CN201856622U - 混合动力汽车用动力耦合机构总成 - Google Patents

混合动力汽车用动力耦合机构总成 Download PDF

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Abstract

一种能够应用在混合动力汽车上的动力耦合总成。它是由发动机、双排行星轮机构、制动器等组成的结构总成,其中:发动机(1)通过离合器(13)及输入轴(12)与前排行星架(11)连结,输入轴(12)与前排行星架(11)固联,输入轴(12)上有制动器(2),前排行星轮与公用外齿圈(10)啮合,公用齿圈(10)上有齿圈制动器(5),起动-发电机(3)与前排太阳轮相连结,后排行星轮与公用外齿圈(10)啮合,后排行星架(6)与输出轴(8)连结,电动机(7)输出轴与后排太阳轮(9)固联。通过控制离合器(13)、制动器(2)、起动-发电机(3)、齿圈制动器(5)、电动机(7)的工作状态,实现混合动力汽车多种工作模式。

Description

混合动力汽车用动力耦合机构总成
所属技术领域
[0001] 本实用新型属于汽车动力部件技术领域,具体涉及一种混合动力汽车用行星齿轮 机电动力耦合总成。
[0002] 背景技术
[0003] 目前,在汽车领域内,迫于石油能源短缺及环境问题的压力,同时由于电池技术很 难在短期内获得重大突破,导致纯电动汽车不能满足实际使用需求,混合动力汽车在未来 几十年内将有很广阔的发展前景。
[0004] 混合动力汽车是将两种或两种以上的能源存储转换装置作为驱动能源的车辆,通 过动力耦合机构将不同存储形式的能量进行最优化组合来满足驱动车辆的要求。目前混合 动力汽车上的所使用的动力耦合装置为并联、串联及行星排齿轮结构型式,这些结构型式 各存在一些不足之处。
[0005] 发明内容
[0006] 为了克服目前混合动力汽车上动力耦合机构存在的缺点,本实用新型提供一种新 型的动力耦合装置:一方面能有效的实现两种动力的耦合,另一方面相对于单排行星齿轮 结构具有更优的可控制性能。
[0007] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:机构总成由前后两个单排行星 齿轮机构组成,前后两个行星排公用一个外齿圈。外齿圈可以制动,起动机与前行星排的太 阳轮连结,发动机与前行星排行星架连结,且连结轴上有制动器。电动机同后行星排太阳轮 连结,输出轴与后行星排行星架连结。
[0008] 前排行星齿轮机构由前太阳轮、前排行星架、公用齿圈及公用齿圈制动器构成,后 排行星齿轮机构由太阳轮、后排行星架构成。发动机输出轴通过离合器与带有制动器的动 力输入轴相连接,动力输入轴与前排行星架固联,起动-发电机输出轴与前排太阳轮固联, 前排行星架通过行星齿轮与外齿圈啮合。
[0009] 外齿圈上有齿圈制动器,齿圈制动器调节外齿圈的转速,外齿圈通过后排行星齿 轮向后排行星架及后排太阳轮传输或回收动能,后排行星架输出动力,后排太阳轮与电动 机固联。
[0010] 本实用新型的有益效果是,可以实现多种工作模式,控制逻辑简单,动力性及经济 性好。
[0011] 附图说明
[0012] 附图1是该动力耦合机构总成的结构示意图。
[0013] 附图2是该动力耦合机构总成的另一种结构型式示意图。
[0014] 图中1.发动机,2.制动器,3.起动-发电机,4.前排太阳轮,5.齿圈制动器,6.后 排行星架,7.电动机,8.输出轴,9.后排太阳轮,10.公用齿圈,11.前排行星架,12.输入 轴,13. 尚合器。
[0015] 具体实施方式
[0016] 在图1中,发动机⑴通过离合器(13)及输入轴(12)与前排行星架(11)相连结,前排行星架动力输入轴(1¾上有制动器0),起动-发电机C3)与前排太阳轮(4)固联,公 用齿圈(10)上有齿圈制动器(5),后排行星架(6)与输出轴(8)相连结,电动机(7)与后排 太阳轮(9)固联。
[0017] 图2是具体实施方式的另一种形式。
[0018] 通过离合器(13)、制动器⑵、起动-发电机(3)、齿圈制动器(5)、电动机(7)不 同状态的组合方式可以得到采用该总成的混合动力汽车的多种工作模式,具体如下表1所 示。表1中•表示元件工作,〇表示元件不工作,—表示元件工作状态没有限制。
[0019] 表1工作模式
[0020]
Figure CN201856622UD00041
[0021] 其工作模式原理如下:
[0022] 发动机驱动模式I :发动机(1)由起动-发电机C3)启动后,发动机带动起动-发 电机
[0023] (3)发电,离合器(13)结合,制动器(2)不工作,发动机动力由输入轴(12)及前排 行星架(11)传递到公用外齿圈(10),齿圈制动器(¾不工作,电动机(7)锁止,后排行星架 (6)驱动车辆运动。
[0024] 发动机驱动模式II :发动机(1)由起动-发电机(3)启动后,起动-发电机⑶ 保持锁止,离合器(1¾结合,制动器(¾不工作,发动机动力由输入轴(1¾及前排行星架 (11)传递到公用外齿圈(10),齿圈制动器(¾不工作,电动机(7)发电或驱动,后排行星架 (6)驱动车辆运动。
[0025] 电动机驱动模式I :发动机⑴关闭,离合器(13)分离,起动-发电机(3)不工作, 制动器⑵状态不限制,齿圈制动器(5)工作在锁止状态,电动机(7)驱动后排行星架(6) 运动,从而驱动车辆运动,电动机(7)反转可实现倒车模式。
[0026] 电动机驱动模式II :发动机(1)关闭,离合器(13)分离,制动器(2)工作在锁止状 态,齿圈制动器(5)不工作,起动-发电机(3)工作驱动公用齿圈(10)转动,公用齿圈(10) 与电动机(7)共同驱动后排行星架(6)运动,从而驱动车辆运动。
[0027] 电动机驱动模式III :发动机⑴工作,离合器(13)结合,制动器(2)不工作,起 动-发电机(3)工作在发电状态,齿圈制动器(5)工作在锁止状态,公用齿圈(10)保持静 止,电动机(7)驱动后排行星架运动(6),从而驱动车辆运动。
[0028] 混合驱动模式I :发动机(1)工作,离合器(13)结合,制动器(2)不工作,起动-发电机(3)工作发电,齿圈制动器(5)不工作,电动机(7)锁止,发动机(1)驱动公用齿圈(10) 转动,公用齿圈(10)带动后排行星齿轮架(6)转动,从而驱动车辆运动。
[0029] 混合驱动模式II:发动机⑴工作,离合器(13)结合,制动器(2)不工作,起 动-发电机(3)工作在制动模式,齿圈制动器(5)不工作,发动机(1)驱动公用齿圈(10) 转动,电动机(7)工作,公用齿圈(10)与电动机(7)共同带动后排行星齿轮架(6)转动,从 而驱动车辆运动。
[0030] 能量回收模式I :发动机(1)工作状态不限制,离合器(13)结合,起动-发电机(3) 可回收发动机(1)的能量,制动器(¾不工作,齿圈制动器(¾工作,电动机(7)回收车辆 动能。
[0031] 能量回收模式II :发动机(1)工作状态不限制,离合器(13)分离,制动器(2)工 作,齿圈制动器(¾不工作,起动-发电机(3)、电动机(7)回收车辆动能。
[0032] [0029]驻车发电模式:车辆静止状态下,发动机(1)工作,离合器(13)结合,制动 器O)、齿圈制动器(¾不工作,起动-发电机(3)、电动机(7)工作在发电模式,向电池或 外部输出电能。
[0033] 从以上工作原理可以看出,采用该动力耦合装置的混合动力汽车可以工作在发动 机驱动、电动机驱动、混合驱动、能量回收、驻车发电模式下,可细分为10种工作模式,各种 工况模式之间都可迅速的相互切换。调节启动-发电机、电动机转速和负载扭矩及制动器 的工作状态,调节发动机工作在高效区内,提高燃油效率。
[0034] 该耦合装置控制简单,结构简单紧凑。

