CN111016621A - 一种混动变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种混动变速器，包括：输入轴，中间轴，传动机构，离合器，差速器，辅助电机，驱动电机，所述驱动电机通过传动齿组将电动力传输至所述差速器，所述驱动电机的电机轴与所述输入轴平行，轴向方向上所述驱动电机设置在所述输入轴的第一端和第二端之间，径向方向上紧邻所述输入轴。本发明可以确保整个变速器的重心下移，当车辆发生碰撞时，即使变速器向驾驶室发生翻转，也不会压迫到转向管，极大地提高了整车安全性。

Description

一种混动变速器
技术领域
本发明涉及混合动力车辆技术领域，具体而言，尤其涉及一种混动变速器。
背景技术
目前，我国新能源汽车中混合动力汽车发展最为迅速。混合动力汽车是一种使用多种能量来源的车辆，通常是使用液体燃料的常规发动机和使用电能的电机驱动车辆。混合动力汽车可在多种模式下驱动，现阶段的混动变速器一般可以执行发动机单独驱动、电机单独驱动、发动机和电机同时驱动等操作模式。
现有技术中的一种混动变速器，是基于对现有变速器改动最小的前提下，通过在现有变速器上添加一个驱动电机来实现的。但这种形式的混动变速器存在一个致命缺陷，由于差速器、输入轴等的位置限制，增加的驱动电机会使整个变速器的外观轮廓变化较大，新增电机更靠近驾驶室。当车辆发生碰撞时，变速器会向驾驶室发生翻转，进而压迫转向管破坏转向系统，这将极大地降低整车安全性。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种在不改变差速器位置的混动变速器。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种混动变速器，包括：
一输入轴，包括相对的第一端和第二端，所述第一端用于接收发动机动力；
一中间轴，与所述输入轴平行设置；
一传动机构，设置在所述输入轴与所述中间轴之间，所述传动机构包括空套在所述输入轴上的主动齿轮、固定在所述中间轴上的从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮啮合，所述输入轴上还设置有同步器，所述中间轴上还设置有输出齿轮；
一离合器，设置在所述传动机构与所述发动机之间并位于所述输入轴的第一端；
一差速器，用于接收所述中间轴传输来的动力；
一辅助电机，与所述输入轴直接连接，并设置在所述输入轴的所述第二端；
一驱动电机，通过传动齿组将电动力传输至所述差速器，所述驱动电机的电机轴与所述输入轴平行，轴向方向上所述驱动电机设置在所述输入轴的第一端和第二端之间，径向方向上紧邻所述输入轴。
优选的，所述驱动电机至所述输入轴的距离小于所述差速器至所述输入轴的距离。
优选的，所述差速器位于所述输入轴的第一端。
优选的，所述中间轴有且仅有一根，所述传动机构为两挡结构，所述从动齿轮均设置在所述输入轴的同一侧。
优选的，所述驱动电机的传动齿组设置在短惰轮轴上并直连到所述差速器。
优选的，所述辅助电机为短轴距扁平电机。
优选的，所述驱动电机为高效长轴距电机。
本发明的有益效果主要体现在：
1、将辅助电机设置在输入轴的第二端（即后置），并将驱动电机在轴向方向上设置在输入轴的第一端和第二端之间，在径向方向上紧邻输入轴，可以保证差速器位置与传统变速器位置近似，尽量避免整车副车架的空间更改，并确保差速器短半轴的长度以确保的球笼夹角的设计与配置，另外通过将齿轮布置在靠近发动机段确保驱动电机有足够的空间保证驱动电机的有效空间尽以保证高速电机的空间和功率；
2、驱动电机的特殊位置设置，还可以确保整个变速器的重心下移，当车辆发生碰撞时，即使变速器向驾驶室发生翻转，也不会压迫到转向管，极大地提高了整车安全性；
3、将两种电机优点发挥到极致，其中驱动电机为高速高效率电机，辅助电机为高扭矩低转速电机，辅助电机可以在EV模式下通过两个挡位参加驱动，解决本身的转速受限问题；通过两个电机协同工作可提供更大的纯EV驱动功率，并可减小电机单体功率进而降低空间要求和成本压力（电机成本随空间增加成线性增加）；
4、轴系简单，机械结构排布方便；
5、纯EV工况下可以通过将离合器进行分离，将发动机与车轮进行屏蔽，可以将发动机的转动惯量由离合器屏蔽；
6、当主动齿轮空套在输入轴上时，可减少同步器需同步的转动惯量，进而降低同步器性能需求，减小同步器空间需求和降低成本。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1：本发明优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限于本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
如图1所示，本发明优选实施例揭示了一种混动变速器，包括：设置在变速器壳体内可自转的输入轴1，其包括相对的第一端和第二端，所述输入轴1的第一端连接发动机，用于接收发动机动力。与现有技术一样，所述发动机动力输送途径中会按需设置有减震盘4或飞轮等，提供惯量及稳定输出。
本发明中，变速器壳体内与所述输入轴1平行设置有一中间轴2，所述输入轴1与所述中间轴2之间设置有一个传动机构。所述传动机构包括空套在所述输入轴1上的主动齿轮、固定在所述中间轴2上的从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮啮合，所述输入轴1上还设置有同步器11，所述中间轴2上还设置有输出齿轮21。所述输出齿轮21与差速器5的主齿轮啮合。所述差速器5位于所述输入轴1的第一端，所述差速器5用于接收所述中间轴2的动力并传输至车轮。本发明中齿轮传动与现有技术一致，在此不再赘述。所述传动机构与所述发动机之间设置有一个离合器3，位于所述输入轴1的第一端。
