專利名稱：一種新型混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)動(dòng)車輛混合動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種新型混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界，石油資源日益緊張，環(huán)境日益惡化。其中，各種裝配內(nèi)燃機(jī)的機(jī)動(dòng)車輛，每年消耗大量的石油資源，同時(shí)排放大量的有害物質(zhì)，嚴(yán)重的污染著我們的生存環(huán)境。
傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)熱效率低，消耗大量燃料，同時(shí)排放有害物質(zhì)造成環(huán)境污染；另外內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械輸出特性有缺陷，不能很好的滿足汽車的需求汽車起動(dòng)及之后的加速需要較大的扭矩，而內(nèi)燃機(jī)的扭矩要等到較高轉(zhuǎn)速才能達(dá)到最大。
針對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)油耗高、污染重、機(jī)械特性差的問(wèn)題，混合動(dòng)力技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生?；旌蟿?dòng)力技術(shù)的原理是以電機(jī)來(lái)配合原有內(nèi)燃機(jī)來(lái)共同驅(qū)動(dòng)車輛行駛，當(dāng)車輛起動(dòng)、加速、大負(fù)荷工作時(shí)，電機(jī)電動(dòng)，提供助力；當(dāng)車輛減速、剎車、低負(fù)荷工作時(shí)，電機(jī)發(fā)電，回收能量?；旌蟿?dòng)力技術(shù)很好的改善了內(nèi)燃機(jī)的油耗性能、排放性能和機(jī)械性能，并且由于對(duì)原有內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的繼承程度高，因此相比于電動(dòng)汽車、燃料電池汽車及氫燃料汽車等其它節(jié)能技術(shù)，混合動(dòng)力技術(shù)是是最具產(chǎn)業(yè)化前景的，國(guó)際各汽車廠商都在不遺余力的研發(fā)混合動(dòng)力技術(shù)。
傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)如圖1，發(fā)動(dòng)機(jī)(1-1)與變速器(1-2)直接相連，動(dòng)力輸出路線為發(fā)動(dòng)機(jī)—變速器—傳動(dòng)軸(1-3)—車輪(1-4)。內(nèi)部具體結(jié)構(gòu)如圖2在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體(2-1)和變速器殼體(2-3)之內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸(2-7)與飛輪(2-4)(在匹配帶有液力變矩器的變速器系統(tǒng)中也稱作驅(qū)動(dòng)盤)通過(guò)螺栓連接；離合器/液力變矩器(2-5)也由螺栓連接在飛輪上；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(2-2)正對(duì)飛輪上的信號(hào)齒(當(dāng)信號(hào)齒掃過(guò)傳感器時(shí)，傳感器能感應(yīng)出到信號(hào)，從而測(cè)算曲軸位置及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)；起動(dòng)機(jī)(2-6)的起動(dòng)齒在起動(dòng)時(shí)與飛輪上的起動(dòng)齒嚙合。
在混合動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域，有一類混合動(dòng)力系統(tǒng)如圖3，結(jié)構(gòu)布置方式是電機(jī)(3-2)位于發(fā)動(dòng)機(jī)(3-1)與變速器(3-3)之間，該電機(jī)為電動(dòng)/發(fā)電一體化電機(jī)，既能電動(dòng)，又能發(fā)電。該類系統(tǒng)的動(dòng)力傳輸路線為發(fā)動(dòng)機(jī)—電機(jī)—變速器—傳動(dòng)軸(3-4)—車輪(3-5)。當(dāng)起動(dòng)、加速及負(fù)荷大的時(shí)候，電機(jī)充當(dāng)電動(dòng)機(jī)，提供助力；當(dāng)減速、剎車及負(fù)荷小的時(shí)候，電機(jī)則充當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)，回收能量；同時(shí)，該系統(tǒng)還具備怠速停機(jī)功能即在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的怠速工況時(shí)，該系統(tǒng)讓發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，起動(dòng)時(shí)在由電機(jī)拖轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。通過(guò)以上途徑，該系統(tǒng)能改善內(nèi)燃機(jī)的工作條件，減少燃油消耗和有害物質(zhì)排放，同時(shí)優(yōu)化動(dòng)力系統(tǒng)的對(duì)外輸出機(jī)械特性。
根據(jù)電機(jī)位置的不同，這種混合動(dòng)力系統(tǒng)又有兩種型式，一種的連接順序?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)曲軸—電機(jī)—飛輪—離合器/液力變矩器；另一種的連接順序?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)曲軸—飛輪—電機(jī)—離合器/液力變矩器。
對(duì)于第一種形式，如圖4(4-1為發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，4-2為電機(jī)定子，4-3為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，4-4為變速器殼體，4-5為飛輪，4-6為離合器/液力變矩器，4-7為起動(dòng)機(jī)，4-8為電機(jī)轉(zhuǎn)子，4-9為發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸)。由于加入了電機(jī)，造成在軸線方向上飛輪相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的位置發(fā)生改變，導(dǎo)致1、起動(dòng)機(jī)的軸需要加長(zhǎng)，或是起動(dòng)機(jī)的位置需要向變速器一側(cè)作相應(yīng)的移動(dòng)，才能保證起動(dòng)齒的嚙合；2、如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的位置相對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體不變(例如傳感器固定在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上)，那么傳感器的位置需要向變速器一側(cè)作相應(yīng)的移動(dòng)，才能保證傳感器正對(duì)飛輪上的信號(hào)齒。
