[发明专利]轮式载重车辆用三段式机电复合无级传动装置

说明书

技术领域

本发明属于动力传动技术领域，涉及一种无机传动装置，特别涉及一种轮式载重车辆用三段式机电复合无级传动装置。

背景技术

机电复合无级传动可实现无级调速，优化发动机工作状态，使车辆获得最佳的动力性能及燃油经济性能，在动力电池组配合下，可实现多运行工况，如电动工况、复合驱动工况、制动能量回收工况，对外供电工况、电池辅助加速工况等。相对于小轿车，载重车辆需要更宽的传动比范围，以满足低速大转矩爬坡和高速公路行驶工况。单段式机电复合传动在一定电机功率的前提下，所能实现的传动比调节范围难以满足载重车辆的要求。解决途径：一方面提高电机的功率等级，这会带来大体积重量及成本；另一方面，保持电机功率等级不变，通过离合器制动器等元件连接不同行星排，形成多段衔接，扩大传动比范围，附带可实现多个机械挡位，可以发挥机械挡在常用车速工况行驶高效的优势。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，设计一种轮式载重车辆用三段式机电复合无级传动装置；利用多段式机电功率分流、连续换段原理，合理衔接三段，满足载重汽车低速大转矩和高速巡航工况的宽传动比范围需求。可实现电动工况、机电复合无级变速、机械挡、电池功率辅助加速、制动能量回收等工况，并具有良好起步特性与常用车速高传动效率的优点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种轮式载重车辆用三段式机电复合无级传动装置，包括发动机、k1行星排、k2行星排、k3行星排、k4行星排、电机a、电机a电缆、电机、电机b制动构件、电机b电缆、离合器a、离合器b、制动器a、制动器b、制动器c、能力输出轴、电机控制器和动力电池组；

其中，k1行星排由k1行星排齿圈、k1行星排太阳轮和k1行星排行星架组成；

k2行星排由k2行星排齿圈、k2行星排太阳轮和k2行星排行星架组成；

k3行星排由k3行星排齿圈、k3行星排太阳轮和k3行星排行星架组成；

k4行星排由k4行星排齿圈、k4行星排太阳轮和k4行星排行星架组成；

连接关系在于：发动机输入与k1行星排齿圈相连，k1行星排行星架与k2行星排行星架和离合器b相连，k1行星排太阳轮与电机a和k2行星排齿圈、离合器a相连，k2行星排太阳轮与电机b制动构件、电机b、k3行星排太阳轮、k4行星排太阳轮相连，电机b制动构件与制动器a相连，k3行星排行星架与制动器b相连，k3行星排齿圈与k4行星排齿圈、制动器c相连，k4行星排行星架与离合器b、输出轴相连，电机a和电机b分别通过电机a电缆，电机b电缆与电机控制器相连，电机控制器和动力电池组相连。

第一段用于起步及低速工况，发动机功率从k1行星排齿圈输入，行星排k1，行星排k2和电机a共同工作，电机b与k2排太阳轮相连，离合器a和制动器a分离，动力输出到k3排太阳轮和k4排太阳轮，制动器b接合，制动器c分离，k3行星排和k4行星排共同工作用作减速，离合器b分离，动力从k4排行星架输出。电机a工作于发电机工况，向电机控制器回馈能量，电机b工作于电动机工况。

第二段用于中速工况，发动机功率从k1行星排齿圈输入，行星排k1，行星排k和电机a共同工作，电机b与k2排太阳轮相连，离合器a和制动器a分离，动力输出到k3排太阳轮和k4排太阳轮，制动器b分离，制动器c接合，k3行星排空转，k4行星排用作减速，离合器b分离，动力从k4排行星架输出。电机a工作于发电机工况，向电机控制器回馈能量，电机b工作于电动机工况。

第三段用于高速工况，发动机功率从k1行星排齿圈输入，行星排k1，行星排k2、电机a和电机b共同工作，离合器a和制动器a分离，k2行星排行星架为动力输出，制动器b分离，制动器c分离，离合器b接合，k3行星排空转，k4行星排空转，动力从k2行星排行星架传递到输出轴。电机a工作于电动机工况，向电机控制器回馈能量，电机b工作于发电机工况。

倒挡采用纯电动工况，离合器a分离，制动器a分离，制动器b接合，制动器c分离，离合器b分离，电机a不工作，电机b利用动力电池组功率工作于反转电动工况，输出转矩经过k3行星排和k4行星排减速，实现倒挡。

纯电动行驶，离合器a分离，制动器a分离，制动器b接合，制动器c分离，离合器b分离，电机a不工作，电机b利用动力电池组功率工作于正转电动工况，输出转矩经过k3行星排和k4行星排减速，实现电驱动工况。