一种混合动力汽车动力耦合装置制造方法及图纸

一种混合动力汽车动力耦合装置，包括发动机、第一离合器、前排锥齿轮、第二离合器、行星锥齿轮、齿圈、行星架、后排锥齿轮、圆柱齿轮、第三离合器、第二电机、第四离合器和第一电机。本实用新型专利技术通过齿轮机构实现多动力源的动力耦合，能实现多种运行模式，使整车燃油经济性和能量利用效率最优。

【技术实现步骤摘要】
一种混合动力汽车动力耦合装置
本技术涉及动力传动领域，尤其涉及一种混合动力汽车动力耦合装置。
技术介绍
随着全球汽车保有量的不断增加以及石油资源的不断消耗，开发低排放低油耗的新能源汽车成为当前全球汽车产业发展的紧迫任务，混合动力汽车因其既继承了纯电动汽车的高效率和低排放，又兼具传统内燃机车的动力性和续航里程，从而成为当今世界范围内新能源汽车领域的发展趋势。目前，混合动力汽车按电机和发动机的连接方式不同被分为三种类型，一是仅以电机驱动汽车，发动机用作对电机进行充电的“串联混合动力”汽车，二是同时采用电机和发动机作为动力驱动汽车行驶的“并联混合动力”车辆，三是使用上述两种方式的“混联式混合动力”汽车。混联式混合动力汽车的动力源由发动机与电机组成，来自发动机和电机的动力可以耦合共同驱动汽车。其相较串联式车型，动力性更强；相较并联式车型，由于多出一个电机，避免了并联式车型单个电机只能单独工作在电动机状态或者发电机状态的弊端。但是现有的混联式混合动力汽车，整车燃油经济性和能量利用效率一般。如何实现混联式混合动力汽车发动机与电动机、发电机之间的动力合理分配，是发展混合动力汽车必须解决的关键问题之一。
技术实现思路
为了克服现有的混联式混合动力汽车，整车燃油经济性和能量利用效率一般的不足，本技术提供一种混合动力汽车动力耦合装置。能实现多种运行模式，使整车燃油经济性和能量利用效率最优；同时在一定范围内改变转速，满足车辆正常行驶需要；该机构结构简单可靠，效率高，易于控制。本技术解决该技术问题所采用的技术方案是:一种混合动力汽车动力耦合装置，包括发动机、第一离合器、前排锥齿轮、第二离合器、行星锥齿轮、齿圈、行星架、后排锥齿轮、圆柱齿轮、第三离合器、第二电机、第四离合器和第一电机；发动机的输出轴设有第一离合器和第二离合器，第一离合器与前排锥齿轮连接，第二离合器与行星架连接；第一电机通过第四离合器与后排锥齿轮连接；第二电机通过第三离合器与圆柱齿轮连接；圆柱齿轮与齿圈啮合形成圆柱齿轮副；齿圈和行星架固定连接；行星架与行星锥齿轮相连；前排锥齿轮和后排锥齿轮分别与行星锥齿轮啮合，构成锥齿轮副。本技术具有如下优点:( I)通过齿轮机构实现多动力源的动力耦合，能实现多种运行模式，使整车燃油经济性和能量利用效率最优；(2)所设计齿轮机构结构简单且体积小，传动可靠、机械效率高，且目前齿轮机构的生产和制造工艺都已十分成熟，便于进行市场推广。【附图说明】图1是混合动力汽车动力耦合装置。图2是齿圈结构示意图。图3是装置工作模式示意图。图中:1.发动机，2.第一离合器，3.前排锥齿轮，4.第二离合器，5.行星锥齿轮，6.齿圈，7.行星架，8.后排锥齿轮，9.圆柱齿轮，10.第三离合器，11.第二电机，12.第四离合器,13.第一电机,14.驱动桥,15.动力电池。【具体实施方式】如图1和图2所示，一种混合动力汽车动力耦合装置，包括发动机1、第一离合器2、前排锥齿轮3、第二离合器4、行星锥齿轮5、齿圈6、行星架7、后排锥齿轮8、圆柱齿轮9、第三离合器10、第二电机11、第四离合器12和第一电机13 ;发动机I的输出轴设有第一离合器2和第二离合器4，第一离合器2与前排锥齿轮3连接，第二离合器4与行星架7连接；第一电机13通过第四离合器12与后排锥齿轮8连接；第二电机11通过第三离合器10与圆柱齿轮9连接；圆柱齿轮9与齿圈6啮合形成圆柱齿轮副；齿圈6和行星架7固定连接；前排锥齿轮3和后排锥齿轮8分别与行星锥齿轮5啮合，构成锥齿轮副。行星架7与行星锥齿轮5同轴连接，使得行星锥齿轮5即可公转也可自传，公转即绕着发动机I输出轴转动，自传即绕行星架7转动，两者即可单独进行也可同时进行。混合动力汽车动力输入包括四条路径:A.第一条路径，发动机I通过第一离合器2与前排锥齿轮3连接，将动力输入到齿轮机构中；B.第二条路径，发动机I通过第二离合器4与行星架7连接，将动力输入到齿轮机构中；C.第三条路径，第一电机13通过第四离合器12与后排锥齿轮8连接，动力电池15向第一电机13供电将动力输入到齿轮机构中；D.第四条路径，第二电机11通过第三离合器10与圆柱齿轮9连接，动力电池15向第一电机11供电，通过圆柱齿轮9与齿圈6的哨合将动力输入到齿轮机构中。动力输出也包含三条路径，A.