CN217455697U - 一种汽车的增程系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种汽车的增程系统，属于汽车技术领域。它解决了汽车发电机发电效率低的问题。本汽车的增程系统中，汽车包括发动机与发电机，增程系统包括行星齿轮组件，行星齿轮组件包括行星架、转动连接在行星架上的若干行星轮、太阳轮以及外齿圈，发动机的输出端与行星架连接，发电机的转子与太阳轮连接，太阳轮与行星架通过若干行星轮相耦合，且外齿圈安装在若干所述行星轮外并定位。本汽车的增程系统能够保证发电机发电效率得以保证的前提下减小发动机的燃油消耗量。

Description

一种汽车的增程系统

技术领域

本实用新型属于汽车技术领域，涉及一种汽车的增程系统。

背景技术

汽车是现今生活中非常重要的交通工具之一，一般由发动机、底盘、车身以及电气设备四个基本部分组成，具有方便人们出行的优点。

近年来，随着技术的不断革新，电动汽车(即新能源汽车) 逐步走进大众的视野，不同于现有技术中的燃油发动机驱动方式，其一般还会安装一个发电机，且该发电机的输入端与发动机的输出端连接，输出端与动力电池连接，从而使得汽车的驱动方式可大致分为：通过发动机直驱，且该过程中发动机还会将机械能传递至发电机，使得发电机将机械能转换为电能并存储至动力电池内；亦或者直接通过动力电池进行驱动。

但通过发动机直驱的方式进行工作时，发动机的输出端与发电机的输入端需要通过多个齿轮才能进行动力耦合，但由于发动机扭矩大而转速低、发电机的扭矩小而转速高，从而造成发动机在高传动比或低传动比的状态下两者的高效率工作点无法重合，从而造成发动机在当前功率状态下，发电机输入发电机并转换成的电能量小于理想值，发电效率较差。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种汽车的增程系统，本实用新型所要解决的技术问题是：如何在发动机燃油消耗量低的前提下保证发电机的发电效率。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车的增程系统，汽车包括发动机与发电机，增程系统包括行星齿轮组件，所述行星齿轮组件包括行星架、转动连接在所述行星架上的若干行星轮、太阳轮以及外齿圈，其特征在于，所述发动机的输出端与所述行星架连接，所述发电机的转子与所述太阳轮连接，所述太阳轮与所述行星架通过若干所述行星轮相耦合，且所述外齿圈安装在所述若干所述行星轮外并定位。

本汽车的增程系统中，汽车包括发动机与发电机，且发电机包括转子以及位于转子外的定子，增程系统包括行星齿轮组件，其具体包括行星架、外齿圈、若干行星轮与太阳轮，行星架与若干行星轮连接，若干行星轮安装在太阳轮与外齿圈之间，发动机与发电机的转子通过行星架与太阳轮进行动力耦合，且该过程中外齿圈保持静止，从而通过行星齿轮组件将发动机的机械能传递至发电机的转子中，在发动机处于高速比工作状态下(即速比≥6： 1的状态下)，发动机能够通过万有特性曲线找出自身高效率工作点(即自身在高速比状态下，尽可能减少燃油消耗量的同时保证输出功率最大化)，发动机输出的动力通过行星齿轮组件(具体通过行星架与太阳轮配合)进行增速后输入发电机的转子，避免能量传递过程中流失，从而使得发电机最大限度的利用输入的能量进行发电，进而保证发电机发电效率得以保证的前提下减小发动机的燃油消耗量。

在上述的汽车的增程系统中，所述行星齿轮组件还包括输出轴与输入轴，所述输入轴一端与所述发动机输出端连接，另一端与所述行星架连接，所述输出轴一端与所述发电机的转子连接，另一端与所述太阳轮连接。

