CN208439052U - 单电机混合动力用变速器 - Google Patents

Abstract

一种单电机混合动力用变速器，包括：输入轴、中间轴和过渡轴，其中：第一主动齿轮、第四同步器、第二主动齿轮、第三主动齿轮、第二同步器、第四主动齿轮、第五主动齿轮、第一同步器和第六主动齿轮依次设置于与发动机相连的输入轴上，第一从动齿轮、第一中间齿轮、第三至第六从动齿轮以及减速主动齿轮设置于中间轴上，第二中间齿轮、第二从动齿轮、过渡齿轮、第七从动齿轮、第三同步器和第八从动齿轮依次设置于过渡轴上。本装置能够使发动机动力与电机动力在传递的过程中做到单独操控，互不干涉，同时在需要的时候，又可以互相弥补。

Description

单电机混合动力用变速器

技术领域

本实用新型涉及的是一种混合动力汽车领域的技术，具体是一种单电机混合动力用变速器。

背景技术

机械式自动变速器在换档过程中存在发动机的动力丢失，驱动电机的加入，可以很好的弥补机械式自动变速器的这一缺陷，同时又可以充分利用机械式变速器的高效率低成本优势，是很多混合动力车型的所选方案。现有技术在机械式自动变速器基础上改进的混合动力变速器具有以下某个缺陷：纯发动机驱动车辆时电机无法脱开，致使变速器的整体效率降低；纯发动机驱动挡位偏少或无发动机倒挡功能；无法只用一个电机兼顾停车充电、纯电驱动等混合动力变速器的所有功能；轴向尺寸大，整车布置困难。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种单电机混合动力用变速器，在原有机械式自动变速器结构的基础上，巧妙接入驱动电机，通过同步机构操纵发动机动力及电机动力的传递方向，能够使发动机动力与电机动力在传递的过程中做到单独操控，互不干涉，同时在需要的时候，又可以互相弥补。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型包括：输入轴、中间轴和过渡轴，其中：第一主动齿轮、第四同步器、第二主动齿轮、第三主动齿轮、第二同步器、第四主动齿轮、第五主动齿轮、第一同步器和第六主动齿轮依次设置于与发动机相连的输入轴上，第一从动齿轮、第一中间齿轮、第三至第六从动齿轮以及减速主动齿轮设置于中间轴上，第二中间齿轮、第二从动齿轮、过渡齿轮、第七从动齿轮、第三同步器和第八从动齿轮依次设置于过渡轴上。

所述的第三至第六主动齿轮分别与之对应的第三至第六从动齿轮相啮合；所述的第一中间齿轮分别与第二主动齿轮和第二从动齿轮相啮合；第二中间齿轮分别与第一主动齿轮和第一从动齿轮相啮合；所述的第五从动齿轮分别与第五主动齿轮和第七从动齿轮相啮合；所述的第六从动齿轮分别与第六主动齿轮和第八从动齿轮相啮合。

所述的过渡齿轮通过惰轮机构与电机输出轴相连。

所述的减速主动齿轮通过减速从动齿轮与差速器相连。

技术效果

与现有技术相比，本实用新型只需单电机即可实现混合动力汽车的所有模式，以较低成本实现机械式自动变速器车型的混合动力化；在不包括一挡和四挡的纯发动机驱动时，可以断开驱动电机，当纯电机驱动时，可以断开发动机，使动力在变速器内高效传递；发动机换挡与电机换挡可相互弥补动力，实现动力换挡，提高整车驾驶感受；电机反转倒挡和发动机倒挡可分别工作也可一起工作，实现倒挡；通过第四同步器可以实现驻车充电，以及在纯电行驶中启动发动机；发动机六个挡位和电机两个挡位的结构，能够保证在任意车速下的发动机及电机均在高效区工作；较短的变速器轴向尺寸能够满足传统车的前舱布置需求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：输入轴1、中间轴2、过渡轴3、过渡齿轮4、主动齿轮5、从动齿轮6、第一中间齿轮7、第二中间齿轮8、第一至第四同步器A～D、惰轮齿轮9、电机齿轮10、电机11、差速器12、倒挡主动齿轮50、充电挡主动齿轮51、三挡主动齿轮52、六挡主动齿轮53、二挡主动齿轮54、五挡主动齿轮55、减速主动齿轮56、倒挡从动齿轮60、三挡从动齿轮61、六挡从动齿轮62、二挡从动齿轮63、五挡从动齿轮64、充电挡从动齿轮65、混合动力一挡从动齿轮66、混合动力二挡从动齿轮67、减速从动齿轮68。

