Гибридная трансмиссия для автотранспортного средства - RU2625689C2

Чертежи

Показать все 15 чертежа(ей)

Описание

Настоящее изобретение относится к гибридной трансмиссии для автотранспортного средства, содержащей основную коробку передач, выполненную в виде механической коробки передач с множеством передаточных чисел и выполненную с возможностью соединения с приводным валом двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, и единственную электрическую машину, которая соединена с основной коробкой передач для того, чтобы помогать двигателю внутреннего сгорания транспортного средства создавать крутящий момент, передаваемый на колеса транспортного средства.

Гибридные трансмиссии для автотранспортных средств как с одним сцеплением, так и с двумя сцеплениями, в которых электрическая машина постоянно соединена или выборочно соединяется с ведущим валом или с промежуточным валом основной коробки передач для передачи крутящего момента на подобный вал или для получения крутящего момента с подобного вала, известны. Электрическая машина, таким образом, может выполнять не только основные функции тяги (создания механической мощности для колес транспортного средства за счет использования энергии аккумуляторов транспортного средства) и регенерации (генерирования электрической энергии для зарядки аккумуляторов транспортного средства за счет восстановления кинетической энергии транспортного средства или за счет использования двигателя внутреннего сгорания во время остановки транспортного средства), но также и вспомогательные функции, такие как, например, функцию генератора или стартера.

В документе ЕР-А-1232891 раскрыта гибридная трансмиссия для автотранспортного средства, содержащая основную коробку передач и единственную электрическую машину, в которой основная коробка передач является механической коробкой передач с множеством зубчатых передач и содержит по меньшей мере один ведущий вал, выполненный с возможностью соединения с приводным валом двигателя внутреннего сгорания, и по меньшей мере один промежуточный вал, выполненный с возможностью соединения с колесами транспортного средства. Электрическая машина разъемно соединена как по меньшей мере с одним ведущим валом, так и по меньшей мере с одним промежуточным валом посредством соединительной зубчатой пары, которая включает в себя первое зубчатое колесо, установленное вхолостую на по меньшей мере одном ведущем валу, и второе зубчатое колесо, установленное вхолостую на по меньшей мере одном промежуточном валу и непосредственно или опосредованно зацепляющееся с первым зубчатым колесом таким образом, чтобы обеспечивать передачу крутящего момента между электрической машиной и по меньшей мере одним ведущим и промежуточным валами. Трансмиссия дополнительно содержит первое соединительное устройство, расположенное между электрической машиной и по меньшей мере одним ведущим валом, для управления соединением между электрической машиной и подобным валом, а также второе соединительное устройство, расположенное между электрической машиной и по меньшей мере одним промежуточным валом, для управления соединением между электрической машиной и подобным валом. Первое соединительное устройство может переводиться в зацепленное положение, в котором оно вращательно соединяет первое зубчатое колесо с соответствующим ведущим валом, и в расцепленное положение, в котором оно разъединяет первое зубчатое колесо от соответствующего ведущего вала. Второе соединительное устройство может перемещаться по меньшей мере в зацепленное положение, в котором оно вращательно соединяет второе зубчатое колесо с соответствующим промежуточным валом, и в расцепленное положение, в котором оно разъединяет второе зубчатое колесо от соответствующего промежуточного вала таким образом, чтобы, когда первое соединительное устройство находится в зацепленном положении, электрическая машина могла передавать крутящий момент на ведущий вал, на котором установлено первое зубчатое колесо, а когда второе соединительное устройство находится в расцепленном положении, электрическая машина могла передавать крутящий момент на промежуточный вал, на котором установлено второе зубчатое колесо.

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать гибридную трансмиссию для автотранспортного средства, обеспечивающую широкий диапазон режимов работы.

Эта и другие задачи настоящего изобретение достигаются за счет гибридной трансмиссии для автотранспортного средства, содержащей помимо признаков из предшествующего уровня техники, уже упоминавшихся выше, вторую коробку передач с двумя или более передачами, расположенную между электрической машиной и первым или вторым зубчатым колесом, подобная вторая коробка передач позволяет менять передаточное число между электрической машиной и основной коробкой передач.

Другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут понятны из последующего подробного описания, предлагаемого исключительно в качестве неограничивающего примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых представлено следующее:

фиг.1 - вид в перспективе гибридной трансмиссии для автотранспортного средства согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - продольный разрез сечения трансмиссии по фиг.1;

фиг.3 и 4 - разрез и вид спереди, соответственно, на которых детализировано, с укрупнением показана вторая коробка передач (т.е. коробка передач, сопряженная с электрической машиной) трансмиссии по фиг.1;

фиг.5 - вид трансмиссии по фиг.1 в нейтральном положении;

фиг.6 - вид трансмиссии по фиг.1 в гибридном тяговом режиме с зацепленной первой зубчатой передачей;

фиг.7 - вид трансмиссии по фиг.1 в гибридном тяговом режиме с зацепленной второй зубчатой передачей;

фиг.8 - вид трансмиссии по фиг.1 в гибридном тяговом режиме с зацепленной третьей зубчатой передачей;

фиг.9 - вид трансмиссии по фиг.1 в гибридном тяговом режиме с зацепленной четвертой зубчатой передачей;

фиг.10 - вид трансмиссии по фиг.1 в гибридном тяговом режиме с зацепленной пятой зубчатой передачей;

фиг.11 - вид трансмиссии по фиг.1 в гибридном тяговом режиме с зацепленной шестой зубчатой передачей;

фиг.12 - вид трансмиссии по фиг.1 в полностью электрическом тяговом режиме с зацепленной первой передачей второй коробки передач;

фиг.13 - вид трансмиссии по фиг.1 в полностью электрическом тяговом режиме с зацепленной второй передачей второй коробки передач;

фиг.14 - вид трансмиссии по фиг.1 в положении, при котором электрическая машина соединена с двигателем внутреннего сгорания транспортного средства с зацепленной первой передачей второй коробки передач; и

фиг.15 - вид трансмиссии по фиг.1 в положении, при котором электрическая машина соединена с двигателем внутреннего сгорания транспортного средства с зацепленной второй передачей второй коробки передач.

Со ссылкой на фиг.1 и 2, гибридная трансмиссия для автотранспортного средства по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, в целом, обозначена позицией 10 и, в общем, содержит основную коробку передач 12, сопряженную с двигателем внутреннего сгорания транспортного средства, электрическую машину 14, разъемно соединенную с основной коробкой 12 передач, и вторую коробку 16 передач, сопряженную с электрической машиной 14. Основная коробка 12 передач является механической коробкой передач (т.е. коробкой передач с зубчатыми колесами) с множеством передач (в предлагаемом варианте осуществления коробка передач с шестью передачами) и предназначена для соединения ее входной стороной с двигателем внутреннего сгорания (не показан) транспортного средства через фрикционное сцепление 18 (схематично показано на фиг.5-15), и ее выходной стороной с колесами транспортного средства (не показаны) через дифференциал 20 и пару полуосей 22. Фрикционное сцепление 18, также как и дифференциал 20 известны из уровня техники и не играют никакой особой роли в настоящем изобретении, поэтому в последующем описании они подробно рассматриваться не будут. Электрическая машина 14 может быть соединена как с входной стороной, так и с выходной стороной основной коробки 12 передач и, следовательно, может осуществлять обмен (т.е. передавать и получать) крутящего момента как с двигателем внутреннего сгорания, так и с колесами транспортного средства в разных рабочих режимах, которые далее будут рассмотрены более детализировано. Вторая коробка 16 передач расположена между электрической машиной 14 и основной коробкой 12 передач для изменения передаточного числа, с которым электрическая машина 14 передает/принимает движение на/с основной коробки 12 передач.

В предлагаемом варианте осуществления трансмиссия является трансмиссией с одним сцеплением, а, следовательно, основная коробка 12 передач содержит единственный ведущий вал 24, который торсионно может соединяться с приводным валом двигателя внутреннего сгорания транспортного средства посредством фрикционного сцепления 18. В любом случае трансмиссия может быть даже с двойным сцеплением, в этом случае основная коробка передач будет содержать, как это известно из уровня техники, два ведущих вала, каждый из которых может соединяться с приводным валом двигателя внутреннего сгорания транспортного средства посредством соответствующего фрикционного сцепления. Кроме этого, в предлагаемом варианте осуществления основная коробка 12 передач является двухосевой коробкой, а, следовательно, содержит единственный промежуточный вал 26, расположенный параллельно ведущему валу 24. В любом случае основная коробка 12 передач может содержать даже более одного промежуточного вала.