行星齿轮组件还包括输入轴与输出轴，输入轴一端与发动机的输出端连接，另一端与行星架连接，输出轴的一端与太阳轮进行连接，另一端与发电机的转子连接，在发动机处于高速比状态下进行工作时，发动机的输出动力由输入轴输入至行星架，行星架带动各行星轮绕太阳轮进行公转，各行星轮也进行自转，外齿圈相对处于静止状态，使得各行星轮带动太阳轮进行转动，从而使得太阳轮将动能传递至输出轴，且最终由输出轴带动电机的转子进行转动，电机的转子在转动过程中与电机的电子不断产生磁感应，从而使电流不断生成并输入与发电机连接的动力电池中进行存储，从而通过行星齿轮组件进行增速后输入发电机的转子，避免能量传递过程中流失。

在上述的汽车的增程系统中，所述发动机输出端上安装有减震盘，且所述输入轴与所述发动机连接的一端与所述减震盘连接。

发动机的输出端上安装有减震盘，输入轴与发动机连接的一端具体与减震盘进行连接，减震盘为现有技术，其主要由外部的壳体、安装在壳体内的弹性元件(弹簧)和阻尼元件(阻尼器) 等组成，在实际使用过程中，通过弹性元件降低发动机输出端与输入轴之间的扭转刚度，并通过阻尼原件耗散振动能量，从而使得发动机向行星齿轮组件输入能量更为稳定，避免工作过程中发生干涉现象。

在上述的汽车的增程系统中，所述输入轴与所述行星架连接的一端设有润滑油泵。

输入轴与行星齿轮架连接的一端设有润滑油泵，润滑油泵内存储有润滑油，在汽车增程系统进行工作时，润滑油泵随输入轴转动，使得自身内部的润滑油由于离心力被甩出，从而使得润滑油流至行星齿轮组件以及输出轴上，从而对行星齿轮机构以及发电机进行有效润滑、冷却；且作为替换方案，油泵还可采用电动泵进行替换。

一种汽车的增程系统，汽车包括发动机与发电机，增程系统包括行星齿轮组件，所述行星齿轮组件包括行星架、若干行星轮、太阳轮以及外齿圈，其特征在于，所述发动机的输出端与所述外齿圈连接，所述发电机的转子与所述太阳轮连接，所述太阳轮与所述外齿圈通过若干所述行星轮相耦合，且所述行星架与若干所述行星轮连接并定位。

本汽车的增程系统中，汽车包括发动机与发电机，且发电机包括转子以及位于转子外的定子，增程系统包括行星齿轮组件，其具体包括外齿圈、太阳轮、若干行星轮以及行星架，各行星轮转动连接在太阳轮与外齿圈之间，且各行星轮均与行星架进行连接，发动机与发电机的转子通过外齿圈与太阳轮进行动力耦合，且该状态下行星架处于静止状态，通过行星齿轮组件将发动机的机械能传递至发电机的转子中，在发动机处于低速比工作状态下 (即速比＜6：1的状态下)，发动机能够通过万有特性曲线找出自身高效率工作点(即自身在低速比状态下，尽可能减少燃油消耗量的同时保证输出功率最大化)，发动机输出的动力通过行星齿轮组件(具体通过外齿圈与太阳轮配合)进行增速后输入发电机的转子，避免能量传递过程中流失，从而使得发电机最大限度的利用输入的能量进行发电，进而保证发电机发电效率得以保证的前提下减小发动机的燃油消耗量。

在上述的汽车的增程系统中，所述行星齿轮组件还包括输出轴与输入轴，所述输入轴一端与所述发动机输出端连接，另一端与所述外齿圈连接，所述输出轴一端与所述发电机的转子连接，另一端与所述太阳轮连接。

行星齿轮组件还包括输入轴与输出轴，输入轴的一端与发动机的输出端连接，另一端与外齿圈进行连接，输出轴的一端与发电机的转子连接，另一端与太阳轮连接，在发动机处于低速比状态下进行工作时，发动机的输出动力由输入轴输入至外齿圈，外齿圈带动各行星轮进行自传，该过程中行星架保持静止，此时各行星轮带动太阳轮进行转动，从而使得太阳轮将动能传递至输出轴，且最终由输出轴带动电机的转子进行转动，电机的转子在转动过程中与电机的电子不断产生磁感应，从而使电流不断生成并输入与发电机连接的动力电池中进行存储，从而通过行星齿轮组件进行增速后输入发电机的转子，避免能量传递过程中流失。

