一种动力总成的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种动力总成，包括由电机输出端驱动的汽车后轮，所述电机与电池相连，所述电机和所述汽车后轮之间设有变速器，所述电机上还连接有与电磁离合器相连的动力耦合装置，所述电磁离合器上还连接有与汽车前轮动力轴相连的液压控制装置；所述动力耦合装置还连接有与发动机相连的离合器。采用该动力总成，实现了发动机、电机和液压控制装置三者的融合，具有很强的制动能量回收能力，回收的制动能量为非机械动力驱动奠定了基础，实现了节油目的，同时保护了环境，而且还能实现车辆具有多种驱动运行模式(前轮驱动、后轮驱动和四轮驱动)，满足了各种路况的需求；同时，该动力总成有发动机的适时参与，保证了动力性、经济性和行驶里程数。
【专利说明】
一种动力总成
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种动力总成。
【背景技术】
[0002]现阶段，传统车辆的动力系统是将发动机产生的动力，经过一系列的动力传递，最后传到车轮的过程。发动机运转，实际上是曲轴在旋转，曲轴的一端固定连接一个飞轮，此飞轮与离合器配合，来控制飞轮与变速器的动力通断，动力经过变速器的变速后，通过万向节和传动轴，将动力传到差速器，由差速器将动力平均地分到两侧车轮的减速器，通过减速器的双曲线齿轮传到车轮。所有的工况均是发动机驱动车辆，尤其是在起步、加速工况下，发动机的燃烧状况恶化，造成了尾气污染，而在制动、减速工况下，车辆的机械能由制动器消耗，离合器的频繁结合和制动器的频繁制动造成了摩擦与制动噪音，同时也降低了离合器、制动器的使用寿命，增加了维修成本。
[0003]随着社会的发展，纯电动动力系统、油电混合动力系统以及液压混合动力系统逐渐的进入到日常的生活中，但是，它们也各自存在不同的缺陷。
[0004]纯电动动力系统是当下的一种趋势，它完全由动力电池提供电力并进行驱动。纯电动动力系统的组成，包括:电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统，电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同，优点是不产生排气污染，对环境保护和空气的洁净是十分有益，制动能量的回收率不高；同时，纯电动车的驱动模式单一，当遇到泥泞路况或其他的复杂路况时，因驱动模式无法满足实际的需要而导致车辆无法前行，即:动力性差，而且，行驶里程数相对于传统车辆的动力系统来说会大大的降低。
[0005]油电混合动力系统主要由控制系统、驱动系统、辅助动力系统和电池组等部分构成。油电混合动力汽车采用能够满足汽车巡航需要的较小发动机，依靠电动机或其它辅助装置提供加速与爬坡所需的附加动力。其结果是提高了总体效率，同时并未牺牲性能。混合动力车可回收制动能量，在传统汽车中，当司机踩制动时，这种本可用来给汽车加速的能量作为热量被白白扔掉了。而混合动力车却能大部分回收这些能量，并将其暂时贮存起来供加速时再用。当司机想要有最大的加速度时，汽油发动机和电动机并联工作，提供可与强大的汽油发动机相当的起步性能。在对加速性要求不太高的场合，混合动力车可以单靠电机行驶，或者单靠汽油发动机行驶，或者二者结合以取得最大的效率。比如在公路上巡航时使用汽油发动机，而在低速行驶时，可以单靠电机拖动，不用汽油发动机辅助。即使在发动机关闭时，电动转向助力系统仍可保持操纵功能，提供更大的效率。综上所述，起步、加速工况下发电机或电动机参与驱动，使得发动机工作工况优化，提高了燃油经济性，而且车辆的制动能量得以回收。但是，由于发电机提供的制动扭矩有限，从而制动能量的回收率低。
