CN110778679A - 混合动力变速器双电机及轴系布置结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力变速器双电机及轴系布置结构，包括括P3电机单元、第一传动单元、第二传动单元以及差速传动单元，P3电机单元与第一传动单元啮合，第一传动单元包括第一中间齿轮以及与第一中间齿轮固定的第一中间轴，第二传动单元包括输入机构以及中间传动机构，中间传动机构与输入机构啮合，中间传动机构还与差速传动单元啮合，还包括电机介入齿轮，该电机介入齿轮固定在中间传动机构上，电机介入齿轮与第一中间齿轮啮合，使P3机电单元输出的动力通过第一中间齿轮和电机介入齿轮传递到中间传动机构。本发明的结构在P3电机轴向尺寸较大时使得轴系分布合理，并减少电机介入齿轮副，提高变速器的传动效率。

Description

混合动力变速器双电机及轴系布置结构

技术领域

本发明涉及变速器技术领域，具体涉及一种混合动力变速器双电机及轴系布置结构。

背景技术

随着汽车行业高速发展，汽车的市场保有量在近几天飞速增长，传统燃油汽车以消耗不可再生能源（石油）提供动力，不但对能源消耗提出了巨大挑战，而且我们赖以生存的环境也受到了巨大威胁。在这种双重压力环境下，国家对汽车排放提出了新的要求，各大车企都积极投入到新能源汽车的研发工作，混合动力汽车恰好成为传统燃油汽车过渡新能源汽车的“先锋者”。

由于汽车动力机舱空间有限，混动系统动力布置对于汽车工程师们来说，一直都是一个比较棘手的问题，电机的介入基本都是采用插入中间齿轮，实现动力传递。图1为现有某变速器的轴系和电机布置结构，其包括P3电机单元、第一传动单元、第二传动单元以及差速传动单元，下面对每部分的结构进行说明：

P3电机单元的结构为：P3电机1的输出端连接第一齿轮2。

第一传动单元包括第一中间传动机构、电机过渡传动机构、第二中间传动机构。第一中间传动机构的结构为：第一中间齿轮3与第一中间轴4固定，第一中间齿轮3与第一齿轮2啮合，第一中间轴4的两端与第一轴承5连接。

电机过渡传动机构的结构为：第一电机过渡齿轮6与第一过渡轴8固定，第一电机过渡齿轮6与第一中间齿轮3啮合，第二电机过渡齿轮7固定在第一过渡轴8上，第一过渡轴8的两端分别与第二轴承9连接。

第二中间传动机构的结构为：电机介入齿轮11安装在第二中间轴10上，电机介入齿轮11与第二电机过渡齿轮7啮合，第二中间轴10的两端分别与第三轴承16连接，第二中间轴10上还设有第一同步器13、第二中间五档齿轮12、第一倒档齿轮14、第一中间常啮合齿轮15，第二中间五档齿轮12与第一同步器13配合且空套在第二中间轴10上，第一倒档齿轮14与第一同步器13配合且空套在第二中间轴10上，第一中间常啮合齿轮15与第二中间轴10固定连接。

第二传动单元包括输入传动机构、第三中间传动机构。输入传动机构的结构为：输入轴17上固定有输入四档齿轮18、输入三档齿轮19、输入五档齿轮20、输入二档齿轮21、输入一档齿轮22，输入轴17的两端分别与第四轴承23连接。输入五档齿轮20与第二中间五档齿轮12啮合，第一倒档齿轮14与输入一档齿轮22啮合。

第三中间传动机构的结构为：第三中间轴24上设有第三中间四档齿轮25、第二同步器26、第三中间三档齿轮27、第三中间二档齿轮28、第三同步器29、第三中间一档齿轮30、第二中间常啮合齿轮31，第三中间轴24的两端与别与第五轴承32连接，第三中间四档齿轮25与第二同步器26配合且空套在第三中间轴24上，第三中间四档齿轮25与输入四档齿轮18啮合；第三中间三档齿轮27与第二同步器26配合且空套在第三中间轴24上，第三中间三档齿轮27与输入三档齿轮19啮合；第三中间二档齿轮28与第三同步器29配合且空套在第三中间轴24上，第三中间二档齿轮28与输入二档齿轮21啮合；第三中间一档齿轮30与第三同步器29配合且空套在第三中间轴24上，第三中间一档齿轮30与输入一档齿轮22啮合。第二中间常啮合齿轮31与第三中间轴24固定。

