CN115635838A - 一种混合动力变速机构总成、混合动力电驱动系统和车辆 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种混合动力变速机构总成、混合动力电驱动系统和车辆,解决目前多挡化混合动力系统结构复杂的技术问题。该混合动力变速机构总成包括发动机输入轴总成、发电机、ICE中间轴总成、差速器轴总成、EV中间轴总成、驱动电机输入轴总成和驱动电机。本申请提供的混合动力变速机构总成,通过内部总成的位置设计,能够缩小整体各向尺寸,并且通过在发动机输入轴总成设置有内齿圈轴,可以同时集成行星排传动功能、执行机构安装、挡位齿轮安装以及必要的轴向限位功能,从而极大的提高混合动力变速机构总成的集成度,缩减混合动力变速机构总成在轴线方向上的功能体积,使其具备更灵活的布置和搭载性能。

Description

一种混合动力变速机构总成、混合动力电驱动系统和车辆
技术领域
本申请属于混合动力变速箱技术领域,具体涉及一种混合动力变速机构总成、混合动力电驱动系统和车辆。
背景技术
随着当今社会人们对节能环保的意识日渐增强,新能源汽车技术开始迅猛发展。混合动力车辆驱动技术是新能源汽车发展过程的核心阶段。提高燃油经济性、降低排放是混合动力技术面临的重要课题。目前市场上主流混动电驱动产品还是双电机单档混动居多,可实现纯电、串联/驻车发电和并联/发动机直驱等工作模式,并同时适配HEV和PHEV车型,随着油耗及排放法规的加严,混动发动机多档化已成为发展趋势,由于挡位数量的增多,整个动力传动装置的结构也变得复杂,系统结构变得庞大,整个轴向尺寸也会因此而增加。
发明内容
为解决上述技术问题,本申请提供一种混合动力变速机构总成、混合动力电驱动系统和车辆,能够缩小总成体积,提高搭载性能,满足更灵活的布置方式。
实现本申请目的所采用的技术方案为,一种混合动力变速机构总成,包括传动连接的发动机输入轴总成、发电机、ICE中间轴总成、差速器轴总成、EV中间轴总成、驱动电机输入轴总成和驱动电机;其中所述发动机输入轴总成与所述发电机同轴设置,所述驱动电机输入轴总成和所述驱动电机同轴设置;所述发电机和所述驱动电机位于同侧;所述发动机输入轴总成的安装高度位于所述驱动电机与所述差速器轴总成之间,且所述发动机输入轴总成在竖直面上的投影与所述驱动电机和所述差速器轴总成在竖直面上的投影具有重合部分;
所述发动机输入轴总成包括行星排、至少一个执行机构、至少一个支撑轴承、至少一个挡位齿轮和内齿圈轴;所述内齿圈轴套设于所述行星排外,且所述内齿圈轴与所述行星排的内齿圈传动连接;所述至少一个执行机构、所述至少一个支撑轴承、所述至少一个挡位齿轮均设置于所述内齿圈轴上。
在一些实施方式中,所述EV中间轴总成的轴心位于所述发动机输入轴总成、所述驱动电机和所述差速器轴总成的轴心所围的三角形区域中;所述ICE中间轴总成的轴心的高度最低。
在一些实施方式中,所述EV中间轴总成包括EV中间轴和安装于所述EV中间轴上的第一EV中间齿轮和第二EV中间齿轮,所述EV中间轴总成通过所述第一EV中间齿轮与所述发动机输入轴总成和所述驱动电机输入轴总成传动连接,所述EV中间轴总成通过所述第二EV中间齿轮与所述差速器轴总成传动连接。
在一些实施方式中,所述ICE中间轴总成包括ICE中间轴和安装于所述ICE中间轴上的第一ICE中间齿轮和第二ICE中间齿轮;所述ICE中间轴总成通过所述第一ICE中间齿轮与所述发动机输入轴总成传动连接;所述ICE中间轴总成通过所述第二ICE中间齿轮与所述差速器轴总成传动连接。
在一些实施方式中,所述内齿圈轴通过支撑轴承安装;所述内齿圈轴包括:
轴套部,用于套设于所述行星排的太阳轮轴或行星架轴上,所述轴套部上设有至少一个用于安装所述执行机构的第一安装位;
罩部,连接于所述轴套部,且用于与所述行星排的内齿圈传动连接;
其中,所述罩部和/或所述轴套部设有至少一个用于设置所述支撑轴承的装配位;所述罩部和/或所述轴套部设有至少一个用于设置所述挡位齿轮的第二安装位。
在一些实施方式中,所述罩部包括齿套部和挡板部,所述挡板部的内环连接所述轴套部、外环连接于所述齿套部。
在一些实施方式中,所述齿套部与所述内齿圈为一体式结构或者键连接;所述轴套部、所述挡板部、所述齿套部为一体式结构。
在一些实施方式中,所述齿套部和所述轴套部均设有所述装配位;所述齿套部的装配位为内孔壁,所述轴套部的装配位上设有用于安装所述支撑轴承的轴套;
所述齿套部的装配位与所述内齿圈的安装处之间设有用于对所述支撑轴承轴向限位的限位结构。
在一些实施方式中,所述轴套部和/或所述罩部上设有至少一个贯通的导油孔;所述轴套部的外型面设有连通于所述导油孔的导油槽。
在一些实施方式中,所述至少一个执行机构包括第一执行机构和第二执行机构;所述至少一个支撑轴承包括第一支撑轴承和第二支撑轴承;所述至少一个挡位齿轮包括第一挡位齿轮和第二挡位齿轮;
所述第一安装位、所述装配位、所述第二安装位均设有两个;两个所述第一安装位分布于所述轴套部的两端;两个所述装配位和两个所述第二安装位均分别设于所述轴套部和所述罩部上。
在一些实施方式中,所述第一执行机构和所述第二执行机构分布于所述轴套部的两端;所述第一支撑轴承设于所述罩部的内孔中,所述第二支撑轴承通过轴套设于所述第一执行机构和所述第二执行机构之间;所述第一挡位齿轮通过轴承空套于所述罩部上,所述第二挡位齿轮通过轴承空套于所述轴套部上、且位于所述第一执行机构与所述第二支撑轴承之间;
所述发动机输入轴总成通过所述第一挡位齿轮与所述EV中间轴总成传动连接;所述发动机输入轴总成通过所述第二挡位齿轮与所述ICE中间轴总成传动连接。
在一些实施方式中,所述第一挡位齿轮包括齿圈部和连接部,所述齿圈部通过轴承空套于所述罩部上,所述连接部与所述第一执行机构的一侧的结合齿固定连接;所述第一执行机构的齿毂与所述第一安装位传动连接;所述第一执行机构的另一侧的结合齿与所述第二挡位齿轮固定连接。
在一些实施方式中,所述第二执行机构的齿毂与所述行星排的太阳轮轴传动连接,所述第二执行机构的一侧的结合齿与所述轴套部传动连接,所述第二执行机构的另一侧的结合齿与壳体总成固定连接。
在一些实施方式中,所述行星排设有润滑通道,所述润滑通道的出口朝向所述行星排的行星轮轴承;所述行星排的太阳轮轴设有沿轴向贯通的第一中空腔,所述行星排的行星架设有集油腔;所述发电机的转子中设有沿轴向贯通的第二中空腔,所述第二中空腔、所述第一中空腔、所述集油腔和所述润滑通道依次连通。
在一些实施方式中,所述行星架包括依次连接的行星架轴、连接板和行星轮轴,所述行星架轴设有连通的所述集油腔和第一导油孔,所述行星轮轴设有第二导油孔;
所述连接板外侧设有导油件;所述第一导油孔、所述导油件与所述连接板之间空隙和所述第二导油孔依次连通,构成所述润滑通道。
在一些实施方式中,所述输入轴总成还包括导油管,所述导油管安装于所述第二中空腔和所述第一中空腔中,且所述导油管的近行星排端伸入于所述集油腔。
基于同样的发明构思,本申请还提供一种混合动力电驱动系统,包括:
壳体总成,设有轴齿腔和电机腔;
上述的混合动力变速机构总成,所述混合动力变速机构总成中,发动机输入轴总成、所述驱动电机输入轴总成、所述ICE中间轴总成、所述EV中间轴总成和所述差速器轴总成均安装于所述轴齿腔中,所述发电机和所述驱动电机均安装于所述电机腔中;
