CN211901471U - 一种双输出传动的自动变速器 - Google Patents

Abstract

为了解决现有双输出传动的自动变速器，对两个电机的同步控制精度要求较高的技术问题，本实用新型提供了一种双输出传动的自动变速器。本实用新型采用双电机驱动，设计了特殊的传动路线，只要三个行星排满足特定的速比关系，则在直行模式下即可保证第一输出轴和第三输出轴的转速相同，对两个驱动电机的同步控制精度没有要求。

Description

一种双输出传动的自动变速器

技术领域

本实用新型涉及一种双输出传动的自动变速器。

背景技术

双输出传动可以应用于坦克等履带式载具之上，其相比于当前广泛使用的单流传动可以实现原地转向，灵活性较单流传动有非常大的提高。

目前，大多双输出传动的自动变速器，是通过两个电机分别控制左右履带，对两个电机的同步控制精度要求较高，在直行模式时，需要通过电控及反馈保证左右履带转速一致，这对于电控系统提出了较高的要求。

实用新型内容

为了解决现有双输出传动的自动变速器，对两个电机的同步控制精度要求较高的技术问题，本实用新型提供了一种双输出传动的自动变速器。

本实用新型的技术方案是：

一种双输出传动的自动变速器，包括第一驱动电机、第二驱动电机、第一输出轴和第二输出轴；

其特殊之处在于：

还包括第一行星排、第二行星排、第三行星排、第一制动器、第二制动器和第三输出轴；

第一行星排包括第一太阳轮、第一行星架、第一齿圈；第二行星排包括第二太阳轮、第二行星架、第二齿圈；第三行星排包括第三太阳轮、第三行星架、第三齿圈；

第一太阳轮与第二太阳轮相连，并共同连接至第二输出轴的一端；第二输出轴的另一端与第三太阳轮相连；

第一行星架与第二齿圈相连，并共同连接至第一输出轴的一端，第一输出轴的另一端作为自动变速器的其中一个输出；

第一齿圈与第一驱动电机相连，并可以选择性地连接至第一制动器；

第二行星架与第二驱动电机相连，并可以选择性地连接至第二制动器；

第三齿圈与变速器壳体相连，第三行星架与第三输出轴的一端相连，第三输出轴的另一端作为自动变速器的另一个输出；

第一行星排、第二行星排、第三行星排满足关系：

i₃+1＝i₂

i₂＝i₁+1

其中，i₁、i₂、i₃分别为第一行星排、第二行星排、第三行星排的传动比。

进一步地，所述第一行星排、第二行星排均由双级行星排替代；此时，第一行星排、第二行星排、第三行星排满足关系：

i₃+1＝i₂

i₁＝i₂+1。

进一步地，所述第一行星排、第二行星排均由

型行星排替代；此时，第一行星排、第二行星排、第三行星排满足关系：

i₃+1＝i₂

i₁＝i₂+1。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型采用双电机驱动，通过简单的三个行星排即可实现双输出传动，能够实现原地转向、直行、前进转弯功能。

2.本实用新型设计了特殊的传动路线，只要行星排满足特定的速比关系，则在直行模式下即可保证第一输出轴和第三输出轴(分别对应坦克等履带式载具的左右轮)的转速相同，对两个驱动电机的同步控制精度没有要求。

3.本实用新型中第一行星排PG1和第二行星排PG2可以替换为

型行星排，满足不同的设计需求，且

型行星排将行星轮与齿圈的内啮合转换为行星轮两个齿轮的外啮合形式，可以提高整个变速器的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的传动原理简图。

图2为本实用新型实施例的杠杆原理图。

图3为本实用新型实施例核心部分的传动原理简图。

图4为本实用新型实施例核心部分的杠杆原理图。

图5为本实用新型实施例核心部分的PG1与PG2替换为双级行星排的形式。

图6为本实用新型实施例核心部分的PG1与PG2替换为

型行星排的形式。

图7为本实用新型实施例的一种混动扩展形式。

图中标记说明：

1.第一输出轴，2.第二输出轴，3.第三输出轴；

M1.第一驱动电机，M2.第二驱动电机，E1.内燃机；

B1.第一制动器，B2.第二制动器，B3.第三制动器，B4.第四制动器；

K0.离合器；

PG1.第一行星排，PG2.第二行星排，PG3.第三行星排，PG4.第四行星排

PG5.第五行星排；

S1.第一太阳轮，PC1.第一行星架，A1.第一齿圈；

S2.第二太阳轮，PC2.第二行星架，A2.第二齿圈；

S3.第三太阳轮，PC3.第三行星架，A3.第三齿圈。

具体实施方式

为了更好地解释本实用新型方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的自动变速器可以划分为两部分，第一部分如图3所示，是本实用新型核心部分，主要包括两个行星排PG1、PG2，在特定模式下可以分别实现两输出端转速同向、两输出端转速反向；另一部分主要包括一个行星排PG3，用来实现转速的平衡。

