一種採用單向離合器的行星式混聯混合動力系統的製作方法
2023-07-27 22:01:51

本發明涉及一種混合動力汽車的動力系統,更確切地說,本發明涉及一種採用單向離合器的行星式混聯混合動力系統。
背景技術:
能源短缺與環境汙染是汽車工業發展必須要考慮的兩大重要問題,混合動力技術可有效地規避傳統內燃機車輛燃油消耗率高、排放差等缺點,是燃油汽車節能減排、實現技術升級的主要途徑之一,近年來發展迅速。目前混合動力驅動系統有串聯、並聯、混聯三種形式,其中混聯式驅動系統兼具串聯與並聯驅動系統的優點,在控制發動機處於高效區工作的同時能保證較優的傳動效率。
採用行星機構作為動力耦合裝置的混聯繫統構型,憑藉其功率分流和電子無級變速的特點得到了廣泛的應用,目前常見的構型是單行星排構型和雙行星排構型。單行星排構型結構簡單,控制相對容易,但只能實現輸入式功率分流模式,導致系統在低速時的爬坡能力有限和在高速區的傳動效率較低,僅適用於小型車輛;而雙行星排構型能夠實現輸入功率分流以及輸出功率分流兩種模式,可有效克服單行星排構型存在的問題,但是該系統構型相對複雜,模式切換時的多離合器壓力時序控制困難,這在很大程度上影響了系統的可靠性。採用單向離合器的行星式混聯混合動力系統一方面利用單向離合器的機械自鎖特性可簡化多離合器壓力時序控制,提高系統可靠性;另一方面可實現雙電機的聯合純電動模式和完全並聯模式,增加了系統的模式多樣性和優化了系統的傳動效率。
技術實現要素:
本發明的目的是針對目前雙模混聯混合動力系統高低速模式切換時複雜的雙離合器壓力時序控制以及行星式混聯混合動力汽車不能完全實現並聯模式以致傳動效率不夠優化的問題,提供一種採用單向離合器的行星式混聯混合動力系統。
為解決上述技術問題,本發明是採用如下技術方案實現的:
一種採用單向離合器的行星式混聯混合動力系統,包括前行星排、後行星排、離合器、f1單向離合器、f2單向離合器、制動器、發動機和電機系統。
所述的前行星排包括前排行星架動力輸入軸1、2號滑動軸承7、前排太陽輪8、3號滑動軸承9、前排行星架副架10、前排行星輪11、前排齒圈12、4號滑動軸承13、1號墊片14、前排行星輪支撐軸15。
所述的前排行星架動力輸入軸1與前排行星架為一體式結構件,其右端的圓形凸盤右端面沿圓周方向均勻地開有4個用於與前排行星輪支撐軸15相配合的階梯孔,左端開有與f1單向離合器配合的鍵槽結構。
所述的前排太陽輪8為空心階梯軸結構件,其通過2號滑動軸承7和3號滑動軸承9支撐在前排行星架動力輸入軸1上。
所述的前排行星輪11通過4號滑動軸承13安裝在前排行星輪支撐軸15上,其與前排太陽輪8外嚙合,與前排齒圈12內嚙合。
所述的前排行星輪支撐軸15左端支撐在前排行星架副架10上,右端支撐在前排行星架動力輸入軸1右端的行星架上。
所述的制動器包括有制動器轂56、制動器回位彈簧卡環57、制動器回位彈簧58、制動器卡環59、制動器摩擦片60、制動器鋼片61、制動器活塞62、3號0型圈63、4號0型圈64、機殼65。
所述的制動器轂56是一環形元件,其與前排太陽輪花鍵副連接。
所述的制動器回位彈簧58為膜片彈簧,大端靠在制動器活塞62上,制動器小端靠在制動器回位彈簧卡環57上。
所述的制動器摩擦片60和制動器鋼片61相間安裝,各有3片,制動器摩擦片60的內花鍵與制動器轂56的外花鍵配合,制動器鋼片61的外花鍵與機殼65的內花鍵配合。
所述的制動器回位彈簧卡環57、制動器卡環59均為環形結構。
所述的制動器活塞62為圓環結構,在環的內外壁均有用於填放密封材料的槽,安裝在機殼65制動器活塞缸的內部。
