电机差动汇流的动力不间断换挡系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电机差动汇流的动力不间断换挡系统，包括：发动机输出轴与主离合器联结后穿过变速箱输入轴又与换挡离合器主动盘联结；齿圈离合器从动盘联结轴同时与换挡离合器从动盘、换挡制动器旋转盘及行星排齿圈联结；太阳轮轴穿过行星架支撑轴同时与太阳轮和Z4从动齿轮联结；行星架输出Z1主动齿轮与行星架支撑轴联结；行星架输出Z2从动齿轮，其与变速箱输出轴联结；换挡电机Z3主动齿轮与换挡电机的输出轴联结；以及动力输出轴穿过太阳轮轴、齿圈离合器从动盘联结轴后与发动机输出轴联结；其中发动机输出轴、变速箱输入轴、齿圈离合器从动盘联结轴、行星架支撑轴以及动力输出轴为同心结构。借此可实现动力不间断换挡等多重功能。

【技术实现步骤摘要】
电机差动汇流的动力不间断换挡系统
本专利技术是关于非道路及道路车辆用新型变速换挡系统领域，特别是关于一种电机差动汇流的动力不间断换挡系统。
技术介绍
现有非道路传动系统按换挡方式分为手动换挡系统；有级式动力不间断自动换挡系统；无级式连续CVT(无级变速器)换挡系统。1.手动换挡系统：由手动换挡杆，换挡轴与拨叉组成的换挡系统；该系统换挡时需要分离主离合器，切断变速箱输入空心轴的动力，人工操作选档与换挡过程，作业时需要停车换挡。2.动力不间断自动换挡系统：指发动机到变速箱的动力不中断条件下车辆进行的换挡过程；多采用湿式多片离合器作为换挡执行机构，需要档位变换时，换挡的两个离合器按照控制油压的变化，在不完全切断动力的条件下，顺序分开与结合两个离合器，完成动力不间断条件下的行驶换档。3.液压机械无级变速换挡系统(HMCVT)：该传动系由液压柱塞变量泵/马达/多排行星机构/湿式离合器及制动器组成，主要优点是：通过行星排对发动机功率分流成两条功率路线；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。4.商用车道路自动换挡系统：AT自动换挡变速箱，采用液力变矩器、多排行星机构、多离合器、多制动器组合实现多档动力不间断换挡变速箱。AMT自动换挡变速箱，在现有手动挡基础上通过加装离合器自动执行机构，换挡自动执行机构及电控系统软硬件，实现惯性条件下的自动换挡。现有技术的换挡系统存在下列优缺点：1.采用手动换挡传动系：优点：结构简单，制造、保养维修容易，成本低。缺点：(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，工作强度大，作业效率低，质量不稳定。(2)发动机转速随整车速度变化而不能自动换挡，导致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：优点：在车辆负载行驶中实现不停车换档,提高了拖拉机作业效率与操控舒适性。缺点：(1)发动机不能稳定运转在较小的转速范围内，尽管实现了不停车换挡，发动机油耗、排放、震动磨损等指标较差。(2)该传动系结构需要的离合器数量及比例阀数量很多，随着离合器磨损增加，换挡控制规律会随着离合器磨损、使用环境温度、油液清洁度的变化而变化；换挡品质的稳定性较差。(3)传统动力换挡变速箱，实现超级爬行档(超低速)，要加繁复的减速轮系；很难实现0.2-0.4Km/h的爬行速度。(4)系统关键技术被国外公司掌握并主要依靠进口，该传动系价格高、维修成本高。3.液压机械无级变速传动系(HMCVT)：优点：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：(1)4-6个档位组成的机械变速系统是由多排行星机构及多个湿式离合器或制动器构成的变速机构,结构复杂，成本高。(2)由液压精密偶件组成的液压功率分流系统，对使用清洁度、保养维护清洁度要求非常高，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。4.商用车道路自动换挡系统：4.1商用车AT变速箱：优点：动力不中断自动换挡，操控性、平顺性好，能短期行驶在非道路工况。缺点：采用多排行星机构加多个离合器、制动器组合实现多档自动变速箱，零部件多，结构复杂，传动效率低。4.2商用车AMT自动变速箱：优点：在现有手动挡基础上通过加装离合器自动执行机构，换挡自动执行机构及电控系统软硬件，实现惯性条件下的自动换挡。结构简单，继承性好，成本低，传动效率高。缺点：由于采用动力中断的方式换挡，对换挡控制策略与软件的要求很高，换挡时机控制困难，换挡平顺性较差；非道路工况条件下，由于车辆行驶阻力大，惯性速度降低过快，多时不能正常换挡，车辆在非道路条件下的适应性差，以致不能使用。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利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
