7 混合动力变速器
    7.1行星齿轮
    在任何汽车变速器中，齿轮都被视为重要零部件之一，无论是自动变速器还是手动变速器，齿轮均可用来传输扭矩和动力，并改变车辆的速度和方向，行星齿轮组可视为传输或增加扭矩的基本方法，行星齿轮组由三个齿轮（一般构成一个行星齿轮组）组成，如图73所示。

    1．太阳轮
    行星齿轮传动中，与行星架同一轴线的外齿轮和内齿轮称为太阳轮。它就像太阳位于太阳系中心一样，太阳轮一般位于齿轮系的中心，其他齿轮围绕其旋转。
    2．行星齿轮架上的小齿轮
    行星小齿轮安装在行星齿轮架上，并围绕太阳轮旋转，并一般均匀布置在太阳轮周围类似于太阳系中行星围绕太阳运转。因装配在行星齿轮架上而得名，行星小齿轮与太阳轮和内齿轮常啮合。
    3．内齿轮（或环形齿轮）
    内部环形齿轮环绕整个齿轮系，其轮齿在内部直径上切割而出，内齿轮与行星小齿轮常啮合。
    4．行星齿轮组装配
    该装配由太阳轮、带有行星小齿轮的行星齿轮架和内齿轮组成。因为这些齿轮彼此常啮合，所以某个齿轮被驱动或制动时，其他齿轮会受到影响。
    行星齿轮组装配有三个特征：
    一是，它有助于能量加强和提高效率，齿轮架上有三个或四个小齿轮，内齿轮及太阳轮与所有小齿轮啮合，由此能量强度在整个齿轮系中得以平均分配。二是，齿轮始终处于啮合状态，可减少齿轮冲撞的可能性。三是，因为所有齿轮位于同一轴上，所以行星齿轮组装配结构紧凑。

    7.2行星齿轮的传动方式
    每个行星齿轮组可以有多种力矩传递方式，如图74所示。

    1．减速驱动
    减速驱动是指太阳轮转动，而内齿轮被制动，太阳轮驱动围绕固定内齿轮内部旋转的小齿轮，此种运行方式致使行星齿轮架也开始旋转，但其速度低于太阳轮，在齿轮架驱动输出轴的情况下，该配置大大降低了齿轮速度。
    通过运行齿轮系统减速，可增加扭矩并降低相对于输入速度的输出速度，即输入速度（rpm）大于输出速度。
    2．直接驱动
    输出轴与输入轴的转速（rpm）相对相同时，直接驱动开始，以同样的速度驱动行星齿轮组中任何两种齿轮时，直接驱动启动。这种运作方式使齿轮系中的第三种齿轮以相同速度旋转，在直接驱动中，输入轴和输出轴每分钟旋转数相等。
    3．超速传动
    驱动行星齿轮架，制动太阳轮，可实现超速传动，当小齿轮围绕固定太阳轮的外部旋转时，将驱动内齿轮以同样方向旋转，但是速度要快于行星齿轮架，随着内齿轮驱动输出轴，该种配置实现超速传动。
    在超速传动时，输入扭矩减少，相对于输入速度的输出速度增加，这意味着，输出轴的速度（rpm）要大于输入轴的速度。
    4．反向驱动
    反向操作，是通过制动行星齿轮架和驱动太阳轮来实现，该操作导致小齿轮反向驱动内齿轮将速度减慢，而双模式混合动力设备（如电动汽车）及内燃机（ICE）中的行星齿轮组不需进行反向操作。

    7.3电动无级变速器的结构
    1．单模式EVT
    混合动力电动车的电动无级变速器（EVT）有几种配置方式，最简单的方法是进行INPUT SPLIT设计，可以利用行星齿轮组对内燃机（ICE）和电动机／发电机（M/C）之间的能量输入进行融合，在EVT能量输出处增设电动机／发电机。
    由于电动机／发电机A连接至行星齿轮组太阳轮，因此电动机／发电机A的转速有所变化以保持内燃机（ICE）最高效率的速度（约2000r/min）。电动机／发电机B以最终驱动速度运行。
    电动机／发电机A主要发挥发电机性能，以给混合动力蓄电池（ESB）充电，并向电动机／发电机B提供电能。INPUT-SPLIT式EVT设计取决于有效功率约为75％的电动一机械动力传递路径。通过比较，全机械动力传递路径的有效功率约为95%.
    INPUT-SPLIT式EVT具有单一的行星齿轮组，所以只能用单一速度“宽度”对其进行设计。电动机／发电机A在不必旋转也可保持发动机的最高效率速度时，可达到“最高效率”点。这种设计只适用于低速行驶，高速行驶时，需要更大的电动一机械功率，并且燃油经济性效率要低于可比较的非混合动力车辆。因为INPUT-SPLIT式EVT只有单一速度“宽度”，所以其设计被称为单模式EVT，其结构如图75所示。