所述的f1單向離合器為楔塊式單向離合器,包括有f1單向離合器內座圈66、3號密封圈67、f1單向離合器端蓋69、4號螺栓70、3號滾動軸承68、f1單向離合器楔塊71、f1單離合器外座圈72、f1單向離合器保持架73、4號滾動軸承75、4號密封圈76、5號螺栓74、f1單向離合器法蘭止口77。
所述的f1單向離合器內座圈66為三段式階梯軸結構,通過1號平鍵4與前排行星架動力輸入軸1連接在一起。
所述的f1單向離合器外座圈72左右端面分別沿周向均勻地開有6個與f1單向離合器法蘭止口77和f1單向離合器端蓋69相配合的螺紋孔。
所述的f1單向離合器楔塊71呈8字形,由2個不同心的圓弧組成工作面。若干個相同的楔塊均勻地分布於f1單向離合器內座圈66與外座圈72之間。
所述的f1單向離合器法蘭止口77與f1單向離合器外座圈72左端面螺栓連接,與殼體2螺栓連接。
所述的後行星排包括中間傳動軸16、6號滑動軸承19、後排行星架副架20、後排齒圈21、7號滑動軸承22、2號墊片23、後排行星輪支撐軸24、後排太陽輪25、後排行星架26、8號滑動軸承27、後排行星輪55。
所述的後排行星輪55通過7號滑動軸承22安裝在後排行星輪支撐軸24上,與後排太陽輪25外嚙合,與後排齒圈21內嚙合。
所述的後排太陽輪25通過6號滑動軸承19和8號滑動軸承27支撐在中間傳動軸16上。
所述的後排行星輪支撐軸24左端支撐在後排行星架副架20上,右端支撐在後排行星架26上,在後排行星輪55的兩端均通過2號墊片23與行星架分隔。
所述的f2單向離合器為楔塊式單向離合器,包括有f2單向離合器內座圈40、1號密封圈41、f2單向離合器端蓋42、1號螺栓43、1號滾動軸承44、f2單向離合器楔塊45、f2單向離合器外座圈46、f2單向離合器保持架47、2號滾動軸承48、2號密封圈49、2號螺栓50、f2單向離合器法蘭止口51。
所述的f2單向離合器內座圈40為三段式階梯軸結構,通過2號平鍵54與中間傳動軸16連接在一起。
所述的f2單向離合器外座圈46左右端面分別沿周向均勻地開有6個與f2單向離合器法蘭止口51和f2單向離合器端蓋42相配合的螺紋孔。
所述的f2單向離合器楔塊45呈8字形,由2個不同心的圓弧組成工作面。若干個相同的楔塊均勻地分布於f2單向離合器內座圈40與外座圈46之間。
所述的f2單向離合器法蘭止口51與f2單向離合器外座圈46左端面螺栓連接,與後排太陽輪25螺栓連接。
所述的離合器為溼式多片離合器,包括有離合器卡環28、離合器鋼片29、離合器摩擦片30、離合器活塞31、離合器活塞缸32、1號0型圈33、離合器回位彈簧34、離合器回位彈簧卡環35、2號0型圈38、離合器從動軸39、離合器活塞缸卡環53。
所述的離合器活塞缸32為杯形結構,左端與後排行星架26花鍵副連接,右端與動力輸出軸焊接。
所述的離合器回位彈簧34為膜片彈簧,大端靠在離合器活塞31上,小端由離合器回位彈簧卡環35來限位。
所述的離合器鋼片29與離合器摩擦片30相間布置,離合器鋼片29與離合器活塞缸31通過花鍵連接,離合器摩擦片30與離合器從動軸39通過花鍵連接。
所述的電機系統包括有電機/發電機mg15、1號滑動軸承6、電機/發電機mg217、5號滑動軸承18。
所述的電機/發電機mg15為永磁同步電機,通過1號滑動軸承6與前排行星架動力輸入軸1配合。
所述的電機/發電機mg217為永磁同步電機,通過5號滑動軸承18與中間傳動軸16配合。