差速传动单元的结构为：差速器36的输入端与差速主齿轮34连接，差速器的输入端与第六轴承33连接，差速器36的输出端与第七轴承35连接。差速主齿轮34与第一中间常啮合齿轮15啮合，差速主齿轮34还与第二中间常啮合齿轮31啮合。

对于上述变速器的轴系和电机布置结构，在P3电机1轴向尺寸较小的情况下，对于轴系的布置相对较容易，当第五轴承32承载载荷不是很大时，第三中间一档齿轮30一般布置在靠近发动机端的箱体轴承侧，因此，如果增加第五轴承32承载载荷，则P3电机1的功率势必提升，这样就会增加P3电机1的尺寸，因此在增加P3电机1的轴向尺寸的情况下，按照上述结构则无法在有限的空间下完成轴系的布置。并且第三中间一档齿轮30与第二中间常啮合齿轮31均布置在第三中间轴24的一端，且第三中间一档齿轮30位于第二中间常啮合齿轮31附近，这样的位置关系导致了第五轴承32承载载荷的增加，从而造成第五轴承32的寿命缩短。另外，现有变速器电机介入齿轮副运用较多，P3电机1输出的动力需依次通过第一中间传动机构、电机过渡传动机构、第二中间传动机构、输入传动机构才能传递到第三中间传动机构，由于该变速器设计非常复杂，不但降低了P3电机1以及整个变速器的传动效率，而且增加了变速器的成本。

发明内容

本发明提供一种混合动力变速器双电机及轴系布置结构，本发明的结构在P3电机轴向尺寸较大时使得轴系分布合理，并减少电机介入齿轮副，提高变速器的传动效率。

实现上述目的的技术方案如下：

混合动力变速器双电机及轴系布置结构，包括括P3电机单元、第一传动单元、第二传动单元以及差速传动单元，P3电机单元与第一传动单元啮合，第一传动单元包括第一中间齿轮以及与第一中间齿轮固定的第一中间轴，第二传动单元包括输入机构以及中间传动机构，中间传动机构与输入机构啮合，中间传动机构还与差速传动单元啮合，还包括电机介入齿轮，该电机介入齿轮固定在中间传动机构上，电机介入齿轮与第一中间齿轮啮合，使P3机电单元输出的动力通过第一中间齿轮和电机介入齿轮传递到中间传动机构。

本发明通过将电机介入齿轮的安装在中间传动机构上，与现有技术的变速器相比，不需要在变速器内安装电机过渡传动机构以及第二中间传动机构，这样，可利用原来安装电机过渡传动机构以及第二中间传动机构的空间用于适配体积扩大的P3电机单元，从而，上述结构为体积增大的P3电机单元提供了装配空间，而且本发明的方案还减少了多个齿轮副，不但简化的变速器的结构，提高了变速器的传动效率，而且降低了变速器的成本。

另外由于电机介入齿轮位于第二中间常啮合齿轮附近，第二中间一档齿轮远离第二中间常啮合齿轮以及电机介入齿轮，这样电机介入齿轮布置在了第三轴承旁边，因此上述结构，恰好可以平衡整个轴上的载荷分布，提高了第三轴承的使用寿命。

附图说明

图1为现有技术中变速器的轴系和电机布置结构的示意图；

图2为本发明的混合动力变速器双电机及轴系布置结构的示意图。

具体实施方式

如图2所示，本发明的混合动力变速器双电机及轴系布置结构，包括括P3电机单元、第一传动单元、第二传动单元、电机介入齿轮23以及差速传动单元，下面对每部分以及它们之间的关系进行详细说明：

如图2所示，P3电机单元包括P3电机1以及固定在该P3电机1输出端的第一齿轮2，P3电机1工作时输出的扭矩传递到第一齿轮2上，P3电机单元与第一传动单元啮合，从而第一齿轮2将动力传递到第一传动单元。

