专利名称：混合动力城市客车双动力合成与自动变速箱一体化系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种混合动力城市客车中动力与自动变速箱一体系统， 尤其涉及一种纯电动客车、超级电容客车、燃料电池混合动力汽车、及串联 式混合动力客车中的动力与自动变速箱一体系统。
技术背景随着城市化进程的加快，汽车工业迅猛发展，在给社会带来财富和人民 生活带来便捷的同时，也随之带来严重的环境污染和能源消耗，特别是近年 来机动车的增长速度高于城市交通网络建设速度，交通拥堵问题日益严重， 在这种情况下，作为城市交通主力的公交客车时走时停，行车缓慢，使发动 机经常始终运行于低效率高排放的工况下，因此给城市带来很大的复面影响。以上海为例，仅占汽车保有量不到10%的出租车(保有量为4万辆)和公 交车(近2万辆)，其排污量占到汽车尾气排放总量的50%以上，同时城市公 交车更因为其定线、定时，集中管理的特点，更易于推行新能源战略。积极 开展新能源汽车的示范运行，在加强公众环保意识、展现城市形象的同时更 有可能成为新能源汽车发展、推广及产业化的突破口。目前汽车的新能源方案主要有代用燃料方案、纯电动汽车(EV)方案、 燃料电池电动汽车(FCEV)方案以及混合动力方案，其中后三种方案基本上 都是以电机作为最终动力源驱动车辆运行，由于城市客车自重较大，我国各 城市工况差异明显，电机的合理匹配是一个较大的难点，很难处理最高车速 和爬坡度与电机自重的关系。因此，目前的技术关键在于，在一定的电机功 率下，如何构造一种新的方法，在尽量满足轻量化要求的同时，改善整车动力性，縮短加速时间，提高最高车速，满足特殊地区大坡度运行工况。 发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够实现的，可靠性较好的 双动力合成与两档自动变速箱一体化系统，用于改善整车动力性。本实用新型的技术方案是 一种混合动力城市客车双动力合成与自动变 速箱一体化系统，包括双电机驱动的动力系统，两档自动变速箱控制系统， 其特点是双电机驱动的动力系统由双电机通过中间轴实现动力合成，其中 双电机输出的两个小齿轮，同时与中间轴上的被动齿轮啮合，进行第一级减 速，固定连接在中间轴上的两个齿轮分别与输出轴上的两个空套齿轮啮合； 两档自动变速箱控制系统由同步器，气动控制装置，整车控制器构成，其中 同步器上的接合套与其中一个空套齿轮啮合，将动力传递到输出轴上，接合 套与气动控制装置中的汽缸推杆及拨叉连接，整车控制器控制气缸活塞的运 动，汽缸通过推杆带动拨叉移动，拨动接合套移动，实现两档变速。整车控制器通过两个继电器与三位五通气动换向阀连接，三位五通气动 换向阀通过两个单向节流阀与气缸连接；三位五通气动换向阀的进气口接气 动三联件；汽缸为单出杆汽缸。本实用新型的有益效果是双电机通过一中间轴实现动力合成，再通 过同步器实现两档变速，最后通过输出轴连接主减速器驱动车辆动运行，整 个动力合成与变速箱实现一体化；两档自动变速箱控制系统采用气动控制的 方案，通过整车控制器控制气缸活塞的运动，实现换档的要求；结合排档输 入信号，通过整车控制策略实现自动变速与手动变速的选择切换。因此，本 实用新型可改善混合动力城市客车的动力性，提高整车轻量化指标。
图1是双动力合成与两档自动变速箱机械一体化控制系统原理图；图2是双动力合成与两档自动变速箱机械一体化机构剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅 用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读 了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改 动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。如图l， 2所示，本实用新型的混合动力城市客车双动力合成与自动变速 箱一体化系统，包括双电机驱动的动力系统，两档自动变速箱控制系统。双电机驱动的动力系统由双电机通过中间轴实现动力合成，其中双电机 输出的两个小齿轮l, 2，同时与中间轴上的被动齿轮3啮合，进行第一级减 速，固定连接在中间轴上的两个齿轮4， 5分别与输出轴上的空套齿轮6， 7 啮合；两档自动变速箱控制系统由同步器，气动控制装置，整车控制器VMS 构成，其中同步器上的接合套9与空套齿轮6或空套齿轮7啮合，将动力传 递到输出轴17上，接合套9与气动控制装置中的汽缸10推杆及拨叉8连接， 整车控制器VMS控制气缸10活塞的运动，汽缸10通过推杆带动拨叉8移动， 拨动接合套9移动，实现两档变速。