CN108437783A - 一种宽传动范围电驱动组合式综合传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种宽传动范围电驱动组合式综合传动装置，包括前箱体和后箱体，前箱体包括发动机和发电机，后箱体包括前变速机构、多档定轴变速机构、零轴、两个差速转向驱动电机和两侧的汇流排；动力由发动机机输出经发电机后产生的电力供总驱动电机来驱动变速机构和差速转向驱动电机工作，供风扇驱动电机驱动冷却风扇运转；前变速机构和多档定轴变速机构串联，零轴上安装有闭锁离合器。本发明的综合传动装置，提出了低速工况下前进和倒退的电驱动无级变速与高速工况下有级变速相结合的综合式变速机构方案，并且能够增大传动范围，具有可无级调节的稳定超低速性能，同时电机能提供的功率范围很大，电机使用和控制方便，整体传动装置运行可靠性更高。

Description

一种宽传动范围电驱动组合式综合传动装置
技术领域
本发明涉及车辆变速***技术领域，特别是涉及一种宽传动范围电驱动组合式综合传动装置。
背景技术
电驱动综合传动装置一般由发动机、增速机构、发电机、变速机构、前传动、汇流排、转向机构、多种驱动电机、风扇传动机构等部件组成，能实现车辆的自动或手动换档、无级转向等功能。履带式车辆或工程车辆优越的传动装置是实现高机动性能的关键，传动装置可以扩大发动机有限转矩和转速范围，满足履带式车辆或工程车辆在复杂道路行驶所需驱动力和速度要求，是实现变速直驶、灵活转向、减速制动等多种使用工况的核心***。现在传动箱大多采用的是发动机与传动装置集成，构成履带式装甲车辆动力驱动***，也就是我们常说的综合式传动装置，但是传统的综合式传动装置，变速传动范围较窄，灵活性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种宽传动范围电驱动组合式综合传动装置，以解决上述现有技术存在的问题，提出了低速工况下前进和倒退的电驱动无级变速与高速工况下有级变速相结合的综合式变速机构方案，并且能够增大传动范围，具有可无级调节的稳定超低速性能，同时电机能提供的功率范围很大，电机使用和控制方便，整体传动装置运行可靠性更高。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种宽传动范围电驱动组合式综合传动装置，包括前箱体和后箱体，所述前箱体包括发动机、增速机构、风扇驱动电机和发电机，所述后箱体包括变速机构、零轴、两个差速转向驱动电机和两侧的汇流排；动力由所述发动机机输出经所述发电机后产生的电力供总驱动电机来驱动所述变速机构、差速转向驱动电机以及驱动风扇电机工作；所述变速机构包括串联连接的前变速机构和多档定轴变速机构，所述零轴设置于所述前变速机构与多档定轴变速机构之间，且所述零轴上安装有闭锁离合器；两个所述差速转向驱动电机分别驱动两侧的所述汇流排，所述汇流排采用太阳轮制动。
可选的，所述前变速机构为行星机械变速机构，所述行星机械变速机构的行星排与所述多档定轴变速机构混合搭配。
可选的，所述多档定轴变速机构采用两轴定轴变速机构，所述两轴定轴变速机构有两个单侧离合器。
可选的，所述前箱体还包括有设置于所述发动机与所述发电机之间的增速机构。
可选的，所述前箱体还包括有与所述发电机连接并用于对变速箱进行冷却的风扇驱动电机。
可选的，当所述综合传动装置应用于高机动履带式车辆或工程车辆时，所述变速机构由行星机械变速机构和两轴定轴变速机构组成，所述行星机械变速机构是一个行星排从而有两个传动比，所述两轴定轴变速机构典型常用形式是实现2个前进挡之间的转换，从而综合传动具有4个前进挡的直驶变速；所述两轴定轴变速机构有两个单侧离合器，分别根据需要得到2个不同的传动比；独立转向机构主要是由所述零轴、闭锁离合器和差速转向驱动电机组成。
