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一种油电静液复合的混合传动系统

阅读:626发布:2020-05-22

专利汇可以提供一种油电静液复合的混合传动系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种油电静液复合的混合 动 力 传动系统 。包括 发动机 、 减振器 、 动力分配 器、机械传动模 块 、液压传动模块和电动传动模块,所述电动传动模块包括发 电机 、 电动机 和动力 电池 组 。本实用新型在油电静液复合的混合动力传动模式下,可以转换为机械-液压分流/并流传动模式、油电混合动力传动模式、电动机-机械动力传动模式、发动机-机械动力传动模式;本实用新型具有电-液混合动力传动模式,并可进一步转换为油-液 串联 传动模式和油-电串联传动模式;本实用新型还具有 电 制动 、液压制动或电-液联合制动的陡坡缓速功能和电制动的坡道辅助起步功能,还具有发动机快速启停功能和对动力电池组进行插入式充电的功能。,下面是一种油电静液复合的混合传动系统专利的具体信息内容。

1.一种油电静液复合的混合传动系统,其特征在于:包括发动机(E)、减振器(1)、动力分配器(PD)、机械传动模(MT)、液压传动模块(HT)和电动传动模块(ET);
所述发动机(E)为汽油发动机或柴油发动机液化石油气或液化天然气或其它燃料发动机,发动机(E)的曲轴一端与所述减振器(1)的输入端固定连接;减振器(1)的输出端固定连接着动力分配器(PD)的分配器输入轴(2)的一端;
所述动力分配器(PD)是一个NGW型行星齿轮机构,包括分配器输入轴(2)、太阳轮(3)、行星架(4)、内齿圈(5)和两个以上的行星轮;所述分配器输入轴(2)的另一端固定连接着行星架(4);所述太阳轮(3)固定设于中心轴(9)的一端;所述内齿圈(5)固定设于内齿圈套筒轴(7)的一端,中心轴(9)穿过内齿圈套筒轴(7);所述两个以上的行星轮均布在太阳轮(3)与内齿圈(5)之间,并同时与太阳轮(3)和内齿圈(5)啮合
所述机械传动模块(MT)包括系统壳体(KT)、套筒轴同步器(6)、内齿圈套筒轴(7)、套筒轴(8)、中心轴(9)、动力耦合轴(13)、主减速轴(16)、主减速从动齿轮(17)和差速器(19);所述内齿圈套筒轴(7)上滑动设有套筒轴同步器(6),套筒轴同步器(6)位于系统壳体(KT)和套筒轴(8)的一端之间;当套筒轴同步器(6)处于左位时可将内齿圈套筒轴(7)和内齿圈(5)定在系统壳体(KT)上,当套筒轴同步器(6)处于右位时可将内齿圈套筒轴(7)与套筒轴(8)锁定为一体,当套筒轴同步器(6)处于中位时则不锁定任何零部件;所述套筒轴(8)上依次滑套设有前进挡主动齿轮(10)、滑动设有换向同步器(12)和滑套设有倒挡主动齿轮(11);所述前进挡主动齿轮(10)与前进挡从动齿轮(14)常啮合,所述倒挡主动齿轮(11)与倒挡从动齿轮(18)常啮合;所述换向同步器(12)处于左位时将前进挡主动齿轮(10)锁定在套筒轴(8)上,换向同步器(12)处于右位时将倒挡主动齿轮(11)锁定在套筒轴(8)上,换向同步器(12)处于中位时则不锁定任何零部件;所述中心轴(9)的另一端固定连接着液压(HP)的转子轴的一端;所述动力耦合轴(13)的一端固定连接着电动机(M)的转子轴,另一端固定连接着液压达(HM)的转子轴,所述前进挡从动齿轮(14)固定设于电动机(M)与液压马达(HM)之间的动力耦合轴(13)上,所述前进挡从动齿轮(14)同时与主减速主动齿轮(15)常啮合;所述主减速轴(16)上分别固定设有主减速主动齿轮(15)和倒挡从动齿轮(18),所述主减速主动齿轮(15)与主减速从动齿轮(17)常啮合;所述主减速从动齿轮(17)固定设于差速器(19)的壳体上;
所述液压传动模块(HT)包括液压泵(HP)、液压马达(HM)、换向(V1)、滑阀(V2)、油槽(HTK)和液压泵延长轴(20);所述液压泵(HP)的进油口(I)连通着第一油管(301)的一端,第一油管(301)的另一端连通着油槽(HTK),液压泵(HP)的排油口(O)连通第二油管(302)的一端,第二油管(302)的另一端连通着所述滑阀(V2)的进油口(P);液压泵(HP)的转子轴的另一端固定连接着液压泵延长轴(20)的一端,液压泵延长轴(20)的另一端固定连接着发电机(G)的转子轴;所述液压马达(HM)的第一油口(a)连通着第四油管(304)的一端,第四油管(304)的另一端连通着所述换向阀(V1)的第一油口(A),液压马达(HM)的第二油口(b)连通着第三油管(303)的一端,第三油管(303)的另一端连通着换向阀(V1)的第二油口(B);所述换向阀(V1)为2位4通滑阀,其进油口(P)连通着第五油管(305)的一端、第五油管(305)的另一端连通着滑阀(V2)的出油口(O),换向阀(V1)的泄油口(T)连通着第六油管(306)的一端、第六油管(306)的另一端同时连通着所述滑阀(V2)的泄油口(T)和油槽(HTK),当换向阀(V1)处于左位时其进油口(P)连通第一油口(A)、第二油口(B)连通泄油口(T),当换向阀(V1)处于右位时其进油口(P)连通第二油口(B)、第一油口(A)连通泄油口(T);所述滑阀(V2)为3位3通滑阀,当其处于左位时进油口(P)连通泄油口(T)、出油口(O)截止,当其处于中位时进油口(P)连通出油口(O)、泄油口(T)截止,当其处于右位时进油口(P)、泄油口(T)和出油口(O)同时截止;
所述电动传动模块(ET)包括发电机(G)、电动机(M)、动力电池组(B)、第一组合开关(K1)、第二组合开关(K2)和第三组合开关(K3);所述发电机(G)连接着第一电缆(201)的一端、第一电缆(201)的另一端同时连接着所述第一组合开关(K1)的第一接线端子排(C1)和第三组合开关(K3)的第一接线端子排(C3),驱动发电机(G)的转子轴旋转可使其发电并对外输出电能,对发电机(G)正向供电时其转子轴正向旋转并对外输出动力,对发电机(G)反向供电时其转子轴反向旋转并对外输出动力;所述电动机(M)连接着第二电缆(202)的一端、第二电缆(202)的另一端同时连接着第二组合开关(K2)的第二接线端子排(D2)和第三组合开关(K3)的第二接线端子排(D3),对电动机(M)正向供电时,其转子轴正向旋转并对外输出动力,对电动机(M)反向供电时,其转子轴反向旋转并对外输出动力,驱动电动机(M)的转子轴旋转可使其发电并对外输出电能;所述动力电池组(B)连接着第三电缆(203)的一端,第三电缆(203)的另一端同时连接着第一组合开关(K1)的第二接线端子排(D1)和第二组合开关(K2)的第一接线端子排(C2);所述第一组合开关(K1)闭合时使第一电缆(201)与第三电缆(203)连接,第一组合开关(K1)关断时使第一电缆(201)与第三电缆(203)断开;所述第二组合开关(K2)闭合时使第二电缆(202)与第三电缆(203)连接,第二组合开关(K2)关断时使第二电缆(202)与第三电缆(203)断开;所述第三组合开关(K3)闭合时使第一电缆(201)与第二电缆(202)连接、第三组合开关(K3)关断时使第一电缆(201)与第二电缆(202)断开;
