所述混合动力机构设置在所述底盘上。
实施本发明实施例,具有如下有益效果:
(1)本发明采用六挡或者四挡自动变速器匹配分流混合动力装置,其优点在于采用低速电机就可以适应车辆行驶的加速性和节油性能,电机可以在高效率区域工作,电能消耗小,电池一次充电行驶里程高,发热量小,成本低廉,没有高度电机的啸叫和噪音。
(2)本发明通过接合元件把电机、发动机和自动变速器连接在一起,从而实现纯电式、分流式、电机与发动机混合驱动等模式,不同行驶状况可采用不同模式,使混合动力总成节能效果显著。
(3)本发明采用一个电机和离合器替代变扭器,将电机设置于变速器壳体内,使电机与发动机和双质量飞轮同轴设置,结构简单紧凑,价格低廉。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明一种混合动力机构的第一种实施例的结构简图;
图2是本发明一种混合动力机构的第二种实施例的结构简图;
其中,图中附图标记对应为:1-发动机,2-输入轴,3-P2离合器,4- 电机,5-第一行星齿轮组,6-接合元件,7-第二行星齿轮组,8-输出总成, 9-变速器壳体,401-电机定子,402-电机转子,501-第一行星架,502-第一行星太阳轮,503-第一行星齿圈,504-第一行星小齿轮,601-C1离合器, 602-B2制动离合器,603-F单向离合器,604-C2离合器,605-B1制动离合器,606-C3离合器,701-第二行星架,702-第二行星小太阳齿轮,703- 第二行星大太阳齿轮,704-第二行星齿圈,705-第二行星小齿轮,706-第二行星长齿轮,801-输出齿轮,802-第一中间齿轮,803-第二中间齿轮, 804-输出轴,805-差数器被动齿轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
如图1所示,一种混合动力机构及汽车,包括发动机1、电机4、第一行星齿轮组5、第二行星齿轮组7、接合元件6和输出总成8,所述电机4、第一行星齿轮组5、第二行星齿轮组7和输入轴2设置在同一轴线上,所述发动机1和电机4之间还同轴设置有P2离合器3,所述P2离合器3主动端与输入轴2连接,被动端与电机转子402和第一行星太阳轮502连接,第一行星齿圈503固定在变速器壳体9上,所述发动机1、电机4、第一行星齿轮组5和第二行星齿轮组7通过多个接合元件6将所述发动机1和电机4 旋转经过多挡变速传递到输出总成8。
所述接合元件包括C1离合器601、B2制动离合器602、F单向离合器 603C2离合器604、B1制动离合器605和C3离合器606;
所述C2离合器604和C3离合器606与第一行星架501连接,所述C3 离合器606被动端通过B1制动离合器605与第二行星大太阳轮703连接, B1制动离合器605用于制动第二行星大太阳齿轮9;
所述C1离合器601、B2制动离合器602和F单向离合器603被动端与第二行星架701连接,所述B2制动离合器602、F单向离合器603和B1制动离合器605的主动端均固定在变速器壳体9上。
第一行星齿轮组5包括第一行星架501、第一行星太阳轮502、第一行星齿圈503和第一行星小齿轮504;
第一行星齿圈503固定在变速器壳体8上;
第一行星太阳轮502与电机转子402和P2离合器3被动端连接;
第一行星架501与C2离合器604的主动端和C3离合器606的主动端连接;
第一行星小齿轮504通过轴承支撑在第一行星架501上,与第一行星太阳轮502和第一行星齿圈503啮合。
所述第二行星齿轮组7包括第二行星架701、第二行星小太阳轮702、第二行星大太阳轮703、第二行星齿圈704、第二行星小齿轮705和第二行星长齿轮706;
第二行星架701分别与C1离合器601、B2制动离合器602和F单向离合器603的被动端连接;
第二行星小太阳轮702与C2离合器604的被动端连接;
