CN116394741A - 多功能混合动力总成 - Google Patents

Abstract

多功能混合动力总成，包括具有箱体的变速箱、均设置于箱体的具有输入轴的驱动齿轮单元、与驱动齿轮单元连接的变速齿轮单元及与变速齿轮单元连接的差速齿轮单元、外置于箱体且分别与输入轴连接的燃油驱动单元和电动机驱动单元。本发明箱体内集成有差速齿轮单元，将传统的变速箱和差速器集成于同一箱体内，整体占用的安装空间减少，且增加了变速齿轮单元，有利于增大变速箱的速度、力矩的输出范围。

Description

多功能混合动力总成

技术领域

本发明属于车辆动力传动装置技术领域，具体涉及一种多功能混合动力总成。

背景技术

变速箱，汽车配件之一，是变更转速比和运动方向的装置，其用于汽车、拖拉机、船舶、机床和各种机器上，用来按不同工作条件改变由主动轴传到从动轴上的扭矩、转速和运动方向，齿轮传动的变速箱一般由箱壳和若干齿轮对组成，变速箱需要搭配动力装置进行使用，动力装置如燃油发动机、电机等，变速箱与动力装置构成车辆的驱动总成。

其中，中国实用新型专利的专利号为201620139784.0，公开了一种新能源二合一双动力变速箱，包括有转换器和差速器，转换器设置有发动机传动输出系统和电机传动输出系统，转换器的输出端通过可拆式结构直接与差速器连接在一起，差速器的输入端设有外接法兰，外接法兰与转换器之间通过螺钉锁接连接，差速器为圆鼓造型，转换器组设在差速器的周缘上，转换器的输出主轴的中线径向延伸到差速器中心，差速器侧端设有可拆端盖，转换器的输出主轴上设有前进齿轮、倒挡齿轮及结合齿，前进齿轮和倒挡齿轮为伞齿形式，前进齿轮和倒挡齿轮同时啮合连接发动机的主动齿轮，结合齿则选择啮合前进齿轮或倒挡齿轮的内齿来实现前进或倒挡，并以此传递主动齿轮的动力到输出主轴上；所述前进齿轮上还结合有连接电机传动输出系统的电动齿轮，该电动齿轮与副轴上的过桥齿轮啮合，副轴通过单向器连接电机的输出轴，问题在于：

一、上述变速箱通过内置的两组不同的输入轴结构分别接入电机和发动机的动力，变速箱内与电机输出轴对应连接的输入轴作为变速箱内的其中一组输入轴结构，变速箱与发动机输出端对应连接的主动齿轮上的轴套作为变速箱内的另一组输入轴结构，电机和发动机并不共用同一组的输入轴结构，两组不同的输入轴结构占据变速箱内部的更多空间，两组不同的输入轴结构不利于节省变速箱的内部空间，存在一定的局限性。

二、上述变速箱和差速器采用分体式结构，差速器外置于变速箱，此种结构形式的变速箱和差速器需要占用的安装空间大，不利于车辆零部件的小型化，存在一定的局限性。

三、上述变速箱的转换器内没有高速、低速齿轮，限制了变速箱的速度、力矩的输出范围，同样存在一定的局限性。

另一方面，中国实用新型专利的专利号为202010634865.9，公开了一种新能源油电混合动力UTV变速控制装置，包括蓄电池、智能控制器、驱动转把、电机、发动机组件、离合器、传动机构、变速机构和后轮机构，发动机组件与蓄电池的一端连接以对蓄电池充电，蓄电池的另一端与智能控制器连接，智能控制器还分别与驱动转把、电机连接，发动机组件的输出轴依次与离合器、传动机构连接，电机与传动机构连接，传动机构与变速机构连接，变速机构与后轮机构连接，传动机构包括前皮带轮、后皮带轮和皮带，皮带的两端分别套设在前皮带轮、后皮带轮上，前皮带轮的传动轴上套有第一齿轮，电机的输出轴通过第二齿轮与第一齿轮啮合连接。

问题在于，结合该文献中的说明书附图，其电机穿过皮带的内侧，电机位于前皮带轮和后皮带轮之间，前皮带轮和后皮带轮之间需要保持足够的距离以避免与电机发生干涉，导致需要匹配较长的皮带，前皮带轮和后皮带轮亦需采用直径更大的尺寸，以使皮带套装在前皮带轮和后皮带轮上后不会与电机发生干涉，再次导致需要匹配较长的皮带，最终使得整个传动机构的长度、高度尺寸较大，存在一定的局限性。

因此，需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于至少克服上述现有技术存在的不足之一，而提供一种多功能混合动力总成，其箱体内集成有差速齿轮单元，将传统的变速箱和差速器集成于同一箱体内，整体占用的安装空间减少，且增加了变速齿轮单元，有利于增大变速箱的速度、力矩的输出范围。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案是：

多功能混合动力总成，包括具有箱体的变速箱、均设置于箱体的具有输入轴的驱动齿轮单元、与驱动齿轮单元连接的变速齿轮单元及与变速齿轮单元连接的差速齿轮单元、外置于箱体且分别与输入轴连接的燃油驱动单元和电动机驱动单元。

