CN209240863U - 动力驱动系统和车辆 - Google Patents

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CN209240863U CN201822009407.7U CN201822009407U CN209240863U CN 209240863 U CN209240863 U CN 209240863U CN 201822009407 U CN201822009407 U CN 201822009407U CN 209240863 U CN209240863 U CN 209240863U
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熊雨超
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梅绍坤
尹文辉
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Abstract

本实用新型公开了一种动力驱动系统和车辆,动力驱动系统,包括:发动机、电动发电机、变速器,变速器包括:离合器;输入轴,输入轴通过离合器可选择性地与发动机动力耦合连接,输入轴设置有倒挡主动齿轮和挡位主动齿轮;输出轴,输出轴设置有倒挡从动齿轮以及与挡位主动齿轮对应啮合的挡位从动齿轮;倒挡轴、倒挡传动齿轮,电动发电机通过倒挡轴与输出轴动力耦合连接,倒挡传动齿轮沿倒挡轴的轴向在第一位置和第二位置之间可滑动地安装于倒挡轴,在第一位置时倒挡传动齿轮与倒挡主动齿轮及倒挡从动齿轮啮合,在第二位置时倒挡主动齿轮及倒挡从动齿轮中的至少一个与倒挡传动齿轮断开。该动力驱动系统的倒挡传动路径短,混动换挡无动力中断。

Description

动力驱动系统和车辆
技术领域
本实用新型涉及车辆制造技术领域,尤其是涉及一种动力驱动系统和具有该动力驱动系统的车辆。
背景技术
随着能源的不断消耗,新能源车型的开发和利用已逐渐成为一种趋势。混合动力汽车作为新能源车型中的一种,通过发动机和/或电机驱动,可以实现多种工况,以改善传动的燃油效率和燃油经济性。相关技术中,电机的驱动力输出到差速器的传动链长度大,传动效率较低,且在换挡过程中易出现动力中断问题,存在改进的空间。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
根据本实用新型实施例的动力驱动系统,包括发动机、电动发电机、变速器,所述变速器包括:离合器;输入轴,所述输入轴通过所述离合器可选择性地与所述发动机动力耦合连接,所述输入轴设置有倒挡主动齿轮和挡位主动齿轮;输出轴,所述输出轴设置有倒挡从动齿轮以及与所述挡位主动齿轮对应啮合的挡位从动齿轮;倒挡轴、倒挡传动齿轮,所述电动发电机通过所述倒挡轴与所述输出轴动力耦合连接,所述倒挡传动齿轮沿所述倒挡轴的轴向在第一位置和第二位置之间可滑动地安装于所述倒挡轴,在第一位置时,所述倒挡传动齿轮与所述倒挡主动齿轮及所述倒挡从动齿轮啮合,在第二位置时,所述倒挡主动齿轮及所述倒挡从动齿轮中的至少一个与所述倒挡传动齿轮断开。
根据本实用新型实施例的动力驱动系统,可以实现多种工况的切换,且倒挡传动路径短,电动发电机具有很高的传动效率,可避免由于换挡导致纯电动工况时的动力中断问题和传动链过长的效率低下问题,充分利用倒挡轴的布置空间,对于整车空间布置有极大地改善,并节约零部件,降低成本。
本实用新型还提出了一种车辆,该车辆具有上述动力驱动系统。
所述车辆与上述的动力驱动系统相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1-图6是根据本实用新型实施例的动力驱动系统的结构示意图;
图7是根据本实用新型实施例的第一换挡执行机构同时驱动倒挡传动齿轮及单同步器的结构示意图;
图8是根据本实用新型实施例的车辆的结构示意图。
附图标记:
车辆1000,
动力驱动系统100,
输入轴Ⅰ,输出轴Ⅱ,倒挡轴Ⅲ,
离合器C,
一挡主动齿轮1a,二挡主动齿轮2a,四挡主动齿轮4a,三挡主动齿轮3a,四挡主动齿轮4a,五挡主动齿轮5a,倒挡主动齿轮Ra,
一挡从动齿轮1b,二挡从动齿轮2b,四挡从动齿轮4b,三挡从动齿轮3b,四挡从动齿轮4b,五挡从动齿轮5b,倒挡从动齿轮Rb,
倒挡传动齿轮Rab,
输出轴双同步器S1,输入轴双同步器S2,输入轴单同步器S3,输出同步器S4,
输出齿轮Za,主减速器从动齿轮Zb,差速器Z,
电动发电机10,电机侧齿轮1c,输出轴侧齿轮1d,倒挡轴侧齿轮1f,拨叉组件20,
发动机30。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
下面参考图1-图6描述根据本实用新型实施例的动力驱动系统100,该动力驱动系统100的电动发电机10通过倒挡轴Ⅲ与输出轴Ⅱ相连,可通过输出轴Ⅱ将电动发电机10产生的驱动力输出至车轮,或者通过输出轴Ⅱ将动力传递给电动发电机10发电,缩短传动链长度,提高传动效率。
如图1-图7所示,根据本实用新型实施例的动力驱动系统100包括:发动机30、电动发电机10、变速器。
其中,发动机30用于输出驱动力以驱动车轮转动,发动机30可为汽油机,也可为柴油机。发动机30的曲轴可以与变速器的输入端相连,变速器的输出端可以通过差速器Z与车轮相连,发动机30输出的驱动力可通过变速器传递到车轮,进而驱动车轮转动,发动机30输出的动力也可以通过变速器传递到电动发电机10,以驱动电动发电机10发电。
变速器具有多个挡位,发动机30可通过变速器输出多种不同的转速和转矩,以使行驶的车辆1000能够很好地适应行车环境。如车辆1000在阻力较大的路面行驶时,变速器可选择低转速、高转矩的挡位进行动力传递,保持充足的动力输出;再如车辆1000在平顺、开阔的路面行驶时,变速器可选择高转速、低转矩的挡位进行动力传递,降低油耗。由此,可保证车辆1000在不同工况下,车辆1000均具有很好的动力性能,使车辆1000保持良好的行驶状态,同时提高车辆1000的燃油经济性。
电动发电机10与变速器相连,电动发电机10既可作为发电机,也可作为电动机。
当电动发电机10作为发电机时(车辆1000为驻车发电模式、行车发电模式至少一种),发动机30输出的至少部分动力可经变速器传递到电动发电机10,通过电动发电机10进行发电,且电动发电机10产生的电量可存储于车辆1000的动力电池中。
