CN215850721U - 变速器系统和具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变速器系统和具有其的车辆，所述变速器系统包括：第一离合器轴和第二离合器轴；曲轴，所述曲轴分别与发动机和所述第一离合器轴传动连接；第一离合器，所述第一离合器设在所述第一离合器轴的端部；第二离合器，所述第二离合器设在所述第二离合器轴的端部；差速器，所述差速器与所述第二离合器轴传动连接；电机，所述电机与所述差速器传动连接；发电机，所述发电机与所述第一离合器轴传动连接。根据本实用新型实施例的变速器系统具有生产效率高等优点。

Description

变速器系统和具有其的车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆工程技术领域，具体而言，涉及一种变速器系统和具有所述变速器系统的车辆。

背景技术

相关技术中的混合动力变速器，其离合器的制造、安装较为复杂，不利于批量生产。

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。为此，本实用新型提出一种变速器系统，该变速器系统具有生产效率高等优点。

本实用新型还提出一种具有所述变速器系统的车辆。

为实现上述目的，根据本实用新型的第一方面的实施例提出一种变速器系统，所述变速器系统包括：第一离合器轴和第二离合器轴；曲轴，所述曲轴分别与发动机和所述第一离合器轴传动连接；第一离合器，所述第一离合器设在所述第一离合器轴的端部；第二离合器，所述第二离合器设在所述第二离合器轴的端部；差速器，所述差速器与所述第二离合器轴传动连接；电机，所述电机与所述差速器传动连接；发电机，所述发电机与所述第一离合器轴传动连接。

根据本实用新型实施例的变速器系统，具有生产效率高等优点。

另外，根据本实用新型上述实施例的变速器系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述变速器系统还包括：第一离合器轴输出齿轮，所述第一离合器轴输出齿轮和所述第一离合器分别位于所述第一离合器轴的两端，所述第一离合器轴输出齿轮与所述发电机传动连接，所述第一离合器轴输出齿轮位于所述第一离合器轴远离所述发动机的一端；第二离合器轴输出齿轮，所述第二离合器轴输出齿轮和所述第二离合器分别位于所述第二离合器轴的两端，所述第二离合器轴输出齿轮与所述差速器传动连接，所述第二离合器轴输出齿轮位于所述第二离合器轴靠近所述发动机的一端。

根据本实用新型的一个实施例，所述变速器系统还包括第二离合器轴输入齿轮，所述第一离合器具有第一离合器齿轮，所述第二离合器具有第二离合器齿轮，所述第一离合器齿轮与所述第二离合器轴输入齿轮啮合，所述第二离合器齿轮与所述第一离合器轴输出齿轮啮合。

根据本实用新型的一个实施例，所述变速器系统还包括：中间轴；中间轴输入齿轮，所述中间轴输入齿轮设在所述中间轴上且与所述电机传动连接；中间轴输出齿轮，所述中间轴输出齿轮设在所述中间轴上；主减齿轮，所述主减齿轮与所述中间轴输出齿轮啮合且与所述差速器传动连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述变速器系统还包括扭矩限制装置，所述曲轴与所述第一离合器轴通过所述扭矩限制装置相连。

根据本实用新型的一个实施例，所述扭矩限制装置包括集成为一体的单质量飞轮和限扭器。

根据本实用新型的一个实施例，所述发电机的额定功率小于所述电机的额定功率。

根据本实用新型的一个实施例，所述发电机的额定功率为所述电机额定功率的50％-80％。

根据本实用新型的一个实施例，所述变速器系统还包括：液压控制系统，所述液压控制系统用于控制所述第一离合器和所述第二离合器；冷却润滑系统，所述冷却润滑系统用于向所述变速器系统供给润滑油；双电机控制器，所述双电机控制器用于控制所述电机和所述发电机。

根据本实用新型的第二方面的实施例提出一种车辆，所述车辆包括根据本实用新型的第一方面的实施例所述的变速器系统。

根据本实用新型实施例的车辆，通过利用根据本实用新型的第一方面的实施例所述的变速器系统，具有生产效率高等优点。

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是根据本实用新型实施例的变速器系统的结构示意图。

附图标记：变速器系统1、第一离合器轴10、第一离合器轴输出齿轮11、第二离合器轴20、第二离合器轴输出齿轮21、第二离合器轴输入齿轮22、曲轴30、扭矩限制装置31、第一离合器40、第一离合器齿轮41、第二离合器50、第二离合器齿轮51、差速器60、主减齿轮61、电机70、电机齿轮71、发电机80、发电机齿轮81、中间轴90、中间轴输入齿轮91、中间轴输出齿轮92、液压控制系统101、冷却润滑系统102、双电机控制器103、发动机2。