本专利技术的目的在于提供一种电机差动汇流的动力不间断换挡系统，其能够很好地克服现有技术中存在的上述缺点。为实现上述目的，本专利技术提供了一种电机差动汇流的动力不间断换挡系统，包括：发动机输出轴与主离合器联结后穿过变速箱输入轴又与换挡离合器主动盘联结；齿圈离合器从动盘联结轴同时与换挡离合器从动盘、换挡制动器旋转盘及行星排齿圈联结；太阳轮轴穿过行星架支撑轴同时与太阳轮和Z4从动齿轮联结；行星架输出Z1主动齿轮与行星架支撑轴联结；行星架输出Z2从动齿轮，其与变速箱输出轴联结；换挡电机Z3主动齿轮与换挡电机联结；以及动力输出轴穿过太阳轮轴、齿圈离合器从动盘联结轴后与发动机输出轴联结；其中发动机输出轴、变速箱输入轴、齿圈离合器从动盘联结轴、行星架支撑轴以及动力输出轴为同心结构。在一优选的实施方式中，电机差动汇流的动力不间断换挡系统动力不间断换挡系统还包括：电机控制器与车载VCU数据连接，电机控制器用以控制换挡电机；功率电池与电机控制器和车载VCU数据连接，功率电池用以向换挡电机提供电功率；行星架与行星架支撑轴联结；以及变速箱体与换挡制动器固定盘联结。在一优选的实施方式中，换挡时：主离合器逐步分离，换挡离合器主动盘与换挡离合器从动盘逐步结合，此时发动机输出轴通过换挡离合器主动盘和换挡离合器从动盘及齿圈离合器从动盘联结轴，向行星排齿圈输出机械功率；同时电机控制器控制功率电池向换挡电机输入电功率，换挡电机通过换挡电机Z3主动齿轮、Z4从动齿轮向太阳轮轴输入电机功率；车载VCU通过太阳轮轴的转速和行星排齿圈的转速共同控制行星架的转速及扭矩；行星架的转速及扭矩通过行星架输出Z1主动齿轮、行星架输出Z2从动齿轮与变速箱输出轴换挡时的扭矩及转速匹配，形成电机差动汇流的动力不间断换挡模式。在一优选的实施方式中，换挡时：发动机输出轴的机械功率和换挡电机的电机功率汇流于行星架形成汇流功率，汇流功率通过行星架、行星架支撑轴、行星架输出Z1主动齿轮、行星架输出Z2从动齿轮以及变速箱输出轴传送给驱动轮输出轴，完成换挡时驱动轮输出轴动力不中断的换挡模式。为实现上述目的，本专利技术又提供了另一种电机差动汇流的动力不间断换挡系统，包括：发动机输出轴与主离合器联结后穿过变速箱输入轴又与换挡离合器主动盘联结；齿圈离合器从动盘联结轴同时与换挡离合器从动盘、换挡制动器旋转盘及太阳轮联结；太阳轮轴穿过行星架支撑轴同时与行星排齿圈和Z4从动齿轮联结；行星架输出Z1主动齿轮与行星架支撑轴联结；行星架输出Z2从动齿轮与变速箱输出轴联结；换挡电机Z3主动齿轮与换挡电机联结；动力输出轴穿过太阳轮轴、齿圈离合器从动盘联结轴后与发动机输出轴联结；行星架与行星架支撑轴联结；以及变速箱体与换挡制动器固定盘联结其中发动机输出轴、变速箱输入轴、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机差动汇流的动力不间断换挡系统，其特征在于，包括：/n发动机输出轴，其与主离合器联结后穿过变速箱输入轴又与换挡离合器主动盘联结；/n齿圈离合器从动盘联结轴，其同时与换挡离合器从动盘、换挡制动器旋转盘及行星排齿圈联结；/n太阳轮轴，其穿过行星架支撑轴同时与太阳轮和Z4从动齿轮联结；/n行星架输出Z1主动齿轮，其与所述行星架支撑轴联结；/n行星架输出Z2从动齿轮，其与变速箱输出轴联结；/n换挡电机Z3主动齿轮，其与换挡电机的输出轴联结；以及/n动力输出轴，其穿过所述太阳轮轴、齿圈离合器从动盘联结轴后与所述发动机输出轴联结；/n其中所述发动机输出轴、所述变速箱输入轴、所述齿圈离合器从动盘联结轴、所述行星架支撑轴以及所述动力输出轴为同心结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种电机差动汇流的动力不间断换挡系统，其特征在于，包括：
发动机输出轴，其与主离合器联结后穿过变速箱输入轴又与换挡离合器主动盘联结；
齿圈离合器从动盘联结轴，其同时与换挡离合器从动盘、换挡制动器旋转盘及行星排齿圈联结；
太阳轮轴，其穿过行星架支撑轴同时与太阳轮和Z4从动齿轮联结；
行星架输出Z1主动齿轮，其与所述行星架支撑轴联结；
行星架输出Z2从动齿轮，其与变速箱输出轴联结；
换挡电机Z3主动齿轮，其与换挡电机的输出轴联结；以及
动力输出轴，其穿过所述太阳轮轴、齿圈离合器从动盘联结轴后与所述发动机输出轴联结；
其中所述发动机输出轴、所述变速箱输入轴、所述齿圈离合器从动盘联结轴、所述行星架支撑轴以及所述动力输出轴为同心结构。