    仅电力驱动：
    ·车辆启动后，车速约为30 m/h；
    ·始终反向驱动车辆；
    ·在电动机／发电机A和最终传动之间融合发动机输出功率；
    ·在ESB和电动机／发电机B（最终传动）之间融合电动机／发电机A输出功率；
    ·高速行驶期间，将ESB能量传递给电动机／发电机B；
    ·在减速／制动期间，最终传动旋转电动机／发电机B,．使其产生电能并为ESB充电（再   生制动）。
    仅机械力驱动：
    在没有离合器的情况下，输入功率一融合式EVT设计依赖于电动机或发电机上的电能，以在车辆推进期间将动力传输给行星齿轮组，由于行星齿轮组“自由轮离合器”的作用，在没有电能的情况下，操作输入功率一融合式EVT的任何尝试将导致非常的发动机输入速度和没有（或极低的）输出速度。
    2．双模式混合动力变速器
    MG的双式混合动力电动车辆的电动无级变速器（EVT）是一种POWERSPLIT式设计，POWERSPLIT设计，即行星齿轮组使变速器的能量输入在发动机和电动机／发电机之间得以融合。附加行星齿轮组置于电动机／发电机和EVT能量输出之间，也置于两个电动机／发电机之间。INPUT-SPLIT与OUTPUT-SPLIT设计被称为COMPOUND-SPLIT EVT，即双模式混合动力变速器，其结构如图76所示。

    在附加行星齿轮组的作用下，电动机／发电机A和电动机／发电机B的速度有所变化以保持发动机最有效率的速度。
    在低速／轻载荷的情况下，GM的双模式混合动力变速器采用INPUT-SPLIT设计结构（单模式）。车辆以特定的速率行驶时，变速器内的所有零部件以同样的速度旋转。实现“同步”）速度时，启用离合器并运行附加的行星齿轮组，附加行星齿轮组可使EVT切换到更高的齿轮传动状置并运行COMPOUND-SPLIT模式（双模式）。
    带有两个齿轮传动装置的配置下，GM的双模式混合动力变速器比单模式（输入功率一分离式）混合动力设计拥有更多的功效优点：
    ·较小的混合动力蓄电池储存；
    ·较小的电动机／发电机（M/G）；
    ·在城市区间或高速行驶时，比非混合动力车辆效率高；
    ·有效率更高、更加稳健的全机械功率路径可用；
    ·保持车辆最高效率速度或牵引时，本身性能没有损耗。
    电力驱动：
    ．车辆启动后，车速约30 m/h；
    ·始终反向驱动车辆。
    电力-机械力驱动：
    ·在电动机／发动机（M/G）A和最终传动之间融合ICE输出功率；
    ·高速行驶期间，将ESB能量传递给电动机／发电机（M/G）B ；
·在减速／制动期间，最终传动旋转电动机／发电机（M/G）B产生电能并为电池组充电（再生制动）。
    仅机械力驱动：
    在特定速度和载荷期间，多片离合器制动行星齿轮组，可使内燃机在无任何电能使用的情况下推进车辆行驶。
    由于单一模式（INPUT-SPLIT）设计只依赖于电动一机械功率路径，因此在大量能量需求期间，车辆混合动力蓄电池将会放电。在混合动力蓄电池电量较低的情况下，车辆的最高时速会有所降低，因为内燃机（ICE）必须推进车辆而不能够支持混合动力蓄电池电能。GM的双模式混合动力变速器可利用全机械功率路径，因此不需要电能来保持所需的车辆运行。
    例如，生活中的变速自行车，带有单齿轮传动装置的自行车如要登上陡峭的阶梯，需要身材高大、体质健壮的骑手，同时在登上阶梯时，该骑手很难快速地蹬自行踏板并且将消耗很多能量，如图77所示。

    然而将多齿轮传动装置安装在自行车上，身材较小的骑手也能登上同样陡峭的阶梯，并且与带有单齿轮传动装置的自行车相比，他将消耗较少的能量。
具有单一模式（INPUT SPLIT）设计的单模式混合动力车辆只配置一个行星齿轮组，所以它有与单速自行车很像的单齿轮传动装置。而在构造一辆混合动力一电动的运动型车辆时，能量需求必须包括如牵引重载荷等情况。没有多齿轮传动装置的情况下，混合动力电动零部件的型号不容易或不可能与车辆相结合或满足驾驶员的期望。

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