所述油电静压复合的混合动力传动系统可实现车辆的油电静压复合的混合动力传动模式和在此模式下实现车辆无级变速,并可在此传动模式下直接转换为机械-液压分流/并流传动模式、油电混合动力传动模式、发动机-机械动力传动模式并实现车辆相应传动模式下的无级变速,以及转换为电动机-机械动力传动模式。
2.根据权利要求1所述的一种油电静液复合的混合动力传动系统,其特征在于:所述液压泵(HP)为单向容积转子式变排量油泵。
3.根据权利要求1所述的一种油电静液复合的混合动力传动系统,其特征在于:所述液压马达(HM)为双向容积转子式变排量液压马达。
4.根据权利要求1所述的一种油电静液复合的混合动力传动系统,其特征在于:所述发电机(G)是单相直流发电机或单相交流发电机;所述电动机(M)是单相直流电动机或单相交流电动机。
5.根据权利要求1所述的一种油电静液复合的混合动力传动系统,其特征在于:所述发电机(G)是3相直流发电机或3相交流发电机;所述电动机(M)是3相直流电动机或3相交流电动机。
6.根据权利要求1或4所述的一种油电静液复合的混合动力传动系统,其特征在于:
所述第一组合开关(K1)是2通道组合开关,第二组合开关(K2)和第三组合开关(K3)是2通道可换相组合开关。
7.根据权利要求1或5所述的一种油电静液复合的混合动力传动系统,其特征在于:
所述第一组合开关(K1)是3通道组合开关,第二组合开关(K2)和第三组合开关(K3)是3通道可换相组合开关。

说明书全文

一种油电静液复合的混合传动系统

技术领域

[0001] 本实用新型属于车辆动力传动系统,具体涉及一种综合应用发动机电动机和液压传动的油电静液复合的混合动力传动系统。

背景技术

[0002] 目前,车辆动力传动系统按照动力来源和传动方式大致可分为:发动机-机械动力传动系统、电动机-机械动力传动系统、油电混合动力传动系统、液压动力传动系统、机械-液压并流/分流传动系统等。
[0003] 发动机-机械动力传动系统习惯上称为传统能源动力传动系统,是以发动机为单一动力源、与各种类型机械变速传动装置组成的车辆动力传动系统,其特点是技术和生产工艺成熟、制造成本相对较低、应用领域广泛,缺点是在现有技术条件下,系统对能源的利用率和系统总体效率已难以进一步提高、污染排放相对较为严重。
[0004] 电动机-机械动力传动系统习惯上称为纯电动动力传动系统,是单独以电力为能源、以各种类型电池、大容量电容等为蓄能装置、以电动机为单一动力源、与各种类型机械变速传动装置组成的车辆动力传动系统,其特点是电能获取方式途径多样、动力传动系统结构相对简单、动力加载和调节响应快、容易实现无极变速、工作过程中振动噪声小、几乎无污染排放,缺点是由于目前的技术发展平和产品生产工艺等方面的制约,尚无法制造出能够真正满足车辆使用的大容量、高比功率的电力蓄能装置,导致现有技术和产品条件下采用电动机-机械动力传动系统的车辆续行里程有限、难以满足用户需求,制约了纯电动车辆的发展。
[0005] 油电混合动力传动系统是同时使用发动机和电动机两个动力源、与动力分配及耦合装置、各种类型机械变速传动装置、电力蓄能装置以及动力控制与管理系统等组成的车辆动力传动系统;根据电能提供方式又可将其分为单一能源油电混合动力传动系统、插电式油电混合动力传动系统和增程式电动动力传动系统;单一能源油电混合动力传动系统单独以柴油、汽油、各种液化气等燃料作为能源,通过作为动力源的发动机将其转换为机械能后、再通过动力分配装置将其中一部分机械能直接用于驱动车辆、同时将剩余部分转换为电能用以驱动电动机工作并通过动力耦合装置与前述直接利用的机械能并流后共同驱动车辆、或是将电能输送至电力蓄能装置加以储存并在需要时加以利用;插电式油电混合动力传动系统具有较大容量的电力蓄能装置,除了以类似单一能源油电混合动力传动系统的方式工作外,还可以通过外部电源对系统的电力蓄能装置充电并可单独以纯电动动力传动的方式驱动车辆行驶较长里程;油电混合动力的特点是兼具传统能源动力传动系统和纯电动动力传动系统的优点,对能源的利用率高、对环境的污染排放相对较小,同时能较好地解决纯电动车辆续行里程短的问题,其缺点是由于实际上是采用了两套动力传动系统,导致对整个系统的控制复杂、制造成本相对较高;增程式电动动力传动系统又称为油电串联式动力传动系统,系统具有发动机和电动机两个动力源,其中发动机仅用于驱动车载发电机工作、车辆行驶则仅由电动机驱动,其电力蓄能装置的容量介于单一能源油电混合动力传动系统与插电式油电混合动力传动系统之间,既可以利用外部电源、也可以通过发动机驱动发电机工作对其充电,车辆行驶过程中首先使用电力蓄能装置中储存的电能,电力不足时起动发动机发电并驱动电动机工作、同时对电力蓄能装置补充电能;增程式电动动力传动系统的特点是车辆行驶初期可利用插入式充电获取的电能驱动,即使由于加大续行里程需起动发动机带动发电机发电时,也可确保发动机工作在高燃效、低排放的最优工况。
[0006] 液压动力传动系统是单独以发动机或电动机为动力源,与液压液压达、液控系统及液压伺服作动元件和液压管路等组成的动力传动系统,其基本工作原理是由动力源驱动液压泵产生高压油液、然后通过高压油液驱动液压马达工作实现系统的动力传递与输出,其特点是:通过液压实现动力传动而无需过多的机械传动部件,系统结构简单、传动比变化范围大并且易于调节、运行平稳、振动噪声小、控制相对容易并可实现无极变速;缺点是液压马达输出转速不能过高,随着车辆行驶速度的增加系统的传动效率下降较快,不适合应用于中、高速车辆,因而使其应用领域受到限制。
[0007] 机械-液压复合传动系统是单独以发动机为动力源,与动力分配装置、动力耦合并流装置、液压泵、液压马达、液控系统、机械变速传动装置等组成的动力传动系统,其特点是利用动力分配装置将发动机输出的动力分配给液压动力传动模和机械传动模块、并根据车辆工况自动地对其分配比例进行匹配调节,然后将经液压传动的动力与机械传动的动力通过动力耦合装置耦合并流后输出用以驱动车辆,系统能够有效利用液压传动的传动比大、有利于车辆平顺起步和具有良好的中低速段加速性能,同时又能较好的利用机械变速传动高效的特点,使车辆在中高速段具有良好的动力匹配,能较好地实现对发动机功率的有效利用并可实现无极变速;其缺点是当液压传动的比例过高时会导致系统总效率较低、不适合在高速车辆上使用,因而使其应用领域受到一定影响。实用新型内容
[0008] 为了有效利用发动机动力,充分利用和发挥纯电动动力传动、液压动力传动和混合动力传动的特点,本实用新型提供了一种新结构的、可应用于各类车辆的油电静液复合的混合动力传动系统。
[0009] 本实用新型的具体设计方案如下:
[0010] 一种油电静液复合的混合动力传动系统包括发动机E、减振器1、动力分配器PD、机械传动模块MT、液压传动模块HT和电动传动模块ET;
[0011] 所述发动机E为汽油发动机柴油发动机液化石油气或液化天然气或其它燃料发动机,发动机E的曲轴一端与所述减振器1的输入端固定连接;减振器1的输出端固定连接着动力分配器PD的分配器输入轴2的一端;
[0012] 所述动力分配器PD是一个NGW型行星齿轮机构,包括分配器输入轴2、太阳轮3、行星架4、内齿圈5和两个以上的行星轮;所述分配器输入轴2的另一端固定连接着行星架4;所述太阳轮3固定设于中心轴9的一端;所述内齿圈5固定设于内齿圈套筒轴7的一端,中心轴9穿过内齿圈套筒轴7;所述两个以上的行星轮均布在太阳轮3与内齿圈5之间,并同时与太阳轮3和内齿圈5啮合
