CN203892480U - 一种混合动力纵置双离合变速箱传动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种混合动力纵置双离合变速箱传动装置，将电机的扭矩经第二行星齿轮机构直接传递给中间轴，再经过渡轴、第一行星齿轮机构传递给输出轴，而不是传递给第一离合器或者第二离合器壳体，这有利于提高响应速度和弥补第一行星齿轮机构由于变速比造成的扭矩输出损失。

Description

一种混合动力纵置双离合变速箱传动装置

技术领域

本实用新型涉及汽车变速器领域。 

背景技术

一般纵置双离合器传动装置由两组同轴嵌套或平行布置的离合器，同轴、内外嵌套布置的两根输入轴，一根平行布置的中间轴，一根与输入轴同轴布置的输出轴，布置在输出轴上的多个同步器装置、多个换挡拨叉组成。变速器奇、偶数挡输入齿轮分别布置在两根输入轴上，通过两个离合器的切换以及不同同步器动作，经由不同输出轴实现扭矩变换和输出。现有技术中利用行星齿轮机构来改变速比从而增加能够实现的挡位数量，采用混合动力时，电机扭矩通过第一、第二离合器壳体实现与发动机动力的单独或者混合输出，此时电机扭矩输出会受到传递路径、行星齿轮机构改变速比的不利影响，进而影响整车动力输出性能。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种动力输出更加平稳可靠的混合动力纵置双离合变速箱传动装置，为此本实用新型的实施例提供了如下技术方案： 

一种混合动力纵置双离合变速箱传动装置，包括：第一离合器和第二离合器；与所述第一离合器连接的内输入轴和与所述第二离合器连接的外输入轴，所述内输入轴与所述外输入轴同轴嵌套，所述内输入轴和所述外输入轴上设置有各速主动齿轮；与所述输入轴和所述输出轴平行布置的中间轴和倒挡轴，所述中间轴上设置有与所述主动齿轮啮合的多个从动齿轮，所述中间轴上还设置有中间齿轮，所述倒挡轴上设置有与一个所述主动齿轮啮合的倒挡惰轮；可选择性地切换力矩输出的同步器；与所述输入轴和所述输出轴同轴布置的过渡轴，所述过渡轴一端设置有与所述中间齿轮啮 合的过渡齿轮，另一端连接第一行星齿轮机构，所述过渡齿轮传递的扭矩经所述第一行星齿轮机构变速比后由输出轴输出；还包括电机，所述电机的转轴连接第二行星齿轮机构，所述第二行星齿轮机构与所述中间轴之间设置有电机离合器。 

优选地，所述第一行星齿轮机构为拉维纳行星齿轮机构，其中的小太阳轮与所述过渡轴刚性连接，大太阳轮的转动受第一制动器控制，短行星轮与长行星轮的行星架刚性连接后与所述过渡轴之间设置行星齿轮机构离合器并受第二制动器控制。 

优选地，所述第二行星齿轮机构为单行星齿轮机构，其中太阳轮与所述电机的转轴刚性连接，行星架与所述电机离合器连接。 

本实用新型将电机的扭矩经第二行星齿轮机构直接传递给中间轴，再经过渡轴、第一行星齿轮机构传递给输出轴，而不是传递给第一离合器或者第二离合器壳体，这有利于提高响应速度和弥补第一行星齿轮机构由于变速比造成的扭矩输出损失。 

进一步地，本实用新型中的第二行星齿轮机构采用增扭矩的连接方式，确保整车动力输出性能。 

附图说明

接下来将结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步详细说明，其中： 

图1是本实用新型的实施例的混合动力纵置双离合变速箱传动装置结构示意图。 

上图中标记说明：1、内输入轴，2、外输入轴，3、中间轴，4、过渡轴，5、倒挡轴，6、输出轴，7、第一行星齿轮机构，8、第二行星齿轮机构，9、电机转轴，11、第一速主动齿轮，22、第二速主动齿轮(倒挡主动齿轮)，23、第三速主动齿轮，31、第一速从动齿轮，32、第二速从动齿轮33、第三速从动齿轮，30、中间齿轮，40、过渡齿轮，50、倒挡惰轮，72a、小太阳轮，72b、大太阳轮，76a、短行星轮，76b、长行星轮，78、齿圈，79、行星架，81、电机接合齿，82、第二行星齿轮机构太阳轮，89、 第二行星齿轮机构行星架，第一同步器SC1，第二同步器SC2，第一离合器C1，第二离合器C2，第一制动器B1，第二制动器B2，行星齿轮机构离合器K1，电机离合器K2，单向离合器F，电机EM。 

