双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统的制作方法

1.本实用新型是关于道路及非道路车辆的新型cvt(无级变速器)传动系，特别是关于一种双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统。


背景技术：

2.现有道路及非道路传动系统按换挡方式分为手动换挡系统；动力不间断自动换挡系统；无级式连续cvt换挡系统；商用车at自动变速箱，amt 自动变速箱。
3.1.手动换挡系统：
4.由手动换挡杆，换挡轴与拨叉组成的换挡系统；该系统换挡时需要分离主离合器，切断变速箱输入轴的动力，人工操作选挡与换挡过程，作业时需要停车换挡。
5.2.动力不间断自动换挡系统：
6.指发动机到变速箱的动力不中断条件下车辆进行的换挡过程；多采用湿式多片离合器作为换挡执行机构，需要挡位变换时，换挡的两个离合器按照控制油压的变化，在不完全切断动力的条件下，顺序分开与结合两个离合器，完成动力不间断条件下的行驶换挡。
7.3.液压机械无级变速换挡系统(hmcvt)：
8.该传动系由液压柱塞变量泵/马达/多排行星机构/湿式离合器及制动器组成，主要优点是：通过行星排对发动机功率分流成两条功率路线；通过功率分流、汇流原理，实现传动系扭矩、转速按照车辆速度与牵引力要求自动连续变化。
9.4.商用车道路自动换挡系统：
10.at自动换挡变速箱，采用液力变矩器、多排行星机构、多离合器、制动器组合实现多挡动力不间断换挡变速箱。
11.amt自动换挡变速箱，在现有手动挡基础上通过加装离合器自动执行机构，换挡自动执行机构及电控系统软硬件，实现惯性条件下的自动换挡。
12.现有技术的换挡系统存在以下特征：
13.1.采用手动换挡传动系：
14.优点：结构简单，制造、保养维修容易，成本低。
15.缺点：
16.(1)采用手动换挡传动系的拖拉机需要频繁停车换挡，以满足农具作业牵引力及速度要求，工作强度大，作业效率低，质量不稳定。
17.(2)发动机转速随整车速度变化而不能自动换挡，导致发动机不能工作在一个稳定经济的转速范围内，油耗高、排放差、震动磨损大。
18.2.动力不间断自动换挡传动系：
19.优点：在车辆负载行驶中实现不停车换挡,提高了车辆作业效率与操控舒适性。
20.缺点：
21.(1)发动机不能稳定运转在经济转速范围内，尽管实现了不停车换挡，发动机转速变化范围较大，油耗、排放、震动磨损等指标较差。
22.(2)该传动系结构需要的离合器数量及比例阀数量很多，随着离合器磨损增加，换挡控制规律会随着离合器磨损、使用环境温度、油液清洁度的变化而变化；换挡品质控制的稳定性较差。
23.(3)传统动力换挡变速箱，实现超级爬行挡(0.2
‑
0.4km/h)，要加多级减速轮系，结构复杂。
24.(4)系统关键技术被国外公司掌握并主要依靠进口，该传动系价格高、维修成本高。
25.3.液压机械无级变速传动系(hmcvt)：
26.优点：作业效率高，操控舒适性好，发动机输出与车辆负载、速度解耦，发动机平稳运行在低油耗、低排放区间。
27.缺点：
28.(1)4
‑
6个挡位组成的机械变速系统是由多排行星机构及多个湿式离合器或制动器构成的变速机构,结构复杂，成本高。
29.(2)由液压精密偶件组成的液压功率分流系统，对使用清洁度、保养维护清洁度要求非常高，使用维护费用高昂。
30.(3)由于这些系统的制造技术，换挡控制软件基本被国外公司掌握，产品主要依靠进口，成本很高。
31.4.商用车道路自动换挡系统：
32.4.1商用车at变速箱：
33.优点：动力不中断自动换挡，操控性、平顺性好，起步加速能力强，非道路工况适应性强。
34.缺点：采用多排行星机构加多个离合器、制动器组合实现多挡自动变速箱，零部件多，结构复杂，传动效率较低。
35.4.2商用车amt自动变速箱：