[0013] 所述机械传动模块MT包括系统壳体KT、套筒轴同步器6、内齿圈套筒轴7、套筒轴8、中心轴9、动力耦合轴13、主减速轴16、主减速从动齿轮17和差速器19;所述内齿圈套筒轴7上滑动设有套筒轴同步器6,套筒轴同步器6位于系统壳体KT和套筒轴8的一端之间;当套筒轴同步器6处于左位时可将内齿圈套筒轴7和内齿圈5定在系统壳体KT上,当套筒轴同步器6处于右位时可将内齿圈套筒轴7与套筒轴8锁定为一体,当套筒轴同步器6处于中位时则不锁定任何零部件;所述套筒轴8上依次滑套设有前进挡主动齿轮10、滑动设有换向同步器12和滑套设有倒挡主动齿轮11;所述前进挡主动齿轮10与前进挡从动齿轮14常啮合,所述倒挡主动齿轮11与倒挡从动齿轮18常啮合;所述换挡同步器12处于左位时将前进挡主动齿轮10锁定在套筒轴8上,换挡同步器12处于右位时将倒挡主动齿轮11锁定在套筒轴8上,换挡同步器12处于中位时则不锁定任何零部件;所述中心轴9的另一端固定连接着液压泵HP的转子轴的一端;所述动力耦合轴13的一端固定连接着电动机M的转子轴,另一端固定连接着液压马达HM的转子轴,所述前进挡从动齿轮14固定设于电动机M与液压马达HM之间的动力耦合轴13上,所述前进挡从动齿轮14同时与主减速主动齿轮15常啮合;所述主减速轴16上分别固定设有主减速主动齿轮15和倒挡从动齿轮
18,所述主减速主动齿轮15与主减速从动齿轮17常啮合;所述主减速从动齿轮17固定设于差速器16的壳体上。
[0014] 所述液压传动模块HT包括液压泵HP、液压马达HM、换向V1、滑阀V2、油槽HTK和液压泵延长轴20;所述液压泵HP的进油口I连通着第一油管301的一端,第一油管301的另一端连通着油槽HTK,液压泵HP的排油口O连通第二油管302的一端,第二油管302的另一端连通着所述滑阀V2的进油口P;液压泵HP的转子轴的另一端固定连接着液压泵延长轴20的一端,液压泵延长轴20的另一端固定连接着发电机G的转子轴;所述液压马达HM的第一油口a连通着第四油管304的一端,第四油管304的另一端连通着所述换向阀V1的第一油口A,液压马达HM的第二油口b连通着第三油管303的一端,第三油管303的另一端连通着换向阀V1的第二油口B;所述换向阀V1为2位4通滑阀,其进油口P连通着第五油管305的一端、第五油管305的另一端连通着滑阀V2的出油口O,换向阀V1的泄油口T连通着第六油管306的一端、第六油管306的另一端同时连通着所述滑阀V2的泄油口T和油槽HTK,当换向阀V1处于左位时其进油口P连通第一油口A、第二油口B连通泄油口T,当换向阀V1处于右位时其进油口P连通第二油口B、第一油口A连通泄油口T;所述滑阀V2为3位3通滑阀,当其处于左位时进油口P连通泄油口T、出油口O截止,当其处于中位时进油口P连通出油口O、泄油口T截止,当其处于右位时进油口P、泄油口T和出油口O同时截止。
[0015] 所述电动传动模块ET包括发电机G、电动机M、动力电池组B、第一组合开关K1、第二组合开关K2和第三组合开关K3;所述发电机G连接着第一电缆201的一端、第一电缆201的另一端同时连接着所述第一组合开关K1的第一接线端子排C1和第三组合开关K3的第一接线端子排C3,驱动发电机G的转子轴旋转可使其发电并对外输出电能,对发电机G正向供电时其转子轴正向旋转并对外输出动力,对发电机G反向供电时其转子轴反向旋转并对外输出动力;所述电动机M连接着第二电缆202的一端、第二电缆202的另一端同时连接着第二组合开关K2的第二接线端子排D2和第三组合开关K3的第二接线端子排D3,对电动机M正向供电时,转子轴正向旋转并对外输出动力,对电动机M反向供电时,转子轴反向旋转并对外输出动力,驱动电动机M的转子轴旋转可使其发电并对外输出电能;所述动力电池组B连接着第三电缆203的一端,第三电缆203的另一端同时连接着第一组合开关K1的第二接线端子排D1和第二组合开关K2的第一接线端子排C2;所述第一组合开关K1闭合时使第一电缆201与第三电缆203连接,第一组合开关K1关断时使第一电缆201与第三电缆203断开;所述第二组合开关K2闭合时使第二电缆202与第三电缆203连接,第二组合开关K2关断时使第二电缆202与第三电缆203断开;所述第三组合开关K3闭合时使第一电缆201与第二电缆202连接、第三组合开关K3关断时使第一电缆201与第二电缆202断开;
[0016] 所述油电静压复合的混合动力传动系统可实现车辆的油电静压复合的混合动力传动模式和在此模式下实现车辆无级变速,并可在此传动模式下直接转换为机械-液压分流/并流传动模式、油电混合动力传动模式、发动机-机械动力传动模式并实现车辆相应传动模式下的无级变速,以及转换为电动机-机械动力传动模式。
[0017] 所述液压泵HP为单向容积转子式变排量油泵。
[0018] 所述液压马达HM为双向容积转子式变排量液压马达。
[0019] 所述发电机G是单相直流发电机或单相交流发电机;所述电动机M是单相直流电动机或单相交流电动机。
[0020] 所述发电机G是3相直流发电机或3相交流发电机;所述电动机M是3相直流电动机或3相交流电动机。
[0021] 所述第一组合开关K1是2通道组合开关,第二组合开关K2和第三组合开关K3是2通道可换相组合开关。
[0022] 所述第一组合开关K13通道组合开关,第二组合开关K2和第三组合开关K3是3通道可换相组合开关。
[0023] 本实用新型的有益技术效果体现在以下方面:
[0024] ⒈本实用新型所涉及的一种油电静液复合的混合动力传动系统,可以实现车辆的油电静液复合的混合动力传动模式,并可在此传动模式下直接转换为机械-液压分流/并流传动模式、油电混合动力传动模式、电动机-机械动力传动模式并实现前述动力传动模式下的车辆无级变速,还可以直接转换为发动机-机械动力传动模式;
[0025] ⒉本实用新型所涉及的一种油电静液复合的混合动力传动系统,也可以实现电-液混合动力传动模式,并可在此传动模式下直接转换为油-液串联传动模式、油电串联传动模式并实现前述动力传动模式下的车辆无级变速;
[0026] 3.本实用新型所涉及的一种油电静液复合的混合动力传动系统,还具有制动、液压制动、或电-液联合制动的陡坡缓速、电制动坡道辅助起步功能、以及发动机快速启停功能,利用外部电源可对其动力电池组(B)进行插入式充电;
[0027] ⒋在本实用新型所涉及的一种油电静液复合的混合动力传动系统基础上,增设相应的电液控制伺服系统、电子控制单元(TCU)和相应的控制程序,可使本实用新型所涉及的动力传动系统具有自动变速功能。附图说明
[0028] 图1为本实用新型油电静液复合的混合动力传动系统组成原理图。
[0029] 图中序号如下:减振器1、分配器输入轴2、太阳轮3、行星架4、内齿圈5、套筒轴同步器6、内齿圈套筒轴7、套筒轴8、中心轴9、前进挡主动齿轮10、倒挡主动齿轮11、换向同步器12、动力耦合轴13、前进挡从动齿轮14、主减速主动齿轮15、主减速轴16、主减速从动齿轮17、倒挡从动齿轮18、差速器19、液压泵延长轴20、发动机E、动力分配器PD、机械传动模块MT、液压传动模块HT、电动传动模块ET、液压泵HP、液压马达HM、换向阀V1、滑阀V2、第一油管301、第二油管302、第三油管303、第四油管304、第五油管305、第六油管306、油槽HTK、发电机G、电动机M、动力电池组B、第一组合开关K1、第二组合开关K2、第三组合开关K3、第一电缆201、第二电缆202、第三电缆203、系统壳体KT。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图,通过实施例对本实用新型作进一步地描述。实施例