第二行星大太阳轮703通过B1制动离合器605的制动鼓和C3离合器 606的被动端连接;
第二行星小齿轮705通过轴承支撑在第二行星架701上,与第二行星小太阳轮702和第二行星长齿轮706啮合;
第二行星长齿轮706通过轴承支撑在第二行星架701上,与第二行星齿圈704和第二行星大太阳轮703啮合;
第二行星齿圈704与输出齿轮801连接。
输出总成8包括输出齿轮801、第一中间齿轮802、第二中间齿轮803、输出轴804和差速器被动齿轮805,所述第一中间齿轮802和第二中间齿轮 803设置在所述输出轴804上,所述输出齿轮801与第一中间齿轮802啮合,所述第二中间齿轮803与差速器被动齿轮805啮合,所述差速器被动齿轮 805输出动力。
输出齿轮801通过轴承支撑在变速器壳体9上。
所述发动机1输出端还设置有双质量飞轮,用于起动和传递发动机的转动扭矩和提高变速器的转动惯量。
电机4包括电机定子401和电机转子402,电机定子401固定在变速器壳体9上,电机转子402与第一行星太阳轮502和P2离合器连接。电机与发动机同轴安装。
本发明还提供一种汽车,包括车身、底盘及所述的混合动力机构,所述混合动力机构设置在所述底盘上。
继续如图1所示的一种混合动力机构可以实现的功能为:
(一)、电机启动发动机模式:
P2离合器3接合时,电机转子402在电机定子401的电磁力转动,驱动输入轴2,启动发动机发动。
(二)、电机驱动模式:
在低速时,可以采用电机驱动模式,这时,发动机1和双质量飞轮可以停止工作。
一挡电动行驶模式:当C2离合器604接合,B2制动离合器602或者F 单向离合器603接合时,动力传动路线:电机转子402在电机定子401的电磁力下旋转,驱动第一行星太阳轮502→第一行星架501→C2离合器604 →第二行星小太阳齿轮702→第二行星齿圈704→输出齿轮801输出动力,此时,B2制动离合器602或F单向离合器603制动第二行星架701静止不转,输出动力驱动车辆行驶。
二挡电动行驶模式:当C2离合器604和B1制动离合器605接合时,动力传动路线:电机转子402在电机定子401的电磁力下旋转,驱动第一行星太阳轮502→第一行星架501→C2离合器604→第二行星小太阳齿轮 702→第二行星齿圈704→输出齿轮801,此时,B1制动离合器605制动第二行星大太阳轮703,使其不能旋转,第二行星架701可以旋转,传递动力,输出动力驱动车辆行驶。
三挡电动行驶模式:当C2离合器604和C3离合器606接合时,动力传动路线:电机转子402在电机定子401的电磁力下旋转,驱动第一行星太阳轮502→第一行星架501→C2离合器604和C3离合器606→第二行星齿圈704→输出齿轮801,此时,第二行星整体旋转,传递动力,输出动力驱动车辆行驶。
倒挡电驱动模式:以上三个挡位,当电机反转时,可以实现三个倒挡。
(三)、电机和发动机分流驱动模式:
四挡电机和发动机分流驱动模式:当C2离合器604和C1离合器601 接合时,电驱动功率流为:电机转子17在电机定子16的电磁力下旋转,驱动第一行星太阳轮502→第一行星架501→C2离合器604→第二行星小太阳齿轮702→第二行星齿圈704→输出总成8,输出电驱动功率流;发动机功率流为:输入轴2驱动C1离合器601→第二行星架701→第二行星齿圈704→输出总成8,输出发动机功率流;两股功率流依靠第二行星齿轮组7 汇集输出动力驱动车辆行驶。
五挡电机和发动机分流驱动模式:当C3离合器14和C1离合器5接合时,电驱动功率流为:电机转子402在电机定子401的电磁力下旋转,驱动第一行星太阳轮502→第一行星架501→C3离合器606→第二行星大太阳齿轮703→第二行星齿圈704→输出总成8,输出电驱动功率流;发动机功率流为:输入轴2驱动C1离合器601→第二行星架701→第二行星齿圈704 →输出总成8输出发动机功率流;两股功率流依靠第二行星汇集输出动力驱动车辆行驶。