36.优点：在现有手动挡基础上通过加装离合器自动执行机构，换挡自动执行机构及电控系统软硬件，实现惯性条件下的自动换挡。结构简单，继承性好，成本低，传动效率高。
37.缺点：由于采用动力中断的方式换挡，对换挡控制策略与软件的控制精度要求很高，换挡时机控制困难，换挡平顺性较差；非道路工况条件下，由于车辆行驶阻力大，惯性速度降低过快，多时不能正常换挡，车辆在非道路条件下的适应性差，以致不能使用。
38.鉴于上述各类换挡系统的特征，继续开发一种结构简单、成本低廉、广泛适用于国内各类工况的换挡系统。
39.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

40.本实用新型的目的在于提供一种双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统，其不但具有现有技术的换挡系统的优点，而且很好地克服了现有技术中存在的缺陷。
41.为实现上述目的，本实用新型提供了一种双电机动力不间断换挡的无级变速传动
系统，包括：发动机输出轴同时与飞轮、z1主动齿轮及主离合器的主动盘联结；变速箱输入轴与主离合器的从动盘联结；zn从动齿轮与发电机的输入轴联结的同时或通过增减速传递齿轮(未示)与z1主动齿轮啮合；zd1 主动齿轮与电动机的输出轴联结；zd2从动齿轮通过主动盘输入轴与c1/c2 主动盘联结的同时又与zd1主动齿轮啮合；高速zd3主动齿轮与c1从动盘联结；低速zd5主动齿轮与c2从动盘联结；变速输出轴同时与变速箱输出轴、低速zd6从动齿轮及高速zd4从动齿轮联结；其中变速箱输出轴通过变速箱的齿轮组与变速箱输入轴联结，高速zd3主动齿轮与高速zd4从动齿轮啮合，低速zd5主动齿轮与低速zd6从动齿轮啮合。
42.在一优选的实施方式中，双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统包括双电机动力换挡模式，其换挡过程为：换挡时，主离合器逐步分离以切断变速箱输入轴的动力，此时电动机带动zd1主动齿轮、zd2从动齿轮以及主动盘输入轴进入换挡转速跟踪模式；当c1/c2主动盘与c1从动盘或c2从动盘的转速差符合换挡控制要求时，c1从动盘或c2从动盘与c1/c2主动盘快速结合的同时变速箱换挡，与此同时，电动机通过zd1主动齿轮、zd2从动齿轮、主动盘输入轴及c1/c2主动盘经c1从动盘、高速zd3主动齿轮及高速 zd4从动齿轮，或者经c2从动盘、低速zd5主动齿轮及低速zd6从动齿轮向变速输出轴输出换挡时不间断的功率；换挡完成后，发动机带动主离合器的主动盘调速，当主离合器的主动盘的转速与变速箱输入轴的转速匹配时，主离合器结合，同时c1/c2主动盘与c1从动盘或c2从动盘分离，换挡过程完成。
43.在一优选的实施方式中，双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统包括低速大扭矩换挡功率传递模式，其功率传递路线为：飞轮的机械功率经发动机输出轴、z1主动齿轮、增减速传递齿轮(未示)、zn从动齿轮供给发电机发电，发电机的电功率供给电动机产生电机功率，电机功率经zd1主动齿轮、zd2从动齿轮、主动盘输入轴、c1/c2主动盘、c2从动盘、低速zd5主动齿轮以及低速zd6从动齿轮传递给变速输出轴。
44.在一优选的实施方式中，双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统包括高速大功率换挡功率传递模式，其功率传递路线为飞轮的机械功率经发动机输出轴、z1主动齿轮、增减速传递齿轮(未示)、zn从动齿轮供给发电机发电，发电机的电功率供给电动机产生电机功率，电机功率经zd1主动齿轮、 zd2从动齿轮、主动盘输入轴、c1/c2主动盘、c1从动盘、高速zd3主动齿轮以及高速zd4从动齿轮传递给变速输出轴。
