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基于行星齿轮机构的四档机械自动变速器动力总成系统   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2015-12-21
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2016-04-13
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2017-12-05
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2035-12-21
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201510975257.3 申请日 2015-12-21
公开/公告号 CN105402334B 公开/公告日 2017-12-05
授权日 2017-12-05 预估到期日 2035-12-21
申请年 2015年 公开/公告年 2017年
缴费截止日
分类号 F16H3/46 主分类号 F16H3/46
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 3
权利要求数量 4 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 6 专利申请国编码 CN
专利事件 转让 事务标签 公开、实质审查、授权、权利转移
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 江苏大学 当前专利权人 济南市中豪岳工业设计中心
发明人 何仁、徐益强 第一发明人 何仁
地址 江苏省镇江市京口区学府路301号 邮编 212013
申请人数量 1 发明人数量 2
申请人所在省 江苏省 申请人所在市 江苏省镇江市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
摘要
本发明公开一种基于行星齿轮机构的四档机械自动变速器动力总成系统,包括发动机,主离合器,电动机,第一行星排,第二行星排,两套接合装置,三个副离合器,电磁制动器,两个制动器,齿圈以及变速器输入轴、输出轴;所述变速器输入轴依次设有第一行星排、第二行星排、花键毂,所述花键毂与接合套接合;通过接合套、电磁制动器与离合器的相互配合实现了四个前进档位、空挡与倒档的切换。本发明相比于传统机械变速器,取消同步器,采用电动机精准调速进行平顺换档,使用两组行星齿轮机构代替传统多对齿轮机构,整体机构简单、体积小、成本低,易于加工。
  • 摘要附图
    基于行星齿轮机构的四档机械自动变速器动力总成系统
  • 说明书附图:图1
    基于行星齿轮机构的四档机械自动变速器动力总成系统
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-04-29 专利权的转移 登记生效日: 2022.04.18 专利权人由江苏大学变更为济南市中豪岳工业设计中心 地址由212013 江苏省镇江市京口区学府路301号变更为250000 山东省济南市市中区经八路88号
2 2017-12-05 授权
3 2016-04-13 实质审查的生效 IPC(主分类): F16H 3/46 专利申请号: 201510975257.3 申请日: 2015.12.21
4 2016-03-16 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种基于行星齿轮机构的四档机械自动变速器动力总成系统,其特征在于:包括发动机(1),主离合器(2),电动机(3),第一行星排,第二行星排,变速器输出轴(15),变速器输入轴(22);
所述主离合器(2)的输入轴与所述发动机(1)的输出轴相连,所述主离合器(2)的输出轴与所述电动机(3)的输入轴相连,所述电动机(3)的输出轴设有内花键,所述变速器输入轴(22)与所述电动机输出轴的内花键相接合;
所述变速器输入轴(22)上依次设有第一行星排、第二行星排、第一花键毂、第二花键毂(16);所述第一行星排包括第一太阳轮(4)、第一行星轮(5)、第一行星架(6);所述第二行星排包括第二太阳轮(14)、第二行星轮(13)、第二行星架(12);所述第一太阳轮(4)与所述第二太阳轮(14)空套在所述变速器输入轴(22)上;
所述第二太阳轮(14)上铸有第二接合齿圈(17),所述第二花键毂(16)通过花键接合第二接合套(18),所述第二接合套(18)可沿所述第二花键毂(16)轴向滑动,并与所述第二接合齿圈(17)相接合;
所述第一太阳轮(4)上铸有第一接合齿圈,所述第一花键毂通过花键接合第一接合套(20),所述第一接合套(20)可沿所述第一花键毂轴向滑动,并与所述第一接合齿圈相接合;
所述第一行星架(6)和所述第二行星架(12)共用齿圈(9);
所述第一行星架(6)与所述第二行星架(12)通过第一副离合器(10)相连,所述第一行星架(6)与所述第二太阳轮(14)通过第二副离合器(21)相连,所述第二行星架(13)与所述齿圈(9)之间通过第三副离合器(11)相连;
所述齿圈(9)设置有电磁制动器(7),并与所述电磁制动器(7)的线圈部分相连,所述电磁制动器(7)的衔铁部分固连变速器壳体(23),实现所述齿圈(9)与所述变速器壳体的固定和分离;
所述第一行星架(6)和所述第二太阳轮(14)上分别设置有第一行星架制动器(8)和第二太阳轮制动器(19),用于锁止其转动;
所述第二行星架(13)的转动轴为所述变速器输出轴(15)。

