可连续变化传动比的传动系统技术方案

一种可连续变化传动比的传动系统，该传动系统包括输入轴（２）和输出轴（４），并且优选还包括差速齿轮组，该差速齿轮组包括至少三个平行轴（２，４，１２）。该系统还包括分别包括第一和第二转子（１６，３２）以及第一和第二定子（２０，２６；３６，２６）的第一和第二电动机／发电机。所述第一和第二转子（１６，３２）连接到各自的轴。所述第一和第二定子的电连接器连接在一起。控制器（４５）设置成能够控制第一和第二定子之间的电力流动。第一定子的至少一部分（２６）连接到第二定子的至少一部分（２６）。所述部分（２６）能够沿着第一方向移动，从而增大第一电动机／发电机的气隙，减小第二电动机／发电机的气隙，并且能够沿着第二方向移动，从而减小第一电动机／发电机的气隙，增大第二电动机／发电机的气隙。由控制器（４５）控制的致动器（４２）连接到定子的所述部分（２６），以使所述部分（２６）选择性地沿着第一或第二方向移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可连续变化传动比的传动系统，具体地，即使不专门用于汽 车的传动系统，也与用于汽车的类型的传动系统有关，该传动系统包括第一 电动机拨电机和第二电动机拨电机以及控制器，该第一电动机拨电机和第 二电动机/发电机分别包括第一转子和第二转子以及第一定子和第二定子，所 述第一转子和第二转子被连接为与各自的轴一起转动，所述第一定子和第二 定子的电连接器连接在一起，所述控制器设置成控制第一定子和第二定子之 间的电力流动。本专利技术尤其涉及这样一种传动系统，该传动系统还包括差速 齿轮组，该差速齿轮组包括至少三个平行轴，其中两个平行轴分别构成输入 轴和输出轴，并且所有平行轴支撑至少一个与由另一个轴支撑的至少一个齿 轮相啮合的齿轮。
技术介绍
该种传动系统在WO2003/047897、 WO2004/088168和WO2004/072449 中公开，WO2003/047897和WO2004/088168公开了用于机动车辆的主推进 驱动装置的传动系统，WO2004/072449公开了一种用于驱动汽车增压器的传 动系统。具体地说，例如在可能作为参考以进一步详细描述的 WO2003/047897中所详细说明，在该种传动系统中，其中一个电机，即电动 机/发电机，作为发电机并将电力传递给作为电动机的另外一个电机。在电传 递了进一步变化的比例(该比例通常达到总数的大约1/3)的同时，由传动 系统传递的一定比例的动力因而机械地传递。改变在这两个电机之间传递的 电力，其可以通过利用其中一个电机的公知的控制器改变速度来简单地实 现，将导致在输入速度恒定时输出速度变化，从而导致传动系统的齿轮或传动比改变。因而，依赖于当时瞬间的工作条件和每个电机的速度，该两个电机在任 何时间分别用作电动机和发电机或者分别用作发电机和电动机，并且由每个 电机产生的转矩或者应用于每个电机的转矩在宽广范围内变化。然而，当一 个电机的速度高时，另一个电机的速度低，从而当一个电机的转矩高时，另 一个电机的转矩低。
技术实现思路
众所公知的是，电机的效率随着气隙(即转子和定子之间的距离)的大 小而变化。然而，任何电机的最适宜的气隙取决于其工作条件，已发现，在 高速度/低转矩时，需要相对大的气隙，在低速度/高转矩时，需要相对小的 气隙。在以上提及的详细描述公开的传动系统中，两个电机的气隙显然是固 定的，因此，考虑每个电机的预期速度和转矩范围而将这些气隙的大小设定 为最适宜的折衷值。这意味着，在实践中两个电机因此大部分时间都以低于 最适宜的效率运转。因此，本专利技术的一个目的是提供以上提及种类的传动系 统，与已知的传动系统相比，该传动系统的效率得以提高。如上所述，当输出速度变化时，在两个电机之间传递的电力变化，在实 践中，两个电机之间传递的电力在两个不同的输出速度时达到零点，被称作 节点。这意味着动力以零输出速度在两个电机之间传递，其依次意味着该传动系统提供"齿轮空档(geared neutral)"，艮卩，当输入旋转时，输出可能静 止。在传动系统的节点， 一个或者其它电机静止，所有动力通过传动系统机 械地传递，而不是电力地传递，这意味着电力损失最小。因此，希望在一个 或者其它节点工作的时间占整个工作时间的比例尽可能地大。在这两个节 点，其中一个电机是静止的，但是实践中在该电机上仍然存在转矩。需要相 当大的动力来抵制该转矩，这意味着在节点实际上的工作效率小于理论上可以达到的工作效率。因此，本专利技术的另一个目的是提供一种传动系统，该传 动系统适于在其整个工作时间的相对较大比例的时间内在其中一个节点工 作，但是当这样做时，该传动系统的效率大于以上提及的现有技术中公开的 传动系统的效率。以上论述主要涉及包括差速齿轮组的传动系统。