理论教育 多动力耦合系统与混动动力系统结构

多动力耦合系统与混动动力系统结构

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4-29 铁姆肯公司的双排行星传动机电耦合传动总成的结构通用公司提出的新型四模-双电机增程式传动系统备受关注,其结构如图4-30所示。该耦合装置利用一组行星齿轮将发动机和电机的动力进行耦合,通过三组离合器和三组制动器的接合/分离控制整车的工作模式和模式切换过程。图4-31 双行星机构动力耦合无级变速系统的结构图4-32 行星齿轮耦合式混合动力系统的结构

多动力耦合系统与混动动力系统结构

日本丰田THS系统由发动机电机电动机通过行星轮机构实现转速与转矩的耦合,发动机转速与车速没有直接联系,在行驶过程中能使发动机始终处于最佳工况,其结构如图4-26所示。丰田THS系统经过十几年的发展,已从注重经济油耗为主的第一代发展为注重高功率和高经济效益的第三代THS系统,丰田普锐斯轿车的成功推向市场表明了混合动力技术已经逐渐成熟。福特公司开发的FHS机电耦合传动总成结构相当于丰田THS系统并联了一个齿轮啮合机构,实现了电动机转速和齿圈转速的匹配,充分利用了电机转速,其结构如图4-27所示。

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图4-26 丰田THS系统的结构

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图4-27 福特FHS机电耦合传动总成的结构

通用公司提出的AHS-2双排双模式机电耦合传动总成主要由发动机、两台电机、两个行星排机构、两组离合器和一个制动器组成,其结构如图4-28所示。通过两个离合器和一个制动器协调控制可以有效地扩大输出转速范围,同时对输出转矩和输出功率起到一定的调节作用,该结构主要应用于通用公司的中型和重型车辆上。

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图4-28 通用AHS-2双排双模式机电耦合传动总成的结构

铁姆肯公司开发的双排行星传动机电耦合传动总成结构与通用AHS-2双模式结构相近,其结构如图4-29所示,主要通过两个离合器和两个制动器实现工作模式转换,从而满足车辆实际工作需要。

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图4-29 铁姆肯公司的双排行星传动机电耦合传动总成的结构

通用公司提出的新型四模-双电机增程式传动系统备受关注,其结构如图4-30所示。该系统由发动机、两个电机、三个离合器和一个行星轮组组成,可以分别工作在纯电动低速单电机模式、纯电动高速双电机模式、增程低速单电机模式和增程高速双电机模式四种模式下。系统中的离合器C1用于锁止行星机构的齿圈,离合器C2用于接合或脱开齿圈与发电机,离合器C3则用于接合或脱开增程发动机与发电机。主驱动电机总与太阳轮相连,而行星架则用于最终输出动力。(www.daowen.com)

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图4-30 四模-双电机增程式传动系统的结构

四模-双电机增程式传动系统的4种工作模式见表4-1。纯电动低速单电机模式下,离合器C1将齿圈锁止,离合器C2与离合器C3均处于脱开状态,发电机与发动机都不工作,车辆仅由主驱动电机驱动。随着车速的升高,车辆工作于纯电动高速双电机模式下,离合器C1脱开,离合器C2接合,离合器C3脱开,发电机与齿圈连接,且工作于驱动状态,车辆由主驱动电机和发电机通过行星轮组耦合驱动。当电池组达到其设定的能量下限时,将启动增程模式。增程低速单电机模式,离合器C2脱开,离合器C1将齿圈锁止,离合器C3接合,将发动机与发电机组合成增程模块,主驱动电机从电池组以及增程模块获取能量驱动车辆。在增程高速双电机模式下,离合器C1脱开,离合器C2和离合器C3接合,发电机处于发电状态,同时车辆由主驱动电机与发动机共同驱动。

表4-1 四模-双电机增程式传动系统的4种工作模式

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由吉林大学等单位联合开发的双行星机构动力耦合无级变速系统,其结构如图4-31所示,系统由发动机、电机、动力耦合器和无级变速箱(Continuously Variable Transmission,CVT)组成,其中动力耦合器由一组双行星轮机构、两组离合器和一组制动器构成。整个系统构成比较复杂,不仅需要协调控制发动机与电机、离合器及制动器的状态,还需要合理地控制CVT的速比。

北京理工大学和华沙工业大学合作开发的混合动力汽车行星齿轮耦合装置,其结构如图4-32所示。该耦合装置利用一组行星齿轮将发动机和电机的动力进行耦合,通过三组离合器和三组制动器的接合/分离控制整车的工作模式和模式切换过程。

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图4-31 双行星机构动力耦合无级变速系统的结构

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图4-32 行星齿轮耦合式混合动力系统的结构

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