專利名稱：雙行星輪系多動力耦合機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及應(yīng)用在機(jī)動車輛上的動力輸出、動力耦合裝置。
背景技術(shù)：
作為混合動力耦合裝置，國內(nèi)外有多種使用行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行動力分配，而他們 多數(shù)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部分部件難于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化制造，需要使用多個控制難度大、壽命難以保 證的自動離合器。一些機(jī)構(gòu)工作模式少，無法實現(xiàn)串聯(lián)工作模式，對于汽車行駛在市區(qū)內(nèi)需 要頻繁加減速等工況適應(yīng)能力低；一些機(jī)構(gòu)無法實現(xiàn)純電機(jī)工作模式，不利于使用在具有 大容量電池的插電式混合動力車上；一些機(jī)構(gòu)沒有純內(nèi)燃機(jī)工作模式，不利于汽車在高速 公路上行駛
實用新型內(nèi)容
本實用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、傳動 部件少，所使用的零部件結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)控制難度低，易于實現(xiàn)批量產(chǎn)業(yè)化制造的雙行星輪 系多動力耦合機(jī)構(gòu)，以其作為混合動力耦合裝置用于汽車驅(qū)動，以期實現(xiàn)多個工作模式，使 整個系統(tǒng)對外表現(xiàn)為一個可以使用混合動力的無級變速器，使內(nèi)燃機(jī)始終工作在最佳燃油 經(jīng)濟(jì)區(qū)。本實用新型解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本實用新型雙行星輪系多動力耦合機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點是設(shè)置由第一太陽輪、第一行星輪、第一行星架以及第一齒圈構(gòu)成的第一行星輪 系；設(shè)置由第二太陽輪、第二行星輪、第二行星架以及第二齒圈構(gòu)成的第二行星輪 系；內(nèi)燃機(jī)輸出轉(zhuǎn)軸與第一行星架連接，第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸與第一太陽輪中 心軸連接；第一齒圈與第二行星架連接，第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸與第二太陽輪中心軸 連接；以第二齒圈通過動力輸出齒輪的齒輪中心軸連接外部傳動系；在所述第二太陽輪中心軸、第一太陽輪中心軸、第二行星架以及第一行星架上分 別設(shè)置第二太陽輪軸鎖止器、第一太陽輪軸鎖止器、第二行星架鎖止器和第一行星架鎖止本實用新型是以靠近輸出端的第二行星輪系為對外功率輸出端；在第一行星輪系 上耦合內(nèi)燃機(jī)和第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)的動力，由第一行星輪系的齒圈將動力傳遞到在第二行 星輪系。第二行星輪系耦合了第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)和第一行星輪系齒圈傳遞過來的功率，最 后通過第二行星輪系的齒圈輸出動力到外部傳動機(jī)構(gòu)。為了優(yōu)化傳動比，外部傳動機(jī)構(gòu)可 以是增速或減速機(jī)構(gòu)。本實用新型巧妙的實現(xiàn)了三個動力源的耦合，并且由于每次耦合都 使用了行星輪系功率分流機(jī)構(gòu)，減低了控制的難度，使系統(tǒng)更可靠，更容易實現(xiàn)。本實用新型是以電機(jī)/發(fā)電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)配合工作，四個鎖止器分別可以鎖止兩個電機(jī)/發(fā)電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)及二級行星輪系之間的動力傳動軸。通過四個鎖止器切換的不同工作模式，以及電機(jī)/發(fā)電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的不同工作狀態(tài)組成多種工作模式，實現(xiàn)應(yīng)對各種工 況的動力輸出行駛，以適應(yīng)汽車在實際行駛中的各種不同功率需求。