进一步地，所述差速齿轮单元包括差速座、两个设置在差速座内并按左右间隔排布的半轴齿轮、两个均分别与两个半轴齿轮连接的行星齿轮及固接于差速座上且按左右间隔排布并用于与变速齿轮单元连接的末端低速从动齿轮和末端高速从动齿轮，箱体上转动设置有与半轴齿轮固接的输出半轴，差速座上设有定位轴，行星齿轮转动设置在定位轴上。

进一步地，所述末端低速从动齿轮和末端高速从动齿轮上均设有向外侧延伸的第一轴套，箱体内设有套装在第一轴套上的轴承，两个半轴齿轮分别位于末端低速从动齿轮和末端高速从动齿轮的内侧，末端低速从动齿轮和末端高速从动齿轮分别位于差速座的左右两侧，半轴齿轮上设有第二轴套，半轴齿轮的第二轴套转动设置在对应末端低速从动齿轮或末端高速从动齿轮的第一轴套内。

进一步地，所述变速齿轮单元包括转动设置在箱体上的变速轴、变速输入齿轮、末端低速主动齿轮、末端同步齿轮、末端高速主动齿轮、末端变档组件，变速输入齿轮与驱动齿轮单元连接，变速输入齿轮、末端同步齿轮固接于变速轴上，末端低速主动齿轮、末端高速主动齿轮转动设置在变速轴上，末端低速主动齿轮与末端低速从动齿轮连接，末端高速主动齿轮与末端高速从动齿轮连接；

所述末端变档组件连接末端同步齿轮时，变速齿轮单元处于空挡状态；末端变档组件连接末端同步齿轮和末端低速主动齿轮并使两者同步运行时，变速齿轮单元处于低速挡状态；末端变档组件连接末端同步齿轮和末端高速主动齿轮并使两者同步运行时，变速齿轮单元处于高速挡状态。

进一步地，所述驱动齿轮单元包括转动设置在箱体上的输入轴、前进挡主动齿轮、首端同步齿轮、倒挡主动齿轮、首端变档组件、倒挡轴、均固接在倒挡轴上的第一倒挡从动齿轮和第二倒挡从动齿轮，前进挡主动齿轮转动设置在输入轴上并与变速输入齿轮连接，首端同步齿轮固接在输入轴上，倒挡主动齿轮转动设置在输入轴上并与第一倒挡从动齿轮连接，第二倒挡从动齿轮与变速输入齿轮连接；

所述首端变档组件连接首端同步齿轮时，驱动齿轮单元处于空挡状态；首端变档组件连接首端同步齿轮和前进挡主动齿轮并使两者同步运行时，驱动齿轮单元处于前进挡状态；首端变档组件连接首端同步齿轮和倒挡主动齿轮并使两者同步运行时，驱动齿轮单元处于倒挡状态。

进一步地，所述末端高速主动齿轮包括用于与末端变档组件配合的第一子齿轮及同轴固接在第一子齿轮侧部并与末端高速从动齿轮连接的第二子齿轮，第一子齿轮、末端同步齿轮、末端低速主动齿轮的竖向截面相同，变速输入齿轮、末端低速主动齿轮、末端同步齿轮、第一子齿轮、第二子齿轮沿横向依次排布；

所述前进挡主动齿轮包括用于与首端变档组件连接的第三子齿轮及同轴固接在第三子齿轮侧部并与变速输入齿轮连接的第四子齿轮，第三子齿轮、首端同步齿轮、倒挡主动齿轮的竖向截面相同，第四子齿轮、第三子齿轮、首端同步齿轮、倒挡主动齿轮沿横向依次排布。

进一步地，所述末端变档组件和首端变档组件均包括同步环、与同步环连接的拨叉、与拨叉固接的变挡轴、设置在箱体外侧面上的安装座、铰接在安装座上且与变挡轴连接并用于驱动变挡轴横向移动的摇臂，变挡轴上对应挡位状态设有三个沿变挡轴轴向依次排布的定位槽，箱体上对应变挡轴设有定位球、连接在定位球上部的弹簧及连接在弹簧上部的定位柱，定位球嵌入其中一个定位槽内；

所述末端变档组件的同步环用于套装在末端同步齿轮上或者末端同步齿轮和末端低速主动齿轮上或者末端同步齿轮和末端高速主动齿轮上；首端变档组件的同步环用于套装在首端同步齿轮上或者首端同步齿轮和前进挡主动齿轮上或者首端同步齿轮和倒挡主动齿轮上；

所述倒挡轴位于输入轴的下部；箱体的左右两侧均设有套装在输入轴、倒挡轴、变速轴上的轴承。

进一步地，包括蓄电池、燃油驱动单元包括发动机和发电机，发动机的输出端通过皮带传动机构与输入轴的第一端连接，发电机的输入端与发动机的输出端连接，发电机的输出端与蓄电池电连接并用于对蓄电池进行充电，蓄电池与电动机驱动单元电连接并向电动机驱动单元供电，电动机驱动单元的输出端与输入轴的第二端连接。

进一步地，所述电动机驱动单元的输出端与输入轴的第二端之间设有单向器组件，单向器组件包括单向轴承、套装在单向轴承外侧并与单向轴承外圈固接的转动套、两端分别与输入轴的第二端和单向轴承内圈固接的联接套及两端分别与转动套和电动机驱动单元输出端固接的联接轴，箱体内设有套装在联接套外侧的轴承。

