CN113119712A - 汽车及其混合动力系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车及其混合动力系统，包括：发动机(1)和变速箱，发动机(1)通过钢带向变速箱的输出轴(5)传递扭矩，其还包括：电机(2)，电机(2)的输出端连接有齿轮(3)；离合器齿轮(4)，离合器齿轮(4)与齿轮(3)啮合，离合器齿轮(4)通过电磁离合器与变速箱的输出轴(5)上的带轮(6)可分合的连接。发动机通过钢带向变速箱的输出轴传递扭矩，而电机通过齿轮与离合器齿轮啮合向变速箱的输出轴传递扭矩，并通过电磁离合器实现离合器齿轮与输出轴的分合，从而实现电机传递的扭矩的断开与接入。本申请通过电磁离合器可实现电机扭矩的快速断开与接入，不仅不会影响传动的效率，而且可以满足复杂的混合动力工况。

Description

汽车及其混合动力系统
技术领域
本发明涉及汽车动力的技术领域，尤其是一种汽车及其混合动力系统。
背景技术
随着燃油经济性及排放法规压力的日益加剧，传统动力系统的电气化已经成为趋势。其中，传统CVT变速箱也顺应趋势，接入电机扭矩，采用各种形式实现混合动力传动。但是，由于传统变速箱本身结构的限制，不能灵活的控制电机扭矩的接入与断开，这样不仅影响传动的效率，而且难以满足复杂的混合动力工况。
因此，如何提供一种混合动力系统，实现电机扭矩的快速接入和断开，是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种混合动力系统，实现电机扭矩的快速接入和断开。此外，本发明的另一目的在于提供一种具有上述混合动力的汽车。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种混合动力系统，包括：发动机和变速箱，所述发动机通过钢带向所述变速箱的输出轴传递扭矩，其还包括：
电机，所述电机的输出端连接有齿轮；
离合器齿轮，所述离合器齿轮与所述齿轮啮合，所述离合器齿轮通过电磁离合器与所述变速箱的输出轴上的带轮可分合的连接。
优选的，上述的混合动力系统中，所述电磁离合器包括：
输出轴侧摩擦片，所述输出轴侧摩擦片与所述带轮远离差速器齿轮的一侧固定连接；
离合器齿轮侧摩擦片，所述离合器齿轮侧摩擦片与所述离合器齿轮固定连接；
离合执行片，所述离合执行片用于驱动所述离合器齿轮侧摩擦片与所述输出轴侧摩擦片啮合和分离；
电磁驱动件，所述电磁驱动件驱动所述离合执行片移动。
优选的，上述的混合动力系统中，所述离合执行片为驱动杆，所述驱动杆一端与所述离合器齿轮侧摩擦片沿所述输出轴的轴向限位连接，所述驱动杆的另一端与所述电磁驱动件相连，所述驱动杆的中间与所述带轮远离所述差速器齿轮的一侧铰接。
优选的，上述的混合动力系统中，所述离合器齿轮侧摩擦片靠近所述输出轴的一侧具有止推轴承，所述驱动杆限位安装在所述止推轴承内；
所述驱动杆的中间具有圆形凸起，所述带轮具有圆形凸台，所述圆形凸起与所述圆形凸台铰接。
优选的，上述的混合动力系统中，所述电磁驱动件包括：
机械弹簧，所述机械弹簧一端与所述驱动杆连接，另一端固定在输出轴上；
固定在所述带轮上的电磁弹簧，所述电磁弹簧得电后，能够吸引所述驱动杆使所述离合器齿轮侧摩擦片与所述输出轴侧摩擦片分离；所述电磁弹簧失电后，所述电磁弹簧失效，所述驱动杆在所述机械弹簧的复位力下使所述离合器齿轮侧摩擦片与所述输出轴侧摩擦片啮合；
供电装置，所述供电装置为所述电磁弹簧提供电能。
优选的，上述的混合动力系统中，所述供电装置包括：
用于为所述电磁弹簧提供电能的电刷；
与电刷相连的外接供电线。
优选的，上述的混合动力系统中，所述输出轴具有沿轴向的油道，所述输出轴的径向具有与所述油道贯通的通孔，所述电刷通过所述通孔与所述电磁弹簧相抵。
优选的，上述的混合动力系统中，所述离合器齿轮通过滚珠轴承可转动的安装在所述输出轴上。
一种汽车，包括混合动力系统，其中，所述混合动力系统为上述任一项所述的混合动力系统。
由以上技术方案可以看出，本发明所公开的一种混合动力系统，发动机通过钢带向变速箱的输出轴传递扭矩，而电机通过齿轮与离合器齿轮啮合向变速箱的输出轴传递扭矩，并通过电磁离合器实现离合器齿轮与输出轴的分合，从而实现电机传递的扭矩的断开与接入。本申请通过电磁离合器可实现电机扭矩的快速断开与接入，不仅不会影响传动的效率，而且可以满足复杂的混合动力工况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中公开的混合动力系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中公开的混合动力系统的主视剖视图；
