CN216374156U - 一种变速器及车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的实施例提供了一种变速器及车辆,包括发动机、电动机、双离合器、第一轴、第二轴、第三轴、齿轮传动组件以及驱动电机,通过将所述电动机集成在发动机的曲轴上,其工作状态在发电与马达之间进行切换,简化了变速器内部传动结构,电动机在进行正向驱动或能量回收,无需多经历一次机械功率转换的过程,从而提升了电动机的正向驱动或能量回收的效率,使得电动机和驱动电机的加持使得低速爬坡和加速扭矩得到提高,动力性与经济性比传统的变速器更优,且结构简单紧凑,重量更低,成本更优,便于整车搭载。
Description
技术领域
本实用新型涉及变速器的技术领域,特别是涉及一种变速器及车辆。
背景技术
目前,混合动力电动汽车的混动系统有多种构型,但性能和效率未能很好兼顾。
实用新型内容
为了解决上述问题,本实用新型的目的是提供一种变速器,较好兼顾性能和效率。
为解决上述技术问题,本实用新型的实施例采用了如下技术方案:
本实用新型的实施例提供了一种变速器,包括:
发动机;
电动机,所述电动机与所述发动机相连;
双离合器,所述双离合器的外毂与所述电动机相连接,所述双离合器包括第一离合器和第二离合器;
第一轴,连接于所述第一离合器;
第二轴,连接于所述第二离合器;
第三轴;
齿轮传动组件,所述齿轮传动组件包括多个设于所述第一轴和第二轴的主动齿轮和多个设于所述第三轴的从动齿轮;
驱动电机,其与其中一从动齿轮相连。
本申请的一些实施例中,所述主动齿轮包括设于所述第一轴上的一档主动齿轮以及三档主动齿轮;
所述从动齿轮包括设于所述第三轴上的一档从动齿轮以及三档从动齿轮;
所述齿轮传动组件还包括:
设于所述第三轴上的第一同步器,所述第一同步器可选择与所述一档主动齿轮或所述三档从动齿轮连接;
其中,所述一档主动齿轮与所述一档从动齿轮相连,所述三档主动齿轮与所述三档从动齿轮相连。
本申请的一些实施例中,所述主动齿轮还包括设于所述第二轴上的二档主动齿轮和四档主动齿轮;
所述从动齿轮还包括设于所述第三轴上的二档从动齿轮和四档从动齿轮;
所述齿轮传动组件还包括设于第三轴上的第二同步器,所述第二同步器可选择与所述二档从动齿轮或三档从动齿轮连接;
其中,所述二档主动齿轮与所述二档从动齿轮相连,所述四档主动齿轮与所四档从动齿轮相连。
本申请的一些实施例中,所述一档主动齿轮和所述一档从动齿轮之间、所述二档主动齿轮和所述二档从动齿轮之间、所述三档主动齿轮和所述三档从动齿轮之间以及所述四档主动齿轮和所述四档从动齿轮之间对应四组齿轮速比。
本申请的一些实施例中,所述驱动电机通过设于其上的驱动齿轮与所述二档从动齿轮相连。
本申请的一些实施例中,所述第二轴套设在所述第一轴上,且所述第一轴和所述第二轴之间可相对运动。
本申请的一些实施例中,还包括:
传动组件;
差速器,其通过所述传动组件与所述第三轴连接。
本申请的一些实施例中,所述传动组件包括:
主减齿轮,设于所述第三轴上;
主减齿圈,其与所述主减齿轮相互啮合;
从减齿轮,其设于所述差速器的输入轴上,与所述主减齿圈相互啮合,且位于所述主减齿圈内部。
本申请的一些实施例中,所述双离合器包括:
离合器外毂,其与所述电动机的相连接;
第一离合器,其与所述第一轴相连接,且其能与所述离合器的外毂相结合;
第二离合器,其与所述第二轴相连接,且其能与所述离合器的外毂相结合。
本实用新型的实施例还提供了一种车辆,包括:
如上所述的变速器。
相比于现有技术,本实用新型的实施例的有益效果在于:
本实用新型的实施例提供了一种变速器及车辆,包括第一轴、第二轴、第三轴、第一离合器、第二离合器、第三离合器、发动机、发电机、齿轮传动组件以及驱动电机,所述电动机工作状态在发电与马达之间进行切换,简化了变速器内部传动结构,电动机在进行正向驱动或能量回收,无需多经历一次机械功率转换的过程,从而提升了电动机的正向驱动或能量回收的效率,使得电动机和驱动电机的加持使得低速爬坡和加速扭矩得到提高,动力性与经济性比传统的变速器更优,且结构简单紧凑,重量更低,成本更优,便于整车搭载。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种变速器工作的结构示意图。