На ведущем валу 24 основной коробки 12 передач установлено множество зубчатых колес (в предлагаемом варианте осуществления - шесть ведущих зубчатых колес), каждое из которых сопряжено с соответствующей передачей, тогда как на промежуточном валу 26 установлено соответствующее множество ведомых зубчатых колес, каждое из которых постоянно зацеплено с соответствующим зубчатым колесом для включения соответствующей передачи. На промежуточном валу 26 также установлена понижающая шестерня 28, выполненная с возможностью зацепления с входным зубчатым колесом дифференциала 20. В частности, в предлагаемом варианте осуществления на ведущем валу 24 установлено, слева направо на фиг.2, ведущее зубчатое колесо 30, сопряженное с третьей передачей, ведущее зубчатое колесо 32, сопряженное с шестой передачей, ведущее зубчатое колесо 34, сопряженное с четвертой передачей, ведущее зубчатое колесо 36, сопряженное со второй передачей, ведущее зубчатое колесо 38, сопряженное с пятой передачей, и ведущее зубчатое колесо 40, сопряженное с первой передачей. Ведущие зубчатые колеса 34, 36, 38 и 40 выполнены в виде фиксированных зубчатых колес, а, следовательно, постоянно вращательно соединены с ведущим валом 24, тогда как ведущие зубчатые колеса 30 и 32 установлены вхолостую на ведущем валу 24 и могут выборочно вращательно соединяться с последним посредством соединительного устройства 42 известного типа. Соединительное устройство 42 может перемещаться в первое зацепленное положение (положение слева на фиг.2), в котором оно вращательно соединяет ведущее зубчатое колесо 30 с ведущим валом 24, во второе зацепленное положение (положение справа на фиг.2), в котором оно вращательно соединяет ведущее зубчатое колесо 32 с ведущим валом 24, и в нейтральное промежуточное положение, в котором оно вращательно не соединяет ни ведущее зубчатое колесо 30, ни ведущее зубчатое колесо 32 с ведущим валом 24. В предлагаемом варианте осуществления на промежуточном валу 26 установлено, в направлении слева направо по фиг.2, ведомое зубчатое колесо 44, постоянно зацепленное с ведущим зубчатым колесом 30, образуя зубчатую пару третьей передачи, ведомое зубчатое колесо 46, постоянно зацепленное с ведущим зубчатым колесом 32, образуя зубчатую пару шестой передачи, ведомое зубчатое колесо 48, постоянно зацепленное с ведущим зубчатым колесом 34, образуя зубчатую пару четвертой передачи, ведомое зубчатое колесо 50, постоянно зацепленное с ведущим зубчатым колесом 36, образуя зубчатую пару второй передачи, ведомое зубчатое колесо 52, постоянно зацепленное с ведущим зубчатым колесом 38, образуя зубчатую пару пятой передачи и ведомое зубчатое колесо 54, постоянно зацепленное с ведущим зубчатым колесом 40, образуя зубчатую пару первой передачи. Хотя ведомое зубчатое колесо 46 выполнено в виде фиксированного зубчатого колеса, а, следовательно, постоянно вращательно соединено с промежуточным валом 26, все остальные зубчатые колеса, установленные вхолостую на промежуточном валу 26, могут выборочно вращательно соединяться с последним посредством соединительных устройств известного типа. В частности, на промежуточном валу 26 установлено соединительное устройство 56, расположенное рядом с ведомым зубчатым колесом 44 (в предлагаемом варианте осуществления находится между ведомым зубчатым колесом 44 и ведомым зубчатым колесом 46), вращательно соединяя данное зубчатое колесо с промежуточным валом 26, соединительное устройство 58, расположенное между ведомыми зубчатыми колесами 48 и 50, для выборочного вращательного соединения любого из этих зубчатых колес с промежуточным валом 26 и соединительное устройство 60, расположенное между ведомыми зубчатыми колесами 52 и 54 для выборочного вращательного соединения любого из этих зубчатых колес с промежуточным валом 26. Соединительное устройство 56, которое может быть как синхронизированным, так и несинхронизированным, может перемещаться между зацепленным положением (положение слева на фиг.2), в котором оно вращательно соединяет ведомое зубчатое колесо 44 с промежуточным валом 26, и нейтральным положением, в котором оно вращательно не соединяет подобное зубчатое колесо с подобным валом. Соединительное устройство 58 может перемещаться между первым зацепленным положением (положение слева на фиг.2), в котором оно вращательно соединяет ведомое зубчатое колесо 48 с промежуточным валом 26, и вторым зацепленным положением (положение справа на фиг.2), в котором оно вращательно соединяет ведомое зубчатое колесо 50 с промежуточным валом 26, проходя через нейтральное, промежуточное положение, в котором оно вращательно не соединяет ни ведомое зубчатое колесо 48, ни ведомое зубчатое колесо 50 с промежуточным валом 26. Соединительное устройство 60 может перемещаться между первым зацепленным положением (положение слева на фиг.2), в котором оно вращательно соединяет ведомое зубчатое колесо 52 с промежуточным валом 26, и вторым зацепленным положением (положение справа на фиг.2), в котором оно вращательно соединяет ведомое зубчатое колесо 54 с промежуточным валом 26, проходя через нейтральное, промежуточное положение, в котором оно вращательно не соединяет ни ведомое зубчатое колесо 52, ни ведомое зубчатое колесо 54 с промежуточным валом 26.

