Трансмиссия гибридного транспортного средства

Изобретение относится к машиностроению. В трансмиссию гибридного транспортного средства последовательно включены два устройства, состоящие из планетарных, асимметричных дифференциальных механизмов, имеющих вход и два выхода, соединенных с генераторами тока. Вход первого дифференциального механизма соединен с валом двигателя транспортного средства, один его выход соединен с входом второго дифференциала. На валу привода установлен соединенный с валом ротор генератора. Статор генератора соединен со вторым выходом первого дифференциала. Вращение от двигателя передается на ротор генератора и на вход первого дифференциала. Один выход второго дифференциала соединен с ведомым валом или последующими устройствами трансмиссии. Второй выход соединен со статором второго генератора электрического тока. При наличии электрической нагрузки в цепи генератора он частично блокирует дифференциал и изменяет общее передаточное отношение и крутящий момент на выходе. Происходит упрощение трансмиссии. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и предназначается для автоматического преобразования крутящего момента и передаточного отношения трансмиссии в соответствии с необходимыми величинами этих параметров для данной величины нагрузки. Примером механизма может быть трансмиссия гибридного транспортного средства.

Известны различные пути согласования передаточного отношения при передаче движения от двигателя к исполнительному механизму. Наиболее распространенным способом являются зубчатый редуктор и фрикционные муфты. Эти механизмы описаны, например, в: Артоболевский И.И. «Механизмы в современной технике». Том 4 «Зубчатые механизмы» и Том 5 «Фрикционные механизмы». М.: Наука, 1980 г., а также в: Патент RU №2304735, Патент RU №2333405, Патент RU №2527625.

Недостатком зубчатых редукторов является то, что при их использовании передаточное отношение трансмиссии постоянно, двигатель в большинстве случаев не работает на оптимальном режиме, при этом ухудшается экономичность, увеличиваются нагрузки на двигатель и элементы трансмиссии. Внесение в конструкцию технологически сложных устройств, ступенчатых или бесступенчатых преобразователей передаточного отношения, а также специальных устройств, например, гидромоторов, приводят к удорожанию конструкции и к уменьшению степени надежности. Недостатками известных решений, описанных в Патенте RU №2304735 и в Патенте RU №2333405, являются сложность конструкции и неоптимальный режим работы в процессе изменения передаточного отношения. Патент RU №2527625 содержит сложное устройство в электродвигателе - второй, внутренний ротор. Трансмиссия, соединение генератора и асимметричного дифференциала в которой описано в патентных материалах RU №2651388, является прототипом заявляемого устройства, но при больших величинах необходимого преобразования передаточного отношения трудно получить заявленный экономический эффект. Но в такой конструкции возникают сложности достижения необходимых величин изменения крутящего момента на выходе. Предлагаемое устройство позволяет получить более высокие величины преобразования крутящего момента и передаточного отношения.

Задачей изобретения является осуществление простой трансмиссии для разгона и автоматического управления оборотами ведомого вала с изменением крутящего момента и передаточного отношения, в зависимости от их потребных величин, при работе двигателя на оптимальном режиме.

