履帶車輛用雙差速器機電復合傳動裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于動力傳動【技術領域】，具體涉及一種雙差速器機電復合傳動裝置。一種履帶車輛用雙差速器機電復合傳動裝置，其技術方案是，本發(fā)明主要由2臺驅動電機、2套3擋行星變速機構、左匯流行星排、右匯流行星排、2根連接左匯流排與右匯流排的零軸及4對連接齒輪，2套減速行星排、2套主制動器以及2套側減速機構組成。本發(fā)明只采用兩驅動電機形式，布置兩個匯流行星排，通過兩根類似于雙功率流驅動形式的零軸連接兩差速器，解決雙電機獨立驅動的內側履帶到外側履帶的回流功率傳遞問題，有效減低驅動電機的功率等級，驅動電機可兼顧直駛和轉向功能，實現無級驅動、無級轉向和零位轉向等功能，可提高傳動裝置的體積功率密度。
【專利說明】履帶車輛用雙差速器機電復合傳動裝置【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于動力傳動【技術領域】，具體涉及一種雙差速器機電復合傳動裝置。
【背景技術】
[0002]電傳動具有布置靈活，無級調速等優(yōu)點，隨著電傳動系統(tǒng)效率及功率密度的提高，其在履帶車輛的應用將會更廣泛。最簡單的履帶車輛電傳動系統(tǒng)采用兩臺電機分別獨立驅動單側履帶，通過兩臺電機的速差實現履帶車輛的轉向。但履帶車輛小半徑轉向過程中低速側履帶必須提供制動力，高速側履帶必須提供驅動力，產生低速履帶到高速履帶的回流功率，引起小半徑轉向某些工況下高速側履帶傳遞的功率為直駛推進時功率的170%，導致兩側驅動電機的功率等級需求增大，嚴重影響了電傳動系統(tǒng)的功率密度。因此需要將低速側履帶的回流功率通過其他路徑轉移到高速側，以降低電機的功率等級。
[0003]轉向和直駛的雙功率流驅動形式，直駛電機提供直駛轉矩，轉向電機提供轉向轉矩，轉向時內側履帶功率經過匯流行星排通過機械的方式傳遞到外側履帶，傳遞效率高，并且所需的轉向電機與直駛電機功率小。缺點是直駛時轉向電機不工作，存在功率閑置，難以進一步提高傳動系統(tǒng)的功率密度。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是:為克服現有技術的不足，提出了一種適用于履帶車輛用雙差速器機電復合傳動裝置，解決雙電機獨立驅動的內側履帶到外側履帶的回流功率傳遞問題；
[0005]本發(fā)明的技術方案是:一種履帶車輛用雙差速器機電復合傳動裝置，它包括:左側驅動電機、左側三擋行星變速機構、左側一擋制動器、左側二擋制動器、左側三擋離合器、左側齒圈連接齒輪、左側零軸連接齒輪、左側太陽輪連接齒輪、上零軸、左側匯流排、左側減速行星排、左側主制動器、左側傳動器、右側驅動電機、右側三擋行星變速機構、右側一擋制動器、右側二擋制動器、右側三 擋離合器、右側齒圈連接齒輪、右側零軸連接齒輪、右側太陽輪連接齒輪、下零軸、右側匯流排、右側減速行星排、右側主制動器和右側傳動器；
[0006]左側驅動電機的輸出軸通過左側三擋離合器與左側三擋行星變速機構的兩個太陽輪相連接；其中，左側一擋制動器、左側二擋制動器對左側三擋行星變速機構的兩個太陽輪進行控制；左側三擋行星變速機構的輸出行星架與左側匯流排的齒圈以及左側齒圈連接齒輪相連接；左側匯流排的齒圈與左側減速行星排的太陽輪相連，左側減速行星排的輸出行星架經過左側主制動器和左側傳動器驅動左側履帶；