可选的，当高机动履带式车辆或工程车辆直线行驶时，动力由所述发动机输出，经所述增速机构提升转速后与所述发电机连接；经所述发电机产生的电力供总驱动电机来驱动变速机构、差速转向驱动电机和风扇驱动电机工作；此时，所述零轴上的闭锁离合器闭合，所述差速转向驱动电机不转，两个所述汇流排的太阳轮制动，动力由齿圈输入，行星架输出，左右两侧汇流排输出转速相同，高机动履带式车辆或工程车辆直线行驶。
可选的，当高机动履带式车辆或工程车辆直线低速行驶时，变速机构处于空挡，所述闭锁离合器闭合，所述差速转向驱动电机转动，两侧所述汇流排的太阳轮共同向前或向后，实现直线无级前进或无级倒退。
可选的，在高机动履带式车辆或工程车辆转向时，所述零轴上的闭锁离合器分离，变速机构使得综合传动的两侧的所述汇流排的齿圈输入转速相同，而两侧的所述差速转向驱动电机旋转使左右两侧所述汇流排的太阳轮得到不同的转速，并且分别与直驶流在两侧的所述汇流排处实现功率汇流后输出，使综合传动左右两侧输出无极变化的速差，进而驱动车辆无级转向。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明中的宽传动范围电驱动组合式综合传动装置，提出了低速工况下前进和倒退的电驱动无级变速与高速工况下有级变速相结合的综合式变速机构方案，通过后箱体前变速机构中的行星变速机构得到的两个挡位(高低挡)与定轴变速机构得到的2个挡位进行混合匹配，这相当于行星变速机构与定轴变速机构串联，使传动机构具有4个档位。运用差速双流传动原理，在变速机构零轴加入一个闭锁离合器，采用两个独立的差速驱动转向电机构成独立式差速机构，实现低速无级变速直驶或无级差速转向。前箱体由发动机、增速机构、发电机、风扇驱动电机组成，后箱体由前变速机构、多档定轴变速机构、零轴、两个独立的差速驱动转向电机和两侧的汇流排组成。所设计综合传动装置，传动范围是常规变速装置的2倍以上，具有可无级调节的稳定超低速性能，同时电机能提供的功率范围很大，电机的使用和控制非常方便，工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小，运行可靠、价格低廉、结构牢固，两套电驱动差速机构具备直驶与转向复合的创新性能，整机采用前后箱体组合式，具有良好的变型适应能力，整机具有多功能、超宽传动范围、无级与有级调速复合、高功率密度、操纵简便和变型能力强的特点，可满足具有超低速工程作业需求的高速履带车辆或工程车辆使用需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中宽传动范围电驱动组合式综合传动装置的结构示意图；
其中，1为发动机；2增速机构；3发电机；4风扇驱动电机；5行星机械变速机构；6高档单侧离合器；7右侧汇流排；8右侧差速驱动转向电机；9左侧差速驱动转向电机；10左侧汇流排；11低档单侧离合器；12总驱动电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种宽传动范围电驱动组合式综合传动装置，以解决上述现有技术存在的问题，提出了低速工况下前进和倒退的电驱动无级变速与高速工况下有级变速相结合的综合式变速机构方案，并且能够增大传动范围，具有可无级调节的稳定超低速性能，同时电机能提供的功率范围很大，电机使用和控制方便，整体传动装置运行可靠性更高。
本发明提供的宽传动范围电驱动组合式综合传动装置，前箱体和后箱体，前箱体包括发动机、增速机构、风扇驱动电机和发电机，后箱体包括变速机构、零轴、两个差速转向驱动电机和两侧的汇流排；动力由发动机输出经发电机后产生的电力供总驱动电机来驱动变速机构、差速转向驱动电机以及驱动风扇电机工作；变速机构包括串联连接的前变速机构和多档定轴变速机构，零轴设置于前变速机构与多档定轴变速机构之间，且零轴上安装有闭锁离合器；两个差速转向驱动电机分别驱动两侧的汇流排，汇流排采用太阳轮制动。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考图1，其中，图1为本发明中宽传动范围电驱动组合式综合传动装置的结构示意图。
