CN208682597U - 混合汽车用三挡混动变速器 - Google Patents

混合汽车用三挡混动变速器 Download PDF

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Abstract

本实用新型揭示了一种混合汽车用三挡混动变速器,至少包括发动机和电动机,所述发动机与分离离合器的一端固接,所述分离离合器的另一端和电动机与变速箱的输入轴组件固接;所述输入轴组件包括与分离离合器固接的第一输入轴,以及与所述电动机固接的第二输入轴,所述第一输入轴上设有一可与所述第二输入轴传动连接的连接件,所述第二输入轴套设在所述第一输入轴的周向外侧,呈共轴设置;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。本实用新型主要体现在:减小挡位设置,简化系统结构,能够使所有变速器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

混合汽车用三挡混动变速器
技术领域
本实用新型涉及汽车技术领域,具体而言,尤其涉及一种混合汽车用三挡混动变速器。
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。
现阶段的混合动力系统大都采取P2混动模式即电动机安放在变速器的输入轴上。以现有七速变速器的混合动力系统为例,该混动变速器系统主要基于目前成熟的双离合变速器技术和电动机控制技术,通过变换挡位可使驱动电动机和发动机长期工作在高效区;其中,C1离合器、C2离合器分别连接发动机,输入二轴空套在输入一轴上,电动机通过电动机传动轴组件与四六挡主动齿轮连接。该混合动力系统可以执行发动机单独驱动、电动机单独驱动2/4/6/R挡、发动机和电动机同时驱动2/4/6/R挡、电动机制动充电等操作模式。
但是,目前双离合混动变速器存在以下缺陷:1、由于电动机通过电动机传动轴组件与四六挡主动齿轮连接,这样导致混动模式下,发动机和电动机只能同时驱动2/4/6/R挡,不能驱动所有挡位,不能很好地满足动力性和经济性要求;2、驱动时电动机不能给蓄电池充电,为保证电动机供电,造成蓄电池的体积大、成本高;3、驱动系统结构复杂,占用空间大、搭载不便。
另外如公布号CN106696674A公开了一种混合动力车辆变速机构,发动机的输出轴与输入轴的输入端相连;输入轴上从前往后依次装有离合器、双联齿轮、第一输入齿轮和第二输入齿轮,双联齿轮空套在输入轴上,第一输入齿轮和第二输入齿轮固套在输入轴上;输出轴与输入轴平行设置,该输出轴上从前往后依次套装有第一输出齿轮、第一双边同步器、第二输出齿轮、第三输出齿轮、第二双边同步器和第四输出齿轮。该变速机构无法驱动所有挡位均在混动模式下工作,不能很好地满足动力性和经济性要求。
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,提供一种混合汽车用三挡混动变速器。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:
一种混合汽车用三挡混动变速器,至少包括发动机和电动机,所述发动机与分离离合器的一端固接,所述分离离合器的另一端和电动机与变速箱的输入轴组件固接;所述输入轴组件包括与分离离合器固接的第一输入轴,以及与所述电动机固接的第二输入轴,所述第一输入轴上设有一可与所述第二输入轴传动连接的连接件,所述第二输入轴套设在所述第一输入轴的周向外侧,呈共轴设置,且两者在混动模式下转速一致;
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于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。
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设置在所述输出轴上的一三同步器,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三挡主动齿轮和分离离合器之间。
优选的,所述齿轮机构还包括固设在所述第一输入轴上的二挡主动齿轮,以及空套在所述输出轴上与所述二挡主动齿轮相啮合的二挡从动齿轮,所述输出轴上还设有一可与所述二挡从动齿轮传动连接的二挡单面同步器。
优选的,所述连接件为设置在所述三挡主动齿轮和二挡主动齿轮之间的三挡单面同步器,所述三挡单面同步器设置在所述第一输入轴上可与固设在所述第二输入轴上的三挡主动齿轮传动连接。
优选的,所述输出轴靠近差速器的一端上还固设有一主动齿轮,所述主动齿轮与所述差速器传动连接。
本实用新型的有益效果主要体现在:
1、本混动变速器能够使所有变速器挡位均能运转混动模式,动力性能好、节油性能好;
2、本混动变速器能够根据实际需求选择所有挡位均处于纯电动机或纯发动机情况下工作,行驶平稳无卡顿现象,其适用性更广;
3、本混动变速器中,发动机能够在行驶和怠速过程中给蓄电池充电;
4、本混动变速器减少挡位设置,从而简化系统结构;
5、本混动变速器更紧凑,重量轻、体积小,有利于整车搭载。
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汽车用三挡混动变速器,至少包括发动机1和电动机3,所述电动机3和发动机1均与蓄电池(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。所述发动机1还与分离离合器2的一端固接,所述分离离合器2的另一端和电动机3与变速箱的输入轴组件5固接。所述输入轴组件5包括与分离离合器2固接的第一输入轴51,以及与所述电动机3固接的第二输入轴52,所述第一输入轴51上设有一可与所述第二输入轴52传动连接的连接件96,所述第二输入轴52套设在所述第一输入轴51的周向外侧,呈共轴设置,且两者在混动模式下转速一致。
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包括设置于所述输入轴组件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。
下面简单阐述一下所述齿轮机构6的具体结构: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之间还设有设置在所述输出轴71上的一三同步器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位于所述三挡主动齿轮63和分离离合器2之间,该设置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还包括固设在所述第一输入轴51上的二挡主动齿轮62,以及空套在所述输出轴71上与所述二挡主动齿轮62相啮合的二挡从动齿轮92,所述输出轴71上还设有一可与所述二挡从动齿轮92传动连接的二挡单面同步器95。本实用新型中,所述连接件96为设置在所述三挡主动齿轮93和二挡主动齿轮62之间的三挡单面同步器,所述三挡单面同步器设置在所述第一输入轴51上可与固设在所述第二输入轴52上的三挡主动齿轮93传动连接。所述齿轮机构6的设置可使本混动变速器根据实际情况自适应选择相应的工作模式(纯电动模式或混动模式),具有较广的适用性。
进一步的,所述输出轴71靠近差速器10的一端上还固设有一主动齿轮8,所述主动齿轮8与所述差速器10传动连接,由上所述差速器10驱动汽车轮毂转动。
区别现有技术,本混合汽车用三挡混动变速器能够使所有变速器挡位均能运转混动模式。具体来说,本混动变速器工作原理如下:所述电动机3通电开始工作,所述分离离合器2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,变速器在混动模式下运转,从而使得相应挡位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。
本实用新型中,在混动情况下,所述第二输入轴52与第一输入轴51两者转速一致,且两者之间通过所述三挡单面同步器耦合,该设计极大节省占地空间。也就是说,所述发动机1通过所述分离离合器2驱动所述第一输入轴51转动,所述第一输入轴51输出端的功率为扭矩(Nm)*转速(rpm)/9.549,其中所述9.549为系数。所述电动机3驱动所述第二输入轴52转动,所述第二输入轴52输出端的功率为扭矩(Nm)*转速(rpm)/9.549,其中所述9.549为系数。通过该设计,实现两个功率相加。又因为功率是衡量汽车最高速度的物理量,功率越大的汽车的最高速度也越大,其爬坡性能以及加速性能也愈好。同时,所述第一输入轴51和第二输入轴52均有单独的驱动源驱动,可以彼此独立的输出贡献扭矩。因此,在混动驱动模式下,动力换挡通过类似于双离合器系统实现,由电动机3通过所述第二输入轴52连接到所述一挡主动齿轮61和三挡主动齿轮63实现,但是不需要昂贵且专用的双离合器,极大地降低企业成本。
下面简单阐述一下本实用新型的工作过程,当处于一挡或倒挡纯电动机驱动时,分离离合器2处于断开状态,所述发动机1不进行动力输送。其动力传递路线为:电动机3—第二输入轴52—一挡主动齿轮61—一挡从动齿轮91—一三同步器94—输出轴71—主动齿轮8—差速器10。其它挡位亦可由纯电动机驱动,纯电动机驱动行驶平稳无卡顿现象,其适用性更广。另外其它挡位的动力传递路线可参考上述动力传递路线,不做过多赘述。
当汽车挂到一挡并处于混动驱动且充电模式时,分离离合器2处于闭合状态,所述发动机1进行动力输送。本混动变速器的动力传递路线为两条,第一条为:电动机3—第二输入轴52—一挡主动齿轮61—一挡从动齿轮91—一三同步器94—输出轴71—主动齿轮8—差速器10;第二条:发动机1—分离离合器2—第一输入轴51—三挡单面同步器—第二输入轴52—一挡主动齿轮61—一挡从动齿轮91—一三同步器94—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,汽车挂到二挡、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。
本实用新型的有益效果主要体现在:
1、本混动变速器能够使所有变速器挡位均能运转混动模式,动力性能好、节油性能好;
2、本混动变速器能够根据实际需求选择所有挡位均处于纯电动机或纯发动机情况下工作,行驶平稳无卡顿现象,其适用性更广;
3、本混动变速器中,发动机能够在行驶和怠速过程中给蓄电池充电;
4、本混动变速器减少挡位设置,从而简化系统结构;
5、本混动变速器更紧凑,重量轻、体积小,有利于整车搭载。
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 (6)