具体实施方式

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

相关技术中的混合动力变速器，其离合器的制造、安装较为复杂，不利于批量生产。

具体而言，相关技术中的混合动力变速器，具有多个离合器，多个离合器需要安装在所在轴的不同位置，导致多个离合器的制造工艺、装配方式不同，难以应用于同一生产线，影响批量生产时的生产效率。

并且，相关技术中的混合动力变速器，其与差速器啮合的齿轮的设置会影响驱动电机的设置空间，影响驱动电机的额定功率，从而影响电动驱动时的功率上限。

此外，相关技术中的混合动力变速器，其发动机曲轴与变速器输入轴直接相连，若发动机扭矩过大，会影响变速器后续混动发电功能等的正常运行。

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的变速器系统1。

如图1-图所示，根据本实用新型实施例的变速器系统1包括第一离合器轴10、第二离合器轴20、曲轴30、第一离合器40、第二离合器50、差速器60、电机70和发电机80。

曲轴30分别与发动机2和第一离合器轴10传动连接。第一离合器40设在第一离合器轴10的端部。第二离合器50设在第二离合器轴20的端部。差速器60与第二离合器轴20传动连接。电机70与差速器60传动连接。发电机80与第一离合器轴10传动连接。

根据本实用新型实施例的变速器系统1，通过将第一离合器40设在第一离合器轴10的端部，将第二离合器50设在第二离合器轴20的端部，由此可以将变速器系统1的离合器均设置在所在轴的端部。相比相关技术中离合器采用不同制造和安装方式的变速器，第一离合器40和第二离合器50可以采用相同的制造和安装工艺，采用相同的生产线，从而利于变速器系统1的批量化生产，提高变速器系统1的生产效率。

因此，根据本实用新型实施例的变速器系统1具有生产效率高等优点。

下面参考附图描述根据本实用新型具体实施例的变速器系统1。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1所示，根据本实用新型实施例的变速器系统1包括第一离合器轴10、第二离合器轴20、曲轴30、第一离合器40、第二离合器50、差速器60、电机70和发电机80。

具体而言，变速器系统1还可以包括更多的离合器，如第三离合器、第四离合器、……，实现多挡混合动力传动，本领域的技术人员可以根据实际需要进行设置。

有利地，如图1所示，变速器系统1还包括第一离合器轴输出齿轮11，第一离合器轴输出齿轮11和第一离合器40分别位于第二离合器轴20的两端，第一离合器轴输出齿轮11与发电机80传动连接，第一离合器轴输出齿轮11位于第一离合器轴10远离发动机2的一端。第二离合器轴输出齿轮21和第二离合器50分别位于第二离合器轴20的两端，第二离合器轴输出齿轮21与差速器60传动连接，第二离合器轴输出齿轮21位于第二离合器轴20靠近发动机2的一端。具体而言，第二离合器50较第一离合器40邻近电机70。这样将与差速器60传动连接的第二离合器轴输出齿轮21移到所在第二离合器轴20的靠近发动机2一端，有利于缩短电机70一侧关联齿轮的轴向长度，留出更大的轴向空间给电机70，便于提高电机70的体积，便于提高电机70的驱动功率。

此外，通过将第一离合器轴10上的结构与第二离合器轴20上的结构反向布置，可以便于实现第一离合器40和第二离合器50的布置及传动，合理利用变速器系统1内的空间，提高变速器系统1的空间利用率。

更为有利地，如图1所示，变速器系统1还包括第二离合器轴输出齿轮21，第一离合器40具有第一离合器齿轮41，第二离合器50具有第二离合器齿轮51，第一离合器齿轮41与第二离合器轴输入齿轮22啮合，第二离合器齿轮51与第一离合器轴输出齿轮11啮合。这样可以实现第一离合器40和第二离合器50的传动连接。

具体而言，第一离合器40和第二离合器50可以均包括内毂和外毂，第一离合器40的外毂与第一离合器轴10相连且内毂与第一离合器齿轮41相连，第二离合器50的外毂与第二离合器轴20相连且内毂与第二离合器齿轮51相连。第一离合器40的内毂和外毂结合时，第一离合器齿轮41随第一离合器轴10一同转动，第二离合器50的内毂和外毂结合时，第二离合器齿轮51随第二离合器轴20一同转动。