具体实施方式

参考图1，第一离合器C1和内输入轴1连接，第二离合器C2和外输入轴2连接，内输入轴1与外输入轴2同轴嵌套从而能够相对转动，通过离合器C1和C2的开闭控制，可以有选择性地将发动机(图1中未显示)扭矩传递到内输入轴1或外输入轴2。内输入轴1上设置有第一速主动齿轮11；外输入轴2上从左往右(图1显示靠近发动机一侧为左、远离发动机一侧为右)依次设置着第三速主动齿轮23、第二速主动齿轮22，其中，第二速主动齿轮22同时作为倒挡主动齿轮使用。这样，从整根输入轴总成1、2上看，奇数挡主动齿轮被布置在内输入轴1上，偶数挡和倒挡主动齿轮被布置在外输入轴2上。从左往右(图1显示靠近发动机一侧为左、远离发动机一侧为右)，齿轮布置顺序依次为：第三速主动齿轮23、第二速主动齿轮(倒挡主动齿轮)22第一速主动齿轮11。其中，第三速主动齿轮23、第二速主动齿轮(倒挡主动齿轮)22刚性连接在外输入轴2上，第一速主动齿轮11通过轴承支撑在内输入轴1上。并且在第一速主动齿轮11后端安装有第一同步器SC1，该装置刚性连接在内输入轴1上，可以选择性的将内输入轴1上的动力传递到第一速主动齿轮11或过渡轴4上。 

过渡轴4与输入轴1同轴布置，过渡轴4一端刚性连接有过渡齿轮40。 

中间轴3和两根输入轴1、2平行布置，中间轴3上从左往右(靠近发动机一侧为左、远离发动机一侧为右)安装有第三速从动齿轮33、第二速从动齿轮32、第一速从动齿轮31、中间齿轮30。其中，第三速从动齿轮33、第二速从动齿轮32通过轴承支撑中间轴3上。第一速从动齿轮31和中间齿轮30刚性连接在中间轴上。第三速从动齿轮33、第二速从动齿轮32之间布置了第二同步器SC2，第二同步器SC2与中间轴3刚性连接，该同步器装置可以选择性的将第三速从动齿轮33、第二速从动齿轮32的动力传递到中间轴3上。 

电机离合器K2与中间轴刚性连接。 

倒挡轴5与两根输入轴1、2平行布置，倒挡轴5上安装有倒挡惰轮50，倒挡惰轮50刚性连接在倒挡轴5上。 

第一行星齿轮机构7为拉维娜(Ravigneaux)行星齿轮机构，与输入轴1、2同轴布置。 

在过渡轴4另一端，小太阳轮72a与过渡轴4刚性连接，大太阳轮72b转动受第一制动器B1控制，短行星轮76a和长行星轮76b的行星架刚性连接成为行星架79，行星架79转动受行星齿轮机构离合器K1、第二制动器B2控制，单向离合器F限制行星架79的反向转动。通过控制第一制动器B1和第二制动器B2、行星齿轮机构离合器K1闭合与打开，得到3个不同速比。进而与同步器装置SC1、SC2控制的4个速比(包括倒挡)配合，来得到多个挡位速比。 

第二行星齿轮机构8采用单行星齿轮机构，齿圈固定，太阳轮82与电机转轴9刚性连接，行星架89与电机接合齿81刚性连接，在电机行星齿轮机构8的行星架和中间轴3之间设置电机离合器K2，接合电机离合器K2即可将电机EM输出的动力通过齿轮副中间齿轮30和过渡齿轮40传给过度轴4，形成混合动力输出。可见，电机EM的扭矩并不是传递给第一离合器C1或者第二离合器C2壳体，这有利于提高响应速度和弥补第一行星齿轮机构7由于变速比造成的扭矩输出损失。并且第二行星齿轮机构8采用增扭矩的连接方式，确保整车动力输出性能。 

动力传递路线说明： 

1挡动力传递路线：第一同步器SC1和第一速主动齿轮11结合，第二制动器B2闭合，第一离合器C1闭合，发动机扭矩通过第一离合器C1传递给内输入轴1，经由第一速主、从动齿轮11、31和第一同步器装置SC1，将扭矩传递到中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4，再经小太阳轮72a、短行星轮76a、长行星轮76b和齿圈78将动力传递给输出轴6，并最终由输出轴6输出动力。 