具体实施方式

如图1所示，本实施例包括：带有结合齿的六个主动齿轮5的输入轴1、带有五个从动齿轮6的中间轴2、带有过渡齿轮4和三个从动齿轮6的过渡轴3、两个中间齿轮7～8、四个同步器A～D、惰轮齿轮9、电机齿轮10、电机11以及差速器12，其中：倒挡主动齿轮50、充电挡主动齿轮51、三挡主动齿轮52、六挡主动齿轮53、二挡主动齿轮54和五挡主动齿轮55依次空套于输入轴1上，第四同步器D、第二同步器B和第一同步器A固定设置于输入轴1上，第四同步器D位于倒挡主动齿轮50和充电挡主动齿轮51之间，第二同步器B位于三挡主动齿轮52和六挡主动齿轮53之间，第一同步器A位于二挡主动齿轮54和五挡主动齿轮55之间，倒挡从动齿轮60、三挡从动齿轮61、六挡从动齿轮62、二挡从动齿轮63、五挡从动齿轮64以及减速主动齿轮56依次固定设置于中间轴2上，充电挡中间齿轮7空套于中间轴2上并位于倒挡从动齿轮60和三挡从动齿轮61之间，倒挡中间齿轮8、混合动力一挡从动齿轮66和混合动力二挡从动齿轮67依次空套于过渡轴3上，充电挡从动齿轮65和过渡齿轮4固定设置于过渡轴3上并依次位于倒挡中间齿轮8和混合动力一挡从动齿轮66之间，第三同步器C固定设置于过渡轴3上并位于混合动力一挡从动齿轮66和混合动力二挡从动齿轮67之间，三挡主动齿轮52、六挡主动齿轮53、二挡主动齿轮54以及五挡主动齿轮55与之对应的从动齿轮6相啮合，充电挡中间齿轮7分别与充电挡主动齿轮51和充电挡从动齿轮65相啮合，倒挡中间齿轮8分别与倒挡主动齿轮50和倒挡从动齿轮60相啮合，混合动力一挡从动齿轮66与二挡从动齿轮63相啮合，混合动力二挡从动齿轮67与五挡从动齿轮64相啮合，惰轮齿轮9分别与过渡齿轮4和电机齿轮10相啮合，差速器12通过减速主动齿轮56与中间轴2相啮合，电机11与电机齿轮10相连。

所述的混合动力一挡从动齿和混合动力二挡从动齿轮均带有结合齿。

所述的差速器12设有减速从动齿轮68。

所述的混合动力一挡为电机一挡和发动机一挡混合。

所述的混合动力二挡为电机二挡和发动机四挡混合。

所述的输入轴1、中间轴2、过渡轴3、惰轮齿轮9以及差速器12的两端均设有轴承。

所述的第一至第四同步器A～D为液压换挡系统控制或电换挡系统控制。

如图1所示，上述各挡位通过以下方式控制：发动机二挡和五挡由第一同步器A控制，发动机三挡和六挡由第二同步器B控制，发动机一挡和四挡由第四同步器D以及第三同步器C共同控制，电机一挡和电机二挡由第三同步器C控制，发动机倒挡和充电挡均由第四同步器D控制。

本实用新型的单电机混合动力用变速器可以实现多种工作模式：

纯电动模式：

电机一挡动力传输过程：第三同步器C左移，动力经电机11的齿轮、惰轮齿轮9、过渡齿轮4、过渡轴3、第三同步器C、电机一挡主动齿轮、二挡从动齿轮63、中间轴2、减速主动齿轮56传递至差速器12，驱动车辆。

电机二挡动力传输过程：第三同步器C右移，动力经电机11的齿轮、惰轮齿轮9、过渡齿轮4、过渡轴3、第三同步器C、电机二挡主动齿轮、五挡从动齿轮64、中间轴2、减速主动齿轮56传递至差速器12，驱动车辆。

纯发动机模式：

发动机五挡动力传输过程：第一同步器A右移，动力经输入轴1、第一同步器A、五挡主动齿轮55、五挡从动齿轮64、中间轴2、减速主动齿轮56、减速从动齿轮68传递至差速器12，驱动车辆。

发动机二挡动力传输过程：第一同步器A左移，动力经输入轴1、第一同步器A、二挡主动齿轮54、二挡从动齿轮63、中间轴2、减速主动齿轮56、减速从动齿轮68传递至差速器12，驱动车辆。

发动机六挡动力传输过程：第二同步器B右移，动力经输入轴1、第二同步器B、六挡主动齿轮53、六挡从动齿轮62、中间轴2、减速主动齿轮56、减速从动齿轮68传递至差速器12，驱动车辆。

发动机三挡动力传输过程：第二同步器B左移，动力经输入轴1、第二同步器B、三挡主动齿轮52、三挡从动齿轮61、中间轴2、减速主动齿轮56、减速从动齿轮68传递至差速器12，驱动车辆。

发动机四挡动力传输过程：第四同步器D右移，同时第三同步器C右移，动力经输入轴1、第四同步器D、充电挡主动齿轮51、充电挡从动齿轮65、过渡轴3、第三同步器C、电机二挡主动齿轮、五挡从动齿轮64、中间轴2、减速主动齿轮56、减速从动齿轮68传递至差速器12，驱动车辆。