對(duì)于第二種形式，如圖5(5-1為發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，5-2為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，5-3為電機(jī)定子，5-4為變速器殼體，5-5為電機(jī)轉(zhuǎn)子，5-6為離合器/液力變矩器，5-7為起動(dòng)機(jī)，5-8為飛輪，5-9為發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸)。由于加入了電機(jī)，造成在軸線方向上飛輪相對(duì)于變速器的位置發(fā)生改變，導(dǎo)致1、如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的位置相對(duì)變速器不變(例如傳感器固定在變速器殼體上)，那么傳感器的位置需要向發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)作相應(yīng)的移動(dòng)才能保證傳感器正對(duì)飛輪上的信號(hào)齒；2、由于結(jié)構(gòu)上電機(jī)轉(zhuǎn)子與離合器/液力變矩器直接相連，轉(zhuǎn)子除了實(shí)現(xiàn)其電機(jī)的本身功能以外，還要實(shí)現(xiàn)原有飛輪的功能(如給離合器提供摩擦端面等)，從而對(duì)電機(jī)設(shè)計(jì)制造形成困難(例如摩擦熱對(duì)電機(jī)永磁鐵性能的影響等)。
這樣的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)混動(dòng)功能，改善動(dòng)力輸出特性的效果。然而在結(jié)構(gòu)上，需要改動(dòng)的零件多，甚至要改動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體或變速器殼體，改動(dòng)大，改動(dòng)成本高，會(huì)對(duì)混合動(dòng)力的產(chǎn)業(yè)化形成嚴(yán)重障礙；也影響到這些零件的強(qiáng)度與剛度，甚至形成應(yīng)力集中，最終將極大的影響系統(tǒng)壽命和可靠性。另外，這樣的結(jié)構(gòu)適應(yīng)能力差，往往只是針對(duì)一款發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，很難實(shí)現(xiàn)匹配多款發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器，不能做到系列化。
這正是國(guó)內(nèi)眾多混合動(dòng)力車型到目前為之還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的重要因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)帶來(lái)的改動(dòng)大、成本高、無(wú)法實(shí)現(xiàn)系列化等的問(wèn)題，而提供一種結(jié)構(gòu)合理、緊湊、低成本，對(duì)原車改動(dòng)最小，能夠方便實(shí)現(xiàn)系列化的一種新型混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括有發(fā)動(dòng)機(jī)、起動(dòng)齒圈、信號(hào)齒圈、電機(jī)、變速器，其特征是將原本是一個(gè)整體的飛輪一分為二，分為靠近發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)的起動(dòng)齒圈，和靠近變速器一側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)齒圈，而將電機(jī)布置在其兩者之間，具體結(jié)構(gòu)的連接順序?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)曲軸—起動(dòng)齒圈—電機(jī)—信號(hào)齒圈—離合器或液力變矩器。這樣的結(jié)構(gòu)能夠使原來(lái)和發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器發(fā)生連接關(guān)系的飛輪左端面(與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸連接)和飛輪右端面(與離合器或液力變矩器連接)，在發(fā)生結(jié)構(gòu)改變之后，相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的位置、結(jié)構(gòu)仍然保持不變，從而使原有混動(dòng)系統(tǒng)中需要改動(dòng)的零件都不需要再改動(dòng)了。
本混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的突出特點(diǎn)主要集中在電機(jī)布置的位置及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，相比現(xiàn)有混動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具體優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)1.保持了起動(dòng)齒圈相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的位置不變，使起動(dòng)系統(tǒng)不必作任何改變；2.保持了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)齒圈相對(duì)于變速器的位置不變，即保持了信號(hào)齒圈與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的相對(duì)位置不變，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器系統(tǒng)不需要作任何改變；3.飛輪一分為二之后，左端面和右端面的結(jié)構(gòu)及特性相對(duì)于原有內(nèi)燃機(jī)的飛輪沒(méi)有發(fā)生改變，左邊與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸連接、右端與變速器連接的特性也沒(méi)有改變，能夠使原有內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和變速器結(jié)構(gòu)不需要作任何改動(dòng)；4.由于電機(jī)轉(zhuǎn)子不與離合器或液力變矩器直接連接，給電機(jī)的設(shè)計(jì)帶來(lái)自由空間，電機(jī)性能不受限制5.由于該結(jié)構(gòu)對(duì)原有系統(tǒng)改動(dòng)少，改動(dòng)小，相比現(xiàn)有混動(dòng)結(jié)構(gòu)更加方便；6.由于改動(dòng)的部分限制在飛輪這一零件上，而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器幾乎不作改動(dòng)，該種混動(dòng)結(jié)構(gòu)能夠輕松實(shí)現(xiàn)多種發(fā)動(dòng)機(jī)-變速器的匹配，能實(shí)現(xiàn)系列化。能夠大大減少開(kāi)發(fā)成本，產(chǎn)業(yè)化潛力大。