與已有技術(shù)相比，本實用新型有益效果體現(xiàn)在1、本實用新型可以方便地實現(xiàn)串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)、純電動以及制動能量回收等五種 工作模式，特別是不使用體積大、成本高、控制難度大的自動離合裝置的情況下可以方便地 實現(xiàn)多種模式之間的快速切換。2、本實用新型可以實現(xiàn)一般行星輪系無法實現(xiàn)的串聯(lián)工作模式，在電池電量較低 或路況復(fù)雜的情況下，這種工作模式能耗低，內(nèi)燃機(jī)排放質(zhì)量好，控制簡單。3、本實用新型可以工作在并聯(lián)、混聯(lián)、純電動以及制動能量回收的模式下，實現(xiàn)兩 個電機(jī)/發(fā)電機(jī)的不同配合模式，兩個電機(jī)/發(fā)電機(jī)同時工作或其中一個工作可以根據(jù)工 作功率需求，靈活選擇，從而提供更大的能量輸出功率，并且可以使兩個電機(jī)/發(fā)電機(jī)都盡 量工作在最佳效率區(qū)。4、本實用新型中的兩個電機(jī)/發(fā)電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)功率的耦合都是通過行星輪系，大 大降低了對控制系統(tǒng)的要求，降低了控制系統(tǒng)對電機(jī)/發(fā)電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)速度控制精度的要 求，易于實現(xiàn)，降低了系統(tǒng)成本。在車速進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)后，可以實現(xiàn)純內(nèi)燃機(jī)工 作模式，提高系統(tǒng)效率，達(dá)到節(jié)約能源的目的。5、本實用新型采用單純的兩個行星輪結(jié)構(gòu)以及四個軸鎖止機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單、緊 湊、傳動效率高、制造加工相對容易，系統(tǒng)可靠性高。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖及停車工作模式示意。圖2為本實用新型啟動內(nèi)燃機(jī)工作模式示意圖。圖3為本實用新型停車發(fā)電工作模式示意圖。圖4為本實用新型串聯(lián)行駛工作模式示意圖。圖5為本實用新型純電動工作模式I示意圖。圖6為本實用新型純電動工作模式II示意圖。圖7為本實用新型純電動工作模式III示意圖。圖8為本實用新型行車發(fā)電工作模式I示意圖。圖9為本實用新型行車發(fā)電工作模式II示意圖。圖10為本實用新型行車發(fā)電工作模式III示意圖。圖11為本實用新型純內(nèi)燃機(jī)工作模式示意圖。圖12為本實用新型并聯(lián)工作模式I示意圖。圖13為本實用新型并聯(lián)工作模式II示意圖。圖14為本實用新型并聯(lián)工作模式III示意圖。圖15為本實用新型制動能量回收工作模式I示意圖。圖16為本實用新型制動能量回收工作模式II示意圖。圖17為本實用新型制動能量回收工作模式III示意圖。圖中標(biāo)號1第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)、2第二太陽輪軸鎖止器、3第二太陽輪、4第二行星輪、5第二行星架鎖止器、6第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)、7第一太陽輪軸鎖止器、8第一行星輪、9第一 太陽輪、10第一行星架鎖止器、11內(nèi)燃機(jī)、12殼體、13第一齒圈、14第二齒圈。以下通過具體實施方式
，并結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
具體實施方式
參見圖1，本實施例中的雙行星輪系多動力耦合機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)置為在殼體12中由第一太陽輪9、第一行星輪8、第一行星架以及第一齒圈13構(gòu)成的第一行星輪 系；由第二太陽輪3、第二行星輪4、第二行星架以及第二齒圈14構(gòu)成的第二行星輪 系；內(nèi)燃機(jī)11的內(nèi)燃機(jī)輸出轉(zhuǎn)軸與第一行星架連接，第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)6的轉(zhuǎn)動軸與 第 一太陽輪中心軸連接；第一齒圈13與第二行星架連接，第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)1的轉(zhuǎn)動軸與 第二太陽輪中心軸連接；以第二齒圈14通過動力輸出齒輪的齒輪中心軸連接外部傳動系。