Разумеется, как уже отмечалось выше, не только количество валов в основной коробке 12 передач, но также и количество передач, и компоновка зубчатых пар, сопряженных с разными передачами, могут отличаться от раскрываемых здесь, при этом следует понимать, что ведущие и ведомые зубчатые колеса по меньшей мере одной из зубчатых пар установлены вхолостую соответственно на ведущем и промежуточном валах данной коробки передач. Зубчатой парой с имеющейся в ней ведущим и ведомым зубчатыми колесами, установленными вхолостую соответственно на ведущем и промежуточном валах данной коробки передач, предпочтительно является зубчатая пара, сопряженная с промежуточной передачей основной коробки передач, т.е. не с самой нижней и не с самой верхней передачами. В предлагаемом варианте осуществления, по которому в основной коробке передач имеется шесть передач, подобная зубчатая пара сопряжена с третьей передачей.

Как уже отмечалось выше, электрическая машина 14 разъемно соединена как с входной стороной, так и с выходной стороной основной коробки 12 передач, в частности, через зубчатую пару, ведущее и ведомое зубчатые колеса которой установлены вхолостую на соответствующих валах. Подобная зубчатая пара предпочтительно, хотя и необязательно, является зубчатой парой, образующей одну из передач основой коробки передач, в данном случае - зубчатой парой третей передачи. В частности, электрическая машина 14 соединена с ведущим зубчатым колесом 30 таким образом, что когда соединительное устройство 42 находится в первом зацепленном положении (т.е. ведущее зубчатое колесо 30 вращательно соединено с ведущим валом 24), электрическая машина 14 передает крутящий момент через ведущее зубчатое колесо 30 на ведущий вал 24, а когда соединительное устройство 56 находится в зацепленном положении (т.е. ведомое зубчатое колесо 44 вращательно соединено с промежуточным валом 26) электрическая машина 14 передает крутящий момент через ведущее зубчатое колесо 30 и ведомое зубчатое колесо 44 на промежуточный вал 26. В предлагаемом варианте осуществления электрическая машина 14 снабжена собственным выходным валом (обозначен позицией 62), расположенным параллельно валам 24 и 26 основной коробки 12 передач и соединенным с ведущим зубчатым колесом 30 данной коробки передач через зубчатую пару, содержащую выходное зубчатое колесо 64, которое может вращательно соединяться с выходным валом 62, и промежуточное зубчатое колесо 66, постоянное зацепленное как с выходным зубчатым колесом 64, так и с ведущим зубчатым колесом 30. Между выходным зубчатым колесом 64 и ведущим зубчатым колесом 30, помимо зубчатого колеса 66 могут находиться другие промежуточные зубчатые колеса. Электрическая машина 14, вместо ведущего зубчатого колеса 30, также может быть соединена с ведомым зубчатым колесом 44.

