CN202641358U - 采用同步带耦合动力的并联混合动力传动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种采用同步带耦合动力的并联混合动力传动系统，该系统有发动机和电机两个动力源，发动机通过离合器将动力传至变速箱的输入轴，输入轴的前后端通过轴承支承于变速箱体，前端伸出箱体外与离合器从动盘连接，后端伸出箱体外并在其上装有同步器、大带轮；电机的输出轴固接一个小带轮，同步带套在大小带轮上，电机的动力通过同步带传递到变速箱的输入轴或输出轴，与发动机的动力进行耦合，实现并联混合动力的驱动模式。本实用新型的优点是同步带性能更佳，能传递更大的转矩，有利于提高混合动力汽车的混合比，达到更好的汽车燃油经济性。

Description

采用同步带耦合动力的并联混合动力传动系统

技术领域

本实用新型涉及多动力源的混合动力汽车耦合传动方案，特别涉及采用同步带耦合动力的并联混合动力传动装置。

背景技术

混合动力汽车的动力系统开发的核心是如何将不同动力源的输出动力进行合理、高效的合成与分解，从而提高汽车的燃油经济性。不同的混合动力汽车之间的最大差别是动力耦合方式与结构。目前混合动力汽车的动力耦合方式主要有转矩耦合式、转速耦合式和功率耦合式。受国内行星齿轮传动装置斜齿内齿圈加工难的制约，转速耦合式和功率耦合式在国内混合动力汽车上应用前景并不明朗，而转矩耦合式结构由于可以采用定轴齿轮耦合，结构简单，成本较低，因而成为国内混合动力汽车开发的首选。但是考虑到电机的尺寸，并且由于电机转速较高而发动机转速较低，因此当采用定轴齿轮耦合式将电机动力耦合到发动机轴上时必须采用较大传动比的齿轮或者是多级齿轮传动，这样极大的增加了动力耦合装置的总体尺寸和质量。

转矩耦合式并非只有采用定轴齿轮这一种形式，它还可以采用带传动或者链传动来进行耦合，但是传统带传动由于高速载荷大时易打滑，传动效率低，影响混合动力汽车的节油效果；而链传动在高速时会产生较大的振动和噪声。

同步带是一种新型传动带，是在综合了带传动、链条传动和齿轮传动的优点而发展起来的。由于是利用带齿工作面与带轮齿槽啮合进行传动，因此带与带轮之间在传动过程中没有滑差而呈现同步传动。与传统V带相比具有带体轻而薄，强度高，传动比准确，传动效率高，传动功率范围大，传动速度高等优点。与链条传动相比具有同步性能好、无需润滑、重量轻、成本低及维修养护方便等优点。因而其发展非常迅速，并在一些特定场合已经取代了其他类型带传动或链传动，现已广泛应用于轻工机械、化工、计算机和通用机械等领域。但在汽车上的应用目前仅局限于控制发动机气门的凸轮轴驱动上。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种采用同步带耦合动力的并联动力传动系统，即通过同步带传动将电机动力耦合到变速箱传动轴上，从而实现并联混合动力的输出。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

该系统包括发动机、离合器、电机、变速箱、输入轴、输出轴、同步器、同步小带轮、大带轮、同步带和主减速器，该系统有发动机和电机两个动力源，所述发动机通过离合器将动力传至变速箱的输入轴，输入轴的前后端通过轴承支承于变速箱体，前段伸出箱体外与离合器从动盘连接，后端伸出箱体外并在其上装有同步器、大带轮；所述电机，其输出轴固接一个小带轮，同步带套在大小带轮上，电机的动力通过同步带传递到变速箱的输入轴或输出轴，与发动机的动力进行耦合，驱动车辆前进，或电机单独驱动车辆前进，实现并联混合动力的驱动模式。

所述的大小带轮，其直径比即是电机到变速箱输入轴或输出轴的传动比。

所述并联混合动力的驱动模式为单发动机驱动模式，或为单电机驱动模式，或为混合动力驱动模式，或为蓄电池充电模式和回馈制动模式。

本实用新型的优越功效在于：

1）采用同步带将电机动力耦合到变速箱中，可以省去多级齿轮传动，这样可以减轻整个动力耦合装置的质量，降低成本，结构较为简便。

2）相比于传统带传动，同步带性能更好，能传递更大转矩，即可选择更大转矩等级的电机，从而提高了混合动力汽车的混合比，有利于车辆的燃油经济性。

3）由于同步带对大小带轮的中心距要求不高，能实现较大中心距的动力传递，因此电机位置的布置会更加灵活，便于电机与变速箱的集成设计。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