所述的一種採用單向離合器的行星式混聯混合動力系統可實現3種不同的純電動模式,其共同特徵是制動器b、離合器c均處於分離狀態;當電機/發電機mg2運行、發動機與電機/發電機mg1均不工作時,f1單向離合器分離,f2單向離合器分離,該系統工作於電機/發電機mg2單獨純電動模式;當電機/發電機mg1運行、發動機與電機/發電機mg2均不工作時,f1單向離合器鎖止發動機,f2單向離合器接合,該系統工作於電機/發電機mg1單獨純電動模式;當兩電機同時工作時,f1單向離合器鎖止發動機,可調節電機/發電機mg1轉速使得f2單向離合器自動接合,該系統工作於兩電機聯合純電動模式。
與現有技術相比本發明的有益效果是:
1.本發明所述的行星式混聯混合動力系統採用一個單向離合器,利用其機械自鎖特性實現電子無級變速高速與低速模式的自由切換,簡化了混聯繫統中雙離合器的操縱機構。
2.本發明所述的行星式混聯混合動力系統與雙模混聯混合動力系統相比,在電子無級變速高速與低速模式切換過程中僅需控制單個離合器的結合與分離,無需複雜的雙離合器時序切換控制,提升了系統控制的可靠性和穩定性。
3.本發明所述的行星式混聯混合動力系統,相比於當前的單模行星式混合動力系統,能實現並聯模式,能獲得更好的綜合傳動效率與整車燃油經濟性。
4.本發明所述的行星式混聯混合動力系統,相比於現有的雙模混聯混合動力系統,能實現雙電機的純電動聯合驅動。
5.本發明所述的行星式混聯混合動力系統可以實現電子無極變速功能,保證發動機工作在最佳燃油經濟區,降低油耗。
6.本發明所述的行星式混聯混合動力系統可以實現純電動啟車模式,消除發動機的怠速油耗,提高整車燃油經濟性。
7.本發明所述的行星式混聯混合動力系統可以有效回收車輛制動動能,顯著提高車輛的燃油經濟性。
附圖說明
下面結合附圖對本發明作進一步的說明:
圖1是本發明所述的行星式混聯混合動力系統主視圖上的剖視圖;
圖2是本發明所述的行星式混聯混合動力系統結構組成示意圖;
圖3是本發明所述的行星式混聯混合動力系統中前行星排部分(含制動器、f1單向離合器)結構組成的的主視圖;
圖4是本發明所述的行星式混聯混合動力系統中後行星排部分(含溼式離合器、f2單向離合器)結構組成的的主視圖;
圖5是本發明所述的行星式混聯混合動力系統中f2單向離合器與溼式離合器部分的局部視圖;
圖6是本發明所述的行星式混聯混合動力系統工作在電子無極變速低速模式下的槓桿圖;
圖7是本發明所述的行星式混聯混合動力系統由電子無級變速低速模式向電子無級變速高速模式切換時的槓桿圖;
圖中:1.前排行星架動力輸入軸,2.殼體,3.支承軸承,4.1號平鍵,5.電機/發電機mg1,6.1號滑動軸承,7.2號滑動軸承,8.前排太陽輪,9.3號滑動軸承,10.前排行星架副架,11.前排行星輪,12.前排齒圈,13.4號滑動軸承,14.1號墊片,15.前排行星輪支撐軸,16.中間傳動軸,17.電機/發電機mg2,18.5號滑動軸承,19.6號滑動軸承,20.後排行星架副架,21.後排齒圈,22.7號滑動軸承,23.2號墊片,24.後排行星輪支撐軸,25.後排太陽輪,26.後排行星架,27.8號滑動軸承,28.離合器卡環,29.離合器鋼片,30.離合器摩擦片,31.離合器活塞,32.離合器活塞缸,33.1號0型圈,34.離合器回位彈簧,35.離合器回位彈簧卡環,36.9號滑動軸承,37.動力輸出軸,38.2號0型圈,39.