专利名称：一种汽车用电机调节的无级变速系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及混合电动汽车中用于传递动力的变速传动装置的技术领域，具体是一种汽车用电机调节的无级变速系统，主要用于发动机前置前驱的混合电动轿车中，也可应用于其他需要以无级变速方式传递动力的场合，特别是一种混合电动无级变速装置。
背景技术：
汽车变速器必须适应车辆在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力和车速的不同要求。为了充分利用发动机的功率，提高燃料经济性以及改善汽车的排放性能，理想的汽车变速器应具有无级变化的传动比并能进行最优化的控制。目前不同种类的车用无级变速器都存在着一些问题，如在高档轿车中应用较多的液力变矩器结构复杂与制造成本高，使其应用范围受限；而在踏板式摩托车中的带式无级变速装置不能传递较大的功率，起步性能较差。此外，相对于常规的齿轮传动，无级变速器传动效率较低更是其最为突出的缺陷，这在很大程度上抵消了由于应用无级变速器而使发动机工作在效率较高的工况下所带来的好处。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种操作简化、易于驾驶，有利于提高车辆的安全性与舒适性，并节省燃油消耗与降低有害物质排放的用于发动机前置后驱的汽车用电机调节的无级变速系统。为解决上述技术问题，本实用新型提供的汽车用电机调节的无级变速系统，其特点是包括二自由度行星轮系、直流调速电机、以及选换挡执行机构；选换挡执行机构包括与行星轮系太阳齿轮相连的用于实现起步挡、无级变速挡和倒挡控制的单向离合器9， 输出轴同步器12和中间从动齿轮同步器14 ；发动机飞轮1的动力经磁粉离合器2传到变速装置输入轴3，并经单向离合器9传到行星轮系的太阳齿轮8，调速电机20的动力经电机输入主动齿轮4和电机输入从动齿轮5传到二自由度行星轮系的齿圈6，该齿圈6和所述太阳齿轮8上的动力经行星齿轮10由行星架7汇流后经输出轴同步器12传到变速装置输出轴19用以驱动车辆；所述齿圈6和太阳齿轮8上的动力经行星齿轮10由行星架7汇流后经过中间主动齿轮11、中间从动齿轮13、中间从动齿轮同步器14、倒挡主动齿轮17、倒挡惰轮16和倒挡从动齿轮15传到变速装置输出轴19，以倒挡。利用直流电机的无级调速原理，通过设计调速电机和发动机与单排行星轮系齿圈和太阳轮的连接关系，实现整个变速装置速比的无级连续调节，并使其适用于发动机前置后驱的汽车。通过与行星轮系太阳轮相连的单向离合器9，以及输出轴同步器12和中间从动齿轮同步器14可以实现整个变速装置起步挡、无级变速挡和倒挡的工作模式转换和控制。本实用新型具有的技术效果(1)本实用新型的汽车用电机调节的无级变速系统，其无级调速通过电机控制器对调速电机控制实现，根据汽车运行工况对电机进行实时调节控制，利用调速电机的无级调速原理实现整个变速装置速比的无级变化，同时实现发动机最佳运行工况的调节，保证整个汽车最佳经济性和动力性的实现。其显著优点为无级调速部件的简化；通过合理选取调速电机的功率及调速范围，可有效拓展其应用对象范围；将混合电动汽车和无级变速器的优势合二为一，更加有效地节省燃油消耗与降低有害排放，从而提高汽车节能、环保以及动力性能。(2)本实用新型的无级变速系统，利用直流电机无级调速与齿轮传动相结合，既能实现整个变速装置速比无级变化，又能根据汽车行驶工况通过对电机进行适时控制实现发动机最佳工作状况的新型无级变速装置，可有效改善汽车的排放性能并提高汽车经济性、平顺性和安全性。(3)本实用新型采用直流调速电机代替其中的带式无级变速器，使其应用范围可以拓展到混合动力电动汽车。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中图1实施例中的汽车用电机调节的无级变速系统的结构示意图；附图标记1一发动机飞轮，2—磁粉离合器，3—变速系统输入轴，4一电机输入主动齿轮，5—电机输入从动齿轮，6-齿圈，7-行星架，8-太阳齿轮，9-单向离合器， 10-行星齿轮，11-中间主动齿轮，12-输出轴同步器，13-中间从动齿轮，14-中间从动齿轮同步器，15-倒挡从动齿轮，16-倒挡惰轮，17-倒挡主动齿轮，18-中间轴，19-变速系统输出轴，20—调速电机，21—调速电机输出轴。