CN109466308A - 乘用车用混合动力变速系统 - Google Patents

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王志国
刘慧军
徐烁佳
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Abstract

本发明公开了一种乘用车用混合动力变速系统,包括发动机、发电机、驱动电机、变速器输出轴、用于实现发动机与所述变速器输出轴之间的动力传递且与所述发电机连接的第一动力传递装置和用于实现所述驱动电机与变速器输出轴之间的动力传递的第二动力传递装置。本发明的乘用车用混合动力变速系统,应用双电机系统及发动机三个动力源协调工作,在此基础上实现整车的动力性、经济性等性能的全面提升和优化,结构简单紧凑,成本低,能纯电、混动、增程多种模式,产业化可操作性强。

Description

乘用车用混合动力变速系统
技术领域
本发明属于变速器技术领域,具体地说,本发明涉及一种乘用车用混合动力变速系统。
背景技术
雾霾日益严重的情况下,如何能有效减少空气中污染颗粒物的排放,已成为世界各国的当务之急。根据环境保护要求,中国2020年CO2排放限值为117g/km;根据燃油消耗率要求,中国2020年企业平均乘用车综合油耗5L/km。为了满足上述要求,产生各种不同的解决方案,其中将两种或更多能量集合为一体混合动力汽车是一种理想的解决方案,而利用本发明方案双电机混动变速器驱动单元,具有成本低、结构简单、工艺性好的特点,特别适合于中国的国情,符合低成本混合动力汽车的需求。
公布号为CN101920652B的专利文献公开了一种车用串/并联双电机多离合器混合动力驱动单元,其包括主驱动电机、集成启动发电机、差速器、主轴、第一级减速装置、主离合器及第一离合器,所述主驱动电机通过所述第一离合器连接所述第一级减速装置。此专利文献也公开了一种车用串/并联双电机三离合器混合动力电驱动单元,在上述双电机两离合器混合动力电驱动单元的基础上,所述双电机三离合器混合动力电驱动单元还包括第二离合器及第二级减速装置。这种混合动力驱动单元结构复杂,成本高,而且无发动机单独驱动模式,当汽车中高速巡航时,系统传动路线复杂,效率低。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提供一种乘用车用混合动力变速系统,目的是提高结构紧凑性。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案为:乘用车用混合动力变速系统,包括发动机、发电机、驱动电机、变速器输出轴、用于实现所述发动机与所述变速器输出轴之间的动力传递且与所述发电机连接的第一动力传递装置和用于实现所述驱动电机与变速器输出轴之间的动力传递的第二动力传递装置。
所述第一动力传递装置包括与所述发动机连接的变速器输入轴、设置于变速器输入轴上的第一主动齿轮和设置于所述变速器输出轴上且与第一主动齿轮啮合的第一从动齿轮。
所述第一动力传递装置还包括与所述发电机连接且与所述第一主动齿轮啮合的第二从动齿轮,第一主动齿轮固定设置在所述变速器输入轴上,所述变速器输出轴上设有用于控制所述第一从动齿轮与变速器输出轴之间的动力的传递与中断的离合器。
所述第一主动齿轮固定设置在所述变速器输入轴上,变速器输入轴与所述发电机连接,所述变速器输出轴上设有用于控制所述第一从动齿轮与变速器输出轴之间的动力的传递与中断的离合器。
所述第一主动齿轮空套在所述变速器输入轴上,变速器输入轴与所述发电机连接,变速器输入轴上设有用于控制变速器输入轴与第一主动齿轮之间的动力的传递与中断的离合器,所述第一从动齿轮固定设置在所述变速器输出轴上。
所述第一动力传递装置还包括固定设置在所述变速器输入轴上的第二主动齿轮和与所述发电机连接且与第二主动齿轮啮合的第二从动齿轮,所述第一主动齿轮空套在变速器输入轴上,变速器输入轴上设有用于控制变速器输入轴与第一主动齿轮之间的动力的传递与中断的离合器。
所述第二动力传递装置包括与所述驱动电机连接的驱动轴、设置于驱动轴上的第一变速主动齿轮和第二变速主动齿轮、设置于所述变速器输出轴上且与第一变速主动齿轮相啮合的第一变速从动齿轮、设置于变速器输出轴上且与第二变速主动齿轮相啮合的第二变速从动齿轮以及设置于变速器输出轴上且可选择性的与第一变速从动齿轮和第二变速从动齿轮相啮合以实现同步锁止的同步器。
所述第二动力传递装置包括与所述驱动电机连接的驱动轴、设置于驱动轴上的第一变速主动齿轮和第二变速主动齿轮、空套在所述变速器输出轴上且与第一变速主动齿轮相啮合的第一变速从动齿轮、空套在变速器输出轴上且与第二变速主动齿轮相啮合的第二变速从动齿轮以及设置于驱动轴上且可选择性的与第一变速主动齿轮和第二变速主动齿轮相啮合以实现同步锁止的同步器,变速器输出轴上用于控制第一变速从动齿轮或第二变速从动齿轮与变速器输出轴之间的动力的传递与中断的离合器。
所述第二动力传递装置包括行星齿轮机构、用于控制所述驱动电机与行星齿轮机构之间的动力的传递与中断的离合器、制动器、与行星齿轮机构连接的变速主动齿轮和设置于所述变速器输出轴上且与变速主动齿轮相啮合的变速从动齿轮。
所述行星齿轮机构包括行星架、太阳轮和行星轮,所述变速主动齿轮与行星架为同轴固定连接,所述离合器与行星架和所述驱动电机连接。
本发明的乘用车用混合动力变速系统,应用双电机系统及发动机三个动力源协调工作,在此基础上实现整车的动力性、经济性等性能的全面提升和优化,结构简单紧凑,成本低,工艺性好,一致性好,可实现纯电纯电驱动、发动机直驱、混合动力并联驱动、混合动力串联驱动、停车发电、能量回收多种工作模式,产业化可操作性强。
附图说明
本说明书包括以下附图,所示内容分别是:
图1是实施例一的乘用车用混合动力变速系统的结构示意图;
图2是实施例一的乘用车用混合动力变速系统的工作模式;
图3是实施例二的乘用车用混合动力变速系统的结构示意图;
图4是实施例二的乘用车用混合动力变速系统的工作模式;
图5是实施例三的乘用车用混合动力变速系统的结构示意图;
图6是实施例三的乘用车用混合动力变速系统的工作模式;
图7是实施例四的乘用车用混合动力变速系统的结构示意图;
图8是实施例四的乘用车用混合动力变速系统的工作模式;
图9是实施例五的乘用车用混合动力变速系统的结构示意图;
图10是实施例五的乘用车用混合动力变速系统的工作模式;
图11是实施例六的乘用车用混合动力变速系统的结构示意图;
图12是实施例六的乘用车用混合动力变速系统的工作模式;
图中标记为:1、发动机;2、发电机;3、驱动电机;4、变速器输入轴;5、变速器输出轴;6、扭转减振器;7、第一主动齿轮;8、第一从动齿轮;9、第二从动齿轮;10、第一变速主动齿轮;11、第二变速主动齿轮;12、第一变速从动齿轮;13、第二变速从动齿轮;14、驱动轴;15、主减主动齿轮;16、主减从动齿轮;17、差速器;18、车轮;19、同步器;20、离合器或第一离合器;21、油泵;22、第二主动齿轮;23、第二离合器;24、行星架;25、太阳轮;26、行星轮;27、变速主动齿轮;28、变速从动齿轮;29、制动器;30、齿圈。
具体实施方式
下面对照附图,通过对实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解,并有助于其实施。
需要说明的是,在下述的实施方式中,所述的“第一”和“第二”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系,也不代表先后的执行顺序,而仅仅是为了描述的方便。
本发明提供了一种乘用车用混合动力变速系统,包括发动机、发电机、驱动电机、变速器输出轴、用于实现所述发动机与所述变速器输出轴之间的动力传递且与所述发电机连接的第一动力传递装置和用于实现所述驱动电机与变速器输出轴之间的动力传递的第二动力传递装置。
所述第一动力传递装置包括与所述发动机连接的变速器输入轴、设置于变速器输入轴上的第一主动齿轮和设置于所述变速器输出轴上且与第一主动齿轮啮合的第一从动齿轮。
所述第一动力传递装置还包括与所述发电机连接且与所述第一主动齿轮啮合的第二从动齿轮,第一主动齿轮固定设置在所述变速器输入轴上,所述变速器输出轴上设有用于控制所述第一从动齿轮8与变速器输出轴之间的动力的传递与中断的离合器。
所述第一主动齿轮固定设置在所述变速器输入轴上,变速器输入轴与所述发电机连接,所述变速器输出轴上设有用于控制所述第一从动齿轮与变速器输出轴之间的动力的传递与中断的离合器。