第一条路径，通过齿圈6将动力输出至车辆驱动桥14，供驱动车辆使用；B.第二条路径，第一电机13作为发电机，回收能量储存至动力电池15中；C.第三条路径，第二电机11作为发电机，回收能量储存至动力电池中。上述三种动力传输方式即可同时进行，又可独立进行。如图3所示，在第一离合器2、第二离合器4、第三离合器10、第四离合器12不同工作方式的组合下，可产生多种工作模式。对各工作模式进行说明。(I).纯电动模式；当车辆低速运动时，将采用该模式；此时发动机不工作，第一离合器2、第二离合器4、第四离合器12断开，第三离合器10闭合，第二电机11承担驱动车辆的工作，动力传递路线为:动力电池15向第二电机11供电，第二电机11通过第三离合器10带动圆柱齿轮9转动，进而通过圆柱齿轮副带动齿圈6转动，从而将动力传递至驱动桥14。(2).停车发电模式；当车辆短时停车，且动力电池15电量不足时，将采用此模式；此时齿圈6因与驱动桥14连接以保持静止，发动机I工作，第一电机13处于发电机状态，产生电能存储至动力电池15中；第一离合器2、第四离合器12闭合，第二离合器4、第三离合器10断开，动力传递路线为:发动机I转动，通过第一离合器2带动前排锥齿轮3转动，再通过锥齿轮副使得行星锥齿轮5绕行星架7自转，行星锥齿轮5通过锥齿轮副带动后排锥齿轮8转动，再通过第四离合器12带动第一电机13转动，使其产生电能并将电能储存至动力电池15中。(3).发动机启动模式；发动机I初始起动点火时往往燃油经济性极差，因此需要将其提高至一定转速后点火，以提高燃油经济性。该模式下第二电机11起提速作用至发动机I顺利点火启动。此时第一离合器2、第四离合器12断开，第二离合器4、第三离合器10闭合，动力传递路线为:动力电池15向第二电机11供电，第二电机11通过第三离合器10带动圆柱齿轮9转动，进而通过圆柱齿轮副带动齿圈6转动并使与其固定连接的行星架7转动，进而再通过第二离合器4带动发动机I转动。(4).发动机单独驱动模式；该模式下只有发动机I工作，此时第二离合器4闭合，第一离合器2、第三离合器10、第四离合器12断开，动力传递路线为:发动机I转动，通过第二离合器4带动行星架7转动并使与其固定连接的齿圈6转动，最终将动力传递至驱动桥14。(5).联合驱动模式；该模式下，发动机1、第一电机13、第二电机11均参与工作，第一离合器2、第三离合器10、第四离合器12闭合，第二离合器4断开，其中第二电机11与发动机I共同通过其与行星锥齿轮5的配合完成对行星架7转速的控制，实现一定范围内的变速，并将转矩传递至齿圈6，同时第一电机13可以在齿圈6上施加附加转矩，通过这一过程完成多动力源的动力耦合。动力传递路线有3条，分别为:A.发动机I转动，通过第一离合器2带动前排锥齿轮3转动，再使得行星锥齿轮5绕发动机输出轴公转，行星锥齿轮5经本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力汽车动力耦合装置，其特征在于，包括发动机（1）、第一离合器（2）、前排锥齿轮（3）、第二离合器（4）、行星锥齿轮（5）、齿圈（6）、行星架（7）、后排锥齿轮（8）、圆柱齿轮（9）、第三离合器（10）、第二电机（11）、第四离合器（12）和第一电机（13）；所述发动机（1）的输出轴设有所述第一离合器（2）和所述第二离合器（4），所述第一离合器（2）与所述前排锥齿轮（3）连接，所述第二离合器（4）与所述行星架（7）连接；所述第一电机（13）通过所述第四离合器（12）与所述后排锥齿轮（8）连接；所述第二电机（11）通过所述第三离合器（10）与所述圆柱齿轮（9）连接；所述圆柱齿轮（9）与所述齿圈（6）啮合形成圆柱齿轮副；所述齿圈（6）和所述行星架（7）固定连接；所述行星架（7）与所述行星锥齿轮（5）同轴连接；所述前排锥齿轮（3）和所述后排锥齿轮（8）分别与所述行星锥齿轮（5）啮合，构成锥齿轮副。

【技术特征摘要】
1.一种混合动力汽车动力耦合装置，其特征在于，包括发动机(I)、第一离合器(2)、前排锥齿轮(3)、第二离合器(4)、行星锥齿轮(5)、齿圈(6)、行星架(7)、后排锥齿轮(8)、圆柱齿轮(9)、第三离合器(10)、第二电机(11)、第四离合器(12)和第一电机(13);所述发动机(I)的输出轴设有所述第一离合器(2)和所述第二离合器(4)，所述第一离合器(2)与所述前排锥齿轮(3 )连接，所述第二离合器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪少华，陈龙，任皓，殷春芳，孙晓强，施德华，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32