进一步地，所述发动机具有伸出发动机两侧的转轴，皮带传动机构与转轴的第一端连接，发电机的输入端与转轴的第二端连接，发电机与电动机驱动单元位于同一侧；

所述皮带传动机构包括与转轴第一端连接的主动皮带轮、与输入轴的第一端连接的从动皮带轮及连接主动皮带轮和从动皮带轮的传动带；

所述发动机和发电机位于箱体的前部；

所述控制模块上设有通讯组件，通讯组件为北斗通讯组件、蓝牙通讯组件、GPS通讯组件、USB通讯组件中的至少一种；

所述蓄电池和电动机驱动单元之间电连接有电机控制器，蓄电池和发电机之间电连接有充电稳压器；发动机上设有点火器，蓄电池和点火器之间电连接有点火驱动控制模块，箱体上设有速度传感器，电机控制器和速度传感器之间电连接有控制模块，控制模块分别与蓄电池、发动机和发电机电连接，发动机上设有电动喷油阀，电动喷油阀电连接有驱动踏板，电动喷油阀、驱动踏板与控制模块电连接。

本发明的有益效果如下：

1、本发明变速箱的箱体内集成有差速齿轮单元，将传统的变速箱和差速器集成于同一箱体内，整体占用的安装空间减少，本发明变速箱增加了变速齿轮单元，有利于增大变速箱的速度、力矩的输出范围。

2、本发明差速齿轮单元的末端低速从动齿轮和末端高速从动齿轮的设置能够用于实现输出半轴的大扭矩、低速输出或者低扭矩、高速输出。

3、本发明通过同一输入轴的两端分别接入发动机和电动机驱动单元的动力，电动机驱动单元无需穿过皮带传动机构，有利于皮带传动机构的小型化。

4、本发明单向器组件的设置使电动机驱动单元能够与输入轴之间进行不同步的运转，单向器组件的设置具有保护电动机驱动单元的作用。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。

图2为本发明一实施例的分解图。

图3为本发明一实施例变速箱和输出半轴的结构示意图。

图4为本发明一实施例隐藏了箱体的变速箱结构示意图。

图5为本发明一实施例隐藏了箱体的变速箱分解图。

图6为本发明一实施例变速箱的剖视图。

图7为本发明一实施例差速齿轮单元的分解图。

图8为本发明一实施例箱体、单向器组件和电动机驱动单元的局部剖视图。

图9为本发明一实施例的原理图。

附图标记说明：

1-驱动齿轮单元；11-输入轴；12-前进挡主动齿轮；121-第三子齿轮；122-第四子齿轮；13-首端同步齿轮；14-倒挡主动齿轮；15-倒挡轴；16-第一倒挡从动齿轮；17-第二倒挡从动齿轮；2-变速齿轮单元；21-变速轴；22-变速输入齿轮；23-末端低速主动齿轮；24-末端同步齿轮；25-末端高速主动齿轮；251-第一子齿轮；252-第二子齿轮；3-差速齿轮单元；31-差速座；32-半轴齿轮；321-第二轴套；33-行星齿轮；34-末端低速从动齿轮；35-末端高速从动齿轮；36-输出半轴；37-第一轴套；4-箱体；51-同步环；511-定位孔；52-拨叉；53-变挡轴；531-限位台；531-定位槽；54-安装座；55-摇臂；551-卡爪；56-定位球；57-弹簧；58-定位柱；61-蓄电池；62-电机控制器；63-充电稳压器；64-点火器；65-点火驱动控制模块；66-速度传感器；67-控制模块；68-电动喷油阀；69-驱动踏板；7-燃油驱动单元；71-发动机；711-转轴；72-发电机；8-电动机驱动单元；9-皮带传动机构；91-主动皮带轮；92-从动皮带轮；93-传动带；10-单向器组件；101-单向轴承；102-转动套；103-联接套；104-联接轴。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参见图1-9，本多功能混合动力总成，其可应用于物流运输车辆、还可应用于各种农机、爬山机、搬运机等设备上，包括具有箱体4的变速箱、均设置于箱体4的具有输入轴11的驱动齿轮单元1、与驱动齿轮单元1连接的变速齿轮单元2及与变速齿轮单元2连接的差速齿轮单元3、外置于箱体4且分别与输入轴11连接的燃油驱动单元7和电动机驱动单元8，本发明变速箱的箱体4内集成有差速齿轮单元3，将传统的变速箱和差速器集成于同一箱体4内，整体占用的安装空间减少，本发明变速箱增加了变速齿轮单元2，有利于增大变速箱的速度、力矩的输出范围。

在本发明的进一步方案中，如图4-7所示，差速齿轮单元3包括差速座31、两个设置在差速座31内并按左右间隔排布的半轴齿轮32、两个均分别与两个半轴齿轮32连接的行星齿轮33及固接于差速座31上且按左右间隔排布并用于与变速齿轮单元2连接的末端低速从动齿轮34和末端高速从动齿轮35，行星齿轮33、半轴齿轮32均为伞齿轮，在该实施例中，末端低速从动齿轮34、末端高速从动齿轮35及后续的变速输入齿轮22、末端低速主动齿轮23、末端同步齿轮24、第一子齿轮251、第二子齿轮252、第四子齿轮122、第三子齿轮121、首端同步齿轮13、倒挡主动齿轮14、第一倒挡从动齿轮16、第二倒挡从动齿轮17的模数均相同，末端低速从动齿轮34的直径大于末端高速从动齿轮35的直径，箱体4上转动设置有与半轴齿轮32固接的输出半轴36，即箱体4两侧均分别设有输出半轴36，两组输出半轴36与两个半轴齿轮32分别一一对应连接，本发明应用时，输出半轴36外侧转动连接有车轮，差速座31上设有定位轴，行星齿轮33转动设置在定位轴上，在该实施例中，定位轴的数量为一个且位于两组半轴齿轮32之间，变速齿轮单元2能够分别单独带动末端低速从动齿轮34或者末端高速从动齿轮35转动运行，末端低速从动齿轮34带动差速座31转动时能够实现输出半轴36的大扭矩、低速输出，末端高速从动齿轮35带动差速座31转动时能够实现输出半轴36的低扭矩、高速输出，差速齿轮单元3的应用能够使两组输出半轴36输出不同的转速。

