專利名稱:采用同步帶耦合動(dòng)力的并聯(lián)混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及多動(dòng)カ源的混合動(dòng)カ汽車耦合傳動(dòng)方案,特別涉及采用同步帶耦合動(dòng)カ的并聯(lián)混合動(dòng)カ傳動(dòng)裝置。
背景技術(shù):
混合動(dòng)カ汽車的動(dòng)力系統(tǒng)開發(fā)的核心是如何將不同動(dòng)カ源的輸出動(dòng)カ進(jìn)行合理、高效的合成與分解,從而提高汽車的燃油經(jīng) 濟(jì)性。不同的混合動(dòng)カ汽車之間的最大差別是動(dòng)カ耦合方式與結(jié)構(gòu)。目前混合動(dòng)カ汽車的動(dòng)カ耦合方式主要有轉(zhuǎn)矩耦合式、轉(zhuǎn)速耦合式和功率耦合式。受國(guó)內(nèi)行星齒輪傳動(dòng)裝置斜齒內(nèi)齒圈加工難的制約,轉(zhuǎn)速耦合式和功率耦合式在國(guó)內(nèi)混合動(dòng)カ汽車上應(yīng)用前景并不明朗,而轉(zhuǎn)矩耦合式結(jié)構(gòu)由于可以采用定軸齒輪耦合,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本較低,因而成為國(guó)內(nèi)混合動(dòng)カ汽車開發(fā)的首選。但是考慮到電機(jī)的尺寸,并且由于電機(jī)轉(zhuǎn)速較高而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低,因此當(dāng)采用定軸齒輪耦合式將電機(jī)動(dòng)カ耦合到發(fā)動(dòng)機(jī)軸上時(shí)必須采用較大傳動(dòng)比的齒輪或者是多級(jí)齒輪傳動(dòng),這樣極大的増加了動(dòng)カ耦合裝置的總體尺寸和質(zhì)量。轉(zhuǎn)矩耦合式并非只有采用定軸齒輪這ー種形式,它還可以采用帶傳動(dòng)或者鏈傳動(dòng)來(lái)進(jìn)行耦合,但是傳統(tǒng)帶傳動(dòng)由于高速載荷大時(shí)易打滑,傳動(dòng)效率低,影響混合動(dòng)カ汽車的節(jié)油效果;而鏈傳動(dòng)在高速時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)和噪聲。同步帶是ー種新型傳動(dòng)帶,是在綜合了帶傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)而發(fā)展起來(lái)的。由于是利用帶齒工作面與帶輪齒槽嚙合進(jìn)行傳動(dòng),因此帶與帶輪之間在傳動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有滑差而呈現(xiàn)同步傳動(dòng)。與傳統(tǒng)V帶相比具有帶體輕而薄,強(qiáng)度高,傳動(dòng)比準(zhǔn)確,傳動(dòng)效率高,傳動(dòng)功率范圍大,傳動(dòng)速度高等優(yōu)點(diǎn)。與鏈條傳動(dòng)相比具有同步性能好、無(wú)需潤(rùn)滑、重量輕、成本低及維修養(yǎng)護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。因而其發(fā)展非常迅速,并在ー些特定場(chǎng)合已經(jīng)取代了其他類型帶傳動(dòng)或鏈傳動(dòng),現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于輕エ機(jī)械、化工、計(jì)算機(jī)和通用機(jī)械等領(lǐng)域。但在汽車上的應(yīng)用目前僅局限于控制發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的凸輪軸驅(qū)動(dòng)上。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種采用同步帶耦合動(dòng)カ的并聯(lián)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng),即通過(guò)同步帶傳動(dòng)將電機(jī)動(dòng)カ耦合到變速箱傳動(dòng)軸上,從而實(shí)現(xiàn)并聯(lián)混合動(dòng)カ的輸出。