2.如权利要求1所述的电机差动汇流的动力不间断换挡系统，其特征在于，所述动力不间断换挡系统还包括：
电机控制器，其与车载VCU数据连接，所述电机控制器用以控制所述换挡电机；
功率电池，其与所述电机控制器和所述车载VCU数据连接，所述功率电池用以向所述换挡电机提供电功率；
行星架，其与所述行星架支撑轴联结；以及
变速箱体，其与所述换挡制动器固定盘联结。


3.如权利要求2所述的电机差动汇流的动力不间断换挡系统，其特征在于，换挡时：所述主离合器逐步分离，所述换挡离合器主动盘与所述换挡离合器从动盘逐步结合，此时所述发动机输出轴通过所述换挡离合器主动盘和所述换挡离合器从动盘及所述齿圈离合器从动盘联结轴，向所述行星排齿圈输出机械功率；同时所述电机控制器控制所述功率电池向所述换挡电机输入电功率，所述换挡电机通过所述换挡电机Z3主动齿轮、所述Z4从动齿轮向所述太阳轮轴输入电机功率；所述车载VCU通过所述太阳轮轴的转速和所述行星排齿圈的转速共同控制所述行星架的转速及扭矩；所述行星架的转速及扭矩通过所述行星架输出Z1主动齿轮、所述行星架输出Z2从动齿轮与所述变速箱输出轴换挡时的扭矩及转速匹配，形成电机差动汇流的动力不间断换挡模式。


4.如权利要求2所述的电机差动汇流的动力不间断换挡系统，其特征在于，换挡时：所述发动机输出轴的机械功率和所述换挡电机的电机功率汇流于所述行星架形成汇流功率，所述汇流功率通过所述行星架、所述行星架支撑轴、所述行星架输出Z1主动齿轮、所述行星架输出Z2从动齿轮以及所述变速箱输出轴传送给驱动轮输出轴，完成换挡时所述驱动轮输出轴动力不中断的换挡模式。


5.一种电机差动汇流的动力不间断换挡系统，其特征在于，包括：
发动机输出轴，其与主离合器联结后穿过变速箱输入轴又与换挡离合器主动盘联结；
齿圈离合器从动盘联结轴，其同时与换挡离合器从动盘、换挡制动器旋转盘及太阳轮联结；
太阳轮轴，其穿过行星架支撑轴同时与行星排齿圈和Z4从动齿轮联结；
行星架输出Z1主动齿轮，其与所述行星架支撑轴联结；
行星架输出Z2从动齿轮，其与变速箱输出轴联结；
换挡电机Z3主动齿轮，其与换挡电机联结；
动力输出轴，其穿过所述太阳轮轴、齿圈离合器从动盘联结轴后与所述发动机输出轴联结；
行星架，其与所述行星架支撑轴联结；以及
变速箱体，其与所述换挡制动器固定盘联结
其中所述发动机输出轴、所述变速箱输入轴、所述齿圈离合器从动盘联结轴、所述行星架支撑轴以及所述动力输出轴为同心结构；
其中行星排特征参数不等于一。


6.一种电机差动汇流的动力不间断换挡系统，其特征在于，包括：
发动机输出轴，其与主离合器联结后穿过变速箱输入轴又与换挡离合器主动盘联结；
齿圈离合器从动盘联结轴，其同时与换挡离合器从动盘、换挡制动器旋转盘及行星排齿圈联结；
太阳轮轴，其穿过行星架支撑轴同时与太阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨振忠，
申请(专利权)人：杨振忠，
类型：发明
国别省市：海南;46