2.根据权利要求1所述的一种基于行星齿轮机构的四档机械自动变速器动力总成系统,其特征在于:所述主离合器(2)、所述副离合器可为干式离合器、湿式离合器或电磁离合器中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种基于行星齿轮机构的四档机械自动变速器动力总成系统,其特征在于:所述变速器壳体(23)与所述电动机(3)的壳体通过固定销定位后直接相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于行星齿轮机构的四档机械自动变速器动力总成系统,其特征在于:该系统具有四个前进挡和一个倒档。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于车辆自动变速器技术领域,涉及一种车辆动力传动自动变速机构,尤其涉及一种基于行星齿轮机构的四档机械自动变速器动力总成系统。

背景技术

[0002] 与传统内燃机汽车相比,混合动力汽车和电动汽车的出现更加符合了现代高效、节能、环保的时代趋势。变速器作为车辆的核心部件之一,其技术水平的高低影响着车辆的整体性能。
[0003] 对于混合动力汽车而言,在发挥变速器减速增距的的基础上,着重于解决变速箱体积重量较大以及成本高、加工难度大等一系列问题。对于电动汽车而言,目前多采用固定传动比的单级减速器或者两档位变速器,不仅对电动机功率需求较大,而且不能很好地兼顾动力性和经济性。在不增加变速箱尺寸的基础上,增加其档位数,既能满足车辆动力性的同时使得电动机工作于高效区。
[0004] 由于行星齿轮变速机构具有大传动比、体积小、工作平稳、承载能力大的特点,逐渐被广泛应用于自动变速器中。
[0005] 专利CN201795003U公开方案如下:输入轴一端接电动机输出轴,另一端通过离合器1和2分别与行星架和太阳轮相连,齿圈与变速器外壳固接,输出轴与行星架同轴固接。通过离合器1和2实现两档位变速。
[0006] 专利CN201410181074公开了一种拉维娜式复合行星排的布置方案。前排太阳轮接电动机输出轴,后排太阳轮为变速器输出轴,后排行星轮与前排行星轮相啮合,前后排行星排共用一个行星架,通过转矩传递装置分别固定行星架和前排齿圈实现两档位换挡。
[0007] 目前有关行星齿轮变速机构的专利一般都是利用两组行星排系统或者复合行星排实现两档位换挡,档位数较少;或者利用行星齿轮系统与传统齿轮变速机构串联的方式进行多档位换挡,结构较为复杂。

