專利名稱：一種汽車用電機調(diào)節(jié)的無級變速系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及混合電動汽車中用于傳遞動力的變速傳動裝置的技術(shù)領域，具體是一種汽車用電機調(diào)節(jié)的無級變速系統(tǒng)，主要用于發(fā)動機前置前驅(qū)的混合電動轎車中，也可應用于其他需要以無級變速方式傳遞動力的場合，特別是一種混合電動無級變速裝置。
背景技術(shù)：
汽車變速器必須適應車輛在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下對驅(qū)動車輪牽引力和車速的不同要求。為了充分利用發(fā)動機的功率，提高燃料經(jīng)濟性以及改善汽車的排放性能，理想的汽車變速器應具有無級變化的傳動比并能進行最優(yōu)化的控制。目前不同種類的車用無級變速器都存在著一些問題，如在高檔轎車中應用較多的液力變矩器結(jié)構(gòu)復雜與制造成本高，使其應用范圍受限；而在踏板式摩托車中的帶式無級變速裝置不能傳遞較大的功率，起步性能較差。此外，相對于常規(guī)的齒輪傳動，無級變速器傳動效率較低更是其最為突出的缺陷，這在很大程度上抵消了由于應用無級變速器而使發(fā)動機工作在效率較高的工況下所帶來的好處。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種操作簡化、易于駕駛，有利于提高車輛的安全性與舒適性，并節(jié)省燃油消耗與降低有害物質(zhì)排放的用于發(fā)動機前置后驅(qū)的汽車用電機調(diào)節(jié)的無級變速系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的汽車用電機調(diào)節(jié)的無級變速系統(tǒng)，其特點是包括二自由度行星輪系、直流調(diào)速電機、以及選換擋執(zhí)行機構(gòu)；選換擋執(zhí)行機構(gòu)包括與行星輪系太陽齒輪相連的用于實現(xiàn)起步擋、無級變速擋和倒擋控制的單向離合器9， 輸出軸同步器12和中間從動齒輪同步器14 ；發(fā)動機飛輪1的動力經(jīng)磁粉離合器2傳到變速裝置輸入軸3，并經(jīng)單向離合器9傳到行星輪系的太陽齒輪8，調(diào)速電機20的動力經(jīng)電機輸入主動齒輪4和電機輸入從動齒輪5傳到二自由度行星輪系的齒圈6，該齒圈6和所述太陽齒輪8上的動力經(jīng)行星齒輪10由行星架7匯流后經(jīng)輸出軸同步器12傳到變速裝置輸出軸19用以驅(qū)動車輛；所述齒圈6和太陽齒輪8上的動力經(jīng)行星齒輪10由行星架7匯流后經(jīng)過中間主動齒輪11、中間從動齒輪13、中間從動齒輪同步器14、倒擋主動齒輪17、倒擋惰輪16和倒擋從動齒輪15傳到變速裝置輸出軸19，以倒擋。利用直流電機的無級調(diào)速原理，通過設計調(diào)速電機和發(fā)動機與單排行星輪系齒圈和太陽輪的連接關系，實現(xiàn)整個變速裝置速比的無級連續(xù)調(diào)節(jié)，并使其適用于發(fā)動機前置后驅(qū)的汽車。通過與行星輪系太陽輪相連的單向離合器9，以及輸出軸同步器12和中間從動齒輪同步器14可以實現(xiàn)整個變速裝置起步擋、無級變速擋和倒擋的工作模式轉(zhuǎn)換和控制。本實用新型具有的技術(shù)效果(1)本實用新型的汽車用電機調(diào)節(jié)的無級變速系統(tǒng)，其無級調(diào)速通過電機控制器對調(diào)速電機控制實現(xiàn)，根據(jù)汽車運行工況對電機進行實時調(diào)節(jié)控制，利用調(diào)速電機的無級調(diào)速原理實現(xiàn)整個變速裝置速比的無級變化，同時實現(xiàn)發(fā)動機最佳運行工況的調(diào)節(jié)，保證整個汽車最佳經(jīng)濟性和動力性的實現(xiàn)。其顯著優(yōu)點為無級調(diào)速部件的簡化；通過合理選取調(diào)速電機的功率及調(diào)速范圍，可有效拓展其應用對象范圍；將混合電動汽車和無級變速器的優(yōu)勢合二為一，更加有效地節(jié)省燃油消耗與降低有害排放，從而提高汽車節(jié)能、環(huán)保以及動力性能。(2)本實用新型的無級變速系統(tǒng)，利用直流電機無級調(diào)速與齒輪傳動相結(jié)合，既能實現(xiàn)整個變速裝置速比無級變化，又能根據(jù)汽車行駛工況通過對電機進行適時控制實現(xiàn)發(fā)動機最佳工作狀況的新型無級變速裝置，可有效改善汽車的排放性能并提高汽車經(jīng)濟性、平順性和安全性。(3)本實用新型采用直流調(diào)速電機代替其中的帶式無級變速器，使其應用范圍可以拓展到混合動力電動汽車。

