电液混合驱动主减速器主动锥齿轮系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电液混合驱动主减速器主动锥齿轮系统。
技术背景
[0002]电动汽车制动时，制动器通过车轴上的固定元件对旋转元件施加制动力矩，使旋转元件旋转角速度降低，达到减速目的，在此过程中固定元件与旋转元件摩擦产生大量热能，造成能量浪费，并损伤制动器。目前，国内外对电动汽车的制动能回收利用系统进行了相当多的研宄，取得了较显著的进步，许多产品也已实际应用。传统的电动汽车制动能回收系统通常将回收的制动能转变成电能存储于蓄电池中再利用，其对制动能的回收率一般为20%左右；另外电机根据车辆最大负荷情况选配，装车功率大、体积大、成本高；主动锥齿轮作用力巨大，支撑轴承寿命低。
[0003]本发明涉及的电液混合驱动主减速器主动锥齿轮系统同样具有制动能回收利用功能，与传统的制动能回收系统在结构功能上的本质区别是:该系统与主减速器主动锥齿轮联接，由主动锥齿轮上的同步齿轮驱动。该系统装车后，车辆制动时，变量泵/马达作泵使用，将制动能以液压能的形式回收到储能器，此时电机、变量泵/马达及车辆上的ABS系统(防抱死制动系统)协同工作保证制动安全性；车辆启动、加速和爬坡时，变量泵/马达作马达使用，储能器输出液压能，以满足汽车大负荷工况使用。本发明涉及的能量回收利用系统对车辆原结构改动小，易于产业化。本发明可改善主减速器主动锥齿轮及其支撑轴承的受力情况；可降低电机装车功率估计30%左右；制动能量回收利用率估计70%以上；并可有效改善主动锥齿轮的受力状况。
[0004]涉及车辆制动能回收利用方面的专利非常多，制动能分别以电能、液压能或机械能形式被回收再利用，如专利“并联液压电动汽车再生制动能量回收系统(申请号201220669042.0)”，其制动能回收系统联接在机械传动装置的输出轴，且有飞轮和液压两种制动能回收装置，具有驱动电动汽车加速和制动能回收功能，该专利虽然具有驱动电动汽车加速和制动能回收功能，但其结构较为复杂，且具有飞轮储能能量密度不够高、自放电率高的缺点，当然结构原理更是与本发明相去甚远。在结构上与本发明最为接近或相关的专利是专利“汽车制动能量回收、储存、二次牵引利用器(申请号200810074349.4)”，其主要技术特征是在主减速器盆齿的后端安装可逆变动力元件，如液压泵、直流电动机等，并回收、储存制动能量，当牵引工况时，把此能量及时释放出来；具体实施的时候，在主减速器中再增加一个主动锥齿轮与盆齿啮合，驱动制动能回收利用系统。其与本发明“电液混合驱动主减速器主动锥齿轮系统”相比，结构原理明显不同，不是直接从原有主动锥齿轮上引出或输入动力，而是增加了一个主动锥齿轮及其相应的支撑联接元件，导致结构相对松散；对后桥壳体改动较大，技术继承性和延续性不好，不利于产业化；原主动锥齿轮的受力状况也没有改善。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有车辆动力传递及制动能回收利用技术存在的缺陷，寻求设计一种电液混合驱动主减速器主动锥齿轮系统。在车辆制动时，通过主减速器主动锥齿轮驱动变量泵/马达将车辆惯性能量以液压能的形式回收储存；在车辆启动、加速或重载工况释放液压能，通过变量泵/马达助力主动锥齿轮，协同电机驱动车辆行进；在车辆轻载或小负荷工况下，主要由电机驱动主动锥齿轮完成车辆行进，达到车辆节能减排效果。
[0006]本发明所述的电液混合驱动主减速器主动锥齿轮系统，其主体结构包括主动锥齿轮、泵/马达齿轮、泵/马达电磁离合器、变量泵/马达、变速器、电机，在左圆锥滚子轴承、右圆锥滚子轴承之间，主动锥齿轮上连接同步齿轮，同步齿轮可通过键连接安装在主动锥齿轮的轴上，或直接与其做成一体，主要用于传递力矩，可以将主减速器主动锥齿轮上的力矩传递给泵/马达齿轮，也可以将泵/马达齿轮的力矩传递给主减速器的主动锥齿轮；所述的泵/马达齿轮与同步齿轮外啮合，且通过泵/马达电磁离合器与变量泵/马达联接；变量泵/马达的两个口一端与油箱联接，一端通过电磁开关阀与储能器相连；所述的主动锥齿轮通过左圆锥滚子轴承、右圆锥滚子轴承支撑在轴承座上，可以绕自己轴线转动。主动锥齿轮上，在左圆锥滚子轴承的左边依次套有垫片、突缘、挡圈及紧固螺母，紧固螺母通过螺纹与主动锥齿轮连接，挡圈和垫片光套在主动锥齿轮的轴上，突缘通过花键与主动锥齿轮连接。变速器输入端通过电机电磁离合器与电机相连，输出端通过电机法兰与突缘相联接；防尘罩固定安装在突缘上，其间过赢连接；突缘与密封圈法兰盘之间装有密封圈，防止主减速器内润滑油外漏；密封圈法兰盘通过螺栓连接在轴承座上，密封圈法兰盘与轴承座之间有密封垫片，防止主减速器内润滑油外漏。
[0007]当车辆制动时，泵/马达电磁离合器通电结合、电磁开关阀通电打开，变量泵/马达作泵使用，制动力从主动锥齿轮，经同步齿轮、泵/马达齿轮、泵/马达电磁离合器驱动变量泵/马达转动，将制动能以液压能的形式储存到储能器中。当制动结束后泵/马达电磁离合器断电分离，断开变量泵/马达与泵/马达齿轮的联接；同时电磁开关阀断电复位，关闭储能器与变量泵/马达之间的流质通道，防止储能器能量流失，实现制动能的回收。当车辆启动、加速或大负荷运行时，电机转动，电机电磁离合器通电结合，电机动力经变速器后，通过电机法兰和突缘驱动主动锥齿轮；但此时可以优先使用储存在储能器中的液压能，即泵/马达电磁离合器通电结合、电磁开关阀通电接通，储能器中的流质驱动变量泵/马达(变量泵/马达作马达使用)输出转矩，变量泵/马达输出的转矩经泵/马达电磁离合器传递到泵/马达齿轮，经同步齿轮将转矩传递给主动锥齿轮，与电机输出的转矩共同驱动车辆完成车辆启动、加速或大负荷工况运行。当车辆轻载行进时，电机独立驱动主动锥齿轮即可，不需要液压动力辅助驱动，即电机电磁离合器通电结合，电机动力经变速器后，通过电机法兰和突缘驱动主动锥齿轮。
[0008]本发明在主减速器改动较小的情况下，实现了电液混合驱动车辆和制动能量回收利用，有效地改善了主减速器主动锥齿轮轴的受力不均衡情况，可减小电机装机功率30%左右，制动能回收利用率70%左右，整个系统结构紧凑，技术继承性好，便于产业化。
【附图说明】
[0009]附图为本发明电液混合驱动主减速器主动锥齿轮系统装配图。
[0010]图中标号:主动锥齿轮1、轴承座2、泵/马达齿轮3、泵/马达电磁离合器4、变量泵/马达5、储能器6、电磁开关阀7、油箱8、电机法兰