CN110578569A - 集成到发动机传动正时系统的p0系统和车辆 - Google Patents

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Abstract

提供一种集成到发动机传动正时系统的P0系统和包括该P0系统的车辆。发动机传动正时系统包括环绕进气凸轮轴链轮或正时皮带轮、排气凸轮轴链轮或正时皮带轮、曲轴链轮或正时皮带轮设置的第一正时链或正时皮带。P0系统包括电机组件和第二正时链或正时皮带，电机组件经由第二正时链或正时皮带传动连接到曲轴链轮或正时皮带轮。与现有的P0系统相比，本发明的P0系统与发动机传动正时系统集成到一起，电机组件经由正时链或正时皮带传动连接到曲轴链轮或正时皮带轮。这可以产生高的机械效率并避免带打滑。包括本发明的集成到发动机传动正时系统的P0系统的车辆可以在混合驱动模式、发动机驱动模式和纯电驱动模式下行驶。

Description

集成到发动机传动正时系统的P0系统和车辆
技术领域
本发明涉及车辆驱动系统，具体涉及一种集成到发动机传动正时系统的P0系统和包括该P0系统的车辆。
背景技术
在混合动力车辆中，广泛存在“Px混动”的说法，其中的“x”指的是电机的位置。例如，P0是指整个动力辅助设备装在发动机前端，P1指的是电机位于发动机的曲轴末端、离合器之前，P2指的是电机位于发动机与变速箱中间靠变速箱一侧，电机与发动机之间有离合器。
例如，已有的P0系统存在一些如下缺点：
(1)机械效率较低，皮带容易打滑；
(2)发动机(内燃机)系统的摩擦较大；
(3)扭矩传递能力有限，因此电机的功率受限；
(4)助力和充电能力总体上受限；
(5)需要较大的额外空间。
例如，已有的P2系统也存在一些如下缺点：
(1)相对高的成本；
(2)在发动机与变速箱之间需要较大的空间，但是在发动机与变速箱之间的可用空间极其有限；
(3)没有对发动机性能改善的进一步支持。
发明内容
鉴于上述现有技术的状态而做出本发明。本发明的一个目的在于提供一种集成到发动机传动正时系统的P0系统，以减小甚至消除上述缺点中的至少一个缺点。本发明的另一个目的在于提供一种可以进一步支持发动机系统产生更好的性能的集成到发动机传动正时系统的P0系统。
提供一种集成到发动机传动正时系统的P0系统，所述发动机传动正时系统包括进气凸轮轴链轮或正时皮带轮、排气凸轮轴链轮或正时皮带轮、曲轴链轮或正时皮带轮和环绕所述进气凸轮轴链轮或正时皮带轮、所述排气凸轮轴链轮或正时皮带轮、所述曲轴链轮或正时皮带轮设置的第一正时链或正时皮带，所述P0系统包括电机组件和第二正时链或正时皮带，所述电机组件经由所述第二正时链或正时皮带传动连接到所述曲轴链轮或正时皮带轮。
在至少一个实施方式中，所述第二正时皮带为齿形带。
在至少一个实施方式中，沿曲轴的延伸方向观察，所述P0系统布置在所述发动机传动正时系统的侧方。
在至少一个实施方式中，所述曲轴链轮或正时皮带轮包括彼此同轴的第一曲轴链轮或正时皮带轮和第二曲轴链轮或正时皮带轮，所述第一正时链或正时皮带与所述第一曲轴链轮或正时皮带轮啮合，所述第二正时链或正时皮带与所述第二曲轴链轮或正时皮带轮啮合。
在至少一个实施方式中，所述电机组件包括电机、减速机构和电机链轮或正时皮带轮，所述减速机构设置在所述电机和所述电机链轮或正时皮带轮之间并经由所述第二正时链或正时皮带传动连接到所述曲轴链轮或正时皮带轮。
在至少一个实施方式中，所述P0系统还包括可充电电池组和逆变器。
在至少一个实施方式中，在启动和助力模式中，所述电机组件经由所述第二正时链或正时皮带驱动所述曲轴链轮或正时皮带轮。
在至少一个实施方式中，在发电模式中，所述曲轴链轮或正时皮带轮经由所述第二正时链或正时皮带驱动所述电机组件发电。
在至少一个实施方式中，在发电模式，所述电机组件通过所述第二正时链或正时皮带向曲轴施加与所述曲轴的相位反相位的扭矩，使得所述曲轴的不均匀性减小。
提供一种车辆，其包括根据本发明的集成到发动机传动正时系统的P0系统。
在至少一个实施方式中，所述车辆不包括发动机前端附件系统。