如图1所示，本发明提供一种宽传动范围电驱动组合式综合传动装置，包括前箱体和后箱体，前箱体包括发动机、增速机构、风扇驱动电机和发电机，后箱体包括变速机构、零轴、两个差速转向驱动电机和两侧的汇流排；动力由发动机1输出经增速机构2增速，经过发电机3后产生的电力供总驱动电机12来驱动变速机构和差速转向驱动电机工作；变速机构包括串联连接的前变速机构和多档定轴变速机构，零轴设置于前变速机构与多档定轴变速机构之间，且零轴上安装有闭锁离合器；两个差速转向驱动电机分别驱动两侧的汇流排，汇流排采用太阳轮制动。
前变速机构为行星机械变速机构5，行星机械变速机构5的行星排与多档定轴变速机构混合搭配。多档定轴变速机构采用两轴定轴变速机构，两轴定轴变速机构有两个单侧离合器，分别为高档单侧离合器6和低档单侧离合器11。前箱体还包括有设置于发动机1与发电机3之间的增速机构2。前箱体还包括有与发电机3连接并用于对变速箱进行冷却的风扇驱动电机4，风扇驱动电机4直接从发动机1获得电能，将其转化为机械能，驱动冷却风扇运转。
本发明传动***整车采用后驱或前驱均可，由发动机1和发电机3混合提供动力，驱动组合式综合传动装置，传动装置变速模块与转向流模块集成，发动机1、增速机构2与发电机3模块集成，采用电驱动综合传动装置集直驶、转向、操纵等于一体，前箱体由发动机1、增速机构2、发电机3、风扇驱动电机4组成，后箱体由前变速机构、多档定轴变速机构、零轴、两个独立的差速驱动转向电机和两侧的汇流排组成。由于差速驱动转向电机可以正转和反转，可以实现车辆倒挡缓速行驶，而不用在变速机构上特意加上倒挡，使变速箱结构相对简单，最终得到n个前进挡(n为后箱体模块变速机构挡位)。
应用于高机动履带式车辆或工程车辆时，变速机构由行星机械变速机构5和两轴定轴机械变速机构组成，行星机械变速机构5是一个行星排，可以得到两个传动比(高低档)，行星机械变速机构5的主要功能是实现综合传动在换档过程中切断动力，并实现综合传动高速档与低速档的转换，两轴定轴机械变速机构的主要功能是实现2(可以根据需要调节前进挡n个数)个前进档之间的转换，通过行星机械变速机构5与定轴变速机构的混合匹配，使综合传动具有4(相应的有2×n)个前进档的直驶变速功能，两轴定轴变速机构有两个单侧离合器，分别可以根据需要得到2个不同的传动比。独立转向机构主要是由零轴、闭锁离合器、差速驱动转向电机组成。
当高机动履带式车辆或工程车辆直线行驶时，动力由发动机1输出，由于柴油发动机的转速只能达到2000～3000r/min，而发电机3需要的转速很高，所以在发动机后需要一个增速机构2提升转速，风扇驱动电机4可以对变速箱进行冷却，经发电机3后产生的电力可以供总驱动电机12来驱动直驶变速机构使用、供右侧差速转向驱动电机8、左侧差速转向驱动电机9使用也可以供风扇驱动电机4等辅助动力元件使用。通过行星机械变速机构5和两轴定轴机械变速机构混合搭配得到一个直驶传动比，此时零轴上的闭锁离合器闭合，差速驱动转向电机不转，左侧汇流排10和右侧汇流排7太阳轮制动，动力由齿圈输入，行星架输出，左右两侧输出转速相同，高机动履带式车辆或工程车辆直线行驶。同时在低速时，闭锁离合器闭合，差速驱动转向电机可以转动，两太阳轮共同向前或向后，实现直驶无级前进或无级倒退，车辆可以蠕行着前进、后退。
在高机动履带式车辆或工程车辆转向时，转向流模块零轴的闭锁离合器分离，机械变速机构使得综合传动两侧齿圈输入转速相同，右侧差速转向驱动电机8和左侧差速转向驱动电机9旋转使左右侧汇流排的太阳轮得到不同的转速，并且分别与直驶流在左汇流行星排10和右汇流行星排7处实现功率汇流后输出，使综合传动左右两侧输出无级变化的速差，进而驱动车辆无级转向。
