[发明专利]一种混合动力车辆的动力耦合器

说明书

技术领域

本发明涉及车辆动力耦合装置，特别是用于混合动力车辆的动力耦合器。

背景技术

当前混合动力车辆至少存在包含发动机在内的有两种以上动力源供驱动车辆使用，为了实现车辆的节能需要在动力系统设计时对各种动力源进行匹配，满足车辆对驱动性能、制动性能的要求，随着能量回收再利用成为当前实现车辆节能的重要手段，动力系统能量回收性能也成为动力系统设计时非常重要的工作。

动力耦合装置是实现多种动力源匹配的关键部件，传统的动力耦合装置一般仅具备两种动力耦合的功能，仅能匹配驱动性能，受动力元件及其控制系统的限制，要满足动力系统对驱动性能和制动性能同时进行匹配的要求非常困难，虽说通过采用特殊设计的动力元件和控制系统而达到动力相互匹配的功能，但系统实现起来复杂程度高、通用性和可靠性差，无法形成产业化。

开发可适用于不同类型的混合动力系统，满足其对驱动性能和制动性能及动力系统协调控制的要求的动力耦合装置，是当前混合动力车辆的重要的工作，因此，解决满足动力元件换向及混合动力系统对驱动性能和制动性能不同的要求，并具备动力耦合及断开功能的动力耦合装置，成为混合动力车辆系统中的关键装置之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种混合动力车辆的动力耦合器，在基本上不改变原车辆结构和工作原理的基础上增加一动力耦合器，本发明混合动力车辆的动力耦合器可以实现当车辆启动加速时匹配出较大的转矩，同时使得动力系统工作在效率较高的转速范围内，当车辆在减速、制动时本发明混合动力车辆的动力耦合器也可以实现动力系统也工作在效率高的转速范围内，提高制动能量的回收效率从而达到节电、节能的效果。

本发明提供的技术方案是：一种混合动力车辆的动力耦合器，包括档位反馈信号接口、气缸回位弹簧组、换档拨叉、动力耦合轴、动力元件连接轴同向齿轮、换向中间轴、同向中间齿轮、动力元件连接轴、动力耦合轴同向齿轮、动力耦合轴反向齿轮、动力元件耦合轴反向齿轮、双向同步器、双作用气缸和电控操作模块构成。

进一步地，所述的档位反馈信号接口设置在动力耦合器的外壳之上，通过档位反馈信号接口档位反馈信号可以指示动力耦合器的耦合状态，使车辆控制系统与动力耦合器的接口非常方便，所述的气缸回位弹簧组设置在双作用气缸的外侧，气缸回位弹簧组使动力耦合器能保持动力切断或耦合状态，且通过压缩与弹出气缸回位弹簧组，能快速的进行动力耦合状态与切断状态的切换，所述的动力耦合轴同向齿轮和动力耦合轴反向齿轮安装在动力元件连接轴上，通过同向齿轮可使控制动力元件与连接轴以相同方向旋转，同理反向齿轮可使控制动力元件与连接轴以相反方向旋转，所述的动力元件连接轴同向齿轮和动力元件耦合轴反向齿轮空套在动力耦合轴，所述的同向中间齿轮安装在换向中间轴上，所述双向同步器与动力耦合轴贯穿连接，双向同步器可以使同向齿轮或反向齿轮与动力耦合轴转速同步，并传递同向齿轮或反向齿轮与动力耦合轴之间的转矩。

进一步地，所述的电控操作模块上包括有电控三位五通阀、减压阀和气源接口构成，减压阀用于保证双作用气缸的工作压力在允许范围内，电控三位五通阀可使双作用气缸的双作用互锁，确保安全。

进一步地，所述的双作用气缸上设有同旋向控制接口与所述的电控三位五通阀的接口A连接、反旋向控制接口与所述的电控三位五通阀的接口B连接，所述的换档拨叉设置在双作用气缸的柱塞上。

本发明的原理如下：

现有的混合动力车辆在运动过程中存在着以下两种过程需要通过动力耦合器将对动力系统的动力进行耦合，第一、当车辆起动、加速及低速行驶时，动力系统中的非发动机的动力源可进行单独驱动车辆，发动机不对车辆输出动力或关闭发动机，从而提高发动机的效率并减少发动机的排放。其次、在车辆减速或制动时，混合动力车辆要能够吸收尽可能多的车辆剩余动能，从而实现剩余动能的高效率回收。

而耦合的过程就是对各种动力源的能量输出或能量回收之间相互协调关系的优化匹配过程，以并联液压混合动力车辆举例，当液压动力作为发动机之外的另一动力源来说，对液压动力系统可以提出两点基本要求：

1)要求液压动力系统在起动加速时能提供较大的转矩，由于车速较低，此时需要使液压动力系统工作在效率高的转速范围内。

2)在车辆减速、制动时，一般车速较高，为了回收尽可能多的剩余动能，提高剩余动能的回收效率，此时需要液压动力系统也工作在效率高的转速范围内。

液压动力系统工作在高效率转速范围时，液压动力系统要对以下几个参数进行优化匹配：