发明内容

[0008] 本发明针对现有技术存在的不足,提出一种基于行星齿轮机构的四档机械自动变速器动力总成系统,主要应用于单轴并联式混合动力汽车或者纯电动汽车,增加了变速器档位使得车辆更多地工作于高效区,并且在保证整车辆动力性和燃油经济性的同时,减小了变速箱尺寸,为其它总成的布置让出了空间。
[0009] 本发明通过以下技术方案实现:
[0010] 基于行星齿轮机构的四档机械自动变速器动力总成系统,包括发动机,主离合器,电动机,第一行星排,第二行星排,变速器输出轴,变速器输入轴;
[0011] 所述主离合器的输入轴与所述发动机的输出轴相连,所述主离合器的输出轴与所述电动机的输入轴相连,所述电动机的输出轴内设有内花键,所述变速器输入轴与所述电动机内花键输出轴相接合;
[0012] 所述变速器输入轴上依次设有第一行星排、第一花键毂、第二行星排、第二花键毂;所述第一行星排包括第一太阳轮、第一行星轮、第一行星架;所述第二行星排包括第二太阳轮、第二行星轮、第二行星架;所述第一太阳轮与所述第二太阳轮空套在所述变速器输入轴上;
[0013] 所述第二太阳轮上铸有第二接合齿圈,所述第二花键毂通过花键接合第二接合套,所述第二接合套可沿所述第二花键毂轴向滑动,并与所述第二接合齿圈相接合;
[0014] 所述第一太阳轮上铸有第一接合齿圈,所述第一花键毂通过花键接合第一接合套,所述第一接合套可沿所述第一花键毂轴向滑动,并与所述第一接合齿圈相接合;
[0015] 所述第一行星架和所述第二行星架共用齿圈;
[0016] 所述第一行星架与所述第二行星架通过第一副离合器相连,所述第一行星架与所述第二太阳轮通过第二副离合器相连,所述第二行星架与所述齿圈之间通过第三副离合器相连;
[0017] 所述齿圈设置有电磁制动器,并与所述电磁制动器的线圈部分相连,所述电磁制动器的衔铁部分固连变速器壳体,实现所述齿圈与所述变速器壳体的固定和分离;
[0018] 所述第一行星架和所述第二太阳轮上分别设置有第一行星架制动器和第二太阳轮制动器,用于锁止其转动;
[0019] 所述第二行星架的转动轴为所述变速器输出轴。
[0020] 进一步,所述主离合器、所述副离合器可为普通离合器、干式离合器、湿式离合器或电磁离合器中的一种。
[0021] 进一步,所述变速器壳体与所述电动机的壳体通过固定销定位后直接相连。
[0022] 进一步,该系统具有四个前进挡和一个倒档。
[0023] 本发明具有的技术效果为:
[0024] 1)与普通机械变速器相比,本方案采用两组行星排代替传统的普通齿轮变速器,有效减小了变速箱尺寸,降低了加工难度与制造成本,结构紧凑为其它总成节省了布置空间。
[0025] 2)本发明方案取消了同步器装置,利用电动机的精准调速实现快速无冲击换挡,有效减少了冲击;而且在不涉及接合套的档位切换中,只需控制第一、第二、第三副离合器和制动装置的结合和断开就可以实现档位的平顺、快速切换,换挡冲击较小。
[0026] 3)本发明方案应用于纯电动汽车时,与目前的单级变速器与二档位变速器相比,在不增加变速器结构复杂程度的基础上,增加了变速档位,改善了电动汽车目前存在的工况适应性差的问题。