如图3所示，本实用新型核心部分由第一行星排PG1、第二行星排PG2、第一驱动电机M1、第二驱动电机M2、第一制动器B1、第二制动器B2，第一输出轴1、第二输出轴2，以及它们之间的连接结构构成。

第一行星排PG1为单级行星排，包括第一太阳轮S1、第一行星架PC1、第一齿圈A1；第二行星排PG2为单级行星排，包括第二太阳轮S2、第二行星架PC2、第二齿圈A2。

其中，第一太阳轮S1与第二太阳轮S2相连，并共同连接至第二输出轴2；第一行星架PC1与第二齿圈A2相连，并共同连接至第一输出轴1；第一齿圈A1与第一驱动电机M1相连，并可以选择性地连接至第一制动器B1；第二行星架PC2与第二驱动电机M2相连，并可以选择性地连接至第二制动器B2。

图2为本实用新型的杠杆原理图，图4为本实用新型核心部分的杠杆原理图，杠杆原理图为本行业常用的传动分析方法。

输出转速方向相反模式：

通过杠杆原理图2、4可知，当第一驱动电机M1有输入转速且第二制动器B2制动时，第一输出轴1及第二输出轴2能够产生方向相反的转速。

输出转速方向相同模式：

通过杠杆原理图2、4可知，当第二驱动电机M2有输入转速且第一制动器B1制动时，第一输入轴1及第二输出轴2能够产生方向相同但大小不同的转速。

通过上述图3所示本实用新型核心部分能够实现在不同模式下第一输出轴1和第二输出轴2的同向转动与反向转动，在此基础上，在第二输出轴2的后端连接一个第三行星排PG3进行速度大小的变换可以构建出图1所示自动变速器的原地转向模式、直行模式、前进转弯模式。

构建出的自动变速器如图1所示，第二输出轴2连接第三行星排PG3的第三太阳轮S3，第三齿圈A3被固定，第三行星架PC3接第三输出轴3作为自动变速器的其中一个输出。

用n加上不同零件的代号来表示该零件的转速，例如第一齿圈A1的转速为n_A1，接下来在不同模式下分别给出各行星排应当满足的关系。

原地转向模式：

通过杠杆原理图2可知，当第一驱动电机M1有输入转速且第二制动器B2制动时，第三输出轴3及第一输出轴1能够产生方向相反的转速，要求n₃＝-n₁。由单个行星排的特性方程能够得到三个行星排的三个方程如下：

n_s1+i₁*n_A1-(i₁+1)n_pc1＝0

n_s2+i₂*n_A2-(i₂+1)n_pc2＝0

n_s3+i₃*n_A3-(i₃+1)n_pc3＝0

式中：i_k,k＝1,2,3为各个行星排的固定传动比，对每个行星排为固定值

进一步地，通过各行星排间的连接关系及固定关系可以得到以下方程

n_A1＝n_M1

n₁＝n_A2＝n_PC1

n_PC2＝0

n_S1＝n_S2＝n_S3

n₃＝n_PC3

n_A3＝0

通过上述方程便可以得到本实用新型原地转向模式各行星排需要满足的关系式，即：

i₃+1＝i₂

直行模式：

通过杠杆原理图2可知，当第二驱动电机M2有输入转速且第一制动器B1制动时，第一输出轴1及第三输出轴3能够产生方向相同的转速，并要求n₃＝n₁。依照各零件的转速关系方程可以得到该双输出传动系统需要满足的关系式为：

i₂＝i₁+1

前进转弯模式：

前进转弯模式指的是第三输出轴3及第一输出轴1能够产生相同方向且大小不同的转速，使车辆能够定半径转向或变半径转向。该模式在第一驱动电机M1和第二驱动电机M2同时作用的情况下可以实现。