其中:
100、发动机;101、电动机;200、离合器外毂;201、第二离合器;202、第一离合器;300、第二轴;301、二档主动齿轮;302、四档主动齿轮;303、三档主动齿轮;304、第一轴;305、一档主动齿轮;306、一档从动齿轮;307、第三轴;308、第一同步器;309、三档从动齿轮;310、四档从动齿轮;311、驱动电机;312、第二同步器;313、驱动齿轮;314、驱动轴;315、主减齿圈;316、从减齿轮;317、主减齿轮;318、二档从动齿轮。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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申请实施例和简化描述,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申请实施例的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请实施例的描述中,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,也可以是可更换连接,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申请实施例中的具体含义。
下面结合附图和实施例,对本实用新型的具体实施方式做进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
如图1所示,本实用新型的实施例提供了一种变速器,包括:
发动机100;
电动机101,所述电动机101与所述发动机100相连;
双离合器,所述双离合器的外毂与所述电动机101相连接,所述双离合器包括第一离合器202和第二离合器201;
第一轴304,连接于所述第一离合器202;
第二轴300,连接于所述第二离合器201;
第三轴307;
齿轮传动组件,所述齿轮传动组件包括多个设于所述第一轴304和第二轴300的主动齿轮和多个设于所述第三轴307的从动齿轮;
驱动电机311,其与其中一从动齿轮相连。本实用新型的实施例提供了一种变速器,包括第一轴304、第二轴300、第三轴307、第一离合器202、第二离合器201、第三离合器、发动机100、发电机、驱动电机311以及齿轮传动组件,通过将所述电动机101集成在发动机100的曲轴上,其工作状态在发电与马达之间进行切换,简化了变速器内部传动结构,电动机101在进行正向驱动或能量回收,无需多经历一次机械功率转换的过程,从而提升了电动机101的正向驱动或能量回收的效率,使得电动机101和驱动电机311的加持使得低速爬坡和加速扭矩得到提高,动力性与经济性比传统的变速器更优,且结构简单紧凑,重量更低,成本更优,便于整车搭载;进而有效地解决了现有技术中的电机与湿式双离合集成并安装放置于双质量飞轮与输入轴之间,这样的设置会导致电机正向驱动或能量回收,都需多经历一次机械功率转换,虽然引入电功率,但效率低,损失的技术问题。
所述第一轴304、第二轴300和第三轴307的主要作用是传递力矩;
所述电动机101为集成电机,所述电动机101的作用是进行发电或进行驱动,当处于不同模式,工作状态在发电与驱动之间进行切换;具体为电动机101与混动发动机100固联,一般为电动机101集成到发动机100曲轴末端,同时电动机101与双离合器相连接,其中,所述双离合器为湿式双离合器;
所述双离合器可为断开状态、与第一端结合的状态或与第二端结合的状态,具体为:
所述双离合器包括:
离合器外毂200,其与所述电动机101的相连接;
第一离合器202,其与所述第一轴304相连接,且其能与所述离合器的外毂相结合;
第二离合器201,其与所述第二轴300相连接,且其能与所述离合器的外毂相结合。
