CN206012325U - 一种混合动力汽车驱动系统 - Google Patents

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李蕾
李培权
黄又奇
刘占
刘占一
王江波
常昱茜
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Abstract

本实用新型涉及一种混合动力汽车驱动系统,其第一输入轴与第一离合器相连,第一输入轴上固定有七挡、三挡、五挡、一挡主动齿轮,第二输入轴套在第一输入轴外且与第二离合器相连,第二输入轴上固定有二/四挡、六挡主动齿轮;第一输出轴上安装有一挡、三挡从动齿轮、二挡、六挡从动齿轮、第一输出轴输出齿轮,第二输出轴上安装五挡、七挡从动齿轮、电机联动齿轮、四挡/倒挡三联齿轮、第二输出轴输出齿轮,倒挡轴上安装第一、第二倒挡齿轮、倒挡输出齿轮、空套齿轮,电机轴上安装电机轴输出齿轮,减速转换轴上安装第一减速齿轮及第二减速齿轮。本实用新型结构传动效率高、成本低、驱动系统轴向尺寸小,有效解决前置型混合动力汽车动力的布置难题。

Description

一种混合动力汽车驱动系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及混合动力汽车驱动,特别是一种混合动力汽车驱动系统。背景技术
[0002] 现有的自动双离合变速器由于主动齿轮较多而导致轴向尺寸较长,同时挡位少, 与整车匹配的动力性和经济性都不够理想,在此基础上做混合动力布置会导致前舱空间非常有限。目前混合动力车型,由于电机及电机控制系统的加入,使得整车前舱空间非常局促,且更多的方案难以布置。而且一些混合动力车辆只有一个倒挡,倒挡速比恒定,特殊工况下(比如急速倒车时),不能很好地满足驾驶员的倒车要求。亟需更紧凑的机型设计来满足需要。发明内容
[0003] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供传动效率高、成本低、驱动系统轴向尺寸小的动力耦合装置,有效解决前置前驱型混合动力汽车动力的布置难题;而且给出双倒挡方案,在特殊工况下满足驾驶员的倒车要求。
[0004] 本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的:
[0005] —种混合动力汽车驱动系统,其特征在于,包括第一离合器、第二离合器、第一输入轴、第二输入轴、第一输出轴、第二输出轴、倒挡轴、电机轴、差速器;
[0006] 所述第一输入轴与所述第一离合器相连,第一输入轴上固定有七挡、三挡、五挡、 一挡主动齿轮,第二输入轴套在第一输入轴外且与第二离合器相连,第二输入轴上固定有二/四挡、六挡主动齿轮;
[0007] 第一输出轴上安装有一挡、三挡、二挡、六挡从动齿轮,第一输出轴输出齿轮,一挡、三挡从动齿轮之间安装第二双向同步器,二挡、六挡从动齿轮之间安装第一双向同步器,第一输出轴输出齿轮连接差速器;
[0008] 第二输出轴上安装五挡、七挡从动齿轮,电机联动齿轮,四挡/倒挡三联齿轮、第二输出轴输出齿轮,五挡、七挡从动齿轮之间安装第四双向同步器,电机联动齿轮与四挡/倒挡三联齿轮之间安装第三双向同步器,四挡/倒挡三联齿轮的中间的四挡齿轮与二/四挡主动齿轮啮合,第二输出轴输出齿轮连接差速器;
[0009] 倒挡轴上安装第一倒挡齿轮、第二倒挡齿轮、倒挡输出齿轮,第一倒挡齿轮、第二倒挡齿轮之间安装第五双向同步器,第一、第二倒挡齿轮分别与倒挡三联齿轮的两侧的倒挡齿轮进行啮合;
