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大功率工程车辆的混合动变速箱

阅读:1028发布:2020-12-31

专利汇可以提供大功率工程车辆的混合动变速箱专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种用于大功率工程车辆的混合动 力 变速箱,属于 动力 传动系统 技术领域。该装置包括变速箱壳体、 电动机 、3个行星排、2个 离合器 和3个 制动 器、 输入轴 、中间轴、 输出轴 和液压控制系统。电动机独立工作时,经离合器或制动器连接,动力由中间轴传递到输出轴,可实现3种传动速比和倒挡功能;柴油机独立工作时,经离合器或制动器连接,动力由输入轴传递到输出轴,可实现6种传动速比;柴油机和电动机共同工作时,可以提供更大的 扭矩 ,且尽可能让柴油机工作在最佳燃油经济区。本发明可实现动力换挡,整体形式简单,结构紧凑,承载能力大,传动效率高,能在很大程度上改善车辆动力性能,提高燃油经济性。,下面是大功率工程车辆的混合动变速箱专利的具体信息内容。

1.大功率工程车辆的混合动变速箱,包括柴油机、2个离合器、3个制动器、电动机、3个行星排P1、P2、P3,其特征在于:
所述柴油机、电动机和行星排P3的行星架同轴输出;
所述电动机集成在行星排P1和P2之间;
所述行星排P1包括:P1排太阳轮、P1排行星轮、P1排行星架、P1排齿圈;其中P1排行星架与柴油机相连,P1排太阳轮经过离合器C1可与柴油机相连,或与制动器B1连接,P1排齿圈与电动机相连;
所述行星排P2包括:P2排太阳轮、P2排行星轮、P2排行星架、P2排齿圈;其中P2排行星架与P3排齿圈相连,P2排太阳轮与电动机相连,P2排齿圈经过离合器C2与电动机相连,或与制动器B2连接;
所述行星排P3包括:P3排太阳轮、P3排行星轮、P3排行星架、P3排齿圈;其中P3排行星架作为输出轴,P3排太阳轮与电动机相连,P3排齿圈与P2排行星架相连,或与制动器B3连接;
其中柴油机的档位选择如下:所述柴油机一档时,离合器C1闭合、制动器B1断开、离合器C2断开、制动器B2闭合、制动器B3闭合,传动比4.11;
所述柴油机二档时,离合器C1断开、制动器B1闭合、离合器C2断开、制动器B2闭合、制动器B3闭合,传动比3.02;
所述柴油机三档时,离合器C1闭合、制动器B1断开、离合器C2断开、制动器B2闭合、制动器B3断开,传动比2.11;
所述柴油机四档时,离合器C1断开、制动器B1闭合、离合器C2断开、制动器B2闭合、制动器B3断开,传动比1.56;
所述柴油机五档时,离合器C1闭合、制动器B1断开、离合器C2闭合、制动器B2断开、制动器B3断开,传动比1;
所述柴油机六档时,离合器C1断开、制动器B1闭合、离合器C2闭合、制动器B2断开、制动器B3断开,传动比0.74;
其中电动机的档位选择如下:所述电动机发电时,离合器C1闭合、制动器B1断开、离合器C2断开、制动器B2断开、制动器B3断开;
所述电动机一档时,离合器C1断开、制动器B1断开、离合器C2断开、制动器B2断开、制动器B3闭合;
所述电动机二档时,离合器C1断开、制动器B1断开、离合器C2断开、制动器B2闭合、制动器B3断开;
所述电动机三档时,离合器C1断开、制动器B1断开、离合器C2闭合、制动器B2断开、制动器B3断开。
2.根据权利要求1所述的大功率工程车辆的混合动力变速箱,其特征在于:
柴油机和电动机能共同工作,能提供更大的扭矩
3.根据权利要求1所述的大功率工程车辆的混合动力变速箱,其特征在于:
车辆倒挡行驶时,所述电动机反转,离合器C1断开、制动器B1断开、离合器C2断开、制动器B2断开、制动器B3闭合。

说明书全文

大功率工程车辆的混合动变速箱

技术领域

[0001] 本发明属于动力传动系统技术领域,特别是指一种应用于大功率工程车辆的混合动力变速箱。

背景技术

[0002] 目前能源短缺已成为全球面临的一个重要问题,而混合动力技术能有效改善车辆低速动力输出和燃油消耗,已成为汽车工业的发展方向。大功率工程车辆(如重型矿用自卸车)在工作时,经常在低速、启停工况下工作,在低速及启动工况下,可以用电机驱动,在减速工况下,电机能实现制动能量回收,给电池充电。
[0003] 在混合动力变速箱的设计文献资料中,还未发现有适用于大功率工程车辆的混合动力变速箱,此混合动力变速箱能在很大程度上提高车辆的燃油经济性。