圖1所示，在第二太陽輪中心軸、第一太陽輪中心軸、第二行星架以及第一行星架 上分別設(shè)置第二太陽輪軸鎖止器2、第一太陽輪軸鎖止器7、第二行星架鎖止器5和第一行 星架鎖止器10。本實施例中的結(jié)構(gòu)設(shè)置可以實現(xiàn)以下各種工作模式。停車工作模式停止工作模式下，系統(tǒng)沒有能量流動，處于靜止?fàn)顟B(tài)。啟動內(nèi)燃機(jī)工作模式當(dāng)系統(tǒng)處于靜止或純電動行駛工作模式的時候，要想啟動內(nèi)燃機(jī)參與到系統(tǒng)工作 中，需要啟動內(nèi)燃機(jī)到一定的速度，而后平穩(wěn)地把內(nèi)燃機(jī)的功率耦合到系統(tǒng)中。該模式下要 鎖止兩級行星輪系之間的軸鎖止器，使第一行星輪系的動作不會影響到整車的運動，與第 一太陽輪相連的第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動，拖動第一行星輪轉(zhuǎn)動，從而帶動內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動到一 定的速度，進(jìn)而啟動內(nèi)燃機(jī)。停車發(fā)電工作模式如果系統(tǒng)電池電量消耗過大，可以在停車的時候，利用停車間隙使用內(nèi)燃機(jī)拖動 電機(jī)/發(fā)電機(jī)發(fā)電，給電池補(bǔ)充必要的電量，使系統(tǒng)工作更穩(wěn)定。串聯(lián)行駛工作模式若電池電量較低，在交通擁堵或車速較低的路況下，多使用串聯(lián)工作模式。使用內(nèi) 燃機(jī)拖動第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)發(fā)電，供給第二電機(jī)\發(fā)電機(jī)使用，由第二電機(jī)\發(fā)電機(jī)產(chǎn)生動 力對外輸出，若發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能較多，一部分可以存儲在電池中。這種工作模式下，內(nèi)燃 機(jī)工況穩(wěn)定，可以一直工作在最佳燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)，并且可以優(yōu)化內(nèi)燃機(jī)的排放。純電動工作模式I:若電池電量較高，在交通擁堵或車速較低的路況下，多使用純電動工作模式。以純 電驅(qū)動第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)完成動力輸出，通過第一級行星輪系的齒圈傳遞到第二級行星輪 系的行星輪，最后通過第二級行星輪系的齒圈把動力傳遞出去，從而實現(xiàn)了純電動工作模 式。純電動工作模式II:[0054]若電池電量較高，在交通擁堵或車速較低的路況下，多使用純電動工作模式。以純 電驅(qū)動第二電機(jī)\發(fā)電機(jī)完成動力輸出，第二行星輪系的行星架被軸鎖止器固定了，所以 動力通過第二行星輪傳遞到第二齒圈，通過第二齒圈把動力傳遞出去。從而實現(xiàn)了純電動 工作模式。純電動工作模式III:若電池電量較高，在交通擁堵或車速較低的路況下，多使用純電動工作模式，若純 電動模式下對功率需求較大，則可以采用雙電機(jī)純電動的工作模式。純電驅(qū)動由兩個電機(jī) /發(fā)電機(jī)共同完成動力輸出，第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)通過第一齒圈傳遞動力到第二行星輪，第二 太陽輪由第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)驅(qū)動，兩個電機(jī)的功率通過第二行星輪系耦合后，由第二齒圈 將動力傳遞出去，從而實現(xiàn)純電動工作模式。行車發(fā)電工作模式I 在車輛中速行駛過程中，使用行車發(fā)電模式，優(yōu)化內(nèi)燃機(jī)的工況，使其工作在燃 油 經(jīng)濟(jì)區(qū)，達(dá)到節(jié)能減排的目的。一般的內(nèi)燃機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)有較高的轉(zhuǎn)速和較大的扭矩輸出， 若汽車行駛過程中的功率需求沒有內(nèi)燃機(jī)輸出的功率大，則可以通過發(fā)電機(jī)發(fā)電，來吸收 多余的能量。在此模式下內(nèi)燃機(jī)帶動第一級行星輪系的行星輪及其行星架轉(zhuǎn)動，通過第一 級行星輪系，把能量的一部分分流到第一齒圈，最后通過第二級行星輪系的第二齒圈實現(xiàn) 對外部輸出，能量的另外一部分用來帶動第一級行星輪系的太陽輪轉(zhuǎn)動，通過第一電機(jī)/ 發(fā)電機(jī)發(fā)電，存儲在電池中。