图3为本发明实施例中公开的混合动力系统的主视剖视的局部示意图。
具体实施方式
有鉴于此，本发明的核心在于公开了一种混合动力系统，实现电机扭矩的快速接入和断开。此外，本发明的另一核心在于公开了一种具有上述混合动力的汽车。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1-图3所示，本发明公开了一种混合动力系统，包括一种混合动力系统，包括发动机1和变速箱，该发动机1通过钢带向变速箱的输出轴5传递扭矩，此外，还包括电机2和离合器齿轮4，其中，电机2的输出端连接齿轮3，而离合器齿轮4与该齿轮3啮合，上述的离合器齿轮4通过电磁离合器与变速箱的输出轴5上的带轮6可分合的连接。本申请中的发动机1通过钢带向变速箱的输出轴5传递扭矩，而电机2通过齿轮3与离合器齿轮4啮合向变速箱的输出轴5传递扭矩，并通过电磁离合器实现离合器齿轮4与输出轴5的分合，从而实现电机2传递的扭矩的断开与接入。本申请通过电磁离合器4可实现电机2扭矩的快速断开与接入，不仅不会影响传动的效率，而且可以满足复杂的混合动力工况。
具体的实施例中，上述的电磁离合器包括：输出轴侧摩擦片7、离合器齿轮侧摩擦片8、离合执行片和电磁驱动件。其中，输出轴侧摩擦片7与带轮6远离差速器齿轮的一侧固定连接；离合器齿轮侧摩擦片8与离合器齿轮4固定连接；离合执行片用于驱动离合器齿轮侧摩擦片8与输出轴侧摩擦片7啮合和分离；电磁驱动件驱动离合执行片移动。在实际中，带轮6与输出轴5为一体结构，为现有技术中的结构，本申请是在现有的带轮6上增加了输出轴侧摩擦片7，该输出轴侧摩擦片7与带轮6为一体结构，并位于带轮6远离输出轴的差速器齿轮的一侧，差速器齿轮即位于图1中输出轴5右侧的齿轮(图中未示出)。离合器齿轮侧摩擦片8与离合器齿轮4为一体结构，并且该合器齿轮4可相对转动的套设在输出轴5上，且位于远离差速器齿轮的一侧。即本申请是在现有的输出轴5上增加了离合器齿轮4以及电磁离合器。上述用于驱动电磁离合器的摩擦片移动的离合器执行片和电磁驱动件可根据不同的需要进行设置，且均在保护范围内。
在上述技术方案的基础上，本申请中的离合执行片为驱动杆11，驱动杆11一端与离合器齿轮侧摩擦片8沿输出轴5的轴向限位连接，而驱动杆11的另一端与电磁驱动件相连，该驱动杆11的中间部分与带轮6远离差速器齿轮的一侧铰接。上述设置方式，可在电磁驱动件驱动上述的驱动杆11的一端移动时，由于驱动杆11的另一端限位连接，且中间部分铰接，因此，可使驱动杆11绕铰接点转动，从而完成对离合器齿轮侧摩擦片8的移动的驱动。此处公开了一种离合执行片的具体结构，在实际中也可旋转其他驱动方式。
上述的实施例中，离合器齿轮侧摩擦片8靠近输出轴5的一侧具有止推轴承10，上述的驱动杆11限位安装在止推轴承10内，即驱动杆11通过止推轴承10与离合器齿轮侧摩擦片8限位连接。在实际中也可在离合器齿轮侧摩擦片8上设置凹槽，将驱动杆11限位在该凹槽内。
本申请中的驱动杆11的中间具有圆形凸起，具体可为半球体，而带轮6具有圆形凸台，上述的圆形凸起与圆形凸台抵接。驱动杆11的圆形凸起与带轮6的圆形凸台铰接，实现驱动杆11绕圆形凸台转动。通过驱动杆11转动实现对离合器齿轮侧摩擦片8的驱动，结构简单，驱动稳定。在实际中也可将驱动杆11设置为平行移动的结构，即通过驱动该驱动杆11的一端使驱动杆11整体移动而驱动离合器齿轮侧摩擦片8。
优选的实施例中，上述的电磁驱动件包括：机械弹簧12、电磁弹簧13和供电装置。其中，机械弹簧12一端与驱动杆11连接，另一端固定在输出轴5上。而电磁弹簧13固定在带轮6上，并且在电磁弹簧13得电后，能够吸引驱动杆11使离合器齿轮侧摩擦片8与输出轴侧摩擦片7分离；电磁弹簧13失电后，电磁弹簧13失效，驱动杆11在机械弹簧12的复位力下使离合器齿轮侧摩擦片8与输出轴侧摩擦片7啮合。
工作时，当需要电机2传递扭矩时，供电装置断电，使电磁弹簧13失电，驱动杆11失去电磁弹簧13的吸引，在机械弹簧12的回复力作用下拉动离合执行片绕铰接点旋转压迫止推轴承10并推动离合器齿轮侧摩擦片8向右平动，离合器齿轮侧摩擦片8与输出轴侧摩擦片7啮合，使得离合器齿轮4与输出轴5结合为一体，共同传递扭矩，完成电机2与发动机1共同向输出轴5传递扭矩。