Вторая коробка 16 передач позволяет менять передаточное число, с которым электрическая машина 14 передает движение ведущему зубчатому колесу 30 основной коробки 12 передач и, при необходимости, даже разъединять электрическую машину 14 от основной коробки 12 передач. В предлагаемом варианте осуществления вторая коробка 16 передач содержит редукторный механизм 68, расположенный между выходным валом 62 и выходным зубчатым колесом 64 электрической машины 14, и соединительное устройство 70, выполненное с возможностью вращательного соединения выходного зубчатого колеса 64 попеременно с редукторным механизмом 68 или с выходным валом 62. Таким образом, когда выходное зубчатое колесо 64 вращательно соединено с редукторным механизмом 68, электрическая машина 14 передает движение основной коробке 12 передач с первым передаточным числом (нижняя передача), крутящий момент, передается через выходной вал 62, редукторный механизм 68, выходное зубчатое колесо 64 и промежуточное зубчатое колесо 66 или наоборот (в зависимости от того используется электрическая машина 14 в качестве электродвигателя или генератора), а когда выходное зубчатое колесо 64 непосредственно вращательно соединено с выходным валом 62, электрическая машина 14 передает движение основной коробке 12 передач со вторым передаточным числом (верхняя передача), крутящий момент передается через выходной вал 62, выходное зубчатое колесо 64 и промежуточное зубчатое колесо 66 или наоборот (в зависимости от того используется электрическая машина 14 в качестве электродвигателя или генератора). В частности со ссылкой на фиг.3 и 4 в предлагаемом варианте осуществления редукторный механизм 68 является планетарным редукторным механизмом и содержит солнечную передачу 72, которая вращательно соединена с возможностью передачи приводного усилия с промежуточным валом 74, который в свою очередь вращательно соединен, например, посредством шлицевого соединения 76, с выходным валом 62 электрической машины 14, водилом 78 планетарного ряда с множеством планетарных передач 80 (в предлагаемом варианте осуществления - три планетарные передачи), и зубчатым венцом 82. И водило 78 планетарной передачи, и выходное зубчатое колесо 64 установлены вхолостую на промежуточном валу 74. Соединительное устройство 70 позволяет попеременно вращательно соединять водило 78 планетарной передачи или выходное зубчатое колесо 64 с промежуточным валом 74, а, следовательно, с выходным валом 62 электрической машины 14. В предлагаемом варианте осуществления соединительное устройство 70 выполнено в виде скользящей муфты и снабжено, с одной стороны, первыми зацепляющимися зубцами 84 (которые в приведенном примере выполнены в виде внутренних зубцов), которые могут попеременно зацепляться с соответствующими зацепляющимися зубцами 86 водила 78 планетарной передачи или с соответствующими зацепляющимися зубцами 88 промежуточного вала 74 (в приведенном примере и те, и другие зубцы выполнены в виде внешних зубцов), а с другой стороны - со вторыми зацепляющимися зубцами 90 (которые в приведенном примере выполнены в виде внутренних зубцов), постоянно зацепленными с соответствующими зацепляющимися зубцами 92 (которые в приведенном примере выполнены в виде внешних зубцов) внешнего зубчатого колеса 64. Соединительное устройство 70 может перемещаться между первым зацепленным положением (положение с левой стороны на фиг.2), в котором оно вращательно соединяет водило 78 планетарной передачи с выходным зубчатым колесом 64, включая тем самым нижнюю передачу, вторым зацепленным положением (положение справа на фиг.2), в котором оно вращательно соединяет промежуточный вал 74, а, следовательно, выходной вал 62 с выходным зубчатым колесом 64, включая тем самым верхнюю передачу, и нейтральным положением, в котором выходное зубчатое колесо 64 не соединено ни с водилом 78 планетарной передачи, ни с промежуточным валом 74.

Далее со ссылкой на фиг.5-15 будут рассмотрены некоторые из различных условий эксплуатации трансмиссии 10, на которых зубчатые пары, сопряженные с первой, второй, третьей, четвертой, пятой и шестой передачами основной коробки 12 передач обозначены римскими цифрами I, II, III, IV, V и VI, соответственно, тогда как положения соединительного устройства 70 второй коробки 16 передач, соответствующие зацеплению нижней передачи и верхней передачи, обозначены позициями L и Н соответственно. На каждом из схематических чертежей по фиг.5-15 направление крутящего момента в трансмиссии обозначено стрелкой.

На фиг.5 показано нейтральное положение трансмиссии 10, в котором все три соединительных устройства 42, 56 и 58 основной коробки 12 передач и соединительное устройство 70 второй коробки 16 передач находятся в нейтральном положении. В подобном положении, следовательно, ни двигатель внутреннего сгорания, ни электрическая машина 14 не передают крутящий момент на колеса транспортного средства.