所述第一主动齿轮空套在所述变速器输入轴上,变速器输入轴与所述发电机连接,变速器输入轴上设有用于控制变速器输入轴与第一主动齿轮之间的动力的传递与中断的离合器,所述第一从动齿轮固定设置在所述变速器输出轴上。
所述第一动力传递装置还包括固定设置在所述变速器输入轴上的第二主动齿轮和与所述发电机连接且与第二主动齿轮啮合的第二从动齿轮,所述第一主动齿轮空套在变速器输入轴上,变速器输入轴上设有用于控制变速器输入轴与第一主动齿轮之间的动力的传递与中断的离合器。
所述第二动力传递装置包括与所述驱动电机连接的驱动轴、设置于驱动轴上的第一变速主动齿轮和第二变速主动齿轮、设置于所述变速器输出轴上且与第一变速主动齿轮相啮合的第一变速从动齿轮、设置于变速器输出轴上且与第二变速主动齿轮相啮合的第二变速从动齿轮以及设置于变速器输出轴上且可选择性的与第一变速从动齿轮和第二变速从动齿轮相啮合以实现同步锁止的同步器。
所述第二动力传递装置包括与所述驱动电机连接的驱动轴、设置于驱动轴上的第一变速主动齿轮和第二变速主动齿轮、空套在所述变速器输出轴上且与第一变速主动齿轮相啮合的第一变速从动齿轮、空套在变速器输出轴上且与第二变速主动齿轮相啮合的第二变速从动齿轮以及设置于驱动轴上且可选择性的与第一变速主动齿轮和第二变速主动齿轮相啮合以实现同步锁止的同步器,变速器输出轴上用于控制第一变速从动齿轮或第二变速从动齿轮与变速器输出轴之间的动力的传递与中断的离合器。
进一步的,所述第二动力传递装置包括行星齿轮机构、用于控制所述驱动电机与行星齿轮机构之间的动力的传递与中断的离合器、制动器、与行星齿轮机构连接的变速主动齿轮和设置于所述变速器输出轴上且与变速主动齿轮相啮合的变速从动齿轮。所述行星齿轮机构包括行星架、太阳轮和行星轮,所述变速主动齿轮与行星架为同轴固定连接,所述离合器与行星架和所述驱动电机连接。
实施例一
如图1所示,本实施例提供了一种乘用车用混合动力变速系统,包括发动机1、发电机2、驱动电机3、变速器输出轴5、用于实现发动机1与变速器输出轴5之间的动力传递且与发电机2连接的第一动力传递装置和用于实现驱动电机3与变速器输出轴5之间的动力传递的第二动力传递装置,变速器输出轴5为可旋转的设置。
在本实施例中,如图1所示,第一动力传递装置包括与发动机1连接的变速器输入轴4、设置于变速器输入轴4上的第一主动齿轮7和设置于变速器输出轴5上且与第一主动齿轮7啮合的第一从动齿轮8。变速器输入轴4为可旋转的设置,变速器输入轴4与变速器输出轴5相平行,发动机1通过扭转减振器6与变速器输入轴4连接,第一主动齿轮7固定设置在变速器输入轴4上,第一主动齿轮7与变速器输入轴4为同轴设置且第一主动齿轮7与变速器输入轴4同步旋转,第一主动齿轮7为圆柱齿轮,第一从动齿轮8为圆柱齿轮且第一从动齿轮8与第一主动齿轮7保持相啮合。第一动力传递装置还包括与发电机2连接且与第一主动齿轮7啮合的第二从动齿轮9,第二从动齿轮9为圆柱齿轮,第二从动齿轮9与发电机2的主轴固定连接,第一主动齿轮7位于第一从动齿轮8和第二从动齿轮9之间。变速器输出轴5上设有用于控制第一从动齿轮8与变速器输出轴5之间的动力的传递与中断的离合器20,第一从动齿轮8空套在变速器输出轴5上且第一从动齿轮8与变速器输出轴5为同轴设置,变速器输出轴5穿过第一从动齿轮8,通过离合器20的接合与分离,实现发动机1与变速器输出轴5之间的动力传递与切断。离合器20处于结合状态时,第一从动齿轮8与变速器输出轴5能够同步旋转,发动机1产生的动力经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5,使变速器输出轴5进行旋转,最终动力经主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转。离合器20处于分离状态时,发动机1产生的动力不能经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5而使变速器输出轴5旋转。
如图1所示,发动机1为内燃机,变速器输入轴4用于接收发动机1产生的动力,变速器输入轴4与油泵21连接,发动机1运转时,通过变速器输入轴4带动油泵21进行运转,油泵21为系统提供液压油。
如图1所示,第二动力传递装置包括与驱动电机3连接的驱动轴14、设置于驱动轴14上的第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11、设置于变速器输出轴5上且与第一变速主动齿轮10相啮合的第一变速从动齿轮12、设置于变速器输出轴5上且与第二变速主动齿轮11相啮合的第二变速从动齿轮13以及设置于变速器输出轴5上且可选择性的与第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13相啮合以实现同步锁止的同步器19。驱动轴14与驱动电机3的主轴固定连接,驱动轴14与变速器输出轴5和变速器输入轴4相平行,第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11固定设置在驱动轴14上,第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11与驱动轴14为同轴设置且第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11与驱动轴14同步旋转。第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13空套在变速器输出轴5上且第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13与变速器输出轴5为同轴设置,变速器输出轴5穿过第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13,在变速器输出轴5的轴向上,第一变速从动齿轮12位于第二变速从动齿轮13和第一从动齿轮8之间。第一变速主动齿轮10、第二变速主动齿轮11、第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13均为圆柱齿轮,第一变速主动齿轮10与第一变速从动齿轮12保持相啮合,第二变速主动齿轮11与第二变速从动齿轮13保持相啮合,第一变速主动齿轮10、第二变速主动齿轮11、第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13相配合,第一变速主动齿轮10与第一变速从动齿轮12之间的传动比和第二变速主动齿轮11与第二变速从动齿轮13之间的传动比大小不同,第二动力传递装置的传动比大小可调,第二动力传递装置可处于第一传动比或第二传动比下,从而形成二档齿轮传动,第二传动比与第一传动比的大小不同。
如图1所示,同步器19位于第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13之间,同步器19可选择性的与第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13相啮合。当同步器19与第一变速从动齿轮12相啮合时,同步器19同步变速器输出轴5和第一变速从动齿轮12,使得第一变速从动齿轮12和变速器输出轴5能够同步旋转,第二变速从动齿轮13空转;当同步器19与第二变速从动齿轮13相啮合时,同步器19同步变速器输出轴5和第二变速从动齿轮13,使得第二变速从动齿轮13和变速器输出轴5能够同步旋转,第一变速从动齿轮12空转。
在本实施例中,发动机1与发电机2保持动力连接,发动机1能够向发电机2输出动力,发电机2既能够利用发动机1输出的动力进行发电,也能够与发动机1一起输出动力,发动机1及发电机2输出的动力能够经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5。
如图1所示,主减速器包括相啮合的主减主动齿轮15和主减从动齿轮16,主减主动齿轮15固定设置在变速器输出轴5上,主减主动齿轮15与变速器输出轴5为同轴设置且主减主动齿轮15与变速器输出轴5同步旋转,主减从动齿轮16与差速器17固定连接。
如图2所示,本实施例的乘用车用混合动力变速系统的工作模式说明如下:
在整车工作于纯电动模式时,发动机1停止工作,发电机2停止工作,离合器20处于分离状态,驱动电机3处于运转状态,驱动电机3提供动力,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3产生的旋转力经第二动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,实现汽车中低速纯电行驶。