换挡机构总成,安装于所述轴齿腔中,且作用于所述执行机构。
在一些实施方式中,所述壳体总成包括依次连接的右壳体、左壳体和端盖,所述右壳体与所述左壳体合围成所述轴齿腔,所述左壳体和所述端盖合围成所述电机腔;所述端盖中设有进油通道。
在一些实施方式中,所述混合动力电驱动系统还包括控制器总成,所述控制器总成安装于所述壳体总成上,所述控制器总成的三项输出铜排与所述发电机和所述驱动电机的三相输入铜排电连接。
基于同样的发明构思,本申请还提供一种车辆,包括上述的混合动力电驱动系统。
由上述技术方案可知,本申请提供的混合动力变速机构总成,包括传动连接的发动机输入轴总成、发电机、ICE中间轴总成、差速器轴总成、EV中间轴总成、驱动电机输入轴总成和驱动电机。其中发动机输入轴总成与发动机传动连接,发动机输入轴总成设有行星排、执行机构和挡位齿轮,因此能够实现挡位变换。也即本申请的混合动力变速机构总成能实现发动机+电机的混合动力输入,以及混动发动机多挡化。
在结构设计上,本申请提供的混合动力变速机构总成,发动机输入轴总成与发电机同轴设置,驱动电机输入轴总成和驱动电机同轴设置,并且发电机和驱动电机位于同侧,在布置时能够将电机总成和轴齿总成分开放置,从而便于冷却润滑系统的设计以及高低压分区。相比于现有技术中通过锥齿轮实现电机动力的换向传递,本申请采用电机与输入轴同轴设置的技术方案,能够缩小混合动力变速机构总成的单向尺寸。并且,发动机输入轴总成的安装高度位于驱动电机与差速器轴总成之间,发动机输入轴总成在竖直面上的投影与驱动电机和差速器轴总成在竖直面上的投影具有重合部分,相比于现有技术中各个总成“一”字型顺序排开的技术方案,本申请提供的混合动力变速机构总成,发动机输入轴总成的轴心、驱动电机的轴心与差速器轴总成的轴心呈三角形分布,不仅能够缩小混合动力变速机构总成的单向尺寸,而且三角形分布结构稳定,并且三角形分布能够为ICE中间轴总成和EV中间轴总成提供安装空间。通过上述结构设计能够降低该混合动力变速机构总成在垂直于发动机输入轴轴线的平面上的尺寸。
沿发动机输入轴的轴线方向,本申请提供的混合动力变速机构总成,发动机输入轴总成设置有内齿圈轴,内齿圈轴整体可套设于行星排外,并且与行星排的内齿圈传动连接,充当行星排的一部分。该内齿圈轴通过支撑轴承安装于壳体总成上,其上可设置多个构件的安装位,执行机构、支撑轴承和挡位齿轮均通过内齿圈轴安装固定。
综上,相比于现有混合动力变速器,本申请提供的混合动力变速机构总成,通过内部总成的位置设计,能够缩小在沿发动机输入轴的轴线方向以及垂直于发动机输入轴轴线的平面上的尺寸,并且通过在发动机输入轴总成设置有内齿圈轴,可以同时集成行星排传动功能、执行机构安装、挡位齿轮安装以及必要的轴向限位功能,从而极大的提高混合动力变速机构总成的集成度,缩减混合动力变速机构总成在轴线方向上的功能体积,使其具备更灵活的布置和搭载性能。
附图说明
图1为本申请实施例1中混合动力变速机构总成的结构示意图。
图2为图1的混合动力变速机构总成在某一视角下的结构示意图。
图3为图1的混合动力变速机构总成在另一视角下的结构示意图。
图4为图1的混合动力变速机构总成中发动机输入轴总成的全剖图。
图5为图4的发动机输入轴总成的内部润滑通道的结构示意图。
图6为图4的发动机输入轴总成中内齿圈轴的结构示意图。
图7为图6的内齿圈轴的全剖图。
图8为本申请实施例中混合动力电驱动系统的整体结构图。
图9为图8的混合动力电驱动系统拆除端盖后的结构示意图。
图10为图8的混合动力电驱动系统拆除右壳体后的结构示意图。
图11为图8的混合动力电驱动系统的中间板的结构示意图。
附图标记说明:
1000-混合动力电驱动系统;300-壳体总成;301-电机腔;302-轴齿腔;303-进油通道;310-右壳体;320-左壳体,321-中间板,3211-轴承孔,3212-避让区;330-端盖;400-控制器总成;500-换挡机构总成。
600-混合动力变速机构总成;610-发动机输入轴总成;620-发电机,621-发电机的转子,622-第二中空腔;630-ICE中间轴总成,631-ICE中间轴,632-第一ICE中间齿轮,633-第二ICE中间齿轮;640-差速器轴总成;650-EV中间轴总成,651-EV中间轴,652-第一EV中间齿轮,653-第二EV中间齿轮;660-驱动电机输入轴总成,661-输入轴,662-传动齿轮;670-驱动电机,671-驱动电机的转子。
200-内齿圈轴,201-内孔;210-轴套部;220-罩部,221-齿套部,222-挡板部,223-内花键;230-第一安装位;240-装配位,241-内孔壁;250-第二安装位;260-限位结构,261-卡簧槽,262-端面,263-凸边,264-孔肩;270-导油孔;280-导油槽。
100-行星排;110-太阳轮轴,111-第一中空腔,1111-储油腔,1112-扩孔段,112-第四导油孔,113-轴承安装槽;120-行星架,121-行星架轴,122-连接板,123-行星轮轴,124-集油腔,1241-大孔段,1242-小孔段,125-第一导油孔,126-第二导油孔,1261-轴向导油孔,1262-径向导油孔,127-第三导油孔;130-太阳轮;140-行星轮;150-内齿圈;160-润滑通道;171-行星轮轴承;172-第一行星架轴承;173-第二行星架轴承;174-中间轴承;175-第一支撑轴承;176-第二支撑轴承;177a-用于安装第一挡位齿轮的滚针轴承,177b-用于安装内齿圈轴的滚针轴承,177c-用于安装第二挡位齿轮的滚针轴承;178-推力轴承;179-球轴承。
10-导油管,11-出油孔,12-出油口;20-导油件;30-衬套;40-执行机构,41-齿毂,42-结合齿,S1-第一执行机构,S2-第二执行机构;50-第一挡位齿轮,51-齿圈部,52-连接部;60-第二挡位齿轮;70-卡簧;80-轴套。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请,下面结合附图,通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
实施例1:
本申请实施例提供一种混合动力变速机构总成600,参见图1至图3,包括传动连接的发动机输入轴总成610、发电机620、ICE中间轴总成630、差速器轴总成640、EV中间轴总成650、驱动电机输入轴总成660和驱动电机670。其中发动机输入轴总成610与发动机传动连接,发动机输入轴总成610设有行星排100、执行机构和挡位齿轮,因此能够实现挡位变换。也即本实施例的混合动力变速机构总成600能实现发动机+电机的混合动力输入,以及混动发动机多挡化。