在四挡、五挡电机和发动机分流驱动模式下,电机可以调节第二行星齿轮组7的输出转速,使发动机总是工作在节油区域,同时,电机可以进入充电模式。
(四)、发动机驱动模式:
一挡发动机驱动模式:P2离合器3和C2离合器604接合,B2制动离合器602或者F单向离合器603接合,动力传动路线为:输入轴2→P2离合器3→第一行星太阳轮502→第一行星架501→C2离合器604→第二行星小太阳轮702→第二行星小齿轮705→第二行星长齿轮706→第二行星齿圈 704→输出齿轮801动力输出,因B2制动离合器602或者F单向离合器603 接合,第二行星架701不动,第二行星大太阳轮逆时针转动。
二挡发动机驱动模式:P2离合器3、C2离合器604和B1制动离合器 605接合,动力传动路线为:输入轴2→P2离合器3→第一行星太阳轮502 →第一行星架501→C2离合器604→第二行星小太阳轮702→第二行星小齿轮705→第二行星长齿轮706围绕不转的第二行星大太阳轮703转动→第二行星齿圈704→输出齿轮801动力输出,第二行星架701顺时针转动。二挡发动机驱动模式第一行星齿轮组5和第二行星齿轮组7都是减速传动。
三挡发动机驱动模式:P2离合器3、C2离合器604和C3离合器606接合,动力传动路线为:输入轴2→P2离合器3→第一行星太阳轮502→第一行星架501→C2离合器604和C3离合器606→第二行星小太阳轮702和第二行星大齿轮703→第二行星齿轮组7一体旋转→第二行星齿圈704→输出齿轮801动力输出。
四挡发动机驱动模式:P2离合器3、C2离合器604和C1离合器601接合,动力传动路线为:输入轴2→P2离合器3→第一行星太阳轮502→第一行星架501→C2离合器604和→第二行星小太阳轮702→第二行星小齿轮 705→第二行星长齿轮706→第二行星齿圈704→输出齿轮801动力输出,输入轴2→P2离合器3→C1离合器601→第二行星架701→第二行星小齿轮705→第二行星长齿轮706→第二行星齿圈704→输出齿轮801动力输出。
五挡发动机驱动模式:P2离合器3、C3离合器604和C1离合器601接合,输入轴2将动力直接传递给第一行星架501,离合器C3工作,动力由第一行星架501传递给第二行星大太阳轮703,离合器C1工作,动力同时由与输入轴2直接传递给第二行星架701;由于第二行星架701高于第二行星大太阳轮703的转速,所以第二行星架701围绕第二行星大太阳703轮顺时针旋转,此时第二行星长齿轮706顺时针旋转,第二行星齿圈704以高于第二行星架701的转速顺时针旋转,后经第二行星齿圈704和输出齿轮801动力输出。
六挡发动机驱动模式:C1离合器601和B1制动离合器605接合,动力传动路线:输入轴2→C1离合器601→第二行星架701→第二行星长齿轮706 →第二行星齿圈704→输出齿轮801动力输出。
倒挡发动机驱动模式:C3离合器606和B2制动离合器602接合,动力传动路线:输入轴2→P2离合器3→C3离合器606→第二行星大太阳轮703 →第二行星长齿轮706→第二行星齿圈704→输出齿轮801动力输出。因B2 制动离合器602工作,第二行星架801固定。
(五)、电机和发动机并联驱动模式:
一挡电机和发动机并联驱动模式:在一挡发动机驱动模式下,电机转子402在磁力作用下施加驱动力矩,等效于电机在第一行星太阳轮502上施加力矩,与发动机共同驱动车辆行驶。
二挡电机和发动机并联驱动模式:在二挡发动机驱动模式下,电机转子402在磁力作用下施加驱动力矩,等效于电机在第一行星太阳轮502上施加力矩,与发动机共同驱动车辆行驶。
三挡电机和发动机并联驱动模式:在三挡发动机驱动模式下,电机转子402在磁力作用下施加驱动力矩,等效于电机在第一行星太阳轮502上施加力矩,与发动机共同驱动车辆行驶。
