CN209126513U - 一种混合动力汽车用五挡混动变速器 - Google Patents

Abstract

一种混合动力汽车用五挡混动变速器，属于混合动力汽车变速器技术领域。技术方案是：包含置于发动机输入轴（10）上的二号主动齿轮（11）和三号主动齿轮（12）；置于电动机输入轴（40）上的一号主动齿轮（41）及三号同步器（S3）；置于输出一轴（20）上的M1挡从动齿轮（24）、G1挡从动齿轮（22）、G3挡从动齿轮（23）、主减速主动齿轮一（21）和一号同步器（S1）；置于输出二轴（30）上的G2挡从动齿轮（32）、G4挡从动齿轮（33）、主减速主动齿轮二（31）和二号同步器（S2）。本实用新型的有益效果：能够弥补变速器换挡动力中断问题，消除了换挡过程的顿挫感，降低了混合动力汽车的油耗。

Description

一种混合动力汽车用五挡混动变速器

技术领域

本实用新型涉及一种混合动力汽车用五挡混动变速器，属于混合动力汽车变速器技术领域。

背景技术

随着人类对能源匮乏和环境污染问题越来越重视，各国相继制定了相关政策。在诸多政策中，对汽车的节能减排尤为关注，所以新能源汽车的开发与推广得到了极大地鼓舞，将会成为汽车市场新宠。

混合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，当发动机换挡时电动机提供动力补偿，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。

目前，混合动力汽车中采用的变速箱结构复杂，占用空间大，耗油高，而且在电动机和发动机的动力匹配过程中，变速器换挡动力易出现中断问题，造成换挡过程出现顿挫感，影响驾驶舒适性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种混合动力汽车用五挡混动变速器，占用空间小，能够弥补变速器换挡动力中断问题，消除了换挡过程的顿挫感，提高整车的驾驶舒适性和动力性，解决背景技术中存在的问题。

本实用新型的技术方案是：

一种混合动力汽车用五挡混动变速器，包含平行布置在变速器中的发动机输入轴、电动机输入轴、输出一轴和输出二轴；置于发动机输入轴上的二号主动齿轮和三号主动齿轮；置于电动机输入轴上的一号主动齿轮、三号同步器；置于输出一轴上的G1挡从动齿轮、G3挡从动齿轮、主减速主动齿轮一、M1挡从动齿轮和一号同步器；置于输出二轴上的G2挡从动齿轮、G4挡从动齿轮、主减速主动齿轮二和二号同步器；设置在变速器壳体中的差速器和连接在差速器上的差速器齿圈；电动机输入轴通过三号同步器与发动机输入轴相连，M1挡、G1挡、G2挡、G3挡和G4挡构成变速器的五个挡。

所述差速器的两端分别通过传动轴连接车轮，二号主动齿轮与G1挡从动齿轮和G2挡从动齿轮常啮合，三号主动齿轮与G3挡从动齿轮和G4挡从动齿轮常啮合，电动机一号主动齿轮与电动机M1挡从动齿轮常啮合，主减速主动齿轮一与差速器齿圈常啮合，发动机输入轴与发动机连接，电动机输入轴与电动机连接。

所述M1挡、G1挡、G2挡、G3挡和G4挡分别为变速器的一挡、二挡、三挡、四挡和五挡。

所述G1挡、G2挡、G3挡和G4挡对应发动机的动力传递路线，M1挡对应电动机动力传递路线。对应的发动机挡位，分别用于汽车行驶、助力、跛行、爬坡和高速行驶，在G1挡、G2挡、G3挡和G4四个挡位换挡过程中，电动机可以提供动力补偿；对应电动机的M1挡可用于汽车起步、爬坡、正常行驶和倒车等。汽车低速行驶时主要由电动机驱动，发动机主要用于动力辅助，汽车高速行驶时主要由发动机驱动，电动机提供动力辅助；汽车高速行驶时电机挡可实现解耦。在汽车电量低时，发动机驱动车辆行驶。

上述混合动力汽车用五挡混动变速器，还包括换挡装置，所述换挡装置包含固连在输出一轴上的一号同步器，固连在输出二轴上的二号同步器，实现发动机挡位换挡；固连在电动机输入轴上的三号同步器，实现电动机解耦和电机挡驱动模式的切换。

上述混合动力汽车用五挡混动变速器，可实现发动机单独驱动汽车、电动机单独驱动汽车、发动机和电动机共同驱动汽车、能量回收、换挡过程动力补偿、发动机给电池充电、电机启动发动机、高速电机解耦。

