变速箱动力总成、其控制方法及工程机械技术

本发明专利技术涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种变速箱动力总成、其控制方法及工程机械，变速箱动力总成包括第一子变速箱和第二子变速箱，第一子变速箱为行星式变速箱，第二子变速箱为定轴式变速箱。在进行换挡时，可以只对第一子变速箱和第二子变速箱中的一个进行挡位切换，另一个保持在当前挡位不变，从而当其中一个子变速箱结构中的电机在切换挡位过程中中断动力时，另一个子变速箱结构中的电机的峰值扭矩能够对正在换挡的子变速箱结构中的电机减少的扭矩进行补偿，从而保证整个换挡过程中始终有连续不断的动力输出；并且第一子变速箱和第二子变速箱的结构较为新颖，分布较为合理。理。理。

【技术实现步骤摘要】
变速箱动力总成、其控制方法及工程机械


[0001]本专利技术涉及工程机械
，尤其涉及一种变速箱动力总成、其控制方法及工程机械。

技术介绍

[0002]近年来，电驱动矿用卡车在矿山开采工况中发展迅速。它的动力总成由电池、电机及少挡位变速箱组成，具有节能环保、动力强劲、操作轻便等无可比拟的优势，替代了传统的由发动机与多挡位变速箱组成的动力总成。电驱动矿用卡车的驱动电机能在0～4000rpm范围内轻松调速，远宽于发动机800～2200rpm的区间，这就使得变速箱的挡位数可以由原来的12挡减少到4～6个挡，同时最大速比也可以降低，减小的输入扭矩由电机补偿。
[0003]电驱动矿用卡车当前应用的主流变速箱只有一个电机驱动，通过滑套切换挡位，切换挡位过程中电机将转为转速控制模式，无动力输出，换挡完成后再切换为扭矩控制模式输出动力。这种模式决定了换挡过程中必然存在动力中断。当矿用卡车在重载爬坡换挡时，动力中断可能会导致换挡失败，严重时甚至会导致车辆溜坡，产生安全事故。因此，解决换挡动力中断是电动矿用卡车动力总成设计中首要考虑的问题，它也是提升产品竞争力最为关键的环节。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种变速箱动力总成、其控制方法及工程机械，能够保证整个换挡过程中始终有连续不断的动力输出。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种变速箱动力总成，包括：
[0007]第一子变速箱，包括第一电机、若干个行星排和第一挡位切换机构，所述第一电机的输出端连接有第一输入轴；若干个所述行星排沿所述第一输入轴的轴向串联设置，若干个所述行星排中的太阳轮均固定套设于所述第一输入轴上，若干个所述行星排中靠近所述第一输入轴末端的所述行星排中的行星架或齿圈与输出轴相连；所述第一挡位切换机构用于切换由所述第一输入轴至所述输出轴的动力传递路径；
[0008]第二子变速箱，包括第二电机、传动齿轮和第二挡位切换机构，所述第二电机的输出端连接有第二输入轴；所述传动齿轮包括输入齿轮、若干组中间齿轮和若干个输出齿轮，所述输入齿轮固定套设于所述第二输入轴上，所述输出齿轮通过轴承设置于所述输出轴上，所述中间齿轮固定套设于固定轴上，所述中间齿轮的组数等于所述输入齿轮与所述输出齿轮的个数之和，其中一组所述中间齿轮与所述输入齿轮相啮合，其余所述中间齿轮分别一一对应的与若干个所述输出齿轮相啮合；所述第二挡位切换机构用于控制任一所述输出齿轮与所述输出轴结合。
[0009]作为变速箱动力总成的优选技术方案，所述行星排的数量为一个，且所述行星排中的行星架与所述输出轴固定连接；
[0010]所述第一挡位切换机构包括挡位齿轮a和第一滑套，所述挡位齿轮a包括零挡齿轮a、一挡齿轮a和二挡齿轮a，所述零挡齿轮a与所述行星排中的齿圈固定连接，所述一挡齿轮a与变速箱壳体固定连接，所述二挡齿轮a固定套设于所述第一输入轴上；所述第一滑套能够控制所述零挡齿轮a与所述一挡齿轮a的结合和断开以及所述零挡齿轮a与所述二挡齿轮a的结合和断开。
[0011]作为变速箱动力总成的优选技术方案，所述输出齿轮的数量为两个，所述中间齿轮的数量为三组；