[0006]液压混合动力系统完全摆脱了传统的机械动力传动系统。在车辆上，发动机驱动液压栗，而液压栗再为高压蓄能器蓄能。蓄能器中的液压能通过驱动后轮上的液压马达实现驱动车辆，与油电混合动力系统一样，液压混合动力系统也有提供再生制动的能力。公交车、环卫车等经常要制动刹车，当车辆制动时，液压栗会为高压蓄能器蓄能。当车辆再次启动前行时，储存在蓄能器中的能量可以用来启动发动机并短程驱动车辆，这些能量也可以限制发动机关闭时推进力的迸发。液压栗和蓄能器可以提供一种应用扭矩和存储能量可靠的、低成本的途径，这也正是混合动力车辆所需要的，并且液压蓄能器与动力电池相比具有明显的功率密度优势。综上所述，起步、加速工况下，液压系统参与驱动，消除了起步黑烟，保护了环境，提高了燃油经济性，而且车辆的制动能量也得到了回收。但是由于压力蓄能装置的体积限制，制动能量回收率低(仅仅能够回收40Km/h的部分制动能量)。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的在于提供一种动力总成，在保证保护环境和行驶里程的前提下，提高制动能量的回收率和动力性能，同时能实现车辆具有多种驱动运行模式，以满足各种路况的需求。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:一种动力总成，包括由电机输出端驱动的汽车后轮，所述电机与电池相连，所述电机和所述汽车后轮之间设有变速器，所述电机上还连接有与电磁离合器相连的动力耦合装置，所述电磁离合器上还连接有与汽车前轮动力轴相连的液压控制装置；
[0009]所述动力耦合装置还连接有与发动机相连的离合器。
[0010]作为一种改进，所述液压控制装置包括与所述电磁离合器相连的第一双向变量栗，所述第一双向变量栗与所述电磁离合器之间设有用于动力传递的第一传动轴，所述第一双向变量栗连接有第一三位四通电磁换向阀，所述第一双向变量栗分别通过第一油路和第二油路与所述第一三位四通电磁换向阀的进油口和回油口连通，所述第一三位四通电磁换向阀的两工作油口通过第三油路和第四油路分别与蓄能器和第一油箱相连，所述第三油路与所述第四油路之间设有二位二通电磁换向阀；
[0011]所述第二油路与所述第一油箱之间设有第五油路，所述第五油路上设有第一单向阀；
[0012]所述第一油路通过第六油路连接有第二三位四通电磁换向阀，所述第六油路与所述第一双向变量栗之间的所述第一油路上设有第二单向阀;所述第六油路与所述第二三位四通电磁换向阀的回油口连通，所述第二三位四通电磁换向阀的进油口连通有第二油箱，所述第二三位四通电磁换向阀的两工作油口分别通过第七油路和第八油路连接有第二双向变量栗，所述第二双向变量栗通过第二传动轴与所述汽车前轮动力轴相连。
[0013]作为进一步的改进，所述汽车前轮动力轴包括与汽车右前轮相连的第一动力轴和与汽车左前轮相连的第二动力轴，所述第一动力轴和所述第二动力轴之间设有差速器；
[0014]与所述第一动力轴和所述第二动力轴的对应位置分别设有一所述第二双向变量栗，所述第二双向变量栗与所述第一动力轴和所述第二动力轴之间均设有一用于动力传递的第二传动轴。
[0015]作为再进一步的改进，所述第一双向变量栗、所述第二双向变量栗、所述第一三位四通电磁换向阀、所述第二三位四通电磁换向阀和所述二位二通电磁换向阀均与电控单元相连。
[0016]由于采用了上述技术方案，本实用新型所提供的一种动力总成的有益效果是:
[0017]由于电磁离合器上还连接有与汽车前轮动力轴相连的液压控制装置，从而在制动时，通过该液压控制装置和与电机相连的电池进行制动能量的回收，大大提高了能量回收率;电池回收的能量可直接将动力传递给汽车后轮，实现后轮驱动，液压控制装置回收的能量，一部分经电磁离合器、动力耦合装置、电机和变速器传递给汽车后轮，另一部分经电磁离合器、动力耦合装置和离合器作用于发动机上，实现液压能驱动发动机的启动；同时，发动机带动动力耦合装置、电磁离合器和液压控制装置工作，最终将动力传递给汽车前轮，实现前轮驱动，此外，发动机作用，能同时带动电机和液压控制装置进行动作，实现前轮驱动和后轮驱动(即:四轮驱动)。
[0018]综上所述，采用该动力总成，实现了发动机、电机和液压控制装置三者的融合，具有很强的制动能量回收能力，回收的制动能量为非机械动力驱动奠定了基础，实现了节油目的，同时保护了环境，而且，还能实现车辆具有多种驱动运行模式(前轮驱动、后轮驱动和四轮驱动)，满足了各种路况的需求；同时，该动力总成有发动机的适时参与，不仅保证了动力性、经济性和行驶里程数，而且，与传统相比，大大降低了离合器频繁结合和制动器频繁制动而造成的摩擦与制动噪音，保证了离合器、制动器的使用寿命，降低了维修成本。
