Силовой агрегат транспортного средства

Изобретение относится к транспортным средствам. Силовой агрегат транспортного средства включает в себя двигатель внутреннего сгорания, автоматизированную механическую коробку передач, электроприводное устройство, содержащее систему управления, аккумуляторную батарею, электрическую машину и механизм, соединяющий электрическую машину с коробкой передач. Электрическая машина соединена через дополнительный механизм с промежуточной шестерней задней передачи коробки передач. Система управления электроприводного устройства, двигателя и коробки передач выполнена механотронной. Промежуточная шестерня задней передачи находится в постоянном зацеплении с ведущей и ведомой шестернями задней передачи ведущего и ведомого валов коробки передач, свободно расположенными на этих валах и выполненными с возможностью соединения с ними. Повышается эффективность использования электроприводного устройства. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к силовым агрегатам транспортных средств.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является гибридная трансмиссия для автотранспортного средства, патент РФ №2625689, В60К 6/48, В60К 6/547, F16H 37/04 пуб. 27.12.2014 г., содержащая основную механическую коробку передач, соединенную через сцепление с двигателем внутреннего сгорания и содержащую ведущий и ведомый (промежуточный) валы с шестернями, и предназначенная для передачи определенного заданного крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания на главную передачу и далее колеса транспортного средства, и содержащая электроприводное устройство, включающее систему управления, аккумуляторную батарею, электрическую машину, во-первых, имеющую одну из возможностей разъемного соединения с ведущим валом основной механической коробки передач через промежуточную шестерню и первую шестерню, установленную вхолостую на ведущем валу и имеющую возможность соединения с ним для передачи крутящего момента на него, во-вторых, имеющую другую из возможностей разъемного соединения с ведомым валом основной механической коробки передач через промежуточную шестерню, далее через первую шестерню, установленную вхолостую на ведущем валу, и далее через постоянно зацепленную с ней (с первой шестерней) вторую шестерню, установленную вхолостую на ведомом валу и имеющую возможность соединения с ним для передачи крутящего момента на него.

В основной механической коробке передач данной гибридной трансмиссии первая и вторая шестерни являются зубчатыми шестернями ее третьей передачи из шести возможных ее передач переднего хода.

Гибридная трансмиссия также содержит первое соединительное устройство, расположенное между электрической машиной электроприводного устройства и ведущим валом основной механической коробки передач, для управления соединением между электрической машиной и ведущим валом, а также содержит второе соединительное устройство, расположенное между электрической машиной электроприводного устройства и ведомым валом основной механической коробки передач, для управления соединением между электрической машиной и ведомым валом.

В гибридной трансмиссии первое соединительное устройство выполнено с возможностью осевого перемещения в зацепленное положение, в котором оно соединяет первую шестерню основной механической коробки передач с соответствующим ведущим валом для вращения, и в расцепленное положение, в котором оно разъединяет первую шестерню от соответствующего ведущего вала, причем второе соединительное устройство выполнено с возможностью осевого перемещения в зацепленное положение, в котором оно соединяет вторую шестерню основной механической коробки передач с соответствующим ведомым валом для вращения, и в расцепленное положение, в котором оно разъединяет вторую шестерню от соответствующего ведомого вала, причем, когда первое соединительное устройство находится в зацепленном положении - электрическая машина передает крутящий момент через промежуточную шестерню на первую шестерню и далее на ведущий вал, на котором установлена, а когда второе соединительное устройство находится в зацепленном положении, а первое соединительное устройство находится в это время в расцепленном положении, электрическая машина передает крутящий момент через промежуточную шестерню на первую шестерню, а с нее на вторую шестерню ведомого вала и далее на сам этот вал.

Электроприводное устройство гибридной трансмиссии дополнительно содержит вторую коробку передач (дополнительный механизм), расположенную между электрической машиной и промежуточной шестерней.

Недостатками данного технического решения гибридной трансмиссии для автотранспортного средства являются:

- сниженный суммарный коэффициент полезного действия кинематических соединений гибридной трансмиссии при «электрическом» и «гибридном» режимах, из-за наличия большого количества зубчатых пар в цепочке передачи крутящего момента от электроприводного устройства (включающего в себя электрическую машину и дополнительную вторую коробку передач), до одного из валов основной механической коробки передач, т.е. ведущего или ведомого, а именно, например, в режиме передачи крутящего момента от электроприводного устройства до ведущего вала (так и, наоборот, от ведущего вала к электроприводному устройству) - в генераторном режиме передачи крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания), как самой короткой цепочке передачи крутящего момента, присутствует достаточно большое количество зубчатых пар, а именно, крутящий момент передается от электрической машины на зубчатые пары второй коробки передач, а далее на промежуточную шестерню основной механической коробки передач, и далее с этой шестерни на первую шестерню ведущего вала, тем более, еще большее количество зубчатых пар в цепочке передачи крутящего момента от электроприводного устройства до ведомого вала основной механической коробки передач (так и, наоборот, от ведомого вала к электроприводному устройству - в режиме рекуперации кинетической энергии от колес транспортного средства), как самой длинной цепочки передачи крутящего момента, присутствует достаточно еще большое количество зубчатых пар, а именно, крутящий момент передается от электрической машины на зубчатые пары второй коробки передач, а далее на промежуточную шестерню, с которой на первую шестерню ведущего вала основной механической коробки передач, и только с этой шестерни на вторую шестерню ведомого вала этой коробки;

- сниженный суммарный коэффициент полезного действия кинематических соединений гибридной трансмиссии при работе основной механической коробки передач в обычном режиме на одной из шести возможных передач переднего хода, из-за того, что промежуточная шестерня находится в постоянном зацеплении с первой шестерней ведущего вала этой коробки и шестерней второй коробки передач электрической машины - что добавляет дополнительные инерционные массы и уменьшает этим суммарный коэффициент полезного действия трансмиссии;

- отсутствие режима передачи заднего хода в гибридной трансмиссии при работе основной механической коробки передач в обычном режиме из-за конструктивной особенности - отсутствия шестерни заднего хода;

- недостаточная эффективность использования электроприводного устройства гибридной трансмиссии в коробке передач из-за отсутствия связи системы управления электроприводного устройства с системами управления двигателя внутреннего сгорания и коробки передач.

Техническим результатом заявляемого изобретения является: создание силового агрегата транспортного средства с увеличенным количеством режимов работы при одновременном увеличении суммарного коэффициента полезного действия его кинематических соединений и при одновременном повышении эффективности использования электроприводного устройства.

Задача, при решении которой достигается технический результат данного заявляемого изобретения силового агрегата транспортного средства, заключается в создании в нем возможности передавать крутящий момент на входной вал или выходной вал выполненной автоматизированной механической коробки передач непосредственно с ее промежуточной шестерни задней передачи, а так же, наоборот - в создании в нем возможности передавать крутящий момент с входного вала или выходного вала автоматизированной механической коробки передач непосредственно на ее промежуточную шестерню задней передачи, соединенную с электрической машиной электроприводного устройства, и одновременно в создании в нем (в агрегате) возможности эффективного управления передачей этого крутящего момента посредством эффективного использования систем управления двигателя внутреннего сгорания, автоматизированной механической коробки передач и электроприводного устройства, выполненных механотронными и взаимосвязанными, - что особенно актуально в режиме компенсации падения крутящего момента на ведомом вале автоматизированной механической коробки передач при переключении в ней передач с низшей на высшую.

Указанный технический результат достигается тем, что в силовом агрегате транспортного средства, включающим в себя двигатель внутреннего сгорания, автоматизированную механическую коробку передач с размещенными в ее корпусе, по меньшей мере, ведущем и ведомым валами с шестернями, и включающим в себя электроприводное устройство, которое содержит систему управления, аккумуляторную батарею, электрическую машину и дополнительный механизм, кинематически соединяющий электрическую машину с коробкой передач,

согласно изобретения, электрическая машина электроприводного устройства кинематически соединена через дополнительный механизм с промежуточной шестерней задней передачи автоматизированной механической коробки передач, а система управления этого электроприводного устройства выполнена механотронной, как и функционально взаимосвязанные с ней и между собой механотронные системы управления двигателя внутреннего сгорания и автоматизированной механической коробки передач, причем промежуточная шестерня задней передачи находится в постоянном зацеплении с ведущей и ведомой шестернями задней передачи соответственно ведущего и ведомого валов автоматизированной механической коробки передач, свободно расположенными на этих валах и выполненными с возможностью соединения с ними.

В частном случае, дополнительный механизм электроприводного устройства силового агрегата представляет многодисковую управляемую муфту.

В частном случае, ведущая и ведомая шестерни задней передачи автоматизированной механической коробки передач силового агрегата расположены соответственно на ее валах с возможностью свободного вращения относительно последних.

В частном случае, возможность соединения ведущей и ведомой шестерен задней передачи автоматизированной механической коробки передач силового агрегата с соответствующими ее ведущим и ведомым валами обеспечена соответственно первой и второй муфтами блокировки, расположенными на этих соответствующих валах.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно оно соответствует условию патентоспособности «новизна».

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предлагаемое решение имеет признаки, отсутствующие в известных решениях, а их использование в заявляемой совокупности признаков дает возможность получить новый технический эффект, следовательно, предложенное техническое решение имеет «изобретательский уровень» по сравнению с существующим уровнем техники.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Сущность изобретения поясняется на чертежах:

Фиг. 1. - силовой агрегат транспортного средства (блочная схема), состояние в негибридном тяговом режиме только от двигателя внутреннего сгорания при включенной одной из передач (в частности - первой) переднего хода автоматизированной механической коробки передач;

Фиг. 2. - силовой агрегат транспортного средства (блочная схема), состояние в негибридном тяговом режиме только от двигателя внутреннего сгорания и при включенной задней передаче автоматизированной механической коробки передач;

Фиг. 3. - силовой агрегат транспортного средства (блочная схема), состояние в гибридном тяговом режиме и от двигателя внутреннего сгорания и от электрической машины электроприводного устройства;

Фиг. 4. - силовой агрегат транспортного средства (блочная схема), состояние в негибридном тяговом режиме только от электрической машины электроприводного устройства (при неработающем двигателе внутреннего сгорания) при соединенной первой муфте блокировки с ведущей шестерней задней передачи ведущего вала коробки передач и не соединенной второй муфте блокировки с ведомой шестерней задней передачи ведомого вала коробки передач;

Фиг. 5. - силовой агрегат транспортного средства (блочная схема), состояние в негибридном тяговом режиме только от электрической машины (при неработающем двигателе внутреннего сгорания) при не соединенной первой муфте блокировки с ведущей шестерней задней передачи ведущего вала коробки передач и соединенной второй муфте блокировки с ведомой шестерней задней передачи ведомого вала коробки передач;

Фиг. 6. - силовой агрегат транспортного средства (блочная схема), как частный случай пятого режима, состояние в негибридном тяговом режиме только от электрической машины (при неработающем двигателе внутреннего сгорания), но с возможностью «режима запуска двигателя внутреннего сгорания в состоянии движения транспортного средства за счет электрической машины электроприводного устройства и используя энергию инерции движения транспортного средства»;

Фиг. 7. - силовой агрегат транспортного средства (блочная схема), состояние в негибридном (или в гибридном - при работе силового агрегата транспортного средства от двигателя внутреннего сгорания и дополнительно от электрической машины) тяговом режиме от электрической машины, при котором во время переключении с низшей на высшую передачу в автоматизированной механической коробке передач происходит компенсации падения крутящего момента на ее ведомом вале;

Фиг. 8. - силовой агрегат транспортного средства (блочная схема), состояние в пусковом режиме за счет использования электрической машины электроприводного устройства в качестве стартера двигателя внутреннего сгорания и в генераторном режиме за счет использования электрической машины электроприводного устройства в качестве генератора;

Фиг. 9. - силовой агрегат транспортного средства (блочная схема), состояние в режиме рекуперации кинетической энергии, при котором электрическая машина электроприводного устройства используется в качестве генератора при рекуперации кинетической энергии транспортного средства в электрическую;

Фиг. 10. - дополнительный механизм электроприводного устройства силового агрегата транспортного средства - представляющий, в частном случае исполнения, многодисковую управляемую муфту.

Силовой агрегат транспортного средства, включает в себя двигатель внутреннего сгорания 1, автоматизированную механическую коробку передач 2 с размещенными в ее корпусе 3 ведущем 4 и ведомым 5 валами с соответствующими шестернями 6 и 7 (парами шестерен) передних передач, и включающий в себя электроприводное устройство 8, которое содержит систему управления 9, аккумуляторную батарею 10, электрическую машину 11 и дополнительный механизм 12, кинематически соединяющий электрическую машину 11 с коробкой передач 2.

Электрическая машина 11 электроприводного устройства 8 кинематически соединена через дополнительный механизм 12 с промежуточной шестерней 13 задней передачи автоматизированной механической коробки передач 2, выполненной автоматизированной.

Система управления 9 электроприводного устройства 8, выполнена механотронной, также, как и функционально взаимосвязанные с ней и между собой, в частности, посредством коммуникационных связей «А» механотронная система управления 14 двигателя внутреннего сгорания 1 и механотронная система управления 15 автоматизированной механической коробки передач 2.

Характер выполнения упомянутых выше функциональных взаимосвязей между механотронными системами управления 9, 14, 15 силового агрегата зависит от конкретного схема-технического исполнения этих механотронных систем управления и выходит за пределы сущности заявляемого технического решения.

Промежуточная шестерня 13 задней передачи находится в постоянном зацеплении с ведущей 16 и ведомой 17 шестернями задней передачи соответственно ведущего 4 и ведомого 5 валов автоматизированной механической коробки передач 2, свободно расположенными на этих валах 4, 5 и выполненными с возможностью соединения с ними (с валами 4, 5).

В частном случае, дополнительный механизм 12 электроприводного устройства 8 силового агрегата представляет многодисковую управляемую муфту (см. фиг. 10).

В частном случае, ведущая 16 и ведомая 17 шестерни задней передачи автоматизированной механической коробки передач 2 силового агрегата расположены соответственно на ее валах 4 и 5 с возможностью свободного вращения относительно последних.

В частном случае, возможность соединения ведущей 16 и ведомой 17 шестерен задней передачи автоматизированной механической коробки передач 2 силового агрегата с соответствующими ее ведущим 4 и ведомым 5 валами обеспечена соответственно первой 18 и второй 19 муфтами блокировки, расположенными на этих соответствующих валах 4, 5.

Работа силового агрегата транспортного средства может происходить в следующих режимах.

Первый режим.

Работа силового агрегата транспортного средства в негибридном тяговом режиме только от двигателя внутреннего сгорания 1, при выключенной задней передаче автоматизированной механической коробки передач 2 и отключенной от нее (от коробки 2) электрической машины 11 электроприводного устройства 8, а именно, когда дополнительный механизм 12 с помощью механотронной системы управления 9 устройства 8 переведен в режим «выключен», при включенной одной из передач переднего хода (в частности одной из пяти передач, а именно - первой) механической коробки передач 2.

При включенном сцеплении 20 в силовом агрегате (на фигурах режим включенного сцепления 20 графически показан как «X»), при выключенной задней передачи в автоматизированной механической коробке передач 2, а именно, когда первая муфта блокировки 18 переведена механотронной системой управления 15 коробки передач 2 в режим «выключена», т.е. первая муфта блокировки 18 не соединена с ведущей шестерней 16 задней передачи ведущего вала 4 коробки передач 2, а вторая муфта блокировки 19 переведена этой же системой управления 15 в режим «выключена», т.е. вторая муфта блокировки 19 не соединена с ведомой 17 шестерней задней передачи ведомого 5 вала коробки передач 2, и включенной одной из передач переднего хода в ней (в частности - первой передачи), крутящий момент передается от двигателя внутреннего сгорания 1 на ведущий вал 4, а далее через одну из пар соответствующих шестерен 6 и 7 передних передач (а именно пару шестерен 6, 7 первой передачи), включенных одной из муфт «Б», на ведомый вал 5, а с закрепленной на нем без возможности поворота ведущей шестерни 21 главной передачи на ведомую шестерню 22 главной передачи, закрепленную на корпусе дифференциала 23, а с него через полуоси 24 на колеса 25 транспортного средства (передача крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания 1 в первом режиме (фиг. 1.) показана сплошной линией «В»).

Второй режим.

Работа силового агрегата транспортного средства в негибридном тяговом режиме только от двигателя внутреннего сгорания 1, при включенной задней передаче автоматизированной механической коробки передач 2, и отключенной от нее (от коробки 2) электрической машины 11 электроприводного устройства 8, а именно, когда дополнительный механизм 12 с помощью механотронной системы управления 9 устройства 8 переведен в режим «выключен», при выключенных передачах переднего хода (в частности пяти передач) автоматизированной механической коробки передач 2.

При включенном сцеплении 20 в силовом агрегате, при включенной задней передачи в автоматизированной механической коробке передач 2, когда первая муфта блокировки 18 переведена механотронной системой управления 15 коробки передач 2, в режим «включена», т.е. первая муфта блокировки 18 соединена с ведущей шестерней 16 задней передачи ведущего вала 4 коробки передач 2, а вторая муфта блокировки 19 переведена этой же системой управления 15 в режим «включена», т.е. вторая муфта блокировки 19 соединена с ведомой 17 шестерней задней передачи ведомого 5 вала коробки передач 2, крутящий момент передается от двигателя внутреннего сгорания 1 на ведущий вал 4, а далее через первую муфту блокировки 18 на ведущую шестерню 16 задней передачи, с нее на промежуточную шестерню 13 задней передачи, а с нее на ведомую шестерню 17 задней передачи, далее на вторую муфту блокировки 19, и затем на ведомый вал 5, а с закрепленной на нем без возможности поворота ведущей шестерни 21 главной передачи на ведомую шестерню 22 главной передачи, закрепленную на корпусе дифференциала 23, а с него через полуоси 24 на колеса 25 транспортного средства (передача крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания 1 во втором режиме (фиг. 2.) показана сплошной линией «Г»).

Третий режим.

Работа силового агрегата транспортного средства в гибридном тяговом режиме и от двигателя внутреннего сгорания 1 и от электрической машины 11, при котором электрическая машина 11 электроприводного устройства 8 подключена к автоматизированной механической коробки передач 2, а именно, когда дополнительный механизм 12 с помощью механотронной системы управления 9 устройства 8 переведен в режим «включен» (на фигурах режим «включен» механизма 12 графически показан как «X»), т.е. механизм 12 соединяет электрическую машину 11 с промежуточной шестерней 13 задней передачи коробки передач 2, при этом первая муфта блокировки 18 переведена механотронной системой управления 15 коробки передач 2 в режим «выключена», т.е. первая муфта блокировки 18 не соединена с ведущей шестерней 16 задней передачи ведущего вала 4 коробки передач 2, а вторая муфта блокировки 19 переведена этой же системой управления 15 в режим «включена», т.е. вторая муфта блокировки 19 соединена с ведомой шестерней 17 задней передачи ведомого 5 вала коробки передач 2.

При включенном сцеплении 20 в силовом агрегате и включенной одной из передач переднего хода в автоматизированной механической коробке передач 2, крутящий момент передается от двигателя внутреннего сгорания 1 на ведущий вал 4 коробки передач 2, а далее через одну из пар соответствующих шестерен 6 и 7 передних передач (в частности - первой передачи), включенной соответствующей муфтой «Б», на ведомый вал 5 (передача крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания 1 в третьем режиме (фиг. 3.) показана сплошной линией «Д»), а крутящий момент от электрической машины 11 электроприводного устройства 8 передается через дополнительный механизм 12 на промежуточную шестерню 13 задней передачи коробки передач 2, а с нее на ведомую шестерню 17 задней передачи, с которой через вторую муфту блокировки 19 передается также на ведомый вал 5, складываясь с крутящим моментом от двигателя внутреннего сгорания 1 в суммарный общий крутящий момент, передающийся далее с закрепленной на ведомом валу 5 без возможности поворота ведущей шестерни 21 главной передачи на ведомую шестерню 22 главной передачи, закрепленную на корпусе дифференциала 23, а с него через полуоси 24 на колеса 25 транспортного средства (передача крутящего момента от электрической машины 11 в третьем режиме (фиг. 3.) показана сплошной линией «Е»).

Четвертый режим.

Работа силового агрегата транспортного средства в негибридном тяговом режиме только от электрической машины 11 электроприводного устройства 8 (при неработающем двигателе внутреннего сгорания 1), при котором электрическая машина 11 устройства 8 подключена к автоматизированной механической коробке передач 2, а именно, дополнительный механизм 12 с помощью механотронной системы управления 9 устройства 8 переведен в режим «включен», т.е. механизм 12 соединяет электрическую машину 11 с промежуточной шестерней 13 задней передачи коробки передач 2, при этом первая муфта блокировки 18 переведена механотронной системой управления 15 коробки передач 2 в режим «включена», т.е. первая муфта блокировки 18 соединена с ведущей шестерней 16 задней передачи ведущего вала 4 коробки передач 2, а вторая муфта блокировки 19 переведена этой же системой управления 15 в режим «выключена», т.е. вторая муфта блокировки 19 не соединена с ведомой шестерней 17 задней передачи ведомого 5 вала коробки передач 2.

При выключенном сцеплении 20 и неработающем двигателе внутреннего сгорания 1 в силовом агрегате, крутящий момент от электрической машины 11 электроприводного устройства 8 передается через дополнительный механизм 12 на промежуточную шестерню 13 задней передачи автоматизированной механической коробки передач 2, а с нее на ведущую шестерню 16 задней передачи, с которой через первую муфту блокировки 18 передается на ведущий вал 4, а далее через одну из пар соответствующих шестерен 6 и 7 передних передач (в частности - первой передачи), включенной соответствующей муфтой «Б», на ведомый вал 5, а с закрепленной на нем без возможности поворота ведущей шестерни 21 главной передачи на ведомую шестерню 22 главной передачи, закрепленную на корпусе дифференциала 23, а с него через полуоси 24 на колеса 25 транспортного средства. Данный режим может использоваться при движении транспортного средства полностью в электрическом режиме вперед или назад, движение назад обеспечивается за счет изменения направления вращения электрической машины 11 (передача крутящего момента от электрической машины 11 в четвертом режиме (фиг. 4.) показана сплошной линией «Ж»).

Пятый режим.

Работа силового агрегата транспортного средства в негибридном тяговом режиме только от электрической машины 11 (при неработающем двигателе внутреннего сгорания 1), при котором электрическая машина 11 электроприводного устройства 8 подключена к автоматизированной механической коробке передач 2, а именно, дополнительный механизм 12 с помощью механотронной системы управления 9 устройства 8 переведен в режим «включен», т.е. механизм 12 соединяет электрическую машину 11 с промежуточной шестерней 13 задней передачи коробки передач 2, при этом первая муфта блокировки 18 переведена механотронной системой управления 15 коробки передач 2, в режим «выключена», т.е. первая муфта блокировки 18 не соединена с ведущей шестерней 16 задней передачи ведущего вала 4 коробки передач 2, а вторая муфта блокировки 19 переведена этой же системой управления 15 в режим «включена», т.е. вторая муфта блокировки 19 соединена с ведомой шестерней 17 задней передачи ведомого 5 вала коробки передач 2.

При включенном сцеплении 20 и неработающем двигателе внутреннего сгорания 1 в силовом агрегате, крутящий момент от электрической машины 11 электроприводного устройства 8 передается через дополнительный механизм 12 на промежуточную шестерню 13 задней передачи автоматизированной механической коробки передач 2, а с нее на ведомую шестерню 17 задней передачи, с которой через вторую муфту блокировки 19 передается на ведомый вал 5, а с закрепленной на нем без возможности поворота ведущей шестерни 21 главной передачи на ведомую шестерню 22 главной передачи, закрепленную на корпусе дифференциала 23, а с него через полуоси 24 на колеса 25 транспортного средства (передача крутящего момента от электрической машины 11 в пятом режиме (фиг. 5.) показана сплошной линией «З»).

Данный режим может использоваться либо при движении транспортного средства полностью в электрическом режиме (вперед или назад, движение назад обеспечивается за счет изменения направления вращения электрической машины 11), либо во время компенсации падения крутящего момента на ведомом вале 5 автоматизированной механической коробки передач 2 при переключении с низшей на высшую передачу - как частный случай этого режима (передача крутящего момента от электрической машины 11).

Шестой режим (как частный случай пятого режима).

Работа силового агрегата транспортного средства при тех же установках, что и в предыдущем пятом режиме, т.е. в негибридном тяговом режиме, также, только от электрической машины 11 (при неработающем двигателе внутреннего сгорания 1), при котором крутящий момент от электрической машины 11 электроприводного устройства 8 передается через дополнительный механизм 12 на промежуточную шестерню 13 задней передачи автоматизированной механической коробки передач 2, а с нее на ведомую шестерню 17 задней передачи, с которой через вторую муфту блокировки 19 передается на ведомый вал 5, а с закрепленной на нем без возможности поворота ведущей шестерни 21 главной передачи на ведомую шестерню 22 главной передачи, закрепленную на корпусе дифференциала 23, а с него через полуоси 24 на колеса 25 транспортного средства (передача крутящего момента от электрической машины 11 к дифференциалу 23 в шестом режиме (фиг. 6.) показана сплошной линией «И»), - но с возможностью другого (шестого) режима «режима запуска двигателя внутреннего сгорания 1 в состоянии движения транспортного средства за счет электрической машины 11 электроприводного устройства 8 и используя энергию инерции движения транспортного средства», путем включения соответствующей одной из передач переднего хода (в частности одной из пяти передач, например пятой, как показано на фиг. 6) в автоматизированной механической коробке передач 2 и путем включения сцепления 20, (передача крутящего момента от дифференциала 23 к двигателю внутреннего сгорания 1 в шестом режиме (фиг. 6.) показана пунктирной линией «К»).

Седьмой режим (как частный случай пятого и третьего режима).

Работа силового агрегата транспортного средства в негибридном (или в гибридном - при работе силового агрегата транспортного средства от двигателя внутреннего сгорания 1 и дополнительно от электрической машины 11) в тяговом режиме от электрической машины 11, при котором во время переключении с низшей на высшую передачу в автоматизированной механической коробке передач 2 происходит компенсации падения крутящего момента на ее ведомом вале 5, а сцепление 20 на это время отключает двигатель внутреннего сгорания 1.

При переключении с низшей на высшую передачу в автоматизированной коробке передач 2, при работающем двигателе внутреннего сгорания 1 (или как в третьем гибридном тяговом режиме - работе силового агрегата транспортного средства от двигателя внутреннего сгорания 1 и дополнительно от электрической машины 11), посредством функционально взаимосвязанных между собой механотронных систем управления 14, 15, 9 соответственно двигателя внутреннего сгорания 1, коробки передач 2 и электроприводного устройства 8, выключается сцепление 20 и отключается посредством муфты «Б» низшая передача переднего хода коробки передач 2, например, осуществляемая через пару 6 и 7 шестерен первая передача переднего хода (передача крутящего момента при включенной первой передачи переднего хода от двигателя внутреннего сгорания 1 к ведущему валу 4 коробки 2 в седьмом режиме (фиг. 7.) показана пунктирной линией «Л»), и на это время, подключается электрическая машина 11 устройства 8 (или она уже подключена - как в третьем гибридном тяговом режиме - работе силового агрегата транспортного средства от двигателя внутреннего сгорания 1 и дополнительно от электрической машины 11) к автоматизированной механической коробке передач 2, а именно, дополнительный механизм 12 переводится в режим «включен», т.е. механизм 12 соединяет электрическую машину 11 с промежуточной шестерней 13 задней передачи коробки передач 2, при этом первая муфта блокировки 18 переводится в режим «выключена», т.е. первая муфта блокировки 18 не соединена с ведущей шестерней 16 задней передачи ведущего вала 4 коробки передач 2, а вторая муфта блокировки 19 переводится в режим «включена», т.е. вторая муфта блокировки 19 соединена с ведомой 17 шестерней задней передачи ведомого 5 вала коробки передач 2, - что позволяет поддерживать подачу определенного заданного крутящего момента на ведомом вале 5 в период времени пока происходит выключение низшей передачи, выбор следующей передачи и включение высшей передачи, в частности второй, в коробке передач 2 (передача крутящего момента от электрической машины 11 к ведомому 5 и далее к дифференциалу 23 в седьмом режиме (фиг. 7.) показана сплошной линией «М», а передача крутящего момента при включенной второй передачи переднего хода от двигателя внутреннего сгорания 1 к ведущему валу 4 коробки 2 в седьмом режиме (фиг. 7.) показана пунктирной линией «Н»). В совокупности, это позволяет избежать «временного провала крутящего момента» на колесах 25 транспортного средства и повысить комфорт при разгоне с переключением передач в коробки передач 2. Восьмой режим.

Работа силового агрегата транспортного средства в пусковом режиме за счет использования электрической машины 11 электроприводного устройства 8 в качестве стартера двигателя внутреннего сгорания 1, при котором последняя (электрическая машина 11) подключена к автоматизированной механической коробке передач 2, а именно, дополнительный механизм 12 с помощью механотронной системы управления 9 устройства 8 переведен в режим «включен», т.е. механизм 12 соединяет электрическую машину 11 с промежуточной шестерней 13 задней передачи коробки передач 2, при этом первая муфта блокировки 18 переведена механотронной системой управления 15 коробки передач 2 в режим «включена», т.е. первая муфта блокировки 18 соединена с ведущей шестерней 16 задней передачи ведущего вала 4 коробки передач 2, а вторая муфта блокировки 19 переведена этой же системой управления 15 в режим «выключена», т.е. вторая муфта блокировки 19 не соединена с ведомой шестерней 17 задней передачи ведомого 5 вала коробки передач 2.

При включенном сцеплении 20 в силовом агрегате, крутящий момент от электрической машины 11 электроприводного устройства 8 передается через дополнительный механизм 12 на промежуточную шестерню 13 задней передачи автоматизированной механической коробки передач 2, а с нее на ведущую шестерню 16 задней передачи, с которой через первую муфту блокировки 18 передается на ведущий вал 4, а далее через сцепление 20 передается на коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания 1 запуская его (передача крутящего момента от электрической машины 11 к двигателю внутреннего сгорания 1 в восьмом режиме (фиг. 8.) показана сплошной линией «О» со стрелками «вправо»). Девятый режим.

Работа силового агрегата транспортного средства в генераторном режиме за счет использования электрической машины 11 электроприводного устройства 8 в качестве генератора, при котором электрическая машина 11 подключена к автоматизированной механической коробке передач 2, а именно, дополнительный механизм 12 с помощью механотронной системы управления 9 устройства 8 переведен в режим «включен», т.е. механизм 12 соединяет электрическую машину 11 с промежуточной шестерней 13 задней передачи коробки передач 2, при этом первая муфта блокировки 18 переведена механотронной системой управления 15 коробки передач 2 в режим «включена», т.е. первая муфта блокировки 18 соединена с ведущей шестерней 16 задней передачи ведущего вала 4 коробки передач 2, а вторая муфта блокировки 19 переведена этой же системой управления 15 в режим «выключена», т.е. вторая муфта блокировки 19 не соединена с ведомой шестерней 17 задней передачи ведомого 5 вала коробки передач 2.

При работающем двигателе внутреннего сгорания 1 в силовом агрегате, после включения сцепления 20, крутящий момент от двигателя 1 через сцепление 20 передается на ведущий вал 4 автоматизированной механической коробки передач 2, а с него через первую муфту блокировки 18 на ведущую шестерню 16 задней передачи, далее на промежуточную шестерню 13 задней передачи, с которой через дополнительный механизм 12 на электрическую машину 11 устройства 8, которая в данном режиме функционирует в качестве генератора электрического тока для подзарядки аккумулятора транспортного средства (передача крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания 1 к электрической машине 11 в девятом режиме (фиг. 8.) показана сплошной линией «О» со стрелками «влево»).

Десятый режим.

Работа силового агрегата транспортного средства в режиме рекуперации кинетической энергии, при котором электрическая машина 11 электроприводного устройства 8 подключается к автоматизированной механической коробке передач 2 через ее ведомый вал 5 и принимает крутящий момент от колес 25 транспортного средства, функционируя в качестве генератора электрического тока для подзарядки его аккумулятора, причем, в данном режиме момент сопротивления электрической машины 11 приводит к торможению колес 25 транспортного средства, а значит, может быть использован в качестве дополнительного средства при торможении.

В режиме рекуперации кинетической энергии электрическая машина 11 электроприводного устройства 8 подключена к автоматизированной механической коробке передач 2, а именно, дополнительный механизм 12 с помощью механотронной системы управления 9 устройства 8 переведен в режим «включен», т.е. механизм 12 соединяет электрическую машину 11 с промежуточной шестерней 13 задней передачи коробки передач 2, при этом первая муфта блокировки 18 переведена механотронной системой управления 15 коробки передач 2 в режим «выключена», т.е. первая муфта блокировки 18 не соединена с ведущей шестерней 16 задней передачи ведущего вала 4 коробки передач 2, а вторая муфта блокировки 19 переведена этой же системой управления 15 в режим «включена», т.е. вторая муфта блокировки 19 соединена с ведомой шестерней 17 задней передачи ведомого 5 вала коробки передач 2.

При торможении транспортного средства крутящий момент от колес 25 через полуоси 24 передается на дифференциал 23, а с его ведомой шестерни 22 главной передачи на ее ведущую шестерню 21, закрепленную без возможности поворота на ведомом вале 5 автоматизированной механической коробки передач 2, с которого передается на вторую муфту блокировки 19, с нее на ведомую шестерню 17 задней передачи, а с нее на промежуточную шестерню 13 задней передачи, с которой через дополнительный механизм 12 на электрическую машину 11 устройства 8, которая и рекуперирует кинетическую энергию в электрическую (передача крутящего момента от колес 25 к электрической машине 11 в десятом режиме (фиг. 9.) показана сплошной линией «П»).

За счет того, что в предложенном техническом решении силового агрегата транспортного средства, электрическая машина электроприводного устройства кинематически соединена через дополнительный механизм с промежуточной шестерней задней передачи автоматизированной механической коробки передач, а система управления этого электроприводного устройства, выполнена механотронной, как и функционально взаимосвязанные с ней и между собой механотронные системы управления двигателя внутреннего сгорания и автоматизированной механической коробки передач, и за счет того промежуточная шестерня задней передачи находится в постоянном зацеплении с ведущей и ведомой шестернями задней передачи соответственно ведущего и ведомого валов автоматизированной механической коробки передач, свободно расположенными на этих валах и выполненными с возможностью соединения с ними, технический результат, заключающийся в создании силового агрегата транспортного средства с увеличенным количеством режимов работы при одновременном увеличении суммарного коэффициента полезного действия его кинематических соединений и при одновременном повышении эффективности использования электроприводного устройства, в заявляемом изобретении достигается.

1. Силовой агрегат транспортного средства, включающий в себя двигатель внутреннего сгорания, автоматизированную механическую коробку передач с размещенными в ее корпусе, по меньшей мере, ведущим и ведомым валами с шестернями и включающий в себя электроприводное устройство, которое содержит систему управления, аккумуляторную батарею, электрическую машину и дополнительный механизм, кинематически соединяющий электрическую машину с коробкой передач,

отличающийся тем, что электрическая машина электроприводного устройства кинематически соединена через дополнительный механизм с промежуточной шестерней задней передачи автоматизированной механической коробки передач, а система управления этого электроприводного устройства выполнена механотронной, как и функционально взаимосвязанные с ней и между собой механотронные системы управления двигателя внутреннего сгорания и автоматизированной механической коробки передач, причем промежуточная шестерня задней передачи находится в постоянном зацеплении с ведущей и ведомой шестернями задней передачи соответственно ведущего и ведомого валов автоматизированной механической коробки передач, свободно расположенными на этих валах и выполненными с возможностью соединения с ними.

2. Силовой агрегат по п. 1, отличающийся тем, что дополнительный механизм электроприводного устройства представляет многодисковую управляемую муфту.

3. Силовой агрегат по п. 1, отличающийся тем, что ведущая и ведомая шестерни задней передачи автоматизированной механической коробки передач расположены соответственно на ее валах с возможностью свободного вращения относительно последних.

4. Силовой агрегат по п. 1, отличающийся тем, что возможность соединения ведущей и ведомой шестерен задней передачи автоматизированной механической коробки передач с соответствующими ее ведущим и ведомым валами обеспечена соответственно первой и второй муфтами блокировки, расположенными на этих соответствующих валах.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к несоосным коробкам передач. В коробке передач в постоянном зацеплении находятся три пары шестерен, обеспечивающие четыре передачи, первый простой трехзвенный планетарный механизм (ПМ), обеспечивающий четыре режима движения: три передачи переднего хода и задний ход, а также второй ПМ, обеспечивающий два режима движения переднего хода.

Изобретение относится к девятиступенчатой коробке передач. Коробка передач содержит внутренний и внешний первичные валы (1) и (2), основной и дополнительный промежуточные валы (5) и (6), вторичный вал (7) и семь рядов зубчатых колес.

Изобретение относится к коробкам передач с промежуточными параллельными валами и зубчатыми колесами. 24-режимная коробка передач (КП) содержит ведущий 0, промежуточные А, B, C и выходной X валы, расположенные параллельно друг другу.

Изобретение относится к групповой коробке (100) передач с двухдисковым сцеплением. Коробка (100) передач содержит передний делитель (SG) с первым механизмом (Z1) постоянного деления, вторым механизмом (Z2) постоянного деления и третьим механизмом (Z3) постоянного деления, основной делитель (HG) с двумя передачами прямого хода основного делителя и задний делитель (RG).

Изобретение относится к переключаемой полностью под нагрузкой коробке передач с двухдисковым сцеплением. Коробка (100) передач содержит двухдисковое сцепление А, В, основной редуктор GG и делительную передачу RG, выполненную как планетарная передача.

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 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 автоматической коробке передач транспортного средства. Автоматическая коробка передач содержит множество устройств зацепления и множество планетарных редукторов.

Изобретение относится к коробкам передач с электроиндукционным стартером. В коробке передач между маховиком и коленчатым валом двигателя расположена двухпозиционная муфта.

Изобретение относится к несоосной коробке передач типа 24R28. На входе МКП на двух параллельных валах свободно установлены три ряда шестерен переднего хода и ряд шестерен заднего хода для реверса, простой трехзвенный ПМ, состоящий из водила с сателлитами, которые зацеплены с солнечной шестерней и эпициклическим колесом, семь муфт переключения передач.

Изобретение относится к способу автономного формирования автоколонны грузовых автомобилей большой грузоподъемности. Способ направления моторного транспортного средства на основании данных изображения при автономном управлении движением моторного транспортного средства в автоколонне, следующей за ведущим транспортным средством, посредством контроллера рулевого управления, соединенного с системой рулевого управления, и контроллера интервала движения, выполненного с возможностью управления взаимной дистанцией транспортного средства относительно ведущего транспортного средства.

Группа изобретений относится к области машиностроения, в частности к системам для спаривания персонального электронного устройства пассажира с пассажирским креслом в транспортном средстве.

Изобретение относится к водному транспорту, а именно к силовым комбинированным электроэнергетическим установкам глиссирующих морских и речных судов. Для разгона глиссирующего судна, приводят во вращение гребной винт посредством главного двигателя с разобщительной муфтой перед суммирующим редуктором гребного вала, а также посредством ускорительного гребного электродвигателя, кинематически связанными через суммирующий редуктор с гребным винтом судна.

Изобретение относится к транспортным средствам. Приводное устройство для транспортного средства, оборудованного AC-вращающейся электрической машиной, соединенной с ведущим колесом, содержит устройство аккумулирования мощности; инвертор, DC/AC преобразователь мощности и устройство управления инвертором.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в обеспечении возможности предотвращения столкновений между передвижной рабочей платформой и транспортным средством для перевозки людей.

Предложен способ улучшения работы системы остановки-запуска транспортного средства. Управляют электрической нагрузкой, подаваемой на подсистему электрически обогреваемого ветрового стекла (HWS) транспортного средства, до цикла остановки или цикла запуска системы остановки-запуска.

Изобретение относится к способу управления движением. Способ управления движением для транспортного средства содержит этапы, на которых, во время управления автономным движением транспортного средства, секция дороги, включающая в себя дугу и узкую дорогу, присутствует впереди рассматриваемого транспортного средства и другое транспортное средство движется в смежной полосе движения и впереди рассматриваемого транспортного средства, оценивают позицию, на основе скорости движения рассматриваемого транспортного средства, скорости движения другого транспортного средства и расстояния между транспортными средствами.

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству. Система управления пробуксовыванием для внедорожного транспортного средства содержит систему управления, выполненную с возможностью приема первого сигнала, указывающего величину пробуксовывания внедорожного транспортного средства относительно поверхности почвы, второго сигнала, указывающего темп изменения пробуксовывания внедорожного транспортного средства относительно поверхности почвы или их комбинации.

Изобретение относится к самоходной машине с электрической системой привода, содержащей: бортовой источник электрической энергии, минимум два электродвигателя и минимум один контроллер.

Изобретение относится к способу управления движением. Способ управления движением для транспортного средства, в котором обнаруживается целевая траектория и рассматриваемое транспортное средство управляется, чтобы двигаться автономным способом.

Устройство (70) управления для гибридного транспортного средства (10), содержащего двигатель (14) внутреннего сгорания, электродвигатель (MG), фрикционную муфту (32), муфту (30) одностороннего вращения, коробку (20) передач и ведущие колеса (42).

Изобретение относится к транспортным средствам. Силовой агрегат транспортного средства включает в себя двигатель внутреннего сгорания, автоматизированную механическую коробку передач, электроприводное устройство, содержащее систему управления, аккумуляторную батарею, электрическую машину и механизм, соединяющий электрическую машину с коробкой передач. Электрическая машина соединена через дополнительный механизм с промежуточной шестерней задней передачи коробки передач. Система управления электроприводного устройства, двигателя и коробки передач выполнена механотронной. Промежуточная шестерня задней передачи находится в постоянном зацеплении с ведущей и ведомой шестернями задней передачи ведущего и ведомого валов коробки передач, свободно расположенными на этих валах и выполненными с возможностью соединения с ними. Повышается эффективность использования электроприводного устройства. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

Наверх