[0007]右側驅動電機的輸出軸通過右側三擋離合器與右側三擋行星變速機構的兩個太陽輪相連接；其中，右側一擋制動器、右側二擋制動器對右側三擋行星變速機構的兩個太陽輪進行控制；右側三擋行星變速機構的輸出行星架與右側匯流排的齒圈以及右側齒圈連接齒輪相連接；右側匯流排的齒圈與右側減速行星排的太陽輪相連，右側減速行星排的輸出行星架經過右側主制動器和右側傳動器驅動右側履帶；
[0008]左側驅動電機與右側驅動電機并列同軸布置，上零軸的兩端分別連接左側零軸連接齒輪與右側太陽輪連接齒輪，左側零軸連接齒輪與左側齒圈連接齒輪相嚙合；下零軸的兩端分別連接右側零軸連接齒輪與左側太陽輪連接齒輪，右側零軸連接齒輪與右側齒圈連接齒輪相嚙合。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:(1)利用3擋行星變速機構，大大降低了驅動電機的轉矩和調速范圍，減小電機技術風險并提供傳動裝置的功率密度；同時可充分利用電機的高效區(qū)間，提高了傳動裝置的傳動效率。
[0010](2)采用兩根零軸、連接齒輪連接左右匯流行星排，可實現轉向過程中的內側履帶回流功率傳遞到外側履帶，其中大部分功率通過機械形式傳遞，實現了轉向回流功率的高效傳遞和利用。
[0011](3)可通過2臺驅動電機反轉，實現倒擋，無需設置倒擋機構，結構簡單。
[0012](4)省去了雙流傳動的轉向機構和轉向電機，兩臺驅動電機兼顧直駛和轉向，驅動電機功率充分利用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明結構示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明優(yōu)先實施例結構示意圖；
[0015]其中，IOa-左側驅動電機、20a-左側三擋行星變速機構、21a_左側一擋制動器、22a-左側二擋制動器、23a-左側三擋離合器、30a_左側齒圈連接齒輪、31a_左側零軸連接齒輪、32a-左側太陽輪連接齒輪、40a-上零軸、50a_左側匯流排、60a_左側減速行星排、70a-左側主制動器、80a-左側傳動器、IOb-右側驅動電機、20b_右側三擋行星變速機構、21b-右側一擋制動器、22b-右側二擋制動器、23b-右側三擋離合器、30b-右側齒圈連接齒輪、31b-右側零軸連接齒輪、32b-右側太陽輪連接齒輪、40b-下零軸、50b-右側匯流排、60b-右側減速行星排、70b-右側主制動器、80b-右側傳動器。
【具體實施方式】
[0016]參見附圖1，一種履帶車輛用雙差速器機電復合傳動裝置，它包括:左側驅動電機10a、左側三擋行星變速機構20a、左側一擋制動器21a、左側二擋制動器22a、左側三擋離合器23a、左側齒圈連接齒輪30a、左側零軸連接齒輪31a、左側太陽輪連接齒輪32a、上零軸40a、左側匯流排50a、左側減速行星排60a、左側主制動器70a、左側傳動器80a、右側驅動電機10b、右側三擋行星變速機構20b、右側一擋制動器21b、右側二擋制動器22b、右側三擋離合器23b、右側齒圈連接齒輪30b、右側零軸連接齒輪31b、右側太陽輪連接齒輪32b、下零軸40b、右側匯流排50b、右側減速行星排60b、右側主制動器70b和右側傳動器80b ；
[0017]左側驅動電機IOa的輸出軸通過左側三擋離合器23a與左側三擋行星變速機構20a的兩個太陽輪相連接；其中，左側一擋制動器21a、左側二擋制動器22a對左側三擋行星變速機構20a的兩個太陽輪進行控制；左側三擋行星變速機構20a的輸出行星架與左側匯流排50a的齒圈以及左側齒圈連接齒輪30a相連接；左側匯流排50a的齒圈與左側減速行星排60a的太陽輪相連，左側減速行星排60a的輸出行星架經過左側主制動器70a和左側傳動器80a驅動左側履帶；
