并联双电机行星功率分流的无级变速传动系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种并联双电机行星功率分流的无级变速传动系统，其与发动机输出轴相连，无级变速传动系统包括第一电机、第二电机、电机控制器、行星排机构、离合器、变速箱、动力输出轴以及蓄电池；其中第一电机和第二电机并联布置，发动机输出轴将发动机的动力传递给第一电机发电，同时发动机输出轴通过行星排机构、离合器以及变速箱向外输出动力形成第一功率路径；第一电机通过电机控制器向第二电机和蓄电池供电，第二电机通过行星排机构、离合器以及变速箱向外输出动力形成第二功率路径。借此本实用新型专利技术的无级变速传动系统具有机械功率和电功率两条功率路径。

Continuously variable transmission system with planetary power shunt of parallel double motors

【技术实现步骤摘要】
并联双电机行星功率分流的无级变速传动系统
本技术是关于无级变速传动系统，特别是关于一种并联双电机行星功率分流的无级变速传动系统(EMCVT)。
技术介绍
现有的传动系统(以拖拉机为例)按换挡方式分为手动换挡传动系统，动力不间断自动换挡传动系统，液压机械无级变速传动系统(HMCVT)。1.手动换挡传动系统：拖拉机田间作业时，由于土地阻力变化大，整机负荷变化大，采用手动换挡传动系的拖拉机需要频繁停车换挡，以满足农具作业牵引力及速度要求，员工工作强度大，作业效率低，作业质量不稳定；同时，发动机转速与车辆速度直接相关，整车速度变化导致发动机转速变化范围大，发动机不能工作在一个稳定经济的转速范围内，导致油耗高、排放差、震动磨损大。该型传动系结构简单、制造维护成本低，适合农民用户当前的购买水平。世界先进国家，手动换挡传动系多应用在80Hp马力以下拖拉机产品上。2.拖拉机动力不间断自动换挡传动系统：在发动机到变速箱的动力不中断的车辆行驶条件下，进行的换挡过程；采用湿式多片离合器作为换挡执行机构，需要挡位变换时，换挡的两个离合器按照控制油压的变化，顺序分开与结合两个离合器，在车辆负载行驶中实现不停车换挡，解决了手动换挡传动系作业时停车换挡的问题，减少了员工作业强度、提高了操控舒适性及作业效率。但，动力不间断自动换挡传动系发动机转速与车辆速度直接相关，车辆速度变化导致发动机转速变化范围大，发动机不能工作在一个稳定经济的转速范围内，发动机油耗高、排放差、震动磨损大。同时，拖拉机由于作业要求多，挡位数量多，该种传动系结构需要的离合器数量及比例阀很多，以160马力16挡变速箱为例：全域自动变速箱需要8个离合器8个液压比例阀；由于一致性的原因，该型传动系的换挡性能需在专用出厂试验台上调试标定，随着使用时间的增长，离合器磨损增加，换挡控制时间发生了改变，平顺性变差，产生换挡冲击。目前，这些系统的技术基本被国外公司掌握并主要依靠进口，该传动系结构复杂、价格高、降价难、维修成本高。由于价格的原因，世界先进国家，动力换挡传动系多应用在80-200Hp拖拉机产品上。3.液压机械无级变速传动系统(HMCVT)：该传动系统由液压柱塞变量泵/马达/多排差速机构/湿式离合器及制动器组成，主要优点是：通过差速器对发动机功率分流成两条功率路线，一条是机械功率路线，功率直接传递到变速箱输入轴；一条是液压功率路线，经机-液-机功率转换过程后，与变速箱输入轴实现全部功率的汇流；通过功率分流、汇流原理，实现传动系扭矩、转速按照车辆速度与牵引力要求自动连续变化，保证车辆变速时的牵引力与速度要求。该传动系统(HMCVT)实现了车辆传动系无级自动变化，员工操作强度低，操作舒适性好，作业效率、质量高；由于发动机转速、扭矩与整车速度、牵引力完全解耦(不相关)，发动机可以稳定的工作在低油耗区域，震动小、排放好。该传动系统(HMCVT)所采用的高压变量柱塞泵/马达、比例阀等属于精密液压偶件，对装配净洁度、使用清洁度、保养维护清洁度要求非常高，需要专用液压油，使用维护费用高昂；该系统变速箱采用多排差速机构与湿式离合器或制动器，实现4-6个挡位的区域变换，该系统零件数量多，结构复杂，系统关键技术基本被国外公司掌握，产品主要依靠进口，该传动系成本高、降价难。