在本发明的进一步方案中，如图6和7所示，末端低速从动齿轮34和末端高速从动齿轮35上均设有向外侧延伸的第一轴套37，箱体4内设有套装在第一轴套37上的轴承，两个半轴齿轮32分别位于末端低速从动齿轮34和末端高速从动齿轮35的内侧，末端低速从动齿轮34和末端高速从动齿轮35分别位于差速座31的左右两侧，末端低速从动齿轮34、末端高速从动齿轮35可通过锁紧螺丝固定在差速座31的对应侧部上，更进一步地，半轴齿轮32上设有第二轴套321，半轴齿轮32的第二轴套321转动设置在对应末端低速从动齿轮34或末端高速从动齿轮35的第一轴套37内，输出半轴36内端通过与第二轴套321的过盈配合及键槽结构固定在对应的第二轴套321内，输出半轴36与对应的半轴齿轮32同步转动，本领域的技术人员均可理解。

在本发明的进一步方案中，如图4-7所示，变速齿轮单元2包括转动设置在箱体4上的变速轴21、变速输入齿轮22、末端低速主动齿轮23、末端同步齿轮24、末端高速主动齿轮25、末端变档组件，变速输入齿轮22与驱动齿轮单元1连接，变速输入齿轮22、末端同步齿轮24固接于变速轴21上，使三者同步转动，末端低速主动齿轮23、末端高速主动齿轮25转动设置在变速轴21上，末端低速主动齿轮23与末端低速从动齿轮34连接，末端高速主动齿轮25与末端高速从动齿轮35连接；

末端变档组件连接末端同步齿轮24时，变速齿轮单元2处于空挡状态；末端变档组件连接末端同步齿轮24和末端低速主动齿轮23并使两者同步运行时，变速齿轮单元2处于低速挡状态，用于实现输出半轴36的大扭矩、低速输出；末端变档组件连接末端同步齿轮24和末端高速主动齿轮25并使两者同步运行时，变速齿轮单元2处于高速挡状态，用于实现输出半轴36的低扭矩、高速输出，变速齿轮单元2通过末端变档组件实现挡位的切换。

在本发明的进一步方案中，如图4-7所示，驱动齿轮单元1包括转动设置在箱体4上的输入轴11、前进挡主动齿轮12、首端同步齿轮13、倒挡主动齿轮14、首端变档组件、倒挡轴15、均固接在倒挡轴15上的第一倒挡从动齿轮16和第二倒挡从动齿轮17，前进挡主动齿轮12转动设置在输入轴11上并与变速输入齿轮22连接，首端同步齿轮13固接在输入轴11上，倒挡主动齿轮14转动设置在输入轴11上并与第一倒挡从动齿轮16连接，第二倒挡从动齿轮17与变速输入齿轮22连接；

首端变档组件连接首端同步齿轮13时，驱动齿轮单元1处于空挡状态；首端变档组件连接首端同步齿轮13和前进挡主动齿轮12并使两者同步运行时，驱动齿轮单元1处于前进挡状态，用于实现车辆的前进运行；首端变档组件连接首端同步齿轮13和倒挡主动齿轮14并使两者同步运行时，驱动齿轮单元1处于倒挡状态，用于实现车辆的后退运行，驱动齿轮单元1通过首端变档组件实现挡位的切换。

在本发明的进一步方案中，如图4-6所示，末端高速主动齿轮25包括用于与末端变档组件配合的第一子齿轮251及同轴固接在第一子齿轮251侧部并与末端高速从动齿轮35连接的第二子齿轮252，第一子齿轮251、末端同步齿轮24、末端低速主动齿轮23的竖向截面相同，变速输入齿轮22、末端低速主动齿轮23、末端同步齿轮24、第一子齿轮251、第二子齿轮252沿横向依次排布，末端低速主动齿轮23、末端同步齿轮24、第一子齿轮251的直径相同，第二子齿轮252的直径大于第一子齿轮251的直径且小于变速输入齿轮22的直径；

如图4-6所示，前进挡主动齿轮12包括用于与首端变档组件连接的第三子齿轮121及同轴固接在第三子齿轮121侧部并与变速输入齿轮22连接的第四子齿轮122，第三子齿轮121、首端同步齿轮13、倒挡主动齿轮14的竖向截面相同，第四子齿轮122、第三子齿轮121、首端同步齿轮13、倒挡主动齿轮14沿横向依次排布，第三子齿轮121、首端同步齿轮13、倒挡主动齿轮14的直径相同，第四子齿轮122的直径大于第三子齿轮121的直径。