[0019]由于液压控制装置包括第一双向变量栗、第二双向变量栗、第一三位四通电磁换向阀和第二三位四通电磁换向阀，从在制动时，汽车前轮带动第二双向变量栗运转并从第二油箱内抽出油液，抽出的油液最终经第二三位四通电磁换向阀储存到蓄能器中；在此期间，汽车后轮通过动力耦合装置带动第一双向变量栗运转并经第一单向阀从第一油箱内抽出油液，该油液最终经第一三位四通电磁换向阀储存到蓄能器中；同时，电机处于发电工况，将制动能量转变成电能储存到电池中，两者(电池和蓄能器)结合，实现了大幅回收制动會bi。
[0020]启动发动机和驱动车辆行走时，第二三位四通电磁换向阀复位，第一三位四通电磁换向阀换工作位，蓄能器中油液驱动第一双向变量栗运转并经第一传动轴将动力传递给电磁离合器，之后动力经动力耦合装置、离合器传递给发动机，实现液压能驱动发动机启动，同时，动力经动力耦合装置、电机和变速器传递给汽车后轮，实现驱动车辆行走，此过程还能向电池充电，进一步提高了能量回收率;后轮驱动时，第一三位四通电磁换向阀和第二三位四通电磁换向阀均复位，液压控制装置不参与工作，由与电池相连的电机直接驱动汽车后轮运转，还可以电机和发动机共同工作，实现混合动力驱动，为保证行驶里程数和动力性奠定了基础;前轮驱动时，第一三位四通电磁换向阀处于复位位置、第二三位四通电磁换向阀换工作位，发动机驱动动力耦合装置运转并经电磁离合器将动力传递给第一传动轴，第一传动轴带动第一双向变量栗从第一油箱内抽出油液并经第二三位四通电磁换向阀驱动第二双向变量栗动作，第二双向变量栗动作带动第二传动轴动作并驱动汽车前轮运转；前轮驱动和后轮驱动同时实现时，在前轮驱动的基础上，电机同时参与工作并驱动汽车后轮运转;该结构简单、紧凑，制造成本低，使用稳定、可靠性高。
[0021]由于第二双向变量栗与第一动力轴和第二动力轴之间均设有一用于动力传递的第二传动轴，从而通过第一动力轴和第二动力轴分别将动力传递给汽车右前轮和汽车左前轮，为实现四轮驱动奠定基础。
[0022]由于第一双向变量栗、第二双向变量栗、第一三位四通电磁换向阀、第二三位四通电磁换向阀和二位二通电磁换向阀均与电控单元相连，从而实现了自动控制，提高了各个运行模式之间切换的协调性，同时，降低了驾驶人员的劳动强度。
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型的结构不意图；
[0024]图2是本实用新型第一种工作状态的结构示意图；
[0025]图3是本实用新型第二种工作状态的结构示意图；
[0026]图4是本实用新型第三种工作状态的结构示意图；
[0027]图5是本实用新型第四种工作状态的结构示意图；
[0028]图6是本实用新型第五种工作状态的结构示意图；
[0029]图中，1-电机;2-汽车后轮;3-变速器;4-动力耦合装置;41-发动机;42-离合器;5_汽车前轮动力轴;51-第一动力轴;52-第二动力轴;6-汽车右前轮;7-汽车左前轮;8-电磁离合器;9-第一双向变量栗；10-第二双向变量栗；11-第一传动轴；12-第二传动轴；13-第一三位四通电磁换向阀；14-第二三位四通电磁换向阀；15-二位二通电磁换向阀；16-第一油路；17-第二油路；18-第二油路；19-第四油路;20-第五油路;21-第六油路;22-第七油路;23-第八油路;24-蓄能器;25-第一油箱;26-第二油箱;27-第一单向阀；28-差速器;29-第二单向阀。
【具体实施方式】
[0030]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0031]如图1所示，一种动力总成，包括由电机I输出端驱动的汽车后轮2，该电机I与电池相连，该电机I和汽车后轮2之间设有变速器3，该电机I上还连接有与电磁离合器8相连的动力耦合装置4，该电磁离合器8上还连接有与汽车前轮动力轴5相连的液压控制装置;该动力耦合装置4上还连接有与发动机41相连的离合器42，作为优选，该发动机41和电机I分别位于动力耦合装置4的两侧;该电机I和电磁离合器8位于动力耦合装置4的同一侧。