[0010] 电机轴上安装电机轴输出齿轮,该电机轴输出齿轮啮合减速转换轴上的第一减速齿轮,减速转换轴上的第二减速齿轮啮合套装于倒挡轴上的空套齿轮,该空套齿轮啮合第二输出轴上的电机联动齿轮。
[0011] 本实用新型的优点和有益效果为:
[0012] 1、本混合动力汽车驱动系统,可实现多挡位的混动模式,电机通过电机轴直接动力输出至差速器,电机动力利用率高,避免不必要的过程传递中能量损失。
[0013] 2、本混合动力汽车驱动系统,电机控制程序调整转速,一方面控制输出轴与电机轴输出的一致性,另一方面控制同一轴上两个挡位齿轮同步输出的一致性。
[0014] 3、本混合动力汽车驱动系统,可实现双离合器同时接合,同步的,一个用于动力输出至车轮,一个用于发电机充电,互不影响。
[0015] 4、本混合动力汽车驱动系统,可实现燃油单独驱动、纯电动、混动功能,且上述功能在车辆行驶过程中可任意切换,可最大程度兼顾车辆的驾驶操控性能以及燃油经济性。
[0016] 5、本混合动力汽车驱动系统,可实现两种倒挡挡位,以燃油、混动和纯电动三种形式驱动倒挡。
[0017] 6、本混合动力汽车驱动系统,可根据不同的驱动模式,选择适当的速比进行发电, 使发电效率最大化,同时发动机以及电机都可以在最经济工况下运转,进而延长发动机以及电机的使用寿命。
[0018] 7、本混合动力汽车驱动系统,通过同步器S3与三联齿轮31既能控制三个不同的挡位的选择,又能控制电机能量的输入和输出。
[0019] 8、本实用新型结构设计科学合理,具有传动效率高、成本低、驱动系统轴向尺寸小优点,有效解决前置前驱型混合动力汽车动力的布置难题;而且给出双倒挡方案,在特殊工况下满足驾驶员的倒车要求。附图说明[〇〇2〇]图1为本实用新型的结构原理示意图。
[0021] 附图标记说明[0〇22] 1-第一输入轴、2-第二输入轴、3-倒挡轴、4-第二输出轴、5-第一输出轴、6-电机轴、7-减速转换轴、11-电机轴输出齿轮、13-空套齿轮、14-第二倒挡齿轮、15-电机联动齿轮、16-七挡从动齿轮、17-五挡从动齿轮、18-三挡主动齿轮、19-五挡主动齿轮、20-—挡主动齿轮、21-七挡主动齿轮、22-六挡主动齿轮、23-—挡从动齿轮、24-三挡从动齿轮、25-六挡从动齿轮、26-二挡从动齿轮、27-差速器、28-第一输出轴输出齿轮、29-二/四挡主动齿轮、30-第二输出轴输出齿轮、31-四挡/倒挡三联齿轮、312-四挡联齿,311-第一倒挡联齿, 313-第二倒挡联齿,32-倒挡输出齿轮、33-第一倒挡齿轮、121-第一减速齿轮、122-第二减速齿轮;[〇〇23] 第一离合器K1、第二离合器K2、第二双向同步器S2、第一双向同步器S1、第三双向同步器S3、第三双向同步器S4、第五双向同步器S5。具体实施方式
[0024] 下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本实用新型的保护范围。[0〇25] —种混合动力汽车驱动系统,其包括第一离合器K1、第二离合器K2、第一输入轴1、第二输入轴2、第一输出轴5、第二输出轴4、倒挡轴3、电机轴6、差速器27。