所述离合器外毂200与所述电动机101通过焊接、螺栓或螺钉等连接方式进行连接;所述第一离合器202通过焊接、螺栓或螺钉等连接方式与所述第一轴304连接,其中,所述第一离合器202可以与所述离合器外毂200相结合,以使得第一轴304、第一离合器202和离合器外毂200同步转动;
所述第一离合器202通过焊接、螺栓或螺钉等连接方式与所述第一轴304的第一端连接,其中,所述第一离合器202可以与所述离合器外毂200相结合,以使得第一轴304、第一离合器202和离合器外毂200同步转动;
所述第二离合器201通过焊接、螺栓或螺钉等连接方式与所述第二轴300的第一端连接,其中,所述第二离合器201可以与所述离合器外毂200相结合,以使得第二轴300、第二离合器201和离合器外毂200同步转动;
所述双离合器的主要作用是实现离合器外毂200与第一离合器202和第二离合器201的固定连接与分离,从而控制动力传递与中断;
为了提升所述变速箱的利用空间,所述第二轴300套设在所述第一轴304上,且所述第一轴304和所述第二轴300之间可相对运动。所述第一轴304穿过所述第二轴300的内部,且两者可相对转动,其中,所述第二轴300的内部设有通孔,通孔的轴线与所述第二轴300的轴线重合,所述第一轴304的两端均穿出于所述通孔外,所述第一轴304的第一端与所述第一离合器202连接,第二轴300的第一端与所述第二离合器201相连接。
在本申请的一些实施例中,所述主动齿轮包括设于所述第一轴上的一档主动齿轮以及三档主动齿轮;
所述从动齿轮包括设于所述第三轴上的一档从动齿轮以及三档从动齿轮;
所述齿轮传动组件还包括:
设于所述第三轴上的第一同步器,所述第一同步器可选择与所述一档主动齿轮或所述三档从动齿轮连接;
其中,所述一档主动齿轮与所述一档从动齿轮相连,所述三档主动齿轮与所述三档从动齿轮相连;
所述一档主动齿轮305通过花键或者焊接等方式安装在所述第一轴304靠近第二端的部分;
所述一档从动齿轮306空设在是所述第三轴307上,所述空设的方式为一档从动齿轮306空套到所述第三轴307上,可以通过轴承安装在第三轴307上,使得两者不会直接发生相对运动;
所述三档主动齿轮303通过花键或者焊接等方式安装在所述第一轴304上,所述三档从动齿轮309空设在所述第三轴307上,空设的方式与所述一档从动齿轮306相同;
第一同步器308装设在第三轴307上,第一同步器308可以通过移动与所述一档从动齿轮306相互结合,以使得第三轴307的动力能够传递到所述第一轴或所述第一轴上的动力能够传递到所述第三轴307上,通过第一同步器308能够实现切断或结合所述第一轴与第三轴307之间的动力传递;具体地,所述一档从动齿轮306和三档从动齿轮309分别位于第一同步器308的两侧,在第一同步器308向左移动时,所述第一同步器308与所述一档从动齿轮306相结合,在第一同步器308向右移动时,所述第一同步器308与所述三档从动齿轮309相结合;反之亦可,从而使得所述第一同步器308能够对所述变速箱进行一档和三档的齿轮速比的调节,进而达到换档调速的目的。
在本申请的一些实施例中,所述主动齿轮还包括设于所述第二轴300上的二档主动齿轮301和四档主动齿轮302;
所述从动齿轮还包括设于所述第三轴307上的二档从动齿轮318和四档从动齿轮310;
所述齿轮传动组件还包括设于第三轴307上的第二同步器312,所述第二同步器312可选择与所述二档从动齿轮318或三档从动齿轮309连接;
其中,所述二档主动齿轮301与所述二档从动齿轮318相连,所述四档主动齿轮302与所四档从动齿轮310相连。
所述二档主动齿轮301通过花键或者焊接等方式安装在所述第二轴300上;
所述二档从动齿轮318空设在所述第三轴307上;
第二同步器312装设在第三轴307上,第二同步器312可以通过移动与所述二档从动齿轮318相互结合,以使得第三轴307的动力能够传递到所述第二轴上或所述第二轴上的动力能够传递到所述第三轴307上,通过第二同步器312能够实现切断或结合所述第二轴与第三轴307之间的动力传递。