Указанная цель достигается тем, что согласно изобретению, в трансмиссию последовательно включены два устройства, состоящие из планетарных, асимметричных дифференциальных механизмов, имеющих вход и два выхода, соединенных с генераторами тока. Вход первого дифференциального механизма соединен с валом двигателя транспортного средства, а один его выход соединен с входом второго дифференциала. На валу соединенным с входом первого дифференциала установлен соединенный с валом ротор генератора. Статор генератора соединен со вторым выходом первого дифференциала и имеет возможность вращаться вокруг оси. Статор образует с ротором электрическую машину двойного вращения. Вращение от двигателя передается на ротор генератора и на вход первого дифференциала, затем через его элементы на ведомый вал первого дифференциала, который вращается в ту же сторону, в которую вращается вал двигателя, и на второй выход дифференциала, соединенный со статором генератора, который стремится вращаться в сторону, обратную направлению вращения ротора генератора. При наличии электрической нагрузки в цепи генератора между статором и ротором в результате взаимоиндукции возникает сила, увлекающая статор за ротором, частично блокирующая дифференциал, заставляющая дифференциал вращаться вокруг своей оси, что приводит к уменьшению передаточного отношения, слагающегося из передачи движения через элементы дифференциала и через его вращение вокруг оси, таким образом, способствуя увеличению скорости вращения ведомого вала. При изменении нагрузки на ведомом валу, изменяется скольжение между статором и ротором генератора, изменится передаточное отношение и крутящий момент на выходе. Управляя электрической нагрузкой в цепи генератора, можно управлять изменением оборотов и крутящего момента ведомого вала. С выхода первого дифференциала вращение вала передается на вход второго дифференциального устройства, которое повторяет по своему устройству первое устройство, состоящее из асимметричного дифференциала и генератора электрического тока. Это устройство также позволяет в процессе разгона увеличивать на его выходе крутящий момент и изменять передаточное отношение, вход и два выхода которого также расположены концентрично на оси. Один выход второго дифференциала соединен с ведомым валом или последующими устройствами трансмиссии, а второй выход соединен со статором второго генератора электрического тока, имеющим возможность вращаться вокруг оси, на которой находится ротор второго генератора, который соединен с осью выхода первого дифференциала. Ротор и статор генератора образуют электрическую машину двойного вращения. Дифференциалы могут иметь различные параметры, что зависит от назначения трансмиссии. Один из генераторов может быть заменен электроиндукционной муфтой, которая фактически будет выполнять те же функции автоматического изменения крутящего момента и передаточного отношения, но без ручного управления.

Изобретение поясняется чертежом. На чертеже показана схема устройства, состоящая из двух ступеней соединения генератора с дифференциалом. Вал привода 1 соединен с ротором генератора 2 и с водилом планетарного дифференциала 7. Вращение через сателлиты 6 передается на венец 5, который соединен с валом 8 и на центральное колесо 4, свободно вращающееся на валу 1 и соединенное со статором генератора 3. С вала 8 вращение передается на ротор второго генератора 9 и на водило второго планетарного дифференциала 13. Сателлиты 12 передают вращение на венец 11, соединенный с выходным валом 15 и на центральное колесо 14, свободно вращающееся на валу и соединенное со статором генератора 10. Вал привода 1 вращает водило с сателлитами. Венец 5 вращается в ту же сторону, но передает больший крутящий момент с пониженными оборотами. Центральное колесо 4, соединенное со статором 3 стремится вращаться в обратную сторону, но при электрической нагрузке в цепи генератора, силой электрической индукции увлекается за ротором 2, который установлен на ведущем валу 1 и соединен с ним. Это приводит к частичной блокировке дифференциала и уменьшению передаточного отношения на его выходе. Далее вращение передается на водило второго дифференциала 13 и ротор второго генератора 9. Водило так же, как и в первом устройстве передает вращение на два выхода дифференциала. Один, это венец 11, соединенный с выходным валом 15, а второй это центральное колесо 14, соединенное со статором генератора 10. Статор генератора 10 увлекается ротором генератора 9, частично блокирует дифференциал и уменьшает суммарное передаточное число механизма. Оба механизма включаются последовательно для того, чтобы при малых величинах передаточных отношений получить большие величины преобразования передаточного отношения и крутящего момента при высокой экономической эффективности.