[0031] 参见图1,一种油电静液复合的混合动力传动系统,其特征在于:包括发动机E、减振器1、动力分配器PD、机械传动模块MT、液压传动模块HT和电动传动模块ET;
[0032] 所述发动机E为汽油发动机或柴油发动机或液化石油气或液化天然气或其它燃料发动机,发动机E的曲轴一端与所述减振器1的输入端固定连接;减振器1的输出端固定连接着动力分配器PD的分配器输入轴2的一端;
[0033] 所述动力分配器PD是一个NGW型行星齿轮机构,包括分配器输入轴2、太阳轮3、行星架4、内齿圈5和两个以上的行星轮;所述分配器输入轴2的另一端固定连接着行星架4;所述太阳轮3固定设于中心轴9的一端;所述内齿圈5固定设于内齿圈套筒轴7的一端,中心轴9穿过内齿圈套筒轴7;所述两个以上的行星轮均布在太阳轮3与内齿圈5之间,并同时与太阳轮3和内齿圈5啮合;所述动力分配器PD可将由分配器输入轴2输入的动力经行星架4进行分流并分别传递给太阳轮3和内齿圈5,当太阳轮3和内齿圈5都不受约束力时行星架4不能传递由分配器输入轴2输入的动力,当太阳轮3受到固定约束力时,由分配器输入轴2输入的动力经行星架4全部传递给内齿圈5,当内齿圈5受到固定约束力时,由分配器输入轴2输入的动力经行星架4全部传递给太阳轮3,当太阳轮3和内齿圈5同时受到旋转约束力时,由分配器输入轴2输入的动力经行星架4分流传递给太阳轮3和内齿圈5、并根据太阳轮3和内齿圈5所受旋转约束力的大小自动调节动力分流的比例和行星架
4、太阳轮3及内齿圈5三者之间的转速差;
[0034] 所述机械传动模块MT包括系统壳体KT、套筒轴同步器6、内齿圈套筒轴7、套筒轴8、中心轴9、动力耦合轴13、主减速轴16、主减速从动齿轮17和差速器19;所述内齿圈套筒轴7上滑动设有套筒轴同步器6,套筒轴同步器6位于系统壳体KT和套筒轴8的一端之间;当套筒轴同步器6处于左位时可将内齿圈套筒轴7和内齿圈5锁定在系统壳体KT上,当套筒轴同步器6处于右位时可将内齿圈套筒轴7与套筒轴8锁定为一体,当套筒轴同步器6处于中位时则不锁定任何零部件;所述套筒轴8上依次滑套设有前进挡主动齿轮10、滑动设有换向同步器12、滑套设有倒挡主动齿轮11,所述前进挡主动齿轮10与前进挡从动齿轮14常啮合,所述倒挡主动齿轮11与倒挡从动齿轮18常啮合;所述换挡同步器12处于左位时将前进挡主动齿轮10锁定在套筒轴8上,换挡同步器12处于右位时将倒挡主动齿轮11锁定在套筒轴8上,换挡同步器12处于中位时则不锁定任何零部件;所述中心轴9的另一端固定连接着液压泵HP的转子轴;所述动力耦合轴13的一端固定连接着电动机M的转子轴,另一端固定连接着液压马达HM的转子轴,所述前进挡从动齿轮14固定设于电动机M与液压马达HM之间的动力耦合轴13上,所述前进挡从动齿轮14同时与主减速主动齿轮
15常啮合;所述主减速轴16上分别固定设有主减速主动齿轮15和倒挡从动齿轮18,所述主减速主动齿轮15与主减速从动齿轮17常啮合;所述主减速从动齿轮17固定设于差速器
16的壳体上。
[0035] 所述液压传动模块HT包括液压泵HP、液压马达HM、换向阀V1、滑阀V2、油槽HTK和液压泵延长轴20;所述液压泵HP的进油口I连通着第一油管301的一端,第一油管301的另一端连通着油槽HTK,液压泵HP的排油口O连通第二油管302的一端,第二油管302的另一端连通着滑阀V2的进油口P;当压泵HP的排量为零时其排油口O的排油量和排油油压为零,当其排量不为零且保持不变时,调节对其转子轴的输入扭矩和转速可调节其排油口O的排油量和排油油压,当其排量不为零并且其排油口O截止时可使其转子轴静止不动,调节其排油口O的排油阻力时可改变其转子轴上所受液压阻力的大小;位于液压泵HP与发电机G之间设有液压泵延长轴20,其一端固定连接着液压泵HP的转子轴、另一端固定连接着发电机G的转子轴;所述液压马达HM的第一油口a连通着第四油管304的一端,第四油管304的另一端连通着所述换向阀V1的第一油口A,液压马达HM的第二油口b连通着第三油管303的一端,第三油管303的另一端连通着换向阀V1的第二油口B;当液压马达HM的排量为零时无论对其第一油口a或第二油口b供油皆不能驱动其转子轴旋转,当其排量不为零时对其第一油口a供油可驱动其转子轴正向旋转并输出动力、对其第二油口b供油时可驱动其转子轴反向旋转并对外输出动力,当其转子轴的输出扭矩不变、改变其排量或对其供油量时可改变其转子轴的输出转速,当其转子轴的输出转速不变、改变其排量或对其的供油压力时可改变其转子轴的输出扭矩,调节其第一油口a或第二油口b的油液流动阻力时可改变其转子轴上所受液压阻力的大小;所述换向阀V1的进油口P连通着第五油管305、第五油管305的另一端连通着所述滑阀V2的出油口O,其泄油口T连通着第六油管306,第六油管306的另一端连同时通着所述滑阀V2的泄油口T和油槽HTK;所述滑阀V2为3位3通滑阀,当其处于左位时进油口P连通泄油口T、出油口O截止,当其处于中位时进油口P连通出油口O、泄油口T截止,当其处于右位时进油口P、泄油口T和出油口O同时截止。
[0036] 所述电动传动模块ET包括发电机G、电动机M、动力电池组B、第一组合开关K1、第二组合开关K2和第三组合开关K3;所述发电机G连接着第一电缆201的一端、第一电缆201的另一端同时连接着所述第一组合开关K1的第一接线端子排C1和第三组合开关K3的第一接线端子排C3,驱动发电机G的转子轴旋转可使其发电并对外输出电能,对发电机G正向供电时其转子轴正向旋转并对外输出动力,对发电机G反向供电时其转子轴反向旋转并对外输出动力;所述电动机M连接着第二电缆202的一端、第二电缆202的另一端同时连接着第二组合开关K2的第二接线端子排D2和第三组合开关K3的第二接线端子排D3,对电动机M正向供电时,转子轴正向旋转并对外输出动力,对电动机M反向供电时,转子轴反向旋转并对外输出动力,驱动电动机M的转子轴旋转可使其发电并对外输出电能;所述动力电池组B连接着第三电缆203的一端,第三电缆203的另一端同时连接着第一组合开关K1的第二接线端子排D1和第二组合开关K2的第一接线端子排C2;所述第一组合开关K1闭合时使第一电缆201与第三电缆203连接,第一组合开关K1关断时使第一电缆201与第三电缆203断开;所述第二组合开关K2闭合时使第二电缆202与第三电缆203连接,第二组合开关K2关断时使第二电缆202与第三电缆203断开;所述第三组合开关K3闭合时使第一电缆201与第二电缆202连接、第三组合开关K3关断时使第一电缆201与第二电缆202断开;
[0037] 上述油电静压复合的混合动力传动系统可实现车辆的油电静压复合的混合动力传动模式和在此模式下实现车辆无级变速,并可在此传动模式下直接转换为机械-液压分流/并流传动模式、油电混合动力传动模式、发动机-机械动力传动模式并实现车辆相应传动模式下的无级变速,以及转换为电动机-机械动力传动模式。
[0038] 本实用新型的工作原理如下:
[0039] 车辆前进挡起步前,发动机E起动并怠速运转,套筒轴同步器6处于中位,换向同步器12处于中位,液压泵HP排量为零,液压马达HM排量为零,换向阀V1处于左位、使其第一油口A连通进油口P、第二油口B连通泄油口T,滑阀V2处于左位、使其进油口P连通泄油口T,第一组合开关K1关断使第一电缆201与第三电缆203断开,第二组合开关K2关断使第三电缆203与第二电缆202断开,第三组合开关K3关断使第一电缆201与第二电缆202断开。
[0040] 车辆前进挡起步时,套筒轴同步器6移至右位、使内齿圈套筒轴7与套筒轴8锁为一体,换向同步器12移至左位、使前进挡主动齿轮10锁定在套筒轴8上,滑阀V2移至中位、使进油口P连通出油口O同时泄油口T截止,第三组合开关K3闭合使第一电缆201连接第二电缆202;发动机E输出的动力经减振器1、分配器输入轴2传递到行星架4后,经分流分别传递给太阳轮3和内齿圈5,由于此时车辆处于静止状态,其起步惯性力经差速器19、主减速从动齿轮17、主减速主动齿轮15、前进挡从动齿轮14、前进挡主动齿轮10、换向同步器12、套筒轴8、套筒轴同步器6和内齿圈套筒轴7反传到内齿圈5上并对其形成固定约束力、使由分配器输入轴2输入的动力经行星架4全部传递给太阳轮3、经中心轴9驱动液压泵HP的转子轴旋转、并同时经液压泵延长轴20驱动发电机G的转子轴旋转;逐渐提高发动机E的转速可使其输出的动力增加并使液压泵HP的转子轴与发电机G的转子轴的转速增加,与此同时液压泵HP的排量由零逐渐加大、使其进油口I经第一油管301从油槽HTK吸入液压油并经其排油口O、第二油管302、滑阀V2的进油口P和出油口O、第五油管305、换向阀V1的进油口P和第一油口A、第四油管304对液压马达HM的第一油口a供油、驱动其转子轴正向旋转、对动力耦合轴13输出动力并经其传递给前进挡从动齿轮14,进入液压马达HM的液压油随后经其第二油口b、第三油管303、换向阀V1的第二油口B和泄油口T、第六油管306流回油槽HTK;与此同时,发电机G产生的电能经第一电缆201、第三组合开关K3和第二电缆202对电动机M正向供电并驱动其转子轴正向旋转、对动力耦合轴13输出动力并经其传递给前进挡从动齿轮14;由于此时液压泵HP的排量不为零、发电机G发电,二者的转子轴上所形成的液压阻力和电磁阻力经中心轴9反传到太阳轮3并对其形成旋转约束力、使由行星架4分流传递给内齿圈5的动力经内齿圈套筒轴7、套筒轴同步器6、套筒轴8、换向同步器12和前进挡主动齿轮10传递到前进挡从动齿轮14、与液压马达HM及电动机M输出并传递到从动齿轮14的动力进行耦合并流后,经主减速主动齿轮15、主减速从动齿轮17传递给差速器19并以油电静液复合的混合动力传动模式驱动车辆前进挡起步。
[0041] 车辆前进挡起步后,继续提高发动机E的转速,或第二组合开关K2闭合、使第三电缆203连接第二电缆202、使动力电池组B与发电机G同时对电动机M正向供电,或是前述两者同时进行,都可以使车辆加速。
[0042] 车辆前进挡行驶过程中,在油电静液复合的混合动力传动模式下,分别或同时对发动机E的转速、液压泵HP的排量、液压马达HM的排量、发电机G的发电量、对电动机M的供电量中的一个或多个进行调节,都可以实现车辆前进挡时的无极变速;当车辆行驶速度不变、发动机E的转速不变但其输出的动力大于车辆行驶所需动力而出现富余能量时,发电机G加大发电量、同时第一组合开关K1闭合使第一电缆201连接第三电缆203,使发电机G利用富余能量所转换的电能经第一电缆201、第一组合开关K1和第三电缆203对动力电池组B充电;反之,当发动机E的转速不变但其输出的动力不足以维持车辆行驶速度不变时,第二组合开关K2闭合使第三电缆203连接第二电缆202、使动力电池组B经第三电缆203、第二组合开关K2和第二电缆202对电动机M供电、增加其输出的动力以维持车辆行驶速度不变。
[0043] 车辆倒挡起步前,发动机E起动并怠速运转,套筒轴同步器6处于中位,换向同步器12处于中位,液压泵HP排量为零,液压马达HM排量为零,滑阀V1处于右位、使其第二油口B连通进油口P、第一油口A连通泄油口T,滑阀V2处于左位、使其进油口P连通泄油口T,第一组合开关K1关断使第一电缆201与第三电缆203断开,第二组合开关K2关断使第三电缆203与第二电缆202断开,第三组合开关K3关断使第一电缆201与第二电缆202断开连接;
[0044] 车辆倒挡起步时,套筒轴同步器6移至右位、使内齿圈套筒轴7与套筒轴8锁为一体,换向同步器12移至右位、使倒挡主动齿轮11锁定在套筒轴8上,滑阀V2移至中位、使其进油口P连通出油口O同时泄油口T截止,第三组合开关K3换相闭合、使第一电缆201换相连接第二电缆202;发动机E输出的动力经减振器1、分配器输入轴2传递给行星架4后,通过分流分别传递给太阳轮3和内齿圈5,由于此时车辆处于静止状态,其起步惯性力经差速器19、主减速从动齿轮17、主减速主动齿轮15、主减速轴16、倒挡从动齿轮18、倒挡主动齿轮11、换向同步器12、套筒轴8和内齿圈套筒轴7反传到内齿圈5上并对其形成固定约束力、使由分配器输入轴2输入的动力经行星架4全部传递给太阳轮3、经中心轴9驱动液压泵HP的转子轴旋转、并同时经液压泵延长轴20驱动发电机G的转子轴旋转;逐渐提高发动机E的转速使其输出的动力增加、使液压泵HP的转子轴转速与发电机G的转子轴转速增加,同时液压泵HP的排量由零逐渐加大、使其进油口I经第一油管301从油槽HTK吸入液压油并经其排油口O、第二油管302、滑阀V2的进油口P和出油口O、第五油管305、换向阀V1的进油口P和第二油口B、第三油管303对液压马达HM的第二油口b供油、驱动其转子轴反向旋转、使其对动力耦合轴13输出动力并经前进挡从动齿轮14传递给主减速主动齿轮15,进入液压马达HM的液压油随后经其第一油口a、第四油管304、换向阀V1的第一油口A和泄油口T、第六油管306流回油槽HTK;与此同时,发电机G产生的电能经第一电缆201、第三组合开关K3、第二电缆202对电动机M反向供电驱动其转子轴反向旋转、对动力耦合轴13输出动力并经前进挡从动齿轮14传递给主减速主动齿轮15;由于此时液压泵HP的排量不为零、发电机G发电,二者的转子轴上所形成的液压阻力和电磁阻力经中心轴9反传到太阳轮3并对其形成旋转约束力、使由行星架4分流传递给内齿圈5的动力经内齿圈套筒轴7、套筒轴同步器7、套筒轴8、换向同步器12、倒挡主动齿轮11、倒挡从动齿轮18和主减速轴16传递到主减速主动齿轮15,与液压马达HM的转子轴和电动机M传递到主减速主动齿轮15的动力耦合并流后、经主减速从动齿轮17传递给差速器19并以油电静液复合的混合动力传动模式驱动车辆倒挡起步;
[0045] 车辆倒挡起步后,继续提高发动机E的转速,或第二组合开关K2换相闭合、使第三电缆203换相连接第二电缆202、使动力电池组B与发电机G同时对电动机M反向供电,或是前述两者同时进行,都可以使车辆倒挡加速。
[0046] 车辆倒挡行驶过程中,在油电静液复合的混合动力传动模式下,分别或同时对发动机E的转速、液压泵HP的排量、液压马达HM的排量、发电机G的发电量、对电动机M的供电量中的一个或多个进行调节,都可以实现车辆倒挡时的无极变速;当车辆行驶速度不变、发动机E的转速不变但其输出的动力大于车辆行驶所需动力而出现富余能量时,发电机G加大发电量、同时第一组合开关K1闭合使第一电缆201连接第三电缆203,使发电机G利用富余能量所转换的电能经第一电缆201、第一组合开关K1和第三电缆203对动力电池组B充电;反之,当发动机E的转速不变但其输出的动力不足以维持车辆行驶速度不变时,第二组合开关K2换相闭合、使第三电缆203换相连接第二电缆202、使动力电池组B经第三电缆203、第二组合开关K2和第二电缆202对电动机M反向供电、增加其输出的动力以维持车辆倒挡行驶速度不变。