在整车工作于发动机驱动模式时,发动机1启动正常工作,发电机2视发动机1驱动工况及电池SOC值大小选择空转或发电,离合器20处于结合状态,驱动电机3关闭,驱动电机3停止运转,发动机1产生的动力经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,实现汽车中高速发动机1直接驱行驶。
在整车工作于混合动力并联驱动模式时,发动机1启动正常工作,发电机2视发动机驱动工况及动力电池电量选择驱动、空转或发电,离合器20处于结合状态,驱动电机3处于运转状态,驱动电机3提供动力,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3产生的旋转力经第二动力传递装置传递至变速器输出轴5,发动机1产生的动力经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,发动机1及驱动电机3产生的动力共同输出至车轮,实现汽车急加速、爬坡等大扭矩工况时混合动力并联驱动。
在整车工作于混合动力串联驱动模式时,发动机1启动正常工作,发电机2处于发电状态,离合器20处于分离状态,驱动电机3处于运转状态,驱动电机3提供动力,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3产生的旋转力经第二动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,实现汽车混合动力串联驱动。
在整车工作于停车发电模式时,发动机1启动正常工作,发电机2处于发电状态,离合器20处于分离状态,驱动电机3关闭,驱动电机3停止运转,变速器输出轴5不旋转,汽车无动力输出,实现汽车停车发电功能。
在整车工作于能量回收模式时,发动机1停止工作,发电机2停止工作,离合器20处于分离状态,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3处于发电状态,实现汽车滑行、制动时能量回收功能。
此实例驱动电机3通过一级速比传递至变速器输出轴,传递效率高,发动机1具有直驱模式且电机3可通过同步器脱开系统损失小,结构紧凑。
实施例二
如图3所示,本实施例提供了一种乘用车用混合动力变速系统,包括发动机1、发电机2、驱动电机3、变速器输出轴5、用于实现发动机1与变速器输出轴5之间的动力传递且与发电机2连接的第一动力传递装置和用于实现驱动电机3与变速器输出轴5之间的动力传递的第二动力传递装置,变速器输出轴5为可旋转的设置。
在本实施例中,如图3所示,第一动力传递装置包括与发动机1连接的变速器输入轴4、设置于变速器输入轴4上的第一主动齿轮7和设置于变速器输出轴5上且与第一主动齿轮7啮合的第一从动齿轮8。变速器输入轴4为可旋转的设置,变速器输入轴4与变速器输出轴5相平行,发动机1通过扭转减振器6与变速器输入轴4连接,第一主动齿轮7固定设置在变速器输入轴4上,第一主动齿轮7与变速器输入轴4为同轴设置且第一主动齿轮7与变速器输入轴4同步旋转,第一主动齿轮7为圆柱齿轮,第一从动齿轮8为圆柱齿轮且第一从动齿轮8与第一主动齿轮7保持相啮合。变速器输出轴5上设有用于控制第一从动齿轮8与变速器输出轴5之间的动力的传递与中断的离合器20,第一从动齿轮8空套在变速器输出轴5上且第一从动齿轮8与变速器输出轴5为同轴设置,变速器输出轴5穿过第一从动齿轮8,通过离合器20的接合与分离,实现发动机1与变速器输出轴5之间的动力传递与切断。离合器20处于结合状态时,第一从动齿轮8与变速器输出轴5能够同步旋转,发动机1产生的动力经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5,使变速器输出轴5进行旋转,最终动力经主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转。离合器20处于分离状态时,发动机1产生的动力不能经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5而使变速器输出轴5旋转。
如图3所示,发动机1为内燃机,变速器输入轴4用于接收发动机1产生的动力,变速器输入轴4与油泵21连接,发动机1运转时,通过变速器输入轴4带动油泵21进行运转,油泵21为系统提供液压油。变速器输入轴4的一端通过扭转减振器6与发动机1连接,变速器输入轴4的另一端与发电机2连接。第一主动齿轮7固定设置在变速器输入轴4上,变速器输入轴4与发电机2连接。
如图3所示,第二动力传递装置包括与驱动电机3连接的驱动轴14、设置于驱动轴14上的第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11、设置于变速器输出轴5上且与第一变速主动齿轮10相啮合的第一变速从动齿轮12、设置于变速器输出轴5上且与第二变速主动齿轮11相啮合的第二变速从动齿轮13以及设置于变速器输出轴5上且可选择性的与第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13相啮合以实现同步锁止的同步器19。驱动轴14与驱动电机3的主轴固定连接,驱动轴14与变速器输出轴5和变速器输入轴4相平行,第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11固定设置在驱动轴14上,第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11与驱动轴14为同轴设置且第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11与驱动轴14同步旋转。第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13空套在变速器输出轴5上且第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13与变速器输出轴5为同轴设置,变速器输出轴5穿过第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13,在变速器输出轴5的轴向上,第二变速从动齿轮13位于第一变速从动齿轮12和第一从动齿轮8之间。第一变速主动齿轮10、第二变速主动齿轮11、第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13均为圆柱齿轮,第一变速主动齿轮10与第一变速从动齿轮12保持相啮合,第二变速主动齿轮11与第二变速从动齿轮13保持相啮合,第一变速主动齿轮10、第二变速主动齿轮11、第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13相配合,第一变速主动齿轮10与第一变速从动齿轮12之间的传动比和第二变速主动齿轮11与第二变速从动齿轮13之间的传动比大小不同,第二动力传递装置的传动比大小可调,第二动力传递装置可处于第一传动比或第二传动比下,从而形成二档齿轮传动,第二传动比与第一传动比的大小不同。
如图3所示,同步器19位于第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13之间,同步器19可选择性的与第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13相啮合。当同步器19与第一变速从动齿轮12相啮合时,同步器19同步变速器输出轴5和第一变速从动齿轮12,使得第一变速从动齿轮12和变速器输出轴5能够同步旋转,第二变速从动齿轮13空转;当同步器19与第二变速从动齿轮13相啮合时,同步器19同步变速器输出轴5和第二变速从动齿轮13,使得第二变速从动齿轮13和变速器输出轴5能够同步旋转,第一变速从动齿轮12空转。
在本实施例中,发动机1与发电机2保持动力连接,发动机1能够向发电机2输出动力,发电机2既能够利用发动机1输出的动力进行发电,也能够与发动机1一起输出动力,发动机1及发电机2输出的动力能够经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5。