参见图2和图3,针对上述各个总成的位置布置;发动机输入轴总成610与发电机620同轴设置,也即发电机620的转子621直接与发动机输入轴总成610的输入轴(太阳轮轴110、行星架120或内齿圈轴200)传动连接,例如采用键连接、齿轮连接等方式。驱动电机输入轴总成660和驱动电机670同轴设置,也即驱动电机670的转子671直接与驱动电机输入轴总成660的输入轴661传动连接,例如采用键连接、齿轮连接等方式,驱动电机输入轴总成660的输入轴661上一体成型有传动齿轮662。发电机620和驱动电机670位于同侧。以发动机输入轴总成610的轴线平行于车辆宽度方向为例,则发动机输入轴总成610靠近驾驶位的一侧为左侧(记为L),发动机输入轴总成610靠近副驾驶位的一侧为右侧(记为R),则发电机620和驱动电机670同位于发动机输入轴总成610的左侧或同位于发动机输入轴总成610的右侧。图2和图3示出了发电机620和驱动电机670同位于发动机输入轴总成610的左侧时的混合动力变速机构总成600的结构图。
通过将发电机620和驱动电机670设置在发动机输入轴总成610的同一侧,在布置时能够将电机总成(发电机620和驱动电机670)和轴齿总成(发动机输入轴总成610、ICE中间轴总成630、差速器轴总成640、EV中间轴总成650、驱动电机输入轴总成660)分开放置,从而便于冷却润滑系统的设计以及高低电压分区:电机通常采用喷油冷却,并且电机的工作电压较大;轴齿总成的轴承通常采用主动润滑,并且其中换挡电机、传感器等电子器件的电压较小。并且电机与输入轴同轴设置的方案,能够缩小混合动力变速机构总成600的单向尺寸。
上述各个总成中,驱动电机670的轴心位置最高,ICE中间轴总成630和差速器轴总成640的整体高度最低,发动机输入轴总成610的安装高度位于驱动电机670与差速器轴总成640之间,并且发动机输入轴总成610在竖直面上的投影与驱动电机670和差速器轴总成640在竖直面上的投影具有重合部分。因此,发动机输入轴总成610的轴心、驱动电机670的轴心与差速器轴总成640的轴心呈三角形分布,如图1所示。三角形分布结构不仅能够缩小混合动力变速机构总成600的单向尺寸,而且结构稳定,此外,三角形分布能够为ICE中间轴总成630和EV中间轴总成650提供安装空间,能够进一步降低该混合动力变速机构总成600在垂直于发动机输入轴轴线的平面上的尺寸。具体的,请参见图1,在某些实施例中,EV中间轴总成650的轴心位于发动机输入轴总成610、驱动电机670和差速器轴总成640的轴心所围的三角形区域中。ICE中间轴总成630的轴心位于发动机输入轴总成610和差速器轴总成640的轴心连线的下方,并且ICE中间轴总成630的轴心的高度最低。
发动机输入轴总成610用于连接发动机,发动机的挡位变化也是通过发动机输入轴总成610实现。具体参见图4,发动机输入轴总成610包括行星排100、至少一个执行机构、至少一个支撑轴承、至少一个挡位齿轮和内齿圈轴200;内齿圈轴200套设于行星排100外,且内齿圈轴200与行星排100的内齿圈150传动连接,充当行星排100的一部分;至少一个执行机构、至少一个支撑轴承、至少一个挡位齿轮均设置于内齿圈轴200上。通过在发动机输入轴总成610设置有内齿圈轴200,可以同时集成行星排100传动功能、执行机构安装、挡位齿轮安装以及必要的轴向限位功能,从而极大的提高混合动力变速机构总成600的集成度,缩减混合动力变速机构总成600在轴线方向上的功能体积,使其具备更灵活的布置和搭载性能。
进行挡位切换时,换挡机构作用于执行机构,执行机构更改扭矩传递路径,使得不同直径齿轮参与到动力传递中,从而实现挡位变换。发动机输入轴总成610的扭矩由挡位齿轮传输至EV中间轴总成650和ICE中间轴总成630。参见图2和图3,在某些实施例中,EV中间轴总成650包括EV中间轴651和安装于EV中间轴651上的第一EV中间齿轮652和第二EV中间齿轮653。第一EV中间齿轮652的直径大于第二EV中间齿轮653,由于第二EV中间齿轮653较小,可将第二EV中间齿轮653与EV中间轴651一体成型,第一EV中间齿轮652套装于EV中间轴651上,二者通过键连接。EV中间轴总成650通过第一EV中间齿轮652与发动机输入轴总成610和驱动电机输入轴总成660传动连接,具体是第一EV中间齿轮652与第一挡位齿轮50和驱动电机输入轴总成660的传动齿轮662均啮合;EV中间轴总成650通过第二EV中间齿轮653与差速器轴总成640传动连接。
参见图2和图3,在某些实施例中,ICE中间轴总成630包括ICE中间轴631和安装于ICE中间轴631上的第一ICE中间齿轮632和第二ICE中间齿轮633。第一ICE中间齿轮632的直径大于第二ICE中间齿轮633,由于第二ICE中间齿轮633较小,可将第二ICE中间齿轮633与ICE中间轴631一体成型,第一ICE中间齿轮632套装于ICE中间轴631上,二者通过键连接。ICE中间轴总成630通过第一ICE中间齿轮632与发动机输入轴总成610传动连接,具体是第一ICE中间齿轮632与第二挡位齿轮60啮合;ICE中间轴总成630通过第二ICE中间齿轮633与差速器轴总成640传动连接。
发动机输入轴总成610是混合动力变速机构总成600中最为重要的轴齿总成,实现发动机动力输入、能量回收、挡位变换的功能。发动机输入轴总成610中内齿圈轴200作为支撑骨架,实现行星排100、至少一个执行机构、至少一个支撑轴承和至少一个挡位齿轮的安装固定。本实施例中发动机输入轴总成610仅设置一个行星排100,参见图4,行星排100包括太阳轮轴110、行星架120、太阳轮130、行星轮140和内齿圈150。太阳轮130安装于太阳轮轴110上,或者与太阳轮轴110一体成型。行星轮140通过行星轮140轴承40安装于行星架120的行星轮140轴123上,太阳轮130、行星轮140和内齿圈150由内至外依次设置并且依次啮合,内齿圈150与内齿圈轴200传动连接。
参见图4,该发动机输入轴总成610中,行星排100的太阳轮轴110或行星架轴121与发动机连接,实现发动机动力输入。行星排100的太阳轮轴110或行星架轴121与发电机620连接,实现电机动力输入。内齿圈轴200套设于行星排100的用于进行发动机动力输入的行星架轴121或太阳轮轴110上。例如行星排100采用太阳轮轴110用于发动机输入,则内齿圈轴200和行星架轴121作为输出,内齿圈轴200相应套装于行星架轴121上,内齿圈轴200或行星架轴121上设有用于与发电机620传动连接的连接结构。若行星排100采用行星架轴121输入,则内齿圈轴200和太阳轮轴110作为输出,内齿圈轴200相应套装于太阳轮轴110上,则太阳轮轴110或内齿圈轴200上设有用于与发电机620传动连接的连接结构。本实施例中,行星排100采用行星架轴121输入发动机动力,内齿圈轴200和太阳轮轴110输出发动机动力的技术方案,内齿圈轴200套设于太阳轮轴110上。
请参阅图4至图7,该内齿圈轴200包括轴套部210和罩部220,轴套部210为轴套结构,能套装于轴上,例如行星排100的太阳轮轴110或行星架轴121。轴套部210的轴向尺寸较长,其上可沿轴向设置若干用于安装执行机构40的第一安装位230,或者用于设置支撑轴承的装配位240、用于设置挡位齿轮的第二安装位250。罩部220与行星排100的内齿圈150传动连接,作为行星排100的一部分参与行星排100的运行,罩部220的内孔型面以及外型面均可作为用于设置支撑轴承的装配位240或用于设置齿轮的第二安装位250。由此,通过设置该内齿圈轴200,可以同时集成行星排100传动功能、执行机构40安装、挡位齿轮安装以及必要的轴向限位功能,从而极大的提高发动机输入轴总成610的集成度,缩减发动机输入轴总成610的功能体积,使得配置有该发动机输入轴总成610的电驱动系统具备更灵活的布置和搭载性能。