[0026] 第一输入轴与第一离合器相连,第一输入轴上固定有七挡主动齿轮21、三挡主动齿轮18、五挡主动齿轮19、一挡主动齿轮20,第二输入轴套在第一输入轴外且与第二离合器相连,第二输入轴上固定有二/四挡主动齿轮29、六挡主动齿轮22;[〇〇27] 第一输出轴上安装有一挡从动齿轮23、三挡从动齿轮24、二挡从动齿轮26、六挡从动齿轮25、第一输出轴输出齿轮28, 一挡从动齿轮23、三挡从动齿轮24之间安装第二双向同步器S2,二挡从动齿轮26、六挡从动齿轮25之间安装第一双向同步器S1,第一输出轴输出齿轮28连接差速器27;
[0028] 第二输出轴上安装五挡从动齿轮17、七挡从动齿轮16、电机联动齿轮15、四挡/倒挡三联齿轮31、第二输出轴输出齿轮30,五挡从动齿轮、七挡从动齿轮之间安装第四双向同步器S4,电机联动齿轮与四挡/倒挡三联齿轮之间安装第三双向同步器S3,四挡/倒挡三联齿轮的四挡联齿312与二/四挡主动齿轮29啮合,第二输出轴输出齿轮30连接差速器;[〇〇29] 倒挡轴上安装第一倒挡齿轮33、第二倒挡齿轮14、倒挡输出齿轮32,第一倒挡齿轮 33、第二倒挡齿轮14之间安装第五双向同步器S5,第一倒挡齿轮33、第二倒挡齿轮14分别与四挡/倒挡三联齿轮31的两侧第一倒挡联齿311、第二倒档联齿313进行啮合;
[0030] 电机轴上安装电机轴输出齿轮11,该电机轴输出齿轮嗤合减速转换轴上的第一减速齿轮121,减速转换轴上的第二减速齿轮122啮合套装于倒挡轴上的空套齿轮13,该空套齿轮啮合第二输出轴上的电机联动齿轮15。
[0031] 双离合变速器直接相连的两个轴,第二输入轴2和第一输入轴1,第二输入轴2为空套结构,空套在第一输入轴1外面,第二输入轴2和第一输入轴1作为主轴分别由两个离合器 (干式或者湿式)独立控制,奇数挡由第一离合器K1控制,偶数挡由第二离合器K2控制;倒挡轴3、第二输出轴4、第一输出轴5,一个电机轴6围绕在第二输入轴2和第一输入轴1周围。 [〇〇32] 第二输入轴2上,从靠近离合器端开始,依次布置:二/四挡主动齿轮29、六挡主动齿轮22;其中六挡主动齿轮22对应的电机联动齿轮15为电机专用齿轮,用于发动机动力向电机的输入,也用于电机动力的输出。第二输入轴2上二/四挡主动齿轮29、六挡主动齿轮22 为固定齿轮。[〇〇33] 第一输入轴1上,从靠近离合器端开始,依次布置:七挡主动齿轮21、三挡主动齿轮18、 五挡主动齿轮19、一挡主动齿轮20;七挡主动齿轮21、三挡主动齿轮18、五挡主动齿轮19、 一挡主动齿轮20均为固定齿轮。[〇〇34] 第一输出轴5上,布置空套齿轮一挡从动齿轮23、三挡从动齿轮24、六挡从动齿轮 25、二挡从动齿轮26,分别与主轴上对应齿轮一挡主动齿轮20、三挡主动齿轮18、六挡主动齿轮22、二/四挡主动齿轮29啮合。一挡从动齿轮23、三挡从动齿轮24间布置第二双向同步器S2,可实现1、3挡挡位选取。六挡从动齿轮25、二挡从动齿轮26间布置第一双向同步器S1, 可实现2、6挡的挡位选取。布置第一输出轴输出齿轮28与差速器27齿轮啮合,可将动力通过差速器输出至车轮。[〇〇35] 第二输出轴4上,布置空套的四挡/倒挡三联齿轮31、电机联动齿轮15、七挡从动齿轮16、五挡从动齿轮17,分别与主轴上对应齿轮二/四挡主动齿轮29、六挡主动齿轮22、七挡主动齿轮21、五挡主动齿轮19啮合。七挡从动齿轮16、五挡从动齿轮17间布置第四双向同步器S4,可实现5,7挡选取。电机联动齿轮15,四挡/倒挡三联齿轮31间布置第三双向同步器 S3,可实现电机挡接入及与同步器S5配合实现4挡、两种倒挡选取。