所述四档主动齿轮302通过花键或者焊接等方式安装在所述第二轴300上,所述四档从动齿轮310空设在所述第四轴上,空设的方式与所述二档从动齿轮318相同;所述二档从动齿轮318和四档从动齿轮310分别位于第二同步器312的两侧,在第二同步器312向左移动时,所述第二同步器312与所述二档从动齿轮318相结合,在第二同步器312向右移动时,所述第二同步器312与所述四档从动齿轮310相结合;反之亦可,从而使得所述第二同步器312能够对所述变速箱进行二档和四档的齿轮速比的调节,进而达到换档调速的目的;
所述驱动电机311可以与所述一档主动齿轮305、所述二档主动齿轮301、所述一档从动齿轮306或所述二档从动齿轮318相连接,从而接受所述一档主动齿轮305、所述二档主动齿轮301、所述一档从动齿轮306或所述二档从动齿轮318的动力来进行发电或者是为所述一档主动齿轮305、所述二档主动齿轮301、所述一档从动齿轮306或所述二档从动齿轮318提供动力;
本申请的一些实施例中,所述驱动电机311通过设于其上的驱动齿轮313与所述二档从动齿轮318相连。
所述驱动齿轮313与所述二档从动齿轮318相互啮合,以使得动力能够传递到二档从动齿轮318上;在其他的实施例中,还可以为所述驱动齿轮313与一档主动齿轮305、所述二档主动齿轮301或所述一档从动齿轮306来进行动力传动,在此不再赘述。
在本申请的一些实施例中,所述一档主动齿轮305和所述一档从动齿轮306之间、所述二档主动齿轮301和所述二档从动齿轮318之间、所述三档主动齿轮303和所述三档从动齿轮309之间以及所述四档主动齿轮302和所述四档从动齿轮310之间对应四组齿轮速比。
所述一档主动齿轮305和所述一档从动齿轮306之间共平面设置;所述二档主动齿轮301和所述二档从动齿轮318之间共平面设置,其中,所述二档主动齿轮301为斜齿轮;所述三档主动齿轮303和所述三档从动齿轮309之间共平面设置,以及所述四档主动齿轮302和所述四档从动齿轮310之间共平面设置。
通过四组齿轮速比,能够为车辆体用各不同的变速比,从而能够实现通过各档位调节来改变车速以及输出扭矩。
为了便于装设,所述一档从动齿轮306和三档从动齿轮309均空设在所述第三轴307上;所述二档从动齿轮318和所述四档从动齿轮310均空设在所述第三轴307上。
其中,所述第一同步器308装设在所述一档从动齿轮306和三档从动齿轮309之间;所述第二同步器312装设在所述二档从动齿轮318和所述四档从动齿轮310之间。
在本申请的一些实施例中,还包括:
传动组件;
差速器,其通过所述传动组件与所述第三轴307连接。
其中,通过所述传动组件将第三轴上的动力传递到所述差速器的输入轴内,再通过所述差速器的输出轴进行输出到车轮处,能够进行有效地差速调整。
其中,所述传动组件包括:
主减齿轮317,设于所述第三轴307上;
主减齿圈315,其与所述主减齿轮317相互啮合;
从减齿轮316,其设于所述差速器的输入轴上,与所述主减齿圈315相互啮合,且位于所述主减齿圈315内部。
所述主减齿圈315和所述主减齿轮317之间形成行星轮结构;
通过主减齿轮317和主减齿圈315相互啮合以及与从减齿轮316相互之间形成一定速比的传动关系,能够进行差速调整。
本实施例的所述变速箱能够实现如下工作模式:
如上表,本实施例可以通过控制元件之间的状态来实现不同的工作模式,所述工作模式包括纯电模式、串联模式、串并联模式、纯发动机100模式和能力回收模式五种类型的工作模式。
纯电驱动模式:发动机100和电动机101处于关闭状态,第二离合器201和第一离合器202都处于断开状态,驱动电机311通电进入工作状态,电动力矩通过路线驱动电机311的驱动轴314→驱动电机311驱动齿轮313→二档从动齿轮318→二档主动齿轮301→第二轴300→四档主动齿轮302→四档从动齿轮310,将力矩传递至二档从动齿轮318和四档从动齿轮310,并使其空转。第二同步器312通过向左移动与所述四档从动齿轮310结合,使得四档从动齿轮310与第三轴307连接,将力矩通过主减齿轮317、主减齿圈315最终传递至从减速齿轮输出到车轮。第二同步器312通过向右移动与所述二档从动齿轮318相结合,使得二档从动齿轮318与第三轴307连接,将力矩通过主减齿轮317、主减齿圈315最终传递至从减速齿轮输出到车轮。纯电倒车模式,与上述情况类似,不同之处在于驱动电机311倒车进行反转,转速不同。