在本发明的进一步方案中，如图3-5所示，末端变档组件和首端变档组件均包括同步环51、与同步环51连接的拨叉52、与拨叉52固接的变挡轴53、设置在箱体4外侧面上的安装座54、铰接在安装座54上且与变挡轴53连接并用于驱动变挡轴53横向移动的摇臂55，本发明应用时，末端变档组件和首端变档组件的摇臂55与车辆的换挡杆结构连接，同步环51侧部设有环形槽，拨叉52下部具有伸入环形槽内的弧形卡板，使拨叉52横向移动时能够带动同步环51同步移动且不阻碍同步环51的转动，同步环51的横向移动实现挡位的切换，拨叉52上部固接在变挡轴53上，变挡轴53右侧向外穿出箱体4，位于箱体4外侧的变挡轴53上设有两组沿轴向间隔设置的限位台531，摇臂55底部设有套装在变挡轴53上并位于两组限位台之间的卡爪551，变挡轴53位于同步环51上方。

同步环51内部设有贯通其左右两侧的定位孔511，末端变档组件的定位孔511与末端同步齿轮24的竖向截面相同，使末端变档组件的同步环51能够与第一子齿轮251、末端同步齿轮24、末端低速主动齿轮23配合；首端变档组件的定位孔511与首端同步齿轮13的竖向截面相同，使首端变档组件的同步环51能够与第三子齿轮121、首端同步齿轮13、倒挡主动齿轮14配合，采用同步环51的变档组件具有整体体积小、换挡冲击小、不会发生跳档、传动效率高、使用寿命长的优点。

变挡轴53上对应挡位状态设有三个沿变挡轴53轴向依次排布的定位槽531，在该实施例中，定位槽531位于拨叉52的左侧，末端变档组件变挡轴53的三个定位槽531依次对应变速齿轮单元2的低速挡状态、空挡状态和高速挡状态；首端变档组件变挡轴53的三个定位槽531依次对应驱动齿轮单元1的前进挡状态、空挡状态和倒挡状态。

箱体4上对应变挡轴53设有定位球56、连接在定位球56上部的弹簧57及连接在弹簧57上部的定位柱58，定位球56嵌入其中一个定位槽531内，定位柱58可采用螺栓或者紧定螺丝，定位球56与定位槽531的配合防止跳档情况的发生，挡位切换时，定位球56由原配合的定位槽531转移至另一个相邻的定位槽531内。

末端变档组件的同步环51套装在末端同步齿轮24上时，变速齿轮单元2处于空挡状态；末端变档组件的同步环51由空挡状态位置向左移动能够套装在末端同步齿轮24和末端低速主动齿轮23上，使变速齿轮单元2切换至低速挡状态；末端变档组件的同步环51由空挡状态位置向右移动能够套装在末端同步齿轮24和末端高速主动齿轮25的第一子齿轮251上，使变速齿轮单元2切换至高速挡状态。

首端变档组件的同步环51套装在首端同步齿轮上时，驱动齿轮单元1处于空挡状态；首端变档组件的同步环51由空挡状态位置向左移动能够套装在首端同步齿轮13和前进挡主动齿轮12的第三子齿轮121上，使驱动齿轮单元1切换至前进挡状态；首端变档组件的同步环51由空挡状态的位置向右移动能够套装在首端同步齿轮13和倒挡主动齿轮14上，使驱动齿轮单元1切换至倒挡状态。

本发明中将传统变速箱的多级齿轮传动和差速器集成在一个箱体4里，通过具有拨叉52和同步环51的首端变档组件和末端变档组件联动不同组合的齿轮，从而实现前进挡、倒挡、空挡、低速挡、高速挡功能。

倒挡轴15位于输入轴11的下部；箱体4的左右两侧均设有套装在输入轴11、倒挡轴15、变速轴21上的轴承。

在本发明的进一步方案中，如图1、2和8所示，包括蓄电池61、燃油驱动单元7包括发动机71和发电机72，发动机71可采用汽油发动机或者柴油发动机，电动机驱动单元8可采用交流电动机或者直流电动机，发动机71的输出端通过皮带传动机构9与输入轴11的第一端连接，发电机72的输入端与发动机71的输出端连接，发电机72的输出端与蓄电池61电连接并用于对蓄电池61进行充电，蓄电池61与电动机驱动单元8电连接并向电动机驱动单元8供电，变速箱具有三种驱动方式，第一种为电动机驱动单元8单独驱动变速箱输入轴11运行；第二种为发动机71和电动机驱动单元8同时驱动变速箱输入轴11运行；第三种为发动机71单独驱动变速箱输入轴11运行，并同时通过发电机72对蓄电池61进行充电；

电动机驱动单元8的输出端与输入轴11的第二端连接，皮带传动机构9和电动机驱动单元8分别位于输入轴11的两端，本发明通过同一输入轴11的两端分别接入发动机71和电动机驱动单元8的动力，变速箱上无需配置两个不同的输入轴，有利于节省变速箱箱体4的内部空间，电动机驱动单元8无需穿过皮带传动机构9，皮带传动机构9无需通过增大长度、高度尺寸以避开电动机驱动单元8，有利于皮带传动机构9的小型化。

在本发明的进一步方案中，如图2和8所示，电动机驱动单元8的输出端与输入轴11的第二端之间设有单向器组件10，输入轴11采用油电混合驱动，发动机71和电动机驱动单元8可同时驱动输入轴11运行，当发动机71驱动并使输入轴11的转速超过电动机驱动单元8的转速时，单向器组件10的设置使电动机驱动单元8能够与输入轴11之间进行不同步的运转，输入轴11不会反向带动电动机驱动单元8进行超速运行，单向器组件10的设置具有保护电动机驱动单元8的作用。