行車發(fā)電工作模式II在此模式下由軸鎖止器固定第一太陽輪，內(nèi)燃機(jī)帶動第一級行星輪系的行星輪及 其行星架轉(zhuǎn)動，通過第一齒圈把能量傳遞到第二行星輪。通過第二級行星輪系把能量的一 部分分流到第二齒圈實現(xiàn)對外部輸出，能量的另外一部分用來帶動第二級行星輪系的太陽 輪轉(zhuǎn)動，通過電機(jī)/發(fā)電機(jī)發(fā)電，存儲在電池中。行車發(fā)電工作模式II 在此模式下內(nèi)燃機(jī)帶動第一行星架轉(zhuǎn)動，通過第一行星輪系把能量的一部分用來 帶動第一太陽輪轉(zhuǎn)動，并通過第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)發(fā)電，存儲在電池中。能量的另外一部分分 流到第一齒圈，并傳遞到第二行星輪。此部分能量又通過第二級行星輪系實現(xiàn)兩部分分流， 一部分通過第二太陽輪帶動第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)發(fā)電，存儲在電池中，另外一部分通過第二 齒圈實現(xiàn)對外部輸出。這種模式適合采用的電機(jī)/發(fā)電機(jī)功率較小的情況，單個電機(jī)/發(fā) 電機(jī)不能高效率的吸收內(nèi)燃機(jī)的功率。并且可以很好的切換兩個電機(jī)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行工作， 使他們都工作在高效率區(qū)域。純內(nèi)燃機(jī)工作模式當(dāng)汽車負(fù)載和速度落在內(nèi)燃機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)的時候，如高速公路工況，內(nèi)燃機(jī)直接 對外進(jìn)行功率輸出，可以減少能量的轉(zhuǎn)換，提高系統(tǒng)效率。在此工作模式下，和兩個電機(jī)/ 發(fā)電機(jī)相連的軸鎖止器都處于鎖止?fàn)顟B(tài)，使兩個電機(jī)/發(fā)電機(jī)不參與工作。內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動，帶 動第一行星輪系的行星輪及其行星架轉(zhuǎn)動，能量進(jìn)而通過第一齒圈傳遞到第二行星輪系的 第二齒圈上，實現(xiàn)能量的對外輸出。并聯(lián)工作模式I當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處在燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)時候其輸出功率不能滿足汽車動力需求的時候，采用電機(jī)助力的并聯(lián)運行方式。內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動帶動第一級行星輪系的行星輪及其行星架轉(zhuǎn)動，第一 太陽輪在第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，通過第一行星輪系實現(xiàn)兩個動力的耦合，通過 第一齒圈把能量傳遞到第二行星輪系中，由于第二太陽輪被軸鎖止器固定，能量通過第二 齒圈傳遞到外部驅(qū)動系統(tǒng)。并聯(lián)工作模式II:當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處在燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)時候其輸出功率不能滿足汽車動力需求的時候，采用電機(jī)助力的并聯(lián)運行方式。內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動帶動第一行星輪系的行星輪及其行星架轉(zhuǎn)動，第一太 陽輪被軸鎖止器固定，因此能量通過第一齒圈傳遞到第二行星輪系中。第二太陽輪被第二 電機(jī)/發(fā)電機(jī)驅(qū)動，通過第二行星輪系耦合了第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)的功率和由第一行星輪系 傳遞過來內(nèi)燃機(jī)的功率。最后能量通過第二齒圈傳遞到外部驅(qū)動系統(tǒng)。并聯(lián)工作模式III 當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處在燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)時候其輸出功率不能滿足汽車動力需求的時候，采用電 機(jī)助力的并聯(lián)運行方式。