1.混合汽车用三挡混动变速器,其特征在于:至少包括发动机(1)和电动机(3),所述发动机(1)与分离离合器(2)的一端固接,所述分离离合器(2)的另一端和电动机(3)与变速箱的输入轴组件(5)固接;所述输入轴组件(5)包括与分离离合器(2)固接的第一输入轴(51),以及与所述电动机(3)固接的第二输入轴(52),所述第一输入轴(51)上设有一可与所述第二输入轴(52)传动连接的连接件(96),所述第二输入轴(52)套设在所述第一输入轴(51)的周向外侧,呈共轴设置,且两者在混动模式下转速一致;
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)包括设置于所述输入轴组件(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。
2.根据权利要求1所述的混合汽车用三挡混动变速器,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)之间还设有设置在所述输出轴(71)上的一三同步器(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所述的混合汽车用三挡混动变速器,其特征在于:所述一挡主动齿轮(61)位于所述三挡主动齿轮(63)和分离离合器(2)之间。
4.根据权利要求3所述的混合汽车用三挡混动变速器,其特征在于:所述齿轮机构(6)还包括固设在所述第一输入轴(51)上的二挡主动齿轮(62),以及空套在所述输出轴(71)上与所述二挡主动齿轮(62)相啮合的二挡从动齿轮(92),所述输出轴(71)上还设有一可与所述二挡从动齿轮(92)传动连接的二挡单面同步器(95)。
5.根据权利要求4所述的混合汽车用三挡混动变速器,其特征在于:所述连接件(96)为设置在所述三挡主动齿轮(93)和二挡主动齿轮(62)之间的三挡单面同步器,所述三挡单面同步器设置在所述第一输入轴(51)上可与固设在所述第二输入轴(52)上的三挡主动齿轮(93)传动连接。
6.根据权利要求5所述的混合汽车用三挡混动变速器,其特征在于:所述输出轴(71)靠近差速器(10)的一端上还固设有一主动齿轮(8),所述主动齿轮(8)与所述差速器(10)传动连接。
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