如图3所示,主减速器包括相啮合的主减主动齿轮15和主减从动齿轮16,主减主动齿轮15固定设置在变速器输出轴5上,主减主动齿轮15与变速器输出轴5为同轴设置且主减主动齿轮15与变速器输出轴5同步旋转,主减从动齿轮16与差速器17固定连接。
如图4所示,本实施例的乘用车用混合动力变速系统的工作模式说明如下:
在整车工作于纯电动模式时,发动机1停止工作,发电机2停止工作,离合器20处于分离状态,驱动电机3处于运转状态,驱动电机3提供动力,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3产生的旋转力经第二动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,实现汽车中低速纯电行驶。
在整车工作于发动机驱动模式时,发动机1启动正常工作,发电机2视发动机驱动工况及电池SOC值大小选择空转或发电,离合器20处于结合状态,驱动电机3关闭,驱动电机3停止运转,发动机1产生的动力经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,实现汽车中高速发动机1直接驱行驶。
在整车工作于混合动力并联驱动模式时,发动机1启动正常工作,发电机2视发动机驱动工况及动力电池电量选择驱动、空转或发电,离合器20处于结合状态,驱动电机3处于运转状态,驱动电机3提供动力,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3产生的旋转力经第二动力传递装置传递至变速器输出轴5,发动机1产生的动力经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,发动机1及驱动电机3产生的动力共同输出至车轮,实现汽车急加速、爬坡等大扭矩工况时混合动力并联驱动。
在整车工作于混合动力串联驱动模式时,发动机1启动正常工作,发电机2处于发电状态,离合器20处于分离状态,驱动电机3处于运转状态,驱动电机3提供动力,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3产生的旋转力经第二动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,实现汽车混合动力串联驱动。
在整车工作于停车发电模式时,发动机1启动正常工作,发电机2处于发电状态,离合器20处于分离状态,驱动电机3关闭,驱动电机3停止运转,变速器输出轴5不旋转,汽车无动力输出,实现汽车停车发电功能。
在整车工作于能量回收模式时,发动机1停止工作,发电机2停止工作,离合器20处于分离状态,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3处于发电状态,实现汽车滑行、制动时能量回收功能。
本实施例的变速系统,发电机2与发动机1同轴布置,系统NVH性能佳,发动机1直驱模式且电机3可通过同步器脱开系统损失小,结构紧凑。
实施例三
如图5所示,本实施例提供了一种乘用车用混合动力变速系统,包括发动机1、发电机2、驱动电机3、变速器输出轴5、用于实现发动机1与变速器输出轴5之间的动力传递且与发电机2连接的第一动力传递装置和用于实现驱动电机3与变速器输出轴5之间的动力传递的第二动力传递装置,变速器输出轴5为可旋转的设置。
在本实施例中,如图5所示,第一动力传递装置包括与发动机1连接的变速器输入轴4、设置于变速器输入轴4上的第一主动齿轮7和设置于变速器输出轴5上且与第一主动齿轮7啮合的第一从动齿轮8。变速器输入轴4为可旋转的设置,变速器输入轴4与变速器输出轴5相平行,发动机1通过扭转减振器6与变速器输入轴4连接,变速器输入轴4并与发电机2连接,第一主动齿轮7空套在变速器输入轴4上且第一主动齿轮7与变速器输入轴4为同轴设置,变速器输入轴4穿过第一主动齿轮7,第一主动齿轮7为圆柱齿轮,第一从动齿轮8为圆柱齿轮且第一从动齿轮8与第一主动齿轮7保持相啮合。变速器输入轴4上设有用于控制变速器输入轴4与第一主动齿轮7之间的动力的传递与中断的离合器20,第一从动齿轮8固定设置在变速器输出轴5上且第一从动齿轮8与变速器输出轴5为同轴设置,通过离合器20的接合与分离,实现发动机1与变速器输出轴5之间的动力传递与切断。离合器20处于结合状态时,第一主动齿轮7与变速器输入轴4能够同步旋转,发动机1产生的动力经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5,使变速器输出轴5进行旋转,最终动力经主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转。离合器20处于分离状态时,发动机1产生的动力不能经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5而使变速器输出轴5旋转。
如图5所示,发动机1为内燃机,变速器输入轴4用于接收发动机1产生的动力,变速器输入轴4与油泵21连接,发动机1运转时,通过变速器输入轴4带动油泵21进行运转,油泵21为系统提供液压油。变速器输入轴4的一端通过扭转减振器6与发动机1连接,变速器输入轴4的另一端与发电机2连接。
如图5所示,第二动力传递装置包括与驱动电机3连接的驱动轴14、设置于驱动轴14上的第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11、设置于变速器输出轴5上且与第一变速主动齿轮10相啮合的第一变速从动齿轮12、设置于变速器输出轴5上且与第二变速主动齿轮11相啮合的第二变速从动齿轮13以及设置于变速器输出轴5上且可选择性的与第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13相啮合以实现同步锁止的同步器19。驱动轴14与驱动电机3的主轴固定连接,驱动轴14与变速器输出轴5和变速器输入轴4相平行,第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11固定设置在驱动轴14上,第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11与驱动轴14为同轴设置且第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11与驱动轴14同步旋转。第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13空套在变速器输出轴5上且第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13与变速器输出轴5为同轴设置,变速器输出轴5穿过第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13,在变速器输出轴5的轴向上,第二变速从动齿轮13位于第一变速从动齿轮12和第一从动齿轮8之间。第一变速主动齿轮10、第二变速主动齿轮11、第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13均为圆柱齿轮,第一变速主动齿轮10与第一变速从动齿轮12保持相啮合,第二变速主动齿轮11与第二变速从动齿轮13保持相啮合,第一变速主动齿轮10、第二变速主动齿轮11、第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13相配合,第一变速主动齿轮10与第一变速从动齿轮12之间的传动比和第二变速主动齿轮11与第二变速从动齿轮13之间的传动比大小不同,第二动力传递装置的传动比大小可调,第二动力传递装置可处于第一传动比或第二传动比下,从而形成二档齿轮传动,第二传动比与第一传动比的大小不同。
如图5所示,同步器19位于第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13之间,同步器19可选择性的与第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13相啮合。当同步器19与第一变速从动齿轮12相啮合时,同步器19同步变速器输出轴5和第一变速从动齿轮12,使得第一变速从动齿轮12和变速器输出轴5能够同步旋转,第二变速从动齿轮13空转;当同步器19与第二变速从动齿轮13相啮合时,同步器19同步变速器输出轴5和第二变速从动齿轮13,使得第二变速从动齿轮13和变速器输出轴5能够同步旋转,第一变速从动齿轮12空转。