45.为实现上述目的，本实用新型还提供了另一种双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统，包括：发动机输出轴同时与飞轮、主离合器的主动盘及 z1主动齿轮联结；变速箱输入空心轴与主离合器的从动盘联结；zn从动齿轮与发电机的输入轴联结的同时或通过增减速传递齿轮(未示)与z1主动齿轮啮合；zd1主动齿轮与电动机的输出轴联结；zd2从动齿轮通过主动盘输入轴与c1/c2主动盘联结的同时又与zd1主动齿轮啮合；高速zd3主动齿轮与c1 从动盘联结；低速zd5主动齿轮与c2从动盘联结；变速输出轴同时与变速箱输出轴、低速zd6从动齿轮及高速zd4从动齿轮联结；其中变速箱输出轴通过变速箱的齿轮组与变速箱输入空心轴联结，高速zd3主动齿轮与高速zd4 从动齿轮啮合，低速zd5主动齿轮与低速zd6从动齿轮啮合。
46.在一优选的实施方式中，双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统包括双电机动力换挡模式，其换挡过程为：换挡时，主离合器逐步分离以切断变速箱输入空心轴的动力，此时电动机带动zd1主动齿轮、zd2从动齿轮以及主动盘输入轴进入换挡转速跟踪模式；
主动齿轮及高速zd4从动齿轮，向变速输出轴输出换挡时不间断的功率；换挡完成后，发动机带动主离合器的主动盘调速，当主离合器的主动盘的转速与变速箱输入轴的转速匹配时，主离合器结合，同时超越离合器的主动圈与从动圈分离，换挡过程完成。
51.与现有技术相比，本实用新型的双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统具有以下有益效果：(1)本方案具有全域动力换挡功能，利用电机额定与峰值功率特性满足车辆全功率不同速度工况下的换挡要求。实现多挡机械式变速箱的动力不间断动力换挡。利用该方案，可以替代非道路车辆的动力换挡变速箱，替代道路车辆的at及amt自动换挡变速箱，简少变速箱的挡位；本方案换挡电动机功率稳定持续的输出，换挡控制及执行机构可以获得更多的换挡判断与动作时间，大幅简化了对自动换挡控制软硬件的控制要求，可获得良好换挡品质。(2)本方案具有车辆无级变速(cvt)功能；通过换挡离合器(同步器)的有序作用获得与换挡电机同等功率的车辆全速度区域的无级变速(cvt)能力；对拖拉机而言，低速0
‑
5公里作业与高速25
‑
40公里车辆行驶状态时，可自动切换到cvt系统；重载作业时可在动力不间断的机械变速箱范围内运行；双模式传动系统，保证了发动机在最佳经济模式与最佳功率模式下运行。该方案大幅简化了变速箱机械系统的设计，一般200 马力拖拉机需要24
‑
32个挡位，具有本机构的机械变速箱可以减少到8
‑
12个挡位。(3)本方案适合对现有传统机械手动变速箱的改造提升，利用机械变速箱的高效率，高可靠性、维护简单的优点，加上本方案的动力换挡系统，大幅简化变速箱的结构，并实现全域全负荷工况下的动力不间断换挡。(4) 本方案不需要在变速箱内设置倒挡、爬行挡，依靠电动机的反向旋转，可以实现0
‑
vmax km/h的任意逆行速度；利用电机的低速大扭矩性能，可实现车辆超级爬行功能(02
‑
0.4km/h)，满足车辆各种逆行作业要求。(5)本方案依靠电动机或电池的附加功率与发动机一起输出到车辆，助力车辆低速重负荷起步，短期越障。(6)本方案换挡电动机功率完全来自换挡时发电机功率，采用交
‑‑
直
‑‑
交整流逆变调速系统，理论上完全可以取消换挡时需要的超高倍率放电电池，大幅减少了系统成本，体积，提高了系统可靠性、安全性。(7) 本方案可以实现电力输出，用于抢险救灾、机具用电等场合。(8)本方案主要关键零部件，大功率永磁同步电机及电机控制器，湿式离合器、制动器等关键部件，国内采购渠道宽阔。本动力不间断换挡系统的成本仅为国外同等功率系统的1/4到1/3。(9)本动力不间断换挡系统适合80
‑