实施方案

[0029] 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。
[0030] 下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
[0031] 如图1所示,基于行星齿轮机构的四档机械自动变速器动力总成系统,包括发动机1,主离合器2,电动机3,第一行星排,第二行星排,变速器输出轴15,变速器输入轴22;
[0032] 所述主离合器2的输入轴与所述发动机1的输出轴相连,所述主离合器2的输出轴与所述电动机3的输入轴相连,所述电动机3的输出轴内设有内花键,所述变速器输入轴22与所述电动机内花键输出轴相接合;
[0033] 所述变速器输入轴22上依次设有第一行星排、第一花键毂、第二行星排、第二花键毂16;所述第一行星排包括第一太阳轮4、第一行星轮5、第一行星架6;所述第一太阳轮4与所述第一行星轮5啮合,所述第一行星轮5与所述第一行星架6啮合;所述第二行星排包括第二太阳轮14、第二行星轮13、第二行星架12;所述第二太阳轮14与所述第二行星轮13啮合,所述第二行星轮13与所述第二行星架12啮合;所述第一太阳轮4与所述第二太阳轮14空套在所述变速器输入轴22上;
[0034] 所述第二太阳轮14上铸有第二接合齿圈17,所述第二花键毂16通过花键接合第二接合套18,所述第二接合套18可沿所述第二花键毂16轴向滑动,并与所述第二接合齿圈17相接合;
[0035] 所述第一太阳轮4上铸有第一接合齿圈,所述第一花键毂通过花键接合第一接合套20,所述第一接合套20可沿所述第一花键毂轴向滑动,并与所述第一接合齿圈相接合;
[0036] 所述第一行星架6和所述第二行星架12共用齿圈9;
[0037] 所述第一行星架6与所述第二行星架12通过第一副离合器10相连,所述第一行星架6与所述第二太阳轮14通过第二副离合器21相连,所述第二行星架13与所述齿圈9之间通过第三副离合器11相连;
[0038] 所述齿圈9设置有电磁制动器7,并与所述电磁制动器7的线圈部分相连,所述电磁制动器7的衔铁部分固连变速器壳体23,实现所述齿圈9与所述变速器壳体的固定和分离;所述变速器壳体23与所述电动机3的壳体通过固定销定位后直接相连;
[0039] 所述第一行星架6和所述第二太阳轮14上分别设置有第一行星架制动器8和第二太阳轮制动器19,用于锁止其转动;
[0040] 所述第二行星架13的转动轴为所述变速器输出轴15;
[0041] 所述主离合器2、所述副离合器可为普通离合器、干式离合器、湿式离合器或电磁离合器中的一种。
[0042] 本实施方案主要应用于使用图1所示结构的单轴并联式混合动力汽车或纯电动汽车。单轴并联式混合动力汽车有三种驱动模式,分别为发动机单独驱动、电动机单独驱动、发动机与电动机混合驱动;在图1中,发动机与电动机同轴,在三种驱动模式下动力源都是由同一根轴即变速器输入轴输入,因此下述的动力源传递路线在三种驱动模式下是相同的。本方案用于纯电动汽车时,省去图1中的发动机1与离合器2。
[0043] 本实施方案能实现四个前进挡和一个倒档,动力由变速器输入轴输入,具体为:
[0044] (一)前进挡
[0045] 前进挡时,单轴并联式混合动力汽车动力源为发动机单独驱动、电动机单独驱动或者二者共同工作的混合驱动,纯电动汽车动力源为电动机驱动,除此之外二者的传递路线相同。具体如下:
[0046] (1)一档:
[0047] 第一接合套20接合,第二接合套18断开,电磁制动器7打开,第一副离合器10断开,第二副离合器21接合,其动力传递路线为:
[0048] 变速器输入轴22→第一太阳轮4→第一行星架6→第二太阳轮14→第二行星架12→输出
[0049] (2)二档:
[0050] 第一接合套20接合,第二接合套18断开,电磁制动器7打开,第一副离合器10接合,第二副离合器21断开,其动力传递路线为:
[0051] 变速器输入轴22→第一太阳轮4→第一行星架6→第二行星架12→输出[0052] (3)三档:
[0053] 第一接合套20断开,第二接合套18接合,电磁制动器7打开,其动力传递路线为:
[0054] 变速器输入轴22→第二太阳轮14→第二行星架12→输出
[0055] (4)四档(直接档):
[0056] 第一接合套20断开,第二接合套18接合,电磁制动器7关闭,第三副离合器11接合,其动力传动路线为:
[0057] 变速器输入轴22→第二太阳轮14→第二行星架12→输出
[0058] (二)倒档
[0059] (1)单轴并联式混合动力汽车
[0060] 在电池SOC较大情况下电动机单独驱动,此时利用电动机反转实现倒档,其动力传递路线与前进挡一档的传递路线相同,即:
[0061] 变速器输入轴22→第一太阳轮4→第一行星架6→第二太阳轮14→第二行星架12→输出
[0062] 在电池SOC较小情况下发动机单独驱动,此时第一接合套20接合,第二接合套18断开,第一行星架制动器8接合,第二太阳轮制动器19接合,在第一行星排中,将第一行星架6固定,第一太阳轮4主动,齿圈9被动,从而利用行星轮机构实现反转,第二行星排正转,从而达到倒档要求,其动力传递路线如下:
[0063] 变速器输入轴22→第一太阳轮4→齿圈9→第二行星架12→输出
[0064] (2)纯电动汽车
[0065] 本实施方案用于纯电动汽车时,直接利用电动机反转即可实现倒档,其动力传递路线与前进档一档的传递路线相同,即:
[0066] 变速器输入轴22→第一太阳轮4→第一行星架6→第二太阳轮14→第二行星架12→输出。
[0067] 综上,本发明取消同步器,采用电动机精准调速进行平顺换档,使用两组行星齿轮机构代替传统多对齿轮机构,整体机构简单、体积小、成本低,易于加工。
[0068] 以上所述的是本发明的优选实施方式,应当指出对于本技术领域的普通人员来说,在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

附图说明

[0027] 图1是本发明基于行星齿轮机构的四档机械自动变速器动力总成系统的结构示意图;
[0028] 其中:1-发动机;2-离合器;3-电动机;4-第一太阳轮;5-第一行星轮;6-第一行星架;7-电磁制动器;8-第一行星架制动器;9-齿圈;10-第一副离合器;11-第三副离合器;12-第二行星架;13-第二行星轮;14-第二太阳轮;15-变速器输出轴;16-花键毂;17-接合齿圈;18-接合套;19-第二太阳轮制动器;20-第一接合套;21-第二副离合器;22-变速器输入轴;
23-变速器壳体。
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