当电动发电机10作为电动机时(车辆1000为混动模式或纯电动模式),动力电池向电动发电机10供电,电动发电机10工作输出动力,且电动发电机10输出的动力经过变速器传递至车轮,可实现车辆1000的电动驱动。
变速器的输出端用于连接差速器Z,其中,差速器Z的输入端与主减速器从动齿轮Zb相连,差速器Z的两个输出端分别连接有传动半轴,这样,发动机30输出的驱动力依次通过离合器C、变速器、差速器Z,并由差速器Z通过传动半轴传递至车轮,传动半轴包括与左侧车轮相连的左传动半轴和与右侧车轮相连的右传动半轴,且在车辆1000转弯时,差速器Z可对左右车轮的转速进行调节,以使左右车轮以适当的转速实现转弯。由此,可驱动车轮转动,实现对车辆1000的驱动作用,传动结构简单,传动过程易于实现,可提高车辆1000换挡行驶的平顺性。
如图1-图7所示,变速器包括:离合器C、输入轴Ⅰ、输出轴Ⅱ、倒挡轴Ⅲ。
输入轴Ⅰ通过离合器C可选择性地与发动机30动力耦合连接,以使发动机30输出的驱动力可选择性地传输至输入轴Ⅰ,离合器C的两端分别连接发动机30的曲轴和输入轴Ⅰ,离合器C接合时发动机30与输入轴Ⅰ动力耦合连接,离合器C断开时发动机30与输入轴Ⅰ断开,在离合器C和发动机30曲轴之间还可以设置飞轮、双质量飞轮、减振器等部件。
输入轴Ⅰ上设置有倒挡主动齿轮Ra和多个不同的挡位主动齿轮,输出轴Ⅱ上设置有倒挡从动齿轮Rb和多个与挡位主动齿轮对应啮合的挡位从动齿轮,轴上设置有齿轮包括多种不同的情况,第一种为齿轮与轴动力耦合连接,第二种为齿轮空套于轴,当齿轮空套于轴时,可以通过设置同步器,使该齿轮可选择性地与轴动力耦合连接。
在一些实施例中,如图1-图6所示,输入轴Ⅰ可以设置有一挡主动齿轮1a、二挡主动齿轮2a、三挡主动齿轮3a、四挡主动齿轮4a、五挡主动齿轮5a、倒挡主动齿轮Ra,倒挡主动齿轮Ra在输入轴Ⅰ上的安装位置可以位于一挡主动齿轮1a、二挡主动齿轮2a在输入轴Ⅰ上的安装位置之间。对应地,输出轴Ⅱ可以设置有一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b、三挡从动齿轮3b、四挡从动齿轮4b、五挡从动齿轮5b、倒挡从动齿轮Rb,倒挡从动齿轮Rb在输出轴Ⅱ上的安装位置可以位于一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b在输出轴Ⅱ上的安装位置之间。一挡从动齿轮1b与一挡主动齿轮1a啮合,二挡从动齿轮2b与二挡主动齿轮2a啮合,三挡从动齿轮3b与三挡主动齿轮3a啮合,四挡从动齿轮4b与四挡主动齿轮4a啮合,五挡从动齿轮5b与五挡主动齿轮5a啮合。当然,该变速器为5挡变速器,根据需要可以设置更多的挡位主动齿轮、挡位主动齿轮以实现更多挡位,在此不再赘述。
倒挡轴Ⅲ设置有倒挡传动齿轮Rab,倒挡传动齿轮Rab沿倒挡轴Ⅲ的轴向在第一位置和第二位置之间可滑动地安装于倒挡轴Ⅲ。在第一位置时,倒挡传动齿轮Rab与倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb啮合,倒挡主动齿轮Ra与倒挡传动齿轮Rab啮合,倒挡传动齿轮Rab与倒挡从动齿轮Rb啮合,倒挡传动齿轮Rab用于将倒挡主动齿轮Ra的动力耦合到倒挡从动齿轮Rb。在第二位置时,倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb中的至少一个与倒挡传动齿轮Rab断开。倒挡传动齿轮Rab沿倒挡轴Ⅲ的轴向可滑动地安装于倒挡轴Ⅲ以使倒挡传动齿轮Rab与倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb啮合或者倒挡传动齿轮Rab与倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb中的至少一个断开。
可以理解的是,倒挡传动齿轮Rab的上述安装形式,可以实现倒挡主动齿轮Ra到倒挡从动齿轮Rb的可选择性动力传递,当需要将倒挡主动齿轮Ra与倒挡从动齿轮Rb动力耦合连接时(比如纯燃油倒挡工况),倒挡传动齿轮Rab运动到第一位置,此时,倒挡主动齿轮Ra与倒挡传动齿轮Rab啮合,倒挡传动齿轮Rab与倒挡从动齿轮Rb啮合,倒挡传动齿轮Rab用于将倒挡主动齿轮Ra的动力耦合到倒挡从动齿轮Rb。当无需将倒挡主动齿轮Ra与倒挡从动齿轮Rb动力耦合连接时(比如前进挡工况),倒挡传动齿轮Rab运动到第二位置,此时,倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb中的至少一个与倒挡传动齿轮Rab断开,倒挡主动齿轮Ra到倒挡从动齿轮Rb的动力中断。
倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb中的至少一个与倒挡传动齿轮Rab断开包括多种情况:
1)倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb均与倒挡传动齿轮Rab断开,在一些实施例中,倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb可以正对设置,倒挡主动齿轮Ra、倒挡从动齿轮Rb、倒挡传动齿轮Rab的轴向宽度基本相同,倒挡传动齿轮Rab运动到第二位置时,倒挡传动齿轮Rab与倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb均不啮合。倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb均与倒挡传动齿轮Rab断开后没有啮合的摩擦损耗。
2)倒挡主动齿轮Ra与倒挡传动齿轮Rab断开,倒挡从动齿轮Rb与倒挡传动齿轮Rab保持啮合,在一些实施例中,倒挡从动齿轮Rb的轴向宽度大于倒挡主动齿轮Ra的轴向宽度,倒挡主动齿轮Ra、倒挡传动齿轮Rab的轴向宽度基本相同,倒挡传动齿轮Rab运动到第二位置时,倒挡传动齿轮Rab与倒挡主动齿轮Ra错开,倒挡传动齿轮Rab与倒挡从动齿轮Rb保持啮合。
