[发明专利]分配式差动耦合复合动力系统

摘要

分配式差动耦合复合动力系统用以驱动交通工具或其它机械结构，主要由内燃引掣（或其他回转动力源）的输出转轴直接或经传动装置或连结器驱动前段负载外，并将动力耦合于电磁耦合驱动装置以驱动末段负载，电磁耦合为双端轴分别结合于可回转磁场及可回转动子结构，接受控制装置控制于输入电流时产生电动机功能，或作为发电输出并藉发电输出电流形成耦合扭矩产生可变速耦合功能。$＃!

主权项

1．一种分配式差动耦合复合动力系统，用于驱动交通工具如车辆、船舶、飞行器或其它机械结构的旋转驱动用途，主要由内燃引擎或其它旋转动力源的旋转输出轴直接或经传动齿轮、皮带或链条等传动装置或连结器除将动力驱动前段负载外，亦将动力耦合于电磁耦合驱动装置的输入轴以驱动末段负载，该电磁耦合驱动装置为一具双端轴的结构且其双端轴分别结合于一可旋转磁场及可旋转转子结构，以接受控制装置的控制，而于输入电流时产生电动机的驱动功能，或作为发电输出并藉输出电流形成耦合扭矩产生可变速耦合功能，或用以启动引擎和作为再生发电制动，特别是于引擎为主动力的驱动时藉可旋转磁场及旋转转子间的转速差以对蓄电池充电，而控制其充电电流即可调整与末段负载间的转速差，引擎可为定速或调节部分转速以维持运转于较高运转效率及较低污染的工作转速，而藉由电磁耦合驱动装置产生差速输出将部分动力作为对负载的驱动输出，而另一部分动能由电磁耦合装置的发电机作用转为电能对蓄电池组充电，即在低驱动速度段的变速驱动中提高引擎效率及减少污染中获得对蓄电池充电的电能及作可变速的耦合，此外亦可作为驱动马达以单独作旋转输出驱动负载或与引擎同时旋转驱动负载，其特征在于：-主动侧旋转动力源输出先供控制驱动前段负载再输往双端轴式电磁耦合装置的输入端供驱动末段负载；-电磁耦合驱动装置的输出端的末端负载的传动方式包括直接通往另一部分负载或经传动元件再通往另一部分负载，或经差动轮系传给具差动性需求的负载；其主要构成如下：-主动侧旋转动力单元(P101)：为一内燃引擎或其它旋转动力源，具有旋转输出轴(S102)藉离合器(CL102)输往中间传动装置与控制界面(M102)；内燃引擎(P101)并设有转速检测装置(SD101)以将引擎转速信号输往中央控制器(CCU101)及可控制油门(CG101)供接受中央控制器(CCU101)的控制以改变引擎转速或使引擎作定速运转；-中间传动装置及操作界面(M102)，包括仅供切换变速驱动前段负载或供切换变速驱动整体负载的传统前轮传动的自动或手动变速控制系)：在输入中轴(S101)与前段负载间设有离合器(CL103)供控制中间传动装置与作为前段负载的前轮间作耦合传动或切断两者的传动关系，所述离合器(CL103)亦可在界面排档具有空档的状况由空档取代之或同时并存着，中轴(S101)为耦合于离合器(CL102)的输出侧并呈向后直接延伸或经由传动装置使中轴(S101)与直接负载的输出转速具有等速比或不等速比转速比例，中轴(S101)与固定机壳之间并设有由中央控制器(CCU101)所控制的制动器(B101)；-直接驱动的前段负载(W101)：为一个或一个以上被驱动的轮并具有来自于负载的驱动阻抗；-电磁耦合驱动装置(M101)：为呈双端轴结构包括一可转动的磁场结构及可转动的转子结构所构成的双动结构，可旋转磁场及可旋转转子分别耦合传动用中轴(S101)及经离合器(CL104)耦合于后端差动齿轮箱(GB101)的输入轴，以驱动两侧可差动末段负载(W102)；-可旋转磁场及可旋转转子间可依需要增设离合装置(CL101)接受中央控制器(CCU101)所控制供在控制中提供直接使两者作机械性同步锁定，或依需要而不设置；-电磁耦合驱动装置为由交流或直流无刷或有刷式电机结构所构成，特别适用具有随负荷愈小速度愈高的特性的串激或积复激电机型所构成或可作电流值控制、包含恒流控制的交流或直流有刷或无刷电机供产生协助驱动负荷的加值扭矩，并接受驱动电路(D101)作驱动控制；-驱动电路装置(D101)为介于电磁耦合驱动装置(M101)与蓄电池(BT101)之间，接受中央控制器(CCU101)的控制指令所控制能驱动电磁耦合驱动装置作为马达的驱动器或作为电流及电压调节器以使电磁耦合驱动装置作为发电机对蓄电池充电或对其它负载输出电能或呈可控制电流的发电输出，以控制耦合转矩进而随载改变转速；-中央控制器(CCU101)则依操作者操作指令及主动侧旋转动力单元(P101)的运行状态而形成相对应的控制指令输往驱动电路装置(D101)；-电磁耦合驱动装置双动结构与供耦合后端差动轮箱间离合器(CL104)的连结侧，进一步可依需求在该离合器(CL104)与机壳之间加设制动器(B102)，以作为驱动前端负载或启动引擎或作静止中发电，以由引擎驱动电磁耦合驱动装置，作为发电机对蓄电池充电或对其它负载供电；若作为交流发电输出功能时，其(M101)为选用具有交流发电功能的电机组，含有永磁式或绕组激磁式磁极的变频驱动型电机装置，或同一电枢绕组同时设有供作交流输出导电环及供作直流输出输入换向器的有刷整流子式电机装置，其交流输出可为不定频输出或藉引擎定速控制做定频输出；-上述直接驱动负载与差动分配负载包括由一组或一组以上的旋转动力源及一组或一组以上直接驱动负载及一组或一组以上双动型电磁耦合驱动装置及其所驱动负载群作顺序串联结合的扩大型态的复式串联结构。