[0018]右側驅動電機IOb的輸出軸通過右側三擋離合器23b與右側三擋行星變速機構20b的兩個太陽輪相連接；其中，右側一擋制動器21b、右側二擋制動器22b對右側三擋行星變速機構20b的兩個太陽輪進行控制；右側三擋行星變速機構20b的輸出行星架與右側匯流排50b的齒圈以及右側齒圈連接齒輪30b相連接；右側匯流排50b的齒圈與右側減速行星排60b的太陽輪相連，右側減速行星排60b的輸出行星架經過右側主制動器70b和右側傳動器80b驅動右側履帶；
[0019]左側驅動電機IOa與右側驅動電機IOb并列同軸布置，上零軸40a的兩端分別連接左側零軸連接齒輪31a與右側太陽輪連接齒輪32b，左側零軸連接齒輪31a與左側齒圈連接齒輪30a相嚙合；下零軸40b的兩端分別連接右側零軸連接齒輪31b與左側太陽輪連接齒輪32a，右側零軸連接齒輪31b與右側齒圈連接齒輪30b相嚙合。
[0020]左側驅動電機IOa輸出的動力經過左側三擋行星變速機構20a后，分兩路傳遞；一路傳遞到左側匯流排50a的齒圈，另一路經過左側齒圈連接齒輪30a、左側零軸連接齒輪31a、上零軸40a和右側太陽輪連接齒輪32b傳遞到右側匯流排50b的太陽輪；
[0021]右側驅動電機IOb輸出的動力經過右側三擋行星變速機構20b后，分兩路傳遞；一路傳遞到右側匯流排50b的齒圈，另一路經過右側齒圈連接齒輪30b、右側零軸連接齒輪31b、下零軸40b和左側太陽輪連接齒輪32a傳遞到左側匯流排50a的太陽輪；
[0022]左側匯流排50a匯聚兩路功率后，依次經過左側減速行星排60a、左側主制動器70a和左側傳動器80a驅動左側履帶；
[0023]右側匯流排50b匯聚兩路功率后，依次經過右側減速行星排60b、右側主制動器70b和右側傳動器80b驅動右側履帶。
[0024]參見附圖2，本發(fā)明中左側三擋行星變速機構20a與右側三擋行星變速機構20b優(yōu)選為拉維娜行星機構。
[0025]在爬坡的工況下，左側驅動電機IOa與右側驅動電機IOb同向同速轉動，左側一擋制動器21a與右側一擋制動器21b結合，使得左側三擋行星變速機構20a與右側三擋行星變速機構20b處于I擋，驅動履帶車爬坡。
[0026]在正常行駛的工況下，左側驅動電機IOa與右側驅動電機IOb同向同速轉動，左側二擋制動器22a與右側二擋制動器22b結合，使得左側三擋行星變速機構20a與右側三擋行星變速機構20b處于2擋，驅動履帶車正常行駛。
[0027]在高速行駛的工況下，左側驅動電機IOa與右側驅動電機IOb同向同速轉動，左側三擋離合器23a與右側三擋離合器23b結合，使得左側三擋行星變速機構20a與右側三擋行星變速機構20b處于3擋，驅動履帶車高行駛。
[0028]在中心轉向工況下，左側驅動電機IOa與右側驅動電機IOb反向同速轉動，左側一擋制動器21a與右側一擋制動器21b結合，使得左側三擋行星變速機構20a與右側三擋行星變速機構20b處于I擋，實現履帶車中心轉向。
[0029]在大半徑轉向工況時，左側三擋行星變速機構20a與右側三擋行星變速機構20b處于同一擋位，控制左側驅動電機IOa與右側驅動電機IOb的轉速，使得內側驅動電機的速度降低值等于外側電機的速度增加值，保持履帶車的中心平均速度不變，實現大半徑轉向。大半徑轉向時，沒有轉向回流功率，兩側履帶均發(fā)出功率。
