[发明专利]机电磁力混动行星自动变速器

说明书

如图，本变速器是通过内能转换自动增矩的行星自动变速传动装置，它由机电磁力混动无及自动增矩系统和行星自动变速机构组合而成。其中，前排行星架24与发电机壳体11联结，由发动机和电动机5共同驱动。行星架24与前排齿圈15间的相互作用力驱动前排太阳轮13及转子3克服磁场阻力矩转动或反向转动，使发电机产生电能，通过电机5使前排齿圈15输出力矩大于发动机输出力矩，并随齿圈15及传动轴21所受阻力矩增大而自动连续减小，随其所受阻力矩减小而自动连续增大。它可作为发动机独立驱动的汽车变速器，也可作为插电式纯电动汽车变速器或机电共同驱动汽车的变速器。

一、技术领域

机电磁力混动行星自动变速器是通过内能转换自动增矩的行星变速装置，适用于汽车、拖拉机、工程机械、坦克、装甲车，舰船、航空器等变速传动。它可作为发动机独立驱动的汽车变速器，也可作为插电式纯电动汽车变速器或机电共同驱动汽车的变速器。

二、技术背景

混动变速传动种类繁多，目前最成功的也是结构上与本设计最相近的，是丰田THS混合动力耦合装置，它通过行星轮机构使各部件力矩保持一定比例关系，在这种结构中行星架与发动机相联，太阳轮与发电机相联，齿圈与电动机和传动轴相联，发动机的动力通过行星轮传给齿圈和太阳轮，其中约70％动力直接传递到驱动轴，另一部分驱动发电机。由此可见这种混动装置只是动力的分流耦合。由于双级行星轮机构中的太阳轮、齿圈、行星架与电动机、发电机联接方式以及动力输出输入端不同，造成增矩方式和传动模式与本设计根本不同。

三、发明内容

机电磁力混动行星自动变速器，由机电磁力混动无级自动增矩系统和行星自动变速机构组合而成。其中，发电机壳体与前排行星架联结，由发动机和电动机共同驱动旋转。前排太阳轮与发电机转子相联。前排齿圈与外行星轮啮合，因为前排行星架与前排齿圈间相互作用力，使得前排齿圈转速降低，内、外行星轮自转，驱动发电机转子克服磁场力矩转动或反向转动，进而使发电机产生了电能，并输入至电动机。当发电机输出电功率全部用于电动机输出驱动力矩时，电动机的输出力矩就随前排齿圈转速升高而自动连续减小，随前排齿圈转速的减小而自动连续增大。如此这样电动机与发动机共同驱动，使得前排齿圈输出力矩除随发动机输出力矩变化外，还随前排齿圈转速的连续增大而自动连续减小，随前排齿圈转速的连续减小而自动连续增大。

由此可见机电磁力混动无级自动增矩系统，以内能转换的方式连续自动增矩，即内力间的相互作用，使发电机产生电能，电动机输出力矩，进而与发动机共同驱动前排行星架及前排齿圈，使其输出力矩增大。此后行星变速机构自动控制前后排齿圈间的离合器和制动器，使前排齿圈输出力矩进一步增大(增矩档)或使输出传动轴转速超过发动机转速(超速档)，力矩由变速器中前排行星架输入，由后排行星架输出，最后由传动轴输出。

由于上述传动结构和工作原理上的独特性，使得它具有：发动机独立驱动、发动机和蓄电池共同驱动、蓄电池独立驱动、停车怠速发电蓄能、利用车辆下坡时惯性、重力分量发电蓄能和启动发动机等功能。

由上述功能特性可见，机电磁力混动行星自动变速器能使发动机不作无用功，而这种以储备能量急加速的增矩方式，使得车辆无论行驶工况如何，都能使发动机在最佳环保、低功耗条件下，让变速器具有满意的输出力矩，并能吸收储存车辆行进间的无用机械能，还可取代发动机曲轴上的离合器、飞轮和发动机附带的起动机和发电机。

四、附图说明

图1为机电磁力混动行星自动变速器传动结构示意图，其中：

1——爪齿式离合器

2——发电机输出碳刷及滑环

3——发电机永磁转子

4——电动机齿轮

5——电动机

6——齿圈离合器

7——后排行星轮

8——后排太阳轮