一种舷外机的双电机混合动力传动系统的制作方法

1.本发明涉及舷外机动力传动技术领域，具体涉及一种舷外机的双电机混合动力传动系统。


背景技术：

2.舷外机顾名思义发动机在船舷之外，悬挂在尾板之上，最顶部为发动机，发动机曲轴连接立轴，然后横轴最后输出给螺旋桨，这种机器在转向时，整个发动机都随同转向装置左右摆动，由于螺旋桨直接随驱动装置转向，所以灵活性极强、整机安装简单、携带方便，广泛应用于小型游艇、充气动力艇、冲锋舟、各种钓鱼船等。然而目前常规的汽、柴油舷外机噪音大，且单纯靠外接蓄电池的电动舷外机电量存储技术不能保障高续航的要求，近年来，混合动力驱动系统及其工作模式逐渐成为研究热点。但现有的发动机传动方案中，传动中间轴上有一齿轮同时与驱动电机轴、发动机超越驱动齿轮啮合，该传动方案对齿轮副加工精度、安装精度要求较高，在实际运行中容易出现故障，同时，承担动力耦合功能的超越离合器与超越驱动齿轮花键连接，结构复杂。


技术实现要素：

3.本发明主要是为了解决现有的舷外机混合动力传动方案对齿轮副加工精度和安装精度要求高、动力传动系统结构复杂的问题，提供了一种舷外机的双电机混合动力传动系统，发动机直驱时，发动机的动力通过发电机轴及离合器直接传递至传动中间轴，不通过齿轮副啮合，提高了传动效率，降低了对传动中间轴齿轮副的加工精度、安装精度要求，同时动力传动系统结构简单，降低了系统的故障率。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种舷外机的双电机混合动力传动系统，包括发电机、驱动电机、发动机、离合器、齿轮传动模块、液压机构和电控机构，所述齿轮传动模块包括发电传动单元和行驶传动单元，所述发电传动单元包括发动机输入轴和发电机轴，所述行驶传动单元包括驱动电机轴、传动中间轴和主减差速器总成；所述发动机与所述发电机之间通过一级齿轮传动增速；所述发电机与所述驱动电机平行布置；所述驱动电机通过主减速器将动力传至差速器，所述差速器将动力传递至舷外机。本发明提供了一种舷外机的双电机混合动力传动系统，包括发电机、驱动电机、发动机、离合器、齿轮传动模块、液压机构和电控机构，齿轮传动模块包括发电传动单元和行驶传动单元，发电传动单元包括发动机输入轴和发电机轴，行驶传动单元包括驱动电机轴、传动中间轴和主减差速器总成，其中，主减差速器总成包括主减速器和差速器。发动机与发电机之间通过一级齿轮传动增速，发电机与驱动电机平行布置，驱动电机的动力经驱动电机轴到传动中间轴，再经主减速器传至差速器，最后差速器将动力传递至舷外机。离合器设置在发电机轴上，离合器壳体与发电机轴固定连接，离合器主动片与离合器壳体花键连接，离合器摩擦片与传动中间轴花键连接，用于控制发电机轴与驱动电机轴和传动中间轴的接合与分离，以实现本系统的不同驱动模式。本方案发动机直驱时，发
动机的动力通过发电机轴及离合器直接传递至传动中间轴，不通过齿轮副啮合，提高了传动效率，降低了对传动中间轴齿轮副的加工精度、安装精度要求，同时动力传动系统结构简单，降低了系统的故障率。
5.作为优选，所述双电机混合动力传动系统具有纯电动模式、串联混合动力模式和并联混合动力模式。
6.作为优选，在纯电动模式下，所述发动机和发电机均不工作，所述离合器断开，所述驱动电机的动力经所述驱动电机轴到所述传动中间轴，再经所述主减速器传至所述差速器，差速器将动力传递至所述舷外机。当本系统处于纯电动模式时，发动机和发电机均不工作，离合器断开，驱动电机的动力经驱动电机轴传到传动中间轴，再经主减速器传到差速器，差速器通过驱动半轴将动力传递至舷外机的螺旋桨，推动螺旋桨转动进行排水，舷外机开始工作。
7.作为优选，在串联混合动力模式下，所述发动机工作，所述离合器断开，发动机的动力不传递到所述传动中间轴，发动机通过一级齿轮增速驱动所述发电机发电，发电机为所述驱动电机供电，驱动电机的动力经所述驱动电机轴到所述传动中间轴，再经所述主减速器传至所述差速器，差速器将动力传递至所述舷外机。当本系统处于串联混合动力模式时，发动机工作，离合器断开，发动机的动力不传递到传动中间轴，发动机通过一级齿轮增速驱动发电机发电，发电机为驱动电机供电，驱动电机的动力经驱动电机轴传到传动中间轴，再经主减速器传到差速器，差速器通过驱动半轴将动力传递至舷外机的螺旋桨，推动螺旋桨转动进行排水，舷外机开始工作。
