圓柱齒輪式功率分流動力耦合裝置的制作方法

本發明涉及一種圓柱齒輪式功率分流動力耦合裝置，屬于汽車傳動技術領域，具體是涉及一種圓柱齒輪式功率分流動力耦合裝置。

背景技術：

功率分流動力耦合器是混合動力汽車能量分配的核心部件，它將發動機、電動機、發電機等多個動力裝置的輸入、輸出動力組合到一起，實現多個動力間合理分配和傳輸，能夠實現發電、純電動驅動、發動機與電機同時驅動、發動機驅動、制動能量回收等混合動力汽車多種工作模式。

目前市場上功率分流動力耦合器有多種，根據動力耦合裝置的結構區分主要有：單排單行星齒輪結構耦合器、單排雙行星齒輪結構耦合器、多排行星齒輪結構耦合器、圓錐齒輪差速耦合器等。

1）單排單行星齒輪結構耦合器：采用行星齒輪ngw結構實現功率分流耦合，因其行星齒輪機構的大內齒圈加工必須采用專用設備加工，并且加工過程中的熱處理變形很難通過后續精加工予以修正。導致該結構存在加工難度大、生產成本高、總成精度提高困難等問題；

2）單排雙行星齒輪結構耦合器：采用單排雙行星齒輪結構（拉維納行星齒輪結構）實現功率分流耦合，并設計有制動器或離合器等控制執行部件。既存在行星機構大內齒圈加工問題，同時由于結構復雜導致生產成本高于單排單行星齒輪結構。

3）多排行星機構耦合器：采用多個行星機構實現功率分流耦合，并設計有制動器與離合器結構與傳統自動變速器（at）結構類似。也同樣存在行星機構大內齒圈加工問題，同時由于結構更加復雜導致生產成本與質量控制難度更高。

4）錐齒輪差速耦合器：采用傳統汽車圓錐齒輪差速器實現功率分流耦合，由于受圓錐齒輪差速器結構限制，整車布置難度大，同時其行星錐齒輪只能采用精鍛加工工藝，齒輪精度低。總成噪音較大，傳動精度提升困難。

圓柱齒輪功率分流耦合器，采用汽車圓柱齒輪差速器的核心傳動原理，實現功率分流耦合，其結構無大外齒圈、無制動器或離合器，結構簡單，且整車布置容易。且傳動均為圓柱外嚙合齒輪，加工難度小，可以采用磨齒等精加工工藝。具有加工成本低、總成噪音小，傳動精度易于提高等優點。

技術實現要素：

本發明主要是解決現有技術所存在的上述的技術問題，提供了一種圓柱齒輪式功率分流動力耦合裝置。該裝置利用圓柱齒輪差速器的兩個中心輪與行星架的三自由度差速原理，通過調整中心輪齒數比，調整傳動速比，并將其分別與發電機、電動機、發動機相連接實現功率分流動力耦合。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種圓柱齒輪式功率分流動力耦合裝置，包括帶有大中心輪、小中心輪與行星架的圓柱齒輪差速裝置；

所述大中心輪與小中心輪的齒數可根據整車需要設定不同速比；

并且，大中心輪、小中心輪、行星架分別連接至不同動力裝置以實現不同動力間的耦合。

作為優選，上述的一種圓柱齒輪式功率分流動力耦合裝置，所述大中心輪與小中心輪的齒數傳動比范圍為1至4。

作為優選，上述的一種圓柱齒輪式功率分流動力耦合裝置，所述行星架與發動機動力裝置相連；所述大中心輪與驅動電機相連；所述小中心輪連接發電機。

作為優選，上述的一種圓柱齒輪式功率分流動力耦合裝置，所述差速裝置包括：

中心輪組，包括共軸心設置于行星架中心軸上的小中心輪和大中心輪；

行星輪對，包括相互嚙合的長行星輪、短行星輪；

其中，所述短行星輪與小中心輪嚙合；所述長行星輪同時與所述短行星輪和大中心輪嚙合。

作為優選，上述的一種圓柱齒輪式功率分流動力耦合裝置，采用耦合器橫置電機同側布置方式或耦合器橫置電機兩側布置方式，并且：

發動機經減震器與行星架相連；

驅動電機經驅動電機輸入齒輪、輸出齒輪與大中心輪相連。

作為優選，上述的一種圓柱齒輪式功率分流動力耦合裝置，采用耦合器縱置電機兩側布置方式或耦合器縱置電機同側布置，并且：

發動機經減震器、發動機輸入齒輪與行星架相連；

驅動電機經驅動電機輸入齒輪、輸出齒輪與大中心輪相連。

因此，本發明具有如下優點：1.結構簡單，整車布置容易；2.無行星機構的大內齒圈零件，加工難度小；3.全部外嚙合圓柱齒輪結構，工藝成熟，齒輪可采用磨齒等精加工工藝，總成噪音低；4.無制動器、離合器，零件數量少，結構簡單，成本低使用可靠。