单向器组件10包括单向轴承101、套装在单向轴承101外侧并与单向轴承101外圈固接的转动套102、两端分别与输入轴11的第二端和单向轴承101内圈固接的联接套103及两端分别与转动套102和电动机驱动单元8输出端固接的联接轴104，如图2和8所示，转动套102包括与联接套103相对的第一柱部及连接在第一柱部内侧的第二柱部，联接轴104的两端均为花键部，第一柱部内和电动机驱动单元8的输出端均设有与对应花键部配合的花键槽，第二柱部上设有用于嵌装单向轴承101的第一安装槽，单向轴承101的外圈和第一安装槽的内侧之间通过键和键槽结构固接；联接套103包括第三柱部及连接在第三柱部内侧的第四柱部，第三柱部插装于单向轴承101的内圈，第三柱部侧部与单向轴承101内圈之间通过键和键槽结构固接，第四柱部上设有用于插装输入轴11第二端的第二安装槽，第二安装槽内侧与输入轴11之间通过键和键槽结构固接，箱体4内设有套装在联接套103外侧的轴承，具体地，联接套103的第四柱部外侧套装有轴承(该轴承位于输入轴11的右侧部外围)。

在本发明的进一步方案中，发动机71具有伸出发动机71两侧的转轴711，皮带传动机构9与转轴711的第一端连接，发电机72的输入端与转轴711的第二端连接，发电机72与电动机驱动单元8位于同一侧，即皮带传动机构9和电动机驱动单元8分别位于发动机71、箱体4的两侧，电动机驱动单元8无需穿过皮带传动机构9，皮带传动机构9无需通过增大长度、高度尺寸以避开电动机驱动单元8，有利于皮带传动机构9的小型化。

皮带传动机构9包括与转轴711第一端连接的主动皮带轮91、与输入轴11的第一端连接的从动皮带轮92及连接主动皮带轮91和从动皮带轮92的传动带93，皮带传动机构9可采用CVT式皮带传动机构。

如图1和2所示，在该实施例中，发动机71和发电机72位于箱体4的前部；

蓄电池61和电动机驱动单元8之间电连接有电机控制器62，蓄电池61和发电机72之间设有充电稳压器63；发动机71上设有点火器64，蓄电池61和点火器64之间电连接有点火驱动控制模块65，箱体4上设有速度传感器66，电机控制器62和速度传感器66之间电连接有控制模块67，控制模块67分别与蓄电池61、发动机71和发电机72电连接，速度传感器66的检测端与其中一侧输出半轴36的相对并用于检测输出半轴36的转速；

控制模块67上设有通讯组件，通讯组件为北斗通讯组件、蓝牙通讯组件、GPS通讯组件、USB通讯组件中的至少一种。

通讯组件采用北斗通讯组件、GPS通讯组件中的一种时，通讯组件能够将车辆的实时位置、车辆运行速度、电池状态等数据传输给用户移动通讯设备(如手机、平板电脑)中的APP以及厂家的后台数据库，方便用户、厂家监控车辆的情况；

通讯组件采用蓝牙通讯组件、USB通讯组件(USB通讯组件通过数据线与用户移动通讯设备连接)中的一种时，通讯组件能够将车辆运行速度、电池状态等数据传输给用户移动通讯设备(如手机、平板电脑)中的APP，适合车辆应用在移动网络信号较差的地区，通过通讯组件将数据传输给用户移动通讯设备的APP，便于用户监控车辆的情况，待用户的移动通讯设备去到移动网络信号较好的地区，再将移动通讯设备APP中的数据传输给厂家的后台数据库。

控制模块67预设控制程序，当蓄电池61电量充足时(如设定蓄电池61电量大于40％时属于蓄电池61电量充足的状态)优先使用电动机驱动单元8驱动(发动机71不工作)；正常工作时使用高速挡，当承担较大负载时(如爬坡)使用低速挡，输出较大扭矩，减轻对电动机驱动单元8的负担；

当蓄电池61电量降到某一设定值(如设定蓄电池61电量小于40％时属于蓄电池61电量不充足的状态)，控制模块65检测蓄电池61的电量，并可通过车辆的显示屏向用户显示电量，通过手动(如通过车辆操作台上的按键等)或自动切换并启动发动机71工作，一方面通过皮带传动机构9带动变速箱转动工作，另一方面通过带动发电机72向蓄电池61进行充电，相较于传统车辆单纯采用发动机进行驱动存在的起步过程中发动机内部燃烧不充分、能源利用率低的问题，以及车辆单纯采用电池进行驱动存在的不能长途行驶、电池不耐用的问题，本申请发动机71、发电机72和电动机驱动单元8的配合使用有利于高效利用能源，并不单纯依靠蓄电池61的电能进行驱动，有利于增长蓄电池61的寿命，通过加油能够保持车辆的长途续航，蓄电池61能够采用低的容量规格，降低蓄电池61的成本。

在该实施例中，速度传感器66位于箱体4后部的一侧，点火驱动控制模块65、蓄电池61、电机控制器62、控制模块67从前往后依次排布并位于燃油驱动单元7和电动机驱动单元8的上方，充电稳压器63位于蓄电池61和发动机71之间，发动机71上设有电动喷油阀68，电动喷油阀68电连接有驱动踏板69，电动喷油阀68、驱动踏板69与控制模块67电连接。