8.作为优选，在并联混合动力模式下，所述发动机工作，所述离合器结合，发动机通过一级齿轮增速将动力传递至所述发电机轴后，离合器将动力传至所述传动中间轴，再经所述主减速器传至所述差速器，差速器将动力传递至所述舷外机。当本系统处于并联混合动力模式时，发动机工作，离合器结合，发动机通过一级齿轮增速将动力传递至发电机轴后，离合器将动力传至传动中间轴，再经主减速器传至差速器，差速器通过驱动半轴将动力传递至舷外机的螺旋桨，推动螺旋桨转动进行排水，舷外机开始工作。
9.作为优选，所述并联混合动力模式下，所述驱动电机具有空转、辅助驱动和回收能量三种状态。并联混合动力模式下，驱动电机有三种状态，分别是空转、辅助驱动和回收能量。当驱动电机处于空转状态时，驱动电机不输出扭矩同时也不回收能量，发动机通过一级齿轮增速将动力传递至发电机轴后，离合器将动力传递至传动中间轴，再经主减速器传递至差速器，差速器通过驱动半轴将动力传递至舷外机；当驱动电机处于辅助驱动状态时，驱动电机输出扭矩，和发动机共同驱动行驶，发动机通过一级齿轮增速将动力传递至发电机轴后，离合器将动力传递至传动中间轴，同时驱动电机的动力经驱动电机轴传到传动中间轴与发动机的动力耦合，耦合后的动力经主减速器传递至差速器，差速器通过驱动半轴将动力传递至舷外机；当驱动电机处于回收能量状态时，驱动电机不输出扭矩同时回收能量，发动机通过一级齿轮增速将动力传递至发电机轴后，离合器将动力分别传递至传动中间轴和驱动电机，传递至传动中间轴的动力再经主减速器传递至差速器，差速器通过驱动半轴将动力传递至舷外机。
10.作为优选，所述主减速器为两级平行轴圆柱齿轮。本系统的主减速器采用两级平行轴圆柱齿轮，用于降低转速，增加转矩。
11.作为优选，所述离合器设置在所述发电机轴上，离合器壳体与发电机轴固定连接。本系统发动机通过一级齿轮增速将动力传递至发电机轴后，设置在发电机轴上的离合器将动力传递至传动中间轴或驱动电机。
12.作为优选，离合器主动片与离合器壳体花键连接。本系统离合器主动片与离合器壳体花键连接，用于控制发电机轴与驱动电机轴和传动中间轴的接合与分离，以实现本系统的不同驱动模式，结构简单。作为优选，离合器摩擦片与传动中间轴花键连接。本系统离合器摩擦片与传动中间轴花键连接，用于控制发电机轴与驱动电机轴和传动中间轴的接合与分离，以实现本系统的不同驱动模式，结构简单。
13.因此，本发明的优点是：（1）本方案发动机直驱时，发动机的动力通过发电机轴及离合器直接传递至传动中间轴，不通过齿轮副啮合，提高了传动效率，降低了对传动中间轴齿轮副的加工精度、安装精度要求，同时动力传动系统结构简单，降低了系统的故障率；（2）采用双电机混合动力模式，提高了续航能力，减少了环境污染。
附图说明
14.图1是本发明的结构示意图。
15.图2是本发明实施例中纯电动模式下的动力传输路径图。
16.图3是本发明实施例中串联混合动力模式下的动力传输路径图。
17.图4是本发明实施例中并联混合动力模式下驱动电机空转状态时的动力传输路径图。
18.图5是本发明实施例中并联混合动力模式下驱动电机辅助驱动状态时的动力传输路径图。
19.图6是本发明实施例中并联混合动力模式下驱动电机回收能量状态时的动力传输路径图。
[0020] 1、发动机输入轴 2、发电机轴 3、发电机 4、离合器 5、传动中间轴 6、差速器 7、驱动电机轴 8、驱动电机 9、发动机 10、舷外机。
具体实施方式
[0021]
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
[0022]
