一种基于单行星系统的机电混合发动机技术方案

本发明专利技术采用的技术方案是：一种基于单行星系统的机电混合发动机，其特征在于：包括发动机、电机、两档换挡机构、第一传动轴、第二传动轴、风扇、行星齿轮系和蓄电池；所述行星齿轮系包括外齿圈、太阳轮和行星齿轮架；所述第一传动轴与行星齿轮系中的行星齿轮架相连接；所述电机的输出轴通过两档换挡机构与行星齿轮系中的太阳轮相连接；所述电机的输出端与蓄电池的输入端电连接；所述发动机与行星齿轮系中的外齿圈相连接；所述第二传动轴一侧与风扇相连接，另一侧通过单向轴承或者锁止机构与第一传动轴相连接。本发明专利技术能够实现发动机和电机输出的耦合，从而实现风扇的无极调速。从而实现风扇的无极调速。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单行星系统的机电混合发动机


[0001]本专利技术属于机电混合发动机
，具体涉及一种基于单行星系统的机电混合发动机。

技术介绍

[0002]目前商用车发动机匹配的风扇主要有硅油离合器风扇、电磁离合器风扇、机械风扇。同时通过发动机前端皮带轮系带动发电机工作，对整车蓄电池进行充电。在发动机后端利用飞轮与曲轴之间的传动比由带一级减速系统的起动机带动飞轮旋转，进而反拖发动机使之启动。
[0003]硅油离合器由于其工作原理,风扇与驱动轴之间不可避免的存在滑差,因此存在较多的能量损失。同时硅油离合器风扇无法同时满足发动机在高速大负荷和低速大负荷工况下的冷却需求,即硅油离合器风扇存在低速时冷却能力不足或高速时冷却能力过强的问题。此外硅油离合器风扇还存在转速调节响应较慢的问题。
[0004]电磁离合器风扇通常只有一挡或两挡调速，换挡冲击大、无法实现无级调速，同硅油离合器风扇相同存在低速是能力不足或高速时冷却能力过强的问题。
[0005]机械风扇通过发动机前端皮带轮系直接与其连接，故在发动机工作过程一直跟随其转动，其主要缺点为：风扇转速无法调整、发动机无冷却需求时存在能量浪费，故目前机械风扇在商用车上应用较少。
[0006]常规发动机需要单独的发电机对蓄电池进行充电，保证整车基本电耗，启动时需要单独的起动机倒拖发动机。且风扇、发电机、起动机的能量来源均通过发动机做功转换而来。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提供一种基于单行星系统的机电混合发动机，能够实现发动机和电机输出的耦合，从而实现风扇的无极调速。
[0008]本专利技术采用的技术方案是：一种基于单行星系统的机电混合发动机，其特征在于：包括发动机、电机、两档换挡机构、第一传动轴、第二传动轴、风扇、行星齿轮系和蓄电池；所述行星齿轮系包括外齿圈、太阳轮和行星齿轮架；所述第一传动轴与行星齿轮系中的行星齿轮架相连接；所述电机的输出轴通过两档换挡机构与行星齿轮系中的太阳轮相连接；所述电机的输出端与蓄电池的输入端电连接；所述发动机与行星齿轮系中的外齿圈相连接；所述第二传动轴一侧与风扇相连接，另一侧通过单向轴承或者锁止机构与第一传动轴相连接；所述发动机不包含起动机、发电机装置；当外部控制器检测到蓄电池需要充电时，启动电机的充电功能：电机将其输出轴在跟随行星齿轮架转动的过程中产生的电能输出至蓄电池；当外部控制器检测到蓄电池不需要充电时，关闭电机的充电功能。
[0009]上述技术方案中，发动机启动时，两档换挡机构处于2挡位置；通过单向轴承或者锁止装置，使第二传动轴不跟随第一传动轴一起转动，电机通过两档换挡机构和行星齿轮