内齿圈轴200的罩部220与行星排100的内齿圈150具体可采用一体成型、焊接或键连接。内齿圈轴200、行星架轴121、太阳轮轴110在工作时需要转动,并且某些工况下存在转速差,因此需要在内齿圈轴200与太阳轮轴110或行星架轴121之间安装轴承,轴承的内圈套设于太阳轮轴110或行星架轴121上,内齿圈轴200套设于轴承的外圈上。本实施例中,内齿圈轴200通过两个滚针轴承177b套装于太阳轮轴110上,如图4所示。
该内齿圈轴200可以是一体式结构,即轴套部210和罩部220通过铸造或机加工等一体成型。该内齿圈轴200也可以是分体式结构,轴套部210和罩部220可以通过焊接、粘接、螺接等方式固定连接。本实施例中,该内齿圈轴200为铸造成型的一体式结构,然后通过机加工加工出内外型面,其材质可以是不锈钢、铸铝等金属材料。
内齿圈轴200的罩部220罩设于行星排100的主体部分上,行星排100的太阳轮130、行星轮140、内齿圈150均位于罩部220的内孔中。具体的,罩部220包括齿套部221和挡板部222,挡板部222的内环连接轴套部210、外环连接于齿套部221。齿套部221的结构与轴套部210类似,均为轴套结构,齿套部221与行星排100的内齿圈150传动连接。挡板部222可以是环形平板、环形球壳或者由多跟连杆构成的立体结构,挡板部222的具体结构形态本申请不做限制。轴套部210、挡板部222、齿套部221可以是一体式结构,或者通过焊接、粘接、螺接等方式固定连接。齿套部221与内齿圈150可以是一体式结构或者键连接,从而实现动力传动,使得整个内齿圈轴200能够跟随行星排100的内齿圈150共同转动。
参见图4,本实施例中,齿套部221与内齿圈150通过花键连接,齿套部221的内型面设置内花键223,内齿圈150的内型面为与行星轮140啮合的齿、外型面为外花键,内齿圈150沿轴向卡入内花键223中,内齿圈150的一侧通过挡板部222的内部的端面262轴向限位,在齿套部221的内花键223设有卡簧槽261,卡簧槽261中安装卡簧70后,该卡簧70可对内齿圈150的另一侧进行轴向限位。由此确保齿套部221与内齿圈150不会发生轴向相对移动。并且卡簧70为可拆卸结构,不会影响内齿圈150的安装和拆卸。
内齿圈轴200上的多个构件安装位主要包括用于安装执行机构40的第一安装位230、用于设置支撑轴承的装配位240和用于设置齿轮的第二安装位250。其中执行机构40可以是同步器或离合器,执行机构40可以是空套于内齿圈轴200上,或者是与内齿圈轴200固定连接或传动连接。支撑轴承用于将该内齿圈轴200安装于壳体总成300上。齿轮可以是挡位齿轮或者是仅起传动作用的传动齿轮,齿轮可以是空套于内齿圈轴200上,或者是与内齿圈轴200固定连接或传动连接。在其他实施例中,还可视具体情况在内齿圈轴200设置其他构件安装位,例如用于安装挡油件的构件安装位、用于设置传感器的构件安装位等。
上述构件安装位中,第一安装位230仅设于轴套部210上,主要是因为执行机构40动作是需要一定的轴向空间,而轴套部210相比于罩部220的轴向尺寸更大,能够满足执行机构40动作所需要的轴向空间;另一方面,轴套部210套设于行星排100的太阳轮轴110或行星架轴121上,罩部220套设于行星排100的太阳轮130、行星轮140、内齿圈150上,轴套部210相比于罩部220的径向尺寸更小,便于布置执行机构40。
本实施例中,执行机构40的作用是改变行星排100的传动比,例如将行星排100的内齿圈150与太阳轮轴110接合共同转动、将内齿圈150与行星架接合共同转动、将行星架与太阳轮轴110接合共同转动、将内齿圈150锁定、将太阳轮130锁定、将行星轮140锁定等。本实施例中,第一安装位230为键连接结构,使得执行机构40与内齿圈轴200传动连接,由于内齿圈轴200与行星排100的内齿圈150传动连接,因此执行机构40可以改变内齿圈150的运动情况,例如将内齿圈150与太阳轮轴110或行星架接合,或者将内齿圈150锁定。
该内齿圈轴200上设有若干用于轴向限位的限位结构260,该限位结构260可以为限位凸台、限位台阶或用于安装卡簧70的凹槽。若限位结构260用于对轴承进行轴向限位,则通常选择限位凸台、限位台阶、结构端面限位;若限位结构260用于对齿轮进行轴向限位,齿轮与内齿圈轴200传动连接,例如花键连接,则通常选择卡簧70进行轴向限位。在限位结构260的设计上,为了方便执行机构40、挡位齿轮、轴承等结构件的安装,本实施例中,轴套部210的外型面设计为阶梯轴,具体是自远行星排端至近行星排端,轴套部210的外径呈增大趋势,各结构件逐个套装于轴套部210。阶梯轴自身可形成若干用于轴向定位的限位台阶,此外,该阶梯轴的上还设置有若干凸边263,用于对轴套80、轴承等进行轴向限位。
在第一安装位230上设有用于对执行机构40轴向限位的限位结构260,防止执行机构40与内齿圈轴200之间发生轴向相对转动。具体在本实施例中,执行机构40与内齿圈轴200采用花键连接,也即第一安装位230的键连接结构采用外花键,执行机构40的齿毂41和/或结合齿42的内圈设置内花键。针对花键连接,执行机构40与内齿圈轴200采用卡簧70限位,对应的限位结构260为设于外花键的卡簧槽261,卡簧70在执行机构40的齿毂41和/或结合齿42安装到位后卡在卡簧槽261中。
为保证内齿圈轴200安装稳定,本实施例中,支撑轴承设置两个,分别为第一支撑轴承175和第二支撑轴承176,第一支撑轴承175和第二支撑轴承176可采用滚珠轴承、滚针轴承、推力轴承等,本实施例采用滚珠轴承。装配位240的数量相应为两个,齿套部221和轴套部210均设有装配位240。参见图4,第一支撑轴承175和第二支撑轴承176分别安装于轴套部210和罩部220上,第一支撑轴承175设于罩部220的内孔中,第二支撑轴承176通过轴套80设于第一执行机构S1和第二执行机构S2之间,第一支撑轴承175和第二支撑轴承176由于主要起到支撑内齿圈轴200的作用,因此可均采用滚珠轴承。第一支撑轴承175通过第一安装位230的端面262,即罩部220的第一安装位230与支撑位所形成的孔肩264轴向限位;第二支撑轴承176通过轴套80上设置的凸台轴向限位。第一支撑轴承175的内环和第二支撑轴承176的外环分别与壳体总成300的轴承安装孔过盈配合。
对于用于设置支撑轴承的装配位240和用于设置齿轮的第二安装位250,支撑轴承和齿轮的工作形式是转动,不需要发生轴向移动,因此可根据实际需要设置在罩部220和/或轴套部210上。第一支撑轴承175安装于齿套部221的装配位240上,第二支撑轴承176安装于轴套部210的装配位240上。
