一种油电及液压复合的混合动力传动系统

摘要

一种油电及液压复合的混合动力传动系统，由发动机与机械传动模块、电动传动模块和液压传动模块组成；发动机与机械传动模块包括发动机、动力分配器、离合器、齿轮传动机构以及差速器；电动传动模块包括第一电机、第二电机、动力电池组以及电控系统，液压传动模块包括液压泵、液压马达、液压蓄能器以及液控系统。本发明实现了高效、节能和环保，在前进挡状态下，可由油电及液压复合模式转换为油电混合动力传动模式、机械-液压分流/并流传动模式、电动机-机械动力传动模式、油电串联传动模式、油-液串联传动模式、电-液串联动力传动模式，并在这些模式下实现车辆的无级变速，还可由油电及液压复合模式转换为发动机-机械动力传动模式。

主权项

一种油电及液压复合的混合动力传动系统，其特征在于：由发动机与机械传动模块、电动传动模块和液压传动模块三部分组成；所述发动机与机械传动模块包括发动机（E）、动力分配器（PD）、离合器、齿轮传动机构、差速器（17）以及系统壳体（KT），其中：所述发动机（E）的曲轴输出端与动力分配器（PD）的输入端传动连接；所述动力分配器（PD）是一个NGW型行星齿轮机构或者是一个WW型行星齿轮机构；所述NGW型行星齿轮机构包括分配器输入轴（2）、行星架（3）、内齿圈（4）、第一太阳轮（5）和两个以上的行星轮（6）；所述分配器输入轴（2）作为动力分配器（PD）的输入端传动连接行星架（3）；所述内齿圈（4）作为动力分配器（PD）的第一输出端；所述第一太阳轮（5）作为动力分配器（PD）的第二输出端；所述两个以上的行星轮（6）分布在内齿圈（4）和第一太阳轮（5）之间，并同时与内齿圈（4）和第一太阳轮（5）常啮合；所述WW型行星齿轮机构包括分配器输入轴（2）、行星架（3）、第一太阳轮（5）、第二太阳轮（18）和两个以上的双联行星轮（SL）；所述分配器输入轴（2）作为动力分配器（PD）的输入端传动连接行星架（3）；所述第二太阳轮（18）作为动力分配器（PD）的第一输出端；所述第一太阳轮（5）作为动力分配器（PD）的第二输出端；每个所述双联行星轮（SL）由一个第一行星轮（19）和一个第二行星轮（20）组成，每个双联行星轮（SL）上的第一行星轮（19）和第二行星轮（20）同轴布置并固定连接，所有第一行星轮（19）围绕第二太阳轮（18）分布并同时与第二太阳轮（18）常啮合，所有第二行星轮（20）围绕第一太阳轮（5）分布并同时与第一太阳轮（5）常啮合；所述离合器由第一离合器定盘（7）、离合器动盘（8）和第二离合器定盘（9）组成，其中，第一离合器定盘（7）和第二离合器定盘（9）均为单面带有摩擦片的圆环，离合器动盘（8）为双面带有摩擦片的圆环，离合器动盘（8）位于第一离合器定盘（7）与第二离合器定盘（9）之间，而且第一离合器定盘（7）、离合器动盘（8）和第二离合器定盘（9）三者同轴布置，其中，第一离合器定盘（7）相对系统壳体（KT）固定；所述齿轮传动机构包括第一输出轴（10）、第二输出轴（11）、中间轴（14）、分配器输出齿轮（12）、中间轴从动齿轮（13）、主减速主动齿轮（15）以及主减速从动齿轮（16）；所述第一输出轴（10）、第二输出轴（11）和中间轴（14）均相对于所述系统壳体（KT）转动支承；所述第一输出轴（10）为空心的套筒轴，第二输出轴（11）穿过第一输出轴（10）的空心，并且相对于第一输出轴（10）转动支承；所述第一输出轴（10）和第二输出轴（11）均穿过所述第一离合器定盘（7）的环孔，其中第二输出轴（11）还穿过第二离合器定盘（9）的环孔；第一输出轴（10）的一端与所述动力分配器（PD）的第一输出端传动连接，第二输出轴（11）的一端与所述动力分配器（PD）的第二输出端传动连接；所述分配器输出齿轮（12）相对于第二输出轴（11）转动支承，分配器输出齿轮（12）相对于第二离合器定盘（9）固定连接；在所述第一输出轴（10）上，位于第一离合器定盘（7）与第二离合器定盘（9）之间的离合器动盘（8）与第一输出轴（10）轴向滑动连接，同时随第一输出轴（10）同步转动连接，当离合器动盘（8）沿第一输出轴（10）向第一离合器定盘（7）一侧滑动并与第一离合器定盘（7）摩擦结合时将第一输出轴（10）锁定在系统壳体（KT）上，当离合器动盘（8）沿第一输出轴（10）向第二离合器定盘（9）一侧滑动并与第二离合器定盘（9）摩擦结合时将第一输出轴（10）与分配器输出齿轮（12）锁定，当离合器动盘（8