本实用新型的有益效果：具有成本低廉、继承性好、控制简单、传递效率高、利用率高等优点。本实用新型提供的五挡混动变速器使混合动力汽车更多地利用电动机驱动，能够弥补变速器换挡动力中断问题，消除了换挡过程的顿挫感，提高整车的驾驶舒适性和动力性，并且兼顾了整车的动力性、经济性，降低了混合动力汽车的油耗，减少了尾气排放。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图一；

图2为本实用新型结构示意图二；

图中：发动机E/G、电动机E/M；发动机输入轴10、二号主动齿轮11、三号主动齿轮12；输出一轴20、主减速主动齿轮一21、G1挡从动齿轮22、G3挡从动齿轮23、M1挡从动齿轮24；输出二轴30、主减速主动齿轮二31、G2挡从动齿轮32、G4挡从动齿轮33；电动机输入轴40、一号主动齿轮41；差速器50、差速器齿圈51、传动轴52；一号同步器S1、二号同步器S2、三号同步器S3。

具体实施方式

以下结合附图，通过实例对本实用新型作进一步说明。

参照附图1、2，一种混合动力汽车用五挡混动变速器，包含平行布置在变速器中的发动机输入轴10、电动机输入轴40、输出一轴20和输出二轴30；置于发动机输入轴10上的二号主动齿轮11和三号主动齿轮12；置于电动机输入轴40上的一号主动齿轮41及三号同步器S3；置于输出一轴20上的M1挡从动齿轮24、G1挡从动齿轮22、G3挡从动齿轮23、主减速

主动齿轮一21和一号同步器S1；置于输出二轴30上的G2挡从动齿轮32、G4挡从动齿轮33、主减速主动齿轮二31和二号同步器S2；设置在变速器壳体中的差速器50和连接在差速器50上的差速器齿圈51；电动机输入轴40通过三号同步器S3与发动机输入轴10相连，M1挡、G1挡、G2挡、G3挡和G4挡构成变速器的五个挡。

所述差速器50的两端分别通过传动轴52连接车轮，一号主动齿轮41与M1挡从动齿轮24常啮合，二号主动齿轮11与G1挡从动齿轮22和G3挡从动齿轮23常啮合，三号主动齿轮12与G2挡从动齿轮32和G4挡从动齿轮33常啮合，主减速主动齿轮一21和主减速主动齿轮二31与差速器齿圈51常啮合；发动机输入轴10与发动机E/G连接，电动机输入轴40与电动机E/M连接。

在本实施例中，参照附图1、2，该混合动力汽车用五挡混动变速器中设有电动机E/M（电动机E/M也可作发电机使用），共设有五个挡位，对应发动机E/G的动力传递路线设有四个前进挡位（G1挡、G2挡、G3挡、G4挡）和N挡，对应电动机E/M动力传递路线设有二个前进挡位（M1挡、G4挡）、倒挡（及M1挡）、N挡；对应发动机E/G的四个挡位分别用于汽车助力、跛行、爬坡和行驶，且两个挡位之间换挡过程中，电动机E/M可以进行动力补偿；当三号同步器S3与一号主动齿轮41联接时，对应电动机E/M的M1挡位可用于汽车起步、倒车、爬坡、动力辅助和正常行驶等；当三号同步器S3与发动机输入轴10联接时，对应电动机E/M的G4挡位可用于汽车高速动力辅助、能量回收等。在汽车低速行驶时主要由电动机E/M驱动，发动机E/G主要用于动力辅助，汽车高速行驶时主要由发动机E/G驱动，电动机E/M用于动力补偿、助力、充电等。

能量回收：在混合动力汽车刹车或松开油门时，电动机E/M工作在发电模式，汽车在惯性下行驶，车轮带动传动轴52、差速器齿圈51转动，若电动机E/M在M1挡工作，通过主减速主动齿轮一21、输出一轴20转动带动M1挡从动齿轮24、一号主动齿轮41、电动机输入轴40转动，若变速器在G4挡，通过主减速主动齿轮二31、输出二轴30转动带动G4挡从动齿轮33、二号主动齿轮11、三号同步器S3、电动机输入轴40转动，通过电动机E/M将机械能转换成电能存储在电池中，实现能量回收。

动力补偿：当发动机E/G单独驱动汽车时，变速器在G1挡、G2挡、G3挡和G4挡换挡过程中，该变速器可实现换挡过程的动力补偿；在变速器在G1挡、G2挡、G3挡和G4挡之间切换时，发动机E/G的动力将中断，为避免产生顿挫感，电动机E/M作动力源，为汽车补偿动力，提高了整车的驾驶舒适性；电动机E/M的动力经电动机输入轴40、一号主动齿轮41、一挡从动齿轮24传递给输出一轴20，再经主减速主动齿轮一21、差速器齿圈51、传动轴52传递给车轮。