串联模式1:发动机100和电动机101处于工作状态,第一离合器202断开,第二离合器201断开,驱动电机311通电工作,电力力矩传递路径与纯电类似,最终将扭矩传递至二档从动齿轮318和四档从动齿轮310,并使其空转,通过控制第二同步器312的位置,来实现二档从动齿轮318与第三轴307或四档从动齿轮310与第三轴307的断开连接。该模式可简单归纳为发动机100带动电动机101发电(给电池充电),驱动电机311(消耗电池)驱动齿轮313,最终车辆得以转动。
串联模式2:发动机100处于工作模式,电动机101处于驱动模式,第二离合器201结合,第一离合器202断开,二档主动齿轮301和四档主动齿轮302分别连接第二轴300,四档主动齿轮302与四档从动齿轮310啮合,二档主动齿轮301与二档从动齿轮318啮合,四档从动齿轮310啮合和二档从动齿轮318空套在第三轴307并旋转;驱动齿轮313与二档从动齿轮318啮合,并传递力矩给驱动电机311的驱动轴314,最终使驱动电机311旋转,进行发电;第二同步器312作用与上述类似,通过控制同步器左移、右移,分别实现二档和四档的动力传递。
串联模式3:发动机100处于工作状态,电动机101处于驱动模式,第二离合器201断开,离合器外毂200和第一离合器202结合,电动机101和发动机100力矩通过第一轴304传递到三档主动齿轮303和一档主动齿轮305上,三档主动齿轮303与三档从动齿轮309啮合,一档主动齿轮305与一档从动齿轮306啮合;三档从动齿轮309啮合和一档从动齿轮306啮合空套在第三轴307上,并发生旋转;第一同步器308通过向左移动与所述一档从动齿轮306结合,使得一档从动齿轮306啮合与第三轴307连接,将力矩通过主减齿轮317、主减齿圈315最终传递至从减速齿轮输出到车轮;第一同步器308通过向右移动,连接三档从动齿轮309与第三轴307,将力矩通过主减齿轮317、主减齿圈315最终传递至从减速齿轮输出到车轮。
串并联模式1:发动机100工作,电动机101处于驱动或发电状态均可,离合器外毂200和第一离合器202结合,第二离合器201断开,电机和发动机100力矩通过第一轴304传递到三档主动齿轮303和一档主动齿轮305上,三档主动齿轮303与三档从动齿轮309啮合,一档主动齿轮305与一档从动齿轮306啮合;三档从动齿轮309和一档从动齿轮306空套在第三轴307上,并发生旋转;驱动电机311驱动,力矩通过驱动电机311的驱动轴314→驱动齿轮313→二档从动齿轮318→二档主动齿轮301→第二轴300→四档主动齿轮302→四档从动齿轮310,并使四档从动齿轮310和二档从动齿轮318空套在第三轴307上,通过控制第二同步器312和第一同步器308的位置,形成不同固定档位的组合,最终通过第三轴307,传递给从减速齿轮;第二同步器312和第一同步器308的位置的不同,可形成组合为:①第一同步器308向左与一档从动齿轮306结合,发动机100的动力源连接一档,第二同步器312向左与四挡从动齿轮相结合,驱动电机311连接四档;②第一同步器308向左与一档从动齿轮306相结合,发动机100动力源连接一档,第二同步器312向右与二档从动齿轮318相结合,驱动电机311连接二档;③第一同步器308向右,发动机100动力源连接三档,第二同步器312向左,驱动电机311连接四档;④第一同步器308向右与三挡从动齿轮结合,发动机100的动力源连接三档,第二同步器312向右与二档从动齿轮318,驱动电机311连接二档。