本多功能混合动力总成的运行原理如下：

蓄电池61通电，踩下驱动踏板，电机控制器62控制电动机驱动单元8转动，并通过单向器组件10将动力输入驱动齿轮单元1的输入轴11；

通过首端变档组件的摇臂55横向推动变挡轴53，使拨叉52横向移动带动同步环51同步移动，同步环51的横向移动实现前进挡状态、空挡状态和倒挡状态的切换；

通过末端变档组件的摇臂55横向推动变挡轴53，使拨叉52横向移动带动同步环51同步移动，同步环51的横向移动实现低速挡状态、空挡状态和高速挡状态；

当车辆转弯两侧车轮不同步时，差速器内的行星齿轮33进行自转，使左右两侧的输出半轴36能够以不同的转速保持运行，从而解决轮子转弯时差速卡死问题；

蓄电池61处于电量不充足的状态或者要求发动机71的转速大于电动机驱动单元8时，速度传感器66反馈信号给控制模块67，控制模块67通过点火器64启动发动机71并控制调整其转速，发动机71通过皮带传动机构9将动力输入驱动齿轮单元1的输入轴11，发动机71的转速大于电动机驱动单元8时，电动机驱动单元8通过单向器组件10进行脱离，从而保护电动机驱动单元8，发动机71通过带动发电机72运行并通过充电稳压器63向蓄电池61进行充电。

上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.多功能混合动力总成，其特征在于，包括具有箱体（4）的变速箱、均设置于箱体（4）的具有输入轴（11）的驱动齿轮单元（1）、与驱动齿轮单元（1）连接的变速齿轮单元（2）及与变速齿轮单元（2）连接的差速齿轮单元（3）、外置于箱体（4）且分别与输入轴（11）连接的燃油驱动单元（7）和电动机驱动单元（8）。

2.根据权利要求1所述的多功能混合动力总成，其特征在于，所述差速齿轮单元（3）包括差速座（31）、两个设置在差速座（31）内并按左右间隔排布的半轴齿轮（32）、两个均分别与两个半轴齿轮（32）连接的行星齿轮（33）及固接于差速座（31）上且按左右间隔排布并用于与变速齿轮单元（2）连接的末端低速从动齿轮（34）和末端高速从动齿轮（35），箱体（4）上转动设置有与半轴齿轮（32）固接的输出半轴（36），差速座（31）上设有定位轴，行星齿轮（33）转动设置在定位轴上。

3.根据权利要求2所述的多功能混合动力总成，其特征在于，所述末端低速从动齿轮（34）和末端高速从动齿轮（35）上均设有向外侧延伸的第一轴套（37），箱体（4）内设有套装在第一轴套（37）上的轴承，两个半轴齿轮（32）分别位于末端低速从动齿轮（34）和末端高速从动齿轮（35）的内侧，末端低速从动齿轮（34）和末端高速从动齿轮（35）分别位于差速座（31）的左右两侧，半轴齿轮（32）上设有第二轴套（321），半轴齿轮（32）的第二轴套（321）转动设置在对应末端低速从动齿轮（34）或末端高速从动齿轮（35）的第一轴套（37）内。

4.根据权利要求2所述的多功能混合动力总成，其特征在于，所述变速齿轮单元（2）包括转动设置在箱体（4）上的变速轴（21）、变速输入齿轮（22）、末端低速主动齿轮（23）、末端同步齿轮（24）、末端高速主动齿轮（25）、末端变档组件，变速输入齿轮（22）与驱动齿轮单元（1）连接，变速输入齿轮（22）、末端同步齿轮（24）固接于变速轴（21）上，末端低速主动齿轮（23）、末端高速主动齿轮（25）转动设置在变速轴（21）上，末端低速主动齿轮（23）与末端低速从动齿轮（34）连接，末端高速主动齿轮（25）与末端高速从动齿轮（35）连接；

所述末端变档组件连接末端同步齿轮（24）时，变速齿轮单元（2）处于空挡状态；末端变档组件连接末端同步齿轮（24）和末端低速主动齿轮（23）并使两者同步运行时，变速齿轮单元（2）处于低速挡状态；末端变档组件连接末端同步齿轮（24）和末端高速主动齿轮（25）并使两者同步运行时，变速齿轮单元（2）处于高速挡状态。

5.根据权利要求4所述的多功能混合动力总成，其特征在于，所述驱动齿轮单元（1）包括转动设置在箱体（4）上的输入轴（11）、前进挡主动齿轮（12）、首端同步齿轮（13）、倒挡主动齿轮（14）、首端变档组件、倒挡轴（15）、均固接在倒挡轴（15）上的第一倒挡从动齿轮（16）和第二倒挡从动齿轮（17），前进挡主动齿轮（12）转动设置在输入轴（11）上并与变速输入齿轮（22）连接，首端同步齿轮（13）固接在输入轴（11）上，倒挡主动齿轮（14）转动设置在输入轴（11）上并与第一倒挡从动齿轮（16）连接，第二倒挡从动齿轮（17）与变速输入齿轮（22）连接；