具体参见图6和图7,罩部220的装配位240为齿套部221的内孔壁241,轴套部210的装配位240为光杆段,第一支撑轴承175与内孔壁241过盈配合,第二支撑轴承176与光杆段过盈配合。齿套部221的装配位240与内齿圈150的安装处之间设有用于对第一支撑轴承175轴向限位的限位结构260,该处的限位结构260可采用端面限位(例如轴肩限位、凸台限位)或者卡簧限位。参见图7,本实施例中,齿套部221的内孔壁241与内花键223之间形成孔肩264,通过孔肩264对内孔壁241上安装的第一支撑轴承175进行轴向限位。
在某些实施例中,轴套部210的装配位240上设有轴套80,一方面可以弥补第二支撑轴承176与光杆段的直径差,另一方面可以用于周围结构件的轴向限位,轴套80与对应的光杆段过盈压装,第二支撑轴承176过盈安装于轴套80上。轴套80用于周围结构件的轴向限位时,周围结构件同样对轴套80起到轴向限位的作用。
本实施例中,发动机输入轴总成610设置为满足发动机四挡,具体是通过两个执行机构40和两个挡位齿轮实现发动机四挡,两个执行机构40和两个挡位齿轮分别记为:第一执行机构S1、第二执行机构S2、第一挡位齿轮50和第二挡位齿轮60。第一执行机构S1、第二执行机构S2均为同步器,第一挡位齿轮50为大齿圈,实现发动机三挡和发动机四挡;第二挡位齿轮60为小齿圈,实现发动机一挡和发动机二挡。
为了适配发动机输入轴总成610的挡位设计,内齿圈轴200的第一安装位230、装配位240、第二安装位250均设有两个。为保证两个第一安装位230上安装的两个执行机构40具有足够的轴向拨动空间,两个第一安装位230分布于轴套部210的两端,需要说明的是,第一安装位230可以安装执行机构40的所有构件,也可以仅用于安装执行机构40的部分构件,例如仅安装同步器的齿毂41或者单侧的结合齿42。为了缩小内齿圈轴200的轴向尺寸,提高设置有该内齿圈轴200的混动变速箱的搭载性能,本实施例中,两个装配位240和两个第二安装位250均分别设于轴套部210和罩部220上,如图6所示。
具体的,第一执行机构S1和第二执行机构S2分布于轴套部210的两端。第一执行机构S1和第二执行机构S2可根据需要采用同步器(单边或双边)或离合器。第一执行机构S1/第二执行机构S2可根据实际需要设置为可选择地连接太阳轮轴110与内齿圈轴200、可选择地连接行星架轴121与内齿圈轴200、可选择地连接内齿圈轴200与第一挡位齿轮50或可选择地连接内齿圈轴200与第二挡位齿轮60。
本实施例中,第一执行机构S1采用同步器,具有齿毂41和两侧的结合齿42,第一执行机构S1的齿毂41与第一安装位230传动连接;第一执行机构S1的一侧的结合齿42与第一挡位齿轮50固定连接;第一执行机构S1的另一侧的结合齿42与第二挡位齿轮60固定连接,第一执行机构S1用于将内齿圈轴200可选地与第一挡位齿轮50或第二挡位齿轮60连接。第二执行机构S2同样采用同步器,具有齿毂41和两侧的结合齿42,第二执行机构S2的齿毂41与行星排100的太阳轮轴110传动连接,第二执行机构S2的一侧的结合齿42与轴套部210传动连接,第二执行机构S2的另一侧的结合齿42与壳体总成300固定连接,第二执行机构S2用于将太阳轮轴110可选地与内齿圈轴200或壳体总成300连接,实现行星排100不同的速比输出。为了提高该发动机输入轴总成610的轴向承载能力,第二执行机构S2的齿毂41与壳体总成300之间设有推力轴承,该推力轴承套装于太阳轮轴110上。
第一挡位齿轮50和第二挡位齿轮60分别安装于两个第二安装位250,由于第一挡位齿轮50和第二挡位齿轮60均空套于内齿圈轴200上,因此第一挡位齿轮50和第二挡位齿轮60的内孔均安装有轴承,例如滚珠轴承,如图4所示。在其他实施例中,若挡位齿轮与内齿圈轴200传动连接,则不需要设置轴承。为了降低内齿圈轴200的轴向长度,齿套部221和轴套部210均设有第二安装位250,也即第一挡位齿轮50通过轴承空套于齿套部221上,第二挡位齿轮60通过轴承空套于轴套部210上。
具体的,参见图4,第一挡位齿轮50和第二挡位齿轮60均为齿圈,第一挡位齿轮50通过滚针轴承177a空套于罩部220上,第二挡位齿轮60通过滚针轴承177c空套于轴套部210上、且位于第一执行机构S1与第二支撑轴承176之间,第一挡位齿轮50和第二挡位齿轮60均可相对于内齿圈轴200自由转动。本实施例中,第一挡位齿轮50为大齿圈,第一挡位齿轮50的内孔径大于第二挡位齿轮60。
第一挡位齿轮50既要满足能够套装于罩部220上的直径要求,又要满足与安装于轴套部210上的第一执行机构S1连接,因此,第一挡位齿轮50具体设置为包括齿圈部51和连接部52,齿圈部51与内齿圈轴200的齿套部221结构相似,均为轴套结构,连接部52与内齿圈轴200的挡板部222结构相似均为环形板结构。齿圈部51和连接部52可以是一体成型结构,或者通过焊接、螺纹紧固件连接固定。齿圈部51通过滚针轴承177a空套于罩部220上,该轴承通过罩部220外型面上设置的凸边263轴向限位。连接部52与第一执行机构S1的一侧的结合齿42固定连接,连接部52与第一执行机构S1的该结合齿42可以是一体成型、焊接固定或者传动连接。第二挡位齿轮60与第一执行机构S1的另一侧的结合齿42固定连接,第二挡位齿轮60与第一执行机构S1的该结合齿42可以是一体成型、焊接固定或者传动连接。第二挡位齿轮60通过第二支撑轴承176的轴套80轴向限位。
为了进一步提高该发动机输入轴总成610的轴向承载能力,如图4所示,连接部52与罩部220之间设有推力轴承178,具体是连接部52与挡板部222之间设有推力轴承178。也就是说,第一挡位齿轮50通过滚针轴承177a和推力轴承178套在内齿圈轴200上,通过推力轴承178以及挡板部222外部的端面262轴向限位。内齿圈轴200的罩部220上设置有贯通壁厚的导油孔270,使得行星排100中飞溅的润滑油能够通过罩部220上的导油孔270进入第一挡位齿轮50与罩部220之间的缝隙中,润滑其中的滚针轴承177a和推力轴承178。
由于本实施例的内齿圈轴200上需要安装多个轴承、齿轮,需要保证该多个轴承、齿轮的润滑需求,具体可以采用飞溅润滑或主动润滑的方式,由于内齿圈轴200各个轴承、齿轮布置紧凑,相互形成轴向限位的效果,因此仅通过外部飞溅的润滑油恐难以达到预期的润滑效果,因此,本实施例采用主动润滑方案。
具体的,参见图6和图7,轴套部210上设有至少一个贯通轴套部210套壁的导油孔270,导油孔270通常沿周向设置多个,位于同一横截面的多个导油孔270为一组,则轴套部210上沿其轴向可以设置多组导油孔270。本实施例中,轴套部210的外型面设有连通于导油孔270的导油槽280,导油槽280与一组导油孔270均连通,导油槽280的具体数量根据实际需要而定。导油槽280为内凹的凹槽,通过设置导油槽280可以将导油孔270流出的润滑油沿周向均匀分布,另外,由于导油槽280为凹槽,该凹槽还可作为内齿圈轴200外型面机加工时的退刀槽。