 图2为本实用新型采用同步带传动与变速箱输出轴耦合的一种并联混合动力传动装置；

图中标号说明：

1——发动机；                     2——离合器；

3——变速箱；

31——变速箱一档齿轮；           32——变速箱二档齿轮；

33——变速箱三档齿轮；           34——变速箱四档齿轮；

35——变速箱五档齿轮；

4——电机；                       5——小带轮； 

6——同步带；                     7——大带轮； 

8——输入轴；                     9——输出轴； 

10——主减速器。

具体实施方式

请参阅附图所示，对本实用新型作进一步的描述。

如图1所示，本实用新型提供一种采用同步带耦合动力的并联动力传动系统，该系统包括发动机1、离合器2、电机4、变速箱3、输入轴8、输出轴9、同步器、同步小带轮5、大带轮7、同步带6和主减速器10，该动力传动装置包括发动机1、电机4两个动力源，变速箱3包含五个档位。电机4输出轴9固连小带轮5，变速箱3的输入轴8右端空套一个与变速箱3五档主动齿轮固连的大带轮7。同步带6套在大小带轮上7、5，通过同步器的控制能将电机4的动力通过同步带6传递到变速箱3的输入轴8与发动机1的动力耦合。同步带6的带传动比即是大带轮7与小带轮5的半径之比。通过取适当的速比能够将高速电机4的速度范围减少到与发动机1一样，同时增大电机4的转矩。该混合动力传动装置包括三种传动模式：单发动机驱动模式、单电机驱动模式和混合动力驱动模式。下面分别就这三种模式进行说明：

单发动机驱动模式：此模式下，发动机1启动，离合器2结合，发动机1动力传到变速箱3的输入轴8，通过控制不同同步器的状态可以实现变速箱3挡位的切换。同步器S1可以实现1/2档位的切换，同步器上S2可以实现3/4档位的切换，同步器S3单向向右结合能实现5档的切换。通过同步器的作用发动机的动力由输入轴8传递到输出轴9，最后再通过主减速器10传动到车轮。

单电机驱动模式：此模式下离合器2断开，发动机停机。电机4开启，同步器S4向右结合，则电机4的动力通过同步带6传到变速箱输入轴8。同样再通过同步器S1、S2、S3的切换，能够实现纯电驱动模式下的1/2/3/4/5档动力传递，充分利用了变速箱3的速比。

混合动力驱动模式：此模式下，发动机1和电机4均开启，离合器2结合，同步器S4右结合，即此时电机4的动力通过同步器的传动在输入轴8与发动机1的动力进行耦合，这时再通过同步器S1、S2、S3的切换，就能够实现混合动力模式下的变速箱1/2/3/4/5档动力传递。

蓄电池充电模式：当为电机4提供电能的蓄电池馈电时，可以通过发动机1为蓄电池充电。可以有两种充电模式，一是停电充电模式，即汽车处于停车状态，发动机1启动，离合器2结合，同步器S4右结合，同步器S1、S2、S3均处于空挡位置，则发动机1通过同步带6带动电机4运转，从而为蓄电池充电；而是汽车在行进间变速箱3处于某一档位，离合器2和同步器S4均结合，发动机1单独带动汽车运行，并且利用多余功率带动电机4运转，为蓄电池充电。

回馈制动模式：变速箱3处于某一档位下，同步器S4结合，汽车在制动工况下时，能通过电机4来回收多余的制动能。

综上所述，实用新型采用同步带耦合动力的并联动力传动系统能够实现一般并联混合动力汽车的所有功能。由于目前国内一般并联混合动力传动装置将电机4与变速箱3进行集成时，由于大功率电机4的结构尺寸较大，从而造成电机4与变速箱输入轴8或输出轴9中心距过大，从而用到多级齿轮或尺寸较大的齿轮对来将电机动力传递到变速箱输入轴或输出轴上，造成整体结构的复杂，重量增加，成本较大。鉴于目前同步带的发展，同步带质量已经满足车用动力的传递，采用传动带传动能很好地解决齿轮传动的各种弊端。

当采用同步带6传动与变速箱输出轴9耦合时，如图2所示，与同步带6传动与变速箱输入轴8耦合时的驱动模式类似，它们之间的区别是同步带6与输出轴9耦合时没有利用变速箱的速比，电机4的动力经过同步带6之间传递到输出轴9。不能实现停车充电，但是它能实现无动力中断换挡。

Claims (3)

1.一种采用同步带耦合动力的并联混合动力传动系统，包含发动机、离合器、变速箱和主减速器，其特征在于：该系统有发动机和电机两个动力源，所述发动机通过离合器将动力传至变速箱的输入轴，输入轴的前后端通过轴承支承于变速箱体，前端伸出箱体外与离合器从动盘连接，后端伸出箱体外并在其上装有同步器、大带轮；所述电机的输出轴固接一个小带轮，同步带套在大小带轮上，电机的动力通过同步带传递到变速箱的输入轴或输出轴，与发动机的动力进行耦合，驱动车辆前进，或电机单独驱动车辆前进，实现并联混合动力的驱动模式。

2.根据权利要求1所述的采用同步带耦合动力的并联混合动力传动系统，其特征在于：所述的大小带轮，其直径比即是电机到变速箱输入轴或输出轴的传动比。

3.根据权利要求1所述的采用同步带耦合动力的并联混合动力传动系统，其特征在于：所述并联混合动力的驱动模式为单发动机驱动模式，或为单电机驱动模式，或为混合动力驱动模式，或为蓄电池充电模式和回馈制动模式。

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