参照附图1，附图1是本实用新型电动机、发动机排布方式，M1挡为变速器一挡、G1挡为变速器二挡、G2挡为变速器三挡、G4挡为变速器五挡，倒挡为M1挡，通过电动机E/M反转实现。

一号主动齿轮41与M1挡从动齿轮24常啮合，二号主动齿轮11与G1挡从动齿轮22和G2挡从动齿轮32常啮合，三号主动齿轮12与G3挡从动齿轮23和G4挡从动齿轮33常啮合，主减速主动齿轮一21和主减速主动齿轮二31与差速器齿圈51常啮合；发动机输入轴10与发动机E/G连接，电动机输入轴40与电动机E/M连接。

五挡变速器的各挡位实施方式及动力路线如下：

①M1挡：电动机E/M单独驱动汽车，三号同步器S3向左挂入M1挡，一号同步器S1和二号同步器S2处于空挡状态。电动机E/M的动力经电动机输入轴40、一号主动齿轮41、M1挡从动齿轮24传递给输出一轴20，再经主减速主动齿轮一21、差速器齿圈51、传动轴52传递出去。

②G1挡：发动机E/G单独驱动汽车，一号同步器S1向右挂入G1挡，二号同步器S2处于空挡状态，三号同步器S3处于M1挡。发动机E/G的动力经发动机输入轴10、二号主动齿轮11、G1挡从动齿轮22传递给输出一轴20，再经主减速主动齿轮一21、差速器齿圈51、传动轴52传递出去。

③G2挡：发动机E/G单独驱动汽车，二号同步器S2向右挂入G2挡，一号同步器S1处于空挡状态，三号同步器S3处于M1挡。发动机E/G的动力经发动机输入轴10、三号主动齿轮12、G2挡从动齿轮32传递给输出二轴30，再经主减速主动齿轮二31、差速器齿圈51、传动轴52传递出去。

④G3挡：发动机E/G单独驱动汽车，一号同步器S1向左挂入G3挡，二号同步器S2处于空挡状态，三号同步器S3处于M1挡。发动机E/G的动力经发动机输入轴10、三号主动齿轮12、G3挡从动齿轮23传递给输出一轴20，再经主减速主动齿轮一21、差速器齿圈51、传动轴52传递出去。

⑤G4挡：发动机E/G单独驱动汽车，二号同步器S2向左挂入G4挡，一号同步器S1处于空挡状态，三号同步器S3处于M1挡。发动机E/G的动力经发动机输入轴10、三号主动齿轮12、G4挡从动齿轮33传递给输出二轴30，再经主减速主动齿轮二31、差速器齿圈51、传动轴52传递出去。

⑥M1挡与G1挡同时工作时，实现发动机E/G与电动机E/M共同驱动汽车，动力传递路线为：发动机E/G的动力经发动机输入轴10、二号主动齿轮11、G1挡从动齿轮22传递给输出一轴20，电动机E/M的动力经电动机输入轴40、一号主动齿轮41、M1挡从动齿轮24传递给输出一轴20、两股动力耦合后经主减速主动齿轮一21传递给差速器齿圈51，由传动轴52传递出去。

⑦M1挡与G2挡同时工作时，实现发动机E/G与电动机E/M共同驱动汽车，动力传递路线为：发动机E/G的动力经发动机输入轴10、二号主动齿轮11、G2挡从动齿轮32、再经主减速主动齿轮二31、差速器齿圈51，电动机E/M的动力经电动机输入轴40、一号主动齿轮41、M1挡从动轮24，传递给输出一轴20、再经主减速主动齿轮一21、差速器齿圈51、两股动力耦合后经传动轴52传递出去。

⑧M1挡与G3挡同时工作时，实现发动机E/G与电动机E/M共同驱动汽车，动力传递路线为：发动机E/G的动力经发动机输入轴10、三号主动齿轮12、G3挡从动齿轮23传递给输出一轴20，电动机E/M的动力经电动机输入轴40、一号主动齿轮41、M1挡从动齿轮24传递给输出一轴20、两股动力耦合后经主减速主动齿轮一21传递给差速器齿圈51，由传动轴52传递出去。

