CN112224009A - 一种防止能量浪费的混合动力传动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种防止能量浪费的混合动力传动系统，包括发动机、发动机输入轴、发动机输出轴、电机、电机输入轴、差速器，发动机通过扭转减震器与发动机输入轴相连，发动机输入轴上依次设有第一空套齿轮和第二空套齿轮；发动机输出轴上依次设有输出轴齿轮、第三空套齿轮和第四空套齿轮，第一空套齿轮和第三空套齿轮相啮合，第二空套齿轮和第四空套齿轮相啮合；电机输入轴上依次固连电机输入轴第一齿轮和电机输入轴第二齿轮，电机输入轴第一齿轮与第三空套齿轮相啮合，电机输入轴第二齿轮与第四空套齿轮相啮合；输出轴齿轮与差速器的齿轮相啮合，本发明结构紧凑，实现纯电驱动模式下的多档驱动，减少了空转齿轮的数量，避免了能量的浪费。

Description

一种防止能量浪费的混合动力传动系统
技术领域
本发明属于混合动力汽车的技术领域，尤其涉及一种防止能量浪费的混合动力传动系统。
背景技术
目前纯电动汽车受续航里程及充电设施的制约，市场化进程受到严重阻碍。混合动力汽车具有加油方便、节能环保、续航里程长等诸多优势，成为目前行业发展的新趋势。混合动力档位增加有利于提高负载调整的灵活度，提高驾驶经济型及舒适性。但是现有的混合动力汽车中，采用在输入轴和输出轴上均设置同步器，通过两个同步器、两对齿轮实现发动机四个档位的技术方案，中间轴两个齿轮固连安装在同一根轴上。若输入轴和输出轴上两个同步器同侧接合端接合，即发动机在一或四挡运行时，会在实现动力传递的同时带动四个齿轮和中间轴空转，且这四个齿轮和中间轴并非用于传递动力的齿轮，导致了能量的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种防止能量浪费的混合动力传动系统，在电机输入轴上设置离合器，并且电机输入轴和中间轴共用，在不增加齿轮副的前提下实现了纯电驱动模式下的多档驱动，减少了空转齿轮的数量，避免了能量的浪费。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种防止能量浪费的混合动力传动系统，其特征在于，包括发动机、发动机输入轴、发动机输出轴、电机、电机输入轴、差速器，所述发动机输入轴、发动机输出轴、电机输入轴平行间隔设置，所述发动机通过扭转减震器与发动机输入轴相连，发动机输入轴上依次设有第一空套齿轮和第二空套齿轮；发动机输出轴上依次设有输出轴齿轮、第三空套齿轮和第四空套齿轮，所述第一空套齿轮和第三空套齿轮相啮合，第二空套齿轮和第四空套齿轮相啮合；电机输入轴上依次固连电机输入轴第一齿轮和电机输入轴第二齿轮，所述电机输入轴第一齿轮与第三空套齿轮相啮合，所述电机输入轴第二齿轮与第四空套齿轮相啮合；所述输出轴齿轮与所述差速器的齿轮相啮合。
按上述方案，所述发动机输入轴上设有第一双边同步器，位于所述第一空套齿轮和第二空套齿轮之间，控制第一空套齿轮和第二空套齿轮与发动机输入轴的结合或分离。
按上述方案，所述发动机输出轴上设有第二双边同步器，位于所述第三空套齿轮和第四空套齿轮之间，控制第三空套齿轮和第四空套齿轮与发动机输出轴的结合或分离。
按上述方案，所述电机输入轴上设有离合器，位于所述电机输入轴第一齿轮和电机输入轴第二齿轮之间。
本发明的有益效果是：提供一种防止能量浪费的混合动力传动系统，过在电机输入轴上设置离合器，在第一双边同步器和第二双边同步位于同一侧时断开，减少了空转齿轮的数量，避免了能量的浪费；通过电机输入轴和中间轴共用，减小系统轴向尺寸，提高空间利用率，系统结构紧凑，零部件成本降低，且在不增加齿轮副的前提下实现了纯电驱动模式下的多档驱动，同时，电机输入轴上的离合器还能够在第二同步器向左结合的状态下，防止齿轮空转，进一步避免了能量的浪费；在发动机输入轴上设置第一同步器，能够在纯电驱动模式下，防止电机反拖发动机，进一步避免了能量的浪费，在电机输出轴上设置第二同步器，实现了停车发电功能，且能够实现多种档位的停车发电。
附图说明