[0047] 油电静液复合的混合动力传动模式下的动力传动模式转换
[0048] 机械-液压分流/并流传动模式:车辆以油电静液复合的混合动力传动模式行驶时,使第一组合开关K1、第二组合开关K2和第三组合开关K3全部关断,可中断电动传动模块ET的动力传动、使车辆由油电静液复合的混合动力传动模式转换为机械-液压分流/并流传动模式;在机械-液压分流/并流传动模式下,当车辆前进挡行驶时,分配器输入轴2输入的动力经行星架4分流后,一部分动力经内齿圈5、内齿圈套筒轴7、套筒轴同步器6、套筒轴8、换向同步器12、前进挡主动齿轮10传递到前进挡从动齿轮14,另一部分动力经太阳轮3和中心轴9传递给液压泵HP的转子轴并驱动其旋转后、以液压传动方式驱动液压马达HM的转子轴正向旋转并将其输出的动力经动力耦合轴13传递到前进挡从动齿轮14;前述两部分传递到从动齿轮14的动力耦合并流后经主减速主动齿轮15、主减速从动齿轮17传递给差速器19并驱动车辆向前行驶;车辆倒挡行驶时,分配器输入轴2输入的动力经行星架4分流后,一部分动力经内齿圈5、内齿圈套筒轴7、套筒轴同步器6、套筒轴8、换向同步器12、倒挡主动齿轮11、倒挡从动齿轮18、主减速轴16传递到主减速主动齿轮15,另一部分动力经太阳轮3和中心轴9传递给液压泵HP的转子轴并驱动其旋转后、以液压传动方式驱动液压马达HM的转子轴反向旋转并将其输出的动力经动力耦合轴13、前进挡从动齿轮14传递到主减速主动齿轮15,前述两部分传递到主减速主动齿轮15的动力耦合并流后经主减速从动齿轮17传递给差速器19并驱动车辆向后行驶;通过分别或同时调节发动机E的转速、液压泵HP的排量、液压马达HM的排量,可实现车辆机械-液压分流/并流传动模式下的无级变速;与前述过程相反可使车辆由机械-液压分流/并流传动模式恢复到油电静液复合的混合动力传动模式。
[0049] 油电混合动力传动模式:车辆油电静液复合的混合动力传动模式行驶时,滑阀V2处于左位使其进油口P连通泄油口T、同时使液压泵HP和液压马达HM的排量为零,可中断液压传动模块HM的动力传动、使车辆由油电静液复合的混合动力传动模式转换为油电混合动力传动模式;在油电混合动力传动模式下,当车辆前进挡行驶时,分配器输入轴2输入的动力经行星架4分流后,一部分动力经内齿圈5、内齿圈套筒轴7、套筒轴同步器6、套筒轴8、换向同步器12、前进挡主动齿轮10传递到前进挡从动齿轮14,另一部分动力经太阳轮3、中心轴9和液压泵延长轴20传递给发电机G的转子轴并驱动其旋转发电后、以电力传动方式驱动电动机M的转子轴正向旋转并将其输出的动力经动力耦合轴13传递到前进挡从动齿轮14;前述两部分传递到从动齿轮14的动力耦合并流后经主减速主动齿轮15、主减速从动齿轮17传递给差速器19并驱动车辆向前行驶;车辆倒挡行驶时,分配器输入轴2输入的动力经行星架4分流后,一部分动力经内齿圈5、内齿圈套筒轴7、套筒轴同步器6、套筒轴8、换向同步器12、倒挡主动齿轮11、倒挡从动齿轮18、主减速轴16传递到主减速主动齿轮15,另一部分动力经太阳轮3、中心轴9和液压泵延长轴20传递给发电机G的转子轴并驱动其旋转发电后、以电力传动方式驱动电动机M的转子轴反向旋转并将其输出的动力经动力耦合轴13、前进挡从动齿轮14传递到主减速主动齿轮15;前述两部分传递到主减速主动齿轮15的动力耦合并流后经主减速从动齿轮17传递给差速器19并驱动车辆向后行驶;
分别或同时调节发动机E的转速、发电机G的发电量、对电动机M的供电量,可实现车辆油电混合动力传动模式下的无级变速;在此传动模式下,当车辆行驶速度不变、发动机E的转速不变但其输出的动力大于车辆行驶所需动力而出现富余能量时,发电机G加大发电量、同时第一组合开关K1闭合使第三电缆203连接第一电缆201、使发电机G利用富余能量所转换的电能经第一电缆201、第一组合开关K1和第三电缆203对动力电池组B充电,反之,当发动机E的转速不变但其输出的动力不足以维持车辆行驶速度不变时,第二组合开关K2闭合使第三电缆203连接第二电缆202、使电池组B经第三电缆203、第二组合开关K2和第二电缆202对电动机M供电、增加其输出的动力以维持车辆行驶速度不变;与前述过程相反可使车辆由油电混合动力传动模式恢复到油电静液复合的混合动力传动模式。
[0050] 电动机-机械动力传动模式:车辆在油电静液复合的混合动力传动模式行驶时,发动机E怠速运转或熄火、换向同步器12移至中位、液压马达HM排量为零、并且滑阀V2处于左位使其进油口P连通泄油口T,可中断发动机E的动力并中断液压传动模块HT的动力传动;与此同时,第一组合开关K1和第三组合开关K3关断、第二组合开关K2闭合,可使车辆由油电静液复合的混合动力传动模式转换为电动机-机械动力传动模式;在电动机-机械动力传动模式下,当车辆前进挡行驶时,动力电池组B经第三电缆203、第二组合开关K2和第二电缆202对电动机M正向供电、驱动其转子轴正向旋转并使其输出的动力经动力耦合轴13、前进挡从动齿轮14、主减速主动齿轮15和主减速从动齿轮17传递给差速器19并驱动车辆向前行驶;当车辆倒挡行驶时,第二组合开关K2换相闭合使第三电缆203换相连接第二电缆202,动力电池组B经第三电缆203、第二组合开关K2和第二电缆202对电动机M反向供电、驱动其转子轴反向旋转并使其输出的动力经动力耦合轴13、前进挡从动齿轮14、主减速主动齿轮15和主减速从动齿轮17传递给差速器19并驱动车辆向后行驶;通过调节动力电池组B对电动机M的供电量可实现车辆的无极变速;与前述过程相反可使车辆由电动机-机械动力传动模式恢复到油电静液复合的混合动力传动模式。
[0051] 发动机-机械动力传动模式:车辆以油电静液复合的混合动力传动模式行驶时,第一组合开关K1、第二组合开关K2和第三组合开关K3关断,液压马达HM排量为零,可中断液压传动模块HT和电动传动模块ET的动力传动;与此同时,液压泵HP排量不为零、但滑阀V2处于右位使其进油口P截止、使液压泵HP无法经其排油口O排出油液而在其容积腔内形成困油并使其转子轴无法转动、从而对中心轴9和太阳轮3形成固定约束力,可使车辆由油电静液复合的混合动力传动模式转换为发动机-机械动力传动模式;在发动机-机械动力传动模式下,当车辆前进挡行驶时,分配器输入轴2输入的动力全部以单纯机械传动方式经行星架4、内齿圈5、内齿圈套筒轴7、套筒轴8、换向同步器12、前进挡主动齿轮10、前进挡从动齿轮14、主减速主动齿轮15和主减速从动齿轮17传递给差速器19并驱动车辆向前行驶;车辆倒挡行驶时,分配器输入轴2输入的动力全部以单纯机械传动方式经行星架4、内齿圈5、内齿圈套筒轴7、套筒轴8、换向同步器12、倒挡主动齿轮11、倒挡从动齿轮18、主减速轴16、主减速主动齿轮15和主减速从动齿轮17传递给差速器19并驱动车辆向后行驶;车辆在发动机-机械动力传动模式下行驶时,机械传动模块MT处于定比传动状态、使发动机E的转速及其输出的动力不能与车辆行驶所需动力完全匹配,因而在此传动模式下无法实现车辆的无级变速;与前述过程相反可使车辆由发动机-机械动力传动模式恢复到油电静液复合的混合动力传动模式。