[0030]在小半徑轉向工況時，左側三擋行星變速機構20a與右側三擋行星變速機構20b處于同一擋位，控制左側驅動電機IOa與右側驅動電機IOb的轉速，使得內側驅動電機的速度降低值等于外側電機的速度增加值，內側驅動電機的轉矩逐漸減小至負值，履帶車產生轉向回流功率，實現小半徑轉向。由于轉向半徑小于自由轉向半徑，履帶車輛產生轉向回流功率，內側履帶的回流功率通過機械與電功率的形式傳遞到外側履帶，降低了驅動電機的功率需求。
【權利要求】
1.一種履帶車輛用雙差速器機電復合傳動裝置，其特征是，它包括:左側驅動電機(10a)、左側三擋行星變速機構(20a)、左側一擋制動器(21a)、左側二擋制動器(22a)、左側三擋離合器(23a)、左側齒圈連接齒輪(30a)、左側零軸連接齒輪(31a)、左側太陽輪連接齒輪(32a)、上零軸(40a)、左側匯流排(50a)、左側減速行星排(60a)、左側主制動器(70a)、左側傳動器(80a)、右側驅動電機(10b)、右側三擋行星變速機構(20b)、右側一擋制動器(21b)、右側二擋制動器(22b)、右側三擋離合器(23b)、右側齒圈連接齒輪(30b)、右側零軸連接齒輪(31b)、右側太陽輪連接齒輪(32b)、下零軸(40b)、右側匯流排(50b)、右側減速行星排(60b)、右側主制動器(70b)和右側傳動器(80b); 所述左側驅動電機(IOa)的輸出軸通過所述左側三擋離合器(23a)與所述左側三擋行星變速機構(20a)的兩個太陽輪相連接；其中，所述左側一擋制動器(21a)、左側二擋制動器(22a)對所述左側三擋行星變速機構(20a)的兩個太陽輪進行控制；所述左側三擋行星變速機構(20a)的輸出行星架與所述左側匯流排(50a)的齒圈以及所述左側齒圈連接齒輪(30a)相連接；所述左側匯流排(50a)的齒圈與所述左側減速行星排(60a)的太陽輪相連，所述左側減速行星排(60a)的輸出行星架經過所述左側主制動器(70a)和所述左側傳動器(80a)驅動左側履帶； 所述右側驅動電機(IOb)的輸出軸通過所述右側三擋離合器(23b)與所述右側三擋行星變速機構(20b)的兩個太陽輪相連接；其中，所述右側一擋制動器(21b)、右側二擋制動器(22b)對所述右側三擋行星變速機構(20b)的兩個太陽輪進行控制；所述右側三擋行星變速機構(20b)的輸出行星架與所述右側匯流排(50b)的齒圈以及所述右側齒圈連接齒輪(30b)相連接；所述右側匯流排(50b)的齒圈與所述右側減速行星排(60b)的太陽輪相連，所述右側減速行星排(60b)的輸出行星架經過所述右側主制動器(70b)和所述右側傳動器(80b)驅動右側履帶； 所述左側驅動電機(IOa)與所述右側驅動電機(IOb)并列同軸布置，所述上零軸(40a)的兩端分別連接所述左側零軸連接齒輪(31a)與所述右側太陽輪連接齒輪(32b)，所述左側零軸連接齒輪(31a)與所述左側齒圈連接齒輪(30a)相嚙合；所述下零軸(40b)的兩端分別連接所述右側零軸連接齒輪(31b)與所述左側太陽輪連接齒輪(32a)，所述右側零軸連接齒輪(3 Ib)與所述右側齒圈連接齒輪(30b)相嚙合。
2.如權利要求1所述的一種履帶車輛用雙差速器機電復合傳動裝置，其特征是，所述左側三擋行星變速機構(20a)與所述右側三擋行星變速機構(20b)均為拉維娜行星機構。