图1示出了根据本实用新型一个具体示例的变速器系统1。如图1所示，变速器系统1还包括中间轴90、中间轴输入齿轮91、中间轴输出齿轮92和主减齿轮61。中间轴输入齿轮91设在中间轴90上且与电机70传动连接。中间轴输出齿轮92设在中间轴90上。主减齿轮61与中间轴输出齿轮92啮合且与差速器60传动连接。由此可以便于实现电机70与差速器60的传动连接，提高变速器系统1的设置灵活性，提高变速器系统1的空间利用率。

具体而言，变速器系统1还包括减震器，减震器内部安装有弧形弹簧，对发动机2传递过来的扭矩和转速振动起到衰减作用，但并不能完全保护变速器系统1，在发动机2扭矩过大时减振效果较差。

具体地，如图1所示，变速器系统1还包括扭矩限制装置31，曲轴30与第一离合器轴10通过扭矩限制装置31相连。这样可以利用扭矩限制装置31限制曲轴30与第一离合器轴10之间的相对扭矩，将发动机2的输出扭矩限制在所需的范围内，并减小发动机的扭转振动，避免扭矩过大影响后续混动发电等功能的正常运行。

更为具体地，扭矩限制装置31包括集成为一体的单质量飞轮和限扭器。具体而言，限扭器通过螺栓连接在单质量飞轮上。限扭器包括碟形弹簧、摩擦片、主动压盘、从动压盘，从动压盘连接减振其的弧形弹簧，碟形弹簧的预压力，可以使摩擦片、主动压盘、从动压盘之间产生摩擦传动，发动机2连接主动压盘，第二离合器轴20连接从动压盘，当扭矩超过摩擦传动极限时，就产生打滑实现扭矩限制，对变速器系统1轴齿结构进行过载保护，如果扭矩不超过极限，减振器就可正常起到减振作用。

本申请的实用新型人经过大量的研究发现，电机的设计选型，考虑车辆百公里平均耗电为15KW，发电机额定功率大于车辆行驶消耗的平均功率的情况下，就可以在持续跑长途的情况下一定程度维持电池电量。选择额定功率20～30KW的发电机，给电机供电的同时，也可补充电池电量，把电池电量提高到60％以上。这样有充足电量储备，就可以保证高性能提速。增程发电机只需要在额定功率附近，安静高效率工作，所以只需要高效区域集中在较小范围内。

驱动电机的设计选型，由于电驱系统不像传统动力匹配多挡变速器，只有单挡减速，满足最高车速要求情况下，驱动电机转速达到10000rpm以上，所以要求驱动电机调速范围宽；为满足整车短时间加速性能和爬坡性能，要求后备功率较高，普遍要求驱动电机峰值功率在100kW以上。驱动电机需要实现反转倒车功能以及制动能量回收功能，承受交变冲击载荷，结构设计需要保证足够的强度。为保证整车续航里程和低电耗低油耗指标，驱动电机在较宽的转速和扭矩范围内都有很宽的效率。

有利地，发电机80的额定功率小于电机70的额定功率。这样可以便于实现混动系统节油降耗，并且简化结构、降低成本、提高系统可靠性、适合大规模生产。

具体而言，发电机80的体积小于电机70的体积。这样可以便于使发电机80的额定功率小于电机70的额定功率。

可选地，发电机80的额定功率为电机70额定功率的50％-80％。这样可以使发电机80和电机70的功率比例更加合理，提高变速器系统1的性能。

图1示出了根据本实用新型一个具体示例的变速器系统1。如图1所示，变速器系统1还包括液压控制系统101、冷却润滑系统102和双电机控制器103。液压控制系统101用于控制第一离合器40和第二离合器50。冷却润滑系统102用于向变速器系统1供给润滑油。双电机控制器103用于控制电机70和发电机80。

本领域的技术人员可以理解的是，通过控制电机70和发电机80的运行状态，可以使电机70和发电机80在发电和提供动力之间切换。

具体而言，液压控制系统101用于控制第一离合器40和第二离合器50实现结合/分离动作，以便在发动机2直驱和混动两种模式下实现两挡传动。冷却润滑系统102用于给电机70、发动机2、第一离合器40、第二离合器50和相关的轴承提供冷却润滑所需的油液。双电机控制器103用于控制电机70和发电机80在不同模式下，实现所需的转速和转矩输出。

