[发明专利]电力机械行星机构无级变速传动系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种电力机械行星机构无级变速传动系统，属车辆传动技术领域。

背景技术：

车辆传动系的功能是把动力源的功率传至驱动轮，并按车辆行驶的要求改变牵引力和车速。无级变速传动是车辆传动的发展趋势，被认为是最理想的传动方式，无级变速传动系统可以根据车辆路面行驶情况和发动机工作状态连续无级的改变速比(输入转速与输出转速之比)，从而使发动机始终工作在最高效的区域，实现外界条件与车辆的最佳匹配，使车辆获得最佳的行驶性能。

但是，目前汽车用主流的无级变速传动系统(如金属带式无级变速传动系统或其变形，即在金属带式基础上组合一行星齿轮系构成的无级变速传动系统、以及丰田PRIUS两自由度单行星齿轮系无级变速传动系统)，存在着以下的不足：

1)金属带式无级变速传动系统或其变形需要复杂的液压系统来实现金属带的夹紧力控制和传动系统的速比控制，而夹紧力和速比控制又存在着复杂的耦合效应。实际当中，液压系统结构复杂、效率较低，所以整个传动系统的效率也就偏低。

2)金属带式无级变速传动系统由于其自身机械结构的限制，其速比变化范围(系统最大速比与最小速比的比值)较小(大约5～6)，即使通过设置一个行星变速机构使变速比范围增大，但同时也扩大了金属带轮上承担的功率，使得整个系统的效率变的更为低下。

3)金属带式无级变速传动系统或其变形由于是基于摩擦传动的，故其传动效率较低，而且传递功率和扭矩的能力也偏低。

4)金属带式无级变速传动系统或其变形由于要制造复杂的液压系统及金属带等，故加工难度较大，需要的成本较高。

5)丰田PRIUS两自由度单行星齿轮系无级变速传动系统的总速比变化范围较小，且调速电机的功率较大。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种结构简单紧凑，加工容易，成本较低，传动效率高，变速比范围大，调速电机所承担功率小的无级变速传动系统。

本发明采用的技术方案是：电力机械行星机构无级变速传动系统由相互啮合的第一齿轮Z1、惰轮Z2及第二齿轮Z3，行星机构，第一输入轴1，套轴2，第二输入轴3，输出轴4，相互啮合的第三齿轮Z4和第四齿轮Z5，第一电动机5，第二电动机6(也有发电功能)，逆变器以及蓄电池组成；其中，第一输入轴1和第二输入轴3分别接发动机输出轴和第一电动机5输出轴；行星机构由第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3、制动器B、第一双行星齿轮系K1、第二双行星齿轮系K2及单行星轮系K3构成；K1、K2分别包括以下几个部分：第一太阳轮S1、第一行星架H1、第一齿圈Q1、相互啮合的第一双行星轮G1(其外面的行星齿轮与第一齿圈Q1啮合，里面的行星齿轮与第一太阳轮S1啮合)和第二太阳轮S2、第二行星架H2、第二齿圈Q2、相互啮合的第二双行星齿轮G2(其外面的行星齿轮与第二齿圈Q2啮合，里面的行星齿轮与第二太阳轮S2啮合)；K3包括单行星轮G3、第三太阳轮S3、第三行星架H3、第三齿圈Q3四个部分。

上述第一双行星齿轮系K1的第一太阳轮S1与第二输入轴3相连，第一行星架H1与套轴2相连，第一齿圈Q1通过第二离合器C2与单行星齿轮系K3的第三行星架H3相连；第二双行星齿轮系K2的第二太阳轮S2与单行星轮系K3的第三太阳轮S3相连，第二行星架H2通过第一离合器C1与第一双行星齿轮系K1的第一太阳轮S1相连，第二齿圈Q2与第一双行星齿轮系K1的第一行星架H1相连；单行星齿轮系K3的第三太阳轮S3与第二双行星齿轮系K2的第二太阳轮S2相连，第三齿圈Q3与制动器B相连，第三行星架H3既通过第二离合器C2与第一双行星齿轮系K1的第一齿圈Q1相连，又与输出轴4相连。

上述行星机构有三个工作段位，即I段、II段、III段。行星机构工作于I段位时，第一离合器C1、制动器B接合，第二离合器C2、第三离合器C3分离；工作于II段位时，第二离合器C2接合，第一离合器C1、第三离合器C3和制动器B分离；工作于III段位时，第一离合器C1、第三离合器C3接合，第二离合器C2和制动器B分离。

上述第一电动机5、第二电动机6(也有发电功能)、逆变器、蓄电池及其连接组成是公知的已有技术。