Фиг.6-11 относятся к положению, в котором соединительное устройство 56 основной коробки 12 передач находится в зацепленном положении. В подобном положении электрическая машина 14 может быть соединена с промежуточным валом 26 основной коробки 12 передач за счет перевода соединительного устройства 70 второй коробки 16 передач в первое или второе зацепленное положение, а, следовательно, может передавать крутящий момент на колеса транспортного средства одновременно с двигателем внутреннего сгорания. В этой связи следует отметить, что в подобном соединении использование второй коробки передач, сопряженной с электрической машиной, позволяет последней вращаться с оптимальным количеством оборотов в минуту (максимально эффективно) в более широком диапазоне скоростей транспортного средства.

На фиг.6 показано положение зацепления первой передачи, достигаемое за счет перевода соединительного устройства 60 во второе зацепленное положение, рассмотренное выше, в котором данное устройство вращательно соединяет ведомое зубчатое колесо 54 первой передачи с промежуточным валом 26. Передача движения с ведущего вала 24 на промежуточный вал 26 основной коробки 12 передач, следовательно, происходит через зубчатую пару первой передачи, образуемую ведущим зубчатым колесом 40 и ведомым зубчатым колесом 54.

На фиг.7 показано положение зацепления второй передачи, достигаемое за счет перевода соединительного устройства 58 во второе зацепленное положение, рассмотренное выше, в котором данное устройство вращательно соединяет ведомое зубчатое колесо 50 второй передачи с промежуточным валом 26. Передача движения с ведущего вала 24 на промежуточный вал 26 основной коробки 12 передач, следовательно, происходит через зубчатую пару второй передачи, образуемую ведущим зубчатым колесом 36 и ведомым зубчатым колесом 50.

На фиг.8 показано положение зацепления третьей передачи, достигаемое за счет перевода соединительного устройства 42 в первое зацепленное положение, рассмотренное выше, в котором данное устройство вращательно соединяет ведущее зубчатое колесо 30 третьей передачи с ведущим валом 24, а также за счет перевода соединительного устройства 56 в первое зацепленное положение, рассмотренное выше, в котором данное устройство вращательно соединяет ведомое зубчатое колесо 44 третьей передачи с промежуточным валом 26. Передача движения с ведущего вала 24 на промежуточный вал 26 основной коробки 12 передач, следовательно, происходит через зубчатую пару третьей передачи, образуемую ведущим зубчатым колесом 30 и ведомым зубчатым колесом 44.

На фиг.9 показано положение зацепления четвертой передачи, достигаемое за счет перевода соединительного устройства 58 в первое зацепленное положение, рассмотренное выше, в котором данное устройство вращательно соединяет ведомое зубчатое колесо 48 четвертой передачи с промежуточным валом 26. Передача движения с ведущего вала 24 на промежуточный вал 26 основной коробки 12 передач, следовательно, происходит через зубчатую пару четвертой передачи, образуемую ведущим зубчатым колесом 34 и ведомым зубчатым колесом 48.

На фиг.10 показано положение зацепления пятой передачи, достигаемое за счет перевода соединительного устройства 60 в первое зацепленное положение, рассмотренное выше, в котором данное устройство вращательно соединяет ведомое зубчатое колесо 52 пятой передачи с промежуточным валом 26. Передача движения с ведущего вала 24 на промежуточный вал 26 основной коробки 12 передач, следовательно, происходит через зубчатую пару пятой передачи, образуемую ведущим зубчатым колесом 38 и ведомым зубчатым колесом 52.

На фиг.11 показано положение зацепления шестой передачи, достигаемое за счет перевода соединительного устройства 42 во второе зацепленное положение, рассмотренное выше, в котором данное устройство вращательно соединяет ведущее зубчатое колесо 32 шестой передачи с ведущим валом 24. Передача движения с ведущего вала 24 на промежуточный вал 26 основной коробки 12 передач, следовательно, происходит через зубчатую пару шестой передачи, образуемую ведущим зубчатым колесом 32 и ведомым зубчатым колесом 46.

На фиг.12 и 13 показаны условия эксплуатации трансмиссии в полностью электрическом режиме, в котором электрическая машина 14 соединена с промежуточным валом 26 основной коробки передач посредством соединительного устройства 56, находящегося в первом зацепленном положении (поэтому ведомое зубчатое колесо 44 вращательно соединено с промежуточным валом 26) и в котором соединительное устройство 70 второй коробки 16 передач находится во втором зацепленном положении. Все остальные соединительные устройства 42, 58 и 60 основной коробки 12 передач находятся в нейтральном положении. В положении по фиг.12, электрическая машина 14 передает крутящий момент с зацепленной низкой передачей, тогда как на фиг.13 показано положение зацепления высокой передачи второй коробки 16 передач.