此外,在某些实施例中,套部220上也可设置导油孔270,导油孔270可选择设置在齿套部221和/或挡板部222上,便于润滑油进出罩部220的内孔。参见图2,本实施例中,挡板部222上可以设置若干导油孔270,该导油孔270设置为沿飞溅方向向外倾斜,便于行星排100转动时飞溅的润滑油从导油孔270中甩出,润滑内齿圈轴200外部的结构件。
发动机输入轴总成610中,行星排100是功率分流的主要零件,行星排100的润滑是保证该发动机输入轴总成610正常运行的重要条件,行星排100的主要润滑需求在于行星轮轴承171,一方面行星轮轴承171数量多,分布广,另一方面,由于行星轮轴承171的安装位置是位于行星架120所围区域中,并且位于行星轮140与行星轮轴123之间,因此受行星轮140、行星架120的阻挡,润滑油难以进入行星轮轴承171安装处,故而行星轮轴承171容易产生烧蚀,影响整个行星排100的使用。
为了改善行星排100内部的润滑情况,参阅图5,本实施例中,行星排100设有润滑通道160,行星排100的太阳轮轴110设有沿轴向贯通的第一中空腔111,太阳轮轴110可以是与行星排100的太阳轮130一体成型,或者键连接,本实施例中太阳轮轴110与太阳轮130一体成型。行星排100的行星架120设有集油腔124,第一中空腔111、集油腔124和润滑通道160依次连通,并且润滑通道160的出口朝向行星排100的行星轮轴承171。为了方便润滑太阳轮轴110外部的结构,太阳轮轴110上设有若干与第一中空腔111相连通的第四导油孔112,其中一个第四导油孔112的出口朝向太阳轮轴110与内齿圈轴200之间的轴承。
具体的,行星架120的润滑通道160可以是开设于行星架120基材中的油道,也可以是由外部元件合围形成的油道,满足能够将润滑油送入行星轮轴承171的安装处即可。本实施例中,该行星轮轴承171为滚针轴承,具体可以是满滚针轴承或钢保持架滚针轴承。该行星轮轴承171采用双列滚针轴承,中间设置有垫片,垫片在径向上要与行星轮轴123形成间隙,保证润滑油可以进入滚针轴承中,润滑滚针轴承的滚子表面。
请参阅图5,本实施例中,行星架120包括依次连接的行星架轴121、连接板122和若干行星轮轴123,行星轮140套在行星轮轴123上,行星轮140与行星轮轴123之间安装有行星轮轴承171,行星轮140两侧分别通过齿轮与太阳轮130的齿轮和内齿圈150的齿轮进行啮合。行星架轴121位于连接板122的中心,行星轮轴123以行星架轴121为中心、沿周向均匀分布。行星架轴121与连接板122可以通过螺纹紧固件、卡扣结构等可拆卸连接,或者焊接固定,或者行星架轴121与连接板122为一体式结构,本实施例中,行星架轴121通过过盈压装在连接板122上。连接板122和行星轮轴123也可以通过螺纹紧固件、卡扣结构等可拆卸连接,或者焊接固定,或者连接板122和行星轮轴123为一体式结构,本申请不做限制。行星架120的整体外部形状、轮廓本申请同样不做限制,例如行星架120可以采用笼式结构。
具体的,参见图5,行星架轴121设有连通的集油腔124和第一导油孔125,集油腔124位于行星架轴121的中心,优选与行星架轴121共轴线。行星轮轴123设有第二导油孔126,第二导油孔126的出口朝向行星排100的行星轮轴承171。连接板122外侧设有导油件20,第一导油孔125、导油件20与连接板122之间空隙、第二导油孔126依次连通,构成润滑通道160。导油件20与行星架120铆接,导油件20将集油腔124中在离心作用下由第一导油孔125中甩出的润滑油引导至第二导油孔126。
本实施例中,行星架轴121与太阳轮轴110之间设有中间轴承174,中间轴承174采用推力轴承,能够承受较大的轴向力,太阳轮轴110的其中一端通过该推力轴承抵在行星架轴121上,推力轴承能够满足行星排100在某些工况下行星架120与太阳轮轴110之间存在转速差的工作需求。该中间轴承174具体位于太阳轮轴110的端部,在某些实施例中,可在太阳轮轴110的端部设置一个内凹的轴承安装槽113,该轴承安装槽113与第一中空腔111连通,由此使得中间轴承174的内部空隙与第一中空腔111连通,第一中空腔111中的润滑油能够进入中间轴承174。
第二导油孔126可以是沿行星轮轴123径向和/或轴向延伸的通道,也可以是沿行星轮轴123周向延伸的通道,也就是说,第二导油孔126可以是轴向直通道、径向直通道、斜向直通道、曲线通道等,本申请不做限制。具体的,参见图5,本实施例中,第二导油孔126包括沿行星轮轴123轴向延伸的轴向导油孔1261和至少一个沿行星轮轴123径向延伸的径向导油孔1262,径向导油孔1262的出口构成润滑通道160的出口。径向导油孔1262的数量根据行星轮轴承171的尺寸而定,通常设置为两个以上,两个以上径向导油孔1262的出口沿行星轮轴123的周向表面间隔、均匀分布,例如第二导油孔126包括沿行星轮轴123轴向延伸的轴向导油孔1261和四个沿行星轮轴123径向延伸的径向导油孔1262,四个径向导油孔1262互呈90°分布,保证油品到达行星轮轴承171,避免由于行星轮轴承171润滑不充分导致整个行星排100烧结。在某些实施例中,轴向导油孔1261的入口设置为扩口,扩口优选圆扩口,降低流阻。沿沿行星轮轴123的轴向,该扩口的孔径自中部向端部逐渐增加,便于润滑油进入轴向导油孔1261。
在某些实施例中,行星架120上安装有第一行星架轴承172,第一行星架轴承172设置于润滑通道160中,第一行星架轴承172的内部空隙与润滑通道160连通,供润滑油流通。参见图5,该第一行星架轴承172安装于行星架轴121上,并且靠近行星架120的连接板122,该第一行星架轴承172为推力轴承,推力轴承的松环与连接板122接触,推力轴承的紧环与外部固定构件(例如用于安装行星排100的壳体总成300)连接和/或接触,使得行星排轴向稳定。在松环与紧环之间则可形成供润滑油流通的通道,润滑油在松环与紧环之间流通时还可对推力轴承的滚子进行润滑。当然,在其他实施例中,还可将第一行星架轴承172设置在行星架120的其他位置,与润滑通道160完全分离,避免第一行星架轴承172的内部结构产生流阻。
在某些实施例中,为了提高行星架120的转动稳定性,行星架轴121上还安装有第二行星架轴承173,第二行星架轴承173采用滚针轴承,例如行星架120通过第二行星架轴承173安装于壳体中。第二行星架轴承173在工作时同样需要润滑,为此,行星架轴121设有与集油腔124连通的第三导油孔127,第三导油孔127的出口朝向第二行星架轴承173。总的来说,集油腔124要求能够容纳导油管10的近行星排100端,并且存储一定油液以输送至第三导油孔127。考虑到第二行星架轴承173所需润滑油相较于行星轮轴承171少,为了保证行星轮轴承171供油充足,在某些实施例中,集油腔124呈阶梯孔的结构,其大孔段1241用于容纳导油管10的近行星排100端,小孔段1242与第三导油孔127连通。