[0032]该液压控制装置包括与电磁离合器8相连的第一双向变量栗9，该第一双向变量栗9与电磁离合器8之间设有用于动力传递的第一传动轴11，该第一双向变量栗9连接有第一三位四通电磁换向阀13，该第一双向变量栗9分别通过第一油路16和第二油路17与第一三位四通电磁换向阀13的进油口和回油口连通，该第一三位四通电磁换向阀13的两工作油口通过第三油路18和第四油路19分别与蓄能器24和第一油箱25相连，该第三油路18与第四油路19之间设有二位二通电磁换向阀15;该第二油路17与第一油箱25之间设有第五油路20，该第五油路20上设有第一单向阀27。
[0033]该第一油路16通过第六油路21连接有第二三位四通电磁换向阀14，该第六油路21与第一双向变量栗9之间的第一油路16上设有第二单向阀29;该第六油路21与第二三位四通电磁换向阀14的回油口连通，该第二三位四通电磁换向阀14的进油口连通有第二油箱26，该第二三位四通电磁换向阀14的两工作油口分别通过第七油路22和第八油路23连接有第二双向变量栗10，该第二双向变量栗10通过第二传动轴12与汽车前轮动力轴5相连。
[0034]该汽车前轮动力轴5包括与汽车右前轮6相连的第一动力轴51和与汽车左前轮7相连的第二动力轴52，该第一动力轴51和第二动力轴52之间设有差速器28;与第一动力轴51和第二动力轴52的对应位置分别设有一第二双向变量栗10，该第二双向变量栗10与第一动力轴51和第二动力轴52之间均设有一用于动力传递的第二传动轴12。
[0035]该第一双向变量栗9、第二双向变量栗10、第一三位四通电磁换向阀13、第二三位四通电磁换向阀14和二位二通电磁换向阀15均与电控单元相连，从而遇到紧急情况或故障时，通过电控单元控制二位二通电磁换向阀15的换向，实现蓄能器24和油箱25的连通，实现卸荷，起到安全保护作用。
[0036]该第一油箱25和第二油箱26可共用一个油箱。
[0037]为了便于更好的理解，下述给出了本实用新型所提供的一种动力总成的工作原理:
[0038]为了便于说明，图中箭头所示的方向为动力传递的方向。
[0039]如图2所示，制动能量回收时，第一三位四通电磁阀13和第二三位四通电磁阀14均打到左位。汽车右前轮6和汽车左前轮7带动第二传动轴12及第二双向变量栗10运转并从第二油箱26内抽出油液，抽出的油液最终经第二三位四通电磁换向阀14储存到蓄能器24中，在此期间，汽车后轮2通过动力耦合装置4带动第一双向变量栗9运转并经第一单向阀27从第一油箱25内抽出油液，该油液最终经第一三位四通电磁换向阀13储存到蓄能器24中；同时，电机I处于发电工况，制动能量转变成电能储存到与电机I相连的电池中，两者(电池和蓄能器24)结合，实现大幅回收制动能量。
[0040]如图3所示，启动发动机41和驱动车辆行走时，第二三位四通电磁换向阀14复位(即:处于中位)，第一三位四通电磁换向阀13换工作位(处于图示所示的右位)，蓄能器24中油液驱动第一双向变量栗9运转并经第一传动轴11将动力传递给电磁离合器8，之后，动力经动力耦合装置4、离合器42传递给发动机41，实现液压能驱动发动机41启动，同时，动力经动力耦合装置4、电机I和变速器3传递给汽车后轮2，实现驱动车辆行走，此过程还能向电池充电蓄能，进一步提高了能量回收率。
[0041 ]如图4所示，后轮驱动时，第一三位四通电磁换向阀13和第二三位四通电磁换向阀14均复位(S卩:处于中位)，电磁离合器8与动力耦合装置4断开，液压控制装置不参与工作，由与电池相连的电机I直接驱动汽车后轮2运转，实现纯电动启动车辆并驱动车辆行驶;还可以电机和发动机共同工作，实现混合动力驱动，为保证行驶里程数和动力性奠定了基础。