在上述的汽车的增程系统中，所述发动机输出端上安装有减震盘，且所述输入轴与所述发动机连接的一端与所述减震盘连接。

发动机的输出端上安装有减震盘，输入轴与发动机连接的一端具体与减震盘进行连接，减震盘为现有技术，其主要由外部的壳体、安装在壳体内的弹性元件(弹簧)和阻尼元件(阻尼器) 等组成，在实际使用过程中，通过弹性元件降低发动机输出端与输入轴之间的扭转刚度，并通过阻尼原件耗散振动能量，从而使得发动机向行星齿轮组件输入能量更为稳定，避免工作过程中发生干涉现象。

在上述的汽车的增程系统中，所述输入轴与所述外齿圈连接的一端设有润滑油泵。

输入轴与行星齿轮架连接的一端设有润滑油泵，润滑油泵内存储有润滑油，在汽车增程系统进行工作时，润滑油泵随输入轴转动，使得自身内部的润滑油由于离心力被甩出，从而使得润滑油流至行星齿轮机构以及输出轴上，从而对行星齿轮机构以及发电机进行有效润滑、冷却，且作为替换方案，油泵还可采用电动泵进行替换。

与现有技术相比，本汽车的增程系统具有以下优点：

一、本汽车的增程系统中，发动机与发电机通过行星齿轮组件中的行星架与太阳轮进行动力耦合，发动机在高速比/低速比工作状态下通过万有特性曲线找出自身高效率工作点，在通过行星齿轮组件进行增速后，发动机输出的机械能通过行星齿轮组件输入发电机转子，避免能量传递过程中流失，使得发电机最大限度的利用输入的能量进行发电，进而保证发电机发电效率得以保证的前提下减小发动机的燃油消耗量。

二、高速比状态下，发动机的输出动力通过输入轴由行星齿轮组的行星架输入，并通过行星齿轮组中太阳轮配合输出轴输出至发电机的转子。

三、在低速比状态下，发动机的输出动力通过输入轴由行星齿轮组的外齿圈输入，并通过行星齿轮组中太阳轮配合输出轴输出至发电机的转子。

四、发动机的输出端与输入轴之间设置减震盘，通过减震盘对输出端与输入轴之间的扭转刚度、振动能量进行弱化，使得发动机向行星齿轮组件输入能量更为稳定，避免工作过程中发生干涉现象。

五、输入轴与行星架连接的一端设有润滑油泵，从而通过润滑油对行星齿轮机构以及发电机进行有效润滑、冷却。

附图说明

图1是实施例一的结构布局示意图。

图2是实施例二的结构布局示意图。

图3是实施例三的结构布局示意图。

图4是实施例四的结构布局示意图。

图中，1、发动机；1a、减震盘；2、发电机；2a、润滑油泵； 3、行星齿轮组件；3a、行星架；3b、太阳轮；3c、输出轴；3d、输入轴；3e、外齿圈；3f、行星轮；4、平行轴齿轮组；4a、齿轮一；4b、齿轮二；4c、齿轮三；4d、齿轮四；4e、连接轴。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，本汽车的增程系统中汽车包括发动机1与发电机2，发电机2包括转子与位于转子外的定子，发动机1与发电机2之间设有行星齿轮组件3，其具体包括太阳轮3b、套设于太阳轮3b外的外齿圈3e、转动连接在太阳轮3b与外齿圈3e之间的若干行星轮3f以及与各行星轮3f连接的行星架3a；此外，行星齿轮组件3还包括输入轴3d与输出轴3c，发动机1的输出端设有减震盘1a，输入轴3d的一端通过花键与减震盘1a连接，另一端与行星架3a连接，输出轴3c的一端与太阳轮3b连接，另一端与发电机2的转子连接；输入轴3d与行星架3a连接的一端安装有润滑油泵3d1，润滑油泵3d1内具有润滑油。