综上，本实用新型能够实现原地转向模式、直行模式、前进转弯模式的必要条件是三个行星排的关系满足

i₃+1＝i₂

i₂＝i₁+1

当i₁＝1.6时，i₂＝2.6，i₃＝1.6。此时，各行星排的传动比都较为合适。

上述图1所示实施例中的第一行星排PG1和第二行星排PG2也可以替换为其它形式的行星排，例如简单双级行星排，核心部分如图5所示；或者，替换为

型行星排，核心部分如图6所示。

型行星排可以将单级行星排齿轮啮合中的内啮合部分转化为外啮合部分，使行星排的可靠性大为增加，制造较为方便，但会增加部分轴向长度。当上述图1所示实施例中的第一行星排PG1和第二行星排PG2替换为其他形式的行星排时，需要按照上述相同的方法重新推导各行星排间的关系式。对于图5、图6所示的简单双级行星排和

型行星排，其在本实用新型中需要满足的行星排关系式均为i₃+1＝i₂

i₁＝i₂+1。

图7所示为图1所示实施例的一种混动扩展形式，该系统可以将第一驱动电机M1、内燃机E1、双行星排及换挡元件进行组合。内燃机E1与第一驱动电机M1通过离合器K0连接，第一驱动电机M1连接由PG4、PG5组成的两挡变速箱。当车辆平稳行驶时，可以由第一驱动电机M1提供动力；当车辆处于爬坡或加速工况时，离合器K0接合，由内燃机E1提供动力，或内燃机E1与第一驱动电机M1共同提供动力。当内燃机E1提供动力过剩时，第一驱动电机M1可作为发电机，将内燃机E1产生的多余能量转化储存或提供给第二驱动电机M2。需要说明的是，PG4与PG5组成的两挡变速箱并不局限于图7中所示这样一种连接方式，其可以通过不同连接实现对内燃机输出转速的增速、减速或是原转速输出。

Claims (3)

1.一种双输出传动的自动变速器，包括第一驱动电机(M1)、第二驱动电机(M2)、第一输出轴(1)和第二输出轴(2)；

其特征在于：

还包括第一行星排(PG1)、第二行星排(PG2)、第三行星排(PG3)、第一制动器(B1)、第二制动器(B2)和第三输出轴(3)；

第一行星排(PG1)包括第一太阳轮(S1)、第一行星架(PC1)、第一齿圈(A1)；第二行星排(PG2)包括第二太阳轮(S2)、第二行星架(PC2)、第二齿圈(A2)；第三行星排(PG3)包括第三太阳轮(S3)、第三行星架(PC3)、第三齿圈(A3)；

第一太阳轮(S1)与第二太阳轮(S2)相连，并共同连接至第二输出轴(2)的一端；第二输出轴(2)的另一端与第三太阳轮(S3)相连；

第一行星架(PC1)与第二齿圈(A2)相连，并共同连接至第一输出轴(1)的一端，第一输出轴(1)的另一端作为自动变速器的其中一个输出；

第一齿圈(A1)与第一驱动电机(M1)相连，并选择性地连接至第一制动器(B1)；

第二行星架(PC2)与第二驱动电机(M2)相连，并选择性地连接至第二制动器(B2)；

第三齿圈(A3)与变速器壳体相连，第三行星架(PC3)与第三输出轴(3)的一端相连，第三输出轴(3)的另一端作为自动变速器的另一个输出；

第一行星排(PG1)、第二行星排(PG2)、第三行星排(PG3)满足关系：

i₃+1＝i₂

i₂＝i₁+1

其中，i₁、i₂、i₃分别为第一行星排(PG1)、第二行星排(PG2)、第三行星排(PG3)的传动比。

2.根据权利要求1所述的双输出传动的自动变速器，其特征在于：所述第一行星排(PG1)、第二行星排(PG2)均由双级行星排替代；此时，第一行星排(PG1)、第二行星排(PG2)、第三行星排(PG3)满足关系：

i₃+1＝i₂

i₁＝i₂+1。

3.根据权利要求1所述的双输出传动的自动变速器，其特征在于：所述第一行星排(PG1)、第二行星排(PG2)均由

型行星排替代；此时，第一行星排(PG1)、第二行星排(PG2)、第三行星排(PG3)满足关系：

i₃+1＝i₂

i₁＝i₂+1。

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