Наконец, на фиг.14 и 15 показано положение, в котором электрическая машина 14 соединена с ведущим валом 24 основной коробки 12 передач, а, следовательно, через фрикционное сцепление 18 с двигателем внутреннего сгорания транспортного средства для ее использования в качестве стартера при запуске двигателя внутреннего сгорания или в качестве генератора для генерирования тока для подзарядки бортовых аккумуляторов транспортного средства. В подобном положении соединительное устройство 42 находится в зацепленном положении таким образом, чтобы оно вращательно соединяло ведущее зубчатое колесо 30 с ведущим валом 24, тогда как соединительное устройство 70 второй коробки 16 передач может находиться в первом или втором зацепленном положении, как это показано на фиг.14 и 15, соответственно. Все остальные соединительные устройства 56, 58 и 60 главной коробки 12 передач находятся в нейтральном положении.

Суммируя вышесказанное, гибридная трансмиссия по изобретению, таким образом, может функционировать в следующих рабочих режимах:

- негибридный тяговый режим, в котором электрическая машина не подключена ни к входной стороне (ведущему валу), ни к выходной стороне (промежуточному валу) трансмиссии, а, следовательно, крутящий момент на колеса транспортного средства передается только от двигателя внутреннего сгорания;

- гибридный тяговый режим, в котором электрическая машина соединена с выходной стороной трансмиссии (промежуточным валом) с одним или несколькими передаточными числами (в предлагаемом варианте осуществления - с двумя передаточными числами) и используется в качестве электродвигателя для передачи крутящего момента на колеса транспортного средства одновременно с двигателем внутреннего сгорания;

- полностью электрический режим, в котором электрическая машина соединена с выходной стороной трансмиссии (промежуточным валом) с одним или несколькими передаточными числами (в предлагаемом варианте осуществления - с двумя передаточными числами) и используется в качестве электродвигателя для передачи крутящего момента на колеса транспортного средства вместо двигателя внутреннего сгорания; подобный режим может использоваться либо при движении полностью в электрическом режиме (вперед или назад, движение назад обеспечивается за счет изменения направления вращения электрической машины) или во время переключения основной коробки передач для компенсации или по меньшей мере сокращения прерываний в передаче крутящего момента (так называемого «провала крутящего момента»), происходящего при переключении с одной передачи на другую;

- пусковой режим, при котором электрическая машина соединена с входной стороной трансмиссии (ведущим валом) и используется в качестве стартера при запуске двигателя внутреннего сгорания транспортного средства;

- генераторный режим, в котором электрическая машина соединена с входной стороной трансмиссии (ведущим валом) и принимает движение от двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, функционируя в качестве генератора электрического тока для подзарядки бортовых аккумуляторов транспортного средства; и

- режим рекуперации кинетической энергии, в котором электрическая машина соединена с выходной стороной трансмиссии (промежуточным валом) и принимает движение от колес транспортного средства, функционируя в качестве генератора электрического тока для подзарядки бортовых аккумуляторов транспортного средства; в подобном рабочем режиме момент сопротивления электрической машины приводит к торможению колес транспортного средства а, следовательно, может использоваться в качестве вспомогательного средства при торможении.

Следует учесть, что не затрагивая принципы изобретения, варианты осуществления и конструктивные особенности могут существенно отличаться от того, что было рассмотрено и изображено исключительно в качестве неограничивающего примера, не выходя при этом за объем изобретения, определяемый в прилагаемой формуле изобретения.

Реферат

Изобретение относится к гибридной трансмиссии транспортного средства. Гибридная трансмиссия для автотранспортного средства содержит основную механическую коробку передач и электрическую машину. Электрическая машина соединена с ведущим и промежуточным валом посредством соединительной зубчатой пары. Зубчатая пара содержит первое и второе зубчатые колеса, установленные на ведущем валу и промежуточном валу соответственно. Трансмиссия дополнительно содержит первое и второе соединительные устройства, расположенные между электрической машиной и ведущим валом и между электрической машиной и промежуточным валом соответственно. Трансмиссия содержит вторую коробку передач с двумя или более передачами, расположенную между электрической машиной и первым или вторым зубчатым колесом. Расширяется диапазон режимов работы. 7 з.п. ф-лы, 15 ил.

Формула