串并联模式2:发动机100工作,电动机101处于驱动或发电状态均可,第一离合器202断开,离合器外毂200和第二离合器201结合,电机和发动机100力矩通过第二轴300将动力传递到二档主动齿轮301和四档主动齿轮302上,四档主动齿轮302与四档从动齿轮310啮合,二档主动齿轮301与二档从动齿轮318啮合,四档从动齿轮310和二档从动齿轮318空套在第三轴307并旋转;驱动电机311→驱动电机311的驱动轴314→驱动齿轮313→二档从动齿轮318,在二档从动齿轮318上电动机101驱动力矩与发动驱动力矩叠加,并通过第二同步器312向右与二档从动齿轮318结合,实现二档的混合动力输出;另外也可以为:驱动电机311→驱动轴314→驱动电机311驱动齿轮313→二档从动齿轮318→二档主动齿轮301,在二档主动齿轮301上电机驱动力矩与发动驱动力矩叠加,并通过第二同步器312向左与四档从动齿轮310结合,实现四档的混合动力输出。
纯发动机100模式1:发动机100工作,电动机101处于发电状态,离合器外毂200与第一离合器202结合,第二离合器201断开,发动机100力矩通过第一轴304将动力传递到三档主动齿轮303和一档主动齿轮305上,三档主动齿轮303与三档从动齿轮309啮合,一档主动齿轮305连接与一档从动齿轮306啮合;三档从动齿轮309和一档从动齿轮306空套在第三轴307上,并旋转;第一同步器308向左控制与一档从动齿轮306结合,实现发动机100一档动力输出;第一同步器308向右控制三挡从动齿轮结合,实现发动机100三档动力输出。
纯发动机100模式2:发动机100工作,电动机101处于发电状态,第一离合器202断开,离合器外毂200与第二离合器201结合,四档主动齿轮302与四档从动齿轮310啮合,四档主动齿轮302与四档从动齿轮310啮合,四档从动齿轮310和二档从动齿轮318空套在第三轴307并旋转,同时驱动电机311的驱动齿轮313与二档从动齿轮318啮合,并传递力矩给驱动电机311的驱动轴314,最终使驱动电机311旋转,进行发电。第二同步器312向左控制与四挡从动齿轮结合,实现了发动机100四档动力输出;第二同步器312向右控制与二档从动齿轮318结合,实现了发动机100二档动力输出;此时,发动机100分扭矩对车轮进行驱动,同时也提供扭矩为双电动机101和驱动电机311发电。
纯发动机100模式3:发动机100工作,电动机101处于发电状态,第一离合器202断开,离合器外毂200和第二离合器201结合,四档主动齿轮302与四档从动齿轮310啮合,二档主动齿轮301与二档从动齿轮啮合,四档从动齿轮310和二档从动齿轮空套在第三轴307并旋转,同时驱动齿轮313与二档从动齿轮啮合,并传递力矩给驱动电机311的驱动轴314,最终使驱动电机311旋转,进行发电。与纯发动机100模式2的区别在于,发动机100不对车轮传递力矩,仅在怠速工况下,对两个电机进行急充电。
能量回收模式1:第二离合器201断开、第一离合器202断开,车轮端反拖力矩通过路径从减齿轮316→主减齿圈315→主减齿轮317→第三轴307,使第三轴307进行反拖旋转;通过第二同步器312向左控制与四挡从动齿轮结合,使得四档从动齿轮310与第三轴307连接,四档从动齿轮310→四档主动齿轮302→第二轴300→→二档主动齿轮301→二档从动齿轮→驱动齿轮313→驱动电机311的驱动轴314→驱动电机311,进行发电能量回收;通过第二同步器312向右控制与二档从动齿轮结合,二档从动齿轮→驱动齿轮313→驱动电机311的驱动轴314→驱动电机311,进行发电能量回收。
能量回收模式2:发动机100工作,电动机101处于发电状态;离合器外毂200和第二离合器201结合、第一离合器202断开;车轮端反拖力矩通过路径从减齿轮316→主减齿圈315→主减齿轮317→第三轴307,使第三轴307进行反拖旋转;通过第二同步器312向左控制四档从动齿轮310,使得四档从动齿轮310与第三轴307连接,四档从动齿轮310→四档主动齿轮302→第二轴300→二档主动齿轮301→二档从动齿轮→驱动齿轮313→驱动电机311的驱动轴314→驱动电机311,进行驱动电机311发电能量回收,同时第二轴300→第二离合器201连接→离合器外毂200→电动机101,进行第一发电机机能量回收。通过第二同步器312向右控制与二档从动齿轮结合,二档从动齿轮→驱动齿轮313→驱动电机311的驱动轴314→驱动电机311,进行发电能量回收,同时二档从动齿轮→二档主动齿轮301→第二轴300→第二离合器201连接→离合器外毂200→电动机101,进行电动机101能量回收。此模式,对比能量回收模式1,本模式的特点为发动机100工作状态下,可实现双电机能量回收。