图1为本发明一个实施例的分布示意图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
如图1所示，一种防止能量浪费的混合动力传动系统，包括发动机I、发动机输入轴S1、发动机输出轴S2、电机E、电机输入轴S3、差速器Di，发动机输入轴、发动机输出轴、电机输入轴平行间隔设置，发动机通过扭转减震器Da与发动机输入轴相连，发动机输入轴上依次设有第一空套齿轮G1和第二空套齿轮G2；发动机输出轴上依次设有输出轴齿轮G5、第三空套齿轮G3和第四空套齿轮G4，第一空套齿轮和第三空套齿轮相啮合，第二空套齿轮和第四空套齿轮相啮合；电机输入轴上依次固连电机输入轴第一齿轮G6和电机输入轴第二齿轮G7，电机输入轴第一齿轮与第三空套齿轮相啮合，电机输入轴第二齿轮与第四空套齿轮相啮合；输出轴齿轮与差速器的齿轮相啮合。
发动机输入轴上设有第一双边同步器A1，位于第一空套齿轮和第二空套齿轮之间，控制第一空套齿轮和第二空套齿轮与发动机输入轴的结合或分离。
发动机输出轴上设有第二双边同步器A2，位于第三空套齿轮和第四空套齿轮之间，控制第三空套齿轮和第四空套齿轮与发动机输出轴的结合或分离。
电机输入轴上设有离合器C，位于电机输入轴第一齿轮和电机输入轴第二齿轮之间。
电机输入轴和中间轴共用，两个同步器左右接合端形成四组组合方案，利用驱动电机输出轴齿轮，实现发动机直驱四个档位，同时，在电机输入轴上设置离合器，在第一双边同步器和第二双边同步位于同一侧时断开。
换挡过程中，可利用电机进行调速，减小同步器输入输出端的转速差到极小的范围，可减小换挡冲击，使换挡平顺，同时降低对同步器元件的技术要求和成本；起步过程，用发电机调速，使发动机转速上升到高效区再开始输出扭矩，保证发动机在高效区启动运行，以降低油耗。
发动机直接驱动：
一档：第一双边同步器A1于左侧与第一空套齿轮G1结合，第二双边离合器A2于右侧与第四空套齿轮G4结合，离合器C处于结合状态。发动机输出动力经过扭转减震器Da依次经过发动机输入轴S1、第一双边同步器A1、第一空套齿轮G1、第三空套齿轮G3、电机输入轴第一齿轮G6、电机输入轴S3、电机输入轴第二齿轮G7、第四空套齿轮G4、第二双边同步器A2、输出轴S2、输出轴齿轮G5、差速器Di传输至车轮。
二档：第一双边同步器A1于左侧与第一空套齿轮G1结合，第二双边离合器A2于左侧与第三空套齿轮G3结合，离合器C处于分离状态。发动机输出动力经过扭转减震器Da依次经过发动机输入轴S1、第一双边同步器A1、第一空套齿轮G1、第三空套齿轮G3、第二双边同步器A2、输出轴S2、输出轴齿轮G5、差速器Di传输至车轮。
三档：第一双边同步器A1于右侧与第二空套齿轮G2结合，第二双边离合器A2于右侧与第四空套齿轮G4结合，离合器C处于分离状态。发动机输出动力经过扭转减震器Da依次经过发动机输入轴S1、第一双边同步器A1、第二空套齿轮G2、第四空套齿轮G4、第二双边同步器A2、输出轴S2、输出轴齿轮G5、差速器Di传输至车轮。
四档：第一双边同步器A1于右侧与第二空套齿轮G2结合，第二双边离合器A2于左侧与第三空套齿轮G3结合，离合器C处于结合状态。发动机输出动力经过扭转减震器Da依次经过发动机输入轴S1、第一双边同步器A1、第二空套齿轮G2、第四空套齿轮G4、电机输入轴第二齿轮G7、电机输入轴S3、电机输入轴第一齿轮G6、第三空套齿轮G3、第二双边同步器A2、输出轴S2、输出轴齿轮G5、差速器Di传输至车轮。
并联驱动模式：
并联一档：发动机处于一档档位驱动车轮的同时，电机产生的动力通过电机输入轴S3、电机输入轴第二齿轮G7、第四空套齿轮G4、第二双边同步器A2、输出轴S2、输出轴齿轮G5、差速器Di一同传递至车轮。
并联二档：发动机处于二档档位驱动车轮的同时，离合器C处于结合状态。电机产生的动力通过电机输入轴S3、电机输入轴第一齿轮G6、第三空套齿轮G3、第二双边同步器A2、输出轴S2、输出轴齿轮G5、差速器Di一同传递至车轮。
并联三档：发动机处于一档档位驱动车轮的同时，电机产生的动力通过电机输入轴S3、电机输入轴第二齿轮G7、第四空套齿轮G4、第二双边同步器A2、输出轴S2、输出轴齿轮G5、差速器Di一同传递至车轮。