200马力拖拉机传动系统，实现了全域动力不间断换挡，并能进行能量回收与储存。(10)本动力不间断换挡系统适合200马力以下的轻型卡车、微行卡车全域动力不间断换挡，配以大能量的电池模组，利用本系统大幅度回收能量。
附图说明
52.图1是根据本实用新型一实施方式的无级变速传动系的结构布置示意图；
53.图2是根据本实用新型另一实施方式的无级变速传动系的结构布置示意图；
54.图3是根据本实用新型又一实施方式的无级变速传动系的结构布置示意图；
55.图4是根据本实用新型再一实施方式的无级变速传动系的结构布置示意图；
56.图5是根据本实用新型一实施方式的无级变速传动系的电机功率转换系统的原理示意图。
57.主要附图标记说明：
[0058]1‑
飞轮；2
‑
发动机输出轴；3
‑
z1主动齿轮；4
‑
zn从动齿轮；5
‑
主离合器； 6
‑
变速箱
输入轴；6a
‑
变速箱输入空心轴；7
‑
发电机；8
‑
电动机；9
‑
zd1主动齿轮；10
‑
zd2从动齿轮；11
‑
c1从动盘；12
‑
c1/c2主动盘；13
‑
c2从动盘；14
‑ꢀ
主动盘输入轴；15
‑
低速zd5主动齿轮；16
‑
低速zd6从动齿轮；17
‑
高速zd3 主动齿轮；18
‑
高速zd4从动齿轮；19
‑
变速输出轴；20
‑
变速箱输出轴；22
‑
左结合齿环；23
‑
同步器；24
‑
右结合齿环；30主动圈；31
‑
从动圈。
具体实施方式
[0059]
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0060]
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0061]
如图1所示，根据本实用新型优选实施方式的一种双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统，主要包括发电机7、机电功率转换系统(如图5所示)、电动机8、换挡离合器、换挡齿轮组成等，具体包括：发动机输出轴2同时与飞轮1、z1主动齿轮3及主离合器5的主动盘联结；变速箱输入轴6与主离合器5的从动盘联结；zn从动齿轮4(一般由2到4个齿轮组成增减速传递链)与发电机7的输入轴联结的同时与z1主动齿轮3啮合；zd1主动齿轮9 与电动机8的输出轴联结；zd2从动齿轮10通过主动盘输入轴14与c1/c2 主动盘12联结的同时又与zd1主动齿轮9啮合；高速zd3主动齿轮17与c1 从动盘11联结；低速zd5主动齿轮15与c2从动盘13联结；变速输出轴19 同时与变速箱输出轴20、低速zd6从动齿轮16及高速zd4从动齿轮18联结；其中变速箱输出轴20通过变速箱的齿轮组与变速箱输入轴6联结，高速zd3 主动齿轮17与高速zd4从动齿轮18啮合，低速zd5主动齿轮15与低速zd6 从动齿轮16啮合。
[0062]
在一些实施方式中，双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统包括双电机动力换挡模式，车辆换挡时，控制系统根据油门开度、飞轮1转速、变速箱输出轴20转速判断换挡时机，并发出换挡指令。其换挡过程为：换挡时，主离合器5逐步分离以切断变速箱输入轴6的动力，此时电动机8带动zd1 主动齿轮9、zd2从动齿轮10以及主动盘输入轴14进入换挡转速跟踪模式；当c1/c2主动盘12与c1从动盘11或c2从动盘13的转速差符合换挡控制要求时，c1从动盘11或c2从动盘13与c1/c2主动盘12快速结合的同时变速箱换挡，与此同时，电动机8通过zd1主动齿轮9、zd2从动齿轮10、主动盘输入轴14及c1/c2主动盘12经c1从动盘11、高速zd3主动齿轮17及高速zd4从动齿轮18，或者经c2从动盘13、低速zd5主动齿轮15及低速 zd6从动齿轮16向变速输出轴19输出换挡时不间断的功率；换挡完成后，发动机带动主离合器5的主动盘调速，当主离合器5的主动盘的转速与变速箱输入轴6的转速匹配时，主离合器5结合，同时c1/c2主动盘12与c1从动盘11或c2从动盘13分离，换挡过程完成。