能量回收模式3:发动机100工作,电动机101处于发电状态;第二离合器201断开、离合器外毂200与第一离合器202结合,车轮端反拖力矩通过路径从减齿轮316→主减齿圈315→主减齿轮317→第三轴307,使第三轴307进行反拖旋转;通过第一同步器308向左控制与一档从动齿轮306结合,使得一档从动齿轮306与第三轴307连接,一档从动齿轮306啮合→一档主动齿轮305连接→第一轴304→第一离合器202连接→离合器外毂200→电动机101,进行发电能量回收;通过第一同步器308向右控制与三档从动齿轮309结合,使得三档从动齿轮309与第三轴307连接,三档从动齿轮309→三档主动齿轮303→第一轴304→第一离合器202连接→离合器外毂200→电动机101,进行发电能量回收。
能量回收下的发动机100重启模式:
该模式主要适用用能量回收模式1,即发动机100在停机状态下进行能量回收,突然想启动发动机100。在能量回收模式1的基础上,电动机101带动发动机100进行旋转,从而启动发动机100。发动机100启动后,可控制第二离合器201的开合,进行发动机100与动力系统的连接和断开。
本实施例的所述变速器,具有如下的效果:
1、多档位纯电动驱动模式:通过速比调节,更多工况进入电机高效工作范围;能够实现多档纯电模式,使得在纯电模式下能够尽可能地使电机处于高效率工作区间,提高传动效率,对于插电式混合动力汽车尤为重要。
2、串联模式下,不仅可实现停车怠速充电或起步,也可进行行车充电以及多档位固定速比的引入,使得整车更多工况下,驱动电机311都能在高效率范围内工作。
3、串并联模式下,为更进一步地减速电功率,提高传动效率,本实施例能够实现四个固定速比发动机100工作模式;从而更进一步地减少电功率;且通过固定速比的引入能够消除电机的堵转,减少电机的损耗,提高电机的寿命。以此类推,同样可以实现发动机100、电动机101和驱动电机311的并联驱动模式,范围覆盖低中高速段,保证混合动力变速器在各个速度段都有比较优异的动力性。
4、纯发动机100模式下,本实施例可执行传统车的发动机100直驱模式,直驱模式下可实现四档位调速,满足整车不同阶段的车速,同时还能进行单电机(电动机101或驱动电机311)慢充电,双电机(驱动电机311和电动机101)快速充电。单双电机发电的引入,精细化了发电功率的控制,发动机100在最佳油耗区工作范围增加,减小油耗。
5、多档位制动能量回收下,四个档位均有对应的制动能量回收模式,保证各个速度段的制动能力均能被充分利用。
6、支持多个固定档位发动机100重启模式下,本实施例具有多个固定档位重启发动机100模式,使得在各个速度段内的纯电模式下或者制动能量回收模式下均可以按需求随时启动发动机100,实现了随时助力或随时停机,从而提高效率,降低油耗;并通过采用驱动电机311进行倒车,取消专门为倒车设置的倒档轴,不仅能缩小布置尺寸还能降低成本。
在一些实施例中,所述一档主动齿轮305和三档主动齿轮303空设在所述第一轴304上,所述一档从动齿轮306和三档从动齿轮309安装在所述第三轴307上,所述第一同步器308装设在所述第一轴304上;
在一些实施例中,所述二档主动齿轮301和四档主动齿轮302空设在所述第二轴300上,所述二档从动齿轮和四档从动齿轮310安装在所述第三轴307上,所述第二同步器312安装在所述第二轴300上。
在一些实施例中,所述驱动电机311通过驱动齿轮313分别与一档主动齿轮305连接,用于对所述一档主动齿轮305传动或者接收动力而进行发电,当然,也可以与二档主动齿轮301、三档主动齿轮303、四档主动齿轮302、一档从动齿轮306、二档从动齿轮、三档从动齿轮309和四档从动齿轮310相连接,为对应的齿轮进行传动或者接收动力而进行发电。