由于价格与使用维护的原因，该系统在中国市场使用量非常少。由于价格的原因，世界先进国家，液压机械无级变速传动系(HMCVT)，多应用在200--400Hp拖拉机产品上。上述现有技术的传动系统存在以下缺点：1.采用手动换挡传动系，结构简单，制造、保养维修容易，成本低。缺点如下：(1)采用手动换挡传动系的拖拉机需要频繁停车换挡，以满足农具作业牵引力及速度要求，员工工作强度大，作业效率低，作业质量不稳定。(2)发动机转速与车辆速度直接相关，整车速度变化导致发动机转速变化范围大，发动机不能工作在一个稳定经济的转速范围内，油耗高、排放差、震动磨损大。2.动力不间断自动换挡传动系，在车辆负载行驶中实现不停车换挡，提高了拖拉机作业效率与操控舒适性。缺点如下：(1)该传动系发动机转速与车辆速度直接相关，车辆速度变化导致发动机转速变化范围大，发动机不能工作在一个稳定经济的转速范围内，油耗高、排放差、震动磨损大。(2)该传动系结构需要的离合器数量及比例阀数量很多，随着使用时间的增长，离合器磨损增加，换挡控制时间发生了改变，平顺性变差，产生换挡冲击。(3)传统动力换挡变速箱，是单功率路线有级式传动，实现超级爬行挡(超低速)，要加很多繁复的减速轮系。并且，不能实现旋耕等主要作业时的无级传动，也就是理论上不能匹配到与旋耕机最佳的行驶速度(4)目前，这些系统的技术基本被国外公司掌握并主要依靠进口，该传动系价格高、降价难、维修成本高。3.液压机械无级变速传动系统(HMCVT)，实现了由4-6个挡组成的全域无级变速系统，作业效率高，操控舒适性好，发动机输出与车辆负载、速度解耦，发动机平稳运行在低油耗、低排放区间。缺点如下：(1)4-6个挡位组成的机械变速系统是由多排差速机构及4-6个湿式离合器或制动器构成的变速机构,结构复杂，零部件加工要求高，成本高。(2)由液压精密偶件组成的液压功率分流系统，对装配净洁度、使用清洁度、保养维护清洁度要求非常高，需要专用液压油，使用维护费用高昂。(3)由于这些系统的技术基本被国外公司掌握，产品主要依靠进口，成本很高、降价难。因此，需要设计一种传动系统，能够解决上述现有传动系统所存在的技术问题。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种并联双电机行星功率分流的无级变速传动系统，其能够有效克服上述现有技术的传动系统存在的问题。为实现上述目的，本技术提供了一种并联双电机行星功率分流的无级变速传动系统，其与发动机输出轴相连，无级变速传动系统包括第一电机、第二电机、电机控制器、行星排机构、离合器、变速箱、动力输出轴以及蓄电池；其中第一电机和第二电机并联布置，发动机输出轴将发动机的动力传递给第一电机发电，同时发动机输出轴通过行星排机构、离合器以及变速箱向外输出动力形成第一功率路径；第一电机通过电机控制器向第二电机和蓄电池供电，第二电机通过行星排机构、离合器以及变速箱向外输出动力形成第二功率路径。在一优选的实施方式中，行星排机构包括行星排太阳轮、太阳轮输出轴主动齿轮、行星架及行星排齿圈，发动机输出轴与行星架连接；第一电机包括第一电机输入轴、第一电机转子及第一电机定子，第一电机转子与第一电机输入轴机械连接，第一电机输入轴上设置有第一电机输入齿轮，行星排太阳轮一端设置有太阳轮输出轴主动齿轮，另一端设置有，通过发动机输出轴、行星架、行星排太阳轮、太阳轮输出轴主动齿轮、第一电机输入齿轮、第一电机输入轴，来驱动第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种并联双电机行星功率分流的无级变速传动系统，其与发动机输出轴相连，其特征在于，所述无级变速传动系统包括第一电机、第二电机、电机控制器、行星排机构、离合器、变速箱、动力输出轴以及蓄电池；/n其中，所述第一电机和所述第二电机并联布置，所述发动机输出轴将所述发动机的动力传递给所述第一电机发电，同时所述发动机输出轴通过所述行星排机构、所述离合器以及所述变速箱向外输出动力形成第一功率路径；所述第一电机通过所述电机控制器向所述第二电机和所述蓄电池供电，所述第二电机通过所述行星排机构、所述离合器以及所述变速箱向外输出动力形成第二功率路径。/n