如图1所示，一种舷外机的双电机混合动力传动系统，包括发电机3、驱动电机8、发动机9、离合器4、齿轮传动模块、液压机构和电控机构，齿轮传动模块包括发电传动单元和行驶传动单元，发电传动单元包括发动机输入轴1和发电机轴2，行驶传动单元包括驱动电机轴7、传动中间轴5和主减差速器总成；发动机9与发电机3之间通过一级齿轮传动增速；发电机3与驱动电机8平行布置；驱动电机8通过主减速器将动力传至差速器6，差速器6将动力传递至舷外机10。本发明提供了一种舷外机的双电机混合动力传动系统，包括发电机3、驱动电机8、发动机9、离合器4、齿轮传动模块、液压机构和电控机构，齿轮传动模块包括发电传动单元和行驶传动单元，发电传动单元包括发动机输入轴1和发电机轴2，行驶传动单元包括驱动电机轴7、传动中间轴5和主减差速器总成，其中，主减差速器总成包括主减速器和
差速器6，主减速器采用两级平行轴圆柱齿轮。发动机9与发电机3之间通过一级齿轮传动增速，发电机3与驱动电机8平行布置，驱动电机8的动力经驱动电机轴7到传动中间轴5，再经主减速器传至差速器6，最后差速器6将动力传递至舷外机10。离合器4设置在发电机轴2上，离合器壳体与发电机轴2固定连接，离合器主动片与离合器壳体花键连接，离合器摩擦片与传动中间轴5花键连接，用于控制发电机轴2与驱动电机轴7和传动中间轴5的接合与分离，以实现本系统的不同驱动模式。
[0023]
如图2-6所示，双电机混合动力传动系统具有纯电动模式、串联混合动力模式和并联混合动力模式。
[0024]
如图2所示，在纯电动模式下，发动机9和发电机3均不工作，离合器4断开，驱动电机8的动力经驱动电机轴7到传动中间轴5，再经主减速器传至差速器6，差速器6将动力传递至舷外机10。当本系统处于纯电动模式时，发动机9和发电机3均不工作，离合器4断开，驱动电机8的动力经驱动电机轴7传到传动中间轴5，再经主减速器传到差速器6，差速器6通过驱动半轴将动力传递至舷外机10的螺旋桨，推动螺旋桨转动进行排水，舷外机10开始工作。
[0025]
如图3所示，在串联混合动力模式下，发动机9工作，离合器4断开，发动机9的动力不传递到传动中间轴5，发动机9通过一级齿轮增速驱动发电机3发电，发电机3为驱动电机8供电，驱动电机8的动力经驱动电机轴7到传动中间轴5，再经主减速器传至差速器6，差速器6将动力传递至舷外机10。当本系统处于串联混合动力模式时，发动机9工作，离合器4断开，发动机9的动力不传递到传动中间轴5，发动机9通过一级齿轮增速驱动发电机3发电，发电机3为驱动电机8供电，驱动电机8的动力经驱动电机轴7传到传动中间轴5，再经主减速器传到差速器6，差速器6通过驱动半轴将动力传递至舷外机10的螺旋桨，推动螺旋桨转动进行排水，舷外机10开始工作。
[0026]
如图4-6所示，在并联混合动力模式下，发动机9工作，离合器4结合，发动机9通过一级齿轮增速将动力传递至发电机轴2后，离合器4将动力传至传动中间轴5，再经主减速器传至差速器6，差速器6将动力传递至舷外机10。当本系统处于并联混合动力模式时，发动机9工作，离合器4结合，发动机9通过一级齿轮增速将动力传递至发电机轴2后，离合器4将动力传至传动中间轴5，再经主减速器传至差速器6，差速器6通过驱动半轴将动力传递至舷外机10的螺旋桨，推动螺旋桨转动进行排水，舷外机10开始工作。
[0027]
如图4-6所示，并联混合动力模式下，驱动电机8具有空转、辅助驱动和回收能量三种状态。并联混合动力模式下，驱动电机8有三种状态，分别是空转、辅助驱动和回收能量。当驱动电机8处于空转状态时，驱动电机8不输出扭矩同时也不回收能量，发动机9通过一级齿轮增速将动力传递至发电机轴2后，离合器4将动力传递至传动中间轴5，再经主减速器传递至差速器6，差速器6通过驱动半轴将动力传递至舷外机10；当驱动电机8处于辅助驱动状态时，驱动电机8输出扭矩，和发动机9共同驱动行驶，发动机9通过一级齿轮增速将动力传递至发电机轴2后，离合器4将动力传递至传动中间轴5，同时驱动电机8的动力经驱动电机轴7传到传动中间轴5与发动机9的动力耦合，耦合后的动力经主减速器传递至差速器6，差速器6通过驱动半轴将动力传递至舷外机10；当驱动电机8处于回收能量状态时，驱动电机8不输出扭矩同时回收能量，发动机9通过一级齿轮增速将动力传递至发电机轴2后，离合器4将动力分别传递至传动中间轴5和驱动电机8，传递至传动中间轴5的动力再经主减速器传递至差速器6，差速器6通过驱动半轴将动力传递至舷外机10。