四挡电机和发动机并联驱动模式:在四挡发动机驱动模式下,电机转子402在磁力作用下施加驱动力矩,等效于电机在第一行星太阳轮502和输入轴2上施加力矩,电机和发动机共同驱动车辆行驶。
五挡电机和发动机并联驱动模式:在五挡发动机驱动模式下,电机转子402在磁力作用下施加驱动力矩,等效于电机在第一行星太阳轮502和输入轴2上施加力矩,电机和发动机共同驱动车辆行驶。
六挡电机和发动机并联驱动模式:在六挡发动机驱动模式下,电机转子402在磁力作用下施加驱动力矩,等效于电机在第一行星太阳轮502和输入轴2上施加力矩,电机和发动机共同驱动车辆行驶。
倒挡电机和发动机并联驱动模式:在倒挡发动机驱动模式下,电机转子402在磁力作用下施加驱动力矩,等效于电机在输入轴2上施加力矩,电机和发动机共同驱动车辆行驶。
在电机和发动机并联驱动模式下,可以实现电机充电功能。
如下表1所示,实施1中混合动力总成不同模式时不同挡位对应的离合器和制动器的状态图。其中“○”表示接合状态,“-”表示释放状态,“()”表示或的状态。
本发明在低速时采用纯电模式、在一般驾驶时采用分流模式,在强加速时采用电机和发动机并联驱动模式,多种模式运行可解决不同行驶要求。本发明采用低速电机就可以适应车辆行驶的加速性和节油性能,电机可以在高效率区域工作,电能消耗小,电池一次充电行驶里程高,发热量小,成本低廉。同时电机和发动机同轴安装,使结构更为紧凑和简单,减小系统体积,降低成本。
实施例2:
如图2是本发明另一个实施例,一种四挡汽车混合动力总成:
包括发动机1、电机4、第一行星齿轮组5、第二行星齿轮组7、接合元件6和输出总成8,所述电机4、第一行星齿轮组5、第二行星齿轮组7 和输入轴2设置在同一轴线上,所述发动机1和电机4之间还同轴设置有 P2离合器3,所述P2离合器3主动端与输入轴2连接,被动端与电机转子 402和第一行星太阳轮502连接,第一行星齿圈503固定在变速器壳体9上,所述发动机1、电机4、第一行星齿轮组5和第二行星齿轮组7通过多个接合元件6将所述发动机1和电机4旋转经过多挡变速传递到输出总成8。
所述接合元件包括C1离合器601、B2制动离合器602、F单向离合器 603C2离合器604和C3离合器606;
所述C2离合器604和C3离合器606与第一行星架501连接,所述C3 离合器606被动端与第二行星大太阳轮703连接,所述C1离合器601、B2 制动离合器602和F单向离合器603被动端与第二行星架701连接,所述 B2制动离合器602和F单向离合器603主动端都固定在变速器壳体9上。
第一行星齿轮组5包括第一行星架501、第一行星太阳轮502、第一行星齿圈503和第一行星小齿轮504;第一行星齿圈503固定在变速器壳体8 上;第一行星太阳轮502与电机转子402和P2离合器3被动端连接;第一行星架501与C2离合器604的主动端和C3离合器606的主动端连接;第一行星小齿轮504通过轴承支撑在第一行星架501上,与第一行星太阳轮502和第一行星齿圈503啮合。
所述第二行星齿轮组7包括第二行星架701、第二行星小太阳轮702、第二行星大太阳轮703、第二行星齿圈704、第二行星小齿轮705和第二行星长齿轮706;
第二行星架701与C1离合器601、B2制动离合器602和F单向离合器 603的被动端连接;第二行星小太阳轮702与C2离合器604的被动端连接;第二行星大太阳轮703与C3离合器606的被动端连接;第二行星小齿轮705 通过轴承支撑在第二行星架701上,与第二行星小太阳轮702和第二行星长齿轮706啮合;第二行星长齿轮706通过轴承支撑在第二行星架701上,与第二行星齿圈704和第二行星大太阳轮703啮合;第二行星齿圈704与输出齿轮801连接。