如图2所示，第一传动单元包括第一中间齿轮3以及与第一中间齿轮3固定的第一中间轴4，第一中间齿轮3与第一齿轮2啮合，第一中间轴4的两端通过第一轴承5支撑。

如图2所示，第二传动单元包括输入机构以及中间传动机构，中间传动机构与输入机构啮合，中间传动机构还与差速传动单元啮合。

如图2所示，所述输入机构包括输入传动机构以及与该输入传动机构连接的P2模块12，P2模块12由减震器、分离式离合器、执行器、冷却通道、电机、单向离合器组成，电机位于离合器后变速箱前，P2模块12通过在发动机与变速箱之间插入分离式离合器、单向离合器、电动机来实现混动，是一种并联式的两个离合器的混合动力系统。并且，P2模块12和轴之间有传动比，可以降成本和电机的体积，所以其燃油经济性也较强。

如图2所示，所述输入传动机构包括输入轴6以及固定在该输入轴6上的输入一档齿轮7、输入四档齿轮8、输入三档齿轮9、输入二档齿轮10，其中输入一档齿轮7位于输入轴6的一端，输入轴的另一端与P2模块12连接。输入四档齿轮8、输入三档齿轮9、输入二档齿轮10位于输入一档齿轮7与P2模块12之间，且输入一档齿轮7远离P2模块12。输入轴6的两端分别连接有第二轴承11。

如图2所示，中间传动机构包括：第二中间轴13以及设置在第二中间轴13上的第二中间一档齿轮14、第一同步器15、第二中间四档齿轮16、第二中间三档齿轮17、第二同步器18、第二中间二档齿轮19、第二中间常啮合齿轮20，第二中间一档齿轮14与第一同步器15配合且空套在第二中间轴13上，第二中间四档齿轮16与第一同步器15配合且空套在第二中间轴13上，第二中间三档齿轮17与第二同步器18配合且空套在第二中间轴13上，第二中间二档齿轮19与第二同步器18配合且空套在第二中间轴13上，第二中间常啮合齿轮20与差速传动单元啮合，第二中间轴13的两端分别与第三轴承24连接。

如图2所示，第二中间一档齿轮14位于第二中间轴13的一端，第二中间常啮合齿轮20位于第二中间轴13的另一端。第二中间一档齿轮14与输入一档齿轮7啮合，第二中间四档齿轮16与输入四档齿轮8啮合，第二中间三档齿轮17与输入三档齿轮9啮合，第二中间二档齿轮19与输入二档齿轮10啮合，第二中间常啮合齿轮20与差速传动单元啮合。

如图2所示，电机介入齿轮23固定在中间传动机构上，电机介入齿轮23与第二中间轴13固定。电机介入齿轮23与第一中间齿轮3啮合，使P3机电单元输出的动力通过第一中间齿轮3和电机介入齿轮23传递到中间传动机构。电机介入齿轮23位于第二中间常啮合齿轮20附近，第二中间一档齿轮14远离第二中间常啮合齿轮20以及电机介入齿轮23。本发明改变了第二中间一档齿轮14位置，有助于降低第三轴承24的载荷，利于保障第三轴承24的使用寿命。

如图2所示，差速传动单元的结构为：差速器26的输入端与差速主齿轮22连接，差速器26的输入端与第四轴承21连接，差速器26的输出端与第五轴承25连接。差速主齿轮22与第二中间常啮合齿轮20啮合。

本发明的工作过程为：

如图2所示，当选择纯电动模式时，即P3电机1工作而P2模块不工作，P3电机1输出的扭矩通过第一中间齿轮3和电机介入齿轮23传递到第二中间轴13，第二中间轴13带动第二中间常啮合齿轮20旋转，第二中间常啮合齿轮20将扭矩传递到差速主齿轮22，从而差速主齿轮22将扭矩传递到差速器26。这时由于第一同步器15或第二同步器18与第二中间轴13上的第二中间一至四档的其中一个齿轮未进行结合，因此，动力不会通过第二中间一至四档的其中一个传递到输入轴6上的输入一至四档齿轮，从而输入轴6不会被带动转动。

如图2所示，当选择混动模式时，即P2模块12工作而不给P3电机工作信号时，P3电机不会输出扭矩。这时，P2模块12输出的扭矩传递给输入轴6，输入轴6驱动固定在该驱动轴上的输入一至四档齿轮旋转，这时，通过控制第一同步器15或第二同步器18，使第一同步器15或第二同步器18与中间传动机构上的第二中间一至四档的其中一个齿轮结合，从而第二中间轴13获得扭矩旋转，进而第二中间轴13通过第二中间常啮合齿轮20将扭矩传递到差速主齿轮22，差速主齿轮22将扭矩传递到差速器26。在第二中间轴13间接获得P2模块的扭矩旋转时，第二中间轴13带动电机介入齿轮23转动，电机介入齿轮23带动第一中间齿轮3旋转，第一中间齿轮3带动第一齿轮2旋转，从而第一齿轮2带动P3电机空转。