进一步地，液压控制系统101集成滤油器、机械油泵、主油路控制阀、主油路离合器阀、离合器电磁阀等零部件。冷却润滑系统102集成吸油滤油器、电动油泵、机油冷却器、压力滤油器和旁通阀等零部件。双电机控制器103集成高压输入单元、低压输入单元、信号控制单元、冷却单元等零部件。

电机70可以通过设在其电机轴上的电机齿轮71与中间轴输入齿轮91的啮合实现传动。发电机80可通过设在其发电机轴上的发电机齿轮81与第一离合器轴输出齿轮11的啮合实现传动。差速器60可以包括左半轴齿轮、右半轴齿轮和行星齿轮。

第二离合器轴20通过螺栓安装在车辆的底盘上，并通过带有接插头的若干根线束与整车控制器相连。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的变速器系统1的不同工作模式。

纯电驱动模式：电机70通过电机70的电机轴、电机齿轮71、中间轴输入齿轮91、中间轴90、中间轴输出齿轮92、主减齿轮61、差速器60的行星齿轮，将动力分别传递到差速器60的左半轴齿轮和右半轴齿轮。

串联模式：发动机2通过曲轴30、扭矩限制装置31、第一离合器轴10、第一离合器轴输出齿轮11、发电机齿轮81、发电机80的发电机轴将动力传递至发电机80，给发电机80发电。电机70通过电机70的电机轴、电机齿轮71、中间轴输入齿轮91、中间轴90、中间轴输出齿轮92、主减齿轮61、差速器60的行星齿轮，将动力分别传递到差速器60的左半轴齿轮和右半轴齿轮。

发电模式：发动机2通过曲轴30、扭矩限制装置31、第一离合器轴10、第一离合器轴输出齿轮11、发电机齿轮81、发电机80的发电机轴，将动力传递至发电机80，给发电机80发电，向动力电池充电。

发动机直驱模式一挡：第一离合器轴10结合，发动机2通过曲轴30、扭矩限制装置31、第一离合器轴10、第一离合器40、第一离合器齿轮41、第二离合器轴输入齿轮22、第二离合器轴20、第二离合器轴输出齿轮21、主减齿轮61、差速器60的行星齿轮，将动力分别传递到差速器60的左半轴齿轮和右半轴齿轮。

发动机直驱模式二挡：第二离合器50结合，发动机2通过曲轴30、扭矩限制装置31、第一离合器轴10、第一离合器轴输出齿轮11、第二离合器齿轮51、第二离合器50、第二离合器轴20、第二离合器轴输出齿轮21、主减齿轮61、差速器60的行星齿轮，将动力分别传递到差速器60的左半轴齿轮和右半轴齿轮。

混合动力驱动模式一挡：第一离合器40结合，发动机2通过曲轴30、扭矩限制装置31、第一离合器轴10、第一离合器40、第一离合器齿轮41、第二离合器轴输入齿轮22、第二离合器轴20、第二离合器轴输出齿轮21将动力传递到主减齿轮61；电机70通过电机70的电机轴、电机齿轮71、中间轴输入齿轮91、中间轴输出齿轮92将动力传递至主减齿轮61，两路动力均传递到主减齿轮61，并进一步传递到差速器60的行星齿轮，将动力分别传递到差速器60的左半轴齿轮和右半轴齿轮。

混合动力驱动加强模式一挡：第一离合器40结合，发动机2通过曲轴30、扭矩限制装置31、第一离合器轴10、第一离合器40、第一离合器齿轮41、第二离合器轴输入齿轮22、第二离合器轴20、第二离合器轴输出齿轮21将动力传递到主减齿轮61；电机70通过电机70的电机轴、电机齿轮71、中间轴输入齿轮91、中间轴90、中间轴输出齿轮92到主减齿轮61；发电机80通过发电机80的发电机轴、发电机齿轮81、第一离合器轴输出齿轮11、第一离合器轴10、第一离合器40、第一离合器齿轮41、第二离合器轴输入齿轮22、第二离合器轴20、第二离合器轴输出齿轮21到主减齿轮61；三路动力均传递到主减齿轮61，并进一步传递到差速器60的行星齿轮，将动力分别传递到差速器60的左半轴齿轮和右半轴齿轮。