[0063]
在一些实施方式中，双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统包括低速大扭矩换挡功率传递模式，其功率传递路线为：飞轮1的机械功率经发动机输出轴2、z1主动齿轮3、增减速传递齿轮(未示)、zn从动齿轮4供给发电机7发电，发电机7的电功率供给电动机8产生电机功率，电机功率经zd1 主动齿轮9、zd2从动齿轮10、主动盘输入轴14、c1/c2主动盘12、c2从动盘13、低速zd5主动齿轮15以及低速zd6从动齿轮16传递给变速输出轴19。
[0064]
在一些实施方式中，双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统包括高速大功率换挡功率传递模式，其功率传递路线为飞轮1的机械功率经发动机输出轴2、z1主动齿轮3、
增减速传递齿轮(未示)、zn从动齿轮4供给发电机7发电，发电机7的电功率供给电动机8产生电机功率，电机功率经zd1 主动齿轮9、zd2从动齿轮10、主动盘输入轴14、c1/c2主动盘12、c1从动盘11、高速zd3主动齿轮17以及高速zd4从动齿轮18传递给变速输出轴19。
[0065]
在图1的实施例中，发电机7与电动机8同侧布置在变速箱的一侧(左侧或右侧)，这样布置便于双电机的冷却管路与电气管路布置与联结，而且本实施例的串联布置更适合传动系比较长的拖拉机等车辆的布置。
[0066]
本方案由于电机调速精度高，离合器c1/c2主从动盘基本可以达到零转差，离合器在换挡时可以迅速结合，基本没有滑磨功率损失；同时，换挡电动机8可以承担的负荷时间长，发动机带动主离合器5主动盘的调速时间增加，主离合器5的主、从动盘可以在转速差很小的条件下快速结合；大幅减少了换挡时的车辆功率、离合器滑磨损失，提高了换挡平顺性。
[0067]
本系统利用电机的cvt特性，实现了车辆在电机功率范围内的起步、低速、爬行、倒退及全速行驶功能。本系统采用交
‑‑
直
‑‑
交整流逆变系统，发电机7可以直接提供给电动机8换挡及cvt模式时的电功率需求，可以省去换挡时需要的大功率电池；减少了系统成本与体积，增加了系统的可靠性、安全性。
[0068]
如图2所示，为实现上述目的，本实用新型还提供了另一种双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统，包括：发动机输出轴2同时与飞轮1、主离合器5的主动盘及z1主动齿轮3联结；变速箱输入空心轴6a与主离合器5 的从动盘联结；zn从动齿轮4与发电机7的输入轴联结的同时或通过增减速传递齿轮(未示)与z1主动齿轮3啮合；zd1主动齿轮9与电动机8的输出轴联结；zd2从动齿轮10通过主动盘输入轴14与c1/c2主动盘12联结的同时又与zd1主动齿轮9啮合；高速zd3主动齿轮17与c1从动盘11联结；低速zd5主动齿轮15与c2从动盘13联结；变速输出轴19同时与变速箱输出轴20、低速zd6从动齿轮16及高速zd4从动齿轮18联结；其中变速箱输出轴20通过变速箱的齿轮组与变速箱输入空心轴6a联结，高速zd3主动齿轮 17与高速zd4从动齿轮18啮合，低速zd5主动齿轮15与低速zd6从动齿轮 16啮合。
[0069]