整车采用后驱或者前驱，由发动机1和发电机3混合提供动力，驱动组合式综合传动装置，前箱体由发动机1、增速机构2、发电机3、风扇驱动电机4组成，后箱体由前变速机构5、多档定轴变速机构、零轴、两个独立的差速驱动转向电机和两侧的汇流排组成，模块化设计，更有利于维修与更换，并且可以根据需要改变两轴定轴式变速箱的挡位n，实现2×n的前进挡设计。由于差速驱动转向电机独立式转向机构的设置，可以实现无极低速蠕行，无极倒挡，以及独立式无级转向。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种宽传动范围电驱动组合式综合传动装置，其特征在于：包括前箱体和后箱体，所述前箱体包括发动机和发电机，所述后箱体包括变速机构、零轴、两个差速转向驱动电机和两侧的汇流排；动力由所述发动机机输出经所述发电机后产生的电力供总驱动电机来驱动所述变速机构和差速转向驱动电机工作；所述变速机构包括串联连接的前变速机构和多档定轴变速机构，所述零轴设置于所述前变速机构与多档定轴变速机构之间，且所述零轴上安装有闭锁离合器；两个所述差速转向驱动电机分别驱动两侧的所述汇流排。
2.根据权利要求1所述的宽传动范围电驱动组合式综合传动装置，其特征在于：所述前变速机构为行星机械变速机构，所述行星机械变速机构的行星排与所述多档定轴变速机构混合搭配。
3.根据权利要求2所述的宽传动范围电驱动组合式综合传动装置，其特征在于：所述多档定轴变速机构采用两轴定轴变速机构，所述两轴定轴变速机构有两个单侧离合器。
4.根据权利要求3所述的宽传动范围电驱动组合式综合传动装置，其特征在于：所述前箱体还包括有设置于所述发动机与所述发电机之间的增速机构。
5.根据权利要求4所述的宽传动范围电驱动组合式综合传动装置，其特征在于：所述前箱体还包括有与所述发电机连接并用于对变速箱进行冷却的风扇驱动电机，其直接从发电机获得电能，将其转化为机械能，驱动冷却风扇运转。
6.根据权利要求3所述的宽传动范围电驱动组合式综合传动装置，其特征在于：当所述综合传动装置应用于高机动履带式车辆或工程车辆时，所述变速机构由行星机械变速机构和两轴定轴变速机构组成，所述行星机械变速机构是一个行星排从而有两个传动比，两轴定轴变速机构实现n个前进挡之间的转换，从而综合传动具有2×n个前进挡的直驶变速；所述两轴定轴变速机构的典型形式有两个单侧离合器，分别根据需要得到2个不同的传动比，使综合传动具有4个前进挡的直驶变速；独立转向机构主要是由所述零轴、闭锁离合器和差速转向驱动电机组成。
7.根据权利要求5所述的宽传动范围电驱动组合式综合传动装置，其特征在于：当高机动履带式车辆或工程车辆直线行驶时，动力由所述发动机输出，经所述增速机构提升转速后与所述发电机连接；经所述发电机产生的电力供总驱动电机来驱动变速机构、差速转向驱动电机和风扇驱动电机工作；此时，所述零轴上的闭锁离合器闭合，所述差速转向驱动电机不转，两个所述汇流排的太阳轮制动，动力由齿圈输入，行星架输出，左右两侧汇流排输出转速相同，高机动履带式车辆或工程车辆直线行驶。
8.根据权利要求7所述的宽传动范围电驱动组合式综合传动装置，其特征在于：当高机动履带式车辆或工程车辆直线低速行驶时，变速机构处于空挡，所述闭锁离合器闭合，所述差速转向驱动电机转动，两侧所述汇流排的太阳轮共同向前或向后，实现直线无级前进或无级倒退。
9.根据权利要求3所述的宽传动范围电驱动组合式综合传动装置，其特征在于：在高机动履带式车辆或工程车辆转向时，所述零轴上的闭锁离合器分离，变速机构使得综合传动的两侧的所述汇流排的齿圈输入转速相同，而两侧的所述差速转向驱动电机旋转使左右两侧所述汇流排的太阳轮得到不同的转速，并且分别与直驶流在两侧的所述汇流排处实现功率汇流后输出，使综合传动左右两侧输出无极变化的速差，进而驱动车辆无级转向。
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