3)倒挡从动齿轮Rb与倒挡传动齿轮Rab断开,倒挡主动齿轮Ra与倒挡传动齿轮Rab保持啮合,在一些实施例中,倒挡主动齿轮Ra的轴向宽度大于倒挡从动齿轮Rb的轴向宽度,倒挡从动齿轮Rb、倒挡传动齿轮Rab的轴向宽度基本相同,倒挡传动齿轮Rab运动到第二位置时,倒挡传动齿轮Rab与倒挡从动齿轮Rb错开,倒挡传动齿轮Rab与倒挡主动齿轮Ra保持啮合。
上述结构形式的倒挡相关齿轮布置方式,可以大大缩短倒挡传动路径,比如纯燃油倒挡的传动路径为:发动机30、离合器C、输入轴Ⅰ、倒挡主动齿轮Ra、倒挡传动齿轮Rab、倒挡从动齿轮Rb、输出轴Ⅱ,与相关技术中倒挡轴Ⅲ设置多个倒挡齿轮的形式相比,不仅齿轮数目减少了,而且缩短了传动路径和轴向空间。
如图1-图6所示,电动发电机10通过倒挡轴Ⅲ与输出轴Ⅱ动力耦合连接。这样既能充分利用倒挡轴Ⅲ处的空间,还能实现电动发电机10通过短传动链与输出轴Ⅱ的连接。且电动发电机10与输出轴Ⅱ相连,可避免由于换挡导致纯电动工况时动力中断的问题,电动驱动方式的传动链短,传动效率较高,尤其适用于插电式混合动力车辆1000。
可以理解的是,由于电动发电机10与输出轴Ⅱ相连,该动力驱动系统100换挡过程中,离合器C切断发动机30动力传递,电机工作传递动力到车轮,因此换挡过程中无动力中断。
该动力驱动系统100换挡过程中可通过电机的调速,缓解同步器从一个挡位断开与目标挡位接合时的冲击感,提高换挡的舒适度。以从一挡向二挡换挡为例,离合器C断开发动机30的动力,输出轴双同步器S1随后与一挡从动齿轮1b断开,并逐渐与二挡从动齿轮2b接合,影响输出轴双同步器S1接合冲击度的因素是二挡从动齿轮2b与输出轴Ⅱ的转速差,转速差越小换挡冲击越小。通过电动发电机10转速调整可控制输出轴Ⅱ的转速与二挡从动齿轮2b转速趋近相同,缓解换挡冲击。输出轴双同步器S1与二挡从动齿轮2b接合后离合器C接合完成挡位切换,此换挡过程平顺性更佳。
该动力驱动系统100的电动发电机10与输出轴Ⅱ连接,电动发电机10到车轮的动力传动链短,电动发电机10具有很高的传动效率,避免了一般混合动力驱动系统100电机动力传输路线长、传动效率低下的问题,提高该动力驱动系统100的节电能力。
该动力驱动系统100具有纯燃油倒挡模式,在纯燃油倒挡模式中,发动机30工作,电动发电机10不工作,倒挡传动齿轮Rab移动到第一位置,离合器C接合,纯燃油倒挡模式中动力的传递路径短,具体为:发动机30-离合器C-输入轴Ⅰ-倒挡主动齿轮Ra-倒挡传动齿轮Rab-倒挡从动齿轮Rb-输出轴Ⅱ。
如图1-图6所示,倒挡传动齿轮Rab空套于倒挡轴Ⅲ,这样倒挡传动齿轮Rab与倒挡轴Ⅲ可以发生相对转动,由于倒挡轴Ⅲ作为电动发电机10向输出轴Ⅱ传动的传动路径的一环,这样设置倒挡传动齿轮Rab与倒挡轴Ⅲ,可以防止倒挡传动齿轮Rab处的动力与电动发电机10的动力发生干涉,可以简化控制策略。在一些实施例中,倒挡轴Ⅲ外套设有轴承,该轴承与倒挡轴Ⅲ间隙配合,倒挡传动齿轮Rab套设在该轴承外。当然,倒挡传动齿轮Rab还可以通过其他可滑动地装配方式安装于倒挡轴Ⅲ,在此不再一一赘述。
由于倒挡传动齿轮Rab空套于倒挡轴Ⅲ,该结构的动力驱动系统100具有混动倒挡模式,在混动倒挡模式中,发动机30工作,电动发电机10工作,倒挡传动齿轮Rab移动到第一位置,离合器C接合,混动倒挡模式中动力的传递路径短,发动机30的动力与电动发电机10的动力在输出轴Ⅱ上耦合,发动机30的传递路径具体为:发动机30-离合器C-输入轴Ⅰ-倒挡主动齿轮Ra-倒挡传动齿轮Rab-倒挡从动齿轮Rb-输出轴Ⅱ,电动发电机10的传递路径具体为:电动发电机10-倒挡轴Ⅲ-输出轴Ⅱ,电动发电机10传动效率高。
上述动力驱动系统100具有多种工作模式:
1)纯燃油倒挡及五个前进挡工况
发动机30工作,电动发电机10停止工作,车辆1000需倒挡行驶时,离合器C断开,各个前进挡位中断,倒挡传动齿轮Rab运动到第一位置,倒挡传动齿轮Rab同时与倒挡主动齿轮Ra和倒挡从动齿轮Rb啮合,随后离合器C接合车辆1000实现倒挡行驶。车辆1000前进挡换挡时,离合器C断开,相应同步器从当前挡位断开,随后与目标挡位齿轮接合,随后离合器C接合实现纯燃油五个前进挡行驶。
2)纯电动单前进挡和倒车挡
发动机30停止工作,离合器C断开,电动发电机10工作,电动发电机10正转和反转实现车辆1000的前进或倒退行驶,纯电动模式下电动发电机10的动力通过倒挡轴Ⅲ传递到输出轴Ⅱ再传递到车轮。
3)混合动力倒挡及5个前进挡位工况
混合动力模式下,发动机30的动力和电动发电机10的动力在输出轴Ⅱ上耦合,发动机30工作,电动发电机10工作,车辆1000需倒挡行驶时,离合器C断开,倒挡传动齿轮Rab运动到第一位置,倒挡传动齿轮Rab同时与倒挡主动齿轮Ra和倒挡从动齿轮Rb啮合,随后离合器C接合,发动机30的动力传递到车轮,同时电动发电机10的动力通过倒挡轴Ⅲ传递输出轴Ⅱ再传递到车轮,车辆1000实现倒挡行驶。车辆1000前进挡换挡时,离合器C断开,相应同步器从当前挡位断开,随后与目标挡位齿轮接合,随后离合器C接合把发动机30的动力传递到车轮,同时电动发电机10的动力通过倒挡轴Ⅲ传递到输出轴Ⅱ再传递到车轮,实现混合动力五个前进挡行驶。
4)减速/制动能回收:
减速或制动时,能量从车轮通过输出轴Ⅱ、倒挡轴Ⅲ传到电动发电机10,实现动能回收。
5)行车充电功能
发动机30工作,发动机30的动力一部分通过传动装置传递到车轮,另一部分传递给电动发电机10充电,实现行车充电功能。
根据本实用新型实施例的动力驱动系统100,可以实现多种工况的切换,且倒挡传动路径短,电动发电机10具有很高的传动效率,可避免由于换挡导致纯电动工况时的动力中断问题和传动链过长的效率低下问题,充分利用倒挡轴的布置空间,对于整车空间布置有极大地改善,并节约零部件,降低成本。
变速器的各个挡位主动齿轮和各个挡位从动齿轮可以通过多种形式安装于对应的轴。
挡位主动齿轮包括第一类挡位主动齿轮、第二类挡位主动齿轮中的至少一种,第一类挡位主动齿轮与输入轴Ⅰ固定连接,第二类挡位主动齿轮空套于输入轴Ⅰ,且第二类挡位主动齿轮可选择性地与输入轴Ⅰ动力耦合连接;挡位从动齿轮包括第一类挡位从动齿轮和第二类挡位从动齿轮中的至少一种,第一类挡位从动齿轮与第一类挡位主动齿轮对应啮合,第二类挡位从动齿轮与第二类挡位主动齿轮对应啮合,第一类挡位从动齿轮空套于输出轴Ⅱ,且第一类挡位从动齿轮可选择性地与输出轴Ⅱ动力耦合连接,第二类挡位从动齿轮与输出轴Ⅱ固定连接。