3.如權利要求1或2所述的一種履帶車輛用雙差速器機電復合傳動裝置，其特征是，所述左側驅動電機(IOa)輸出的動力經過所述左側三擋行星變速機構(20a)后，分兩路傳遞；一路傳遞到所述左側匯流排(50a)的齒圈，另一路經過所述左側齒圈連接齒輪(30a)、所述左側零軸連接齒輪(31a)、所述上零軸(40a)和所述右側太陽輪連接齒輪(32b)傳遞到所述右側匯流排(50b)的太陽輪； 所述右側驅動電機(IOb)輸出的動力經過所述右側三擋行星變速機構(20b)后，分兩路傳遞；一路傳遞到所述右側匯流排(50b)的齒圈，另一路經過所述右側齒圈連接齒輪(30b)、所述右側零軸連接齒輪(3lb)、所述下零軸(40b)和所述左側太陽輪連接齒輪(32a)傳遞到所述左側匯流排(50a)的太陽輪； 所述左側匯流排(50a)匯聚兩路功率后，依次經過所述左側減速行星排(60a)、所述左側主制動器(70a)和所述左側傳動器(80a)驅動左側履帶； 所述右側匯流排(50b)匯聚兩路功率后，依次經過所述右側減速行星排(60b)、所述右側主制動器(70b)和所述右側傳動器(80b)驅動右側履帶。
4.如權利要求3所述的一種履帶車輛用雙差速器機電復合傳動裝置，其特征是，在爬坡的工況下，所述左側驅動電機(IOa)與所述右側驅動電機(IOb)同向同速轉動，所述左側一擋制動器(21a)與所述右側一擋制動器(21b)結合，使得所述左側三擋行星變速機構(20a)與所述右側三擋行星變速機構(20b)處于I擋，驅動履帶車爬坡。
5.如權利要求3所述的一種履帶車輛用雙差速器機電復合傳動裝置，其特征是，在正常行駛的工況下，所述左側驅動電機(IOa)與所述右側驅動電機(IOb)同向同速轉動，所述左側二擋制動器(22a)與所述右側二擋制動器(22b)結合，使得所述左側三擋行星變速機構(20a)與所述右側三擋行星變速機構(20b)處于2擋，驅動履帶車正常行駛。
6.如權利要求3所述的一種履帶車輛用雙差速器機電復合傳動裝置，其特征是，在高速行駛的工況下，所述左側驅動電機(IOa)與所述右側驅動電機(IOb)同向同速轉動，所述左側三擋離合器(23a)與所述右側三擋離合器(23b)結合，使得所述左側三擋行星變速機構(20a)與所述右側三擋行星變速機構(20b)處于3擋，驅動履帶車高行駛。
7.如權利要求3所述的一種履帶車輛用雙差速器機電復合傳動裝置，其特征是，在中心轉向工況下，所述左側驅動電機(IOa)與所述右側驅動電機(IOb)反向同速轉動，所述左側一擋制動器(21a)與所述右側一擋制動器(21b)結合，使得所述左側三擋行星變速機構(20a)與所述右側三擋行星變速機構(20b)處于I擋，實現履帶車中心轉向。
8.如權利要求3所述的一種履帶車輛用雙差速器機電復合傳動裝置，其特征是，在大半徑轉向工況時，所述左側三擋行星變速機構(20a)與所述右側三擋行星變速機構(20b)處于同一擋位，控制所述左 側驅動電機(IOa)與所述右側驅動電機(IOb)的轉速，使得內側驅動電機的速度降低值等于外側電機的速度增加值，保持履帶車的中心平均速度不變，實現大半徑轉向。
9.如權利要求3所述的一種履帶車輛用雙差速器機電復合傳動裝置，其特征是，在小半徑轉向工況時，所述左側三擋行星變速機構(20a)與所述右側三擋行星變速機構(20b)處于同一擋位，控制所述左側驅動電機(IOa)與所述右側驅動電機(IOb)的轉速，使得內側驅動電機的速度降低值等于外側電機的速度增加值，所述內側驅動電機的轉矩逐漸減小至負值，履帶車產生轉向回流功率，實現小半徑轉向。
【文檔編號】B60K17/12GK103465777SQ201310309080
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年7月22日 優(yōu)先權日:2013年7月22日
【發(fā)明者】彭增雄, 胡紀濱, 苑士華, 李雪原, 荊崇波, 魏超, 吳維 申請人:北京理工大學