離合器從動軸,40.f2單向離合器內座圈,41.1號密封圈,42.f2單向離合器端蓋,43.1號螺栓,44.1號滾動軸承,45.f2單向離合器楔塊,46.f2單向離合器外座圈,47.f2單向離合器保持架48.2號滾動軸承,49.2號密封圈,50.2號螺栓,51.f2單向離合器法蘭止口,52.3號螺栓,53.離合器活塞缸卡環,54.2號平鍵,55.後排行星輪,56.制動器轂,57.制動器回位彈簧卡環,58.制動器回位彈簧,59.制動器卡環,60.制動器摩擦片,61.制動器鋼片,62.制動器活塞,63.3號0型圈,64.4號0型圈,65.機殼,66.f1單向離合器內座圈,67.3號密封圈,68.3號滾動軸承,69,f1單向離合器端蓋,70.4號螺栓,71.f1單向離合器楔塊,72.f1單向離合器外座圈,73.f1單向離合器,74.5號螺栓,75.4號滾動軸承,76.4號密封圈,77.f1單向離合器法蘭止口,78.6號螺栓,79.發動機,b.制動器,c.離合器。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做詳細的描述:
參閱圖1、圖2,本發明提供了一種採用單向離合器的行星式混聯混合動力系統,所述的一種採用單向離合器的行星式混聯混合動力系統包括前行星排、後行星排、離合器、單向離合器、制動器、發動機和電機系統。
參閱圖2、圖3,所述的前行星排包括前排行星架動力輸入軸1、2號滑動軸承7、前排太陽輪8、3號滑動軸承9、前排行星架副架10、前排行星輪11、前排齒圈12、4號滑動軸承13、1號墊片14、前排行星輪支撐軸15。
參閱圖3,所述的前排行星架動力輸入軸1與前排行星架為一體式結構件,在前排行星架動力輸入軸1的右端為圓形凸盤結構,在所述的圓形凸盤右端面沿圓周方向均勻地開有4個用於與前排行星輪支撐軸15相配合的階梯孔。在前排行星架動力輸入軸1的左端開有與f1單向離合器配合的鍵槽結構。在前排行星架動力輸入軸1中心處有通孔結構,在軸面上開有通潤滑油用的徑向通孔結構。
參閱圖3,所述的前排太陽輪8為空心階梯軸結構件。前排太陽輪8中心處為階梯孔結構,階梯孔兩端孔徑比中間部分孔徑大。前排太陽輪8外部為階梯軸,左端階梯部分開有與電機/發電機mg15輸出軸內花鍵相配合的外花鍵結構;中間階梯部分是與制動器轂56內花鍵孔相配合的花鍵軸,其右端開有與前排行星架動力輸入軸1軸面通孔相通的通孔結構;最右端階梯部分為圓柱形的斜齒輪結構。
參閱圖3,所述的前排齒圈12整體為中空的圓柱狀結構,左端包絡整個行星排,同時內環面上有圓柱形的內斜齒結構與行星輪配合;前排齒圈12右端中心處有軸轂結構,軸轂中心處為通孔結構,在通孔的內表面有與中間傳動軸16配合的內花鍵結構。
參閱圖3,所述的2號滑動軸承7、3號滑動軸承9、4號滑動軸承13均為薄壁套筒結構。
參閱圖3,所述前排行星架副架10為圓環結構,中間為通孔結構,在圓環的左端面上沿周向均勻地開有4個與前排行星輪支撐軸15相配合的階梯孔結構。
參閱圖3,所述的前排行星輪11是圓柱形的斜齒輪,在前排行星輪11的中心處為光滑的通孔結構。
參閱圖3,所述的1號墊片14為薄壁的圓環結構。
參閱圖3,所述的前排行星輪支撐軸15為實心的光軸。
參閱圖2、圖3,前排行星輪11通過4號滑動軸承13安裝在前排行星輪支撐軸15上;前排行星輪支撐軸15左端支撐在前排行星架副架10上,右端支撐在前排行星架動力輸入軸1右端的行星架上,在前排行星輪11的兩端均通過1號墊片14與行星架分隔;前排太陽輪8通過2號滑動軸承7和3號滑動軸承9支撐在前排行星架動力輸入軸1上,前排太陽輪8的齒輪部分與前排行星輪11外嚙合;前排齒圈12與前排行星輪11內嚙合。