系减速后，获得足够大扭矩，以此拖动发动机启动；除发动机启动工况外，整车正常行驶过程时两档换挡机构均处于1挡位置。
[0010]上述技术方案中，发动机水温较低，无需风扇散热时，发动机带动外齿圈正转，第一传动轴跟随行星齿轮架正转；通过单向轴承或者锁止装置，使第二传动轴不跟随第一传动轴一起转动，风扇的转速为0；此时电机不锁止、不驱动，电机通过两档换挡机构的一档跟随行星齿轮系中的太阳轮空转。
[0011]上述技术方案中，发动机水温较高，需要风扇进行散热时，发动机带动外齿圈正转，第一传动轴跟随行星齿轮架正转；单向轴承或者锁止装置脱开，使第二传动轴与第一传动轴相连；此时风扇通过第二传动轴和第一传动轴跟随行星齿轮架同步转动；同时电机施加反向扭矩，发动机通过行星齿轮系带动风扇转动。
[0012]上述技术方案中，当发动机散热需求增加时，增加电机反向扭矩，降低太阳轮正转速度，使行星齿轮架正向转速升高，进而提高风扇转速；当发动机散热需求降低，降低电机反向扭矩，提高太阳轮正转速度，使得行星齿轮架正向转速降低，进而降低风扇转速。
[0013]本专利技术提供了一种基于单行星系统的机电混合发动机，其特征在于：包括发动机、电机、两档换挡机构、第一传动轴、第二传动轴、风扇、行星齿轮系和蓄电池；所述行星齿轮系包括外齿圈、太阳轮和行星齿轮架；所述第一传动轴与行星齿轮系中的太阳轮相连接；所述电机的输出轴通过两档换挡机构与行星齿轮系中的行星齿轮架相连接；所述电机的输出端与蓄电池的输入端电连接；所述发动机与行星齿轮系中的外齿圈相连接；所述第二传动轴一侧与风扇相连接，另一侧通过单向轴承或者锁止机构与第一传动轴相连接；所述发动机不包含起动机、发电机装置；当外部控制器检测到蓄电池需要充电时，启动电机的充电功能：电机将其输出轴在跟随行星齿轮架转动的过程中产生的电能输出至蓄电池；当外部控制器检测到蓄电池不需要充电时，关闭电机的充电功能。
[0014]上述技术方案中，发动机启动时，两档换挡机构处于2挡位置；通过单向轴承或者锁止装置，使第二传动轴不跟随第一传动轴一起转动，电机通过两档换挡机构和行星齿轮系减速后，获得足够大扭矩，以此拖动发动机启动；除发动机启动工况外，整车正常行驶过程时两档换挡机构均处于1挡位置。
[0015]上述技术方案中，发动机水温较低，无需风扇散热时，发动机带动外齿圈正转，第一传动轴跟随太阳轮正转；通过单向轴承或者锁止装置，使第二传动轴不跟随第一传动轴一起转动，风扇的转速为0；此时电机不锁止、不驱动，电机通过两档换挡机构的一档跟随行星齿轮系中的行星齿轮架空转。
[0016]上述技术方案中，发动机水温较高，需要风扇进行散热时，发动机带动外齿圈正转，第一传动轴跟随行星齿轮架正转；单向轴承或者锁止装置脱开，使第二传动轴与第一传动轴相连；此时风扇通过第二传动轴和第一传动轴跟随太阳轮同步转动；同时电机施加反向扭矩，发动机通过行星齿轮系带动风扇转动。
[0017]上述技术方案中，当发动机散热需求增加时，增加电机反向扭矩，降低行星齿轮架正转速度，使太阳轮正向转速升高，进而提高风扇转速；当发动机散热需求降低，降低电机反向扭矩，提高行星齿轮架正转速度，使得太阳轮正向转速降低，进而降低风扇转速。
[0018]本专利技术提供了一种基于单行星系统的机电混合发动机，其特征在于：包括发动机、电机、两档换挡机构、第一传动轴、第二传动轴、风扇、行星齿轮系和蓄电池；所述行星齿轮