Claims (7)

1.混合动力变速器双电机及轴系布置结构，包括括P3电机单元、第一传动单元、第二传动单元以及差速传动单元，P3电机单元与第一传动单元啮合，第一传动单元包括第一中间齿轮（3）以及与第一中间齿轮（3）固定的第一中间轴（4），第二传动单元包括输入机构以及中间传动机构，中间传动机构与输入机构啮合，中间传动机构还与差速传动单元啮合，其特征在于，还包括电机介入齿轮（23），该电机介入齿轮（23）固定在中间传动机构上，电机介入齿轮（23）与第一中间齿轮（3）啮合，使P3机电单元输出的动力通过第一中间齿轮（3）和电机介入齿轮（23）传递到中间传动机构。

2.根据权利要求1所述的混合动力变速器双电机及轴系布置结构，其特征在于，所述输入机构包括输入传动机构以及与该输入传动机构连接的P2模块（12）。

3.根据权利要求2所述的混合动力变速器双电机及轴系布置结构，其特征在于，所述输入传动机构包括输入轴（6）以及固定在该输入轴（6）上的输入一档齿轮（7）、输入四档齿轮（8）、输入三档齿轮（9）、输入二档齿轮（10），其中输入一档齿轮（7）固定在输入轴（6）的一端，输入轴的另一端与P2模块（12）连接。

4.根据权利要求3所述的混合动力变速器双电机及轴系布置结构，其特征在于，输入四档齿轮（8）、输入三档齿轮（9）、输入二档齿轮（10）位于输入一档齿轮（7）与P2模块（12）之间，且输入一档齿轮（7）远离P2模块（12）。

5.根据权利要求1所述的混合动力变速器双电机及轴系布置结构，其特征在于，中间传动机构包括：第二中间轴（13）以及设置在第二中间轴（13）上的第二中间一档齿轮（14）、第一同步器（15）、第二中间四档齿轮（16）、第二中间三档齿轮（17）、第二同步器（18）、第二中间二档齿轮（19）、第二中间常啮合齿轮（20），第二中间一档齿轮（14）与第一同步器（15）配合且空套在第二中间轴（13）上，第二中间四档齿轮（16）与第一同步器（15）配合且空套在第二中间轴（13）上，第二中间三档齿轮（17）与第二同步器（18）配合且空套在第二中间轴（13）上，第二中间二档齿轮（19）与第二同步器（18）配合且空套在第二中间轴（13）上，第二中间常啮合齿轮（20）与差速传动单元啮合，电机介入齿轮（23）位于第二中间常啮合齿轮（20）附近，第二中间一档齿轮（14）远离第二中间常啮合齿轮（20）以及电机介入齿轮（23）。

6.根据权利要求5所述的混合动力变速器双电机及轴系布置结构，其特征在于，第二中间一档齿轮（14）位于第二中间轴（13）的一端，第二中间常啮合齿轮（20）位于第二中间轴（13）的另一端。

7.根据权利要求3或4所述的混合动力变速器双电机及轴系布置结构，其特征在于，中间传动机构包括：第二中间轴（13）以及设置在第二中间轴（13）上的第二中间一档齿轮（14）、第一同步器（15）、第二中间四档齿轮（16）、第二中间三档齿轮（17）、第二同步器（18）、第二中间二档齿轮（19）、第二中间常啮合齿轮（20），第二中间一档齿轮（14）与第一同步器（15）配合且空套在第二中间轴（13）上，第二中间四档齿轮（16）与第一同步器（15）配合且空套在第二中间轴（13）上，第二中间三档齿轮（17）与第二同步器（18）配合且空套在第二中间轴（13）上，第二中间二档齿轮（19）与第二同步器（18）配合且空套在第二中间轴（13）上；

第二中间一档齿轮（14）与输入一档齿轮（7）啮合，第二中间四档齿轮（16）与输入四档齿轮（8）啮合，第二中间三档齿轮（17）与输入三档齿轮（9）啮合，第二中间二档齿轮（19）与输入二档齿轮（10）啮合，第二中间常啮合齿轮（20）与差速传动单元啮合。

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