并聯雙電機行星功率分流的無級變速傳動系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種并聯雙電機行星功率分流的無級變速傳動系統，其與發動機輸出軸相連，無級變速傳動系統包括第一電機、第二電機、電機控制器、行星排機構、離合器、變速箱、動力輸出軸以及蓄電池；其中第一電機和第二電機并聯布置，發動機輸出軸將發動機的動力傳遞給第一電機發電，同時發動機輸出軸通過行星排機構、離合器以及變速箱向外輸出動力形成第一功率路徑；第一電機通過電機控制器向第二電機和蓄電池供電，第二電機通過行星排機構、離合器以及變速箱向外輸出動力形成第二功率路徑。借此本實用新型專利技術的無級變速傳動系統具有機械功率和電功率兩條功率路徑。

Continuously variable transmission system with planetary power shunt of parallel double motors

【技術實現步驟摘要】
并聯雙電機行星功率分流的無級變速傳動系統
本技術是關于無級變速傳動系統，特別是關于一種并聯雙電機行星功率分流的無級變速傳動系統(EMCVT)。
技術介紹
現有的傳動系統(以拖拉機為例)按換擋方式分為手動換擋傳動系統，動力不間斷自動換擋傳動系統，液壓機械無級變速傳動系統(HMCVT)。1.手動換擋傳動系統：拖拉機田間作業時，由于土地阻力變化大，整機負荷變化大，采用手動換擋傳動系的拖拉機需要頻繁停車換擋，以滿足農具作業牽引力及速度要求，員工工作強度大，作業效率低，作業質量不穩定；同時，發動機轉速與車輛速度直接相關，整車速度變化導致發動機轉速變化范圍大，發動機不能工作在一個穩定經濟的轉速范圍內，導致油耗高、排放差、震動磨損大。該型傳動系結構簡單、制造維護成本低，適合農民用戶當前的購買水平。世界先進國家，手動換擋傳動系多應用在80Hp馬力以下拖拉機產品上。2.拖拉機動力不間斷自動換擋傳動系統：在發動機到變速箱的動力不中斷的車輛行駛條件下，進行的換擋過程；采用濕式多片離合器作為換擋執行機構，需要擋位變換時，換擋的兩個離合器按照控制油壓的變化，順序分開與結合兩個離合器，在車輛負載行駛中實現不停車換擋，解決了手動換擋傳動系作業時停車換擋的問題，減少了員工作業強度、提高了操控舒適性及作業效率。但，動力不間斷自動換擋傳動系發動機轉速與車輛速度直接相關，車輛速度變化導致發動機轉速變化范圍大，發動機不能工作在一個穩定經濟的轉速范圍內，發動機油耗高、排放差、震動磨損大。同時，拖拉機由于作業要求多，擋位數量多，該種傳動系結構需要的離合器數量及比例閥很多，以160馬力16擋變速箱為例：全域自動變速箱需要8個離合器8個液壓比例閥；由于一致性的原因，該型傳動系的換擋性能需在專用出廠試驗臺上調試標定，隨著使用時間的增長，離合器磨損增加，換擋控制時間發生了改變，平順性變差，產生換擋沖擊。目前，這些系統的技術基本被國外公司掌握并主要依靠進口，該傳動系結構復雜、價格高、降價難、維修成本高。由于價格的原因，世界先進國家，動力換擋傳動系多應用在80-200Hp拖拉機產品上。3.液壓機械無級變速傳動系統(HMCVT)：該傳動系統由液壓柱塞變量泵/馬達/多排差速機構/濕式離合器及制動器組成，主要優點是：通過差速器對發動機功率分流成兩條功率路線，一條是機械功率路線，功率直接傳遞到變速箱輸入軸；一條是液壓功率路線，經機-液-機功率轉換過程后，與變速箱輸入軸實現全部功率的匯流；通過功率分流、匯流原理，實現傳動系扭矩、轉速按照車輛速度與牽引力要求自動連續變化，保證車輛變速時的牽引力與速度要求。該傳動系統(HMCVT)實現了車輛傳動系無級自動變化，員工操作強度低，操作舒適性好，作業效率、質量高；由于發動機轉速、扭矩與整車速度、牽引力完全解耦(不相關)，發動機可以穩定的工作在低油耗區域，震動小、排放好。該傳動系統(HMCVT)所采用的高壓變量柱塞泵/馬達、比例閥等屬于精密液壓偶件，對裝配凈潔度、使用清潔度、保養維護清潔度要求非常高，需要專用液壓油，使用維護費用高昂；該系統變速箱采用多排差速機構與濕式離合器或制動器，實現4-6個擋位的區域變換，該系統零件數量多，結構復雜，系統關鍵技術基本被國外公司掌握，產品主要依靠進口，該傳動系成本高、降價難。由于價格與使用維護的原因，該系統在中國市場使用量非常少。