本发明中，所述中间轴2有且仅有一根，所述传动机构为两挡结构，所述从动齿轮均设置在所述输入轴1的同一侧。因此，本发明中发动机动力传输一共只有2个挡位。所述中间轴2上还可设有驻车棘轮，也可设置在差速器4上，均处于本发明的保护范畴，不做具体限定。
本发明还包括一个辅助电机7和一个驱动电机8。所述辅助电机7与所述输入轴1直接连接，并设置在所述输入轴1的所述第二端；所述驱动电机8通过传动齿组6将电动力传输至所述差速器5，所述驱动电机8的电机轴与所述输入轴1平行，轴向方向上所述驱动电机8设置在所述输入轴1的第一端和第二端之间，径向方向上紧邻所述输入轴1。
将辅助电机设置在输入轴的第二端（即后置），并将驱动电机在轴向方向上设置在输入轴的第一端和第二端之间，在径向方向上尽可能地紧邻输入轴，具体的，可以使所述驱动电机8至所述输入轴1的距离小于所述差速器5至所述输入轴1的距离。这样的结构可以保证差速器位置与传统变速器位置近似，尽量避免整车副车架的空间更改，并确保差速器短半轴的长度以确保的球笼夹角的设计与配置，另外通过将齿轮布置在靠近发动机段确保驱动电机有足够的空间保证驱动电机的有效空间尽以保证高速电机的空间和功率；驱动电机的特殊位置设置，还可以确保整个变速器的重心下移，当车辆发生碰撞时，即使变速器向驾驶室发生翻转，也不会压迫到转向管，极大地提高了整车安全性。
本发明中，所述辅助电机7为短轴距扁平电机，所述驱动电机8为高效长轴距电机。这样设计一是可以满足完成发动机的启停功能；在发动机工作时通过驱动发电功能将发动机调整到高效工作区，提高燃油效率进而降低排放；辅助电机直连到发动机，通过辅助电机的转子提供转动惯量进而减小常规飞轮质量；另一是大大提高的驱动电机8的功率完全满足了电驱动的要求。所述驱动电机8的传动齿组6设置在短惰轮轴9上并直连到所述差速器5。
下面简述一下本发明的工作过程。车辆启动时，离合器处于分离状态，以驱动电机进行驱动，驱动车辆至发动机可在高效经济区工作的车速时，辅助电机预先启动发动机并使其在高效经济区车速中介入驱动，实现并联混动。本发明在混动过程中实现所述发动机和驱动电机上的功率相加。又因为功率是衡量汽车最高速度的物理量，功率越大的汽车的最高速度也越大，其爬坡性能以及加速性能也愈好。
本发明更紧凑，重量轻、体积小，有利于整车搭载。本发明优选实施例中当主动齿轮空套在输入轴上时，可减少同步器需同步的转动惯量，进而降低同步器性能需求，减小同步器空间需求和降低成本，具体功能表现为：挂挡时，离合器3断开，同步器11开始工作前，由于辅助电机驱动输入轴转动调速使输入轴转速与输出同步。
本发明将两种电机优点发挥到极致，其中驱动电机为高速高效率电机，辅助电机为高扭矩低转速电机，辅助电机可以在EV模式下通过两个挡位参加驱动，解决本身的转速受限问题；通过两个电机协同工作可提供更大的纯EV驱动功率，并可减小电机单体功率进而降低空间要求和成本压力（电机成本随空间增加成线性增加）；轴系简单，机械结构排布方便；纯EV工况下可以通过将离合器进行分离，将发动机与车轮进行屏蔽，可以将发动机的转动惯量由离合器屏蔽。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种混动变速器，其特征在于：包括，
一输入轴（1），包括相对的第一端和第二端，所述第一端用于接收发动机动力；
一中间轴（2），与所述输入轴（1）平行设置；
一传动机构，设置在所述输入轴（1）与所述中间轴（2）之间，所述传动机构包括空套在所述输入轴（1）上的主动齿轮、固定在所述中间轴（2）上的从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮啮合，所述输入轴（1）上还设置有同步器（11），所述中间轴（2）上还设置有输出齿轮（21）；
一离合器（3），设置在所述传动机构与所述发动机之间并位于所述输入轴（1）的第一端；
一差速器（5），用于接收所述中间轴（2）传输来的动力；
一辅助电机（7），与所述输入轴（1）直接连接，并设置在所述输入轴（1）的所述第二端；
一驱动电机（8），通过传动齿组（6）将电动力传输至所述差速器（5），所述驱动电机（8）的电机轴与所述输入轴（1）平行，轴向方向上所述驱动电机（8）设置在所述输入轴（1）的第一端和第二端之间，径向方向上紧邻所述输入轴（1）。
2.根据权利要求1所述的一种混动变速器，其特征在于：所述驱动电机（8）至所述输入轴（1）的距离小于所述差速器（5）至所述输入轴（1）的距离。
3.根据权利要求1所述的一种混动变速器，其特征在于：所述差速器位于所述输入轴（1）的第一端。
4.根据权利要求1所述的一种混动变速器，其特征在于：所述中间轴（2）有且仅有一根，所述传动机构为两挡结构，所述从动齿轮均设置在所述输入轴（1）的同一侧。
5.根据权利要求1所述的一种混动变速器，其特征在于：所述驱动电机（8）的传动齿组（6）设置在短惰轮轴（9）上并直连到所述差速器（5）。
6.根据权利要求1所述的一种混动变速器，其特征在于：所述辅助电机（7）为短轴距扁平电机。
7.根据权利要求1所述的一种混动变速器，其特征在于：所述驱动电机（8）为高效长轴距电机。
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