在一些实施方式中，双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统包括双电机动力换挡模式，其换挡过程为：换挡时，主离合器5逐步分离以切断变速箱输入空心轴6a的动力，此时电动机8带动zd1主动齿轮9、zd2从动齿轮10以及主动盘输入轴14进入换挡转速跟踪模式；当c1/c2主动盘12与 c1从动盘11或c2从动盘13的转速差符合换挡控制要求时，c1从动盘11 或c2从动盘13与c1/c2主动盘12快速结合的同时变速箱换挡，与此同时，电动机8通过zd1主动齿轮9、zd2从动齿轮10、主动盘输入轴14及c1/c2 主动盘12经c1从动盘11、高速zd3主动齿轮17及高速zd4从动齿轮18，或者经c2从动盘13、低速zd5主动齿轮15及低速zd6从动齿轮16向变速输出轴19输出换挡时不间断的功率；换挡完成后，发动机带动主离合器5的主动盘调速，当主离合器5的主动盘的转速与变速箱输入空心轴6a的转速匹配时，主离合器5结合，同时c1/c2主动盘12与c1从动盘11或c2从动盘 13分离，换挡过程完成。
[0070]
图2的实施例相当于电机并联布置，其可以完成与图1实施例完全相同的各项功能，而且更适合传动系比较短的道路车辆布置。图2的实施例的发电机7与电动机8根据变速箱结构需要，可同侧布置在变速箱体的一侧(左侧或右侧)；也可分别布置在变速箱体的左右两侧；本构型其余零部件功能及换挡控制方式与图1电机串联方式相同。
[0071]
如图3所示，为实现上述目的，本实用新型又提供了另一种双电机动力不间断换挡
的无级变速传动系统，包括：发动机输出轴2同时与飞轮1、z1 主动齿轮3及主离合器5的主动盘联结；变速箱输入轴6与主离合器5的从动盘联结；zn从动齿轮4与发电机7的输入轴联结的同时或通过增减速传递齿轮(未示)与z1主动齿轮3啮合；zd1主动齿轮9与电动机8的输出轴联结；zd2从动齿轮10通过主动盘输入轴14与同步器23联结的同时又与zd1 主动齿轮9啮合；高速zd3主动齿轮17与左结合齿环22联结；低速zd5主动齿轮15与右结合齿环24联结；变速输出轴19同时与变速箱输出轴20、低速zd6从动齿轮16及高速zd4从动齿轮18联结；其中变速箱输出轴20通过变速箱的齿轮组与变速箱输入轴6联结，高速zd3主动齿轮17与高速zd4从动齿轮18啮合，低速zd5主动齿轮15与低速zd6从动齿轮16啮合。
[0072]
在一些实施方式中，双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统包括双电机动力换挡模式，其换挡过程为：换挡时，主离合器5逐步分离以切断变速箱输入轴6的动力，此时电动机8带动zd1主动齿轮9、zd2从动齿轮10 以及主动盘输入轴14进入换挡角度控制模式；当同步器23与左结合齿环22 或右结合齿环24的角度差符合换挡控制要求时，左结合齿环22或右结合齿环24与同步器23快速结合的同时变速箱换挡，与此同时，电动机8通过zd1 主动齿轮9、zd2从动齿轮10、主动盘输入轴14及同步器23经左结合齿环 22、高速zd3主动齿轮17及高速zd4从动齿轮18，或者经右结合齿环24、低速zd5主动齿轮15及低速zd6从动齿轮16向变速输出轴19输出换挡时不间断的功率；同时，发动机带动主离合器5的主动盘调速，当主离合器5的主动盘的转速与变速箱输入轴6的转速匹配时，主离合器5结合，电动机进入角度控制模式，同时同步器23与左结合齿环22或右结合齿环24分离，换挡过程完成。
[0073]
图3实施例与图1和图2实施例的主要区别是将双侧离合器换成了双侧同步器23，完成的功能与图1、图2完成的功能一样。本同步器23动力换挡方案，车辆控制器发出换挡指令后，电机进入角度控制模式。永磁同步电机可以做到高精度转速及转角控制，当左结合齿环22转速转角与同步器23同步环转速转角达到换挡控制精度要求时，换挡执行机构(未示)推动同步器23的外齿圈挂入左结合齿环22内；同理，可挂入右结合齿环24。完成后，电动机8通过齿轮组向变速输出轴19输出换挡不间断功率；同时主离合器5 松开，执行机构完成脱挡、挂挡过程。
[0074]