2挡动力传递路线：第二同步器SC2和第二速从动齿轮33结合，第二制动器B2闭合，第二离合器C2闭合，发动机扭矩通过第二离合器C2传 递给外输入轴2，经由第二速主、从动齿轮22、33和第二同步器SC2，将扭矩传递到中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4，再经小太阳轮72a、短行星轮76a、长行星轮76b和齿圈78将动力传递给输出轴6，并最终由输出轴6输出动力。 

3挡动力传递路线：第一同步器SC1和第一速主动齿轮31结合，第一制动器B1闭合，第一离合器C1闭合，发动机扭矩通过第一离合器C1传递给内输入轴1，经由第一速主、从动齿轮11、31和第一同步器SC1，将扭矩传递到中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4，再经小太阳轮72a、短行星轮76a、长行星轮76b和齿圈78将动力传递给输出轴6，并最终由输出轴6输出动力。 

4挡动力传递路线：第二同步器SC2和第三速从动齿轮33结合，第一制动器B1闭合，第二离合器C2闭合，发动机扭矩通过第二离合器C2传递给外输入轴2，经由第三速主、从动齿轮23、33和第二同步器SC2，将扭矩传递到中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4，再经小太阳轮72a、短行星轮76a、长行星轮76b和齿圈78将动力传递给输出轴6，并最终由输出轴6输出动力。 

5挡动力传递路线：第一同步器SC1和过渡齿轮40结合，行星齿轮机构第二制动器B2闭合，第一离合器C1闭合，发动机扭矩通过第一离合器C1传递给内输入轴1，经第一同步器SC1，过渡轴4，此时小太阳轮72a与行星架79刚性连接，整个行星齿轮机构7直接将动力传递给输出轴6，并最终由输出轴6输出动力。 

6挡动力传递路线：同步器装置SC2和第二速从动齿轮33结合，行星齿轮机构离合器K1，离合器C2闭合，发动机扭矩通过离合器C2传递给外输入轴2，经由第二速主、从动齿轮22、33和同步器装置SC2，将扭矩传递到中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4，此时小太阳轮72a与行星架79刚性连接，整个行星齿轮机构7直接将动力传递给输出轴6，并最终由输出轴6输出动力。 

7挡动力传递路线：第一同步器SC1和过渡齿轮40结合，行星齿轮机构第一制动器B1闭合，第一离合器C1闭合，发动机扭矩通过第一离合器 C1传递给内输入轴1，经第一同步器SC1，过渡轴4，此时小太阳轮72a与行星架79刚性连接，整个行星齿轮机构7直接将动力传递给输出轴6，并最终由输出轴6输出动力。 

倒挡动力传递路线：第二同步器SC2和第二速从动齿轮32结合，第二制动器B2闭合，第二离合器C2闭合，发动机扭矩通过第二离合器C2传递给外输入轴2，经由第二速主动齿轮22、倒挡惰轮50、第二速从动齿轮32和第二同步器SC2，将扭矩传递到中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4，再经小太阳轮72a、短行星轮76a、长行星轮76b和齿圈78将动力传递给输出轴6，并最终由输出轴6输出动力。 

利用电机EM实现车辆的启停：车辆需要启动时，接合电机离合器K2，由电机EM输出动力通过单行星齿轮机构8、电机离合器K2传给中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4，然后经行星齿轮机构7输出给输出轴6，进而驱动整车启动。车辆将要停止时，接合电机离合器K2，电机EM动力接入，发动机停止运转，纯电机EM驱动整车行驶，减速停车。 

纯电驱动：接合电机离合器K2，发动机停止工作，断开双离合器C1、C2，由电机EM输出的动力通过单行星齿轮机构8、电机离合器K2传给中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4，然后经行星齿轮机构7输出给输出轴6，进而驱动整车行驶，实现电机EM独立驱动整车行驶。 

混合驱动：发动机正常工作，本传动装置处某一挡位工作，动力输出到过渡轴4；电机离合器K2处于接合状态，电机EM输出的动力通过单行星齿轮机构8、电机离合器K2传给中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4；发动机输出的动力和电机EM输出的动力共同通过行星齿轮机构7输出给输出轴6，进而驱动整车行驶。 