在本实施例中,发动机1与发电机2保持动力连接,发动机1能够向发电机2输出动力,发电机2既能够利用发动机1输出的动力进行发电,也能够与发动机1一起输出动力,发动机1及发电机2输出的动力能够经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5。
如图5所示,主减速器包括相啮合的主减主动齿轮15和主减从动齿轮16,主减主动齿轮15固定设置在变速器输出轴5上,主减主动齿轮15与变速器输出轴5为同轴设置且主减主动齿轮15与变速器输出轴5同步旋转,主减从动齿轮16与差速器17固定连接。
如图6所示,本实施例的乘用车用混合动力变速系统的工作模式说明如下:
在整车工作于纯电动模式时,发动机1停止工作,发电机2停止工作,离合器20处于分离状态,驱动电机3处于运转状态,驱动电机3提供动力,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3产生的旋转力经第二动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,实现汽车中低速纯电行驶。
在整车工作于发动机驱动模式时,发动机1启动正常工作,发电机2视发动机1驱动工况及电池SOC值大小选择空转或发电,离合器20处于结合状态,变速器输入轴4与第一主动齿轮7可同步旋转,驱动电机3关闭,驱动电机3停止运转,发动机1产生的动力经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,实现汽车中高速发动机1直接驱行驶。
在整车工作于混合动力并联驱动模式时,发动机1启动正常工作,发电机2视发动机驱动工况及动力电池电量选择驱动、空转或发电,离合器20处于结合状态,驱动电机3处于运转状态,驱动电机3提供动力,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3产生的旋转力经第二动力传递装置传递至变速器输出轴5,发动机1产生的动力经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,发动机1及驱动电机3产生的动力共同输出至车轮,实现汽车急加速、爬坡等大扭矩工况时混合动力并联驱动。
在整车工作于混合动力串联驱动模式时,发动机1启动正常工作,发电机2处于发电状态,离合器20处于分离状态,驱动电机3处于运转状态,驱动电机3提供动力,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3产生的旋转力经第二动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,实现汽车混合动力串联驱动。
在整车工作于停车发电模式时,发动机1启动正常工作,发电机2处于发电状态,离合器20处于分离状态,驱动电机3关闭,驱动电机3停止运转,变速器输出轴5不旋转,汽车无动力输出,实现汽车停车发电功能。
在整车工作于能量回收模式时,发动机1停止工作,发电机2停止工作,离合器20处于分离状态,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3处于发电状态,实现汽车滑行、制动时能量回收功能。
本实施例的变速系统,发电机2与发动机1中间布置离合器,怠速发电时离合器壳断开,系统损失小,效率高。
实施例四
如图7所示,本实施例提供了一种乘用车用混合动力变速系统,包括发动机1、发电机2、驱动电机3、变速器输出轴5、用于实现发动机1与变速器输出轴5之间的动力传递且与发电机2连接的第一动力传递装置和用于实现驱动电机3与变速器输出轴5之间的动力传递的第二动力传递装置,变速器输出轴5为可旋转的设置。
在本实施例中,如图7所示,第一动力传递装置包括与发动机1连接的变速器输入轴4、设置于变速器输入轴4上的第一主动齿轮7和设置于变速器输出轴5上且与第一主动齿轮7啮合的第一从动齿轮8。变速器输入轴4为可旋转的设置,变速器输入轴4与变速器输出轴5相平行,发动机1通过扭转减振器6与变速器输入轴4连接,第一主动齿轮7空套在变速器输入轴4上且第一主动齿轮7与变速器输入轴4为同轴设置,变速器输入轴4穿过第一主动齿轮7,第一主动齿轮7为圆柱齿轮,第一从动齿轮8为圆柱齿轮且第一从动齿轮8与第一主动齿轮7保持相啮合。变速器输入轴4上设有用于控制变速器输入轴4与第一主动齿轮7之间的动力的传递与中断的离合器20,第一从动齿轮8固定设置在变速器输出轴5上且第一从动齿轮8与变速器输出轴5为同轴设置,通过离合器20的接合与分离,实现发动机1与变速器输出轴5之间的动力传递与切断。离合器20处于结合状态时,第一主动齿轮7与变速器输入轴4能够同步旋转,发动机1产生的动力经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5,使变速器输出轴5进行旋转,最终动力经主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转。离合器20处于分离状态时,发动机1产生的动力不能经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5而使变速器输出轴5旋转。
如图7所示,第一动力传递装置还包括固定设置在变速器输入轴4上的第二主动齿轮22和与发电机2连接且与第二主动齿轮22啮合的第二从动齿轮9,第二主动齿轮22固定设置在变速器输入轴4上,第二主动齿轮22与变速器输入轴4为同轴设置且第二主动齿轮22与变速器输入轴4同步旋转,第二主动齿轮22为圆柱齿轮,第二从动齿轮9为圆柱齿轮且第二从动齿轮9与第二主动齿轮22保持相啮合,第二从动齿轮9与发电机2的主轴固定连接,离合器20位于第一主动齿轮7和第二主动齿轮22之间。
如图7所示,发动机1为内燃机,变速器输入轴4用于接收发动机1产生的动力,变速器输入轴4与油泵21连接,发动机1运转时,通过变速器输入轴4带动油泵21进行运转,油泵21为系统提供液压油。变速器输入轴4的一端通过扭转减振器6与发动机1连接,变速器输入轴4的另一端与油泵21连接。
如图7所示,第二动力传递装置包括与驱动电机3连接的驱动轴14、设置于驱动轴14上的第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11、设置于变速器输出轴5上且与第一变速主动齿轮10相啮合的第一变速从动齿轮12、设置于变速器输出轴5上且与第二变速主动齿轮11相啮合的第二变速从动齿轮13以及设置于变速器输出轴5上且可选择性的与第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13相啮合以实现同步锁止的同步器19。驱动轴14与驱动电机3的主轴固定连接,驱动轴14与变速器输出轴5和变速器输入轴4相平行,第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11固定设置在驱动轴14上,第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11与驱动轴14为同轴设置且第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11与驱动轴14同步旋转。第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13空套在变速器输出轴5上且第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13与变速器输出轴5为同轴设置,变速器输出轴5穿过第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13,在变速器输出轴5的轴向上,第二变速从动齿轮13位于第一变速从动齿轮12和第一从动齿轮8之间。第一变速主动齿轮10、第二变速主动齿轮11、第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13均为圆柱齿轮,第一变速主动齿轮10与第一变速从动齿轮12保持相啮合,第二变速主动齿轮11与第二变速从动齿轮13保持相啮合,第一变速主动齿轮10、第二变速主动齿轮11、第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13相配合,第一变速主动齿轮10与第一变速从动齿轮12之间的传动比和第二变速主动齿轮11与第二变速从动齿轮13之间的传动比大小不同,第二动力传递装置的传动比大小可调,第二动力传递装置可处于第一传动比或第二传动比下,从而形成二档齿轮传动,第二传动比与第一传动比的大小不同。