工作原理：在发动机1处于高速比工作状态下，其动力由发动机1输出端向外输出，输出的动力通过减震盘1a传递至输入轴 3d，从而使得输入轴3d转动，输入轴3d带动行星架3a转动，该状态下，行星架3a带动各行星轮3f转动，行星轮3f具体绕着太阳轮3b进行公转，且同时各行星轮3f进行自转，使得外齿圈3e 处于静止状态、太阳轮3b处于转动状态，太阳轮3b将该部分动能传递至输出轴3c，从而使得输出轴3c带动发电机2转子进行转动，发电机2转子在随输出轴3c转动过程中能够与发电机2 定子之间产生磁感应，由此使得电流生成并储存至动力电池内；行星齿轮组件3的增速比具体为：发电机2的高效电转速/发动机 1高效工作点转速。

此外，在输入轴3d转动过程中，安装在输入轴3d上的润滑油泵2a转动，使得润滑油泵3d1内的润滑油由于离心力被甩出，被甩出的润滑油逐渐渗透至输入轴3d与减震盘1a连接处、输入轴3d与行星架3a连接处、行星架3a与行星轮3f连接处、行星轮3f与太阳轮3b以及外齿圈3e连接处、太阳轮3b与输出轴3c 连接处，从而对各连接处进行润滑并冷却。

实施例二

本实施例与实施例一基本相同，其不同之处在于：如图2所示，输入轴3d连接减震盘1a与外齿圈3e，输出轴3c连接发电机2转子与太阳轮3b，该连接方式适配与发动机1处于低速比工作状态；其具体工作原理为：动力由发动机1输出端向外输出，输出的动力通过减震盘1a传递至输入轴3d，从而使得输入轴3d 转动，输入轴3d带动外齿圈3e转动，该状态下，外齿圈3e带动各行星轮3f自转，使得行星架3a处于静止状态、太阳轮3b处于转动状态，太阳轮3b将该部分动能传递至输出轴3c，从而使得输出轴3c带动发电机2转子进行转动，发电机2转子在随输出轴 3c转动过程中能够与发电机2定子之间产生磁感应，由此使得电流生成并储存至动力电池内。

实施例三

本实施例与实施例一、实施例二基本相同，其不同之处在于：如图3所示，输入轴3d连接行星架3a与减震盘1a，输出轴3c 连接发电机2转子与外齿圈3e，该连接方式与实施例二相同，均适配与发动机1处于低速比工作状态，其具体工作方式为：动力由发动机1输出端向外输出，输出的动力通过减震盘1a传递至输入轴3d，从而使得输入轴3d转动，输入轴3d带动行星架3a转动，行星轮3f绕太阳轮3b公转的同时进行自转，太阳轮3b处于静止状态、外齿圈3e随同行星架3a进行转动，外齿圈3e将该部分动能传递至输出轴3c，从而使得输出轴3c带动发电机2转子进行转动，发电机2转子在随输出轴3c转动过程中能够与发电机 2定子之间产生磁感应，由此使得电流生成并储存至动力电池内。