整车控制器VMS通过两个继电器13， 15与三位五通气动换向阀12连接， 三位五通气动换向阀12通过两个单向节流阀11， 16与气缸10连接；三位 五通气动换向阀12的进气口接气动三联件14;汽缸10为单出杆汽缸。客车风管的压縮空气经单向阀11和一个气动三联件14，实现油水分离及润滑油雾化后，整车控制器VMS根据驾驶员换档选择换档指令进行选择，当进入自动换档模式后，整车控制策略将根据车速和踏板信号进行换档处 理，即通过控制两个继电器13， 15，控制一个三位五通阀气动换向阀12， 实现气缸10的位置控制，即继电器13通电后，压縮空气经单向节流阀11 流入气缸左侧，而气缸右侧压缩空气经节流阀16，再通过三位五通阀气动换 向阀12与大气相连，形成气缸10两侧的压力差，实现气缸10活塞的右移， 并通过节流阀10的排气节流方式完成其速度控制。反之，通过继电器15， 实现气缸10活塞的左移。气缸10活塞的左右移动，带动拨叉8实现同步器 9的两级换档，实现变速箱的两档变速。在换档过程中，完成对电机的卸载， 以及同步器9吸合后，风管路的卸荷处理；当进入手动换档模式后，仅依靠 驾驶员输入的档拉信号，直接控制以上两个继电器13， 15,同时完成电机的 卸载，以及风管路的卸荷，实现自动变速。整个动力系统为双动力系统，即双电机驱动的方式，这样在总功率不变 的情况下，两个小功率电机的质量将大副度下降，所以必须双采用双电机转 矩合成的方式，即电机输出的两个小齿轮l， 2，同时驱动中间轴上的被动齿 轮3，进行第一级减速，减速后，固定连接在中间轴上的两个齿轮4， 5与输 出轴上的空套齿轮6， 7啮合。通过同步器，当同步器上的接合套9与其中 空套齿轮6或空套齿轮7啮合，将动力传递到输出轴17上。接合套9的移 动由汽缸IO—推杆一拨叉8驱动。单出杆汽缸10通过推杆带动拨叉8移动， 拨动接合套9移动，通过同步器作用，进入换挡。安装后，变速器的挡位处 于高速挡；当需要换挡时，汽缸10在压縮气体作用下，通过推杆一拨叉8 动作，变速器挂入低速挡；高速挡同理反之。
权利要求1. 一种混合动力城市客车双动力合成与自动变速箱一体化系统，包括双电机驱动的动力系统，两档自动变速箱控制系统，其特征在于，所述双电机驱动的动力系统由双电机通过中间轴实现动力合成，其中双电机输出的两个小齿轮(1，2)同时与中间轴上的被动齿轮(3)啮合，进行第一级减速，固定连接在中间轴上的两个齿轮(4，5)分别与输出轴上的空套齿轮(6，7)啮合；所述两档自动变速箱控制系统由同步器，气动控制装置，整车控制器VMS构成，其中同步器上的接合套(9)与空套齿轮(6)或空套齿轮(7)啮合，将动力传递到输出轴(17)上，接合套(9)与气动控制装置中的汽缸(10)的推杆及拨叉(8)连接，整车控制器VMS控制气缸(10)活塞的运动，汽缸(10)通过推杆带动拨叉(9)移动，拨动接合套(9)移动，实现两档变速。
2. 根据权利要求1所述的混合动力城市客车双动力合成与自动变速箱一体化 系统，其特征在于，所述整车控制器VMS通过两个继电器(13， 15)与三位 五通气动换向阀(12)连接，三位五通气动换向阀(12)通过两个单向节流 阀(11， 16)与气缸(10)连接。
3. 根据权利要求2所述的混合动力城市客车双动力合成与自动变速箱一体化 系统，其特征在于，所述三位五通气动换向阀(12)的进气口接气动三联件(14)。
4. 根据权利要求1所述的混合动力城市客车双动力合成与自动变速箱一体化 系统，其特征在于，所述汽缸(10)为单出杆汽缸。
专利摘要本实用新型涉及一种混合动力城市客车双动力合成与自动变速箱一体化系统，包括双电机驱动的动力系统，两档自动变速箱控制系统，其特点是双电机驱动的动力系统由双电机通过中间轴实现动力合成，双电机输出的两个小齿轮，同时与中间轴上的被动齿轮啮合，固定连接在中间轴上的两个齿轮分别与输出轴上的两个空套齿轮啮合；两档自动变速箱控制系统由同步器，气动控制装置，整车控制器构成，同步器上的接合套与一个空套齿轮啮合，将动力传递到输出轴上，接合套与气动控制装置中的汽缸推杆及拨叉连接，整车控制器控制汽缸活塞的运动，汽缸通过推杆带动拨叉移动，拨动接合套移动，实现两档变速。可改善混合动力城市客车的动力性，提高整车轻量化指标。
文档编号F16H61/32GK201110369SQ20072007401
公开日2008年9月3日 申请日期2007年8月23日 优先权日2007年8月23日
发明者钢 万, 杰 姚, 孙泽昌, 钟再敏, 陈幸波 申请人:上海燃料电池汽车动力系统有限公司;万 钢