[0036] 第二输出轴输出齿轮30与差速器齿轮啮合,可将动力通过差速器输出至车轮。四挡/倒挡三联齿轮31是由第一倒挡联齿311、四挡联齿312、第二倒挡联齿313组成的三联齿轮,通过同步器的配合,控制三个不同的挡位。若按照三个挡位普通布置形式,需要增加轴向空间,不利于车辆前舱布置。三联齿轮非常有效的节省了输出轴及输入轴的轴向尺寸,而且能够满足原有的设计目的。
[0037] 倒挡轴3上布置第二倒挡齿轮14、第一倒挡齿轮33分别与第二输出轴4上齿轮313、 311啮合。第二倒挡齿轮14、第一倒挡齿轮33间布置双向同步器S5,可实现R2,R1两个倒挡选取。布置空套齿轮13与电机联动齿轮15和第二减速齿轮122啮合,倒挡输出齿轮32与差速器齿轮啮合,可将动力通过差速器输出至车轮。
[0038] 倒挡轴上的空套齿轮15及同步器S3是相对紧凑的布置形式。若增加惰轮过渡,电机轴就需要布置得相对远一些,此处为了节省径向空间,结构紧凑,给整机在整车中的布置提供便利,不单独设置惰轮轴,直接将过度齿轮布置在倒挡轴上。另为了发动机向电机输送能量的合理性,此过渡齿轮15能够固定相对合理的速比,来保证有效的能量传递效率。
[0039] 电机转换轴上固定布置第一减速齿轮121、第二减速齿轮122,分别与电机轴固定齿轮11及倒挡轴空套齿轮13啮合。
[0040] 电机轴6上布置固定齿轮11与减速转换轴7上布置的第一减速齿轮121啮合。[〇〇41] 本实用新型的工作原理为:[〇〇42] 1、驻车充电的实现:
[0043] 第二离合器K2接合,发动机动力由第二离合器K2—六挡主动齿轮22—电机联动齿轮15—空套齿轮13—第二减速齿轮122—第一减速齿轮121 —电机轴输出齿轮11输出至电机发电。
[0044] 2、纯电动模式的实现:
[0045] 前进挡:同步器S3与电机联动齿轮15同步接合,电机轴通过第二输出轴输出齿轮 30将动力输出至差速器,进而输出至车轮。速度调整通过电机控制系统控制。路径:电机轴输出齿轮11—第一减速齿轮121—第二减速齿轮122—空套齿轮13—电机联动齿轮15—第二输出轴输出齿轮30。
[0046] 另一个路径:同步器S1与六档从动齿轮25同步接合,电机轴通过第一输出轴输出齿轮28将动力输出至差速器,进而输出至车轮。速度调整通过电机控制系统控制。路径:电机轴输出齿轮11—第一减速齿轮121—第二减速齿轮122—空套齿轮13—电机联动齿轮15 —六档主动齿轮25—第一输出轴输出齿轮28。[〇〇47] 倒挡:同步器S3与四挡/倒挡三联齿轮31同步接合,电机轴通过倒挡输出齿轮32将动力输出至差速器,进而输出至车轮。速度调整通过电机控制系统控制。R1倒挡,同步器S5 与第一倒挡齿轮33接合,路径:电机轴输出齿轮11—第一减速齿轮121—第二减速齿轮122 —空套齿轮13—电机联动齿轮15—六挡主动齿轮22—二/四挡主动齿轮29—四挡联齿312 —第一倒挡联齿311—第一倒挡齿轮33—倒挡输出齿轮32;R2倒挡,同步器S5与空套第二倒挡齿轮14接合,路径:电机轴输出齿轮11—第一减速齿轮121—第二减速齿轮122—空套齿轮13—电机联动齿轮15—六挡主动齿轮22—二/四挡主动齿轮29—四挡联齿312—第二倒挡联齿313—第二倒挡齿轮14—倒挡输出齿轮32。[〇〇48] 各挡位混动模式的实现:
[0049] 1挡:第一离合器K1接合,第二双向同步器S2与一挡从动齿轮23接合,发动机动力沿第一输出轴5通过第一输出轴输出齿轮28输出至差速器,进而输出至车轮,路径:E—第一离合器K1—一挡主动齿轮20——挡从动齿轮23—第一输出轴输出齿轮28;同步器S3与电机联动齿轮15接合,电机沿第二输出轴输出齿轮30输出至差速器,进而输出至车轮,路径:M— 电机轴输出齿轮11—第一减速齿轮121—第二减速齿轮122—空套齿轮13—电机联动齿轮 15—第二输出轴输出齿轮30。此时,电机通过控制程序调整转速,以期差速器齿轮能平衡同步接收第一输出轴输出齿轮28、第二输出轴输出齿轮30转速。
[0050] 2挡:第二离合器K2接合,同步器S1与二/四挡从动齿轮26接合,发动机动力沿第一输出轴5第一输出轴输出齿轮28输出至差速器,进而输出至车轮,路径:E—第二离合器K2— 二/四挡从动齿轮26—第一输出轴输出齿轮28;同步器S3与电机联动齿轮15接合,电机沿第二输出轴输出齿轮30输出至差速器,进而输出至车轮,路径:M—电机轴输出齿轮11—第一减速齿轮121—第二减速齿轮122—空套齿轮13—电机联动齿轮15—第二输出轴输出齿轮 30。此时,电机通过控制程序调整转速,以期差速器齿轮能平衡同步接收第一输出轴输出齿轮28、第二输出轴输出齿轮30转速。[〇〇51] 另一条电机输出路径:M—电机轴输出齿轮11—第一减速齿轮121—第二减速齿轮 122—空套齿轮13—电机联动齿轮15—六档主动齿轮22—二/四挡主动齿轮29—二挡从动齿轮26—第一输出轴输出齿轮28,电机通过控制程序调整转速,以期第二输入轴2能平衡同步接收来自发动机及电机的动力。
[0052] 3挡:与1挡同理。[〇〇53] 4挡:第二离合器K2接合,同步器S3与四挡/倒挡三联齿轮31接合,发动机动力沿输出轴4第二输出轴输出齿轮30输出至差速器,进而输出至车轮,路径:E—第二离合器K2— 二/四挡主动齿轮29—四挡联齿312—第二输出轴输出齿轮30;电机驱动路径:M—电机轴输出齿轮11—第一减速齿轮121—第二减速齿轮122—空套齿轮13—电机联动齿轮15—六挡主动齿轮22—二/四挡主动齿轮29—四挡联齿312—第二输出轴输出齿轮30。此时,电机通过控制程序调整转速,以期第二输出轴输出齿轮30能平衡同步接收发动机和电机的动力。 [〇〇54] 5挡:第一离合器K1接合,同步器S4与五挡从动齿轮17接合,发动机动力沿输出轴4第二输出轴输出齿轮30输出至差速器,进而输出至车轮,路径:E—第一离合器K1—五挡主动齿轮19—五挡从动齿轮17—第二输出轴输出齿轮30;同步器S3与电机联动齿轮15接合, 电机沿第二输出轴输出齿轮30输出至差速器,进而输出至车轮,路径:M—电机轴输出齿轮 11—第一减速齿轮121—第二减速齿轮122—空套齿轮13—电机联动齿轮15—第二输出轴输出齿轮30。此时,电机通过控制程序调整转速,以期第二输出轴输出齿轮30能平衡同步接收发动机和电机的动力。[〇〇55] 6挡:第二离合器K2接合,同步器S1与六挡从动齿轮25接合,发动机动力沿第一输出轴5第一输出轴输出齿轮28输出至差速器,进而输出至车轮,路径:E—第二离合器K2—六挡主动齿轮22—六挡从动齿轮25—第一输出轴输出齿轮28;电机驱动路径:M—电机轴输出齿轮11—第一减速齿轮121—第二减速齿轮122—空套齿轮13—电机联动齿轮15—六挡主动齿轮22—六挡从动齿轮25—第一输出轴输出齿轮28。此时,电机通过控制程序调整转速, 以期第一输出轴输出齿轮28能平衡同步接收发动机和电机的动力。