输出总成8包括输出齿轮801、第一中间齿轮802、第二中间齿轮803、输出轴804和差速器被动齿轮805,所述第一中间齿轮802和第二中间齿轮 803设置在所述输出轴804上,所述输出齿轮801与第一中间齿轮802啮合,所述第二中间齿轮803与差速器被动齿轮805啮合,所述差速器被动齿轮 805输出动力。
输出齿轮801通过轴承支撑在变速器壳体9上。
所述发动机1输出端还设置有双质量飞轮,用于起动和传递发动机的转动扭矩和提高变速器的转动惯量。
电机4包括电机定子401和电机转子402,电机定子401固定在变速器壳体9上,电机转子402与第一行星太阳轮502和P2离合器连接。电机与发动机同轴安装。
实施例2中图2发明标记所述的编号和零部件名称与图1相同。
实施例2的发明结构与实施例1不同之处是删除了B1制动离合器605,将六个挡位减少为四个挡位,其它连接方式都是相同的。
继续如图2所示的实施例2的一种混合动力机构可以实现的功能为:
(一)、电机启动发动机模式:
P2离合器3接合时,电机转子402在电机定子401的电磁力转动,驱动输入轴2,启动发动机发动。
(二)、电机驱动模式:
在低速时,可以采用电机驱动模式,这时,发动机1和双质量飞轮可以停止工作。
一挡电动行驶模式:当C2离合器604接合,B2制动离合器4或者F单向离合器603接合时,动力传动路线:电机转子402在电机定子401的电磁力下旋转,驱动第一行星太阳轮502→第一行星架501→C2离合器604→第二行星小太阳齿轮702→第二行星齿圈704→输出齿轮801输出动力,此时,B2制动离合器602或F单向离合器603制动第二行星架701静止不转,输出动力驱动车辆行驶。
二挡电动行驶模式:当C2离合器604和C3离合器606接合时,动力传动路线:电机转子402在电机定子401的电磁力下旋转,驱动第一行星太阳轮502→第一行星架501→C2离合器604和C3离合器606→第二行星齿圈704→输出齿轮801,此时,第二行星整体旋转,传递动力,输出动力驱动车辆行驶。
倒挡电驱动模式:以上二个挡位,当电机反转时,可以实现二个倒挡。
(三)、电机和发动机分流驱动模式:
三挡电机和发动机分流驱动模式:当C2离合器604和C1离合器601 接合时,电驱动功率流为:电机转子17在电机定子16的电磁力下旋转,驱动第一行星太阳轮502→第一行星架501→C2离合器604→第二行星小太阳齿轮702→第二行星齿圈704→输出总成(8),输出电驱动功率流;发动机功率流为:输入轴2驱动C1离合器601→第二行星架701→第二行星齿圈704→输出总成8,输出发动机功率流;两股功率流依靠第二行星齿轮组 7汇集输出动力驱动车辆行驶。
四挡电机和发动机分流驱动模式:当C3离合器14和C1离合器5接合时,电驱动功率流为:电机转子402在电机定子401的电磁力下旋转,驱动第一行星太阳轮502→第一行星架501→C3离合器606→第二行星大太阳齿轮703→第二行星齿圈704→输出总成8,输出电驱动功率流;发动机功率流为:输入轴2驱动C1离合器601→第二行星架701→第二行星齿圈704 →输出总成8输出发动机功率流;两股功率流依靠第二行星汇集输出动力驱动车辆行驶。
在三挡、四挡电机和发动机分流驱动模式下,电机可以调节第二行星齿轮组7的输出转速,使发动机总是工作在节油区域,同时,电机可以进入充电模式。
(四)、发动机驱动模式:
一挡发动机驱动模式:P2离合器3和C2离合器604接合,B2制动离合器602或者F单向离合器603接合,动力传动路线为:输入轴2→P2离合器3→第一行星太阳轮502→第一行星架501→C2离合器604→第二行星小太阳轮702→第二行星小齿轮705→第二行星长齿轮706→第二行星齿圈 704→输出齿轮801动力输出,因B2制动离合器602或者F单向离合器603 接合,第二行星架701不动,第二行星大太阳轮逆时针转动。