如图4所示，为实现上述目的，本实用新型再提供了另一种双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统，包括：发动机输出轴2同时与飞轮1、z1 主动齿轮3及主离合器5的主动盘联结；变速箱输入轴6与主离合器5的从动盘联结；zn从动齿轮4与发电机7的输入轴联结的同时或通过增减速传递齿轮(未示)与z1主动齿轮3啮合；zd1主动齿轮9与电动机8的输出轴联结；zd2从动齿轮10与zd1主动齿轮9啮合的同时与超越离合器的主动圈30 联结；高速zd3主动齿轮17通过主动盘输入轴14与超越离合器的从动圈31 联结；变速输出轴19同时与变速箱输出轴20及高速zd4从动齿轮18联结；其中变速箱输出轴20通过变速箱的齿轮组与变速箱输入轴6联结，高速zd3 主动齿轮17与高速zd4从动齿轮18啮合。
[0075]
在一些实施方式中，双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统包括双电机动力换挡模式，其换挡过程为：换挡时，主离合器5逐步分离以切断变速箱输入轴6的动力，此时电动机8带动zd1主动齿轮9、zd2从动齿轮10 以及主动盘输入轴14进入换挡转速跟踪模式；当超越离合器的主动圈30转速超越超越离合器的从动圈31的转速时，主动圈30与从动圈31快速结合，与此同时，电动机8通过zd1主动齿轮9、zd2从动齿轮10、主动圈30、从动圈31、主动盘输入轴14、高速zd3主动齿轮17及高速zd4从动齿轮18，向变速输出轴19输出换挡时不
间断的功率；换挡完成后，发动机带动主离合器5的主动盘调速，当主离合器5的主动盘的转速与变速箱输入轴6的转速匹配时，主离合器5结合，同时，电动机8卸载减速，超越离合器的主动圈 30与从动圈31分离，换挡过程完成。
[0076]
图4实施例与图1至图2实施例的主要区别在于，图4采用了超越离合器替代了前述的双侧离合器或双侧同步器23，而且采用了单功率路线方案。超越离合器主动圈30与zd2从动齿轮10联结，从动圈31与主动盘输入轴14 联结，zd1主动齿轮9带动主动圈30旋转时，电动机8功率可通过zd1主动齿轮9、zd2从动齿轮10、主动盘输入轴14、高速zd3主动齿轮17、高速zd4 从动齿轮18传递给变速输出轴19；电动机8不旋转时，主动盘输入轴14的正、反方向旋转都不能带动zd2从动齿轮10旋转。
[0077]
图4的实施方式还提出双向超越离合器的另一种安装方式，请参阅图4 中(30)、(31)的绘示位置。超越离合器主动圈30与高速zd4从动齿轮18 联结，从动环与变速输出轴19联结，高速zd4从动齿轮18带动主动圈30旋转时，电动机8功率可通过zd1主动齿轮9、zd2从动齿轮10、主动盘输入轴14、高速zd3主动齿轮17、高速zd4从动齿轮18、主动圈30、从动圈31 传递给变速输出轴19；电动机8不旋转时，变速输出轴19的正、反方向旋转都不能带动高速zd4从动齿轮18旋转。
[0078]
超越离合器方案适合中小马力汽车、拖拉机的动力换挡系统，车辆不换挡时，由于超越离合器的作用，电动机8可以不跟随旋转；不同车辆应用上，可以节省3
‑
5千瓦的电动机8空转功率损失。
[0079]
图4实施例的超越离合器的工作原理：首先要分清主从动件，单向超越离合器中，只要从动件比主动件快，双方就脱离不再起作用。双向超越离合器道理一样，只要两个方向从动件比主动件快，双方就脱离。但是，反过来，只要主动件比从动件快，主动件就会带着从动件一起同速旋转，并传递功率。双向超越离合器道理一样，只要两个方向主动都快于从动，主动就带着从动转。
[0080]
本实施例中：zd2从动齿轮10相对于主动盘输入轴14就是主动件，主动盘输入轴14就是从动件，电机不转时，zd2从动齿轮10也不转主动盘输入轴 14两个方向转都比zd2从动齿轮10快，因此离合器脱离，不传递功率。当电动机8带着zd2从动齿轮10转动时，两个方向都可以，只要转速超过主动盘输入轴14，电动机8就带着主动盘输入轴14转，并向主动盘输入轴14传递动力。本方案解决了以下几个问题：