附圖說明

附圖1是圓柱齒輪功率分流耦合器核心結構圖；

附圖2是圓柱齒輪功率分流耦合器核心結構圖；

附圖3是耦合器橫置電機同側布置方式的傳動原理圖；

附圖4是耦合器橫置電機兩側布置方式的傳動原理圖；

附圖5是耦合器縱置電機兩側布置方式的傳動原理圖；

附圖6是耦合器縱置電機同側布置方式的傳動原理圖；

圖中，1-發動機、2-減震器、3-發動機輸入齒輪、4-輸出齒輪、5-驅動電機輸入齒輪、6-驅動電機、7-傳動齒輪、8-大中心輪、9-長行星輪、10-行星架、11-小行星輪、12-小中心輪、13-發電機、14-主減速器輸入齒輪、15-主減速器輸出齒輪

具體實施方式

下面通過實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。

實施例：

如圖1-2所示，圓柱齒輪功率分流耦合器結構如下：在兩個中心輪（大中心輪8、小中心輪12）周圍，各布置有若干對行星齒輪（長行星輪9、短行星輪11）。其中，長行星輪9與大中心輪8嚙合，短行星輪11與小中心輪12嚙合。兩組行星輪與各自中心輪嚙合的同時，兩行星輪（長行星輪9、短行星輪11）也彼此嚙合。

這樣形成了具有大中心輪8、小中心輪12、與行星架10三個自由度的差速裝置，（圓柱汽車差速器兩個中心齒輪齒數必須相同）那么將上述三個具有一定速度關系的差速部件分別與發電機、電動機、發動機動力裝置相連，就組成了圓柱齒輪動力耦合裝置。

如圖3所示，為耦合器橫置電機同側布置方式：

發動機1經減震器2、與行星架10相連，通過圓柱齒輪功率分流耦合裝置將發動機1功率進行分流，或驅動發電機13發電或經大中心輪8帶動傳動齒輪7驅動車輪。驅動電機6經驅動電機輸入齒輪5、輸出齒輪4至主減和差速器，最終驅動車輪；

根據具體工況，進一步了解此發明技術內容：

起步工況(存電動驅動)：

發動機1鎖止，行星架10保持不動，發電機13空轉，處于純電動狀態。驅動電機6經驅動電機輸入齒輪5、輸出齒輪4將動力輸出至主減速器及差速器，最終驅動車輪。

混動行駛(耦合工作工況)：

當驅動電機6達到較高轉速，發動機1啟動進行調速。由于圓柱齒輪耦合器的核心傳動原理是具有大中心輪8小中心輪12與行星架10三個自由度且具有一定轉速關系的差速裝置。所以發動機1動力通過行星架10帶動圓柱齒輪耦合器，輸入一個轉速。同時驅動電機6也通過大中心輪8也帶動圓柱齒輪耦合器，輸入另外一個轉速。這樣小中心輪12就會根據三者的速度關系，輸出唯一確的轉速以用來發電。這樣就實現了發動機1、驅動電機6、發電機13等不同動力之間的耦合功能。

減速或下坡工況(發電、能量回收)：發動機1鎖止，行星架10保持不動，車輪的轉動帶動大中心輪8，最終帶動小中心輪12驅動發電機13轉子，發電機13開始發電。

如圖4所示，為耦合器橫置電機兩側布置方式：

該結構與圖3差別在于電機布置在耦合器裝置的兩側，其他結構與傳動原理與圖3相同。

如圖5所示，為耦合器縱置電機兩側布置方式：

發動機1經減震器2、發動機輸入齒輪3，傳遞至行星架10，通過圓柱齒輪功率分流耦合裝置將發動機1功率進行分流，或驅動發電機13發電或經大中心輪8帶動傳動齒輪7驅動車輪。驅動電機6經驅動電機輸入齒輪5、輸出齒輪4至主減和差速器，最終驅動車輪；

如圖6所示，為耦合器縱置電機同側布置方式：該結構與圖5差別在于電機布置在耦合器裝置的兩側，其他結構與傳動原理與圖5相同

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。