二挡发动机驱动模式:P2离合器3、C2离合器604和C3离合器606接合,动力传动路线为:输入轴2→P2离合器3→第一行星太阳轮502→第一行星架501→C2离合器604和C3离合器606→第二行星小太阳轮702和第二行星大齿轮703→第二行星齿轮组7一体旋转→第二行星齿圈704→输出齿轮801动力输出。
三挡发动机驱动模式:P2离合器3、C2离合器604和C1离合器601接合,动力传动路线为:输入轴2→P2离合器3→第一行星太阳轮502→第一行星架501→C2离合器604和→第二行星小太阳轮702→第二行星小齿轮 705→第二行星长齿轮706→第二行星齿圈704→输出齿轮801动力输出,输入轴2→P2离合器3→C1离合器601→第二行星架701→第二行星小齿轮 705→第二行星长齿轮706→第二行星齿圈704→输出齿轮801动力输出。
四挡发动机驱动模式:P2离合器3、C3离合器604和C1离合器601接合,输入轴2将动力直接传递给第一行星架501;离合器C3工作,动力由第一行星架501传递给第二行星大太阳轮703;离合器C1工作,动力同时由与输入轴2直接传递给第二行星架701;由于第二行星架701高于第二行星大太阳轮703的转速,所以第二行星架701围绕第二行星大太阳703轮顺时针旋转,此时第二行星长齿轮706顺时针旋转,第二行星齿圈704以高于第二行星架701的转速顺时针旋转,后经第二行星齿圈704和输出齿轮801动力输出。
倒挡发动机驱动模式:C3离合器606和B2制动离合器602接合,动力传动路线:输入轴2→P2离合器3→C3离合器606→第二行星大太阳轮703 →第二行星长齿轮706→第二行星齿圈704→输出齿轮801动力输出。因B2 制动离合器602工作,第二行星架801固定。
(五)、电机和发动机并联驱动模式:
一挡电机和发动机并联驱动模式:在一挡发动机驱动模式下,电机转子402在磁力作用下施加驱动力矩,等效于电机在第一行星太阳轮502上施加力矩,与发动机共同驱动车辆行驶。
二挡电机和发动机并联驱动模式:在二挡发动机驱动模式下,电机转子402在磁力作用下施加驱动力矩,等效于电机在第一行星太阳轮502上施加力矩,与发动机共同驱动车辆行驶。
三挡电机和发动机并联驱动模式:在三挡发动机驱动模式下,电机转子402在磁力作用下施加驱动力矩,等效于电机在第一行星太阳轮502和输入轴2上施加力矩,电机和发动机共同驱动车辆行驶。
四挡电机和发动机并联驱动模式:在四挡发动机驱动模式下,电机转子402在磁力作用下施加驱动力矩,等效于电机在第一行星太阳轮502和输入轴2上施加力矩,电机和发动机共同驱动车辆行驶。
倒挡电机和发动机并联驱动模式:在倒挡发动机驱动模式下,电机转子402在磁力作用下施加驱动力矩,等效于电机在输入轴2上施加力矩,电机和发动机共同驱动车辆行驶。
在电机和发动机并联驱动模式下,可以实现电机充电功能。
如下表2所示,是实施2中四挡混合动力总成不同模式时不同挡位对应的离合器和制动器的状态图。其中“○”表示接合状态,“-”表示释放状态,“()”表示或的状态。
图2发明可以实现的功能与图1发明不同之处是:
电机驱动模式:没有了实施例1中二挡电动机驱动模式。没有了实施例1中倒挡二挡电机驱动模式。
发动机驱动模式:没有实施例1中二挡和六挡电机和发动机分流驱动模式。
电机和发动机并联驱动模式:没有实施例1中二挡和六挡电机和发动机并联驱动模式。
图2发明可以实现的其它功能与图1发明相同。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种混合动力机构,其特征在于,包括发动机(1)、电机(4)、第一行星齿轮组(5)、第二行星齿轮组(7)、接合元件(6)和输出总成(8),所述电机(4)、第一行星齿轮组(5)、第二行星齿轮组(7)和输入轴(2)设置在同一轴线上,所述发动机(1)和电机(4)之间还同轴设置有P2离合器(3),所述P2离合器(3)主动端与输入轴(2)连接,被动端分别与电机转子(402)和第一行星太阳轮(502)连接,第一行星齿圈(503)固定在变速器壳体(9)上,所述发动机(1)、电机(4)、第一行星齿轮组(5)和第二行星齿轮组(7)通过多个接合元件(6)将所述发动机(1)和电机(4)旋转经过多挡变速传递到输出总成(8)。