平稳行驶发电：车辆处于混合驱动平稳行驶时，发动机输出动力大于车辆行驶所需的驱动力时，电机EM停止动力输出，用作发电机，被驱动发电。 

表1表明了实现各挡位时离合器、同步器、制动器动作过程。 

表1 

换挡过程举例说明： 

一挡换二挡过程：双离合器变速器处于一挡，第一同步器SC1和第一速从动齿轮31结合、第二制动器B2闭合，第一离合器C1闭合，第二离合器C2打开；双离合器变速器控制系统(附图1中未显示)发出一挡换二挡指令，换挡执行机构预先将第二同步器SC2和第三速从动齿轮33结合、第一制动器B1闭合，此时第二离合器C2仍处于打开状态，即第二离合器C2和外输入轴2都不传递动力；随着换挡过程继续，第一离合器C1逐渐打开，与此同时，第二离合器C2逐渐闭合，此过程不会出现扭矩中断；第一离合器C1完全打开、第二离合器C2完全闭合后，第一同步器SC1脱开第一速从动齿轮31的结合，结束换挡过程。发动机扭矩通过第二离合器C2传递给外输入轴2，经由第三速主、从动齿轮23、33和第二同步器SC2，将扭矩传递到中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4，再经小太阳轮72a、短行星轮76a、长行星轮76b和齿圈将动力传递给输出轴6，并最终由输出轴6输出动力。 

本实用新型采用两对同步器SC1和SC2、与两个制动器B1和B2、一个行星齿轮机构离合器K1、一个拉维娜(Ravigneaux)行星齿轮机构7，灵活的实现7个前进挡和1个倒挡，速比宽度更大，有利于动力性与经济性；零件更少，更紧凑，更有利于轻量化。 

本实用新型采用两个制动器B1和B2，一个行星齿轮机构离合器K1，与两个同步器配合来消除变速箱内部元件间的转速差，将降低该类摩擦元件的工作强度，延长使用寿命。 

本实用新型利用电机EM实现车辆的启停，避开发动机的怠速工作区间。 

本实用新型可以实现纯电驱动，即电机EM独立驱动车辆行驶；混合驱动，即电机EM和发动机共同驱动车辆行驶；平稳行驶发电，即车辆处于混合驱动平稳行驶时，发动机输出动力大于车辆行驶所需的驱动力时，电机EM停止动力输出，用作发电机，被驱动发电。 

虽然本实用新型是结合以上实施例进行描述的，但本实用新型并不被限定于上述实施例，而只受权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本实用新型的实质构思和范围。 

Claims (4)

1.一种混合动力纵置双离合变速箱传动装置，包括： 

第一离合器和第二离合器； 

与所述第一离合器连接的内输入轴和与所述第二离合器连接的外输入轴，所述内输入轴与所述外输入轴同轴嵌套，所述内输入轴和所述外输入轴上设置有各速主动齿轮； 

与所述输入轴和输出轴平行布置的中间轴和倒挡轴，所述中间轴上设置有与所述主动齿轮啮合的多个从动齿轮，所述中间轴上还设置有中间齿轮，所述倒挡轴上设置有与一个所述主动齿轮啮合的倒挡惰轮； 

可选择性地切换力矩输出的同步器； 

与所述输入轴和所述输出轴同轴布置的过渡轴，所述过渡轴一端设置有与所述中间齿轮啮合的过渡齿轮，另一端连接第一行星齿轮机构，所述过渡齿轮传递的扭矩经所述第一行星齿轮机构变速比后由输出轴输出； 

其特征在于，还包括电机，所述电机的转轴连接第二行星齿轮机构，所述第二行星齿轮机构与所述中间轴之间设置有电机离合器。 

2.根据权利要求1所述的混合动力纵置双离合变速箱传动装置，其特征在于，所述第一行星齿轮机构为拉维纳行星齿轮机构，其中的小太阳轮与所述过渡轴刚性连接，大太阳轮的转动受第一制动器控制，短行星轮与长行星轮的行星架刚性连接后与所述过渡轴之间设置行星齿轮机构离合器并受第二制动器控制。 

3.根据权利要求2所述的混合动力纵置双离合变速箱传动装置，其特征在于，所述短行星轮与所述长行星轮的行星架刚性连接后受单向离合器控制。 

4.根据权利要求1所述的混合动力纵置双离合变速箱传动装置，其特征在于，所述第二行星齿轮机构为单行星齿轮机构，其中太阳轮与所述电机的转轴刚性连接，行星架与所述电机离合器连接。