通过在输入轴Ⅰ设同步器,可以使第二类挡位主动齿轮可选择性地与输入轴Ⅰ动力耦合连接,通过在输出轴Ⅱ设同步器,可以使第一类挡位从动齿轮可选择性地与输出轴Ⅱ动力耦合连接。
可以理解的是,变速器可以既包括第一类挡位主动齿轮、第一类挡位从动齿轮又包括第二类挡位主动齿轮、第二类挡位从动齿轮,或者变速器可以仅包括第一类挡位主动齿轮、第一类挡位从动齿轮,或者变速器可以仅包括第二类挡位主动齿轮、第二类挡位从动齿轮。通过调整同步器的位置,可以实现上述多种形式的变换,且上述结构形式的变速器同步器数目少,便于零部件布置。
下面描述一种结构形式的变速器。
如图1-图6所示,第一类挡位主动齿轮包括:一挡主动齿轮1a和二挡主动齿轮2a,一挡主动齿轮1a和二挡主动齿轮2a均与输入轴Ⅰ固定连接,第二类挡位主动齿轮包括:三挡主动齿轮3a、四挡主动齿轮4a、五挡主动齿轮5a,三挡主动齿轮3a、四挡主动齿轮4a、五挡主动齿轮5a均空套于输入轴Ⅰ,三挡主动齿轮3a和四挡主动齿轮4a通过输入轴双同步器S2可选择性地与输入轴Ⅰ动力耦合连接,五挡主动齿轮5a通过输入轴单同步器S3可选择性地与输入轴Ⅰ动力耦合连接。
第一类挡位从动齿轮包括:一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b,一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b均空套于输出轴Ⅱ,一挡从动齿轮1b和二挡从动齿轮2b通过输出轴双同步器S1可选择性地与输出轴Ⅱ动力耦合连接,第二类挡位从动齿轮包括:三挡从动齿轮3b、四挡从动齿轮4b、五挡从动齿轮5b,三挡从动齿轮3b、四挡从动齿轮4b、五挡从动齿轮5b均与输出轴Ⅱ固定连接。
需要说明的是,双同步器可以布置在对应的两个齿轮之间,比如输入轴双同步器S2布置于输入轴Ⅰ,且位于三挡主动齿轮3a和四挡主动齿轮4a之间,当输入轴双同步器S2的接合套向左(图1-图6中的左)接合时,三挡主动齿轮3a与输入轴Ⅰ动力耦合连接,当输入轴双同步器S2的接合套向右(图1-图6中的右)接合时,四挡主动齿轮4a与输入轴Ⅰ动力耦合连接,当输入轴双同步器S2的接合套位于中位时,三挡主动齿轮3a、四挡主动齿轮4a均不与输入轴Ⅰ动力耦合连接。设置双同步器可以减少同步器的数目,且双同步器的布置位置可以根据需要作调整,比如输入轴双同步器S2还可以布置在四挡主动齿轮4a和五挡主动齿轮5a之间,其他布置的结构形式在此就不再详述。
通过不同的挡位主动齿轮和挡位从动齿轮相啮合形成的动力传递路径,可实现不同的转速、转矩的输出,可根据具体地工况及行车环境选择动力传递路径进行啮合,以实现不同的转速、转矩的输出,进而适应不同的行车状态并满足多种动力需求,保证车辆1000在行驶时具有较好的动力性和燃油经济性。
对于上述结构形式的变速器,发动机30的驱动力可通过以下六种传递路径传递给输出轴Ⅱ。
一挡时:离合器C接合,发动机30输出的驱动力通过离合器C传递到输入轴Ⅰ,输出轴双同步器S1的接合套向左(图1-图6中的左)运动,使一挡从动齿轮1b选择与输出轴Ⅱ动力耦合连接。这样,一挡的动力传递路径为:发动机30-离合器C-输入轴Ⅰ-一挡主动齿轮1a-一挡从动齿轮1b-输出轴Ⅱ。
二挡时发动机30的动力传递路径为:发动机30-离合器C-输入轴Ⅰ-二挡主动齿轮2a-二挡从动齿轮2b-输出轴Ⅱ。
三挡时发动机30的动力传递路径为:发动机30-离合器C-输入轴Ⅰ-三挡主动齿轮3a-三挡从动齿轮3b-输出轴Ⅱ。
四挡时发动机30的动力传递路径为:发动机30-离合器C-输入轴Ⅰ-四挡主动齿轮4a-四挡从动齿轮4b-输出轴Ⅱ。
五挡时发动机30的动力传递路径为:发动机30-离合器C-输入轴Ⅰ-五挡主动齿轮5a-五挡从动齿轮5b-输出轴Ⅱ。
倒挡时发动机30的动力传递路径为:发动机30-离合器C-输入轴Ⅰ-倒挡主动齿轮Ra-倒挡传动齿轮Rab-倒挡从动齿轮Rb-输出轴Ⅱ。
发动机30的动力传递给输出轴Ⅱ后可以用于驱动车辆1000运动或者驱动电动发电机10发电。
纯燃油工况,发动机30工作,电动发电机10不工作,发动机30的动力传递参考上述挡位传递路径,在此不再赘述。
混动工况时,发动机30工作,电动发电机10工作,发动机30的动力传递参考上述挡位传递路径到输出轴Ⅱ,并在输出轴Ⅱ与电动发电机10的动力耦合。
纯电动工况时,发动机30不工作,电动发电机10工作,电动发电机10的动力通过倒挡轴Ⅲ、输出轴Ⅱ输出。
也就是说,电动发电机10可以在输出轴Ⅱ处实现动力介入,在混动工况中,发动机30与电动发电机10为并联式,通过直接的扭矩耦合,能够更好地突出并联式结构动力性强、结构简单和整车空间布置易实现的优势。
可以理解的是,并联式的混合动力系统结构,通过直接的扭矩耦合,能够更好地突出并联式结构动力性强、结构简单和整车空间布置易实现的优势。
通过将电动发电机10动力输入到输出轴Ⅱ处,直接通过减速链与主减速器从动齿轮Zb连接,纯电动工况下,电机具有很高的传动效率,避免一般混合动力系统中需要经过变速器中复杂的换挡和传动链实现纯电动工况的问题,同时也避免了由于换挡导致纯电动工况时的动力中断问题和传动链过长的效率低下问题,尤其适用于插电式混合动力车辆1000中。同时,将电动发电机10设置在输出轴Ⅱ处,也大大缩短了总成的轴向距离,易于整车的空间布置。
控制逻辑上,本实用新型实施例的动力驱动系统100,没有改变变速器基本架构和换挡逻辑,电动发电机10的介入仅表现为在输出端的扭矩叠加,因此传统发动机30及变速器的控制逻辑与电动发电机10的控制逻辑是独立的,这样有利于节省厂家的开发时间和成本,避免系统较高的故障率,即便发动机30与变速器系统故障也不会影响纯电动时电动发电机10的动力输出。
电动发电机10可以作为发电机,比如动力驱动系统100具有减速/制动能回收工况,在减速或制动时,能量从车轮通过输出轴Ⅱ传到电动发电机10,实现动能回收。
在一些实施例中,动力驱动系统100还包括:第一换挡执行机构,第一换挡执行机构用于控制倒挡传动齿轮Rab和输入轴Ⅰ上的单同步器,以使倒挡传动齿轮Rab和该单同步器联动,如图7所示,倒挡传动齿轮Rab可以与上述的输入轴单同步器S3通过同一个拨叉组件20操纵,倒挡传动齿轮Rab的拨叉和输入轴单同步器S3的拨叉连接在同一个拨叉轴上,这样可以节省零部件,省成本。
