CN208515366U - 混合动力汽车的变速器传动系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型揭示了一种混合动力汽车的变速器传动系统,至少包括发动机,所述发动机通过分离离合器与输入轴组件传动连接;还包括与所述输入轴组件配接的齿轮机构以及通过齿轮机构传输动力的输出轴组件,所述输出轴组件包括设置在所述输入轴组件一侧的输出轴;所述齿轮机构包括固设在所述输入轴组件上的复数个主动齿轮组,以及空套于所述输出轴组件上的复数个从动齿轮组;所述主动齿轮组中一挡主动齿轮与设置在所述输入轴组件另一侧的电动机传动连接。本实用新型的有益效果主要体现在:减小挡位设置,简化系统结构,本系统能够使变速器低挡位和高挡位均能运转混动模式,动力性能好、节油性能好,同时,发动机能够在行驶和怠速过程中给蓄电池充电。

Description

混合动力汽车的变速器传动系统
技术领域
本实用新型涉及汽车技术领域,具体而言,尤其涉及一种混合动力汽车的变速器传动系统。
背景技术
随着世界范围的能源紧张以及排放法规对车辆碳排放的限制,安全、节能、环保成为现代汽车发展的主题。同时传统内燃机已不能满足排放要求,而纯电动汽车、燃料电池汽车等新能源汽车受到关键技术的瓶颈制约,短时间内难以突破。具体表现在:
①传统动力总成技术主要着手降低发动机的排放,提高发动机的效率,但是单靠改进发动机技术已不能满足日益苛刻的排放法规,需要寻找新的突破;
②纯电动汽车虽然可以实现零排放,能够符合任何排放法规的要求,但是电动汽车的研发涉及的关键技术甚多,如电池及电池控制、高性能电机、整车综合控制等等,目前这些技术尚不成熟,且受到电池费用高,冲、放电循环次数少,以及整车行驶里程短等因素的限制,纯电动轿车在短时期内的发展将受到很大的限制。
因此,混合动力汽车越来越成为合乎时宜的选择。
混动动力一般是指油电混合。混合动力汽车有电动机和发动机双引擎,可以由电动机或发动机单一动力驱动,也可由电动机和发动机同时驱动,正常工作时会根据驾驶员操作意图和路况协调发动机和电动机的动力输出。
混合动力汽车通过混动变速箱实现电动机和发动机的定力匹配。例如,当低速行驶时,汽车由电动机单独驱动;当高速巡航行驶时,汽车由发动机单独驱动,如果动力电池电量低,则发动机在驱动汽车的同时带动发电机为动力电池充电;当爬坡或急加速时,汽车由发动机和电动机共同去驱动;当下坡或制动时,通过混动变速器带动发电机能量回收。相比于传统汽车,混合动力汽车具有发动机、电动机双擎,可以让发动机更多时间工作在效率最高的转速区,其燃油经济性更高、舒适性更好、动力更强劲。
目前,混合动力汽车中采用的变速箱多为5速及以上变速箱,结构形式多为行星齿轮式,虽具有结构紧凑、体积小、集成性好、可实现无级变速的优点,但是其控制策略复杂,加工精度要求较高,成本高。如果汽车行驶过程中更多地用发动机驱动,则油耗难以降低。如果汽车行驶过程中更多地用电动机驱动,若电动机驱动变速器输入轴,则换挡无动力补偿,造驾驶舒适性差;若电动机驱动变速器输出轴,则变速器挡位利用率低,造成浪费。因此无法实现动力和经济性及舒适性的完美匹配。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足,提供一种混合动力汽车的变速器传动系统。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:
一种混合动力汽车的变速器传动系统,至少包括发动机,所述发动机通过分离离合器与输入轴组件传动连接;所述输入轴组件包括与所述分离离合器固接的第一输入轴,以及共轴空套在所述第一输入轴周向外侧的第二输入轴;