內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動帶動第一行星輪系的行星輪及其行星架轉(zhuǎn)動，第一太 陽輪在電機(jī)/發(fā)電機(jī)的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，通過第一行星輪系實現(xiàn)兩個動力的耦合，通過第一齒 圈把能量傳遞到第二行星輪系的行星輪中。第二太陽輪被第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)驅(qū)動，通過第 二行星輪系耦合第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)的能量和第一級行星輪系傳來的能量，最后耦合過的能 量通過第二齒圈傳遞到外部驅(qū)動系統(tǒng)。兩級行星輪系耦合了三個動力源，實現(xiàn)了大功率輸 出。由于所有的功率耦合都是通過行星輪系完成，降低了對控制精度的要求。制動能量回收工作模式I :當(dāng)汽車需要減速的時候，通過發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，完成能量的回收，減少能量無謂的 浪費。此工作模式下汽車的動能通過第二行星輪系的齒圈傳遞到第二行星輪，而后傳遞到 第一齒圈。能量通過第一行星輪系的行星輪傳遞到第一太陽輪，第一太陽輪拖動第一電機(jī) /發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動進(jìn)行發(fā)電，所發(fā)的電能存儲在電池中。完成能量回收。制動能量回收工作模式II 當(dāng)汽車需要減速的時候，通過發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，完成能量的回收，減少能量無謂的 浪費。此工作模式下汽車的動能通過第二齒圈傳遞到第二行星輪，而后傳遞到第二太陽輪， 由第二太陽輪拖動第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動進(jìn)行發(fā)電，所發(fā)的電能存儲在電池中。完成能量 回收。制動能量回收工作模式III 當(dāng)汽車需要減速的時候，通過發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，完成能量的回收，減少能量無謂的 浪費。此工作模式下汽車的動能通過第二齒圈傳遞到第二行星輪，此處能量開始分流，一部 分能量傳遞到第二太陽輪，由第二太陽輪拖動第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動進(jìn)行發(fā)電，所發(fā)的電 能存儲在電池中。另外一部分能量傳遞到第一齒圈，通過第一行星輪系的行星輪傳遞到第 一太陽輪，由第一太陽輪拖動第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動進(jìn)行發(fā)電，所發(fā)的電能存儲在電池中。 共通過兩個發(fā)電機(jī)完成能量回收。這種方式有利于汽車在高速時的能量回收工況，兩個電 機(jī)可以實現(xiàn)更大的能量回功率，同時由于兩個電機(jī)/發(fā)電機(jī)處在不同的傳動鏈上，傳動比 不同，通過切換不同的電機(jī)參與或同時參與發(fā)電，使兩個電機(jī)都工作在高效率區(qū)間，回收更 多的能量。圖2所示，系統(tǒng)處于啟動內(nèi)燃機(jī)工作模式。第一太陽輪軸鎖止器7放松，第二行星架鎖止器5鎖止，第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)6轉(zhuǎn)動，能量傳遞到第一行星輪8上，第一行星輪8及 其行星架拖動內(nèi)燃機(jī)11轉(zhuǎn)動，啟動內(nèi)燃機(jī)11。圖3所示，系統(tǒng)處于停車發(fā)電工作模式。內(nèi)燃機(jī)11帶動第一行星輪8及其行星架 轉(zhuǎn)動，第二行星架鎖止器5鎖止，從而固定了第一齒圈13，因此第一行星輪8及其行星架轉(zhuǎn) 動產(chǎn)生的能量全部傳遞到了第一太陽輪9，帶動第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)6轉(zhuǎn)動，進(jìn)行發(fā)電，并通過 通過充電系統(tǒng)為電池充電。圖4所示，系統(tǒng)處于串聯(lián)行駛工作模式。串聯(lián)行駛過程中所需要的能源來自電池 和第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)6。