[0081]
1.不换挡及不需要cvt工况时，电动机8不转，这样就减少了电动机8 的空转消耗，主要是电磁涡流损耗，一般能节省3
‑
5kw，尤其在中小功率车辆上。
[0082]
2.倒挡时，电动机8反转，zd2从动齿轮10是主动件，带动主动盘输入轴14转动，实现倒挡。
[0083]
3.换挡时，电动机8正转也带动主动盘输入轴14正转，传递动力换挡功率，使得主离合器5可以松开，动力不间断。
[0084]
总之作为从动轴的主动盘输入轴14，或者变速输出轴19，正反转都不影响电动机8不转；电动机8只要转动并转速高于主动盘输入轴14，或者变速输出轴19(第二方案)电动机8就带动从动轴转动。如图5所示，图1至图 4的的方案中，都需要配置如图5绘示的机电功率转换系统才能够完成其所具备的各项功能。
[0085]
综上所述，本实用新型的双电机动力不间断换挡的无级变速传动系统具有以下优
点：
[0086]
(1)本方案具有全域动力换挡功能，利用电机额定与峰值功率特性满足车辆全功率不同速度工况下的换挡要求。实现多挡机械式变速箱的动力不间断动力换挡。利用该方案，可以替代非道路车辆的动力换挡变速箱，替代道路车辆的at及amt自动换挡变速箱，简少变速箱的挡位；本方案换挡电动机功率稳定持续的输出，换挡控制及执行机构可以获得更多的换挡判断与动作时间，大幅简化了对自动换挡控制软硬件的控制要求，可获得良好换挡品质。
[0087]
(2)本方案具有车辆无级变速(cvt)功能；通过换挡离合器(同步器) 的有序作用获得与换挡电机同等功率的车辆全速度区域的无级变速(cvt) 能力；对拖拉机而言，低速0
‑
5公里作业与高速25
‑
40公里车辆行驶状态时，可自动切换到cvt系统；重载作业时可在动力不间断的机械变速箱范围内运行；双模式传动系统，保证了发动机在最佳经济模式与最佳功率模式下运行。该方案大幅简化了变速箱机械系统的设计，一般200马力拖拉机需要24
‑
32 个挡位，具有本机构的机械变速箱可以减少到8
‑
12个挡位。
[0088]
(3)本方案适合对现有传统机械手动变速箱的改造提升，利用机械变速箱的高效率，高可靠性、维护简单的优点，加上本方案的动力换挡系统，大幅简化变速箱的结构，并实现全域全负荷工况下的动力不间断换挡。
[0089]
(4)本方案不需要在变速箱内设置倒挡、爬行挡，依靠电动机的反向旋转，可以实现0
‑
vmax km/h的任意逆行速度；利用电机的低速大扭矩性能，可实现车辆超级爬行功能(02
‑
0.4km/h)，满足车辆各种逆行作业要求。
[0090]
(5)本方案依靠电动机或电池的附加功率与发动机一起输出到车辆，助力车辆低速重负荷起步，短期越障。
[0091]
(6)本方案换挡电动机功率完全来自换挡时发电机功率，采用交
‑‑
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交整流逆变调速系统，理论上完全可以取消换挡时需要的超高倍率放电电池，大幅减少了系统成本，体积，提高了系统可靠性、安全性。
[0092]
(7)本方案可以实现电力输出，用于抢险救灾、机具用电等场合。
[0093]
(8)本方案主要关键零部件，大功率永磁同步电机及电机控制器，湿式离合器、制动器等关键部件，国内采购渠道宽阔。本动力不间断换挡系统的成本仅为国外同等功率系统的1/4到1/3。
[0094]
(9)本动力不间断换挡系统适合80
‑
200马力拖拉机传动系统，实现了全域动力不间断换挡，并能进行能量回收与储存。
[0095]
(10)本动力不间断换挡系统适合200马力以下的轻型卡车、微行卡车全域动力不间断换挡，配以大能量的电池模组，利用本系统大幅度回收能量。
[0096]
前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。