还包括与所述输入轴组件配接的齿轮机构以及通过齿轮机构传输动力的输出轴组件,所述输出轴组件包括设置在所述输入轴组件一侧的输出轴,所述输出轴与所述第一输入轴平行;所述齿轮机构包括固设在所述输入轴组件上的复数个主动齿轮组,以及空套于所述输出轴组件上的复数个从动齿轮组;所述主动齿轮组中一挡主动齿轮与设置在所述输入轴组件另一侧的电动机传动连接。
优选的,所述齿轮机构至少包括固设在所述第二输入轴上的一挡主动齿轮和三挡主动齿轮,以及空套在所述输出轴上分别与所述一挡主动齿轮和三挡主动齿轮相啮合的一挡从动齿轮和三挡从动齿轮,所述一挡从动齿轮和三挡从动齿轮之间还设有一三同步器,所述一三同步器可选择的与所述一挡从动齿轮和三挡从动齿轮传动连接。
优选的,所述一挡主动齿轮位于所述分离离合器和三挡主动齿轮之间。
优选的,所述齿轮机构还包括空套在所述第一输入轴上的二挡主动齿轮,以及固设在所述输出轴上的二挡从动齿轮,所述二挡主动齿轮和二挡从动齿轮相啮合。
优选的,所述第一输入轴上设有一二三挡同步器,所述二三挡同步器可与所述二挡主动齿轮传动连接。
优选的,所述电动机的电机轴上固设有一联动齿轮,所述联动齿轮与所述一挡主动齿轮之间设有一传动轴以及设置在所述传动轴上的传动齿轮,所述传动齿轮与所述联动齿轮和一挡主动齿轮相啮合。
优选的,所述输出轴上固设有一主动齿轮,所述主动齿轮位于靠近差速器的一端,且与其传动连接。
本实用新型的有益效果主要体现在:
1、本传动系统能够使变速器低挡位和高挡位均能运转混动模式,动力性能好、节油性能好、提高驾驶舒适性;
2、本传动系统中,换挡动力不中断,同时,发动机能够在行驶和怠速过程中给蓄电池充电,进一步实现减排目的;
3、本传动系统减少挡位设置,从而简化系统结构;
4、本传动系统可根据实际需求选择纯电动或混动情况下工作,其适用性更广;
5、本传动系统更紧凑,重量轻、成本度,体积小,有利于整车搭载。
6、本传动系统将传统意义上的倒挡去掉,通过电动机驱动一挡位齿轮实现倒挡。
附图说明
下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明:
图1:本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限于本实用新型,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
如图1所示,本实用新型揭示了一种混合动力汽车的变速器传动系统,至少包括发动机1,所述发动机1通过分离离合器2与输入轴组件5传动连接。所述输入轴组件5包括与所述分离离合器2固接的第一输入轴51,以及共轴空套在所述第一输入轴51周向外侧的第二输入轴52。本实用新型还包括与所述输入轴组件5配接的齿轮机构6以及通过齿轮机构6传输动力的输出轴组件7,所述输出轴组件7包括设置在所述输入轴组件5一侧的输出轴71,所述输出轴71与所述第一输入轴51平行。所述齿轮机构6包括固设在所述输入轴组件5上的复数个主动齿轮组,以及空套于所述输出轴组件7上的复数个从动齿轮组。
下面具体阐述一下所述齿轮机构6的结构,所述齿轮机构6至少包括固设在所述第二输入轴52上的一挡主动齿轮61和三挡主动齿轮63,以及空套在所述输出轴71上分别与所述一挡主动齿轮61和三挡主动齿轮63相啮合的一挡从动齿轮91和三挡从动齿轮93,所述一挡从动齿轮91和三挡从动齿轮93之间还设有一三同步器94,所述一三同步器94可选择的与所述一挡从动齿轮91和三挡从动齿轮93传动连接。进一步的,所述一挡主动齿轮61位于所述分离离合器2和三挡主动齿轮63之间,一挡主动齿轮61相对靠近连轴离合器的方式可以使变速箱更合理地匹配到合适的速比,以提升变速箱的使用效果。所述齿轮机构6还包括空套在所述第一输入轴51上的二挡主动齿轮62,以及固设在所述输出轴71上的二挡从动齿轮92,所述二挡主动齿轮62和二挡从动齿轮92相啮合,所述第一输入轴51还上设有一二三挡同步器95,所述二三挡同步器95可与所述二挡主动齿轮62传动连接。