由于價格的原因，世界先進國家，液壓機械無級變速傳動系(HMCVT)，多應用在200--400Hp拖拉機產品上。上述現有技術的傳動系統存在以下缺點：1.采用手動換擋傳動系，結構簡單，制造、保養維修容易，成本低。缺點如下：(1)采用手動換擋傳動系的拖拉機需要頻繁停車換擋，以滿足農具作業牽引力及速度要求，員工工作強度大，作業效率低，作業質量不穩定。(2)發動機轉速與車輛速度直接相關，整車速度變化導致發動機轉速變化范圍大，發動機不能工作在一個穩定經濟的轉速范圍內，油耗高、排放差、震動磨損大。2.動力不間斷自動換擋傳動系，在車輛負載行駛中實現不停車換擋，提高了拖拉機作業效率與操控舒適性。缺點如下：(1)該傳動系發動機轉速與車輛速度直接相關，車輛速度變化導致發動機轉速變化范圍大，發動機不能工作在一個穩定經濟的轉速范圍內，油耗高、排放差、震動磨損大。(2)該傳動系結構需要的離合器數量及比例閥數量很多，隨著使用時間的增長，離合器磨損增加，換擋控制時間發生了改變，平順性變差，產生換擋沖擊。(3)傳統動力換擋變速箱，是單功率路線有級式傳動，實現超級爬行擋(超低速)，要加很多繁復的減速輪系。并且，不能實現旋耕等主要作業時的無級傳動，也就是理論上不能匹配到與旋耕機最佳的行駛速度(4)目前，這些系統的技術基本被國外公司掌握并主要依靠進口，該傳動系價格高、降價難、維修成本高。3.液壓機械無級變速傳動系統(HMCVT)，實現了由4-6個擋組成的全域無級變速系統，作業效率高，操控舒適性好，發動機輸出與車輛負載、速度解耦，發動機平穩運行在低油耗、低排放區間。缺點如下：(1)4-6個擋位組成的機械變速系統是由多排差速機構及4-6個濕式離合器或制動器構成的變速機構,結構復雜，零部件加工要求高，成本高。(2)由液壓精密偶件組成的液壓功率分流系統，對裝配凈潔度、使用清潔度、保養維護清潔度要求非常高，需要專用液壓油，使用維護費用高昂。(3)由于這些系統的技術基本被國外公司掌握，產品主要依靠進口，成本很高、降價難。因此，需要設計一種傳動系統，能夠解決上述現有傳動系統所存在的技術問題。公開于該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本技術的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種并聯雙電機行星功率分流的無級變速傳動系統，其能夠有效克服上述現有技術的傳動系統存在的問題。為實現上述目的，本技術提供了一種并聯雙電機行星功率分流的無級變速傳動系統，其與發動機輸出軸相連，無級變速傳動系統包括第一電機、第二電機、電機控制器、行星排機構、離合器、變速箱、動力輸出軸以及蓄電池；其中第一電機和第二電機并聯布置，發動機輸出軸將發動機的動力傳遞給第一電機發電，同時發動機輸出軸通過行星排機構、離合器以及變速箱向外輸出動力形成第一功率路徑；第一電機通過電機控制器向第二電機和蓄電池供電，第二電機通過行星排機構、離合器以及變速箱向外輸出動力形成第二功率路徑。在一優選的實施方式中，行星排機構包括行星排太陽輪、太陽輪輸出軸主動齒輪、行星架及行星排齒圈，發動機輸出軸與行星架連接；第一電機包括第一電機輸入軸、第一電機轉子及第一電機定子，第一電機轉子與第一電機輸入軸機械連接，第一電機輸入軸上設置有第一電機輸入齒輪，行星排太陽輪一端設置有太陽輪輸出軸主動齒輪，另一端設置有，通過發動機輸出軸、行星架、行星排太陽輪、太陽輪輸出軸主動齒輪、第一電機輸入齒輪、第一電機輸入軸，來驅動第一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種并聯雙電機行星功率分流的無級變速傳動系統，其與發動機輸出軸相連，其特征在于，所述無級變速傳動系統包括第一電機、第二電機、電機控制器、行星排機構、離合器、變速箱、動力輸出軸以及蓄電池；/n其中，所述第一電機和所述第二電機并聯布置，所述發動機輸出軸將所述發動機的動力傳遞給所述第一電機發電，同時所述發動機輸出軸通過所述行星排機構、所述離合器以及所述變速箱向外輸出動力形成第一功率路徑；所述第一電機通過所述電機控制器向所述第二電機和所述蓄電池供電，所述第二電機通過所述行星排機構、所述離合器以及所述變速箱向外輸出動力形成第二功率路徑。/n