[0052] 电-液混合动力传动模式
[0053] 车辆前进挡起步前,发动机E起动并怠速运转,套筒轴同步器6处于中位,换向同步器12处于中位,液压泵HP排量为零,液压马达HM排量为零,换向阀V1处于左位使其第一油口A连通进油口P、第二油口B连通泄油口T,换向阀V2处于左位使其进油口P连通泄油口T,第一组合开关K1、第二组合开关K2和第三组合开关K3全部关断;
[0054] 车辆前进挡起步时,套筒轴同步器6移至左位、使内齿圈套筒轴7和内齿圈5锁定在系统壳体KT上,滑阀V2移至中位使其进油口P连通出油口O,第三组合开关K3闭合使第一电缆201连接第二电缆202;此时,因内齿圈5受到系统壳体KT的固定约束力、使发动机E输出的动力经减振器1、分配器输入轴2、行星架4、太阳轮3全部传递给中心轴9、驱动液压泵HP的转子轴旋转并同时经液压泵延长轴20驱动发电机G的转子轴旋转;逐渐提高发动机E的转速使其输出动力增加并同时加大液压泵HP的排量和发电机G的发电量,使液压泵HP经其进油口I、第一油管301从油槽HTK中吸入液压油并经其排油口O、滑阀V2的进油口P出油口O、第五油管305、换向阀V1的进油口P和第一油口A、第四油管304对液压马达HM的第一油口a供油、驱动其转子轴正向旋转并对动力耦合轴13输出动力,随后进入液压马达HM的液压油经其第二油口b、第三油管303、换向阀V2的第二油口B和泄油口T、第六油管306流回油槽HTK;与此同时,发电机G产生的电能经第一电缆201、第三组合开关K3和第二电缆202对电动机M正向供电、驱动其转子轴正向旋转并对动力耦合轴13输出动力;液压马达HM的转子轴和电动机M的转子轴所输出的动力在动力耦合轴13上耦合并流后、经前进挡从动齿轮14、主减速主动齿轮15和主减速从动齿轮17传递给差速器19并驱动车辆前进挡起步;车辆前进挡起步后,继续提高发动机E的转速使其输出动力进一步增加、或第二组合开关K2闭合使第三电缆203连接第二电缆202从而使动力电池组B与发电机G同时对电动机M正向供电以增加其输出的动力、或是前述两者同时进行,可使车辆前进挡加速;车辆前进挡起步并正常行驶后,通过分别或同时调节发动机E的转速、液压泵HP的排量、液压马达HM的排量、发电机G的发电量、对电动机M的供电量,可以实现车辆前进挡时的无极变速;
[0055] 车辆倒挡起步前,发动机E起动并怠速运转,套筒轴同步器6处于中位,换向同步器12处于中位,液压泵HP排量为零,液压马达HM排量为零,换向阀V1处于右位使其第二油口B连通进油口P、第一油口A连通泄油口T,换向阀V2处于左位使其进油口P连通泄油口T,第一组合开关K1、第二组合开关K2和第三组合开关K3全部关断;
[0056] 车辆倒挡起步时,套筒轴同步器6移至左位、使内齿圈套筒轴7和内齿圈5锁定在系统壳体KT上,滑阀V2移至中位使其进油口P连通出油口O,第三组合开关K3换相闭合使第一电缆201换相连接第二电缆202;此时,因内齿圈5受到系统壳体KT的固定约束力、使发动机E输出的动力经减振器1、分配器输入轴2、行星架4、太阳轮3全部传递给中心轴9、驱动液压泵HP的转子轴旋转并同时经液压泵延长轴20驱动发电机G的转子轴旋转;逐渐提高发动机E的转速使其输出动力增加并同时加大液压泵HP的排量和发电机G的发电量,使液压泵HP经其进油口I、第一油管301从油槽HTK中吸入液压油并经其排油口O、滑阀V2的进油口P出油口O、第五油管305、换向阀V1的进油口P和第二油口B、第三油管303对液压马达HM的第二油口b供油、驱动其转子轴反向旋转并对动力耦合轴13输出动力,随后进入液压马达HM的液压油经其第一油口b、第四油管304、换向阀V2的第一油口A和泄油口T、第六油管306流回油槽HTK;与此同时,发电机G产生的电能经第一电缆201、第三组合开关K3和第二电缆202对电动机M反向供电、驱动其转子轴反向旋转并对动力耦合轴13输出动力;液压马达HM的转子轴和电动机M的转子轴所输出的动力在动力耦合轴13上耦合并流后、经前进挡从动齿轮14、主减速主动齿轮15和主减速从动齿轮17传递给差速器19并驱动车辆倒挡起步;车辆倒挡挡起步后,继续提高发动机E的转速使其输出动力进一步增加、或第二组合开关K2换相闭合使第三电缆203换相连接第二电缆202从而使动力电池组B与发电机G同时对电动机M反向供电以增加其输出的动力、或是前述两者同时进行,可使车辆倒挡加速;车辆倒挡起步并正常行驶后,通过分别或同时调节发动机E的转速、液压泵HP的排量、液压马达HM的排量、发电机G的发电量、对电动机M的供电量,可以实现车辆倒挡时的无极变速。
[0057] 在电-液混合动力传动模式下,当车辆行驶速度不变、发动机E的转速不变但其输出的动力大于车辆行驶所需动力而出现富余能量时,发电机G加大发电量、同时第一组合开关K1闭合使第三电缆203连接第一电缆201、使发电机G利用富余能量所转换的电能经第第一电缆201、第一组合开关K1和第三电缆203对动力电池组B充电,反之,当发动机E的转速不变但其输出的动力不足以维持车辆行驶速度不变时,第二组合开关K2闭合使第三电缆203连接第二电缆202、使动力电池组B经第三电缆203、第二组合开关K2和第二电缆202对电动机M供电、增加其输出的动力以维持车辆行驶速度不变;
[0058] 电-液混合动力传动模式下的动力传动模式转换。
[0059] 油-液串联传动模式
[0060] 车辆在电-液混合动力传动模式下行驶时,第一组合开发K1、第二组合开关K2和第三组合开关K3同时关断,可中断电动传动模块ET的动力传动,使发动机G输出的动力经减振器1、分配器输入轴2、行星架4、太阳轮3、中心轴9全部传递给液压泵HP的转子轴并驱动其旋转,可使发动机G输出的动力单独经液压传动模块HT进行传递、使电-液混合动力传动模式转换为油-液串联传动模式;在油-液串联传动模式下,车辆前进挡行驶时,传递到中心轴9的动力全部用于驱动液压泵HP的转子轴旋转、使其经进油口I、第一油管301从油槽HTK中吸入液压油,并经其排油口O、第二油管302、滑阀V2的进油口P和出油口O、第五油管305、换向阀V2的进油口P和第一油口A、第四油管304对液压马达HM的第一油口a供油、驱动其转子轴正向旋转并对动力耦合轴13输出动力,随后进入液压马达HM的液压油经其第二油口b、第三油管303、换向阀的第二油口B和泄油口T、第六油管306流回油槽HTK;由液压马达HM的转子轴传递到动力耦合轴13的动力经前进挡从动齿轮14、主减速主动齿轮15和主减速从动齿轮17传递给差速器19并驱动车辆向前行驶;车辆倒挡行驶时,传递到中心轴9的动力全部用于驱动液压泵HP、使其经进油口I、第一油管301从油槽HTK中吸入液压油并经其排油口O、第二油管302、滑阀V2的进油口P和第二油口B、第三油管303对液压马达HM的第二油口b供油、驱动其转子轴反向旋转并对动力耦合轴13输出动力,随后进入液压马达HM的液压油经其第一油口a、第四油管304、滑阀V2的第一油口A和泄油口T、第六油管306流回油槽HTK;由压马达HM的转子轴传递到动力耦合轴13的动力经前进挡从动齿轮14、主减速主动齿轮15和主减速从动齿轮17传递给差速器19并驱动车辆向后行驶;分别或同时调节发动机E的转速、液压泵HP的排量、液压马达HM的排量,皆可实现车辆的无极变速;与前述过程相反可使车辆由油-液串联传动模式恢复到电-液混合动力传动模式。