本实用新型的设计要点在于:所述输入轴组件5的 另一侧设有一电动机3,所述电动机3的电机轴上固设有一联动齿轮31,所述联动齿轮31与所述一挡主动齿轮61之间设有一传动轴32以及设置在所述传动轴32上的传动齿轮33,所述传动齿轮33与所述联动齿轮31和一挡主动齿轮61相啮合。进一步的,所述输出轴71上固设有一主动齿轮8,所述主动齿轮8位于靠近差速器10的一端,且与其传动连接。
本实用新型中,所述电动机3和发动机1还与蓄电池(图中未示出)连接,在车辆制动、汽车怠速以及发动机1动力输出过多的情况下,所述发动机1可以作为发电动机来使用,对这部分能量进行回收,以电能的形式储存于所述蓄电池中,以在需要时通过所述电动机3以动力形式输出。
区别现有技术,本混合动力汽车的变速器传动系统能够在一挡和三挡时处于运转混动模式。具体来说,本系统工作原理如下:所述电动机3通电开始工作,所述分离离合器处于接合状态,所述发动机1也通过燃料燃烧工作,两者能够共同为输出轴提供动力,即此时变速器属于混动状态,由于通过上述设计,使得电动机3和发动机1的动力能够直接传递作用在输出轴上,从而使得电动机均能够实时为发动机提供动力补偿,进而提高动力性能,从而提高该系统的动力性能、节油性能以及驾驶舒适性。
汽车仅可在倒挡、一挡以及三挡时由纯电动机驱动。当处于一挡或倒挡并处于纯电动机驱动且充电模式时,其动力传递路线为:电动机3—联动齿轮31—传动齿轮33—一挡主动齿轮61—第二输入轴52—一挡从动齿轮91—输出轴71—主动齿轮8—差速器10。此时,所述电动机3能够发电并将电能送到汽车内的蓄电池中储存。以从上述动力传递路线可知,此时的电动机实际为发电动机,也就是说,此时电动机的电动机轴以及其上的线圈作为转子进行发电,并将产生的电能储存到蓄电池中,这样使得电动机能够得到充足电能供电,使得变速器能够有效运转混动模式,进而提高动力性能;同时,使得蓄电池的设计规格能够变小,有利于节省车内安装空间。另外三挡的动力传递路线可参考一挡的动力传递路线,在此不做过多赘述。
汽车仅可在一挡和三挡时处于混动模式,可极大地增强其动力性能、爬坡性能、节油性能,并且提高驾驶舒适性。当汽车挂到一挡并处于混动驱动且充电模式时,本系统的动力传递路线为两条:第一条为:电动机3—联动齿轮31—传动齿轮33—一挡主动齿轮61—第二输入轴52—一挡从动齿轮91—输出轴71—主动齿轮8—差速器10;第二条为:发动机1—分离离合器2—第一输入轴51—二三挡同步器95—三挡主动齿轮63—第二输入轴52—一挡主动齿轮61—一挡从动齿轮91—输出轴71—主动齿轮8—差速器10。从上述动力传递路线可知,此时的发动机实际为发电动机,也就是说,此时发动机的机轴以及其上的线圈作为转子进行发电,并将产生的电能储存到蓄电池中,这样使得电动机能够得到充足电能供电,使得变速器能够有效运转混动模式,进而提高动力性能;同时,使得蓄电池的设计规格能够变小,有利于节省车内安装空间。另外,汽车挂到三挡的动力传递路线可参考上述动力传递路线,就不做过多赘述。
当汽车处于纯发动机驱动时,其在一挡、二挡以及三挡进行切换,当处于一挡时,其动力传递路线为:发动机1—分离离合器2—第一输入轴51—二三挡同步器95—三挡主动齿轮63—第二输入轴52—一挡主动齿轮61—一挡从动齿轮91—输出轴71—主动齿轮8—差速器10。另外二挡和三挡的动力传递路线可参考上述动力传动路线,不做过多赘述。