內(nèi)燃機(jī)11帶動第一行星輪架轉(zhuǎn)動，第二行星架鎖止器5處于鎖止 模式，從而固定了第一齒圈13，因此第一行星輪8及其行星架轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的能量全部傳遞到 了第一太陽輪9，帶動電機(jī)/發(fā)電機(jī)6轉(zhuǎn)動，進(jìn)行發(fā)電，并通過充電系統(tǒng)為電池充電或直接 通過能量分配電路供給第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)1使用，用以驅(qū)動汽車行駛。第二電機(jī)/發(fā)電機(jī) 1作為電動機(jī)，消耗電池或第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)6產(chǎn)生的能量，產(chǎn)生驅(qū)動力通過第二太陽輪3 傳遞到第二行星輪4，由于第二行星鎖止器5處于鎖止?fàn)顟B(tài)，能量全部通過第二行星輪4傳 遞到第二齒圈14上，進(jìn)而輸出到外部傳動系統(tǒng)。在串聯(lián)工作模式下，內(nèi)燃機(jī)11的工況是固 定的，外部工況的變化由第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)1來適應(yīng)，內(nèi)燃機(jī)11總可以工作在最佳燃油經(jīng) 濟(jì)區(qū)，從而實現(xiàn)了較低的能量消耗。圖5所示，系統(tǒng)處于純電動工作模式I。此模式下第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)6帶動第一太 陽輪9轉(zhuǎn)動，由于第一行星架鎖止器10處于鎖止?fàn)顟B(tài)，能量傳遞到第一齒圈13，而后傳遞到 第二行星輪4，由于第二太陽輪軸鎖止器2鎖止，能量通過第二齒圈14傳遞到外部傳動系 統(tǒng)。圖6所示，系統(tǒng)處于純電動工作模式II。第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)1帶動第一太陽輪3 轉(zhuǎn)動，由于第二行星架鎖止器5鎖止，能量通過第二齒圈14傳遞到外部傳動系統(tǒng)。圖7所示，系統(tǒng)處于純電動工作模式III。第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)6帶動第一太陽輪9 轉(zhuǎn)動，由于第一行星架鎖止器10鎖止，能量傳遞到第一齒圈13，而后傳遞到第二行星輪4。 第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)1帶動第二太陽輪3轉(zhuǎn)動，第二行星輪系中耦合了第一行星輪系傳遞到 第二行星輪4的能量，通過第二齒圈14傳遞到外部傳動系統(tǒng)。當(dāng)功率需求較大，可以在此 模式下獲得較高的速度。圖8所示，系統(tǒng)處于行車發(fā)電工作模式I。內(nèi)燃機(jī)11轉(zhuǎn)動，帶動第一行星輪8及其 行星架轉(zhuǎn)動，由于第二行星架鎖止器5和第一太陽輪軸鎖止器7都放松，因此第一行星輪8 及其行星架帶動太陽輪9和第一齒圈13轉(zhuǎn)動，通過第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)6的速度，達(dá)到調(diào)節(jié) 第一齒圈13的轉(zhuǎn)速目的，從而完成能量分流。由于第二太陽輪軸鎖止器2鎖止，由第一齒 圈13傳遞過來的能量直接帶動第二行星輪4及其行星架轉(zhuǎn)動，把能量傳遞到第二齒圈14， 進(jìn)而傳遞到外部傳動系統(tǒng)。圖9所示，系統(tǒng)處于行車發(fā)電工作模式II。內(nèi)燃機(jī)11轉(zhuǎn)動，帶動第一行星輪8及 其行星架轉(zhuǎn)動，由于第一太陽輪軸鎖止器7鎖止，第一行星輪8及其行星架帶動第一齒圈13 轉(zhuǎn)動，把能量傳遞到第二行星輪系。由于第二太陽輪軸鎖止器2放松，由第一齒圈13傳遞 過來的能量帶動第二行星輪4及其行星架轉(zhuǎn)動，把能量傳遞到第二太陽輪3和第二齒圈14， 通過調(diào)節(jié)第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)1的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)第二齒圈14的轉(zhuǎn)速，完成能量分流。最后通過 第二齒圈14把能量傳遞到外部傳動系統(tǒng)。[0085]圖10所示，系統(tǒng)處于行車發(fā)電工作模式III。