圖1是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；
圖2是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的局部剖視圖；圖3是現(xiàn)有混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；圖4是電機(jī)位于飛輪之前的混合動(dòng)力系統(tǒng)形式的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的局部剖視圖；圖5是電機(jī)位于飛輪之后的混合動(dòng)力系統(tǒng)形式的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的局部剖視圖；圖6是本發(fā)明的混合動(dòng)力系統(tǒng)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的局部剖視圖下面將結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但下述的實(shí)例僅僅是本發(fā)明其中的例子而已，并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)例1由圖6所示，圖6中的6-1為發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，6-2為電機(jī)定子，6-3為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，6-4為變速器殼體，6-5為電機(jī)轉(zhuǎn)子，6-6為信號(hào)齒圈，6-7為離合器或液力變矩器，6-8為起動(dòng)機(jī)，6-9為起動(dòng)齒圈，6-10為發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸。
傳統(tǒng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)及現(xiàn)有混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，起動(dòng)齒圈和飛輪是連接在一起的整體，如圖2中的2-4，圖4中的4-5，圖5中的5-8。
本發(fā)明如圖6，將飛輪在厚度方向上一分為二，分為起動(dòng)齒圈(6-9)和信號(hào)齒圈(6-6)兩個(gè)分離的零件，并在其中間放置電機(jī)轉(zhuǎn)子(6-5)，連接順序?yàn)榍S—起動(dòng)齒圈—電機(jī)轉(zhuǎn)子—信號(hào)齒圈—離合器或液力變矩器。由于飛輪—分為二，能夠使在加入電機(jī)之后，起動(dòng)齒相對(duì)缸體位置不發(fā)生改變，信號(hào)齒相對(duì)于變速器殼體的位置也不發(fā)生改變；換句話說(shuō)就是可以使與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端發(fā)生連接關(guān)系的飛輪左端面，及與變速器輸入端發(fā)生連接關(guān)系的飛輪右端面，相對(duì)于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生改變。最終，本發(fā)明可以使除了飛輪及螺栓等附件之外，對(duì)原有結(jié)構(gòu)不必作任何改動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種新型混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它包括有發(fā)動(dòng)機(jī)、起動(dòng)齒圈、信號(hào)齒圈、電機(jī)、變速器，其特征是將原本是一個(gè)整體的飛輪一分為二，分為靠近發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)的起動(dòng)齒圈，和靠近變速器一側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)齒圈，而將電機(jī)布置在其兩者之間，具體結(jié)構(gòu)的連接順序?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)曲軸-起動(dòng)齒圈-電機(jī)-信號(hào)齒圈-離合器或液力變矩器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征是電機(jī)位于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間，電機(jī)轉(zhuǎn)子位于起動(dòng)齒圈和信號(hào)齒圈之間并與其連接。
全文摘要
一種機(jī)動(dòng)車新型混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它包括有發(fā)動(dòng)機(jī)、起動(dòng)齒圈、信號(hào)齒圈、電機(jī)、變速器，其技術(shù)要點(diǎn)是將原本是一個(gè)整體的飛輪一分為二，分為靠近發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)的起動(dòng)齒圈，和靠近變速器一側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)齒圈，而將電機(jī)布置在其兩者之間，具體結(jié)構(gòu)的連接順序?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)曲軸—起動(dòng)齒圈—電機(jī)—信號(hào)齒圈—離合器或液力變矩器。本發(fā)明由于采用了電機(jī)位于起動(dòng)齒圈和信號(hào)齒圈之間的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使在對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行混合動(dòng)力改造時(shí)，除了飛輪及螺栓等附件之外，其它零部件不需要作任何改變，簡(jiǎn)化了混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少了改動(dòng)量，提高了可靠性和壽命，有利于實(shí)現(xiàn)系列化，有利于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
文檔編號(hào)B60K6/24GK1944092SQ20061004809
公開(kāi)日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月24日
發(fā)明者丁勇, 單紅艷, 王曉娟, 張關(guān)烈, 周煊 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)華晨金杯汽車有限公司