混合动力驱动模式二挡：第二离合器50结合，发动机2通过曲轴30、扭矩限制装置31、第一离合器轴10、第一离合器轴输出齿轮11、第二离合器齿轮51、第二离合器50、第二离合器轴20、第二离合器轴输出齿轮21到主减齿轮61，电机70通过电机70的电机轴、电机齿轮71、中间轴输入齿轮91、中间轴90、中间轴输出齿轮92到主减齿轮61，两路动力均传递到主减齿轮61，并进一步传递到差速器60的行星齿轮，将动力分别传递到差速器60的左半轴齿轮和右半轴齿轮。

混合动力驱动模式二挡：第二离合器50结合，发动机2通过曲轴30、扭矩限制装置31、第一离合器轴10、第一离合器轴输出齿轮11、第二离合器齿轮51、第二离合器50、第二离合器轴20、第二离合器轴输出齿轮21到主减齿轮61；电机70通过电机70的电机轴、电机齿轮71、中间轴输入齿轮91、中间轴90、中间轴输出齿轮92到主减齿轮61；发电机80通过发电机80的发电机轴、发电机齿轮81、第一离合器轴输出齿轮11、第二离合器齿轮51、第二离合器50、第二离合器轴20、第二离合器轴输出齿轮21到主减齿轮61；两路动力均传递到主减齿轮61，并进一步传递到差速器60的行星齿轮，将动力分别传递到差速器60的左半轴齿轮和右半轴齿轮。

制动能力回收模式：动力通过差速器60的左半轴齿轮和右半轴齿轮、差速器60的行星齿轮、主减齿轮61、中间轴输出齿轮92、中间轴90、中间轴输入齿轮91、电机齿轮71、电机70的电机轴将动力传递到电机70，使电机70发电，向动力电池充电。

下面描述根据本实用新型实施例的车辆。根据本实用新型实施例的车辆包括根据本实用新型上述实施例的变速器系统1。

根据本实用新型实施例的车辆，通过利用根据本实用新型上述实施例的变速器系统1，具有生产效率高等优点。

根据本实用新型实施例的车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

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 (10)

1.一种变速器系统，其特征在于，包括：

第一离合器轴和第二离合器轴；

曲轴，所述曲轴分别与发动机和所述第一离合器轴传动连接；

第一离合器，所述第一离合器设在所述第一离合器轴的端部；

第二离合器，所述第二离合器设在所述第二离合器轴的端部；

差速器，所述差速器与所述第二离合器轴传动连接；

电机，所述电机与所述差速器传动连接；

发电机，所述发电机与所述第一离合器轴传动连接。

2.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，还包括：

第一离合器轴输出齿轮，所述第一离合器轴输出齿轮和所述第一离合器分别位于所述第一离合器轴的两端，所述第一离合器轴输出齿轮与所述发电机传动连接，所述第一离合器轴输出齿轮位于所述第一离合器轴远离所述发动机的一端；

第二离合器轴输出齿轮，所述第二离合器轴输出齿轮和所述第二离合器分别位于所述第二离合器轴的两端，所述第二离合器轴输出齿轮与所述差速器传动连接，所述第二离合器轴输出齿轮位于所述第二离合器轴靠近所述发动机的一端。

3.根据权利要求2所述的变速器系统，其特征在于，还包括第二离合器轴输入齿轮，所述第一离合器具有第一离合器齿轮，所述第二离合器具有第二离合器齿轮，所述第一离合器齿轮与所述第二离合器轴输入齿轮啮合，所述第二离合器齿轮与所述第一离合器轴输出齿轮啮合。

4.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，还包括：

中间轴；

中间轴输入齿轮，所述中间轴输入齿轮设在所述中间轴上且与所述电机传动连接；

中间轴输出齿轮，所述中间轴输出齿轮设在所述中间轴上；

主减齿轮，所述主减齿轮与所述中间轴输出齿轮啮合且与所述差速器传动连接。

5.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，还包括扭矩限制装置，所述曲轴与所述第一离合器轴通过所述扭矩限制装置相连。

6.根据权利要求5所述的变速器系统，其特征在于，所述扭矩限制装置包括集成为一体的单质量飞轮和限扭器。

7.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述发电机的额定功率小于所述电机的额定功率。

8.根据权利要求7所述的变速器系统，其特征在于，所述发电机的额定功率为所述电机额定功率的50％-80％。

9.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，还包括：

液压控制系统，所述液压控制系统用于控制所述第一离合器和所述第二离合器；

冷却润滑系统，所述冷却润滑系统用于向所述变速器系统供给润滑油；

双电机控制器，所述双电机控制器用于控制所述电机和所述发电机。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的变速器系统。

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