輸出功率分流式混合動力裝載機動力傳動系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種混合動力裝載機的動力傳動系統，特別涉及一種輸出功率分流式混合動力裝載機動力傳動系統。
【背景技術】
[0002]目前，以小松、日立建機等為代表的工程機械巨頭投入了大量的人力、財力、物力進行了混合動力裝載機的研宄，取得了一些成效。但國內外對混合動力裝載機的研宄多停留在串聯式系統和并聯式系統上。其中，串聯式混合動力裝載機成本較高；并聯式混合動力裝載機對發(fā)動機工作點的調整作用較小，并且多數在傳動系統中仍保留了液力變矩器，節(jié)能效果有限。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種輸出功率分流式混合動力裝載機動力傳動系統。
[0004]本發(fā)明由發(fā)動機、輸入軸、第一齒輪、第二齒輪、行星齒輪系、輸出軸、一號電機、二號電機、動力電池、逆變器、鎖止器和液壓工作系統組成。所述發(fā)動機與輸入軸和第一齒輪剛性連接，第一齒輪與第二齒輪嚙合，行星齒輪系的行星架與輸出軸連接；所述行星齒輪系包括太陽輪、前排行星輪、前排齒圈、后排行星輪、后排齒圈和前、后行星排共用的行星架，其中前排行星輪和后排行星輪的參數完全相同并加工于同一根軸上，前排齒圈和后排齒圈的參數完全相同；第二齒輪與行星齒輪系中的前排齒圈同軸固連，太陽輪與二號電機轉子一端連接，后排齒圈與一號電機轉子連接；所述動力電池通過逆變器分別與一號電機和二號電機電連接；所述鎖止器包括第一鎖止器和第二鎖止器，其中第一鎖止器旋轉部分與輸入軸連接，固定部分固連于車架，第二鎖止器旋轉部分與二號電機轉子另一端連接，固定部分固連于車架；所述液壓工作系統與輸入軸連接。
[0005]與現有技術相比本發(fā)明的有益效果是:
1.本發(fā)明相對于現有混合動力系統，采用了結構緊湊的行星輪系作為動力耦合元件，實現了裝載機的輸出功率分流式傳動；
2.本發(fā)明取消了液力變矩器，提高了傳動系統效率，可有效提高裝載機的燃油經濟性；
3.本發(fā)明在鏟掘工況下運行時，在保證牽引力不減小的情況下，能夠防止電機產生堵轉，避免電機燒毀。
【附圖說明】
[0006]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明:
圖1是本發(fā)明的結構組成與工作原理示意圖；
圖2是本發(fā)明發(fā)動機靜止啟動模式的動力傳遞路線圖；
圖3是本發(fā)明發(fā)動機行車啟動模式的動力傳遞路線圖； 圖4是本發(fā)明純電驅動的動力傳遞路線圖；
圖5是本發(fā)明低速發(fā)動機單獨驅動模式的動力傳遞路線圖；
圖6是本發(fā)明高速發(fā)動機單獨驅動模式的動力傳遞路線圖；
圖7是本發(fā)明低速功率分流模式的動力傳遞路線圖；
圖8是本發(fā)明高速功率分流模式的動力傳遞路線圖；
圖9是本發(fā)明在低速功率分流模式下的杠桿模型圖；
圖10是本發(fā)明發(fā)動機關閉時再生制動模式的動力傳遞路線圖；
圖11是本發(fā)明發(fā)動機運轉時再生制動模式的動力傳遞路線圖。
[0007]圖中:1.第二鎖止器，2.二號電機，3.前排齒圈，4.太陽輪，5.前排行星輪，6.后排行星輪，7.后排齒圈，8.—號電機，9.動力電池，10.逆變器，11.行星架，12.輸出軸，
13.發(fā)動機，14.輸入軸，15.第一鎖止器，16.第一齒輪，17.第二齒輪，18.液壓工作系統。
【具體實施方式】
[0008]請參閱圖1，為本發(fā)明的實施例，該實施例由發(fā)動機13、輸入軸14、第一齒輪16、第二齒輪17、行星齒輪系、輸出軸12、一號電機8、二號電機2、動力電池9、逆變器10、鎖止器和液壓工作系統18組成。
