[發明專利]一種基于行星傳動的履帶車輛及其傳動系統

有效

• 申請號: 201610228508.6
• 申請日: 2016-04-13
• 公開（公告）號: CN105922856B
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發明（設計）人: 羅禹貢;秦兆博;張東好;李克強;張書瑋;陳龍;解來卿;王建強;李升波;連小珉;楊殿閣;鄭四發
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B60K6/365
• 分類號: B60K6/365
• 代理公司: 北京匯智勝知識產權代理事務所(普通合伙)11346
• 代理人: 石輝

技術領域

本發明涉及履帶車輛傳動技術領域，特別是涉及一種基于行星傳動的履帶車輛及其傳動系統。

背景技術

目前針對混合動力履帶車輛的研究剛剛起步，并且大多數的傳動系統采用串聯式工作模式，即發動機通過發電機發電，將能量存儲在儲能機構中，然后輸出動能。

混聯式混合動力結構具有效率高等優勢，目前主要包括基于行星傳動的功率耦合機構及單軸或多軸的串并聯結構。相比于串并聯結構，行星傳動具有承載力強，工作穩定，及實現大功率傳動等明顯特點，同時行星傳動可以實現無極變速，提高燃油經濟性。

目前基于行星傳動的混合動力傳動系統已經被廣泛應用在乘用車中，尚少有基于行星傳動的混合動力履帶車輛傳動系統的研究。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于行星傳動的履帶車輛及其傳動系統，從而在履帶車輛及其傳動系統中發揮行星傳動的優勢。

為實現上述目的，本發明提供一種基于行星傳動的履帶車輛傳動系統，包括三排行星齒輪機構以及六個系統構件，六個系統構件分別為發動機、第一電機、第二電機、第三電機以及用于分別控制左右兩側履帶的第一輸出軸和第二輸出軸；六個系統構件分別與三排行星齒輪機構的九個節點中的六個節點連接，三排行星齒輪機構的自由度為三、約束為三，約束中包括至少兩個耦合類約束，以使得各排行星齒輪機構間相互連接。

在一個實施例中，只考慮組成，不考慮相對位置的情況下，三排行星齒輪機構的結構組合為aaa、aab、aac、aad、acc、add、abc、abd、acd、bcc、bdd、bcd、aae、aaf、abf、ace、acf、ade、adf、bcf、bdf、cce或cde中的任意一類，其中的a表示一排行星齒輪機構的三個節點分別連接發動機、一個電機、一個輸出軸，b表示一排行星齒輪機構的三個節點分別連接發動機、兩個電機，c表示一排行星齒輪機構的三個節點分別連接兩個電機、一個輸出軸，d表示一排行星齒輪機構的三個節點分別連接一個電機、兩個輸出軸，e表示一排行星齒輪機構的三個節點分別連接發動機、一個電機、制動器，f表示一排行星齒輪機構的三個節點分別連接一個電機、一個輸出軸、制動器。

在一個實施例中，根據行星排的相對位置關系，可將上述大類別繼續拆分成若干小類(或稱子類)。abc類包括abc、acb和bac子類；abd類包括abd、bad、adb子類；acd類包括acd、cad、adc子類；bcd類包括bcd、cbd、bdc子類；aab類包括aab、aba子類；aac類包括aac、aca子類；aad類包括aad、ada子類；acc類包括acc、cac子類；add類包括add、dad子類；bcc類包括bcc、cbc子類；bdd類包括bdd、dbd子類；abf類包括abf、baf和afb子類；ace類包括ace、cae和aec子類；acf類包括acf、caf和afc子類；ade類包括ade、dae和aed子類；adf類包括adf、daf和afd子類；bcf類包括bcf、bfc和cbf子類；bdf類包括bdf、dbf和bfd子類；cde類包括cde、dce和ced子類；aae類包括aae、aea子類；aaf類包括aaf、afa子類；cce類包括cce、cec子類。

在一個實施例中，履帶車輛傳動系統的結構對應第一動力學特征矩陣D，其中，D的列數等于行星排個數，D的行數等于系統構件的總數，如果系統構件與第i排行星齒輪機構的齒圈R相連，則D中對應位置元素的節點系數為-R_i，如果系統構件與第i排行星齒輪機構的太陽輪S相連，D中對應位置元素的節點系數為-S_i，如果系統構件與第i排行星齒輪機構的行星架C相連，D中對應位置元素的節點系數為R_i+S_i，D中其他位置元素全部為0，i＝1、2、3；

六個系統構件的角加速度與力矩的對應關系如下：

其中，分別為發動機、第一輸出軸、第二輸出軸、第一電機、第二電機、第三電機的角加速度，第二動力學特征矩陣A^*＝(DD^T)^-1[I-D(D^TD)^-1D^T]，T_e、T_out1、T_out2、T_mg1、T_mg2、T_mg3分別為發動機、第一輸出軸、第二輸出軸、第一電機、第二電機、第三電機的力矩。