在本申请的实施例中还提供了一种车辆,包括:
如上所述的变速器。
所述车辆中,通过将所述电动机101集成在发动机100的曲轴上,其工作状态在发电与马达之间进行切换,简化了变速器内部传动结构,电动机101在进行正向驱动或能量回收,无需多经历一次机械功率转换的过程,从而提升了电动机101的正向驱动或能量回收的效率,使得电动机101和驱动电机311的加持使得低速爬坡和加速扭矩得到提高,动力性与经济性比传统的变速器更优,且结构简单紧凑,重量更低,成本更优,便于整车搭载;进而有效地解决了现有技术中的电机与湿式双离合集成并安装放置于双质量飞轮与输入轴之间,这样的设置会导致电机正向驱动或能量回收,都需多经历一次机械功率转换,虽然引入电功率,但效率低,损失的技术问题。
以上所述,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种变速器,其特征在于,包括:
发动机;
电动机,所述电动机与所述发动机相连;
双离合器,所述双离合器与所述电动机相连接,所述双离合器包括第一离合器和第二离合器;
第一轴,连接于所述第一离合器;
第二轴,连接于所述第二离合器;
第三轴;
齿轮传动组件,所述齿轮传动组件包括多个设于所述第一轴和第二轴的主动齿轮和多个设于所述第三轴的从动齿轮;
驱动电机,其与所述齿轮传动组件相连。
2.根据权利要求1所述的变速器,其特征在于,所述主动齿轮包括设于所述第一轴上的一档主动齿轮以及三档主动齿轮;
所述从动齿轮包括设于所述第三轴上的一档从动齿轮以及三档从动齿轮;
所述齿轮传动组件还包括:
设于所述第三轴上的第一同步器,所述第一同步器可选择与所述一档从动齿轮或所述三档从动齿轮连接;
所述一档主动齿轮与所述一档从动齿轮相连,所述三档主动齿轮与所述三档从动齿轮相连。
3.根据权利要求2所述的变速器,其特征在于,所述主动齿轮还包括设于所述第二轴上的二档主动齿轮和四档主动齿轮;
所述从动齿轮还包括设于所述第三轴上的二档从动齿轮和四档从动齿轮;
所述齿轮传动组件还包括设于第三轴上的第二同步器,所述第二同步器可选择与所述二档从动齿轮或四档从动齿轮连接;
所述二档主动齿轮与所述二档从动齿轮相连,所述四档主动齿轮与所述四档从动齿轮相连。
4.根据权利要求1所述的变速器,其特征在于,所述驱动电机与其中一从动齿轮相连。
5.根据权利要求3所述的变速器,其特征在于,所述驱动电机通过驱动齿轮与所述二档从动齿轮相连。
6.根据权利要求1所述的变速器,其特征在于,所述第二轴套设在所述第一轴上,且所述第一轴和所述第二轴之间可相对运动。
7.根据权利要求1所述的变速器,其特征在于,还包括:
传动组件;
差速器,其通过所述传动组件与所述第三轴连接。
8.根据权利要求7所述的变速器,其特征在于,所述传动组件包括:
主减齿轮,设于所述第三轴上;
主减齿圈,其与所述主减齿轮相互啮合;
从减齿轮,其设于所述差速器的输入轴上,与所述主减齿圈相互啮合,且位于所述主减齿圈内部。
9.根据权利要求1所述的变速器,其特征在于,所述齿轮传动组件包括一档主动齿轮、二档主动齿轮、三档主动齿轮、四档主动齿轮及一档从动齿轮、二档从动齿轮、三档从动齿轮、四档从动齿轮,所述一档从动齿轮与所述一档主动齿轮相连,所述二档主动齿轮与所述二档从动齿轮相连,所述三档主动齿轮与所述三档从动齿轮相连,所述四档主动齿轮与所述四档从动齿轮相连,所述驱动电机与所述二档从动齿轮相连。
10.一种车辆,其特征在于,包括:
如权利要求1-9任一项所述的变速器。
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- 2021-11-30 CN CN202122978388.0U patent/CN216374156U/zh active Active
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