1. Трансмиссия гибридного транспортного средства, отличающаяся тем, что согласно изобретению в трансмиссию последовательно включены два устройства, состоящие из планетарных, асимметричных дифференциальных механизмов, имеющих вход и два выхода, соединенных с генераторами тока, вход первого дифференциального механизма соединен с валом двигателя транспортного средства, один его выход соединен с входом второго дифференциала, а на валу привода установлен соединенный с валом ротор генератора, статор генератора соединен со вторым выходом первого дифференциала и имеет возможность вращаться вокруг оси, вращение от двигателя передается на ротор генератора и на вход первого дифференциала, затем через его элементы на ведомый вал первого дифференциала, который вращается в ту же сторону, в которую вращается вал двигателя, и на второй выход дифференциала, соединенный со статором генератора, который стремится вращаться в сторону, обратную направлению вращения ротора генератора, но при наличии электрической нагрузки в цепи генератора между статором и ротором в результате взаимоиндукции возникает сила, увлекающая статор за ротором, частично блокирующая дифференциал, заставляющая дифференциал вращаться вокруг своей оси, что приводит к уменьшению передаточного отношения, таким образом способствуя увеличению скорости вращения ведомого вала, а с выхода первого дифференциала вращение передается на вход второго устройства, состоящего из асимметричного дифференциала и генератора электрического тока, один выход второго дифференциала соединен с ведомым валом или последующими устройствами трансмиссии, а второй выход соединен со статором второго генератора электрического тока, имеющим возможность вращаться вокруг оси, при этом, при наличии электрической нагрузки в цепи генератора, он частично блокирует дифференциал и изменяет общее передаточное отношение и крутящий момент на выходе в зависимости от нагрузки на выходном валу.

2. Трансмиссия гибридного транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что преобразование передаточного отношения и крутящего момента производится в каждой ступени последовательно, что позволяет многократно увеличить диапазон их изменения и управления этими изменениями при экономически выгодных параметрах трансмиссии.

3. Трансмиссия гибридного транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что один из генераторов может быть заменен электроиндукционной муфтой, которая фактически будет выполнять те же функции автоматического изменения крутящего момента и передаточного отношения, но без возможности управления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Модуль привода для гибридного транспортного средства содержит двигатель, первый и второй электромотор.

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Модуль привода для гибридного транспортного средства содержит двигатель, первый и второй электромотор.

Изобретение относится к регулятору давления жидкости за насосом в магистральном трубопроводе. Вал привода подключен на вход дифференциала, который установлен концентрично оси привода и имеет возможность вращаться вокруг оси.

Изобретение относится к энергомашиностроению. Механизм для управления крутящим моментом и оборотами синхронного электродвигателя, в котором синхронный электродвигатель с генератором возбуждения, ротор которого установлен на валу электродвигателя, соединен с входом планетарного дифференциала, один выход которого подключен к выходному валу, а второй - через повышающий обороты редуктор подключен к статору генератора возбуждения, имеющему возможность вращаться вокруг оси.

Изобретение относится к коробке (30) передач с распределением мощности для транспортного средства. Коробка (30) передач содержит один приводной вал (12), первую ветвь (16) с системой (18) планетарной передачи, бесступенчато регулируемую вторую ветвь (22), соединенную с первой ветвью (16), и содержит два регулируемых преобразователя (Н1, Н2) энергии, один выходной вал (24), для соединения с приводным валом (12).

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям трансмиссий вертолетов. Вертолет содержит турбинный двигатель и трансмиссию для передачи крутящего момента к ротору.

Изобретение относится к способу запуска двигателя (4) внутреннего сгорания в гибридной силовой передаче (3). Способ включает этапы определения требуемого крутящего момента (TDrv) на выходном валу (20), определения крутящего момента (TFlywheel) на выходном валу (97) двигателя (4) внутреннего сгорания, требуемого для запуска двигателя (4) внутреннего сгорания и управления первой электрической машиной (14) и второй электрической машиной (16) таким образом, что достигаются требуемый крутящий момент (TDrv) на выходном валу (20) и крутящий момент (TFlywheel), требуемый на выходном валу (97) двигателя (4) внутреннего сгорания.

Изобретение относится к трансмиссии с регулируемой скоростью. Трансмиссия (1) с регулируемой скоростью содержит планетарный зубчатый механизм (40), с которым соединены входной вал (20) и выходной вал (30), и механизм (50) регулирования скорости, изменяющий число оборотов шестерни (41) с внутренним зацеплением, солнечной шестерни (42) или водила (44) планетарной передачи.