⑨M1挡与G4挡同时工作时，实现发动机E/G与电动机E/M共同驱动汽车，动力传递路线为：发动机E/G的动力经发动机输入轴10、三号主动齿轮12、G4挡从动齿轮33、再经主减速主动齿轮二31、差速器齿圈51，电动机E/M的动力经电动机输入轴40、一号主动齿轮41、M1挡从动轮24，传递给输出一轴20、再经主减速主动齿轮一21、差速器齿圈51，两股动力耦合后经传动轴52传递出去。

⑩E/M挡与G4挡同时工作时，实现发动机E/G与电动机E/M共同驱动汽车，动力传递路线为：发动机E/G的动力经发动机输入轴10、电动机E/M动力由三号同步器S3传给发动机输入轴10，两股动力耦合后经三号主动齿轮12、G4挡从动齿轮33、再经主减速主动齿轮二31、差速器齿圈51，最后由传动轴52传递出去。

本实用新型提供的五挡变速器置于混合动力汽车中时，发动机输入轴10与发动机E/G连接，电动机输入轴40与电动机E/M连接，所述变速器可实现的功能及实施方法如下：

a)电动机E/M单独驱动汽车行驶：当变速器的M1挡工作时，可实现电动机E/M单独驱动汽车。

b)发动机E/G单独驱动汽车行驶：当变速器的G1挡或G2挡或G3挡或G4挡工作时，可实现发动机E/G单独驱动汽车。

c)电动机E/M与发动机E/G共同驱动汽车行驶：当变速器的G1挡、G2挡、G3挡、G4挡中的某个挡位与M1挡同时工作时，或三号同步器S3与发动机输入轴10联接与G4同时工作，发动机E/G和电动机E/M同时作动力源，即可实现电动机E/M与发动机E/G共同驱动汽车行驶。

d)电机解耦：发动机E/G超高速行驶或定速巡航时，三号同步器S3挂入N挡可实现E/M解耦。

e)发动机单独驱动时，换挡过程动力补偿：当发动机E/G单独驱动汽车时，变速器在G1挡、G2挡、G3挡、G4挡之间变换时，M1挡工作，即可实现电动机E/M为发动机换挡的过程提供动力补偿。

f)辅助能量回收：当汽车制动或松开油门时，变速器M1挡工作，或G4挡工作，三号同步器S3与发动机输入轴10联接时，且电动机E/M工作在发电模式，即可实现能量回收。

g)智能启停发动机：车辆停止电量不足时，需发动机驱动车辆，三号同步器S3与发动机输入轴10联接，可实现电动机E/M快速启动。

Claims (4)

1.一种混合动力汽车用五挡混动变速器，其特征在于：包含平行布置在变速器中的发动机输入轴（10）、电动机输入轴（40）、输出一轴（20）和输出二轴（30）；置于发动机输入轴（10）上的二号主动齿轮（11）和三号主动齿轮（12）；置于电动机输入轴（40）上的一号主动齿轮（41）及三号同步器（S3）；置于输出一轴（20）上的M1挡从动齿轮（24）、G1挡从动齿轮（22）、G3挡从动齿轮（23）、主减速主动齿轮一（21）和一号同步器（S1）；置于输出二轴（30）上的G2挡从动齿轮（32）、G4挡从动齿轮（33）、主减速主动齿轮二（31）和二号同步器（S2）；设置在变速器壳体中的差速器（50）和连接在差速器（50）上的差速器齿圈（51）；电动机输入轴（40）通过三号同步器（S3）与发动机输入轴（10）相连，M1挡、G1挡、G2挡、G3挡和G4挡构成变速器的五个挡。

2.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车用五挡混动变速器，其特征在于：所述差速器（50）的两端分别通过传动轴（52）连接车轮，一号主动齿轮（41）与M1挡从动齿轮（24）常啮合，二号主动齿轮（11）与G1挡从动齿轮（22）和G3挡从动齿轮（23）常啮合，三号主动齿轮（12）与G2挡从动齿轮（32）和G4挡从动齿轮（33）常啮合，主减速主动齿轮一（21）和主减速主动齿轮二（31）与差速器齿圈（51）常啮合；发动机输入轴（10）与发动机（EG）连接，电动机输入轴（40）与电动机（EM）连接。

3.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车用五挡混动变速器，其特征在于：所述M1挡、G1挡、G2挡、G3挡和G4挡分别为变速器的一挡、二挡、三挡、四挡和五挡。

4.根据权利要求3所述的一种混合动力汽车用五挡混动变速器，其特征在于：所述G1挡、G2挡、G3挡和G4挡对应发动机EG的动力传递路线；M1挡对应电动机EM动力传递路线。