如图7所示,同步器19位于第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13之间,同步器19可选择性的与第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13相啮合。当同步器19与第一变速从动齿轮12相啮合时,同步器19同步变速器输出轴5和第一变速从动齿轮12,使得第一变速从动齿轮12和变速器输出轴5能够同步旋转,第二变速从动齿轮13空转;当同步器19与第二变速从动齿轮13相啮合时,同步器19同步变速器输出轴5和第二变速从动齿轮13,使得第二变速从动齿轮13和变速器输出轴5能够同步旋转,第一变速从动齿轮12空转。
在本实施例中,发动机1与发电机2保持动力连接,发动机1能够向发电机2输出动力,发电机2既能够利用发动机1输出的动力进行发电,也能够与发动机1一起输出动力,发动机1及发电机2输出的动力能够经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5。
如图7所示,主减速器包括相啮合的主减主动齿轮15和主减从动齿轮16,主减主动齿轮15固定设置在变速器输出轴5上,主减主动齿轮15与变速器输出轴5为同轴设置且主减主动齿轮15与变速器输出轴5同步旋转,主减从动齿轮16与差速器17固定连接。
如图8所示,本实施例的乘用车用混合动力变速系统的工作模式说明如下:
在整车工作于纯电动模式时,发动机1停止工作,发电机2停止工作,离合器20处于分离状态,驱动电机3处于运转状态,驱动电机3提供动力,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3产生的旋转力经第二动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,实现汽车中低速纯电行驶。
在整车工作于发动机驱动模式时,发动机1启动正常工作,发电机2视发动机驱动工况及电池SOC值大小选择空转或发电,离合器20处于结合状态,变速器输入轴4与第一主动齿轮7可同步旋转,驱动电机3关闭,驱动电机3停止运转,发动机1产生的动力经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,实现汽车中高速发动机1直接驱行驶。
在整车工作于混合动力并联驱动模式时,发动机1启动正常工作,发电机2视发动机驱动工况及动力电池电量选择驱动、空转或发电,离合器20处于结合状态,驱动电机3处于运转状态,驱动电机3提供动力,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3产生的旋转力经第二动力传递装置传递至变速器输出轴5,发动机1产生的动力经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,发动机1及驱动电机3产生的动力共同输出至车轮,实现汽车急加速、爬坡等大扭矩工况时混合动力并联驱动。
在整车工作于混合动力串联驱动模式时,发动机1启动正常工作,发电机2处于发电状态,离合器20处于分离状态,驱动电机3处于运转状态,驱动电机3提供动力,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3产生的旋转力经第二动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,实现汽车混合动力串联驱动。
在整车工作于停车发电模式时,发动机1启动正常工作,发电机2处于发电状态,离合器20处于分离状态,驱动电机3关闭,驱动电机3停止运转,变速器输出轴5不旋转,汽车无动力输出,实现汽车停车发电功能。
在整车工作于能量回收模式时,发动机1停止工作,发电机2停止工作,离合器20处于分离状态,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3处于发电状态,实现汽车滑行、制动时能量回收功能。
本实施例的变速系统,发电机2与发动机1平行轴布置,可增速发电,变速器轴向空间较短,结构紧凑。
实施例五
如图9所示,本实施例提供了一种乘用车用混合动力变速系统,包括发动机1、发电机2、驱动电机3、变速器输出轴5、用于实现发动机1与变速器输出轴5之间的动力传递且与发电机2连接的第一动力传递装置和用于实现驱动电机3与变速器输出轴5之间的动力传递的第二动力传递装置,变速器输出轴5为可旋转的设置。
在本实施例中,如图9所示,第一动力传递装置包括与发动机1连接的变速器输入轴4、设置于变速器输入轴4上的第一主动齿轮7和设置于变速器输出轴5上且与第一主动齿轮7啮合的第一从动齿轮8。变速器输入轴4为可旋转的设置,变速器输入轴4与变速器输出轴5相平行,发动机1通过扭转减振器6与变速器输入轴4连接,第一主动齿轮7固定设置在变速器输入轴4上,第一主动齿轮7与变速器输入轴4为同轴设置且第一主动齿轮7与变速器输入轴4同步旋转,第一主动齿轮7为圆柱齿轮,第一从动齿轮8为圆柱齿轮且第一从动齿轮8与第一主动齿轮7保持相啮合。第一动力传递装置还包括与发电机2连接且与第一主动齿轮7啮合的第二从动齿轮9,第二从动齿轮9为圆柱齿轮,第二从动齿轮9与发电机2的主轴固定连接,第一主动齿轮7位于第一从动齿轮8和第二从动齿轮9之间。变速器输出轴5上设有用于控制第一从动齿轮8与变速器输出轴5之间的动力的传递与中断的第一离合器20,第一从动齿轮8空套在变速器输出轴5上且第一从动齿轮8与变速器输出轴5为同轴设置,变速器输出轴5穿过第一从动齿轮8,通过第一离合器20的接合与分离,实现发动机1与变速器输出轴5之间的动力传递与切断。第一离合器20处于结合状态时,第一从动齿轮8与变速器输出轴5能够同步旋转,发动机1产生的动力经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5,使变速器输出轴5进行旋转,最终动力经主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转。第一离合器20处于分离状态时,发动机1产生的动力不能经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5而使变速器输出轴5旋转。
如图9所示,发动机1为内燃机,变速器输入轴4用于接收发动机1产生的动力,变速器输入轴4与油泵21连接,发动机1运转时,通过变速器输入轴4带动油泵21进行运转,油泵21为系统提供液压油。
如图9所示,第二动力传递装置包括与驱动电机3连接的驱动轴14、设置于驱动轴14上的第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11、空套在变速器输出轴5上且与第一变速主动齿轮10相啮合的第一变速从动齿轮12、空套在变速器输出轴5上且与第二变速主动齿轮11相啮合的第二变速从动齿轮13以及设置于驱动轴14上且可选择性的与第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11相啮合以实现同步锁止的同步器19,变速器输出轴5上用于控制第一变速从动齿轮12与变速器输出轴5之间的动力的传递与中断的第二离合器23。驱动轴14与驱动电机3的主轴固定连接,驱动轴14与变速器输出轴5和变速器输入轴4相平行,第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11空套在驱动轴14上,第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11与驱动轴14为同轴设置,驱动轴14穿过第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11。第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13空套在变速器输出轴5上且第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13与变速器输出轴5为同轴设置,变速器输出轴5穿过第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13,在变速器输出轴5的轴向上,第二变速从动齿轮13位于第一变速从动齿轮12和第一从动齿轮8之间,第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13固定连接且第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13同步旋转。第一变速主动齿轮10、第二变速主动齿轮11、第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13均为圆柱齿轮,第一变速主动齿轮10与第一变速从动齿轮12保持相啮合,第二变速主动齿轮11与第二变速从动齿轮13保持相啮合,第一变速主动齿轮10、第二变速主动齿轮11、第一变速从动齿轮12和第二变速从动齿轮13相配合,第一变速主动齿轮10与第一变速从动齿轮12之间的传动比和第二变速主动齿轮11与第二变速从动齿轮13之间的传动比大小不同,第二动力传递装置的传动比大小可调,第二动力传递装置可处于第一传动比或第二传动比下,从而形成二档齿轮传动,第二传动比与第一传动比的大小不同。