本实用新型的有益效果主要体现在:
1、本传动系统能够使变速器低挡位和高挡位均能运转混动模式,动力性能好、节油性能好、提高驾驶舒适性;
2、本传动系统中,换挡动力不中断,同时,发动机能够在行驶和怠速过程中给蓄电池充电,进一步实现减排目的;
3、本传动系统减少挡位设置,从而简化系统结构;
4、本传动系统可根据实际需求选择纯电动或混动情况下工作,其适用性更广;
5、本传动系统更紧凑,重量轻、成本度,体积小,有利于整车搭载。
6、本传动系统将传统意义上的倒挡去掉,通过电动机驱动一挡位齿轮实现倒挡。
应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本实用新型的保护范围,凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.混合动力汽车的变速器传动系统,其特征在于:至少包括发动机(1),所述发动机(1)通过分离离合器(2)与输入轴组件(5)传动连接;所述输入轴组件(5)包括与所述分离离合器(2)固接的第一输入轴(51),以及共轴空套在所述第一输入轴(51)周向外侧的第二输入轴(52);
还包括与所述输入轴组件(5)配接的齿轮机构(6)以及通过齿轮机构(6)传输动力的输出轴组件(7),所述输出轴组件(7)包括设置在所述输入轴组件(5)一侧的输出轴(71),所述输出轴(71)与所述第一输入轴(51)平行;所述齿轮机构(6)包括固设在所述输入轴组件(5)上的复数个主动齿轮组,以及空套于所述输出轴组件(7)上的复数个从动齿轮组;所述主动齿轮组中一挡主动齿轮(61)与设置在所述输入轴组件(5)另一侧的电动机(3)传动连接。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车的变速器传动系统,其特征在于:所述齿轮机构(6)至少包括固设在所述第二输入轴(52)上的一挡主动齿轮(61)和三挡主动齿轮(63),以及空套在所述输出轴(71)上分别与所述一挡主动齿轮(61)和三挡主动齿轮(63)相啮合的一挡从动齿轮(91)和三挡从动齿轮(93),所述一挡从动齿轮(91)和三挡从动齿轮(93)之间还设有一三同步器(94),所述一三同步器(94)可选择的与所述一挡从动齿轮(91)和三挡从动齿轮(93)传动连接。
3.根据权利要求2所述的混合动力汽车的变速器传动系统,其特征在于:所述一挡主动齿轮(61)位于所述分离离合器(2)和三挡主动齿轮(63)之间。
4.根据权利要求3所述的混合动力汽车的变速器传动系统,其特征在于:所述齿轮机构(6)还包括空套在所述第一输入轴(51)上的二挡主动齿轮(62),以及固设在所述输出轴(71)上的二挡从动齿轮(92),所述二挡主动齿轮(62)和二挡从动齿轮(92)相啮合。
5.根据权利要求4所述的混合动力汽车的变速器传动系统,其特征在于:所述第一输入轴(51)上设有一二三挡同步器(95),所述二三挡同步器(95)可与所述二挡主动齿轮(62)传动连接。
6.根据权利要求5所述的混合动力汽车的变速器传动系统,其特征在于:所述电动机(3)的电机轴上固设有一联动齿轮(31),所述联动齿轮(31)与所述一挡主动齿轮(61)之间设有一传动轴(32)以及设置在所述传动轴(32)上的传动齿轮(33),所述传动齿轮(33)与所述联动齿轮(31)和一挡主动齿轮(61)相啮合。
7.根据权利要求6所述的混合动力汽车的变速器传动系统,其特征在于:所述输出轴(71)上固设有一主动齿轮(8),所述主动齿轮(8)位于靠近差速器(10)的一端,且与其传动连接。
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