【技术特征摘要】
1.一种并联双电机行星功率分流的无级变速传动系统，其与发动机输出轴相连，其特征在于，所述无级变速传动系统包括第一电机、第二电机、电机控制器、行星排机构、离合器、变速箱、动力输出轴以及蓄电池；
其中，所述第一电机和所述第二电机并联布置，所述发动机输出轴将所述发动机的动力传递给所述第一电机发电，同时所述发动机输出轴通过所述行星排机构、所述离合器以及所述变速箱向外输出动力形成第一功率路径；所述第一电机通过所述电机控制器向所述第二电机和所述蓄电池供电，所述第二电机通过所述行星排机构、所述离合器以及所述变速箱向外输出动力形成第二功率路径。


2.如权利要求1所述的并联双电机行星功率分流的无级变速传动系统，其特征在于，所述行星排机构包括行星排太阳轮、太阳轮输出轴主动齿轮、行星架及行星排齿圈，所述发动机输出轴与所述行星架连接；
所述第一电机包括第一电机输入轴、第一电机转子及第一电机定子，所述第一电机转子与所述第一电机输入轴机械连接，所述第一电机输入轴上设置有第一电机输入齿轮，所述行星排太阳轮与所述太阳轮输出轴主动齿轮连接，通过所述发动机输出轴、所述行星架、所述行星排太阳轮、所述太阳轮输出轴主动齿轮、所述第一电机输入齿轮、所述第一电机输入轴，来驱动所述第一电机转子发电；
所述第二电机包括第二电机输出主动轴、第二电机转子及第二电机定子，所述第二电机转子与所述第二电机输出主动轴机械连接，并通过所述第二电机输出主动轴单独输出第二电机功率；
所述第一电机定子和所述第二电机定子安装在电机定子共用壳体中；
所述发动机输出轴、所述第一电机输入轴、所述第二电机输出主动轴三轴平行，所述发动机输出轴通过所述行星架以及所述动力输出轴向外输出发动机动力；所述第一电机通过所述电机控制器向所述第二电机提供电能，并通过所述第二电机输出主动轴向外输出行驶、换挡、助力功率。


3.如权利要求2所述的并联双电机行星功率分流的无级变速传动系统，其特征在于，所述变速箱包括：
变速箱输入轴，其与所述行星排齿圈固定连接，用以向所述变速箱输入动力；
变速箱同步器和变速箱齿轮组，其与所述变速箱输入轴构成定轴式4-6挡变速箱；以及
中央传动主动齿轮，其与所述变速箱齿轮组机械连接，所述发动机输出轴的转速经所述变速箱变速后，由所述中央传动主动齿轮传递给中央传动从动齿轮，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨振忠，
申请(专利权)人：广西玉柴机器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广西;45