如图9所示,同步器19位于第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11之间,同步器19可选择性的与第一变速主动齿轮10和第二变速主动齿轮11相啮合。当同步器19与第一变速主动齿轮10相啮合时,同步器19同步驱动轴14和第一变速主动齿轮10,使得第一变速主动齿轮10和驱动轴14能够同步旋转,第二变速主动齿轮11空转;当同步器19与第二变速主动齿轮11相啮合时,同步器19同步驱动轴14和第二变速主动齿轮11,使得第二变速主动齿轮11和驱动轴14能够同步旋转,第一变速主动齿轮10空转。
在本实施例中,发动机1与发电机2保持动力连接,发动机1能够向发电机2输出动力,发电机2既能够利用发动机1输出的动力进行发电,也能够与发动机1一起输出动力,发动机1及发电机2输出的动力能够经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5。
如图9所示,主减速器包括相啮合的主减主动齿轮15和主减从动齿轮16,主减主动齿轮15固定设置在变速器输出轴5上,主减主动齿轮15与变速器输出轴5为同轴设置且主减主动齿轮15与变速器输出轴5同步旋转,主减从动齿轮16与差速器17固定连接。
如图10所示,本实施例的乘用车用混合动力变速系统的工作模式说明如下:
在整车工作于纯电动模式时,发动机1停止工作,发电机2停止工作,第一离合器20处于分离状态,第二离合器23处于结合状态,驱动电机3处于运转状态,驱动电机3提供动力,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3产生的旋转力经第二动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,实现汽车中低速纯电行驶。
在整车工作于发动机驱动模式时,发动机启动正常工作,发电机2视发动机驱动工况及电池SOC值大小选择空转或发电,第一离合器20处于结合状态,第二离合器23处于分离状态,驱动电机3关闭,驱动电机3停止运转,发动机1产生的动力经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,实现汽车中高速发动机1直接驱行驶。
在整车工作于混合动力并联驱动模式时,发动机1启动正常工作,发电机2视发动机驱动工况及动力电池电量选择驱动、空转或发电,第一离合器20处于结合状态,第二离合器23也处于结合状态,驱动电机3处于运转状态,驱动电机3提供动力,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3产生的旋转力经第二动力传递装置传递至变速器输出轴5,发动机1产生的动力经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,发动机1及驱动电机3产生的动力共同输出至车轮,实现汽车急加速、爬坡等大扭矩工况时混合动力并联驱动。
在整车工作于混合动力串联驱动模式时,发动机1启动正常工作,发电机2处于发电状态,第一离合器20处于分离状态,第二离合器23处于结合状态,驱动电机3处于运转状态,驱动电机3提供动力,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3产生的旋转力经第二动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,实现汽车混合动力串联驱动。
在整车工作于停车发电模式时,发动机1启动正常工作,发电机2处于发电状态,第一离合器20处于分离状态,驱动电机3关闭,驱动电机3停止运转,变速器输出轴5不旋转,汽车无动力输出,实现汽车停车发电功能。
在整车工作于能量回收模式时,发动机1停止工作,发电机2停止工作,第一离合器20处于分离状态,第二离合器23处于结合状态,同步器19与第一变速从动齿轮12或第二变速从动齿轮13相啮合,驱动电机3处于发电状态,实现汽车滑行、制动时能量回收功能。
本实施例的变速系统,使用两组离合器,传递或分离发动机1及驱动电机3的驱动力,平顺性较好,整车NVH好。
实施例六
如图11所示,本实施例提供了一种乘用车用混合动力变速系统,包括发动机1、发电机2、驱动电机3、变速器输出轴5、用于实现发动机1与变速器输出轴5之间的动力传递且与发电机2连接的第一动力传递装置和用于实现驱动电机3与变速器输出轴5之间的动力传递的第二动力传递装置,变速器输出轴5为可旋转的设置。
在本实施例中,如图11所示,第一动力传递装置包括与发动机1连接的变速器输入轴4、设置于变速器输入轴4上的第一主动齿轮7和设置于变速器输出轴5上且与第一主动齿轮7啮合的第一从动齿轮8。变速器输入轴4为可旋转的设置,变速器输入轴4与变速器输出轴5相平行,发动机1通过扭转减振器6与变速器输入轴4连接,第一主动齿轮7固定设置在变速器输入轴4上,第一主动齿轮7与变速器输入轴4为同轴设置且第一主动齿轮7与变速器输入轴4同步旋转,第一主动齿轮7为圆柱齿轮,第一从动齿轮8为圆柱齿轮且第一从动齿轮8与第一主动齿轮7保持相啮合。变速器输出轴5上设有用于控制第一从动齿轮8与变速器输出轴5之间的动力的传递与中断的第一离合器20,第一从动齿轮8空套在变速器输出轴5上且第一从动齿轮8与变速器输出轴5为同轴设置,变速器输出轴5穿过第一从动齿轮8,通过第一离合器20的接合与分离,实现发动机1与变速器输出轴5之间的动力传递与切断。第一离合器20处于结合状态时,第一从动齿轮8与变速器输出轴5能够同步旋转,发动机1产生的动力经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5,使变速器输出轴5进行旋转,最终动力经主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转。第一离合器20处于分离状态时,发动机1产生的动力不能经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5而使变速器输出轴5旋转。
如图11所示,发动机1为内燃机,变速器输入轴4用于接收发动机1产生的动力,变速器输入轴4与油泵21连接,发动机1运转时,通过变速器输入轴4带动油泵21进行运转,油泵21为系统提供液压油。变速器输入轴4的一端通过扭转减振器6与发动机1连接,变速器输入轴4的另一端与发电机2连接。第一主动齿轮7固定设置在变速器输入轴4上,变速器输入轴4与发电机2连接。
在本实施例中,发动机1与发电机2保持动力连接,发动机1能够向发电机2输出动力,发电机2既能够利用发动机1输出的动力进行发电,也能够与发动机1一起输出动力,发动机1及发电机2输出的动力能够经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5。
如图11所示,第二动力传递装置包括行星齿轮机构、用于所述驱动电机3与行星齿轮机构之间的动力的传递与中断的第二离合器23、制动器、与行星齿轮机构连接的变速主动齿轮27和设置于变速器输出轴5上且与变速主动齿轮27相啮合的变速从动齿轮28。行星齿轮机构包括行星架24、太阳轮25、行星轮26和齿圈30,变速主动齿轮27与行星架24为同轴固定连接,第二离合器23与行星架24和驱动电机3连接。