參閱圖2、圖3,所述的制動器b包括有制動器轂56、制動器回位彈簧卡環57、制動器回位彈簧58、制動器卡環59、制動器摩擦片60、制動器鋼片61、制動器活塞62、3號0型圈63、4號0型圈64、機殼65。
參閱圖3,所述的制動器轂56是一環形元件,其中心孔加工有內花鍵,用於與前排太陽輪8的中段中空的花鍵軸連接,制動器轂56的外側圓柱面加工有外花鍵;所述的制動器回位彈簧卡環57、制動器卡環59均為環形結構;所述的制動器回位彈簧58為膜片彈簧;所述的制動器摩擦片60為圓環結構,內側有內花鍵;所述的制動器鋼片61為圓環結構,外圍有外花鍵;所述的制動器活塞62為圓環結構,在環的內外壁均有用於填放密封材料的槽;所述的機殼65內部有內花鍵和制動器活塞缸。
參閱圖3,制動器摩擦片60和制動器鋼片61相間安裝,制動器摩擦片60的內花鍵與制動器轂56的外花鍵配合,制動器鋼片61的外花鍵與機殼65的內花鍵配合;制動器卡環59在制動器鋼片61右側,3號0型圈63、4號0型圈64分別裝入制動器活塞62的環槽中,制動器活塞62安裝在機殼65制動器活塞缸的內部,制動器回位彈簧卡環57裝在機殼65上,制動器回位彈簧58的大端靠在制動器活塞62上,制動器回位彈簧58的小端靠在制動器回位彈簧卡環57上。
參閱圖2、圖3,所述的f1單向離合器包括有f1單向離合器內座圈66、3號密封圈67、f1單向離合器端蓋69、4號螺栓70、3號滾動軸承68、f1單向離合器楔塊71、f1單離合器外座圈72、f1單向離合器保持架73、4號滾動軸承75、4號密封圈76、5號螺栓74、f1單向離合器法蘭止口77。
參閱圖3,所述的f1單向離合器內座圈66為三段式階梯軸結構,階梯軸內部開有通孔,且開有與1號平鍵4配合的鍵槽。三段式階梯軸外部為光軸結構,兩端軸徑相同,中間部分軸徑較大。
參閱圖3,所述的f1單向離合器外座圈72整體為空心軸結構,中間開有通孔,左右端面分別沿周向均勻地開有6個與f1單向離合器法蘭止口77和f1單向離合器端蓋69相配合的螺紋孔。
參閱圖3,所述的f1單向離合器楔塊71呈8字形,由2個不同心的圓弧組成工作面。若干個相同的楔塊均勻地分布於f1單向離合器內座圈66與外座圈72之間。
參閱圖3,所述的f1單向離合器保持架73沿周向均勻地開有與楔塊數目相同的通孔,以支撐楔塊。
參閱圖3,所述的f1單向離合器法蘭止口77為空心軸結構,在靠近法蘭止口中心處沿沿周向均勻地開有6個f1單向離合器外座圈72左端面相配合的螺紋孔;在遠離法蘭止口中心處沿周向均勻地開有4個與殼體2相配合的螺紋孔。
參閱圖3,所述的f1單向離合器端蓋69為空心軸結構,其上沿周向均勻地開有6個與f1單向離合器外座圈72右端面相配合的螺紋孔。
參閱圖3,所述的f1單向離合器內座圈66通過1號平鍵4與前排行星架動力輸入軸1連接在一起;f1單向離合器內座圈66與f1單向離合器外座圈72通過3號滾動軸承68以及4號滾動軸承75連接,並通過3號密封圈67與4號密封圈76進行密封;f1單向離合器楔塊71由f1單向離合器保持架73支撐且均勻地分布於f1單向離合器內座圈66與單向離合器外座圈72的縫隙之中;f1單向離合器端蓋69與f1單向離合器法蘭止口77通過4號螺栓70與5號螺栓74對稱安裝於f1單向離合器外座圈72兩側,以固定3號滾動軸承68以及4號滾動軸承75;f1單向離合器法蘭止口77通過6號螺栓78與殼體2配合連接。
參閱圖2、圖4,所述的後行星排包括有中間傳動軸16、6號滑動軸承19、後排行星架副架20、後排齒圈21、7號滑動軸承22、2號墊片23、後排行星輪支撐軸24、後排太陽輪25、後排行星架26、8號滑動軸承27、後排行星輪55。