发动机一挡动力传输过程：第四同步器D右移，同时第三同步器C左移，动力经输入轴1、第四同步器D、充电挡主动齿轮51、充电挡中间齿轮7、充电挡从动齿轮65、过渡轴3、第三同步器C、电机一挡主动齿轮、二挡从动齿轮63、中间轴2、减速主动齿轮56、减速从动齿轮68传递至差速器12，驱动车辆。

混合动力模式：

组合方式有：电机一挡分别与发动机一挡、二挡、三挡组合，电机二挡分别与发动机三挡、四挡、五挡、六挡组合。

倒档模式：

纯电动倒档：动力经电机一挡的动力传输过程反向驱动车辆。

发动机倒档：第四同步器D左移，动力经输入轴1、第四同步器D、倒挡主动齿轮50、倒挡中间齿轮8、倒挡从动齿轮60、中间轴2、减速主动齿轮56、减速从动齿轮68传递至差速器12，反向驱动车辆。

电机倒挡与发动机倒挡同时驱动，则实现混动倒挡。

驻车充电模式：

第四同步器D右移，动力经输入轴1、第四同步器D、充电挡主动齿轮51、充电挡中间齿轮7、充电挡从动齿轮65、过渡轴3、过渡齿轮4、惰轮齿轮、电机齿轮10传递至电机11，进行发电。

停车启动发动机模式：

驱动电机11输出动力，并将驻车充电的动力传输过程反向传递，则实现停车启动发动机模式。

纯电驱动中启动发动机模式：

在电机一挡驱动车辆，或电机二挡驱动车辆的过程中，如果需要启动发动机，则第四同步器D右移，闭合离合器，电机11动力驱动车辆的同时，经过充电挡从动齿轮65、充电挡中间齿轮7、充电挡主动齿轮51、第四同步器D传递至输入轴1，进行发动机启动。

纯发动机驱动中充电模式：

第四同步器D右移，发动机驱动车辆的同时，动力经第四同步器D、充电挡主动齿轮51、充电挡中间齿轮7、充电挡从动齿轮65、过渡轴3、过渡齿轮4、惰轮齿轮传递至电机11齿轮，驱动电机11，进行发电。

纯电驱动或混合动力驱动中的制动能量回收模式：

车轮制动过程中的动力，动力传输过程经啮合中的纯电挡位，同时反向，输入到电机11，实现制动发电。

动力换档：

在混合动力驱动的过程中，进行电机挡位或者发动机挡位的升降，需要保持另一动力所在挡位不变的情况下，进行所需要动力目标挡位的切换。

在纯电驱动或者纯发动机驱动的过程中，进行电机档位或者发动机档位的升降，需要先启动另一动力，切换到对应的混合动力驱动模式，再进行目标挡位升降，再断开不需要的动力。

具体的工作模式见下表：

注：L-同步机构左移，R-同步机构右移，0-同步机构中位。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本实用新型原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本实用新型的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本实用新型之约束。

Claims (6)

1.一种单电机混合动力用变速器，其特征在于，包括：输入轴、中间轴和过渡轴，其中：第一主动齿轮、第四同步器、第二主动齿轮、第三主动齿轮、第二同步器、第四主动齿轮、第五主动齿轮、第一同步器和第六主动齿轮依次设置于与发动机相连的输入轴上，第一从动齿轮、第一中间齿轮、第三至第六从动齿轮以及减速主动齿轮设置于中间轴上，第二中间齿轮、第二从动齿轮、过渡齿轮、第七从动齿轮、第三同步器和第八从动齿轮依次设置于过渡轴上。

2.根据权利要求1所述的单电机混合动力用变速器，其特征是，所述的第三至第六主动齿轮分别与之对应的第三至第六从动齿轮相啮合；所述的第一中间齿轮分别与第二主动齿轮和第二从动齿轮相啮合；第二中间齿轮分别与第一主动齿轮和第一从动齿轮相啮合；所述的第五从动齿轮分别与第五主动齿轮和第七从动齿轮相啮合；所述的第六从动齿轮分别与第六主动齿轮和第八从动齿轮相啮合。

3.根据权利要求1所述的单电机混合动力用变速器，其特征是，所述的所述的过渡齿轮通过惰轮机构与电机输出轴相连。

4.根据权利要求1所述的单电机混合动力用变速器，其特征是，所述的过渡齿轮通过惰轮齿轮与设置于电机输出轴上的电机齿轮相啮合。

5.根据权利要求4所述的单电机混合动力用变速器，其特征是，所述的减速主动齿轮通过减速从动齿轮与差速器相连。

6.根据权利要求1所述的单电机混合动力用变速器，其特征是，所述的第一至第六主动齿轮、第七从动齿轮和第八从动齿轮均带有结合齿。