[发明专利]基于K-H行星齿轮机构和孔销式输出机构的混合动力驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力汽车动力传动领域，具体涉及到一种基于K-H行星齿轮机构和孔销式输出机构的混合动力驱动系统。

背景技术

随着全球石油资源的日益匮乏，混合动力汽车已经成为未来汽车发展的重要趋势。目前混合动力汽车的主要动力结构形式为串联式、并联式和混联式。由于混合动力汽车的动力源除了发动机，一般还包括发电机/电动机，因此动力传动系统较传统汽车有较大区别。

在丰田公司推出的混合动力汽车Prius上，其核心部件就是混合动力系统THS。该机构主要是采用了一个基于行星齿轮的动力分配装置将发动机、电动机以及发电机的动力实现了较好的耦合。

K-H行星齿轮机构与THS混合动力驱动系统的不同之处在于前者没有了太阳轮，取而代之的是行星轮转臂，而且通过与孔销式输出机构的配合实现了不同平行轴运动部件间的等速传动。K-H行星齿轮机构和孔销式输出机构同样能实现三个动力源的较好调节，通过第一电机的转速控制保证发动机在各种行驶工况下以经济方式运行，而第二电机的输出动力则与发动机传递至输出轴的动力叠加，以满足车辆的动力需求。相较于Prius的混合动力系统，K-H行星齿轮机构和孔销式输出机构组成的混合动力驱动系统具有结构紧凑、体积小、传动效率高等优点，通过正确的参数匹配，可以实现混合动力汽车不同动力源理想的动力耦合。但是， K-H行星齿轮机构的行星轮转臂的转速不能太高，而且孔销式输出机构中的圆柱销的载荷和转速都不能太高，这样限制了其在高速及重载工况下的使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、效率高的基于K-H行星齿轮机构和孔销式输出机构的混合动力驱动系统。

为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种基于K-H行星齿轮机构和孔销式输出机构的混合动力驱动系统，该混合动力驱动系统包括K-H行星齿轮机构和孔销式输出机构，通过K-H行星齿轮机构将混合动力驱动系统的动力源的发动机、第一电机、第二电机的动力耦合起来；发动机的输出轴与第二减速器的输入轴固联，第二减速器的输出轴与离合器的主动片固联；第一电机的输出轴与第一减速器的输入轴固联，第一减速器的输出轴与输出圆盘的轴固联；第二电机的输出轴与第三减速器的输入轴固联，第三减速器的输出轴与输出齿轮固联；输出齿轮与齿圈输出固联。

发动机的动力经第二减速器减速增扭后传递至行星轮转臂，第一电机的动力经第一减速器减速增扭后传递至输出圆盘，再经圆柱销传递至行星轮，发动机输出的动力和第一电机输出的动力经K-H行星齿轮机构耦合后输出至齿圈输出齿轮；第二电机的动力经第三减速器减速增扭后输出至输出齿轮；齿圈输出齿轮的动力和第二电机传递过来的动力在输出齿轮处叠加后，经主减速器齿轮和差速器传递至车轮。

混合动力驱动系统还包括离合器、第一制动器、第二制动器。第一制动器的运动件固联于输出圆盘的轴，制动件固联于车体。第二制动器的运动件固联于输出齿轮的轴，制动件固联于车体。离合器控制发动机的动力输入或断开至K-H行星齿轮机构，第一制动器实现对输出圆盘的轴的制动，第二制动器实现对输出齿轮的制动。离合器、第一制动器和第二制动器在电子控制单元的控制下，分别实现制动或者释放输出圆盘的轴和输出齿轮的轴，保证了不同工况下车辆各动力源不同的工作模式。

所述K-H行星齿轮机构包括行星轮转臂、行星轮和齿圈，齿圈上有内齿圈和外齿圈，齿圈通过轴承支承于行星轮转臂，齿圈相对于行星轮转臂可且仅可作绕其轴线的旋转运动，行星轮与内齿圈啮合；行星轮转臂和外齿圈同轴转动，行星轮转臂是一曲轴结构，行星轮转臂的一端通过轴承支承于行星轮上的中心孔内，行星轮转臂的另一端与离合器的从动片固联；外齿圈与齿圈输出齿轮啮合。

所述孔销式输出机构包括行星轮、圆柱销和输出圆盘；输出圆盘上均布的四个圆柱销分别对应插入行星轮上的四个圆孔中，圆柱销在圆孔中紧贴圆孔内壁作圆周运动；行星轮上四个圆孔的均布直径和输出圆盘上四个圆柱销的均布直径相等，输出圆盘轴的转动中心和行星轮自身轴线中心有偏移距，该偏移距的两倍等于行星轮圆孔直径与销轴直径之差；输出圆盘轴的转动中心与行星轮转臂的转动中心同轴线，保证输出圆盘轴的转速与行星轮的自转转速相等。

主减速器齿轮固联于差速器壳体上，与输出齿轮相啮合，差速器的输出端与车轮通过半轴固联。