參閱圖4,所述的中間傳動軸16為階梯軸結構,左端中心處開有盲孔結構。所述的中間傳動軸16左端有與前排齒圈12配合的外花鍵結構;靠近中間傳動軸右端處開有與f2單向離合器配合的鍵槽結構;鍵槽右側開有與內部盲孔相通的徑向孔結構;徑向孔右側有與離合器從動軸39焊接用的軸肩結構;在中間傳動軸16的最右端為階梯軸結構,軸頸由左向右逐漸減小。
參閱圖4,所述的後排行星架副架20為圓環結構,中間為通孔,在圓環的左端面上沿周向均勻地開有4個與後排行星輪支撐軸24相配合的階梯孔結構。
參閱圖4,所述的後排齒圈21為環形柱狀結構,齒圈內壁有圓柱形的內斜齒結構,與後排行星輪55相配合。
參閱圖4,所述的後排行星輪支撐軸24為實心的光軸。
參閱圖4,所述的後排太陽輪25為三段式的空心軸。三段式空心軸內部為階梯孔結構,階梯孔兩端孔徑比中間部分孔徑大;三段式空心軸外部的左端有與電機/發電機mg217的動力輸出軸配合的外花鍵,三段式空心軸外部的中間部分為圓柱形的斜齒輪結構,三段式空心軸右端是圓盤結構,在其右端面上沿周向均勻地分布著4個與f2單向離合器法蘭止口51相配合的螺孔。
參閱圖4,所述的後排行星架26整體為薄圓環結構,中心處為通孔結構;在圓環的右端面上沿周向均勻地開有4個與後排行星輪支撐軸24相配合的階梯孔;在圓環右端面上靠近外圍處有環形的凸臺結構,在凸臺的內環面上有與離合器活塞缸32配合的內花鍵結構。
參閱圖4,所述的後排行星輪55是圓柱形的斜齒輪,在後排行星輪55的中心處為光滑的通孔結構。
參閱圖4,所述的6號滑動軸承19、7號滑動軸承22均為薄壁套筒結構。
參閱圖4,所述的2號墊片23為薄壁圓環結構。
參閱圖2、圖4,後排行星輪55通過7號滑動軸承22安裝在後排行星輪支撐軸24上;後排行星輪支撐軸24左端支撐在後排行星架副架20上,右端支撐在後排行星架26上,在後排行星輪55的兩端均通過2號墊片23與行星架分隔;後排太陽輪25通過6號滑動軸承19和8號滑動軸承27支撐在中間傳動軸16上,後排太陽輪25的齒輪部分與後排行星輪55外嚙合;後排齒圈21與後排行星輪55內嚙合。
參閱圖2、圖4、圖5,所述的f2單向離合器包括有f2單向離合器內座圈40、1號密封圈41、f2單向離合器端蓋42,、1號螺栓43、1號滾動軸承44、f2單向離合器楔塊45、f2單向離合器外座圈46、f2單向離合器保持架47、2號滾動軸承48、2號密封圈49、2號螺栓50、f2單向離合器法蘭止口51。
參閱圖4、圖5,所述的f2單向離合器內座圈40為三段式階梯軸結構,階梯軸內部開有通孔,且開有與2號平鍵54配合的鍵槽。三段式階梯軸外部為光軸結構,兩端軸徑相同,中間部分軸徑較大。
參閱圖4、圖5,所述的f2單向離合器外座圈46整體為空心軸結構,中間開有通孔,左右端面分別沿周向均勻地開有6個與f2單向離合器法蘭止口51和f2單向離合器端蓋42相配合的螺紋孔。
參閱圖4、圖5,所述的f2單向離合器楔塊45呈8字形,由2個不同心的圓弧組成工作面。若干個相同的楔塊均勻地分布於f2單向離合器內座圈40與外座圈46之間。
參閱圖4、圖5,所述的f2單向離合器保持架47沿周向均勻地開有與楔塊數目相同的通孔,以支撐楔塊。
參閱圖4、圖5,所述的f2單向離合器法蘭止口51為空心軸結構,在靠近法蘭止口中心處沿沿周向均勻地開有6個f2單向離合器外座圈46左端面相配合的螺紋孔;在遠離法蘭止口中心處沿周向均勻地開有4個與後排太陽輪25右端面相配合的螺紋孔。