发明内容

[0004] 本发明的目的是:为提高大功率工程车辆的燃油经济性,提升车辆动力性能,提出了一种适合应用在大功率工程车辆上的混合动力变速箱。
[0005] 大功率工程车辆的混合动力变速箱,包括柴油机、2个离合器、3个制动器、电动机、3个行星排P1、P2、P3,其特征在于:
[0006] 所述柴油机、电动机和行星排P3的行星架同轴输出;
[0007] 所述电动机集成在行星排P1和P2之间;
[0008] 所述行星排P1包括:P1排太阳轮、P1排行星轮、P1排行星架、P1排齿圈;其中P1排行星架与柴油机相连,P1排太阳轮经过离合器C1可与柴油机相连,或与制动器B1连接,P1排齿圈与电动机相连;
[0009] 所述行星排P2包括:P2排太阳轮、P2排行星轮、P2排行星架、P2排齿圈;其中P2排行星架与P3排齿圈相连,P2排太阳轮与电动机相连,P2排齿圈经过离合器C2与电动机相连,或与制动器B2连接;
[0010] 所述行星排P3包括:P3排太阳轮、P3排行星轮、P3排行星架、P3排齿圈;其中P3排行星架作为输出轴,P3排太阳轮与电动机相连,P3排齿圈与P2排行星架相连,或与制动器B3连接。
[0011] 所述柴油机一档时,离合器C1闭合、制动器B1断开、离合器C2断开、制动器B2闭合、制动器B3闭合,传动比4.11;
[0012] 所述柴油机二档时,离合器C1断开、制动器B1闭合、离合器C2断开、制动器B2闭合、制动器B3闭合,传动比3.02;
[0013] 所述柴油机三档时,离合器C1闭合、制动器B1断开、离合器C2断开、制动器B2闭合、制动器B3断开,传动比2.11;
[0014] 所述柴油机四档时,离合器C1断开、制动器B1闭合、离合器C2断开、制动器B2闭合、制动器B3断开,传动比1.56;
[0015] 所述柴油机五档时,离合器C1闭合、制动器B1断开、离合器C2闭合、制动器B2断开、制动器B3断开,传动比1;
[0016] 所述柴油机六档时,离合器C1断开、制动器B1闭合、离合器C2闭合、制动器B2断开、制动器B3断开,传动比0.74。
[0017] 所述电动机发电时,离合器C1闭合、制动器B1断开、离合器C2断开、制动器B2断开、制动器B3断开;
[0018] 所述电动机一档时,离合器C1断开、制动器B1断开、离合器C2断开、制动器B2断开、制动器B3闭合;
[0019] 所述电动机二档时,离合器C1断开、制动器B1断开、离合器C2断开、制动器B2闭合、制动器B3断开;
[0020] 所述电动机三档时,离合器C1断开、制动器B1断开、离合器C2闭合、制动器B2断开、制动器B3断开。
[0021] 柴油机和电动机能共同工作,能提供更大的扭矩
[0022] 车辆倒挡行驶时,所述电动机反转,离合器C1断开、制动器B1断开、离合器C2断开、制动器B2断开、制动器B3闭合。
[0023] 本发明电动机独立工作时,经离合器或制动器连接,动力由中间轴传递到输出轴,可实现3种传动速比和倒挡功能;柴油机独立工作时,经离合器或制动器连接,动力由输入轴传递到输出轴,可实现6种传动速比;柴油机和电动机共同工作时,可以提供更大的扭矩,且尽可能让柴油机工作在最佳燃油经济区。
[0024] 本发明的上述技术方案的有益效果如下:
[0025] 一是集成化程度高,电动机放在行星排P1、P2之间,使整体结构形式简单、紧凑,可靠性高,且提供倒挡功能;二是可实现串联形式的混合动力技术,在低速及启动工况下,可以用电机驱动,需要大扭矩工况下可以实现混合驱动,减速工况下实现能量回收;三是所述变速箱速比符合理想档位速比,在提高换挡舒适性的同时,大大的提高了车辆的燃油经济性。附图说明
[0026] 图1为本发明的混合动力变速箱结构原理图;
[0027] 图2为本发明的混合动力变速箱电动机1挡时的功率流图;
[0028] 图3为本发明的混合动力变速箱柴油机1挡时的功率流图;
[0029] 图4为本发明的混合动力变速箱结构图;
[0030] [主要元件符号说明]
[0031] 1‐柴油机;2‐P1排太阳轮;3‐P1排行星架;4‐P1排齿圈;5‐离合器C1;6‐制动器B1;7‐离合器C2;8‐制动器B2;9‐制动器B3;10‐P3排齿圈;11‐P3排行星架;12‐P3排太阳轮;13‐P2排齿圈;14‐P2排行星架;15‐P2排太阳轮;16‐电动机。