[〇〇56] 7挡:第一离合器K1接合,同步器S4与空套齿轮16接合,发动机动力沿输出轴4第二输出轴输出齿轮30输出至差速器,进而输出至车轮,路径:E—第一离合器K1—七挡主动齿轮21 — 16—30;同步器S3与电机联动齿轮15接合,电机沿齿轮30输出至差速器,进而输出至车轮,路径:M—电机轴输出齿轮11—第一减速齿轮121—第二减速齿轮122—空套齿轮13— 电机联动齿轮15—第二输出轴输出齿轮30。此时,电机通过控制程序调整转速,以期第二输出轴输出齿轮30能平衡同步接收发动机和电机的动力。[〇〇57] 发动机边驱动边充电的实现:[〇〇58] 1挡:第一离合器K1接合,第二双向同步器S2与一挡从动齿轮23接合,发动机动力沿第一输出轴5第一输出轴输出齿轮28输出至差速器,进而输出至车轮,路径:E—第一离合器K1—一挡主动齿轮20——挡从动齿轮23—第一输出轴输出齿轮28;第二离合器K2接合, 发动机通过第二离合器K2—六挡主动齿轮22—电机联动齿轮15—空套齿轮13—第二减速齿轮122—第一减速齿轮121—6将动力输送至电机充电。[〇〇59]同理:3挡,5挡,7挡的模式与之类似,发动机通过第一离合器K1输出轴动力输出驱动车轮,通过第二离合器K2将动力输出驱动电机发电。
[0060] 2挡:第二离合器K2接合,同步器S1与二/四挡从动齿轮26接合,发动机动力沿第一输出轴5第一输出轴输出齿轮28输出至差速器,进而输出至车轮,路径:E—第二离合器K2— 六挡主动齿轮22—二/四挡从动齿轮26—第一输出轴输出齿轮28;同时,发动机通过第二离合器K2—六挡主动齿轮22—电机联动齿轮15—空套齿轮13—第二减速齿轮122—第一减速齿轮121—6将动力输送至电机充电。[〇〇61] 同理:4挡,6挡的模式与之类似。[〇〇62] 本实用新型的实施例和附图,但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内,各种替换、变化和修改都是可能的,因此,本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (1)

1.一种混合动力汽车驱动系统,其特征在于,包括第一离合器、第二离合器、第一输入 轴、第二输入轴、第一输出轴、第二输出轴、倒挡轴、电机轴、差速器;所述第一输入轴与所述第一离合器相连,第一输入轴上固定有七挡、三挡、五挡、一挡 主动齿轮,第二输入轴套在第一输入轴外且与第二离合器相连,第二输入轴上固定有二/四 挡、六挡主动齿轮;第一输出轴上安装有一挡、三挡、二挡、六挡从动齿轮,第一输出轴输出齿轮,一挡、三 挡从动齿轮之间安装第二双向同步器,二挡、六挡从动齿轮之间安装第一双向同步器,第一 输出轴输出齿轮连接差速器;第二输出轴上安装五挡、七挡从动齿轮,电机联动齿轮,四挡/倒挡三联齿轮、第二输出 轴输出齿轮,五挡、七挡从动齿轮之间安装第四双向同步器,电机联动齿轮与四挡/倒挡三 联齿轮之间安装第三双向同步器,四挡/倒挡三联齿轮的中间的四挡齿轮与二/四挡主动齿 轮啮合,第二输出轴输出齿轮连接差速器;倒挡轴上安装第一倒挡齿轮、第二倒挡齿轮、倒挡输出齿轮,第一倒挡齿轮、第二倒挡 齿轮之间安装第五双向同步器,第一、第二倒挡齿轮分别与倒挡三联齿轮的两侧的倒挡齿 轮进行啮合;电机轴上安装电机轴输出齿轮,该电机轴输出齿轮嗤合减速转换轴上的第一减速齿 轮,减速转换轴上的第二减速齿轮啮合套装于倒挡轴上的空套齿轮,该空套齿轮啮合第二 输出轴上的电机联动齿轮。
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