內(nèi)燃機(jī)11轉(zhuǎn)動，帶動第一行星輪8 及其行星架轉(zhuǎn)動，由于第二行星架鎖止器5和第一太陽輪軸鎖止器7都放松，因此第一行星 輪8及其行星架帶動第一太陽輪9和第一齒圈13轉(zhuǎn)動，通過調(diào)節(jié)第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)6的速 度，調(diào)節(jié)第一齒圈13的轉(zhuǎn)速，從而完成能量分流的作用，控制傳遞到第二行星輪系的能量 比例。由于第二太陽輪軸鎖止器2放松，由第一齒圈13傳遞過來的能量帶動第二行星輪4 及其行星架轉(zhuǎn)動，把能量傳遞到第二太陽輪3和第二齒圈14，通過調(diào)節(jié)第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)1 的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)第二齒圈14的轉(zhuǎn)速，完成進(jìn)一步的能量分流，把較少的能量傳遞到外部傳動系 統(tǒng)。圖11所示，系統(tǒng)處于純內(nèi)燃機(jī)工作模式。第二太陽輪軸鎖止器2和第一太陽輪軸 鎖止器7都鎖止，兩個電機(jī)/發(fā)電機(jī)不參與工作。內(nèi)燃機(jī)11轉(zhuǎn)動，帶動第一行星輪8及其 行星架轉(zhuǎn)動，能量通過第一齒圈13傳遞到第二行星輪4及其行星架，進(jìn)而傳遞到第二齒圈 14，實現(xiàn)能量的對外輸出。圖12所示，系統(tǒng)處于并聯(lián)工作模式I。第二太陽輪軸鎖止器2鎖止，其它各軸鎖止 器均放松。內(nèi)燃機(jī)11帶動第一行星輪8及其行星架轉(zhuǎn)動，第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)6帶動第一太 陽輪9轉(zhuǎn)動，通過第一行星輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行能量耦合，耦合的能量通過第一齒圈13傳遞到第二 行星輪系，調(diào)節(jié)第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)6的轉(zhuǎn)速，來調(diào)節(jié)對第二級功率輸出的大小。由于第二太 陽輪軸鎖止器2的鎖止，能量通過第二行星輪4傳遞到第二齒圈14，最后通過第二齒圈14 把能量傳遞到外部傳動系統(tǒng)。圖13所示，系統(tǒng)處于并聯(lián)工作模式II。第一太陽輪軸鎖止器7鎖止，其它各軸鎖 止器均為放松。內(nèi)燃機(jī)11轉(zhuǎn)動，帶動第一行星輪8及其行星架轉(zhuǎn)動，由于第一太陽輪軸鎖 止器7鎖止，因此第一行星輪8及其行星架帶動第一齒圈13轉(zhuǎn)動，把能量傳 遞到第二行星 輪系。第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)1帶動第二太陽輪3轉(zhuǎn)動，其能量和由第一齒圈13傳遞過來的能 量通過第二行星輪耦合，能量傳遞到第二齒圈14，調(diào)節(jié)第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)1的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)第 二齒圈14的轉(zhuǎn)速，完成能量耦合。最后通過第二齒圈14把能量傳遞到外部傳動系統(tǒng)。圖14所示，系統(tǒng)處于并聯(lián)工作模式III。所有軸鎖止器均放松。內(nèi)燃機(jī)11帶動第 一行星輪8及其行星架轉(zhuǎn)動，第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)6帶動第一太陽輪9轉(zhuǎn)動，通過第一行星輪 系進(jìn)行能量耦合，耦合的能量通過第一齒圈13傳遞到第二行星輪系，調(diào)節(jié)第一電機(jī)/發(fā)電 機(jī)6的轉(zhuǎn)速，以調(diào)節(jié)對第二級功率輸出的大小。第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)1帶動第二太陽輪3轉(zhuǎn) 動，其能量和由第一齒圈13傳遞過來的能量通過第二行星輪耦合，并將耦合能量傳遞到第 二齒圈14，調(diào)節(jié)第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)1轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)第二齒圈14的轉(zhuǎn)速，完成能量耦合。最后 通過第二齒圈14把能量傳遞到外部傳動系統(tǒng)。最終完成三個動力單元的能量耦合。