在初始位置时,倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb中的至少一个与倒挡传动齿轮Rab断开,与单同步器对应的挡位主动齿轮(五挡主动齿轮5a)与输入轴Ⅰ断开;在倒挡传动齿轮Rab运动到第一位置时(图1-图6所示的实施例中向右运动),与单同步器对应的挡位主动齿轮(五挡主动齿轮5a)与输入轴Ⅰ断开;在倒挡传动齿轮Rab运动到第二位置时(图1-图6所示的实施例中向左运动),与单同步器对应的挡位主动齿轮(五挡主动齿轮5a)与输入轴Ⅰ通过单同步器动力耦合连接。这样可以省去一个换挡执行机构,减少动力驱动系统100的零部件数目。
当然,也可以在输出轴Ⅱ设置单同步器,对应地,动力驱动系统100还包括:第一换挡执行机构,第一换挡执行机构用于控制倒挡传动齿轮Rab和输出轴Ⅱ上的单同步器,以使倒挡传动齿轮Rab和该单同步器联动。
在初始位置时,倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb中的至少一个与倒挡传动齿轮Rab断开,与单同步器对应的挡位从动齿轮与输出轴Ⅱ断开;在倒挡传动齿轮Rab运动到第一位置时,与单同步器对应的挡位从动齿轮与输出轴Ⅱ断开;在倒挡传动齿轮Rab运动到第二位置时,与单同步器对应的挡位从动齿轮与输出轴Ⅱ通过单同步器动力耦合连接。这样可以省去一个换挡执行机构,减少动力驱动系统100的零部件数目。
如图1-图6所示,挡位从动齿轮至少包括第一类挡位从动齿轮,第一类挡位从动齿轮通过同步器可选择性地与输出轴Ⅱ动力耦合连接,倒挡从动齿轮Rb设置于同步器的接合套,即倒挡从动齿轮Rb的齿设在该接合套的外周,这样倒挡从动齿轮Rb与该同步器形成为一体。一挡从动齿轮1b和二挡从动齿轮2b均空套于输出轴Ⅱ,一挡从动齿轮1b和二挡从动齿轮2b通过输出轴双同步器S1可选择性地与输出轴Ⅱ动力耦合连接,倒挡从动齿轮Rb设置于输出轴双同步器S1的接合套,这样可以使内部结构布置更紧凑,内部链接更高效合理,缩短本系统的轴向空间。
下面参考附图描述根据本实用新型实施例的动力驱动系统100的一些的结构形式。
实施例一
如图1所示,动力驱动系统100包括:发动机30、电动发电机10、变速器,变速器包括:离合器C、输入轴Ⅰ、输出轴Ⅱ、倒挡轴Ⅲ。
输入轴Ⅰ通过离合器C可选择性地与发动机30动力耦合连接,输入轴Ⅰ固定设置有一挡主动齿轮1a、二挡主动齿轮2a和倒挡主动齿轮Ra,输入轴Ⅰ空套设置有三挡主动齿轮3a、四挡主动齿轮4a、五挡主动齿轮5a,三挡主动齿轮3a和四挡主动齿轮4a通过输入轴双同步器S2可选择性地与输入轴Ⅰ动力耦合连接,五挡主动齿轮5a通过输入轴单同步器S3可选择性地与输入轴Ⅰ动力耦合连接。
输出轴Ⅱ空套设置有一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b,一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b通过输出轴双同步器S1可选择性地与输出轴Ⅱ动力耦合连接,输出轴Ⅱ固定设置有三挡从动齿轮3b、四挡从动齿轮4b、五挡从动齿轮5b、倒挡从动齿轮Rb和输出齿轮Za,倒挡从动齿轮Rb设置于输出轴双同步器S1的接合套。
倒挡轴Ⅲ空套设置有倒挡传动齿轮Rab,倒挡传动齿轮Rab沿倒挡轴Ⅲ的轴向在第一位置和第二位置之间可滑动地安装于倒挡轴Ⅲ。在第一位置时,倒挡传动齿轮Rab与倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb啮合,倒挡主动齿轮Ra与倒挡传动齿轮Rab啮合,倒挡传动齿轮Rab与倒挡从动齿轮Rb啮合,倒挡传动齿轮Rab用于将倒挡主动齿轮Ra的动力耦合到倒挡从动齿轮Rb。在第二位置时,倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb中的至少一个与倒挡传动齿轮Rab断开。
倒挡轴Ⅲ固定连接有倒挡轴侧齿轮1f,电动发电机10与倒挡轴Ⅲ动力耦合连接,倒挡轴侧齿轮1f与输出轴Ⅱ动力耦合连接。电动发电机10与输出轴Ⅱ之间的动力传递路径为:电动发电机10-倒挡轴Ⅲ-倒挡轴侧齿轮1f-输出轴Ⅱ。
电动发电机10的电机轴与倒挡轴Ⅲ同轴固定连接,比如电动发电机10的电机轴通过联轴器与倒挡轴Ⅲ动力耦合连接。倒挡轴侧齿轮与一个挡位从动齿轮啮合。在图1所述的实施例中,倒挡轴侧齿轮1f与三挡从动齿轮3b啮合。电动发电机10与输出轴Ⅱ之间的动力传递路径为:电动发电机10-倒挡轴Ⅲ-倒挡轴侧齿轮1f-三挡从动齿轮3b-输出轴Ⅱ。
这样,电动发电机10的电机轴到输出轴Ⅱ的传动链短,传动效率高,且布置方便。
实施例二
如图2所示,动力驱动系统100包括:发动机30、电动发电机10、变速器,变速器包括:离合器C、输入轴Ⅰ、输出轴Ⅱ、倒挡轴Ⅲ。
输入轴Ⅰ通过离合器C可选择性地与发动机30动力耦合连接,输入轴Ⅰ固定设置有一挡主动齿轮1a、二挡主动齿轮2a和倒挡主动齿轮Ra,输入轴Ⅰ空套设置有三挡主动齿轮3a、四挡主动齿轮4a、五挡主动齿轮5a,三挡主动齿轮3a和四挡主动齿轮4a通过输入轴双同步器S2可选择性地与输入轴Ⅰ动力耦合连接,五挡主动齿轮5a通过输入轴单同步器S3可选择性地与输入轴Ⅰ动力耦合连接。
输出轴Ⅱ空套设置有一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b和输出齿轮Za,一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b通过输出轴双同步器S1可选择性地与输出轴Ⅱ动力耦合连接,输出齿轮Za通过输出同步器S4可选择性地与输出轴Ⅱ动力耦合连接,输出轴Ⅱ固定设置有三挡从动齿轮3b、四挡从动齿轮4b、五挡从动齿轮5b、倒挡从动齿轮Rb,倒挡从动齿轮Rb设置于输出轴双同步器S1的接合套。
倒挡轴Ⅲ空套设置有倒挡传动齿轮Rab,倒挡传动齿轮Rab沿倒挡轴Ⅲ的轴向在第一位置和第二位置之间可滑动地安装于倒挡轴Ⅲ。在第一位置时,倒挡传动齿轮Rab与倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb啮合,倒挡主动齿轮Ra与倒挡传动齿轮Rab啮合,倒挡传动齿轮Rab与倒挡从动齿轮Rb啮合,倒挡传动齿轮Rab用于将倒挡主动齿轮Ra的动力耦合到倒挡从动齿轮Rb。在第二位置时,倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb中的至少一个与倒挡传动齿轮Rab断开。