）沿第一输出轴（10）移动到中间位置时使第一输出轴（10）与系统壳体（KT）以及第一输出轴（10）与分配器输出齿轮（12）同时解锁；所述主减速主动齿轮（15）和中间轴从动齿轮（13）分别与中间轴（14）固定连接，中间轴从动齿轮（13）与分配器输出齿轮（12）常啮合，主减速主动齿轮（15）与主减速从动齿轮（16）常啮合；所述差速器（17）相对于所述系统壳体（KT）转动支承，所述主减速从动齿轮（16）固设于所述差速器（17）上；所述电动传动模块包括第一电机（M1）、第二电机（M2）、动力电池组（Ba）、第一电缆（201）、第二电缆（202）、第三电缆（203）以及电控系统（EM），所述电控系统（EM）为电能控制与调节的综合管理系统；所述动力电池组（Ba）为电力蓄能装置；所述第一电机（M1）由第一电机转子（Z1）和第一电机定子（D1）组成，第一电机转子（Z1）与第二输出轴（11）传动连接；所述第二电机（M2）由第二电机转子（Z2）和第二电机定子（D2）组成，第二电机转子（Z2）与所述分配器输出齿轮（12）传动连接；所述电控系统（EM）通过第一电缆（201）与第一电机（M1）连接，通过第二电缆（202）与第二电机（M2）连接，通过第三电缆（203）与动力电池组（Ba）连接；当所述第一电机转子（Z1）随同第二输出轴（11）同步旋转时，迫使第一电机定子（D1）的线圈绕组发电，该发电电能能够通过电控系统（EM）的控制对第二电机（M2）供电，或者对动力电池组（Ba）充电，或者同时对第二电机（M2）供电和对动力电池组（Ba）充电；当电控系统（EM）使得动力电池组（Ba）对第一电机（M1）正向供电时，迫使第一电机转子（Z1）正向旋转并对第二输出轴（11）正向输出动力；当电控系统（EM）使得动力电池组（Ba）对第一电机（M1）反向供电时，迫使第一电机转子（Z1）反向旋转并对第二输出轴（11）反向输出动力；当电控系统（EM）使得动力电池组（Ba），或者第一电机（M1），或者同时使得动力电池组（Ba）和第一电机（M1）对第二电机（M2）正向供电时，迫使第二电机转子（Z2）正向旋转并对分配器输出齿轮（12）正向输出动力；当电控系统（EM）使得动力电池组（Ba），或者第一电机（M1），或者同时使得动力电池组（Ba）和第一电机（M1）对第二电机（M2）反向供电时，迫使第二电机转子（Z2）反向旋转并对分配器输出齿轮（12）反向输出动力；当分配器输出齿轮（12）驱动第二电机转子（Z2）旋转时，迫使第二电机定子（D2）的线圈绕组发电，该发电电能能够通过电控系统（EM）对动力电池组（Ba）充电；所述液压传动模块包括液压泵（HP）、液压马达（HM）、液压蓄能器（XN）、第一油管（301）、第二油管（302）、第三油管（303）、第四油管（304）、第五油管（305）、第六油管（306）、第七油管（307）、第八油管（308）、油槽（HTK）以及液控系统（HCS）；所述液控系统（HCS）为一个油路控制器且具有进油口（P）、第一油口（Ａ）、第二油口（B）、液压泵排量控制油口（x）、液压马达排量控制油口（y）、蓄能器连接油口（PC）和泄油口（T），用于控制进油口（P）、第一油口（Ａ）、第二油口（B）、液压泵排量控制油口（x）、液压马达排量控制油口（y）、蓄能器连接油口（PC）及泄油口（T）之间的连通关系；所述液压泵（HP）的进油口（I）通过第一油管（301）连通油槽（HTK），所述液压泵（HP）的排油口（O）通过第二油管（302）连通液控系统（HCS）的进油口（P）；所述液压泵（HP）上设有单转排量控制油口（k1），该单转排量控制油口（k1）通过第六油管（306）连通液控系统（HCS）的液压泵排量控制油口（x）；所述液压泵（HP）的转子轴与所述第二输出轴（11）的另一端传动连接；所述液压马达（HM）的第一油口（a）通过第三油管（303）连通液控系统（HCS）的第一油口（A），液压马达（HM）的第二油口（b）通过第四油管（304）连通液控系统（HCS）的第二油口（B）；所述液压马达（HM）上设有单转排量控制油口（k2），该单转排量控制油口（k2）通过第七油管（307）连通液控系统（HCS）的液压马达排量控制油口（y）；所述液压马达（HM）的转子轴与中间轴（14）传动连接；所述液压蓄能器（XN）通过第五油管（305）连通液控系统（HCS）的蓄能器连接油口（PC）；液控系统（HCS）的泄油口（T）通过第八油管（308）连通油槽（HTK）。