【技術特征摘要】
1.一種并聯雙電機行星功率分流的無級變速傳動系統，其與發動機輸出軸相連，其特征在于，所述無級變速傳動系統包括第一電機、第二電機、電機控制器、行星排機構、離合器、變速箱、動力輸出軸以及蓄電池；
其中，所述第一電機和所述第二電機并聯布置，所述發動機輸出軸將所述發動機的動力傳遞給所述第一電機發電，同時所述發動機輸出軸通過所述行星排機構、所述離合器以及所述變速箱向外輸出動力形成第一功率路徑；所述第一電機通過所述電機控制器向所述第二電機和所述蓄電池供電，所述第二電機通過所述行星排機構、所述離合器以及所述變速箱向外輸出動力形成第二功率路徑。


2.如權利要求1所述的并聯雙電機行星功率分流的無級變速傳動系統，其特征在于，所述行星排機構包括行星排太陽輪、太陽輪輸出軸主動齒輪、行星架及行星排齒圈，所述發動機輸出軸與所述行星架連接；
所述第一電機包括第一電機輸入軸、第一電機轉子及第一電機定子，所述第一電機轉子與所述第一電機輸入軸機械連接，所述第一電機輸入軸上設置有第一電機輸入齒輪，所述行星排太陽輪與所述太陽輪輸出軸主動齒輪連接，通過所述發動機輸出軸、所述行星架、所述行星排太陽輪、所述太陽輪輸出軸主動齒輪、所述第一電機輸入齒輪、所述第一電機輸入軸，來驅動所述第一電機轉子發電；
所述第二電機包括第二電機輸出主動軸、第二電機轉子及第二電機定子，所述第二電機轉子與所述第二電機輸出主動軸機械連接，并通過所述第二電機輸出主動軸單獨輸出第二電機功率；
所述第一電機定子和所述第二電機定子安裝在電機定子共用殼體中；
所述發動機輸出軸、所述第一電機輸入軸、所述第二電機輸出主動軸三軸平行，所述發動機輸出軸通過所述行星架以及所述動力輸出軸向外輸出發動機動力；所述第一電機通過所述電機控制器向所述第二電機提供電能，并通過所述第二電機輸出主動軸向外輸出行駛、換擋、助力功率。


3.如權利要求2所述的并聯雙電機行星功率分流的無級變速傳動系統，其特征在于，所述變速箱包括：
變速箱輸入軸，其與所述行星排齒圈固定連接，用以向所述變速箱輸入動力；
變速箱同步器和變速箱齒輪組，其與所述變速箱輸入軸構成定軸式4-6擋變速箱；以及
中央傳動主動齒輪，其與所述變速箱齒輪組機械連接，所述發動機輸出軸的轉速經所述變速箱變速后，由所述中央傳動主動齒輪傳遞給中央傳動從動齒輪，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊振忠，
申請(專利權)人：廣西玉柴機器股份有限公司，
類型：新型
國別省市：廣西;45