Изобретение относится к гибридным силовым передачам. В способе управления гибридной силовой передачей с двигателем, коробкой передач, планетарными передачами и двумя электромашинами зацепляют шестерни в коробке передач, соответствующие одной зубчатой паре, соединенной с первой планетарной передачей, и одной зубчатой паре, соединенной со второй планетарной передачей и выходным валом.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Трансмиссия содержит планетарную передачу, используемую как асимметричный дифференциал, и электромагнитную силовую муфту скольжения.

Изобретение относится к системе охлаждения силовых установок. Мобильная рабочая машина, в частности в форме карьерного самосвала или грузового автомобиля, содержит дизель-электрический тяговый привод и систему охлаждения.

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Система управления двигателем гибридного транспортного средства содержит контроллер с инструкциями, хранимыми в его долговременной памяти для обеспечения работы транспортного средства, в том числе: в ответ на более низкий, чем пороговое значение, требуемый крутящий момент и более низкую, чем пороговое значение, степень заряженности системной аккумуляторной батареи, обеспечивают работу двигателя с первым коэффициентом сжатия с использованием цикла Аткинсона.

Изобретение может быть использовано в гибридных системах привода транспортных средств. Предложены способы и системы для взаимного усиления преимуществ впрыска воды в двигатель в системе гибридного транспортного средства.

Изобретение относится к устройствам охлаждения силовых установок. Мобильная рабочая машина, в частности самосвал или грузовик, содержит дизель-электрический тяговый привод и систему охлаждения.

Группа изобретений относится к машиностроению. Устройство контроля проскальзывания ремня для ремня, связанного с мотор-генератором, содержит первый подвижный элемент, выполненный с возможностью движения относительно мотор-генератора, второй подвижный элемент, связанный с первым подвижным элементом с возможностью движения, причем второй подвижный элемент связан с ремнем так, что рабочие состояния первого и второго подвижных элементов устройства контроля проскальзывания ремня зависят от натяжения ремня, первый датчик, выполненный с возможностью определения рабочего состояния первого подвижного элемента, и второй датчик, выполненный с возможностью определения рабочего состояния второго подвижного элемента.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложены способы и системы для диагностики погрешности в пределах диапазона датчика давления 234, расположенного ниже по потоку от топливоподкачивающего насоса 208 в топливной системе транспортного средства.

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Модуль привода для гибридного транспортного средства содержит двигатель, первый и второй электромотор.

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Гибридное транспортное средство содержит двигатель внутреннего сгорания, мотор-генератор, накопитель электроэнергии и управляющее устройство, выставляющее режим управления уровнем заряда накопителя на режим использования заряда или режим подзарядки.

Изобретение относится к транспортным средствам. Рабочая машина, имеющая дизель-электрический тяговый привод, содержащий двигатель внутреннего сгорания, генератор переменного тока, комплект силовой электроники, имеющей модульную конструкцию, а также электромотор, интегрированный в задний ведущий мост, приводящий в движение заднее колесо и соединенный с ним.

Изобретение относится к транспортным средствам. В способе управления силовой установкой гибридного транспортного средства, в ответ на уменьшение потребности в крутящем моменте двигателя при его работе с рециркуляцией отработавших газов, отключают рециркуляцию.

Изобретение относится к машиностроению. В трансмиссию гибридного транспортного средства последовательно включены два устройства, состоящие из планетарных, асимметричных дифференциальных механизмов, имеющих вход и два выхода, соединенных с генераторами тока. Вход первого дифференциального механизма соединен с валом двигателя транспортного средства, один его выход соединен с входом второго дифференциала. На валу привода установлен соединенный с валом ротор генератора. Статор генератора соединен со вторым выходом первого дифференциала. Вращение от двигателя передается на ротор генератора и на вход первого дифференциала. Один выход второго дифференциала соединен с ведомым валом или последующими устройствами трансмиссии. Второй выход соединен со статором второго генератора электрического тока. При наличии электрической нагрузки в цепи генератора он частично блокирует дифференциал и изменяет общее передаточное отношение и крутящий момент на выходе. Происходит упрощение трансмиссии. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх