RU2412831C1 - Automotive electromechanical transmission - Google Patents
Automotive electromechanical transmission Download PDFInfo
- Publication number
- RU2412831C1 RU2412831C1 RU2009147258/11A RU2009147258A RU2412831C1 RU 2412831 C1 RU2412831 C1 RU 2412831C1 RU 2009147258/11 A RU2009147258/11 A RU 2009147258/11A RU 2009147258 A RU2009147258 A RU 2009147258A RU 2412831 C1 RU2412831 C1 RU 2412831C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- rotor
- hollow
- gears
- gear
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
Landscapes
- Arrangement Of Transmissions (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно к гибридной силовой передаче бесступенчатой трансмиссии сельскохозяйственного транспортного средства, в частности трактора.The invention relates to the field of agricultural engineering, namely to a hybrid power train of a continuously variable transmission of an agricultural vehicle, in particular a tractor.
Бесступенчатые трансмиссии с применением гибридной (электромеханической) передачи позволяют наилучшим образом согласовывать характеристики двигателя с постоянно меняющимися условиями работы трактора, обеспечивая точное регулирование скорости движения и максимальную загрузку двигателя.Continuously variable transmissions using hybrid (electromechanical) transmissions make it possible to best match engine characteristics with constantly changing tractor operating conditions, providing precise speed control and maximum engine load.
Известны электромеханические трансмиссии транспортных средств, содержащие электрогенератор, электродвигатель, кинематически связанные с двигателем внутреннего сгорания и через суммирующий планетарный механизм - с конечной передачей (1-7).Electromechanical transmissions of vehicles are known, containing an electric generator, an electric motor, kinematically connected with an internal combustion engine and through a summarizing planetary mechanism with a final transmission (1-7).
Однако известные указанные трансмиссии имеют низкий КПД и достаточно большую стоимость промышленного изготовления.However, these known transmissions have low efficiency and a rather high cost of industrial production.
В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбрана известная электромеханическая трансмиссия для сельскохозяйственного трактора, включающая электрогенератор, вал ротора которого передним концом кинематически соединен с двигателем внутреннего сгорания, а задним концом - с приводным валом редуктора отбора мощности, проходящим через полый вал ротора соосно расположенного электродвигателя, при этом полый вал ротора электродвигателя кинематически соединен с ведущим мостом через зубчатую передачу (8).As a prototype of the invention, a well-known electromechanical transmission for an agricultural tractor is selected, including an electric generator, the rotor shaft of which is connected kinematically to the internal combustion engine by the front end and to the power take-off gear drive shaft passing through the hollow rotor shaft of the coaxially located electric motor, while the hollow shaft of the rotor of the electric motor is kinematically connected to the drive axle via a gear transmission (8).
Недостаток известной трансмиссии заключается в низкой экономической эффективности и высоких динамических нагрузках, возникающих в зубчатой передаче.A disadvantage of the known transmission is the low economic efficiency and high dynamic loads that occur in the gear transmission.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение экономической эффективности и долговечности электромеханической передачи путем повышения КПД, снижения динамических нагрузок и улучшения разгонных качеств.The objective of the invention is to increase the economic efficiency and durability of the electromechanical transmission by increasing efficiency, reducing dynamic loads and improving accelerating qualities.
Поставленная задача решена следующим образом. Электромеханическая трансмиссия транспортного средства включает электрогенератор, вал ротора которого кинематически соединен с двигателем внутреннего сгорания и с приводным валом редуктора отбора мощности, проходящим через полый вал ротора соосно расположенного электродвигателя. При этом полый вал ротора электродвигателя кинематически соединен с ведущим мостом через зубчатую передачу и выходной вал. Согласно изобретению вал ротора электрогенератора выполнен полым, внутри него установлен торсионный вал, кинематически соединенный с двигателем внутреннего сгорания, с полым валом ротора электрогенератора и с приводным валом редуктора отбора мощности. Зубчатая передача выполнена в виде диапазонной коробки передач, снабженной полым входным валом с жестко установленными шестернями, соединенным с полым валом ротора электродвигателя, двумя параллельно расположенными относительно входного вала и соосно установленными относительно друг друга промежуточными валами. На одном из промежуточных валов свободно установлены шестерни постоянного зацепления с жестко установленными шестернями на полом входном валу и переключающее устройство. На другом промежуточном валу жестко установлены шестерни постоянного зацепления со свободно установленными шестернями на выходном валу, оснащенном переключающим устройством.The problem is solved as follows. The electromechanical transmission of the vehicle includes an electric generator, the rotor shaft of which is kinematically connected to the internal combustion engine and to the drive shaft of the power take-off reducer passing through the hollow shaft of the rotor of the coaxially located electric motor. In this case, the hollow shaft of the rotor of the electric motor is kinematically connected to the drive axle via a gear transmission and an output shaft. According to the invention, the rotor shaft of the generator is hollow, a torsion shaft is installed inside it, kinematically connected to the internal combustion engine, with the hollow shaft of the rotor of the generator and with the drive shaft of the power take-off gearbox. The gear transmission is made in the form of a range gearbox equipped with a hollow input shaft with fixed gears connected to a hollow shaft of the electric motor rotor, two parallel shafts arranged parallel to the input shaft and coaxially mounted relative to each other. On one of the intermediate shafts, gears of constant engagement with rigidly mounted gears on the hollow input shaft and a switching device are freely installed. On the other intermediate shaft, gears of constant engagement are fixedly mounted with freely mounted gears on the output shaft equipped with a switching device.
При этом переключающее устройство промежуточного вала может быть выполнено в виде гидроуправляемой фрикционной муфты или управляемой зубчатой муфты. Соединение торсионного вала с полым валом ротора электрогенератора и с приводным валом редуктора отбора мощности может быть выполнено посредством шлицевой втулки. Соединение входного вала диапазонной коробки передач с полым валом ротора электродвигателя может быть выполнено посредством зубчатой муфты. Зубчатая передача выполнена в виде четырехдиапазонной коробки передач.In this case, the switching device of the intermediate shaft can be made in the form of a hydraulically controlled friction clutch or a controlled gear clutch. The connection of the torsion shaft with the hollow shaft of the rotor of the electric generator and with the drive shaft of the power take-off reducer can be performed by means of a splined sleeve. The connection of the input shaft of the range gearbox with the hollow shaft of the rotor of the electric motor can be performed by means of a gear clutch. The gear transmission is made in the form of a four-band gearbox.
На фиг.1 схематично изображена электромеханическая трансмиссия транспортного средства, продольный разрез. На фиг.2 изображен вариант исполнения переключающего устройства промежуточного вала в виде управляемой зубчатой муфты. На фиг.3 изображена диаграмма тягово-скоростной характеристики электромеханической трансмиссии. На фиг.4 изображена диаграмма тягово-скоростной характеристики работы электродвигателя в тяговом режиме при максимальном КПД.Figure 1 schematically shows the electromechanical transmission of a vehicle, a longitudinal section. Figure 2 shows an embodiment of a switching device of the intermediate shaft in the form of a controlled gear clutch. Figure 3 shows a diagram of the traction and speed characteristics of an electromechanical transmission. Figure 4 shows a diagram of the traction-speed characteristics of the electric motor in traction mode at maximum efficiency.
Электромеханическая трансмиссия транспортного средства (фиг.1) включает электрогенератор 1 с полым валом 2 ротора, электродвигатель 3 с полым валом 4 ротора, диапазонную коробку передач 5, редуктор 6 отбора мощности и задний мост 7. Внутри вала 2 ротора электрогенератора 1 установлен с возможностью вращения торсионный вал 8, передний конец которого соединен через муфту 9 сцепления с двигателем внутреннего сгорания (не показан). Второй конец вала 8 соединен посредством, например, шлицевой втулки 10 с валом 2 ротора электрогенератора 1 и с приводным валом 11 редуктора 6 отбора мощности, проходящим внутри вала 4 ротора электродвигателя 3.The electromechanical transmission of the vehicle (Fig. 1) includes an electric generator 1 with a hollow rotor shaft 2, an electric motor 3 with a hollow rotor shaft 4, a range gearbox 5, a power take-off reducer 6 and a rear axle 7. Inside the rotor shaft 2 of the electric generator 1 is mounted for rotation a torsion shaft 8, the front end of which is connected via a clutch 9 to the internal combustion engine (not shown). The second end of the shaft 8 is connected via, for example, a spline sleeve 10 with the shaft 2 of the rotor of the electric generator 1 and with the
В состав диапазонной коробки передач 5 входит полый входной вал 12 с жестко установленными шестернями 13 и 14, параллельный входному валу 12 промежуточный вал 15 со свободно установленными шестернями 16, 17 и переключающим устройством 18, параллельный входному валу 12 и соосный промежуточному валу 15 промежуточный вал 19 с жестко установленными шестернями 20 и 21, выходной вал 22 со свободно установленными шестернями 23, 24 и переключающим устройством 25.The range gearbox 5 includes a
Вал 4 ротора электродвигателя 3 через зубчатую втулку 26 соединен с входным валом 12, шестерни 13 и 14 которого постоянно зацеплены с шестернями 16 и 17 промежуточного вала 15. Переключающее устройство промежуточного вала 15 может быть выполнено в виде, например, гидроуправляемой фрикционной муфты (фиг.1) или управляемой зубчатой муфты (фиг.2). Промежуточный вал 19 соединен с промежуточным валом 15 посредством зубчатой муфты 27, его шестерни 20 и 21 постоянно зацеплены с шестернями 23 и 24 выходного вала 22. Переключающее устройство 25 выходного вала 22 может быть выполнено в виде, например, управляемой зубчатой муфты (фиг.1). Выходной вал 22 посредством ведущей конической шестерни 28 и ведомой конической шестерни 29 соединен с полуосями заднего моста 7.The shaft 4 of the rotor of the electric motor 3 through a gear sleeve 26 is connected to the
Электромеханическая трансмиссия транспортного средства работает следующим образом.Electromechanical transmission of the vehicle operates as follows.
Крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания передается через муфту 9 сцепления торсионному валу 8, который посредством шлицевой втулки 10 передает его на вал 2 ротора электрогенератора 1 и приводной вал 11 редуктора 6 отбора мощности. Торсионный вал 8 служит для гашения крутильных колебаний, передаваемых от двигателя внутреннего сгорания к валу 2 ротора электрогенератора 1. Далее передача крутящего момента на редуктор 6 отбора мощности осуществляется через приводной вал 11.The torque from the internal combustion engine is transmitted through the clutch 9 to the torsion shaft 8, which, through the spline sleeve 10, transmits it to the shaft 2 of the rotor of the electric generator 1 and the
Электрическая мощность электрогенератора 1 через специальный преобразователь (не показан) передается электродвигателю 3, вал 4 ротора которого через зубчатую муфту 26 вращает входной вал 12 с шестернями 13 и 14.The electric power of the generator 1 through a special converter (not shown) is transmitted to the electric motor 3, the rotor shaft 4 of which rotates the
Мощность электродвигателя 3 может передаваться через выходной вал 22 на задний мост 7 четырьмя потоками, включающими два режима:The power of the electric motor 3 can be transmitted through the output shaft 22 to the rear axle 7 in four streams, including two modes:
тяжелый, через шестерню 23, и основной, через шестерню 24. Шестерни 23 и 24 переключают зубчатой муфтой 25.heavy, through gear 23, and the main, through gear 24. Gears 23 and 24 switch gear coupling 25.
На каждом режиме мощность может передаваться через одну из двух ступеней промежуточного вала 15, переключаемых под нагрузкой, при помощи переключающего устройства 18 в виде, например, гидроуправляемой фрикционной муфты (фиг.1) или управляемой зубчатой муфты (фиг.2).In each mode, power can be transmitted through one of the two stages of the
Рассмотрим работу трансмиссии, например, на основном режиме. Для этого шестерню 23 соединяют зубчатой муфтой 25 с выходным валом 22 и включают фрикционную муфту 18 первой ступени. Вращение от вала 4 ротора электродвигателя 3 передается через вал 12, шестерни 14 и 17 на промежуточный вал 15, через зубчатую муфту 27 - на промежуточный вал 19, через шестерни 21 и 24 - на выходной вал 22 и далее на полуоси заднего моста 7.Consider the transmission, for example, in the main mode. For this, the gear 23 is connected by a gear clutch 25 to the output shaft 22 and includes a
При таком положении переключающих устройств передача работает в зоне III тягово-скоростной характеристики (фиг.3). Зона работы на тягово-скоростной характеристике выбрана из условий работы электродвигателя 3 в зоне максимального КПД от nmin до nmax (фиг.4). При снижении нагрузки до верхнего значения тягового сопротивления фрикционная муфта 18 переключается в другое положение. Передача работает в зоне IV тягово-скоростной характеристики (фиг.3).With this position of the switching devices, the transmission operates in zone III of the traction-speed characteristic (Fig. 3). The work area on the traction-speed characteristic is selected from the operating conditions of the electric motor 3 in the zone of maximum efficiency from n min to n max (figure 4). When the load is reduced to the upper value of traction resistance, the
При работе с большими тяговыми нагрузками поток мощности передается через зубчатое зацепление с большим передаточным числом, т.е. переключается зубчатая муфта 25, соединяя шестерню 23 с выходным валом 22. В этом случае силовая передача будет работать в зоне I тягово-скоростной характеристики на первой ступени и в зоне II на второй ступени.When working with large traction loads, the power flow is transmitted through gearing with a large gear ratio, i.e. the gear clutch 25 is switched, connecting the gear 23 with the output shaft 22. In this case, the power transmission will work in zone I of the traction-speed characteristic in the first stage and in zone II in the second stage.
Таким образом, предлагаемое конструктивное исполнение электромеханической трансмиссии транспортного средства обеспечивает работу силовой передачи с высоким КПД во всем диапазоне тяговых сопротивлений, снижает динамические нагрузки и улучшает разгонные качества, что, в конечном итоге, повышает экономическую эффективность и долговечность электромеханической передачи.Thus, the proposed design of the electromechanical transmission of the vehicle provides the power transmission with high efficiency in the entire range of traction resistance, reduces dynamic loads and improves acceleration qualities, which ultimately increases the economic efficiency and durability of the electromechanical transmission.
Источники информацииInformation sources
1. DE, № 4124479 А1, МПК: В60К 6/04, опубл. 28.01.1993.1. DE, No. 4124479 A1, IPC: B60K 6/04, publ. 01/28/1993.
2. DE, № 19749074 А1, МПК: B60L 11/02, В60К 17/28, опубл. 20.05.1999.2. DE, No. 19749074 A1, IPC:
3. ЕР, № 1199204 А1, МПК: В60К 6/02, опубл. 24.04.2002.3. EP, No. 1199204 A1, IPC: B60K 6/02, publ. 04.24.2002.
4. ЕР, № 1205338 А2, МПК: В60К 26/02, опубл. 15.05.2002.4. EP, No. 1205338 A2, IPC: B60K 26/02, publ. 05/15/2002.
5. ЕР № 1317050 А2, МПК: Н02К 7/18, опубл. 04.06.2003.5. EP No. 1317050 A2, IPC: Н02К 7/18, publ. 06/04/2003.
6. US, № 6899190 BB, МПК: В60К 6/02, опубл. 31.05.2005.6. US, No. 6899190 BB, IPC: B60K 6/02, publ. 05/31/2005.
7. ЕР, № 1547840 А2, МПК: В60К 6/02, опубл. 29.06.2005.7. EP, No. 1547840 A2, IPC: B60K 6/02, publ. 06/29/2005.
8. ЕР, № 0693392 В1, МПК: B60L 11/08, В60К 17/28, опубл. 18.03.1998 (прототип).8. EP, No. 0693392 B1, IPC:
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009147258/11A RU2412831C1 (en) | 2009-12-18 | 2009-12-18 | Automotive electromechanical transmission |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009147258/11A RU2412831C1 (en) | 2009-12-18 | 2009-12-18 | Automotive electromechanical transmission |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2412831C1 true RU2412831C1 (en) | 2011-02-27 |
Family
ID=46310546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009147258/11A RU2412831C1 (en) | 2009-12-18 | 2009-12-18 | Automotive electromechanical transmission |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2412831C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466036C1 (en) * | 2011-04-14 | 2012-11-10 | Федор Валентинович Шарутин | Single-machine electromechanical transmission |
RU2529306C1 (en) * | 2013-02-07 | 2014-09-27 | ЗАО "НТЦ "Привод-Н" | Electromechanical transmission |
RU2607150C1 (en) * | 2015-09-17 | 2017-01-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" | Hybrid power plant with controlled reversible electrical machine kinematic circuit and device for its implementation |
RU2643903C1 (en) * | 2017-04-05 | 2018-02-06 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" (ООО НПП "Резонанс") | Self-propelled vehicle electromechanical transmission |
RU2648660C1 (en) * | 2017-01-30 | 2018-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Self-propelled vehicle electromechanical transmission |
-
2009
- 2009-12-18 RU RU2009147258/11A patent/RU2412831C1/en active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466036C1 (en) * | 2011-04-14 | 2012-11-10 | Федор Валентинович Шарутин | Single-machine electromechanical transmission |
RU2529306C1 (en) * | 2013-02-07 | 2014-09-27 | ЗАО "НТЦ "Привод-Н" | Electromechanical transmission |
RU2607150C1 (en) * | 2015-09-17 | 2017-01-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" | Hybrid power plant with controlled reversible electrical machine kinematic circuit and device for its implementation |
RU2648660C1 (en) * | 2017-01-30 | 2018-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Self-propelled vehicle electromechanical transmission |
RU2643903C1 (en) * | 2017-04-05 | 2018-02-06 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" (ООО НПП "Резонанс") | Self-propelled vehicle electromechanical transmission |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104364109B (en) | Dual drive and electric vehicle | |
US9222563B2 (en) | Manual transmission of a hybrid drive for a motor vehicle | |
CN102439331B (en) | Transmission systems | |
EP2721320B1 (en) | Power-split transmission | |
US9403428B2 (en) | Traction supported multi group transmission | |
US10328787B2 (en) | Drive device for a hybrid-drive motor vehicle | |
US10605344B2 (en) | Gear system for an electric motor of a vehicle, and vehicle including the gear system | |
US8584543B2 (en) | Drive train of a motor vehicle | |
RU2412831C1 (en) | Automotive electromechanical transmission | |
US20220307573A1 (en) | Electric vehicle transmission | |
CN114466755A (en) | Transmission and drive system for a motor vehicle | |
US20160290457A1 (en) | Cvt drive train | |
US10295030B2 (en) | CVT transmission | |
US9810305B2 (en) | Gearing device with secondarily coupled power split | |
EP2954226A1 (en) | Hydrostatic and direct drive transmission | |
CN115056648A (en) | Transmission system and vehicle with same | |
CN113748283B (en) | Hybrid transmission device, engine transmission mechanism, hybrid power train and motor vehicle | |
CN101988563B (en) | Differential coupling stepless automatic speed variator | |
DK2098432T4 (en) | Drive string for a motor vehicle with two equal driving directions | |
US8292773B2 (en) | Powertrain for a motor vehicle | |
CN114466756A (en) | Transmission and drive train of a motor vehicle | |
RU216848U1 (en) | Vehicle with dual transmission | |
EA047182B1 (en) | HYBRID ELECTROMECHANICAL TRANSMISSION OF AGRICULTURAL VEHICLE | |
US20240026961A1 (en) | Stepless power split transmission | |
JP6512736B2 (en) | Hybrid powertrain |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20140520 |