[0009]所述發(fā)動機13與輸入軸14和第一齒輪16剛性連接，第一齒輪16與第二齒輪17嚙合，行星齒輪系的行星架11與輸出軸12連接。
[0010]所述行星齒輪系包括太陽輪4、前排行星輪5、前排齒圈3、后排行星輪6、后排齒圈7和前、后行星排共用的行星架11，其中前排行星輪5和后排行星輪6的參數完全相同并加工于同一根軸上，前排齒圈3和后排齒圈7的參數完全相同；第二齒輪17與行星齒輪系中的前排齒圈3同軸固連，太陽輪4與二號電機2轉子一端連接，后排齒圈7與一號電機8轉子連接。
[0011]所述動力電池9通過逆變器10分別與一號電機8和二號電機2電連接。
[0012]所述鎖止器包括第一鎖止器15和第二鎖止器1，其中第一鎖止器15旋轉部分與輸入軸14連接，固定部分固連于車架，第二鎖止器I旋轉部分與二號電機2轉子另一端連接，固定部分固連于車架。
[0013]所述液壓工作系統18與輸入軸14連接。
[0014]本發(fā)明的工作過程和原理如下:
1.發(fā)動機啟動模式
根據整機運行狀況，發(fā)動機啟動模式分為靜止啟動和行車啟動兩種子模式。發(fā)動機靜止啟動模式的動力傳遞路線如圖2，發(fā)動機行車啟動模式的動力傳遞路線如圖3。
[0015]這兩種子模式的共同特征是:第一鎖止器15分離，動力電池9放電，一號電機8以電動馬達的形式工作，將電能轉化為機械能，動力經后排齒圈7、后排行星輪6、前排行星輪5、前排齒圈3、第二齒輪17、第一齒輪16和輸入軸14傳遞到發(fā)動機13，發(fā)動機13啟動。兩種子模式的區(qū)別是:在發(fā)動機靜止啟動模式下，第二鎖止器I接合，二號電機2和太陽輪4轉速為零，由于整機慣量遠大于發(fā)動機慣量，此時行星架11的轉速近乎為零；在發(fā)動機行車啟動模式下，第二鎖止器I分離，二號電機2以電動馬達的形式工作，將電能轉化為機械能，產生的動力經太陽輪4、前排行星輪5、行星架11和輸出軸12，最終傳遞至驅動車輪。
[0016]2.純電驅動模式
純電驅動模式主要用于當動力電池9處于許用狀態(tài)時，裝載機起步和低速行駛等低負荷工況，動力傳遞路線如圖4。
[0017]在此模式下，第一鎖止器15接合，第二鎖止器I分離，動力電池9放電，二號電機2以電動馬達的形式工作，將電能轉化為機械能，動力經太陽輪4、前排行星輪5、行星架11和輸出軸12，最終傳遞至驅動車輪；發(fā)動機13、輸入軸14、第一齒輪16、第二齒輪17、前排齒圈3、后排齒圈7和一號電機8固定。
[0018]3.發(fā)動機單獨驅動模式
根據整機運行狀況，發(fā)動機單獨驅動模式分為低速發(fā)動機單獨驅動和高速發(fā)動機單獨驅動兩種子模式。低速發(fā)動機單獨驅動模式主要用于裝載機低負荷行駛，整機行駛功率需求低于發(fā)動機在高效區(qū)所能提供的最小功率，且動力電池9荷電狀態(tài)(SOC)值較低致使其無法正常輸出電能時的工況，動力傳遞路線如圖5 ;高速發(fā)動機單獨驅動模式主要用于裝載機中負荷行駛，整機行駛功率需求處于發(fā)動機高效區(qū)時的工況，動力傳遞路線如圖6。
[0019]這兩種子模式的共同特征是:第一鎖止器15分離，發(fā)動機13工作，動力經輸入軸
14、第一齒輪16、第二齒輪17、前排齒圈3、前排行星輪5、行星架11和輸出軸12，最終傳遞至驅動車輪，裝載機行駛所需全部動力均來自于發(fā)動機13 ;后排齒圈7和一號電機8空轉。兩種子模式的區(qū)別是:在低速發(fā)動機單獨驅動模式下，第二鎖止器I分離，二號電機2以發(fā)電機的形式工作，將機械能轉化為電能，使發(fā)動機