由于行星排100的行星架120、太阳轮轴110等存在轴向的制造和加工误差,太阳轮轴110与行星架120之间通常会存在一定的间隙,在某些极限的情况流入此部位的润滑油会通过该间隙大量的泄漏出去。参见图4和图5,为了解决上述问题,本实施例中,太阳轮轴110内嵌入导油管10,导油管10贯通安装于行星排100的太阳轮轴110内部,具体是贯通安装于第一中空腔111中,且导油管10的近行星排100端伸入于集油腔124,以将太阳轮轴110内的油导入到行星架的集油腔124中。通过设置导油管10,在轴向导油通道比较长的情况下,采用导油管10将润滑油从远行星排100端的润滑油入口将油品传递到行星排100的行星架120中,可以避免由于太阳轮轴110高速运转所形成的离心力将油甩出无法到达行星排100的情况,并且导油管10的近行星排端伸入于集油腔124中,能够降低太阳轮轴110与行星架120之间间隙处的润滑油的泄漏量。润滑油在润滑通道160中流通,并最终流动至行星轮轴承171处,润滑各个行星轮140的轴承,保证该轴承的充分油量,避免整个行星排100的烧蚀导致的整车安全问题。
导油管10上设有若干沿导油管10轴向和/或径向间隔分布的出油孔11。沿导游管的轴向,出油孔11通常设置有多个,并且各出油孔11的孔径、孔距均相同。位于同一轴向位置的出油孔11也可设置为多个,多个位于同一轴向位置的出油孔11沿周向间隔分布,使得油液能够均匀的流动至太阳轮轴110的第一中空腔111中。在导油管10的与轴承的安装位置所对应的轴向位置处还可额外开设出油孔11。
在某些实施例中,导油管10的远行星排100端设有一个以上出油口12,由于出油口12开设于导油管10的管壁上,因此能够径向出油,降低阻力,便于油液进入润滑通道160。出油口12可以设置为具有开口的槽或者完整的孔,例如出油口12可以为U型槽或者圆孔。出油口12的数量本申请不做限制,例如出油口12的数量设置为3个,则3个出油口12的形状可以相同或者不同。
由于第一中空腔111的内径大于导油管10的外径,为了保证导油管10稳定安装于第一中空腔111中,在某些实施例中,导油管10上套设有至少一个衬套30,衬套30填充导油管10与第一中空腔111的腔壁之间的间隙。衬套30起支撑导油管10的作用,衬套30的材质为铜或复合塑料。
发动机输入轴总成610的太阳轮轴110与发电机620的转子621转动连接,参见图4,在某些实施例中,发电机620的转子621设有沿轴向贯通的第二中空腔622,第二中空腔622和第一中空腔111连通,发电机620的转子与行星排100同轴设置,壳体总成300的进油通道303引入的润滑油经第二中空腔622引入行星排100的第一中空腔111,行星排润滑结构的导油管10安装于第二中空腔622和第一中空腔111中,导油管10的远行星排100端与壳体总成300的进油通道303直接对接连通,导油管10的近行星排100端与行星架120的集油腔124直接对接连通。通过将发电机620的转子与行星排100内部油路连通,使得电机的转子充当润滑油的管路,使得润滑系统结构简化,提高了混合动力电驱动系统1000的集成度和整车搭载性。
实施例2:
基于同样的发明构思,本实施例提供一种混合动力电驱动系统1000,参阅图8至图10,混合动力电驱动系统1000包括壳体总成300、换挡机构总成500和上述实施例1的混合动力变速机构总成600,换挡机构总成500和混合动力变速机构总成600均安装于壳体总成300中。具体的,壳体总成300设有轴齿腔302和电机腔301,混合动力变速机构总成600的发电机620和驱动电机670均安装于电机腔301中,换挡机构总成500以及混合动力变速机构总成600的发动机输入轴总成610、驱动电机输入轴总成660、ICE中间轴总成630、EV中间轴总成650和差速器轴总成640均安装于轴齿腔302中。
为方便换挡机构总成500和混合动力变速机构总成600的安装,壳体总成300采用分体式结构,具体划分方式本申请不做限制,例如壳体总成300可以以水平面进行分割,形成上下两个壳体,或者以竖直面进行分割,形成左中右三个壳体。参见图8,壳体总成300包括依次连接的右壳体310、左壳体320和端盖330,右壳体310与左壳体320合围成轴齿腔302。左壳体320和端盖330合围成电机腔303,发电机620和驱动电机670均位于电机腔303中。
由于发动机输入轴总成610中轴较多,发电机620的转子621、行星排100的太阳轮轴110、内齿圈轴200均需要设置轴承进行安装支撑。为了增加轴承安装孔,本实施例中,左壳体320设有中间板321,中间板321呈罩体,与左壳体320通过螺纹紧固件或焊接固定连接。中间板321安装有用于支撑发电机620的转子621的球轴承179,如图4所示。为了进一步提高集成度,第二执行机构S2的结合齿42与中间板321固定连接,具体可以是在中间板321上直接加工出第二执行机构S2的结合齿42。在某些实施例中,也可将第二执行机构S2的结合齿42焊接或者过盈压装在中间板321上。
参见图11,中间板321上开设有用于设置轴承的轴承孔3211和用于避让换挡机构总成500的换挡拨叉的避让区3212,将中间板321设置在左壳体320后,中间板321既能设置轴承,又能在中间板321与左壳体320之间形成一定的安装空间,可在中间板321与左壳体320之间设置换挡拨叉安装位,而且换挡拨叉能够通过中间板321上的避让区3212装入换挡拨叉安装位,使换挡拨叉的安装更为方便。进一步地,中间板321上开设有轴承孔3211用于设置发电机620转子的轴承,增加左壳体320整体的轴承安装孔的数量。具体的,发电机620的转子621通过两个轴承支撑在中间板321和端盖330上,行星排100的行星架轴121通过第一行星架轴承172和第二行星架轴承173支撑在右壳体310上。
在某些实施例中,左壳体320的底部形成油底壳,润滑油在润滑混合动力变速机构总成600后的润滑油落入油底壳中。端盖330中设有进油通道303,进油通道303与发电机620的转子621的第二中空腔622连通。润滑油由外设的油泵提供泵油动力,使得润滑油在油底壳、进油通道303、导油管10(或者第二中空腔622和第一中空腔111)、润滑通道160中循环流通。
混合动力电驱动系统1000还包括控制器总成400,控制器总成400用于控制电机和换挡机构总成500工作,当然控制器总成400还可控制油泵以及该混合动力电驱动系统1000内部设置的一些传感器(温度传感器、压力传感器等)等电子设备的工作。控制器总成400可以与壳体总成300分开设置,通过导线连接。参见图8,在某些实施例中,控制器总成400安装在壳体总成300上,控制器总成400中设有用于控制发电机620和驱动电机670的控制板、驱动板和IGBT,控制器总成400具有三项输出铜排,用于与发电机620和驱动电机670的三相输入铜排电连接。控制器总成400还具有低压线束,用于连接壳体总成300上或者壳体总成300内部的低压设备(传感器、泵等)。控制器总成400的具体结构可参考现有技术的相关公开,本申请不做限制。
实施例3:
基于同样的发明构思,本实施例提供一种车辆,包括上述实施例3的混合动力电驱动系统1000,也就是说,该车辆为混合动力车辆,由发动机和电机提供动力。由于该车辆配置有上述实施例3的混合动力电驱动系统1000,因此至少具有上述实施例3的技术方案所带来的所有有益效果,混合动力电驱动系统1000集成度高、体积小,可搭载于于不同车型车辆的发动机舱内。该车辆的其他未详述结构均可参照现有技术的相关公开,此处不展开说明。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (20)