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是該系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、電機(jī)、變速箱、輸入軸、輸出軸、同步器、同步小帶輪、大帶輪、同步帶和主減速器,該系統(tǒng)有發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)兩個(gè)動(dòng)カ源,所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)離合器將動(dòng)カ傳至變速箱的輸入軸,輸入軸的前后端通過(guò)軸承支承于變速箱體,前段伸出箱體外與離合器從動(dòng)盤連接,后端伸出箱體外并在其上裝有同步器、大帶輪;所述電機(jī),其輸出軸固接ー個(gè)小帶輪,同步帶套在大小帶輪上,電機(jī)的動(dòng)カ通過(guò)同步帶傳遞到變速箱的輸入軸或輸出軸,與發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)カ進(jìn)行耦合,驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn),或電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn),實(shí)現(xiàn)并聯(lián)混合動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)模式。所述的大小帶輪,其直徑比即是電機(jī)到變速箱輸入軸或輸出軸的傳動(dòng)比。所述并聯(lián)混合動(dòng)カ的驅(qū)動(dòng)模式為單發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式,或?yàn)閱坞姍C(jī)驅(qū)動(dòng)模式,或?yàn)榛旌蟿?dòng)カ驅(qū)動(dòng)模式,或?yàn)樾铍姵爻潆娔J胶突仞佒苿?dòng)模式。本實(shí)用新型的優(yōu)越功效在于I)采用同步帶將電機(jī)動(dòng)力耦合到變速箱中,可以省去多級(jí)齒輪傳動(dòng),這樣可以減輕整個(gè)動(dòng)カ耦合裝置的質(zhì)量,降低成本,結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)便。2)相比于傳統(tǒng)帶傳動(dòng),同步帶性能更好,能傳遞更大轉(zhuǎn)矩,即可選擇更大轉(zhuǎn)矩等級(jí)的電機(jī),從而提高了混合動(dòng)カ汽車的混合比,有利于車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。3)由于同步帶對(duì)大小帶輪的中心距要求不高,能實(shí)現(xiàn)較大中心距的動(dòng)カ傳遞,因
此電機(jī)位置的布置會(huì)更加靈活,便于電機(jī)與變速箱的集成設(shè)計(jì)。
圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本實(shí)用新型采用同步帶傳動(dòng)與變速箱輸出軸耦合的一種并聯(lián)混合動(dòng)カ傳動(dòng)裝置;圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)陰I——發(fā)動(dòng)機(jī);2——離合器;3——變速箱;31——變速箱ー檔齒輪;32——變速箱ニ檔齒輪;33——變速箱三檔齒輪;34——變速箱四檔齒輪;35——變速箱五檔齒輪;4——電機(jī);5——小帶輪;6-同步帶;7-大帶輪;8——輸入軸;9——輸出軸;10——主減速器。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱附圖所示,對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的描述。如圖I所示,本實(shí)用新型提供一種采用同步帶耦合動(dòng)カ的并聯(lián)動(dòng)カ傳動(dòng)系統(tǒng),該系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)I、離合器2、電機(jī)4、變速箱3、輸入軸8、輸出軸9、同步器、同步小帶輪5、大帶輪7、同步帶6和主減速器10,該動(dòng)カ傳動(dòng)裝置包括發(fā)動(dòng)機(jī)I、電機(jī)4兩個(gè)動(dòng)力源,變速箱3包含五個(gè)檔位。電機(jī)4輸出軸9固連小帶輪5,變速箱3的輸入軸8右端空套ー個(gè)與變速箱3五檔主動(dòng)齒輪固連的大帶輪7。同步帶6套在大小帶輪上7、5,通過(guò)同步器的控制能將電機(jī)4的動(dòng)カ通過(guò)同步帶6傳遞到變速箱3的輸入軸8與發(fā)動(dòng)機(jī)I的動(dòng)力稱合。同步帶6的帶傳動(dòng)比即是大帶輪7與小帶輪5的半徑之比。通過(guò)取適當(dāng)?shù)乃俦饶軌驅(qū)⒏咚匐姍C(jī)4的速度范圍減少到與發(fā)動(dòng)機(jī)I 一祥,同時(shí)增大電機(jī)4的轉(zhuǎn)矩。