实施例四

本实施例与实施例一、实施例二、实施例三基本相同，其不同之处在于：如图4所示，本汽车的增程系统中，行星齿轮组件 3还可由平行轴齿轮组件4进行替换，平行轴齿轮组件4具体包括齿轮一4a、齿轮二4b、齿轮三4c、齿轮四4d以及连接轴4e，输入轴3d具有润滑油泵3d1的一端安装齿轮一4a，输出轴3c远离发电机2转子的一端安装齿轮二4b，连接轴4e与输入轴3d、输出轴3c平行设置，其一端安装与齿轮一4a啮合的齿轮三4c，另一端安装与齿轮二4b啮合的齿轮四4d；其工作原理为：动力由发动机1输出端向外输出，输出的动力通过减震盘1a传递至输入轴3d，从而使得输入轴3d转动，输入轴3d带动齿轮一4a转动，齿轮一4a带动齿轮三4c转动，由与齿轮三4c与齿轮四4d 共轴，所以连接轴4e转动的同时带动齿轮四4d转动，齿轮四4d 带动齿轮二4b转动，从而使得输出轴3c带动发电机2转子进行转动，发电机2转子在随输出轴3c转动过程中能够与发电机2 定子之间产生磁感应，由此使得电流生成并储存至动力电池内；平行轴齿轮组件4增速比为：(齿轮一4a转速/齿轮三4c转速)* (齿轮四4d转速/齿轮二4b转速)，其速比可通过调整各齿轮的齿数(即更换不同齿轮)进行调整。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了发动机1、减震盘1a、发电机2、润滑油2a、行星齿轮组件3、行星架3a、太阳轮3b、输出轴3c、输入轴3d、外齿圈3e、行星轮3f、平行轴齿轮组4、齿轮一4a、齿轮二4b、齿轮三4c、齿轮四4d、连接轴4e等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (8)

1.一种汽车的增程系统，汽车包括发动机(1)与发电机(2)，增程系统包括行星齿轮组件(3)，所述行星齿轮组件(3)包括行星架(3a)、转动连接在所述行星架(3a)上的若干行星轮(3f)、太阳轮(3b)以及外齿圈(3e)，其特征在于，所述发动机(1)的输出端与所述行星架(3a)连接，所述发电机(2)的转子与所述太阳轮(3b)连接，所述太阳轮(3b)与所述行星架(3a)通过若干所述行星轮(3f)相耦合，且所述外齿圈(3e)安装在所述若干所述行星轮(3f)外并定位。

2.根据权利要求1所述的汽车的增程系统，其特征在于，所述行星齿轮组件(3)还包括输出轴(3c)与输入轴(3d)，所述输入轴(3d)一端与所述发动机(1)输出端连接，另一端与所述行星架(3a)连接，所述输出轴(3c)一端与所述发电机(2)的转子连接，另一端与所述太阳轮(3b)连接。

3.根据权利要求2所述的汽车的增程系统，其特征在于，所述发动机(1)输出端上安装有减震盘(1a)，且所述输入轴(3d)与所述发动机(1)连接的一端与所述减震盘(1a)连接。

4.根据权利要求2或3所述的汽车的增程系统，其特征在于，所述输入轴(3d)与所述行星架(3a)连接的一端设有润滑油泵(3d1)。

5.一种汽车的增程系统，汽车包括发动机(1)与发电机(2)，增程系统包括行星齿轮组件(3)，所述行星齿轮组件(3)包括行星架(3a)、若干行星轮(3f)、太阳轮(3b)以及外齿圈(3e)，其特征在于，所述发动机(1)的输出端与所述外齿圈(3e)连接，所述发电机(2)的转子与所述太阳轮(3b)连接，所述太阳轮(3b)与所述外齿圈(3e)通过若干所述行星轮(3f)相耦合，且所述行星架(3a)与若干所述行星轮(3f)连接并定位。

6.根据权利要求5所述的汽车的增程系统，其特征在于，所述行星齿轮组件(3)还包括输出轴(3c)与输入轴(3d)，所述输入轴(3d)一端与所述发动机(1)输出端连接，另一端与所述外齿圈(3e)连接，所述输出轴(3c)一端与所述发电机(2)的转子连接，另一端与所述太阳轮(3b)连接。

7.根据权利要求6所述的汽车的增程系统，其特征在于，所述发动机(1)输出端上安装有减震盘(1a)，且所述输入轴(3d)与所述发动机(1)连接的一端与所述减震盘(1a)连接。

8.根据权利要求6或7所述的汽车的增程系统，其特征在于，所述输入轴(3d)与所述外齿圈(3e)连接的一端设有润滑油泵(3d1)。

Images