[0061] 油-电串联传动模式(增程式电动动力传动模式)
[0062] 车辆在电-液混合动力传动模式下行驶时,液压泵HP和液压马达HM的排量同时为零、滑阀V2移至左位使其进油口P连通泄油口T,可中断液压传动模块HT的动力传动,使发动机G输出的动力经减振器1、分配器输入轴2、行星架4、太阳轮3、中心轴9传递到液压泵HP的转子轴后、全部经液压泵延长轴20传递给发电机G的转子轴并驱动其旋转发电,可使发动机G输出的动力单独经电动传动模块ET进行传递、使电-液混合动力传动模式转换为油-电串联传动模式;在油-电串联传动模式下,车辆前进挡行驶时,第三组合开关K3闭合使第一电缆201连接第二电缆202;传递到液压泵延长轴20上的动力全部用于驱动发电机G发电,所产生的电能经第一电缆201、第三组合开关K3和第二电缆202对电动机M正向供电、驱动其转子轴正向旋转并对动力耦合轴13输出动力,由电动机M的转子轴传递到动力耦合轴13上的动力经前进挡从动齿轮14、主减速主动齿轮15和主减速从动齿轮17传递给差速器19并驱动车辆向前行驶;车辆倒挡行驶时,第三组合开关换相闭合使第一电缆201换相连接第二电缆201;传递到液压泵延长轴20的动力全部用于驱动发电机G发电,所产生的电能经第一电缆201、第三组合开关K3和第二电缆202对电动机M反向供电、驱动其转子轴反向旋转并对动力耦合轴13输出动力,输送到动力耦合轴13上的动力经前进挡从动齿轮14、主减速主动齿轮15和主减速从动齿轮17传递给差速器19并驱动车辆向后行驶;在油-电串联传动模式下,当车辆行驶速度不变、发动机E的转速不变但其输出的动力大于车辆行驶所需动力而出现富余能量时,发电机G加大发电量、同时第一组合开关K1闭合使第一电缆201连接第三电缆203、使发电机G利用富余能量所转换的电能经第一电缆
201、第一组合开关K1和第三电缆203对动力电池组B充电;反之,当发动机E的转速不变但其输出的动力不足以维持车辆行驶速度不变时,第二组合开关K2闭合使第三电缆203连接第二电缆202、使电池组B经第三电缆203、第二组合开关K2和第二电缆202同时与发电机G一起共同对电动机M供电、增加其输出的动力以维持车辆行驶速度不变;分别或同时调节发动机E的转速、发电机G对动力电池组B的充电量、动力电池组对电动机M的供电量,皆可实现车辆的无极变速;与前述过程相反可使车辆由油-电串联传动模式恢复到电-液混合动力传动模式。
[0063] 电制动、液压制动或电-液联合制动的陡坡缓速功能
[0064] 车辆前进挡行驶过程中,当遇到长陡坡下坡时会因车辆自重使其不断加速,此时需要对车辆的行驶速度加以缓速控制以避免车速过快而导致事故;通常情况下,车辆的陡坡缓速作用是通过减小发动机或停止对发动机供油并关闭点火系统使发动机产生反拖阻力、或通过对车辆施加一定强度的制动来实现的;本实用新型所述油电静液复合的混合动力传动系统,在车辆行驶过程中遇长陡坡下坡需要进行缓速控制时,根据缓速所需制动力的大小,可以通过加大发电机G的发电量使中心轴9所受发电电磁阻力增加形成缓速制动力(此时对动力电池组B充电并回收能量)、或通过由动力电池组B对电动机M反向供电使其对动力耦合轴13形成缓速制动力、或加大发电机G的发电量并与动力电池组B同时对电动机M反向供电使其对动力耦合轴13形成缓速制动力从而实现车辆的电制动缓速;在液压马达HM排量不为零时,换向阀V1移至右位使其第二油口B连通油口P、滑阀V2左位使其出油口O截止,可使由液压马达HM的第二油口b经第三油管303、换向阀V1的第二油口B和进油口P、第五油管305连通滑阀V2的出油口O,由于此时滑阀V2的出油口O截止、使由液压马达HM的第二油口b流出的油液无法流动而对其转子轴形成液压阻力并对动力耦合轴13形成缓速制动力,从而实现车辆的液压制动缓速;同时应用前述电制动缓速和液压制动缓速可以实现车辆的电-液联合制动缓速。
[0065] 电制动坡道辅助起步功能
[0066] 车辆在坡道上起步时常会出现起步溜坡现象,防止车辆坡道起步溜坡通常是在车辆起步前对其施加一定的制动力、并在车辆起步驱动力足够大时逐步解除制动力使车辆顺利起步;本实用新型所述油电静液复合的混合动力传动系统,在车辆坡道起步时,发动机E起动并怠速运转、解除驻车制动使车辆出现溜坡趋势时,可以先根据防止溜坡所需制动力的大小,通过对电动机M供电使其对动力耦合轴13形成与车辆溜坡方向相反的电制动力以防止车辆溜坡,随后逐渐提高发动机E的转速使其输出动力增加、同时进一步加大对电动机M的供电量使其转子轴输出的动力加大、与发动机E所输出的动力共同克服车辆溜坡力和起步阻力,驱动车辆顺利完成坡道起步。
[0067] 发动机快速启停功能
[0068] 具备快速启停功能可使车辆使用过程中产生良好的节能减排效果;本实用新型所述油电静液复合的混合动力传动系统,在发动机E处于熄火状态并且动力电池组B的电力充足时,车辆的前进挡起步可首先以电动机-机械动力传动模式工作,此时第二组合开关K2闭合使第三电缆203连接第二电缆202、使动力电池组B经第三电缆203、第二组合开关K2和第二电缆202对电动机M正向供电、驱动其转子轴正向旋转并对动力耦合轴13输出动力,输送到动力耦合轴13的动力经前进挡从动齿轮14分流传递给主减速主动齿轮15和前进挡主动齿轮10;分流传递到主减速主动齿轮15动力经主减速从动齿轮17传递给差速器19并驱动车辆前进挡起步,与此同时,分流传递到前进挡主动齿轮10的动力经换向同步器
12、套筒轴8、套筒轴同步器6、内齿圈套筒轴7、内齿圈5、行星架4、分配器输入轴2和减振器1反传给发动机E并驱动其曲轴旋转,随后迅速对发动机E供油和点火使其起动并对外输出动力,车辆即可进入油电静液复合的混合动力传动模式的工作状态正常向前行驶;在车辆临时停车时发动机E可再次停止工作,然后在以前述方式再次起动并正常行驶,由此即可实现车辆前进挡时发动机的快速启停;同样情况下,车辆的倒挡起步也可首先以电动机-机械动力传动模式工作,此时第二组合开关K2换相闭合、使动力电池组B对电动机M反向供电以驱动其转子轴反向旋转、对动力耦合轴13输出动力并经前进挡从动齿轮14传递给主减速主动齿轮15后、分流传递给主减速从动齿轮17和主减速轴16;分流传递给主减速从动齿轮17的动力进一步传递给差速器19并驱动车辆倒挡起步,分流传递给主减速轴
16的动力经倒挡从动齿轮18、倒挡主动齿轮11、换向同步器12、套筒轴8、套筒轴同步器6、内齿圈套筒轴7、内齿圈5、行星架4、分配器输入轴2和减振器1反传给发动机E并驱动其曲轴旋转,随后迅速对发动机E供油和点火使其起动并对外输出动力、使车辆以油电静液复合的混合动力传动模式正常向后行驶,在车辆临时停车时发动机E可再次停止工作,然后在以前述方式再次起动并正常向后行驶,由此即可实现车辆倒挡时发动机的快速启停。
[0069] 插入式充电功能
[0070] 本实用新型所述油电静液复合的混合动力传动系统,由于在其电传动模块ET中设置了独立的、具有一定容量的动力电池组B,在车辆停车时,可通过外接电源对动力电池组B进行插入式充电使其形成一定的电能储备,使车辆在行驶初期能够以电动机为单一动力源、以电动机-机械动力传动模式(即纯电动模式)行驶一定里程。
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