該混合動(dòng)カ傳動(dòng)裝置包括三種傳動(dòng)模式單發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式、單電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式和混合動(dòng)カ驅(qū)動(dòng)模式。下面分別就這三種模式進(jìn)行說(shuō)明[0028]單發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式此模式下,發(fā)動(dòng)機(jī)I啟動(dòng),離合器2結(jié)合,發(fā)動(dòng)機(jī)I動(dòng)カ傳到變速箱3的輸入軸8,通過(guò)控制不同同步器的狀態(tài)可以實(shí)現(xiàn)變速箱3擋位的切換。同步器SI可以實(shí)現(xiàn)1/2檔位的切換,同步器上S2可以實(shí)現(xiàn)3/4檔位的切換,同步器S3單向向右結(jié)合能實(shí)現(xiàn)5檔的切換。通過(guò)同步器的作用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)カ由輸入軸8傳遞到輸出軸9,最后再通過(guò)主減速器10傳動(dòng)到車輪。單電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式此模式下離合器2斷開,發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)。電機(jī)4開啟,同步器S4向右結(jié)合,則電機(jī)4的動(dòng)カ通過(guò)同步帶6傳到變速箱輸入軸8。同樣再通過(guò)同步器SI、S2、S3的切換,能夠?qū)崿F(xiàn)純電驅(qū)動(dòng)模式下的1/2/3/4/5檔動(dòng)カ傳遞,充分利用了變速箱3的速比。混合動(dòng)カ驅(qū)動(dòng)模式此模式下,發(fā)動(dòng)機(jī)I和電機(jī)4均開啟,離合器2結(jié)合,同步器S4右結(jié)合,即此時(shí)電機(jī)4的動(dòng)カ通過(guò)同步器的傳動(dòng)在輸入軸8與發(fā)動(dòng)機(jī)I的動(dòng)カ進(jìn)行耦合,這時(shí)再通過(guò)同步器S1、S2、S3的切換,就能夠?qū)崿F(xiàn)混合動(dòng)カ模式下的變速箱1/2/3/4/5檔動(dòng)カ傳遞。蓄電池充電模式當(dāng)為電機(jī)4提供電能的蓄電池饋電時(shí),可以通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)I為蓄電池充電。可以有兩種充電模式,一是停電充電模式,即汽車處于停車狀態(tài),發(fā)動(dòng)機(jī)I啟動(dòng),離合器2結(jié)合,同步器S4右結(jié)合,同步器SI、S2、S3均處于空擋位置,則發(fā)動(dòng)機(jī)I通過(guò)同步帶6帶動(dòng)電機(jī)4運(yùn)轉(zhuǎn),從而為蓄電池充電;而是汽車在行進(jìn)間變速箱3處于某ー檔位,離合器2和同步器S4均結(jié)合,發(fā)動(dòng)機(jī)I単獨(dú)帶動(dòng)汽車運(yùn)行,并且利用多余功率帶動(dòng)電機(jī)4運(yùn)轉(zhuǎn),為蓄電池充電?;仞佒苿?dòng)模式變速箱3處于某ー檔位下,同步器S4結(jié)合,汽車在制動(dòng)エ況下吋,能通過(guò)電機(jī)4來(lái)回收多余的制動(dòng)能。綜上所述,實(shí)用新型采用同步帶耦合動(dòng)カ的并聯(lián)動(dòng)カ傳動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)一般并聯(lián)混合動(dòng)カ汽車的所有功能。由于目前國(guó)內(nèi)一般并聯(lián)混合動(dòng)カ傳動(dòng)裝置將電機(jī)4與變速箱3進(jìn)行集成時(shí),由于大功率電機(jī)4的結(jié)構(gòu)尺寸較大,從而造成電機(jī)4與變速箱輸入軸8或輸出軸9中心距過(guò)大,從而用到多級(jí)齒輪或尺寸較大的齒輪對(duì)來(lái)將電機(jī)動(dòng)カ傳遞到變速箱輸入軸或輸出軸上,造成整體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜,重量増加,成本較大。鑒于目前同步帶的發(fā)展,同步帶質(zhì)量已經(jīng)滿足車用動(dòng)力的傳遞,采用傳動(dòng)帶傳動(dòng)能很好地解決齒輪傳動(dòng)的各種弊端。當(dāng)采用同步帶6傳動(dòng)與變速箱輸出軸9 I禹合時(shí),如圖2所示,與同步帶6傳動(dòng)與變速箱輸入軸8耦合時(shí)的驅(qū)動(dòng)模式類似,它們之間的區(qū)別是同步帶6與輸出軸9耦合時(shí)沒(méi)有利用變速箱的速比,電機(jī)4的動(dòng)カ經(jīng)過(guò)同步帶6之間傳遞到輸出軸9。不能實(shí)現(xiàn)停車充電,但是它能實(shí)現(xiàn)無(wú)動(dòng)カ中斷換擋。