当需要断开电机2时，则供电装置得电，使电磁弹簧13得电，电磁弹簧13克服机械弹簧12的回复力，吸引驱动杆11，使驱动杆11绕铰接点旋转并压迫止推轴承10的另一侧推动离合器齿轮侧摩擦片8向左平动，离合器齿轮侧摩擦片8与输出轴侧摩擦片7分离，离合器齿轮4与输出轴5断开，电机2的扭矩无法通过离合器齿轮4传递到输出轴5，发动机1单独向输出轴5传递扭矩。
此处公开了一种供电装置的具体结构，其包括电刷和外接供电线14。采用电刷供电的方式结构简单，易于操作。输出轴5具有沿轴向的油道，且该输出轴5的径向具有与油道贯通的通孔，外接供电线14穿入油道，电刷通过通孔与电磁弹簧13相抵，为电磁弹簧13提供电能。
本申请中的离合器齿轮4通过滚珠轴承9可转动的安装在输出轴5上，采用上述设置方式可保证离合器齿轮4与输出轴5断开后，电机2输出的扭矩会使齿轮3与离合器齿轮4空转，保证了结构的稳定性。
此外，本申请中还公开了一种汽车，包括混合动力系统，其中，该混合动力系统为上述实施例中公开的混合动力系统，因此，具有该混合动力系统的汽车也具有上述所有技术效果，在此不再一一赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种混合动力系统，包括：发动机(1)和变速箱，所述发动机(1)通过钢带向所述变速箱的输出轴(5)传递扭矩，其特征在于，还包括：
电机(2)，所述电机(2)的输出端连接有齿轮(3)；
离合器齿轮(4)，所述离合器齿轮(4)与所述齿轮(3)啮合，所述离合器齿轮(4)通过电磁离合器与所述变速箱的输出轴(5)上的带轮(6)可分合的连接。
2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述电磁离合器包括：
输出轴侧摩擦片(7)，所述输出轴侧摩擦片(7)与所述带轮(6)远离靠近差速器齿轮的一侧固定连接；
离合器齿轮侧摩擦片(8)，所述离合器齿轮侧摩擦片(8)与所述离合器齿轮(4)固定连接；
离合执行片，所述离合执行片用于驱动所述离合器齿轮侧摩擦片(8)与所述输出轴侧摩擦片(7)啮合和分离；
电磁驱动件，所述电磁驱动件驱动所述离合执行片移动。
3.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，所述离合执行片为驱动杆(11)，所述驱动杆(11)一端与所述离合器齿轮侧摩擦片(8)沿所述输出轴(5)的轴向限位连接，所述驱动杆(11)的另一端与所述电磁驱动件相连，所述驱动杆(11)的中间与所述带轮(6)的远离所述差速器齿轮的一侧铰接。
4.根据权利要求3所述的混合动力系统，其特征在于，所述离合器齿轮侧摩擦片(8)靠近所述输出轴(5)的一侧具有止推轴承(10)，所述驱动杆(11)限位安装在所述止推轴承(10)内；
所述驱动杆(11)的中间具有圆形凸起，所述带轮(6)具有圆形凸台，所述圆形凸起与所述圆形凸台铰接。
5.根据权利要求3所述的混合动力系统，其特征在于，所述电磁驱动件包括：
机械弹簧(12)，所述机械弹簧(12)一端与所述驱动杆(11)连接，另一端固定在输出轴(5)上；
固定在所述带轮(6)上的电磁弹簧(13)，所述电磁弹簧(13)得电后，能够吸引所述驱动杆(11)使所述离合器齿轮侧摩擦片(8)与所述输出轴侧摩擦片(7)分离；所述电磁弹簧(13)失电后，所述电磁弹簧(13)失效，所述驱动杆(11)在所述机械弹簧(12)的复位力下使所述离合器齿轮侧摩擦片(8)与所述输出轴侧摩擦片(7)啮合；
供电装置，所述供电装置为所述电磁弹簧(13)提供电能。
6.根据权利要求5所述的混合动力系统，其特征在于，所述供电装置包括：
用于为所述电磁弹簧(13)提供电能的电刷；
与电刷相连的外接供电线(14)。
7.根据权利要求6所述的混合动力系统，其特征在于，所述输出轴(5)具有沿轴向的油道，所述输出轴(5)的径向具有与所述油道贯通的通孔，所述电刷通过所述通孔与所述电磁弹簧(13)相抵。
8.根据权利要求1-7任一项所述的混合动力系统，其特征在于，所述离合器齿轮(4)通过滚珠轴承(9)可转动的安装在所述输出轴(5)上。
9.一种汽车，包括混合动力系统，其特征在于，所述混合动力系统为如权利要求1-8任一项所述的混合动力系统。
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