[0042]如图5所示，前轮驱动时，第一三位四通电磁换向阀13处于复位位置(S卩:处于中位)、第二三位四通电磁换向阀14换工作位(处于图示所示的右位)，发动机41驱动动力耦合装置4运转并经电磁离合器8将动力传递给第一传动轴11，变速器3挂到空挡，切断汽车后轮2的动力，第一传动轴11带动第一双向变量栗9从第一油箱25内抽出油液并经第二三位四通电磁换向阀14驱动第二双向变量栗10动作，第二双向变量栗10动作带动第二传动轴12动作并驱动汽车右前轮6和汽车左前轮7运转。
[0043]如图6所示，前轮驱动和后轮驱动同时实现时(也可以说是四轮驱动)，在前轮驱动的基础上，变速器3处于非空挡位置，电磁离合器8闭合，电机I同时参与工作并驱动汽车后轮2运转。
[0044]综上所述，采用该动力总成，实现了发动机、电机和液压控制装置三者的融合，不仅不会污染环境，而且大大提高了制动能量的回收率，同时，还能实现车辆具有多种驱动运行模式(液压启动、前轮驱动、后轮驱动和四轮驱动)，满足了各种路况的需求，此外，该动力总成有发动机的适时参与，保证了动力性、经济性和行驶里程数;且结构简单、紧凑，使用稳定性和可靠性高。
[0045]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种动力总成，其特征在于，包括由电机(I)输出端驱动的汽车后轮(2)，所述电机(I)与电池相连，所述电机(I)和所述汽车后轮(2)之间设有变速器(3)，所述电机(I)上还连接有与电磁离合器(8)相连的动力耦合装置(4)，所述电磁离合器(8)上还连接有与汽车前轮动力轴(5)相连的液压控制装置； 所述动力耦合装置(4)还连接有与发动机(41)相连的离合器(42)。2.根据权利要求1所述的一种动力总成，其特征在于，所述液压控制装置包括与所述电磁离合器(8)相连的第一双向变量栗(9)，所述第一双向变量栗(9)与所述电磁离合器(8)之间设有用于动力传递的第一传动轴(U)，所述第一双向变量栗(9)连接有第一三位四通电磁换向阀(13)，所述第一双向变量栗(9)分别通过第一油路(16)和第二油路(17)与所述第一三位四通电磁换向阀(13)的进油口和回油口连通，所述第一三位四通电磁换向阀(13)的两工作油口通过第三油路(18)和第四油路(19)分别与蓄能器(24)和第一油箱相连(25)，所述第三油路(18)与所述第四油路(19)之间设有二位二通电磁换向阀(15); 所述第二油路(17)与所述第一油箱(25)之间设有第五油路(20)，所述第五油路(20)上设有第一单向阀(27); 所述第一油路(16)通过第六油路(21)连接有第二三位四通电磁换向阀(14)，所述第六油路(21)与所述第一双向变量栗(9)之间的所述第一油路(16)上设有第二单向阀(29);所述第六油路(21)与所述第二三位四通电磁换向阀(14)的回油口连通，所述第二三位四通电磁换向阀(14)的进油口连通有第二油箱(26)，所述第二三位四通电磁换向阀(14)的两工作油口分别通过第七油路(22)和第八油路(23)连接有第二双向变量栗(10)，所述第二双向变量栗(1)通过第二传动轴(12)与所述汽车前轮动力轴(5)相连。3.根据权利要求2所述的一种动力总成，其特征在于，所述汽车前轮动力轴(5)包括与汽车右前轮(6)相连的第一动力轴(51)和与汽车左前轮(7)相连的第二动力轴(52)，所述第一动力轴(51)和所述第二动力轴(52)之间设有差速器(28); 与所述第一动力轴(51)和所述第二动力轴(52)的对应位置分别设有一所述第二双向变量栗(10)，所述第二双向变量栗(10)与所述第一动力轴(51)和所述第二动力轴(52)之间均设有一用于动力传递的第二传动轴(12)。4.根据权利要求3所述的一种动力总成，其特征在于，所述第一双向变量栗(9)、所述第二双向变量栗(10)、所述第一三位四通电磁换向阀(13)、所述第二三位四通电磁换向阀(14)和所述二位二通电磁换向阀(15)均与电控单元相连。
【文档编号】B60K6/387GK205553896SQ201620194339
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】张恒先, 夏新艳, 刘存帅, 任宗丹
【申请人】潍柴动力股份有限公司