圖15所示，系統(tǒng)處于制動能量回收工作模式I。第二太陽輪軸鎖緊器2和第一行 星架鎖緊器10鎖止，汽車的動能通過第二齒圈14傳遞到第二行星輪4，而后傳遞到第一齒 圈13。由于第一行星架鎖止器10的鎖止，能量通過第一行星輪8及其行星架傳遞到第一 太陽輪9，由第一太陽輪9拖動第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)6轉(zhuǎn)動進(jìn)行發(fā)電，所發(fā)的電能存儲在電池 中。圖16所示，系統(tǒng)處于制動能量回收工作模式II。第二行星架鎖止器5鎖止，汽車 的動能通過第二齒圈14傳遞到第二行星輪4，而后傳遞到第二太陽輪3上，由第二太陽輪拖 動第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)1轉(zhuǎn)動進(jìn)行發(fā)電，所發(fā)的電能存儲在電池中。[0092] 圖17所示，系統(tǒng)處于制動能量回收工作模式III。第一行星架鎖止器10鎖止，汽車的動能通過第二齒圈14傳遞到第二行星輪4，在此處實現(xiàn)功率分流。一部分功率傳遞到 第二太陽輪3，由第二太陽輪3拖動第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)1轉(zhuǎn)動進(jìn)行發(fā)電，所發(fā)的電能存儲在 電池中。另一部分能量傳遞到第一齒圈13，能量通過第一行星輪8及其行星架傳遞到第一 太陽輪9，由第一太陽輪9拖動第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)6轉(zhuǎn)動進(jìn)行發(fā)電，所發(fā)的電能存儲在電池 中。這種方式有利于汽車在高速時的能量回收工況，兩個電機(jī)可以實現(xiàn)更大的能量回功率， 同時由于兩個電機(jī)/發(fā)電機(jī)處在不同的傳動鏈上，傳動比不同，通過切換不同的電機(jī)參與 或同時參與發(fā)電，使兩個電機(jī)都工作在高效率區(qū)間，回收更多的能量。
權(quán)利要求雙行星輪系多動力耦合機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點是設(shè)置由第一太陽輪、第一行星輪、第一行星架以及第一齒圈構(gòu)成的第一行星輪系；設(shè)置由第二太陽輪、第二行星輪、第二行星架以及第二齒圈構(gòu)成的第二行星輪系；內(nèi)燃機(jī)輸出轉(zhuǎn)軸與第一行星架連接，第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)(6)的轉(zhuǎn)動軸與第一太陽輪中心軸連接；第一齒圈與第二行星架連接，第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)(1)的轉(zhuǎn)動軸與第二太陽輪中心軸連接；以第二齒圈通過動力輸出齒輪的齒輪中心軸連接外部傳動系；在所述第二太陽輪中心軸、第一太陽輪中心軸、第二行星架以及第一行星架上分別設(shè)置第二太陽輪軸鎖止器(2)、第一太陽輪軸鎖止器(7)、第二行星架鎖止器(5)和第一行星架鎖止器(10)。
專利摘要本實用新型公開了一種雙行星輪系多動力耦合機(jī)構(gòu)，其特征是設(shè)置由第一太陽輪、第一行星輪、第一行星架以及第一齒圈構(gòu)成的第一行星輪系；設(shè)置由第二太陽輪、第二行星輪、第二行星架以及第二齒圈構(gòu)成的第二行星輪系；內(nèi)燃機(jī)輸出轉(zhuǎn)軸與第一行星架連接，第一電機(jī)/發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸與第一太陽輪中心軸連接；第一齒圈與第二行星架連接，第二電機(jī)/發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸與第二太陽輪中心軸連接；以第二齒圈通過動力輸出齒輪的齒輪中心軸連接外部傳動系；在第二太陽輪中心軸、第一太陽輪中心軸、第二行星架以及第一行星架上分別設(shè)置各鎖止器。本實用新型控制難度低，可實現(xiàn)多種工作模式，整個系統(tǒng)表現(xiàn)為使用混合動力的無級變速器，使內(nèi)燃機(jī)始終工作在最佳燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)。
文檔編號F16H1/46GK201588908SQ20092029199
公開日2010年9月22日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
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