倒挡轴Ⅲ固定连接有倒挡轴侧齿轮1f,电动发电机10与倒挡轴Ⅲ动力耦合连接,倒挡轴侧齿轮1f与输出轴Ⅱ动力耦合连接。电动发电机10与输出轴Ⅱ之间的动力传递路径为:电动发电机10-倒挡轴Ⅲ-倒挡轴侧齿轮1f-输出轴Ⅱ。
电动发电机10的电机轴与倒挡轴Ⅲ同轴固定连接,比如电动发电机10的电机轴通过联轴器与倒挡轴Ⅲ动力耦合连接。倒挡轴侧齿轮与一个挡位从动齿轮啮合。在图1所述的实施例中,倒挡轴侧齿轮1f与三挡从动齿轮3b啮合。电动发电机10与输出轴Ⅱ之间的动力传递路径为:电动发电机10-倒挡轴Ⅲ-倒挡轴侧齿轮1f-三挡从动齿轮3b-输出轴Ⅱ。
这样,电动发电机10的电机轴到输出轴Ⅱ的传动链短,传动效率高,且布置方便。
上述输出齿轮Za的布置方式,使得动力驱动系统100具有驻车发电模式,在驻车发电模式中,输出同步器S4断开输出齿轮Za和输出轴Ⅱ,发动机30工作,电动发电机10为发电机,离合器C接合,发动机30通过输入轴Ⅰ、挡位主动齿轮、对应的挡位从动齿轮、输出轴Ⅱ、倒挡轴Ⅲ驱动电动发电机10发电。根据需要,可以选择上述的5条前进挡传动路径驱动电动发电机10发电。
实施例三
如图3所示,动力驱动系统100包括:发动机30、电动发电机10、变速器,变速器包括:离合器C、输入轴Ⅰ、输出轴Ⅱ、倒挡轴Ⅲ。
输入轴Ⅰ通过离合器C可选择性地与发动机30动力耦合连接,输入轴Ⅰ固定设置有一挡主动齿轮1a、二挡主动齿轮2a和倒挡主动齿轮Ra,输入轴Ⅰ空套设置有三挡主动齿轮3a、四挡主动齿轮4a、五挡主动齿轮5a,三挡主动齿轮3a和四挡主动齿轮4a通过输入轴双同步器S2可选择性地与输入轴Ⅰ动力耦合连接,五挡主动齿轮5a通过输入轴单同步器S3可选择性地与输入轴Ⅰ动力耦合连接。
输出轴Ⅱ空套设置有一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b,一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b通过输出轴双同步器S1可选择性地与输出轴Ⅱ动力耦合连接,输出轴Ⅱ固定设置有三挡从动齿轮3b、四挡从动齿轮4b、五挡从动齿轮5b、倒挡从动齿轮Rb和输出齿轮Za,倒挡从动齿轮Rb设置于输出轴双同步器S1的接合套。
倒挡轴Ⅲ空套设置有倒挡传动齿轮Rab,倒挡传动齿轮Rab沿倒挡轴Ⅲ的轴向在第一位置和第二位置之间可滑动地安装于倒挡轴Ⅲ。在第一位置时,倒挡传动齿轮Rab与倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb啮合,倒挡主动齿轮Ra与倒挡传动齿轮Rab啮合,倒挡传动齿轮Rab与倒挡从动齿轮Rb啮合,倒挡传动齿轮Rab用于将倒挡主动齿轮Ra的动力耦合到倒挡从动齿轮Rb。在第二位置时,倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb中的至少一个与倒挡传动齿轮Rab断开。
倒挡轴Ⅲ固定连接有倒挡轴侧齿轮1f,电动发电机10与倒挡轴Ⅲ动力耦合连接,倒挡轴侧齿轮1f与输出轴Ⅱ动力耦合连接。电动发电机10与输出轴Ⅱ之间的动力传递路径为:电动发电机10-倒挡轴Ⅲ-倒挡轴侧齿轮1f-输出轴Ⅱ。电动发电机10的电机轴固定连接有电机侧齿轮1c,电机侧齿轮1c与倒挡轴侧齿轮1f啮合,倒挡轴侧齿轮1f与其中一个挡位从动齿轮(三挡从动齿轮3b)啮合。这样,电动发电机10与输出轴Ⅱ传动链短,传动效率高,且电动发电机10可以布置在变速器的侧面,缩短整个动力驱动系统100的轴向长度。
实施例四
如图4所示,动力驱动系统100包括:发动机30、电动发电机10、变速器,变速器包括:离合器C、输入轴Ⅰ、输出轴Ⅱ、倒挡轴Ⅲ。
输入轴Ⅰ通过离合器C可选择性地与发动机30动力耦合连接,输入轴Ⅰ固定设置有一挡主动齿轮1a、二挡主动齿轮2a和倒挡主动齿轮Ra,输入轴Ⅰ空套设置有三挡主动齿轮3a、四挡主动齿轮4a、五挡主动齿轮5a,三挡主动齿轮3a和四挡主动齿轮4a通过输入轴双同步器S2可选择性地与输入轴Ⅰ动力耦合连接,五挡主动齿轮5a通过输入轴单同步器S3可选择性地与输入轴Ⅰ动力耦合连接。
输出轴Ⅱ空套设置有一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b和输出齿轮Za,一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b通过输出轴双同步器S1可选择性地与输出轴Ⅱ动力耦合连接,输出齿轮Za通过输出同步器S4可选择性地与输出轴Ⅱ动力耦合连接,输出轴Ⅱ固定设置有三挡从动齿轮3b、四挡从动齿轮4b、五挡从动齿轮5b、倒挡从动齿轮Rb,倒挡从动齿轮Rb设置于输出轴双同步器S1的接合套。
倒挡轴Ⅲ空套设置有倒挡传动齿轮Rab,倒挡传动齿轮Rab沿倒挡轴Ⅲ的轴向在第一位置和第二位置之间可滑动地安装于倒挡轴Ⅲ。在第一位置时,倒挡传动齿轮Rab与倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb啮合,倒挡主动齿轮Ra与倒挡传动齿轮Rab啮合,倒挡传动齿轮Rab与倒挡从动齿轮Rb啮合,倒挡传动齿轮Rab用于将倒挡主动齿轮Ra的动力耦合到倒挡从动齿轮Rb。在第二位置时,倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb中的至少一个与倒挡传动齿轮Rab断开。
倒挡轴Ⅲ固定连接有倒挡轴侧齿轮1f,电动发电机10与倒挡轴Ⅲ动力耦合连接,倒挡轴侧齿轮1f与输出轴Ⅱ动力耦合连接。电动发电机10与输出轴Ⅱ之间的动力传递路径为:电动发电机10-倒挡轴Ⅲ-倒挡轴侧齿轮1f-输出轴Ⅱ。
电动发电机10的电机轴固定连接有电机侧齿轮1c,电机侧齿轮1c与倒挡轴侧齿轮1f啮合,倒挡轴侧齿轮1f与其中一个挡位从动齿轮(三挡从动齿轮3b)啮合。这样,电动发电机10与输出轴Ⅱ传动链短,传动效率高,且电动发电机10可以布置在变速器的侧面,缩短整个动力驱动系统100的轴向长度。