具体实施方式

[0032] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0033] 本发明提供一种用于大功率工程车辆的混合动力变速箱,如图1、图4所示,为该混合动力变速箱的原理图和结构图,包括变速箱壳体、电动机、3个行星排、2个离合器和3个制动器、输入轴、中间轴、输出轴和液压控制系统。
[0034] 如图1所示为本发明的混合动力变速箱原理示意图,动力由柴油机或电动机输入,通过切换离合器和制动器能使动力以不同的速比输出,满足车辆的工况需求。
[0035] 如表1所示为本发明混合动力变速箱电动机工作时换挡过程的具体实施。
[0036] 倒挡时,制动器B3闭合,电动机反转,其输出转矩传递到P3排太阳轮,P3排齿圈固定,通过P3排行星架输出;
[0037] 1挡时,制动器B3闭合,电动机正转,其输出转矩传递到P3排太阳轮,P3排齿圈固定,通过P3排行星架输出;
[0038] 2挡时,制动器B2闭合,电动机正转,其输出转矩传递到P2排太阳轮和P3排太阳轮,P2排齿圈固定,P2排行星架与P3排齿圈相连,最终通过P3排行星架输出;
[0039] 3挡时,离合器C2闭合,电动机正转,其输出转矩传递到P2排太阳轮、P2排齿圈和P3排太阳轮,P2排行星架与P3排齿圈相连,最终通过P3排行星架输出;
[0040] 表1电动机单独工作时的档位切换
[0041]
[0042] 如表2所示为本发明混合动力变速箱柴油机工作时换挡过程的具体实施。
[0043] 1挡时,离合器C1、制动器B2、制动器B3闭合,柴油机正转,其输出转矩传递到P1排太阳轮和P1排行星架,经过P1排齿圈输出到P2排太阳轮和P3排太阳轮,P2排齿圈固定,P2排行星架与P3排齿圈相连,P3排齿圈固定,最终通过P3排行星架输出;
[0044] 2挡时,制动器B1、制动器B2、制动器B3闭合,柴油机正转,其输出转矩传递到P1排行星架,P1排太阳轮固定,经过P1排齿圈输出到P2排太阳轮和P3排太阳轮,P2排齿圈固定,P2排行星架与P3排齿圈相连,P3排齿圈固定,最终通过P3排行星架输出;
[0045] 3挡时,离合器C1、制动器B2闭合,柴油机正转,其输出转矩传递到P1排太阳轮和P1排行星架,经过P1排齿圈输出到P2排太阳轮和P3排太阳轮,P2排齿圈固定,P2排行星架与P3排齿圈相连,最终通过P3排行星架输出;
[0046] 4挡时,制动器B1、制动器B2闭合,柴油机正转,其输出转矩传递到P1排行星架,P1排太阳轮固定,经过P1排齿圈输出到P2排太阳轮和P3排太阳轮,P2排齿圈固定,P2排行星架与P3排齿圈相连,最终通过P3排行星架输出;
[0047] 5挡时,离合器C1、离合器C2闭合,柴油机正转,其输出转矩传递到P1排太阳轮和P1排行星架,经过P1排齿圈输出到P2排太阳轮、P2排齿圈和P3排太阳轮,P2排行星架与P3排齿圈相连,最终通过P3排行星架输出;
[0048] 6挡时,制动器B1、离合器C2闭合,柴油机正转,其输出转矩传递到P1排行星架,P1排太阳轮固定,经过P1排齿圈输出到P2排太阳轮、P2排齿圈和P3排太阳轮,P2排行星架与P3排齿圈相连,最终通过P3排行星架输出;
[0049] 表2柴油机单独工作时的档位切换
[0050]
[0051] 以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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