參閱圖4、圖5,所述的f2單向離合器端蓋42為空心軸結構,其上沿周向均勻地開有6個與f2單向離合器外座圈46右端面相配合的螺紋孔。
參閱圖4、圖5,所述的f2單向離合器內座圈40通過2號平鍵54與中間傳動軸16連接在一起;f2單向離合器內座圈40與f2單向離合器外座圈46通過1號滾動軸承44以及2號滾動軸承48連接,並通過1號密封圈41與2號密封圈49進行密封;f2單向離合器楔塊45由f2單向離合器保持架47支撐且均勻地分布於f2單向離合器內座圈40與單向離合器外座圈46的縫隙之中;f2單向離合器端蓋42與f2單向離合器法蘭止口51通過1號螺栓43與2號螺栓50對稱安裝於f2單向離合器外座圈46兩側,以固定1號滾動軸承44以及2號滾動軸承48;f2單向離合器法蘭止口51通過3號螺栓52與後排太陽輪25配合連接。
參閱圖2、圖4、圖5,所述的離合器c包括有離合器卡環28、離合器鋼片29、離合器摩擦片30、離合器活塞31、離合器活塞缸32、1號0型圈33、離合器回位彈簧34、離合器回位彈簧卡環35、2號0型圈38、離合器從動軸39、離合器活塞缸卡環53。
參閱圖4、圖5,所述的離合器活塞缸32為杯形結構,左端通過花鍵與後排行星架26連接,並由離合器活塞缸卡環53限位,右端通過焊接與動力輸出軸37連接,杯壁內部有內花鍵結構;離合器活塞31裝在離合器活塞缸32內部,並通過1號0型圈33和2號0型圈38進行密封;離合器回位彈簧34為膜片彈簧,大端靠在離合器活塞31上,小端由離合器回位彈簧卡環35來限位;離合器採用多片的形式,離合器鋼片29與離合器摩擦片30相間布置,右端靠在離合器活塞31上,左端由離合器卡環28限位;離合器鋼片29外端有外花鍵結構,並與離合器活塞缸31的內花鍵配合;離合器摩擦片30內部有內花鍵結構,並與離合器從動軸39外端的外花鍵配合;離合器從動軸39通過焊接與中間傳動軸16連接。
參閱圖2、圖3、圖4,所述的電機系統包括有電機/發電機mg15、1號滑動軸承6、電機/發電機mg217、5號滑動軸承18。
參閱圖2、圖3,所述的電機/發電機mg15為永磁同步電機。電機的轉子輸出軸為空心軸,通過1號滑動軸承6與前排行星架動力輸入軸1配合,並且通過花鍵與前排太陽輪8連接。
參閱圖2、圖4,所述的電機/發電機mg217為永磁同步電機。電機的轉子輸出軸為空心軸,通過5號滑動軸承18與中間傳動軸16配合,並且通過花鍵與後排太陽輪25連接。
工作原理與模式劃分:
參閱圖1、圖2,所述的一種採用單向離合器的行星式混聯混合動力系統動力輸入有三部分:發動機、電機/發電機mg1、電機/發電機mg2。發動機的動力由前排行星架動力輸入軸1輸入,電機/發電機mg1的動力由前排太陽輪8輸入,電機/發電機mg2的動力由後排太陽輪25輸入。
1.純電動模式
純電動模式主要用於啟動車輛和低速巡航,根據兩電機不同的狀態可分為兩電機單獨驅動和兩電機聯合驅動模式,其共同特徵是制動器b、離合器c均處於分離狀態。
電機/發電機mg2純電動模式:
此模式下,只有電機/發電機mg2工作。由於發動機與電機/發電機mg1均不工作,f2單向離合器內座圈轉速為0,外座圈轉速與後排太陽輪轉速相同,f2單向離合器自動分離。動力傳動路線為:動力電池供電,由電機/發電機mg2轉化為機械能輸入到後排太陽輪,再經後排行星架傳到動力輸出軸37,經過主減速器的減速增扭作用後輸出到車輪。
電機/發電機mg1純電動模式:
當電機/發電機mg2出現故障時,電機/發電機mg1可參與純電動。此模式下,只有電機/發電機mg1工作。發動機在f1單向離合器作用下被鎖止,f2單向離合器外座圈轉速為0,內座圈與中間傳動軸16轉速相同,f2單向離合器自動接合。動力傳遞路線為:動力電池供電,由電機/發電機mg1轉化為機械能輸入到前排太陽輪,經前行星排傳到中間軸16,再經f2單向離合器和後行星排傳到動力輸出軸37,最後經過主減速器的減速增扭作用後輸出到車輪。
兩電機聯合純電動模式:
此模式下,兩電機同時工作。發動機在f1單向離合器作用下被鎖止,f2單向離合器外座圈轉速與電機/發電機mg2轉速相同,內座圈與中間傳動軸16轉速相同,可調節電機/發電機mg1轉速使得f2單向離合器內座圈轉速大於外座圈轉速,此時單向離合器自動接合。動力傳遞路線為:動力電池供電,由電機/發電機mg1轉化為機械能後輸入到前排太陽輪,經前行星排傳到中間軸16,再經f2單向離合器將動力耦合在後行星排太陽輪處,與電機/發電機mg2的動力疊加後經後行星排傳到動力輸出軸37,最後經過主減速器的減速增扭作用後輸出到車輪。
2.並聯模式
當車速較高時,制動器b接合,前行星排太陽輪13被鎖死,整個前行星排相當於一個固定速比,此時發動機79輸出的功率全部由機械路徑輸出到車輪,具有較高的傳動效率。
3.電子無極變速模式
電子無極變速模式根據f2單向離合器與離合器c的接合與分離狀態,可分為低速模式和高速模式。這兩種子模式的共同特徵是:此時發動機、電機/發電機mg1、電機/發電機mg2均處於工作狀態,f1單向離合器自動分離,制動器b分離,發動機輸出功率一部分經過前行星排由機械路徑輸出到車輪,另一部分由電機/發電機mg1轉化為電功率。
低速模式:
參閱圖6,在低速模式下,離合器c處於分離狀態,發動機的動力從前排行星架輸入,電機/發電機mg1與前排太陽輪相連,起到調節發動機工作點的作用,f2單向離合器內座圈轉速與中間傳動軸16轉速相同;此時通過電機/發電機mg1的轉速調節作用,控制前排齒圈轉速升高,當出現f2單向離合器內座圈轉速超過外座圈轉速的趨勢時,單向離合器自動接合,前行星排傳遞的動力在後行星排太陽輪處耦合;後行星排齒圈鎖止,動力經由行星架經過高速離合器活塞缸32傳到動力輸出軸37輸出;電機/發電機mg2耦合在後排的太陽輪處,提供助力。
高速模式:
參閱圖7,當車輛控制系統要求整車運行模式由低速切換至高速模式時,離合器c作動處於接合狀態,此時中間傳動軸16與動力輸出軸37轉速相同,即f2單向離合器內座圈轉速與後排行星架轉速相同,而外座圈轉速仍然與後排太陽輪轉速相同,在內外座圈轉速差的作用下,f2單向離合器自動分離;電機/發電機mg2耦合在後排的太陽輪處,提供助力;發動機的動力從前排的行星架輸入,電機/發電機mg1與前排太陽輪相連,動力由前排的齒圈輸出,並經過中間傳動軸16傳遞到動力輸出軸37處耦合後直接輸出。
在車輛的電子無級變速高速與低速模式切換過程中,只需對離合器c的接合壓力進行控制,f2單向離合器通過其結構自鎖特性即可實現自動接合與分離的功能,這樣模式切換時的雙離合器壓力時序控制得到簡化。
4.再生制動模式
當汽車處於非緊急制動情況下,且車速高於某一限定值時,進入再生制動模式。若此時的需求制動轉矩小於電機/發電機mg2所能提供的最大制動轉矩時,制動力全部由電機/發電機mg2提供,所回收的機械能轉化成電能儲存在電池中;若此時的需求制動轉矩大於電機/發電機mg2所能提供的最大制動轉矩,制動力中的一部分由電機/發電機mg2提供,所回收的機械能轉化成電能儲存在電池中,制動力中的另一部分由傳統的機械制動來提供。