2.根据权利要求1所述一种混合动力机构,其特征在于,所述接合元件包括C1离合器(601)、B2制动离合器(602)、F单向离合器(603)C2离合器(604)、B1制动离合器(605)和C3离合器(606);
所述C2离合器(604)和C3离合器(606)与第一行星架(501)连接,所述C3离合器(606)被动端通过B1制动离合器(605)与第二行星大太阳轮(703)连接,所述B1制动离合器(605)用于制动第二行星大太阳轮(9);
所述C1离合器(601)、B2制动离合器(602)和F单向离合器(603)的被动端与第二行星架(701)连接,所述B2制动离合器(602)、F单向离合器(603)和B1制动离合器(605)的主动端均固定在变速器壳体(9)上。
3.根据权利要求1所述一种混合动力机构,其特征在于,所述第一行星齿轮组(5)包括第一行星架(501)、第一行星太阳轮(502)、第一行星齿圈(503)和第一行星小齿轮(504);
所述第一行星齿圈(503)固定在变速器壳体(8)上;
所述第一行星太阳轮(502)与电机转子(402)和P2离合器(3)被动端连接;
所述第一行星架(501)一端与第一行星小齿轮(504)连接,另一端分别与C2离合器(604)和C3离合器(606)的主动端连接;
所述第一行星小齿轮(504)通过轴承支撑在第一行星架(501)上,与第一行星太阳轮(502)和第一行星齿圈(503)啮合。
4.根据权利要求1所述一种混合动力机构,其特征在于:所述第二行星齿轮组(7)包括第二行星架(701)、第二行星小太阳轮(702)、第二行星大太阳轮(703)、第二行星齿圈(704)、第二行星小齿轮(705)和第二行星长齿轮(706);
所述第二行星架(701)一端与第二行星小齿轮(705)和第二行星长齿轮(706)连接,另一端分别与C1离合器(601)、B2制动离合器(602)和F单向离合器(603)的被动端连接;
所述第二行星小太阳轮(702)与C2离合器(604)的被动端连接;
所述第二行星大太阳轮(703)通过B1制动离合器(605)的制动鼓和C3离合器(606)的被动端连接;
所述第二行星小齿轮(705)通过轴承支撑在第二行星架(701)上,与第二行星小太阳轮(702)和第二行星长齿轮(706)啮合;
所述第二行星长齿轮(706)通过轴承支撑在第二行星架(701)上,与第二行星齿圈(704)和第二行星大太阳轮(703)啮合;
所述第二行星齿圈(704)与输出齿轮(801)连接。
5.根据权利要求1所述一种混合动力机构,其特征在于:所述输出总成(8)包括输出齿轮(801)、第一中间齿轮(802)、第二中间齿轮(803)、输出轴(804)和差速器被动齿轮(805),所述第一中间齿轮(802)和第二中间齿轮(803)设置在所述输出轴(804)上,所述输出齿轮(801)与第一中间齿轮(802)啮合,所述第二中间齿轮(803)与差速器被动齿轮(805)啮合,所述差速器被动齿轮(805)输出动力。
6.根据权利要求1所述一种混合动力机构,其特征在于:所述输出齿轮(801)通过轴承支撑在变速器壳体(9)上。
7.根据权利要求1所述一种混合动力机构,其特征在于:所述发动机(1)输出端还设置有双质量飞轮,用于起动和传递发动机的转动扭矩和提高变速器的转动惯量。
8.一种汽车,包括车身、底盘及权利要求1-7任一项所述的混合动力机构,其特征在于,所述混合动力机构设置在所述底盘上。
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