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明如图1-2，本实施例的汽车用电机调节的无级变速系统包括一组二自由度行星轮系、一组直流调速电机及其控制器以及各部件连接齿轮和选换挡执行机构，其具体的连接方式为发动机的动力经磁粉离合器2传到变速装置输入轴3，并进一步经单向离合器9 传到行星轮系的太阳齿轮8，调速电机动力经电机输入主动齿轮4和电机输入从动齿轮5传到二自由度行星轮系的齿圈6，两部分动力经行星齿轮10由行星架7汇流后经输出轴同步器传到变速装置输出轴19用以驱动车辆；若行星架7汇流后经过中间主动齿轮11、中间从动齿轮13、中间从动齿轮同步器14、倒挡主动齿轮17、倒挡惰轮16和倒挡从动齿轮15传到变速装置输出轴19则实现倒挡功能。其中，直流调速电机组包括直流电源、控制器和调速电机，通过对电机转速进行调节控制，即可实现整个变速装置传动比的连续变化。根据车辆的不同行驶工况，电控单元利用传感器的反馈信号对该变速装置的挡位以及无级变速时的速比进行实时调节，从而实现汽车的性能最优。装置的工作状况有三种， 即起步挡、无级变速挡和倒挡，应用电控单元与相应的执行机构来控制挡位选择。无级变速挡该挡位下，发动机和电动机同时工作。发动机输入功率传递至行星轮系的太阳齿轮8，电动机输入功率传递至行星轮系的齿圈6，经过行星齿轮10由行星架7汇流后输出，然后经输出轴同步器12到输出轴19 (此时，同步器12将行星架7跟输出轴19 结合在一起)，驱动汽车行驶。[0015]起步挡发动机独立工作。单向离合器9制动行星轮系的齿圈6，发动机动力通过行星轮系的太阳齿轮和行星架经输出轴同步器12到输出轴19，实现车辆的起步。倒挡发动机独立工作。单向离合器9制动行星轮系的齿圈6，发动机动力通过行星轮系的太阳齿轮8和行星架7经中间主动齿轮11、中间从动齿轮13、中间从动齿轮同步器14、倒挡主动齿轮17、倒挡惰轮16和倒挡从动齿轮15传到输出轴19，实现车辆的倒挡。 (此时，输出轴同步器12将中间主动齿轮11的后端部分与输出轴19分开，中间从动齿轮同步器14将中间从动齿轮13与中间轴18结合在一起)。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
权利要求1. 一种汽车用电机调节的无级变速系统，其特征在于包括二自由度行星轮系、直流调速电机、以及选换挡执行机构；选换挡执行机构包括与行星轮系太阳齿轮相连的用于实现起步挡、无级变速挡和倒挡控制的单向离合器(9)，输出轴同步器(12)和中间从动齿轮同步器(14);发动机飞轮(1)的动力经磁粉离合器(2)传到变速装置输入轴(3)，并经单向离合器 (9)传到行星轮系的太阳齿轮(8)，调速电机(20)的动力经电机输入主动齿轮(4)和电机输入从动齿轮(5)传到二自由度行星轮系的齿圈(6)，该齿圈(6)和所述太阳齿轮(8)上的动力经行星齿轮(10)由行星架(7)汇流后经输出轴同步器(12)传到变速装置输出轴(19)用以驱动车辆；所述齿圈(6)和太阳齿轮(8)上的动力经行星齿轮(10)由行星架(7)汇流后经过中间主动齿轮(11)、中间从动齿轮(13)、中间从动齿轮同步器(14)、倒挡主动齿轮(17)、倒挡惰轮(16)和倒挡从动齿轮(15)传到变速装置输出轴(19)，以倒挡。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车用电机调节的无级变速系统，其特点是包括二自由度行星轮系、直流调速电机和选换挡执行机构；选换挡执行机构包括单向离合器、输出轴同步器和中间从动齿轮同步器；飞轮的动力经磁粉离合器传到变速装置输入轴，并经单向离合器传到行星轮系的太阳齿轮，调速电机的动力经电机输入主动齿轮和电机输入从动齿轮传到二自由度行星轮系的齿圈，该齿圈和太阳齿轮上的动力经行星齿轮由行星架汇流后经输出轴同步器传到变速装置输出轴用以驱动车辆；齿圈和太阳齿轮上的动力经行星齿轮由行星架汇流后经过中间主动齿轮、中间从动齿轮、中间从动齿轮同步器、倒挡主动齿轮、倒挡惰轮和倒挡从动齿轮传到变速装置输出轴，以倒挡。
文档编号F16H3/72GK201992009SQ20112009238
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者张兰春, 贝绍轶 申请人:江苏技术师范学院