上述输出齿轮Za的布置方式,使得动力驱动系统100具有驻车发电模式,在驻车发电模式中,输出同步器S4断开输出齿轮Za和输出轴Ⅱ,发动机30工作,电动发电机10为发电机,离合器C接合,发动机30通过输入轴Ⅰ、挡位主动齿轮、对应的挡位从动齿轮、输出轴Ⅱ、倒挡轴Ⅲ驱动电动发电机10发电。根据需要,可以选择上述的5条前进挡传动路径驱动电动发电机10发电。
实施例五
如图5所示,动力驱动系统100包括:发动机30、电动发电机10、变速器,变速器包括:离合器C、输入轴Ⅰ、输出轴Ⅱ、倒挡轴Ⅲ。
输入轴Ⅰ通过离合器C可选择性地与发动机30动力耦合连接,输入轴Ⅰ固定设置有一挡主动齿轮1a、二挡主动齿轮2a和倒挡主动齿轮Ra,输入轴Ⅰ空套设置有三挡主动齿轮3a、四挡主动齿轮4a、五挡主动齿轮5a,三挡主动齿轮3a和四挡主动齿轮4a通过输入轴双同步器S2可选择性地与输入轴Ⅰ动力耦合连接,五挡主动齿轮5a通过输入轴单同步器S3可选择性地与输入轴Ⅰ动力耦合连接。
输出轴Ⅱ空套设置有一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b,一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b通过输出轴双同步器S1可选择性地与输出轴Ⅱ动力耦合连接,输出轴Ⅱ固定设置有三挡从动齿轮3b、四挡从动齿轮4b、五挡从动齿轮5b、倒挡从动齿轮Rb和输出齿轮Za,倒挡从动齿轮Rb设置于输出轴双同步器S1的接合套。
倒挡轴Ⅲ空套设置有倒挡传动齿轮Rab,倒挡传动齿轮Rab沿倒挡轴Ⅲ的轴向在第一位置和第二位置之间可滑动地安装于倒挡轴Ⅲ。在第一位置时,倒挡传动齿轮Rab与倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb啮合,倒挡主动齿轮Ra与倒挡传动齿轮Rab啮合,倒挡传动齿轮Rab与倒挡从动齿轮Rb啮合,倒挡传动齿轮Rab用于将倒挡主动齿轮Ra的动力耦合到倒挡从动齿轮Rb。在第二位置时,倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb中的至少一个与倒挡传动齿轮Rab断开。
倒挡轴Ⅲ固定连接有倒挡轴侧齿轮1f,电动发电机10与倒挡轴Ⅲ动力耦合连接,倒挡轴侧齿轮1f与输出轴Ⅱ动力耦合连接。电动发电机10与输出轴Ⅱ之间的动力传递路径为:电动发电机10-倒挡轴Ⅲ-倒挡轴侧齿轮1f-输出轴Ⅱ。
电动发电机10的电机轴固定连接有电机侧齿轮1c,输出轴Ⅱ固定连接有输出轴侧齿轮1d,电机侧齿轮1c与倒挡轴侧齿轮1f啮合,倒挡轴侧齿轮1f与输出轴侧齿轮1d啮合。这样,电动发电机10与输出轴Ⅱ传动链短,传动效率高,且电动发电机10可以布置在变速器的侧面,缩短整个动力驱动系统100的轴向长度,电动发电机10与变速器的径向距离可以通过设计齿轮调节,以便于电动发电机10的布置。
实施例六
如图6所示,动力驱动系统100包括:发动机30、电动发电机10、变速器,变速器包括:离合器C、输入轴Ⅰ、输出轴Ⅱ、倒挡轴Ⅲ。
输入轴Ⅰ通过离合器C可选择性地与发动机30动力耦合连接,输入轴Ⅰ固定设置有一挡主动齿轮1a、二挡主动齿轮2a和倒挡主动齿轮Ra,输入轴Ⅰ空套设置有三挡主动齿轮3a、四挡主动齿轮4a、五挡主动齿轮5a,三挡主动齿轮3a和四挡主动齿轮4a通过输入轴双同步器S2可选择性地与输入轴Ⅰ动力耦合连接,五挡主动齿轮5a通过输入轴单同步器S3可选择性地与输入轴Ⅰ动力耦合连接。
输出轴Ⅱ空套设置有一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b和输出齿轮Za,一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b通过输出轴双同步器S1可选择性地与输出轴Ⅱ动力耦合连接,输出齿轮Za通过输出同步器S4可选择性地与输出轴Ⅱ动力耦合连接,输出轴Ⅱ固定设置有三挡从动齿轮3b、四挡从动齿轮4b、五挡从动齿轮5b、倒挡从动齿轮Rb,倒挡从动齿轮Rb设置于输出轴双同步器S1的接合套。
倒挡轴Ⅲ空套设置有倒挡传动齿轮Rab,倒挡传动齿轮Rab沿倒挡轴Ⅲ的轴向在第一位置和第二位置之间可滑动地安装于倒挡轴Ⅲ。在第一位置时,倒挡传动齿轮Rab与倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb啮合,倒挡主动齿轮Ra与倒挡传动齿轮Rab啮合,倒挡传动齿轮Rab与倒挡从动齿轮Rb啮合,倒挡传动齿轮Rab用于将倒挡主动齿轮Ra的动力耦合到倒挡从动齿轮Rb。在第二位置时,倒挡主动齿轮Ra及倒挡从动齿轮Rb中的至少一个与倒挡传动齿轮Rab断开。
倒挡轴Ⅲ固定连接有倒挡轴侧齿轮1f,电动发电机10与倒挡轴Ⅲ动力耦合连接,倒挡轴侧齿轮1f与输出轴Ⅱ动力耦合连接。电动发电机10与输出轴Ⅱ之间的动力传递路径为:电动发电机10-倒挡轴Ⅲ-倒挡轴侧齿轮1f-输出轴Ⅱ。
电动发电机10的电机轴固定连接有电机侧齿轮1c,输出轴Ⅱ固定连接有输出轴侧齿轮1d,电机侧齿轮1c与倒挡轴侧齿轮1f啮合,倒挡轴侧齿轮1f与输出轴侧齿轮1d啮合。这样,电动发电机10与输出轴Ⅱ传动链短,传动效率高,且电动发电机10可以布置在变速器的侧面,缩短整个动力驱动系统100的轴向长度,电动发电机10与变速器的径向距离可以通过设计齿轮调节,以便于电动发电机10的布置。
上述输出齿轮Za的布置方式,使得动力驱动系统100具有驻车发电模式,在驻车发电模式中,输出同步器S4断开输出齿轮Za和输出轴Ⅱ,发动机30工作,电动发电机10为发电机,离合器C接合,发动机30通过输入轴Ⅰ、挡位主动齿轮、对应的挡位从动齿轮、输出轴Ⅱ、倒挡轴Ⅲ驱动电动发电机10发电。根据需要,可以选择上述的5条前进挡传动路径驱动电动发电机10发电。
当然,本公开的动力驱动系统100还可以有更多的实施例,比如调整电动发电机10的位置,在另一些实施例中,电动发电机10的电机轴与倒挡轴Ⅲ同轴固定连接,倒挡轴侧齿轮1f与输出轴上的输出齿轮Za啮合;或者电动发电机10的电机轴固定连接有电机侧齿轮1c,电机侧齿轮1c与倒挡轴侧齿轮1f啮合,倒挡轴侧齿轮1f与输出轴上的输出齿轮Za啮合,该实施例的其他结构可以参考上述实施例的描述,在此,就不再重复。
本实用新型还公开了一种车辆1000。