[0012]所述第二挡位切换机构包括挡位齿轮b和第二滑套，所述挡位齿轮b包括零挡齿轮b、一挡齿轮b和二挡齿轮b，所述零挡齿轮b固定套设于所述输出轴上，所述一挡齿轮b和所述二挡齿轮b分别固定于两个所述输出齿轮上；所述第二滑套能够控制所述零挡齿轮b与所述一挡齿轮b的结合和断开以及所述零挡齿轮b与所述二挡齿轮b的结合和断开。
[0013]作为变速箱动力总成的优选技术方案，所述第一电机和所述第二电机位于所述变速箱动力总成的同侧，所述第二输入轴具有中心孔，所述第一输入轴能够贯穿所述中心孔。
[0014]作为变速箱动力总成的优选技术方案，还包括动力增强齿轮和第三滑套，所述动力增强齿轮包括第一动力增强齿轮和第二动力增强齿轮，所述第一动力增强齿轮和所述第二动力增强齿轮分别固定于所述第一输入轴和所述第二输入轴上，所述第三滑套能够控制所述第一动力增强齿轮和所述第二动力增强齿轮和结合和断开。
[0015]作为变速箱动力总成的优选技术方案，还包括作业齿轮、挡位齿轮c和第四滑套，所述作业齿轮包括作业输入齿轮和作业输出齿轮，所述作业输入齿轮通过轴承套设于其中一根所述固定轴上，所述作业输出齿轮固定于PTO上；挡位齿轮c包括零挡齿轮c和一挡齿轮c，所述零挡齿轮c固定于与所述作业输入齿轮对应的所述固定轴上，所述一挡齿轮c固定于所述作业输入齿轮上；所述第四滑套用于控制所述零挡齿轮c与所述一挡齿轮c之间的结合和断开。
[0016]一种变速箱动力总成的控制方法，应用于如上任一方案所述的变速箱动力总成，所述控制方法包括，在进行换挡时，控制所述第一子变速箱和所述第二子变速箱交替进行挡位切换。
[0017]作为变速箱动力总成的控制方法的优选技术方案，所述第一子变速箱共有两个挡位，所述第二子变速箱共有两个挡位；
[0018]当需要挂一挡时，控制所述第一子变速箱和所述第二子变速箱同时切换至一挡状态；
[0019]当需要由一挡切换至二挡时，控制所述第一子变速箱和所述第二子变速箱中的一个切换至二挡状态，另一个仍保持在一挡状态；
[0020]当需要由二挡切换至三挡时，控制仍保持在一挡状态的子变速箱也切换至二挡状态。
[0021]作为变速箱动力总成的控制方法的优选技术方案，
[0022]控制所述第一子变速箱切换至一挡状态具体为：控制第一滑套将零挡齿轮a和一挡齿轮a结合，第一电机的动力经太阳轮、行星轮和行星架传递至输出轴；
[0023]控制第一子变速箱由一挡状态切换至二挡状态具体为：控制第一滑套将零挡齿轮a和一挡齿轮a断开，并将零挡齿轮a和二挡齿轮a结合，此时第一电机的动力经太阳轮以及
经二挡齿轮a、零挡齿轮a和齿圈汇流至行星轮，然后再由行星轮传递至行星架，最后经行星架将动力输出至输出轴。
[0024]作为变速箱动力总成的控制方法的优选技术方案，
[0025]控制所述第二子变速箱切换至一挡状态具体为：控制第二滑套将零挡齿轮b和一挡齿轮b结合，第二电机的动力经输入齿轮、与输入齿轮啮合的中间齿轮、与一挡齿轮b对应的中间齿轮以及与一挡齿轮b对应的输出齿轮传递至输出轴；
[0026]控制第二子变速箱由一挡状态切换至二挡状态具体为：控制第二滑套将零挡齿轮b和一挡齿轮b断开，并将零挡齿轮b和二挡齿轮b结合，第二电机的动力经输入齿轮、与输入齿轮啮合的中间齿轮、与二挡齿轮b对应的中间齿轮以及与二挡齿轮b对应的输出齿轮传递至输出轴。
[0027]作为变速箱动力总成的控制方法的优选技术方案，还包括动力增强齿轮和第三滑套，所述动力增强齿轮包括第一动力增强齿轮和第二动力增强齿轮，所述第三滑套初始位于所述第一动力增强齿轮或所述第二动力增强齿轮的空位上，当所述变速箱动力总成处于三挡状态，且需要进一步提高车速时，则控制所述第一子变速箱中的第一滑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变速箱动力总成，其特征在于，包括：第一子变速箱，包括第一电机(11)、若干个行星排和第一挡位切换机构，所述第一电机(11)的输出端连接有第一输入轴