為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中圖1實施例中的汽車用電機調(diào)節(jié)的無級變速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標記1一發(fā)動機飛輪，2—磁粉離合器，3—變速系統(tǒng)輸入軸，4一電機輸入主動齒輪，5—電機輸入從動齒輪，6-齒圈，7-行星架，8-太陽齒輪，9-單向離合器， 10-行星齒輪，11-中間主動齒輪，12-輸出軸同步器，13-中間從動齒輪，14-中間從動齒輪同步器，15-倒擋從動齒輪，16-倒擋惰輪，17-倒擋主動齒輪，18-中間軸，19-變速系統(tǒng)輸出軸，20—調(diào)速電機，21—調(diào)速電機輸出軸。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型進行詳細說明如圖1-2，本實施例的汽車用電機調(diào)節(jié)的無級變速系統(tǒng)包括一組二自由度行星輪系、一組直流調(diào)速電機及其控制器以及各部件連接齒輪和選換擋執(zhí)行機構(gòu)，其具體的連接方式為發(fā)動機的動力經(jīng)磁粉離合器2傳到變速裝置輸入軸3，并進一步經(jīng)單向離合器9 傳到行星輪系的太陽齒輪8，調(diào)速電機動力經(jīng)電機輸入主動齒輪4和電機輸入從動齒輪5傳到二自由度行星輪系的齒圈6，兩部分動力經(jīng)行星齒輪10由行星架7匯流后經(jīng)輸出軸同步器傳到變速裝置輸出軸19用以驅(qū)動車輛；若行星架7匯流后經(jīng)過中間主動齒輪11、中間從動齒輪13、中間從動齒輪同步器14、倒擋主動齒輪17、倒擋惰輪16和倒擋從動齒輪15傳到變速裝置輸出軸19則實現(xiàn)倒擋功能。其中，直流調(diào)速電機組包括直流電源、控制器和調(diào)速電機，通過對電機轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)控制，即可實現(xiàn)整個變速裝置傳動比的連續(xù)變化。根據(jù)車輛的不同行駛工況，電控單元利用傳感器的反饋信號對該變速裝置的擋位以及無級變速時的速比進行實時調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)汽車的性能最優(yōu)。裝置的工作狀況有三種， 即起步擋、無級變速擋和倒擋，應用電控單元與相應的執(zhí)行機構(gòu)來控制擋位選擇。無級變速擋該擋位下，發(fā)動機和電動機同時工作。發(fā)動機輸入功率傳遞至行星輪系的太陽齒輪8，電動機輸入功率傳遞至行星輪系的齒圈6，經(jīng)過行星齒輪10由行星架7匯流后輸出，然后經(jīng)輸出軸同步器12到輸出軸19 (此時，同步器12將行星架7跟輸出軸19 結(jié)合在一起)，驅(qū)動汽車行駛。[0015]起步擋發(fā)動機獨立工作。單向離合器9制動行星輪系的齒圈6，發(fā)動機動力通過行星輪系的太陽齒輪和行星架經(jīng)輸出軸同步器12到輸出軸19，實現(xiàn)車輛的起步。倒擋發(fā)動機獨立工作。單向離合器9制動行星輪系的齒圈6，發(fā)動機動力通過行星輪系的太陽齒輪8和行星架7經(jīng)中間主動齒輪11、中間從動齒輪13、中間從動齒輪同步器14、倒擋主動齒輪17、倒擋惰輪16和倒擋從動齒輪15傳到輸出軸19，實現(xiàn)車輛的倒擋。 (此時，輸出軸同步器12將中間主動齒輪11的后端部分與輸出軸19分開，中間從動齒輪同步器14將中間從動齒輪13與中間軸18結(jié)合在一起)。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本實用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。
權(quán)利要求1. 一種汽車用電機調(diào)節(jié)的無級變速系統(tǒng)，其特征在于包括二自由度行星輪系、直流調(diào)速電機、以及選換擋執(zhí)行機構(gòu)；選換擋執(zhí)行機構(gòu)包括與行星輪系太陽齒輪相連的用于實現(xiàn)起步擋、無級變速擋和倒擋控制的單向離合器(9)，輸出軸同步器(12)和中間從動齒輪同步器(14);發(fā)動機飛輪(1)的動力經(jīng)磁粉離合器(2)傳到變速裝置輸入軸(3)，并經(jīng)單向離合器 (9)傳到行星輪系的太陽齒輪(8)，調(diào)速電機(20)的動力經(jīng)電機輸入主動齒輪(4)和電機輸入從動齒輪(5)傳到二自由度行星輪系的齒圈(6)，該齒圈(6)和所述太陽齒輪(8)上的動力經(jīng)行星齒輪(10)由行星架(7)匯流后經(jīng)輸出軸同步器(12)傳到變速裝置輸出軸(19)用以驅(qū)動車輛；所述齒圈(6)和太陽齒輪(8)上的動力經(jīng)行星齒輪(10)由行星架(7)匯流后經(jīng)過中間主動齒輪(11)、中間從動齒輪(13)、中間從動齒輪同步器(14)、倒擋主動齒輪(17)、倒擋惰輪(16)和倒擋從動齒輪(15)傳到變速裝置輸出軸(19)，以倒擋。
專利摘要本實用新型涉及一種汽車用電機調(diào)節(jié)的無級變速系統(tǒng)，其特點是包括二自由度行星輪系、直流調(diào)速電機和選換擋執(zhí)行機構(gòu)；選換擋執(zhí)行機構(gòu)包括單向離合器、輸出軸同步器和中間從動齒輪同步器；飛輪的動力經(jīng)磁粉離合器傳到變速裝置輸入軸，并經(jīng)單向離合器傳到行星輪系的太陽齒輪，調(diào)速電機的動力經(jīng)電機輸入主動齒輪和電機輸入從動齒輪傳到二自由度行星輪系的齒圈，該齒圈和太陽齒輪上的動力經(jīng)行星齒輪由行星架匯流后經(jīng)輸出軸同步器傳到變速裝置輸出軸用以驅(qū)動車輛；齒圈和太陽齒輪上的動力經(jīng)行星齒輪由行星架匯流后經(jīng)過中間主動齒輪、中間從動齒輪、中間從動齒輪同步器、倒擋主動齒輪、倒擋惰輪和倒擋從動齒輪傳到變速裝置輸出軸，以倒擋。
文檔編號F16H3/72GK201992009SQ20112009238
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者張?zhí)m春, 貝紹軼 申請人:江蘇技術(shù)師范學院