權(quán)利要求1.一種采用同步帶耦合動(dòng)カ的并聯(lián)混合動(dòng)カ傳動(dòng)系統(tǒng),包含發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速箱和主減速器,其特征在于該系統(tǒng)有發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)兩個(gè)動(dòng)カ源,所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)離合器將動(dòng)カ傳至變速箱的輸入軸,輸入軸的前后端通過(guò)軸承支承于變速箱體,前端伸出箱體外與離合器從動(dòng)盤連接,后端伸出箱體外并在其上裝有同步器、大帶輪;所述電機(jī)的輸出軸固接ー個(gè)小帶輪,同步帶套在大小帶輪上,電機(jī)的動(dòng)カ通過(guò)同步帶傳遞到變速箱的輸入軸或輸出軸,與發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)カ進(jìn)行耦合,驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn),或電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛前迸,實(shí)現(xiàn)并聯(lián)混合動(dòng)カ的驅(qū)動(dòng)模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的采用同步帶耦合動(dòng)カ的并聯(lián)混合動(dòng)カ傳動(dòng)系統(tǒng),其特征在于所述的大小帶輪,其直徑比即是電機(jī)到變速箱輸入軸或輸出軸的傳動(dòng)比。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的采用同步帶耦合動(dòng)カ的并聯(lián)混合動(dòng)カ傳動(dòng)系統(tǒng),其特征在于所述并聯(lián)混合動(dòng)カ的驅(qū)動(dòng)模式為單發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式,或?yàn)閱坞姍C(jī)驅(qū)動(dòng)模式,或?yàn)榛旌蟿?dòng) 力驅(qū)動(dòng)模式,或?yàn)樾铍姵爻潆娔J胶突仞佒苿?dòng)模式。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種采用同步帶耦合動(dòng)力的并聯(lián)混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng),該系統(tǒng)有發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)兩個(gè)動(dòng)力源,發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)離合器將動(dòng)力傳至變速箱的輸入軸,輸入軸的前后端通過(guò)軸承支承于變速箱體,前端伸出箱體外與離合器從動(dòng)盤連接,后端伸出箱體外并在其上裝有同步器、大帶輪;電機(jī)的輸出軸固接一個(gè)小帶輪,同步帶套在大小帶輪上,電機(jī)的動(dòng)力通過(guò)同步帶傳遞到變速箱的輸入軸或輸出軸,與發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力進(jìn)行耦合,實(shí)現(xiàn)并聯(lián)混合動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)模式。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是同步帶性能更佳,能傳遞更大的轉(zhuǎn)矩,有利于提高混合動(dòng)力汽車的混合比,達(dá)到更好的汽車燃油經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號(hào)B60K6/48GK202641358SQ201220255970
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者陳辛波, 代群, 夏威夷, 沈雨霏 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)