如图11所示,变速主动齿轮27位于行星架24的一侧,变速主动齿轮27与行星架24同步旋转,变速主动齿轮27为圆柱齿轮,变速从动齿轮28为圆柱齿轮且变速从动齿轮28与变速主动齿轮27保持相啮合,变速从动齿轮28固定设置在变速器输出轴5上,变速从动齿轮28与变速器输出轴5为同轴设置且变速从动齿轮28与变速器输出轴5同步旋转。行星架24为可旋转的设置,行星轮26为可旋转的设置于行星架24上,行星轮26设置多个且所有行星轮26分布在太阳轮25的四周,行星轮26与齿圈30相啮合,行星轮26位于齿圈30的内部,太阳轮25与驱动电机3的主轴固定连接且太阳轮25与驱动电机3的主轴同步旋转。行星架24通过第二离合器23与驱动电机3的主轴连接,第二离合器23用于控制驱动电机3与行星架24之间的动力的传递与中断,通过第二离合器23的接合与分离,实现驱动电机3与行星架24之间的动力传递与切断。第二离合器23处于结合状态时,行星架24与驱动电机3的主轴能够同步旋转,驱动电机3产生的动力经行星齿轮机构、变速主动齿轮27和变速从动齿轮28传递至变速器输出轴5,使变速器输出轴5进行旋转,最终动力经主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转。第二离合器23处于分离状态时,驱动电机3产生的动力不能传递至行星齿轮机构而使变速器输出轴5旋转。制动器用于对齿圈30进行制动,以锁定齿圈30。通过调节制动器和第二离合器23,可以调节第二动力传递装置的传动比,可以使第二动力传递装置处于第一传动比或第二传动比下,从而形成二档齿轮传动,第二传动比与第一传动比的大小不同。第二动力传递装置处于第一传动比时,制动器锁定齿圈30,齿圈30保持固定,第二离合器23处于结合状态;第二动力传递装置处于第二传动比时,制动器锁定齿圈30,齿圈30保持固定,第二离合器23处于分离状态。
如图11所示,主减速器包括相啮合的主减主动齿轮15和主减从动齿轮16,主减主动齿轮15固定设置在变速器输出轴5上,主减主动齿轮15与变速器输出轴5为同轴设置且主减主动齿轮15与变速器输出轴5同步旋转,主减从动齿轮16与差速器17固定连接。
如图12所示,本实施例的乘用车用混合动力变速系统的工作模式说明如下:
在整车工作于纯电动模式时,发动机1停止工作,发电机2停止工作,第一离合器20处于分离状态,驱动电机3处于运转状态,驱动电机3提供动力,第二动力传递装置处于第一传动比或第二传动比下,驱动电机3产生的旋转力经第二动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,实现汽车中低速纯电行驶。
在整车工作于发动机驱动模式时,发动机1启动正常工作,发电机2视发动机驱动工况及电池SOC值大小选择空转或发电,第一离合器20处于结合状态,驱动电机3关闭,驱动电机3停止运转,制动器处于分离状态,第二离合器23分离状态,发动机1产生的动力经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,实现汽车中高速发动机1直接驱行驶。
在整车工作于混合动力并联驱动模式时,发动机1启动正常工作,发电机2视发动机驱动工况及动力电池电量选择驱动、空转或发电,第一离合器20处于结合状态,驱动电机3处于运转状态,驱动电机3提供动力,第二动力传递装置处于第一传动比或第二传动比下,驱动电机3产生的旋转力经第二动力传递装置传递至变速器输出轴5,发动机1产生的动力经第一动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,发动机1及驱动电机3产生的动力共同输出至车轮,实现汽车急加速、爬坡等大扭矩工况时混合动力并联驱动。
在整车工作于混合动力串联驱动模式时,发动机1启动正常工作,发电机2处于发电状态,第一离合器20处于分离状态,驱动电机3处于运转状态,驱动电机3提供动力,第二动力传递装置处于第一传动比或第二传动比下,驱动电机3产生的旋转力经第二动力传递装置传递至变速器输出轴5,变速器输出轴5传递的动力最后经由主减速器和差速器17传递至车轮,驱动车轮旋转,实现汽车混合动力串联驱动。
在整车工作于停车发电模式时,发动机1启动正常工作,发电机2处于发电状态,第一离合器20处于分离状态,驱动电机3关闭,驱动电机3停止运转,变速器输出轴5不旋转,汽车无动力输出,实现汽车停车发电功能。
在整车工作于能量回收模式时,发动机1停止工作,发电机2停止工作,第一离合器20处于分离状态,第二动力传递装置处于第一传动比或第二传动比下,驱动电机3处于发电状态,实现汽车滑行、制动时能量回收功能。
本实施例的变速系统,通过行星齿轮机构实现纯电动两级传动,结构紧凑,变速器平顺性较好。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然,本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进;或未经改进,将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.乘用车用混合动力变速系统,包括发动机、发电机、驱动电机和变速器输出轴,其特征在于:还包括用于实现所述发动机与所述变速器输出轴之间的动力传递且与所述发电机连接的第一动力传递装置和用于实现所述驱动电机与变速器输出轴之间的动力传递的第二动力传递装置。
2.根据权利要求1所述的乘用车用混合动力变速系统,其特征在于:所述第一动力传递装置包括与所述发动机连接的变速器输入轴、设置于变速器输入轴上的第一主动齿轮和设置于所述变速器输出轴上且与第一主动齿轮啮合的第一从动齿轮。
3.根据权利要求2所述的乘用车用混合动力变速系统,其特征在于:所述第一动力传递装置还包括与所述发电机连接且与所述第一主动齿轮啮合的第二从动齿轮,第一主动齿轮固定设置在所述变速器输入轴上,所述变速器输出轴上设有用于控制所述第一从动齿轮与变速器输出轴之间的动力的传递与中断的离合器。
4.根据权利要求2所述的乘用车用混合动力变速系统,其特征在于:所述第一主动齿轮固定设置在所述变速器输入轴上,变速器输入轴与所述发电机连接,所述变速器输出轴上设有用于控制所述第一从动齿轮与变速器输出轴之间的动力的传递与中断的离合器。
5.根据权利要求2所述的乘用车用混合动力变速系统,其特征在于:所述第一主动齿轮空套在所述变速器输入轴上,变速器输入轴与所述发电机连接,变速器输入轴上设有用于控制变速器输入轴与第一主动齿轮之间的动力的传递与中断的离合器,所述第一从动齿轮固定设置在所述变速器输出轴上。
6.根据权利要求2所述的乘用车用混合动力变速系统,其特征在于:所述第一动力传递装置还包括固定设置在所述变速器输入轴上的第二主动齿轮和与所述发电机连接且与第二主动齿轮啮合的第二从动齿轮,所述第一主动齿轮空套在变速器输入轴上,变速器输入轴上设有用于控制变速器输入轴与第一主动齿轮之间的动力的传递与中断的离合器。
7.根据权利要求2至6任一所述的乘用车用混合动力变速系统,其特征在于:所述第二动力传递装置包括与所述驱动电机连接的驱动轴、设置于驱动轴上的第一变速主动齿轮和第二变速主动齿轮、设置于所述变速器输出轴上且与第一变速主动齿轮相啮合的第一变速从动齿轮、设置于变速器输出轴上且与第二变速主动齿轮相啮合的第二变速从动齿轮以及设置于变速器输出轴上且可选择性的与第一变速从动齿轮和第二变速从动齿轮相啮合以实现同步锁止的同步器。
8.根据权利要求2至6任一所述的乘用车用混合动力变速系统,其特征在于:所述第二动力传递装置包括与所述驱动电机连接的驱动轴、设置于驱动轴上的第一变速主动齿轮和第二变速主动齿轮、空套在所述变速器输出轴上且与第一变速主动齿轮相啮合的第一变速从动齿轮、空套在变速器输出轴上且与第二变速主动齿轮相啮合的第二变速从动齿轮以及设置于驱动轴上且可选择性的与第一变速主动齿轮和第二变速主动齿轮相啮合以实现同步锁止的同步器,变速器输出轴上用于控制第一变速从动齿轮或第二变速从动齿轮与变速器输出轴之间的动力的传递与中断的离合器。
9.根据权利要求2至6任一所述的乘用车用混合动力变速系统,其特征在于:所述第二动力传递装置包括行星齿轮机构、用于控制所述驱动电机与行星齿轮机构之间的动力的传递与中断的离合器、制动器、与行星齿轮机构连接的变速主动齿轮和设置于所述变速器输出轴上且与变速主动齿轮相啮合的变速从动齿轮。
10.根据权利要求9所述的乘用车用混合动力变速系统,其特征在于:所述行星齿轮机构包括行星架、太阳轮和行星轮,所述变速主动齿轮与行星架为同轴固定连接,所述离合器与行星架和所述驱动电机连接。
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