1.一种混合动力变速机构总成,其特征在于:包括传动连接的发动机输入轴总成、发电机、ICE中间轴总成、差速器轴总成、EV中间轴总成、驱动电机输入轴总成和驱动电机;
其中,所述发动机输入轴总成与所述发电机同轴设置,所述驱动电机输入轴总成和所述驱动电机同轴设置;所述发电机和所述驱动电机位于同侧;所述发动机输入轴总成的安装高度位于所述驱动电机与所述差速器轴总成之间,且所述发动机输入轴总成在竖直面上的投影与所述驱动电机和所述差速器轴总成在竖直面上的投影具有重合部分;
所述发动机输入轴总成包括行星排、至少一个执行机构、至少一个支撑轴承、至少一个挡位齿轮和内齿圈轴;所述内齿圈轴套设于所述行星排外,且所述内齿圈轴与所述行星排的内齿圈传动连接;所述至少一个执行机构、所述至少一个支撑轴承、所述至少一个挡位齿轮均设置于所述内齿圈轴上。
2.如权利要求1所述的混合动力变速机构总成,其特征在于:所述EV中间轴总成的轴心位于所述发动机输入轴总成、所述驱动电机和所述差速器轴总成的轴心所围的三角形区域中;所述ICE中间轴总成的轴心的高度最低。
3.如权利要求2所述的混合动力变速机构总成,其特征在于:所述EV中间轴总成包括EV中间轴和安装于所述EV中间轴上的第一EV中间齿轮和第二EV中间齿轮,所述EV中间轴总成通过所述第一EV中间齿轮与所述发动机输入轴总成和所述驱动电机输入轴总成传动连接,所述EV中间轴总成通过所述第二EV中间齿轮与所述差速器轴总成传动连接。
4.如权利要求2所述的混合动力变速机构总成,其特征在于:所述ICE中间轴总成包括ICE中间轴和安装于所述ICE中间轴上的第一ICE中间齿轮和第二ICE中间齿轮;所述ICE中间轴总成通过所述第一ICE中间齿轮与所述发动机输入轴总成传动连接;所述ICE中间轴总成通过所述第二ICE中间齿轮与所述差速器轴总成传动连接。
5.如权利要求1-4中任一项所述的混合动力变速机构总成,其特征在于:所述内齿圈轴通过支撑轴承安装;所述内齿圈轴包括:
轴套部,用于套设于所述行星排的太阳轮轴或行星架轴上,所述轴套部上设有至少一个用于安装所述执行机构的第一安装位;
罩部,连接于所述轴套部,且用于与所述行星排的内齿圈传动连接;
其中,所述罩部和/或所述轴套部设有至少一个用于设置所述支撑轴承的装配位;所述罩部和/或所述轴套部设有至少一个用于设置所述挡位齿轮的第二安装位。
6.如权利要求5所述的混合动力变速机构总成,其特征在于:所述罩部包括齿套部和挡板部,所述挡板部的内环连接所述轴套部、外环连接于所述齿套部。
7.如权利要求6所述的混合动力变速机构总成,其特征在于:所述齿套部与所述内齿圈为一体式结构或者键连接;所述轴套部、所述挡板部、所述齿套部为一体式结构。
8.如权利要求6所述的混合动力变速机构总成,其特征在于:所述齿套部和所述轴套部均设有所述装配位;所述齿套部的装配位为内孔壁,所述轴套部的装配位上设有用于安装所述支撑轴承的轴套;
所述齿套部的装配位与所述内齿圈的安装处之间设有用于对所述支撑轴承轴向限位的限位结构。
9.如权利要求5所述的混合动力变速机构总成,其特征在于:所述轴套部和/或所述罩部上设有至少一个贯通的导油孔;所述轴套部的外型面设有连通于所述导油孔的导油槽。
10.如权利要求5所述的混合动力变速机构总成,其特征在于:所述至少一个执行机构包括第一执行机构和第二执行机构;所述至少一个支撑轴承包括第一支撑轴承和第二支撑轴承;所述至少一个挡位齿轮包括第一挡位齿轮和第二挡位齿轮;
所述第一安装位、所述装配位、所述第二安装位均设有两个;两个所述第一安装位分布于所述轴套部的两端;两个所述装配位和两个所述第二安装位均分别设于所述轴套部和所述罩部上。
11.如权利要求10所述的混合动力变速机构总成,其特征在于:所述第一执行机构和所述第二执行机构分布于所述轴套部的两端;所述第一支撑轴承设于所述罩部的内孔中,所述第二支撑轴承通过轴套设于所述第一执行机构和所述第二执行机构之间;所述第一挡位齿轮通过轴承空套于所述罩部上,所述第二挡位齿轮通过轴承空套于所述轴套部上、且位于所述第一执行机构与所述第二支撑轴承之间;
所述发动机输入轴总成通过所述第一挡位齿轮与所述EV中间轴总成传动连接;所述发动机输入轴总成通过所述第二挡位齿轮与所述ICE中间轴总成传动连接。
12.如权利要求11所述的混合动力变速机构总成,其特征在于:所述第一挡位齿轮包括齿圈部和连接部,所述齿圈部通过轴承空套于所述罩部上,所述连接部与所述第一执行机构的一侧的结合齿固定连接;所述第一执行机构的齿毂与所述第一安装位传动连接;所述第一执行机构的另一侧的结合齿与所述第二挡位齿轮固定连接。
13.如权利要求12所述的混合动力变速机构总成,其特征在于:所述第二执行机构的齿毂与所述行星排的太阳轮轴传动连接,所述第二执行机构的一侧的结合齿与所述轴套部传动连接,所述第二执行机构的另一侧的结合齿与壳体总成固定连接。
14.如权利要求1-4中任一项所述的混合动力变速机构总成,其特征在于:所述行星排设有润滑通道,所述润滑通道的出口朝向所述行星排的行星轮轴承;所述行星排的太阳轮轴设有沿轴向贯通的第一中空腔,所述行星排的行星架设有集油腔;所述发电机的转子中设有沿轴向贯通的第二中空腔,所述第二中空腔、所述第一中空腔、所述集油腔和所述润滑通道依次连通。
15.如权利要求14所述的混合动力变速机构总成,其特征在于:所述行星架包括依次连接的行星架轴、连接板和行星轮轴,所述行星架轴设有连通的所述集油腔和第一导油孔,所述行星轮轴设有第二导油孔;
所述连接板外侧设有导油件;所述第一导油孔、所述导油件与所述连接板之间空隙和所述第二导油孔依次连通,构成所述润滑通道。
16.如权利要求15所述的混合动力变速机构总成,其特征在于:所述输入轴总成还包括导油管,所述导油管安装于所述第二中空腔和所述第一中空腔中,且所述导油管的近行星排端伸入于所述集油腔。
17.一种混合动力电驱动系统,其特征在于,包括:
壳体总成,设有轴齿腔和电机腔;
权利要求1-16中任一项所述的混合动力变速机构总成,所述混合动力变速机构总成中,发动机输入轴总成、所述驱动电机输入轴总成、所述ICE中间轴总成、所述EV中间轴总成和所述差速器轴总成均安装于所述轴齿腔中,所述发电机和所述驱动电机均安装于所述电机腔中;
换挡机构总成,安装于所述轴齿腔中,且作用于所述执行机构。
18.如权利要求17所述的混合动力电驱动系统,其特征在于:所述壳体总成包括依次连接的右壳体、左壳体和端盖,所述右壳体与所述左壳体合围成所述轴齿腔,所述左壳体和所述端盖合围成所述电机腔;所述端盖中设有进油通道。
19.如权利要求17或18所述的混合动力电驱动系统,其特征在于:所述混合动力电驱动系统还包括控制器总成,所述控制器总成安装于所述壳体总成上,所述控制器总成的三项输出铜排与所述发电机和所述驱动电机的三相输入铜排电连接。
20.一种车辆,其特征在于:包括权利要求17-19中任一项所述的混合动力电驱动系统。
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