所述首端变档组件连接首端同步齿轮（13）时，驱动齿轮单元（1）处于空挡状态；首端变档组件连接首端同步齿轮（13）和前进挡主动齿轮（12）并使两者同步运行时，驱动齿轮单元（1）处于前进挡状态；首端变档组件连接首端同步齿轮（13）和倒挡主动齿轮（14）并使两者同步运行时，驱动齿轮单元（1）处于倒挡状态。

6.根据权利要求5所述的多功能混合动力总成，其特征在于，所述末端高速主动齿轮（25）包括用于与末端变档组件配合的第一子齿轮（251）及同轴固接在第一子齿轮（251）侧部并与末端高速从动齿轮（35）连接的第二子齿轮（252），第一子齿轮（251）、末端同步齿轮（24）、末端低速主动齿轮（23）的竖向截面相同，变速输入齿轮（22）、末端低速主动齿轮（23）、末端同步齿轮（24）、第一子齿轮（251）、第二子齿轮（252）沿横向依次排布；

所述前进挡主动齿轮（12）包括用于与首端变档组件连接的第三子齿轮（121）及同轴固接在第三子齿轮（121）侧部并与变速输入齿轮（22）连接的第四子齿轮（122），第三子齿轮（121）、首端同步齿轮（13）、倒挡主动齿轮（14）的竖向截面相同，第四子齿轮（122）、第三子齿轮（121）、首端同步齿轮（13）、倒挡主动齿轮（14）沿横向依次排布。

7.根据权利要求5所述的多功能混合动力总成，其特征在于，所述末端变档组件和首端变档组件均包括同步环（51）、与同步环（51）连接的拨叉（52）、与拨叉（52）固接的变挡轴（53）、设置在箱体（4）外侧面上的安装座（54）、铰接在安装座（54）上且与变挡轴（53）连接并用于驱动变挡轴（53）横向移动的摇臂（55），变挡轴（53）上对应挡位状态设有三个沿变挡轴（53）轴向依次排布的定位槽（531），箱体（4）上对应变挡轴（53）设有定位球（56）、连接在定位球（56）上部的弹簧（57）及连接在弹簧（57）上部的定位柱（58），定位球（56）嵌入其中一个定位槽（531）内；

所述末端变档组件的同步环（51）用于套装在末端同步齿轮（24）上或者末端同步齿轮（24）和末端低速主动齿轮（23）上或者末端同步齿轮（24）和末端高速主动齿轮（25）上；首端变档组件的同步环（51）用于套装在首端同步齿轮（13）上或者首端同步齿轮（13）和前进挡主动齿轮（12）上或者首端同步齿轮（13）和倒挡主动齿轮（14）上；

所述倒挡轴（15）位于输入轴（11）的下部；箱体（4）的左右两侧均设有套装在输入轴（11）、倒挡轴（15）、变速轴（21）上的轴承。

8.根据权利要求1所述的多功能混合动力总成，其特征在于，包括蓄电池（61）、燃油驱动单元（7）包括发动机（71）和发电机（72），发动机（71）的输出端通过皮带传动机构（9）与输入轴（11）的第一端连接，发电机（72）的输入端与发动机（71）的输出端连接，发电机（72）的输出端与蓄电池（61）电连接并用于对蓄电池（61）进行充电，蓄电池（61）与电动机驱动单元（8）电连接并向电动机驱动单元（8）供电，电动机驱动单元（8）的输出端与输入轴（11）的第二端连接。

9.根据权利要求8所述的多功能混合动力总成，其特征在于，所述电动机驱动单元（8）的输出端与输入轴（11）的第二端之间设有单向器组件（10），单向器组件（10）包括单向轴承（101）、套装在单向轴承（101）外侧并与单向轴承（101）外圈固接的转动套（102）、两端分别与输入轴（11）的第二端和单向轴承（101）内圈固接的联接套（103）及两端分别与转动套（102）和电动机驱动单元（8）输出端固接的联接轴（104），箱体（4）内设有套装在联接套（103）外侧的轴承。

10.根据权利要求8所述的多功能混合动力总成，其特征在于，所述发动机（71）具有伸出发动机（71）两侧的转轴（711），皮带传动机构（9）与转轴（711）的第一端连接，发电机（72）的输入端与转轴（711）的第二端连接，发电机（72）与电动机驱动单元（8）位于同一侧；

所述皮带传动机构（9）包括与转轴（711）第一端连接的主动皮带轮（91）、与输入轴（11）的第一端连接的从动皮带轮（92）及连接主动皮带轮（91）和从动皮带轮（92）的传动带（93）；

所述发动机（71）和发电机（72）位于箱体（4）的前部；

所述控制模块（67）上设有通讯组件，通讯组件为北斗通讯组件、蓝牙通讯组件、GPS通讯组件、USB通讯组件中的至少一种；

所述蓄电池（61）和电动机驱动单元（8）之间电连接有电机控制器（62），蓄电池（61）和发电机（72）之间电连接有充电稳压器（63）；发动机（71）上设有点火器（64），蓄电池（61）和点火器（64）之间电连接有点火驱动控制模块（65），箱体（4）上设有速度传感器（66），电机控制器（62）和速度传感器（66）之间电连接有控制模块（67），控制模块（67）分别与蓄电池（61）、发动机（71）和发电机（72）电连接，发动机（71）上设有电动喷油阀（68），电动喷油阀（68）电连接有驱动踏板（69），电动喷油阀（68）、驱动踏板（69）与控制模块（67）电连接。

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