Claims (10)

1. 一种混合动力汽车用动力耦合机构总成,有前后两个单排行星齿轮机构组成,前排 行星齿轮机构由前太阳轮G)、前排行星架(11)、公用齿圈(10)及公用齿圈制动器(5)构 成,后排行星齿轮机构由太阳轮(9)、后排行星架(6)构成,其特征是:发动机(1)输出轴通 过离合器(1¾与带有制动器O)的动力输入轴(1¾相连接,动力输入轴(1¾与前排行星 架(11)固联,起动-发电机⑶输出轴与前排太阳轮⑷固联,前排行星架(11)通过行星 齿轮与外齿圈(10)啮合,同时外齿圈(10)上有齿圈制动器(5),齿圈制动器(¾可以调节 外齿圈(10)的转速,外齿圈(10)通过后排行星齿轮向后排行星架(6)及后排太阳轮(9) 传输或回收动能,后排行星架(6)输出动力,后排太阳轮(9)与电动机(7)固联。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车用动力耦合机构总成,其特征是:在发动机驱 动模式I下,所述离合器(13)处于结合状态,所述制动器(2)不工作,所述齿圈制动器(5) 处于分离状态。
3.根据权利要求1所述的混合动力汽车用动力耦合机构总成,其特征是:在发动机驱 动模式II下,所述离合器(13)处于结合状态、所述制动器(2)不工作,所述齿圈制动器(5) 处于分离状态。
4.根据权利要求1所述的混合动力汽车用动力耦合机构总成,其特征是:电动机驱动 模式I下,所述离合器(13)处于分离状态,制动器(2)工作状态不做限制。
5.根据权利要求1所述的混合动力汽车用动力耦合机构总成,其特征是:电动机驱动 模式II下,所述离合器(13)处于分离状态,所述制动器⑵处于工作状态,所述制动器(5) 不工作。
6.根据权利要求1所述的混合动力汽车用动力耦合机构总成,其特征是:电动机驱动 模式III下,所述离合器(π)处于接合状态,所述制动器(¾不工作,所述齿圈制动器(5) 处于工作状态。
7.根据权利要求1所述的混合动力汽车用动力耦合机构总成,其特征是:混合驱动模 式I下,所述离合器(13)处于结合状态,所述制动器(2)处于分离状态,所述齿圈制动器 (5)处于分离状态。
8.根据权利要求1所述的混合动力汽车用动力耦合机构总成,其特征是:混合驱动模 式II下,所述离合器(13)处于结合状态、所述制动器(2)处于分离状态。
9.根据权利要求1所述的混合动力汽车用动力耦合机构总成,其特征是:在能量回收 模式I、II下,所述电动机(7)回收车辆动能。
10.根据权利要求1所述的混合动力汽车用动力耦合机构总成,其特征是:在驻车发电 模式下,所述离合器(13)处于结合状态,所述制动器O)、齿圈制动器(5)处于分离状态。
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