然而，在完全电传动系 统中的以上提及的该种传动系统(即没有差速齿轮组)也是众所周知的，涉 及该两个电动机/发电机的工作效率的考虑也是基本类似的。这种传动系统， 例如用于柴油电力火车上并日益用在某些种类的混合动力公路车辆上的传 动系统，包括输入轴，该输入轴连接于第一电动机/发电机的转子，并在使用 中连接于内燃机的输出轴。第一电动机/发电机的电定子连接器通过控制器连 接到第二电动机/发电机的电定子连接器，第二电动机/发电机的转子连接到 传动系统的输出轴，该输出轴在使用中连接到车辆的从动轮。在使用中，内 燃机驱动作为发电机的第一电动机/发电机。控制器确定，例如从车辆加速器 踏板的位置来确定，作为电动机工作的另一个电动机/发电机需要什么样的电 力，并将该数量的电力导向该电动机。任何多余的电力导向车辆电池，以给 该电池充电，并任何所需要的电力的不足取自该车辆电池。在车辆减速时， 第二电动机/发电机再生地工作，即作为发电机使用，由车辆的运动来驱动。 第二电动机/发电机产生的动力由控制器导向电池，以重新给电池充电，禾口/ 或导向作为电动机工作的第一电动机/发电机，该第一电动机/发电机输出的 动力反馈给内燃机，从而降低其燃料消耗。因此，当车辆以低速和高的加速度运动时，第一电动机/发电机以高速 度但相对低的转矩运转，而第二电动机/发电机以相对低的速度和高转矩运 转。然而，当车辆以高而恒定的速度运动时，第二电动机/发电机以高速但低 转矩运转，而第一电动机/发电机以相对低的速度但相对高的转矩运转。因此， 这两个电动机/发电机的速度和转矩特性是互补的，并且当车辆的速度和加速度条件变化时，朝向相反的方向变化。根据本专利技术，以上提及种类的可连续变化传动比的传动系统的特征在 于第一定子的至少一部分连接到第二定子的至少一部分，所述部分能够沿 第一方向移动，从而增大第一电动机/发电机的气隙，并且减小第二电动机/ 发电机的气隙，并且所述部分能够沿第二方向移动，从而减小第一电动机/ 发电机的气隙，并且增大第二电动机/发电机的气隙；设置有致动器，该致动 器由控制器控制并且连接到定子的所述部分，以选择性地使所述部分沿第一 或第二方向移动。优选实施方式还包括差速齿轮组，该差速齿轮组包括至少 三个平行轴，其中两个平行轴分别构成输入轴和输出轴，所有平行轴支撑有 至少一个与由另一个轴支撑的至少一个齿轮相啮合的齿轮。可以理解的是，如果传动系统是完全电力式的，则该两个电动机/发电 机的转子将必然地分别连接到输入轴和输出轴。然而，如果如优选实施方式 所述的，该传动系统还包括差速齿轮组，则两个电动机/发电机的转子可以连 接到两个轴中的任何适当的轴。因此，根据本专利技术优选实施方式的传动系统属于以上提及的任何现有技 术中公开的普通的种类。所有这些文件中的传动系统包括两个电动机/发电 机，该两个电动机/发电机包括各自的转子和定子，并且根据本专利技术，该两个 定子的至少一部分连接在一起，该部分可沿两个相反方向中的任意一个方向 移动。所述电动机/发电机如此布置，以使沿一个方向的运动会增大一个电动 机/发电机的气隙并减小另一个电动机/发电机的气隙，而沿相反方向的运动 会产生相反的效应。致动器连接到定子的所述部分，以使所述部分选择性地 沿两个方向中的一个方向移动。该致动器由控制器控制，该控制器具有多个 输入，包括可表示传动系统的输出速度的输入和可表示施加到传动系统的输 入轴的载荷的输入。该控制器知道每个电动机/发电机的速度和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可连续变化传动比的传动系统，该传动系统包括输入轴、输出轴、第一电动机／发电机和第二电动机／发电机、以及控制器，所述第一电动机／发电机和第二电动机／发电机分别包括第一转子和第二转子以及第一定子和第二定子，所述第一转子和第二转子连接成与各自的轴一起转动，所述第一定子和第二定子的电连接器连接在一起，所述控制器设置成控制所述第一定子和第二定子之间的电力流动，其特征在于，所述第一定子的至少一部分连接到所述第二定子的至少一部分，所述部分能够沿着第一方向移动，从而增大所述第一电动机／发电机的气隙，并且减小所述第二电动机／发电机的气隙，并且所述部分能够沿着第二方向移动，从而减小所述第一电动机／发电机的气隙，并且增大所述第二电动机／发电机的气隙；并且该传动系统设置有致动器，该致动器由所述控制器控制，并且连接到定子的所述部分上，以选择性地使定子的所述部分沿所述第一方向或第二方向移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：FH莫勒，
申请(专利权)人：耐可斯特驱动有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]