如图8所示,本实用新型实施例的车辆1000具有上述任一种实施例的动力驱动系统100,本实用新型实施例的车辆1000可以实现纯电动驱动、纯燃油驱动和混合动力驱动,驱动方式灵活多选,且发动机30和电动机的控制是相对独立的,系统故障率低,即便发动机30与变速器系统故障也不会影响纯电动时电机的动力输出,电机驱动不存在换挡中断的问题,安全且实用,可适用于各种工况。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种动力驱动系统,其特征在于,包括:发动机、电动发电机、变速器,所述变速器包括:
离合器;
输入轴,所述输入轴通过所述离合器可选择性地与所述发动机动力耦合连接,所述输入轴设置有倒挡主动齿轮和挡位主动齿轮;
输出轴,所述输出轴设置有倒挡从动齿轮以及与所述挡位主动齿轮对应啮合的挡位从动齿轮;
倒挡轴、倒挡传动齿轮,所述电动发电机通过所述倒挡轴与所述输出轴动力耦合连接,所述倒挡传动齿轮沿所述倒挡轴的轴向在第一位置和第二位置之间可滑动地安装于所述倒挡轴,在第一位置时,所述倒挡传动齿轮与所述倒挡主动齿轮及所述倒挡从动齿轮啮合,在第二位置时,所述倒挡主动齿轮及所述倒挡从动齿轮中的至少一个与所述倒挡传动齿轮断开。
2.根据权利要求1所述的动力驱动系统,其特征在于,所述挡位主动齿轮包括第一类挡位主动齿轮、第二类挡位主动齿轮中的至少一种,所述第一类挡位主动齿轮与所述输入轴固定连接,所述第二类挡位主动齿轮空套于所述输入轴且与所述输入轴可选择性地动力耦合连接;
所述挡位从动齿轮包括第一类挡位从动齿轮和第二类挡位从动齿轮中的至少一种,所述第一类挡位从动齿轮与所述第一类挡位主动齿轮对应啮合,所述第二类挡位从动齿轮与所述第二类挡位主动齿轮对应啮合,所述第一类挡位从动齿轮空套于所述输出轴且与所述输出轴可选择性地动力耦合连接,所述第二类挡位从动齿轮与所述输出轴固定连接。
3.根据权利要求2所述的动力驱动系统,其特征在于,所述第一类挡位主动齿轮包括:一挡主动齿轮和二挡主动齿轮,所述第二类挡位主动齿轮包括:三挡主动齿轮、四挡主动齿轮、五挡主动齿轮,所述三挡主动齿轮和所述四挡主动齿轮通过输入轴双同步器可选择性地与所述输入轴动力耦合连接,所述五挡主动齿轮通过输入轴单同步器可选择性地与所述输入轴动力耦合连接;
所述第一类挡位从动齿轮包括:一挡从动齿轮、二挡从动齿轮,所述一挡从动齿轮和所述二挡从动齿轮通过输出轴双同步器可选择性地与所述输出轴动力耦合连接,所述第二类挡位从动齿轮包括:三挡从动齿轮、四挡从动齿轮、五挡从动齿轮。
4.根据权利要求2所述的动力驱动系统,其特征在于,还包括:第一换挡执行机构,所述第一换挡执行机构用于控制所述倒挡传动齿轮和所述输入轴上的单同步器,以使所述倒挡传动齿轮和所述单同步器联动;其中,在初始位置时,所述倒挡主动齿轮及所述倒挡从动齿轮中的至少一个与所述倒挡传动齿轮断开,与所述单同步器对应的所述挡位主动齿轮与所述输入轴断开;在所述倒挡传动齿轮运动到第一位置时,与所述单同步器对应的所述挡位主动齿轮与所述输入轴断开;在所述倒挡传动齿轮运动到第二位置时,与所述单同步器对应的所述挡位主动齿轮与所述输入轴通过所述单同步器动力耦合连接;
或者所述动力驱动系统还包括:第一换挡执行机构,所述第一换挡执行机构用于控制所述倒挡传动齿轮和所述输出轴上的单同步器,以使所述倒挡传动齿轮和所述单同步器联动;其中,在初始位置时,所述倒挡主动齿轮及所述倒挡从动齿轮中的至少一个与所述倒挡传动齿轮断开,与所述单同步器对应的所述挡位从动齿轮与所述输出轴断开;在所述倒挡传动齿轮运动到第一位置时,与所述单同步器对应的所述挡位从动齿轮与所述输出轴断开;在所述倒挡传动齿轮运动到第二位置时,与所述单同步器对应的所述挡位从动齿轮与所述输出轴通过所述单同步器动力耦合连接。
5.根据权利要求2所述的动力驱动系统,其特征在于,所述挡位从动齿轮至少包括所述第一类挡位从动齿轮,所述第一类挡位从动齿轮通过同步器可选择性地与所述输出轴动力耦合连接,所述倒挡从动齿轮设置于所述同步器的接合套。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的动力驱动系统,其特征在于,所述倒挡传动齿轮空套于所述倒挡轴,所述动力驱动系统具有混动倒挡模式,在所述混动倒挡模式中,所述发动机工作,所述电动发电机工作,所述倒挡传动齿轮移动到第一位置,所述离合器接合。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的动力驱动系统,其特征在于,所述动力驱动系统具有纯燃油倒挡模式,在所述纯燃油倒挡模式中,所述发动机工作,所述电动发电机不工作,所述倒挡传动齿轮移动到第一位置,所述离合器接合。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的动力驱动系统,其特征在于,所述输出轴空套有输出齿轮,所述输出齿轮通过输出同步器可选择性地与所述输出轴动力耦合连接;
所述动力驱动系统具有驻车发电模式,在驻车发电模式中,所述输出同步器断开所述输出齿轮和所述输出轴,所述发动机工作,所述电动发电机为发电机,所述离合器接合,所述发动机通过所述输入轴、所述挡位主动齿轮、对应的挡位从动齿轮、所述输出轴、所述倒挡轴驱动所述电动发电机发电。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的动力驱动系统,其特征在于,所述倒挡轴固定连接有倒挡轴侧齿轮,所述电动发电机与所述倒挡轴动力耦合连接,所述倒挡轴侧齿轮与所述输出轴动力耦合连接。
10.根据权利要求9所述的动力驱动系统,其特征在于,所述电动发电机的电机轴与所述倒挡轴同轴固定连接,所述倒挡轴侧齿轮与一个所述挡位从动齿轮或所述输出轴上的输出齿轮啮合;
或者,所述电动发电机的电机轴固定连接有电机侧齿轮,所述电机侧齿轮与所述倒挡轴侧齿轮啮合,所述倒挡轴侧齿轮与一个所述挡位从动齿轮啮合;
或者,所述电动发电机的电机轴固定连接有电机侧齿轮,所述电机侧齿轮与所述倒挡轴侧齿轮啮合,所述倒挡轴侧齿轮与固定安装于所述输出轴的输出轴侧齿轮啮合;
或者,所述电动发电机的电机轴固定连接有电机侧齿轮,所述电机侧齿轮与所述倒挡轴侧齿轮啮合,所述倒挡轴侧齿轮与所述输出轴上的输出齿轮啮合。
11.一种车辆,其特征在于,具有如权利要求1-10中任一项所述的动力驱动系统。
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