系包括外齿圈、太阳轮和行星齿轮架；所述第一传动轴与行星齿轮系中的外齿圈相连接；所述电机的输出轴通过两档换挡机构与行星齿轮系中的行星齿轮架相连接；所述电机的输出端与蓄电池的输入端电连接；所述发动机与行星齿轮系中的太阳轮相连接；所述第二传动轴一侧与风扇相连接，另一侧通过单向轴承或者锁止机构与第一传动轴相连接；所述发动机不包含起动机、发电机装置；当外部控制器检测到蓄电池需要充电时，启动电机的充电功能：电机将其输出轴在跟随行星齿轮架转动的过程中产生的电能输出至蓄电池；当外部控制器检测到蓄电池不需要充电时，关闭电机的充电功能。
[0019]上述技术方案中，发动机启动时，两档换挡机构处于2挡位置；通过单向轴承或者锁止装置，使第二传动轴不跟随第一传动轴一起转动，电机通过两档换挡机构和行星齿轮系减速后，获得足够大扭矩，以此拖动发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单行星系统的机电混合发动机，其特征在于：包括发动机、电机、两档换挡机构、第一传动轴、第二传动轴、风扇、行星齿轮系和蓄电池；所述行星齿轮系包括外齿圈、太阳轮和行星齿轮架；所述第一传动轴与行星齿轮系中的行星齿轮架相连接；所述电机的输出轴通过两档换挡机构与行星齿轮系中的太阳轮相连接；所述电机的输出端与蓄电池的输入端电连接；所述发动机与行星齿轮系中的外齿圈相连接；所述第二传动轴一侧与风扇相连接，另一侧通过单向轴承或者锁止机构与第一传动轴相连接；所述发动机不包含起动机、发电机装置；当外部控制器检测到蓄电池需要充电时，启动电机的充电功能：电机将其输出轴在跟随行星齿轮架转动的过程中产生的电能输出至蓄电池；当外部控制器检测到蓄电池不需要充电时，关闭电机的充电功能。2.根据权利要求1所述的一种基于单行星系统的机电混合发动机，其特征在于：发动机启动时，两档换挡机构处于2挡位置；通过单向轴承或者锁止装置，使第二传动轴不跟随第一传动轴一起转动，电机通过两档换挡机构和行星齿轮系减速后，获得足够大扭矩，以此拖动发动机启动；除发动机启动工况外，整车正常行驶过程时两档换挡机构均处于1挡位置。3.根据权利要求1所述的一种基于单行星系统的机电混合发动机，其特征在于：发动机水温较低，无需风扇散热时，发动机带动外齿圈正转，第一传动轴跟随行星齿轮架正转；通过单向轴承或者锁止装置，使第二传动轴不跟随第一传动轴一起转动，风扇的转速为0；此时电机不锁止、不驱动，电机通过两档换挡机构的一档跟随行星齿轮系中的太阳轮空转。4.根据权利要求1所述的一种基于单行星系统的机电混合发动机，其特征在于：发动机水温较高，需要风扇进行散热时，发动机带动外齿圈正转，第一传动轴跟随行星齿轮架正转；单向轴承或者锁止装置脱开，使第二传动轴与第一传动轴相连；此时风扇通过第二传动轴和第一传动轴跟随行星齿轮架同步转动；同时电机施加反向扭矩，发动机通过行星齿轮系带动风扇转动。5.根据权利要求3所述的一种基于单行星系统的机电混合发动机，其特征在于：当发动机散热需求增加时，增加电机反向扭矩，降低太阳轮正转速度，使行星齿轮架正向转速升高，进而提高风扇转速；当发动机散热需求降低，降低电机反向扭矩，提高太阳轮正转速度，使得行星齿轮架正向转速降低，进而降低风扇转速。6.一种基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢毅，李显戴，胡前，谢文，王元真，林棚，刘薇，刘嘉璐，张伟，曹辞，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：