[发明专利]一种混合动力变速器有效

专利信息
申请号: 201210591531.3 申请日: 2012-12-31
公开(公告)号: CN103085643A 公开(公告)日: 2013-05-08
发明(设计)人: 王成立;白永生;唐广清;樊晓磊;王建华 申请(专利权)人: 长城汽车股份有限公司
主分类号: B60K6/22 分类号: B60K6/22;B60K6/365;B60K6/547
代理公司: 石家庄科诚专利事务所 13113 代理人: 张红卫;左燕生
地址: 071000 河*** 国省代码: 河北;13
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摘要:
搜索关键词: 一种 混合 动力 变速器
【说明书】:

技术领域

发明属于汽车领域,涉及车用变速器,具体地说是一种混合动力变速器。

背景技术

近年来,出于节能环保方面的考虑,混合动力车型日趋热销。混合动力车辆的动力源为内燃机和电动机,电动机低速大扭矩的特点弥补了内燃机尤其是涡轮增压内燃机在低速扭矩不足的缺点,使车辆的动力性能得到充分的保证。同级别车型中采用混合动力技术在不降低动力性的前提下可匹配小排量发动机,燃油消耗率和排放性能也大大得到了改善。

大多数车企都在努力利用自己的技术底蕴发展符合公司特色的混合动力技术,这就需要突破主流企业在常规变速器领域的核心技术。 

发明内容

本发明要解决的技术问题,是提供一种混合动力变速器,它是在现有的拉维纳式行星结构的4AT基础上进行了改进,使其具有双EVT结构具备了类似CVT的无级变速功能,弥补现有4AT在换挡舒适性和燃油经济性方面的不足。

为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:

一种混合动力变速器,包括内燃机、拉维纳行星系、差速器总成,还包括与拉维纳行星系齿圈的外齿轮、差速器总成的外齿轮相啮合的中间轴齿轮轮系,中间轴齿轮轮系设于拉维纳行星系与差速器总成之间;拉维纳行星系包括后太阳轮;其特别之处在于:

拉维纳行星系的输入轴上经扭矩减振器与内燃机相联;

拉维纳行星系的齿圈上设有第一电机,第一电机的内转子与齿圈相联接;

后太阳轮上设有第二电机,第二电机的内转子与后太阳轮相联接。

作为对本发明的限定:

所述拉维纳行星系的行星架与输入轴相联;行星架上设有第一离合器、与前太阳轮连接的第二离合器,拉维纳行星系还包括前太阳轮、长行星轮、短行星轮;其中:

内燃机通过扭矩减振器与第一离合器的内毂、第二离合器的外毂相连;

第一离合器的外毂与行星架连接;

第二离合器的内毂与前太阳轮连接;

前太阳轮与短行星轮啮合;短行星轮还与长行星轮啮合,长行星轮既与后太阳轮啮合又与齿圈啮合。

中间轴齿轮轮系设于中间齿轮轴上,包括输出被动齿轮与中间轴齿轮;齿圈上的外齿轮与输出被动齿轮啮合,中间轴齿轮与差速器总成上的外齿轮啮合。

差速器总成与左右半轴连接。

作为本发明的进一步限定, 所述行星架上设有制动器,制动器设于行星架尾端并与行星架连接。

本发明的工作原理如下:

(1)启动 

启动,低速到中速时,只要电池的电量在合理范围之内,汽车由第一电机驱动,此时整车处于纯电模式,两离合器和制动器均处于分离状态。动力直接由齿圈传递给中间齿轮轴,然后由中间齿轮轴传递给差速器总成,动力经与差速器连接的两个半轴传递给左右车轮,从而实现动力的输出。

(2)一般行驶

当整车进入一般行驶时,此时第一离合器结合发电机(第二电机)带动发动机曲轴从静止开始旋转,直至点火。发动机动力一部分直接通过行星系驱动车轮,一部分分配给发电机(第二电机)用于发电,电力按需求分配给电池和电机。通过调整发第二电机转速实现类似CVT的无级变速。具体调速原理如下:

式中:n内—内燃机转速;n电—第一电机转速;n发—发电机(第二电机)转速;n框—行星架转速; K2—第一电机连接的齿圈与第二电机连接的后太阳轮的齿比;

从上式可知在不改变内燃机转速的情况下,通过改变发电机转速可以实现与第一电机连接的齿圈的转速的调节,即实现输出转速的改变,因发电机在额定转速范围内可以实现无级调节,所以通过调节发电机转速可以实现电机转速类似CVT的无级调节。

(3)急加速

急加速工况分两级:

(31)在中低速范围加速时,电池给两个电机提供能量辅助加速,同时第二离合器结合以获得较高的传动比从而提高加速的动力性,同时又可以根据车速与输出转速,判断车轮是否打滑,从而确定调整电池给两个电机提供的能量;

(32)在高速范围加速时,第一离合器结合以降低传动比从而提高输出转速,同时电池给两个电机提供能量实现辅助加速,以改善加速性能。两离合器的结合均可通过发电机的无级调速实现第一电机连接的齿圈的转速类似CVT的无级调节,保证加速过程中的平顺性。第一离合器结合的调节原理在一般行驶工况已叙述;第二离合器结合的调节原理如下:

 

整理上述两得:

 

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