与现有的P0系统相比，本发明的P0系统与发动机传动正时系统集成到一起，电机组件经由正时链或正时皮带传动连接到曲轴链轮或正时皮带轮。这可以产生高的机械效率并避免带打滑。包括本发明的集成到发动机传动正时系统的P0系统的车辆可以在混合驱动模式、发动机驱动模式和纯电驱动模式下行驶。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施方式的集成到发动机传动正时系统的P0系统的示意图。
附图标记说明
1进气凸轮轴链轮或正时皮带轮；2排气凸轮轴链轮或正时皮带轮；3曲轴链轮或正时皮带轮；4第一正时链或正时皮带；5电机组件；51电机链轮或正时皮带轮；6第二正时链或正时皮带。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。
参照图1，本发明的一个实施方式提供一种混合动力系统，其是集成到发动机传动正时系统的P0系统。
该发动机传动正时系统包括进气凸轮轴链轮或正时皮带轮1、排气凸轮轴链轮或正时皮带轮2、曲轴链轮或正时皮带轮3和第一正时链或正时皮带4，第一正时链或正时皮带4环绕进气凸轮轴链轮或正时皮带轮1、排气凸轮轴链轮或正时皮带轮2、曲轴链轮或正时皮带轮3设置。曲轴链轮或正时皮带轮3安装到或形成于发动机的曲轴，可以由发动机驱动曲轴和曲轴链轮或正时皮带轮3转动。第一正时链或正时皮带4将曲轴链轮或正时皮带轮3的转动传递到进气凸轮轴链轮或正时皮带轮1和排气凸轮轴链轮或正时皮带轮2。
应当理解，进气凸轮轴链轮或正时皮带轮1和排气凸轮轴链轮或正时皮带轮2的位置可以互换。
该P0系统包括电机组件5和第二正时链或正时皮带6，电机组件5经由第二正时链或正时皮带6传动连接到曲轴链轮或正时皮带轮3。注意，这里的“传动连接”是指可以经由第二正时链或正时皮带6将电机组件5的扭矩或动力传递到曲轴链轮或正时皮带轮3以及可以经由第二正时链或正时皮带6将曲轴链轮或正时皮带轮3的扭矩或动力传递到电机组件5。
第一正时链或正时皮带4和第二正时链或正时皮带6可以啮合到同一曲轴链轮或正时皮带轮，或者啮合到两个彼此同轴的曲轴链轮或正时皮带轮。该两个彼此同轴的曲轴链轮或正时皮带轮优选在曲轴的轴向上彼此靠近。第二正时皮带可以为齿形带，齿形带可以有效地传递扭矩。
如图1所示，沿曲轴的延伸方向观察，P0系统布置在发动机传动正时系统的侧方，因此，本实施方式的P0系统也可以被称为旁置式P0系统。
在一个示例中，该电机组件5包括电机、减速机构和电机链轮或正时皮带轮51，减速机构连接在电机和电机链轮或正时皮带轮51之间，第二正时链或正时皮带6环绕电机链轮或正时皮带轮51和曲轴链轮或正时皮带轮3设置。
应当理解，这里的电机组件5中的电机即可以作为电动机工作，也可以作为发电机工作。该P0系统还可以包括可充电电池组和逆变器。
在混合动力系统的启动和助力模式中，电机组件5经由第二正时链或正时皮带6驱动曲轴链轮或正时皮带轮3，由曲轴驱动进气凸轮轴和排气凸轮轴。在发电模式中，曲轴链轮或正时皮带轮3经由第二正时链或正时皮带6驱动电机组件5发电。
可以在第二正时链或正时皮带6上设置例如智能张紧器的张紧器，以在不同工作模式下调节第二正时链或正时皮带6的松侧和紧侧，该智能张紧器内可以设有智能液压开关元件。该张紧器可以为用于正时链驱动系统的双向张紧器或用于正时皮带驱动系统的钟摆式机械张紧器。
在发电模式中，曲轴的不均匀性将导致正时链或正时皮带抖动(链条力抖动)，此时，电机组件5可以施加反相位扭矩，使得正时链或正时皮带的负载波动和共振峰值显著减小。
可以在进气凸轮轴和排气凸轮轴上应用停缸技术，从而减小摩擦和泵损失。另外，可以将电子相位调节器(电子凸轮轴相位器)安装到凸轮轴，电子相位调节器可以使气门正时精度保持在高水平。通过停缸技术和电子相位调节器可以实现全可变电液气门控制系统(UniAir)，从而可以补偿可能的曲轴-凸轮偏离。
可以用球轴承等滚动轴承代替曲轴上的滑动轴承，以减小摩擦，这对纯电动驱动模式十分有益。
现有的发动机前端附件系统包括机械(带驱动)式压缩机和水泵等。在包括本实施方式的混合动力系统的车辆中，可以使用电子式(电驱动)压缩机和水泵，从而可以省去现有发动机前端附件系统，节省空间。