并联四档：发动机处于四档档位驱动车轮的同时，电机产生的动力通过电机输入轴S3、电机输入轴第一齿轮G6、第三空套齿轮G3、第二双边同步器A2、输出轴S2、输出轴齿轮G5、差速器Di一同传递至车轮。
行车发电：
发动机驱动工况下，离合器C处于结合状态。发动机一部分动力传递至车轮，另一部分动力传递至电机输入轴S3后带动电机E旋转发电，实现行车发电功能。
停车发电：
模式一：第一双边同步器A1于左侧与第一空套齿G1轮结合，第二双边同步器A2处于中间分离状态，离合器C处于结合状态。发动机输出动力经过扭转减震器Da传递至发动机输入轴S1,依次经过第一双边同步器A1、第一空套齿轮G1、第三空套齿轮G3、电机输入轴第一齿轮G6、电机输入轴S3带动电机旋转发电。
模式二：第一双边同步器A1与于右侧第二空套齿轮G2结合，第二双边同步器A2处于中间分离状态，离合器C处于分离状态。发动机输出动力经过扭转减震器Da传递至发动机输入轴S1,依次经过第一双边同步器A1、第二空套齿轮G2、第四空套齿轮G4、电机输入轴第二齿轮G7、电机输入轴S3带动电机旋转发电。
纯电驱动：
模式一：第一双边同步器A1处于中间分离状态，第二双边同步器A2于左侧与第三空套齿轮G3结合，离合器C处于结合状态。此时电机输出的动力依次经过电机输入轴S3、电机输入轴第一齿轮G6、第三空套齿轮G3、第二双边同步器A2、输出轴S2、输出轴齿轮G5、差速器Di一同传递至车轮。
模式二：第一双边同步器A1处于中间分离状态，第二双边同步器A2于右侧与第四空套齿轮G4结合，离合器C处于分离状态。此时电机输出的动力依次经过电机输入轴S3、电机输入轴第二齿轮G7、第四空套齿轮G4、第二双边同步器A2、输出轴S2、输出轴齿轮G5、差速器Di一同传递至车轮。
制动能量回收：
模式一：第一双边同步器A1处于中间分离状态，第二双边同步器A2于左侧于第三空套齿轮G3结合，离合器C处于结合状态。当车辆处于制动、滑行工况时，车轮的动能依次经过差速器Di齿轮、输出轴齿轮G5、双边同步器A2、第三空套齿轮G3、电机输入轴第一齿轮G6、电机输入轴S3传递至电机E处进行发电。
模式二：第一双边同步器A1处于中间分离状态，第二双边同步器A2于右侧于第四空套齿轮G4结合，离合器C处于分离状态。当车辆处于制动、滑行工况时，车轮的动能依次经过差速器Di齿轮、输出轴齿轮G5、双边同步器A2、第四空套齿轮G4、电机输入轴第二齿轮G7、电机输入轴S3传递至电机E处进行发电。
上述的控制方式如下表一所示：
表一
Figure BDA0002740130380000051

Claims (4)

1.一种防止能量浪费的混合动力传动系统，其特征在于，包括发动机、发动机输入轴、发动机输出轴、电机、电机输入轴、差速器，所述发动机输入轴、发动机输出轴、电机输入轴平行间隔设置，所述发动机通过扭转减震器与发动机输入轴相连，发动机输入轴上依次设有第一空套齿轮和第二空套齿轮；发动机输出轴上依次设有输出轴齿轮、第三空套齿轮和第四空套齿轮，所述第一空套齿轮和第三空套齿轮相啮合，第二空套齿轮和第四空套齿轮相啮合；电机输入轴上依次固连电机输入轴第一齿轮和电机输入轴第二齿轮，所述电机输入轴第一齿轮与第三空套齿轮相啮合，所述电机输入轴第二齿轮与第四空套齿轮相啮合；所述输出轴齿轮与所述差速器的齿轮相啮合。
2.根据权利要求1所述的一种防止能量浪费的混合动力传动系统，其特征在于，所述发动机输入轴上设有第一双边同步器，位于所述第一空套齿轮和第二空套齿轮之间，控制第一空套齿轮和第二空套齿轮与发动机输入轴的结合或分离。
3.根据权利要求2所述的一种防止能量浪费的混合动力传动系统，其特征在于，所述发动机输出轴上设有第二双边同步器，位于所述第三空套齿轮和第四空套齿轮之间，控制第三空套齿轮和第四空套齿轮与发动机输出轴的结合或分离。
4.根据权利要求3所述的一种防止能量浪费的混合动力传动系统，其特征在于，所述电机输入轴上设有离合器，位于所述电机输入轴第一齿轮和电机输入轴第二齿轮之间。
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