(111)；若干个所述行星排沿所述第一输入轴(111)的轴向串联设置，若干个所述行星排中的太阳轮(12)均固定套设于所述第一输入轴(111)上，若干个所述行星排中靠近所述第一输入轴(111)末端的所述行星排中的行星架(14)或齿圈(15)与输出轴(40)相连；所述第一挡位切换机构用于切换由所述第一输入轴(111)至所述输出轴(40)的动力传递路径；第二子变速箱，包括第二电机(21)、传动齿轮和第二挡位切换机构，所述第二电机(21)的输出端连接有第二输入轴(211)；所述传动齿轮包括输入齿轮(22)、若干组中间齿轮(23)和若干个输出齿轮(24)，所述输入齿轮(22)固定套设于所述第二输入轴(211)上，所述输出齿轮(24)通过轴承设置于所述输出轴(40)上，所述中间齿轮(23)固定套设于固定轴上，所述中间齿轮(23)的组数等于所述输入齿轮(22)与所述输出齿轮(24)的个数之和，其中一组所述中间齿轮(23)与所述输入齿轮(22)相啮合，其余所述中间齿轮(23)分别一一对应的与若干个所述输出齿轮(24)相啮合；所述第二挡位切换机构用于控制任一所述输出齿轮(24)与所述输出轴(40)结合。2.根据权利要求1所述的变速箱动力总成，其特征在于，所述行星排的数量为一个，且所述行星排中的行星架(14)与所述输出轴(40)固定连接；所述第一挡位切换机构包括挡位齿轮a和第一滑套(19)，所述挡位齿轮a包括零挡齿轮a(16)、一挡齿轮a(17)和二挡齿轮a(18)，所述零挡齿轮a(16)与所述行星排中的齿圈(15)固定连接，所述一挡齿轮a(17)与变速箱壳体固定连接，所述二挡齿轮a(18)固定套设于所述第一输入轴(111)上；所述第一滑套(19)能够控制所述零挡齿轮a(16)与所述一挡齿轮a(17)的结合和断开以及所述零挡齿轮a(16)与所述二挡齿轮a(18)的结合和断开。3.根据权利要求1所述的变速箱动力总成，其特征在于，所述输出齿轮(24)的数量为两个，所述中间齿轮(23)的数量为三组；所述第二挡位切换机构包括挡位齿轮b和第二滑套(28)，所述挡位齿轮b包括零挡齿轮b(25)、一挡齿轮b(26)和二挡齿轮b(27)，所述零挡齿轮b(25)固定套设于所述输出轴(40)上，所述一挡齿轮b(26)和所述二挡齿轮b(27)分别固定于两个所述输出齿轮(24)上；所述第二滑套(28)能够控制所述零挡齿轮b(25)与所述一挡齿轮b(26)的结合和断开以及所述零挡齿轮b(25)与所述二挡齿轮b(27)的结合和断开。4.根据权利要求1所述的变速箱动力总成，其特征在于，所述第一电机(11)和所述第二电机(21)位于所述变速箱动力总成的同侧，所述第二输入轴(211)具有中心孔，所述第一输入轴(111)能够贯穿所述中心孔。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的变速箱动力总成，其特征在于，还包括动力增强齿轮和第三滑套(33)，所述动力增强齿轮包括第一动力增强齿轮(31)和第二动力增强齿轮(32)，所述第一动力增强齿轮(31)和所述第二动力增强齿轮(32)分别固定于所述第一输入轴(111)和所述第二输入轴(211)上，所述第三滑套(33)能够控制所述第一动力增强齿轮(31)和所述第二动力增强齿轮(32)和结合和断开。6.根据权利要求1
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4任一项所述的变速箱动力总成，其特征在于，还包括作业齿轮(51)、挡位齿轮c和第四滑套(54)，所述作业齿轮(51)包括作业输入齿轮(511)和作业输出
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【专利技术属性】
技术研发人员：王松林，朱斌强，赵明，朱泉明，唐斌，张璇，梁冰，
申请(专利权)人：广西柳工机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：