在本发明的混合动力系统中，在电机控制和混合策略算法中，包括数据存储和交换的数据处理可以在云端执行。这样，可以预测混合动力系统的维修保养需求，并且可以自动优化正时系统。
下面简单说明本发明的上述实施方式的部分有益效果。
在现有的P0系统中，电机安装于发动机前端附件系统中。在曲轴的延伸方向上，发动机前端附件系统与发动机传动正时系统相隔一定距离。在发动机前端附件系统中，使用弹性带或多楔带而非齿形带(正时皮带)，弹性带或多楔带的扭矩传递能力较差，不能用于传递动力，电机不能用于车辆行驶过程中的助力。车辆也不能在纯电驱动模式下行驶。
与现有的P0系统相比，本发明的P0系统与发动机传动正时系统集成到一起，电机组件经由正时链或正时皮带连接到曲轴链轮或正时皮带轮。这可以产生高的机械效率并避免带打滑。
本发明的电机组件5不仅可以在混动模式下为发动机提供助力，由电机组件5和发动机一起驱动车辆行驶，还可以仅由电机组件5驱动车辆行驶。因此，与现有的P0系统或P2系统相比，本发明的P0系统性能更优。
由于可以省去发动机前端附件系统，本发明的混合动力系统所需的空间更少。与现有的P0系统相比，本发明的P0系统成本更优。
本发明的混合动力系统可以获得更好的NVH性能，具有更优的强度和耐久性。
由于可以显著减小曲轴的不均匀性，所以可以产生相对平滑的正时驱动系统。
可以在正时系统中设置传感器，通过读取和分析传感器数据和电机扭矩，可以解析各发动机部件的磨损和机械热动力状态。
可以使用电机数据来实现预防性维护。
应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本发明。本领域技术人员可以在本发明的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种集成到发动机传动正时系统的P0系统，所述发动机传动正时系统包括进气凸轮轴链轮或正时皮带轮、排气凸轮轴链轮或正时皮带轮、曲轴链轮或正时皮带轮和环绕所述进气凸轮轴链轮或正时皮带轮、所述排气凸轮轴链轮或正时皮带轮、所述曲轴链轮或正时皮带轮设置的第一正时链或正时皮带，所述P0系统包括电机组件和第二正时链或正时皮带，所述电机组件经由所述第二正时链或正时皮带传动连接到所述曲轴链轮或正时皮带轮。
2.根据权利要求1所述的集成到发动机传动正时系统的P0系统，其特征在于，所述第二正时皮带为齿形带。
3.根据权利要求1所述的集成到发动机传动正时系统的P0系统，其特征在于，沿曲轴的延伸方向观察，所述P0系统布置在所述发动机传动正时系统的侧方。
4.根据权利要求1所述的集成到发动机传动正时系统的P0系统，其特征在于，所述曲轴链轮或正时皮带轮包括彼此同轴的第一曲轴链轮或正时皮带轮和第二曲轴链轮或正时皮带轮，所述第一正时链或正时皮带与所述第一曲轴链轮或正时皮带轮啮合，所述第二正时链或正时皮带与所述第二曲轴链轮或正时皮带轮啮合。
5.根据权利要求1所述的集成到发动机传动正时系统的P0系统，其特征在于，所述电机组件包括电机、减速机构和电机链轮或正时皮带轮，所述减速机构设置在所述电机和所述电机链轮或正时皮带轮之间并经由所述第二正时链或正时皮带传动连接到所述曲轴链轮或正时皮带轮。
6.根据权利要求1所述的集成到发动机传动正时系统的P0系统，其特征在于，所述P0系统还包括可充电电池组和逆变器。
7.根据权利要求1所述的集成到发动机传动正时系统的P0系统，其特征在于，在启动和助力模式中，所述电机组件经由所述第二正时链或正时皮带驱动所述曲轴链轮或正时皮带轮。
8.根据权利要求1所述的集成到发动机传动正时系统的P0系统，其特征在于，在发电模式中，所述曲轴链轮或正时皮带轮经由所述第二正时链或正时皮带驱动所述电机组件发电。
9.根据权利要求1所述的集成到发动机传动正时系统的P0系统，其特征在于，在发电模式，所述电机组件通过所述第二正时链或正时皮带向曲轴施加与所述曲轴的相位反相位的扭矩，使得所述曲轴的不均匀性减小。
10.一种车辆，其包括权利要求1至9中任一项所述的集成到发动机传动正时系统的P0系统，所述车辆不包括发动机前端附件系统。
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