CN220053498U - 混合动力车桥 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种混合动力车桥，包括桥壳，及安设在桥壳上的以下元件：差速器壳体；第一主减速器，第一主减主动齿轮通过传动轴与发动机连接，第一主减被动齿轮固设在差速器壳体上；第二主减速器，第二主减被动齿轮固设在差速器壳体上；变速机构和驱动电机，驱动电机通过变速机构与第二主减主动齿轮连接；后盖，配置成可安装或容纳驱动电机和变速机构的组合结构。本实用新型的混合动力车桥，在已有驱动桥的基础上增加了第二主减速器，第二主减被动齿轮固设在差速器壳体上，驱动电机通过变速机构与第二主减速器连接传递动力，第一主减速器仍通过传动轴与发动机连接传递动力，从而得到一种在现有驱动桥的基础上改制成的重卡混合动力车桥。

Description

混合动力车桥

技术领域

本实用新型涉及车辆驱动传动技术领域，尤其涉及用于重卡的混合动力车桥领域，具体是指一种混合动力车桥。

背景技术

现有的新能源重卡，主要沿着换电式重卡和燃料电池重卡两个方向发展。在这些车型上多配置电驱动桥。现有的电驱动桥，取消了传动轴，将一个或者两个电机安设在桥壳上，其动力通过一个或两个变速机构减速增扭后传递到差速器上再通过左右半轴驱动车轮。

虽然新能源重卡沿着上述两个方向发展，但目前也出现了对于混合动力重卡的市场需求。鉴于市场的不确定性，因此，还期待提供一种用于重卡的混合动力车桥，其可以利用现有驱动桥的大部分零部件，同时开发周期较短且开发成本较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足更灵活、成本低、适用范围较为广泛的混合动力车桥。

为了实现上述目的，本实用新型的混合动力车桥如下：

该混合动力车桥，其主要特点是，所述的车桥包括桥壳、差速器、第一主减速器、第二主减速器、变速机构和驱动电机、后盖，所述的差速器、第一主减速器、第二主减速器、变速机构和驱动电机、后盖均安设在所述桥壳上；所述的差速器包括差速器壳体；所述的第一主减速器包括相互啮合的第一主减主动齿轮和第一主减被动齿轮，所述第一主减主动齿轮和第一主减被动齿轮为螺旋齿轮，所述第一主减主动齿轮通过传动轴与发动机连接，所述第一主减被动齿轮固设在差速器壳体上；所述的第二主减速器包括相互啮合的第二主减主动齿轮和第二主减被动齿轮，所述第二主减被动齿轮固设在差速器壳体上；所述的驱动电机通过变速机构与第二主减主动齿轮连接；所述的后盖配置成可安装或容纳所述驱动电机和变速机构的组合结构。

较佳地，所述的第二主减被动齿轮为斜齿轮，且所述第二主减被动齿轮的直径基本等于第一主减被动齿轮的直径。

较佳地，所述的第二主减被动齿轮与第一主减被动齿轮相邻固设在差速器壳体上。

较佳地，所述的第二主减被动齿轮的旋向被设置成所产生的轴向力可与第一主减被动齿轮的轴向力相互抵消至少一部分。

较佳地，所述的驱动电机和变速机构横置在所述后盖上，所述的驱动电机位于第一主减被动齿轮的一侧，所述变速机构至少有一部分位于第一主减被动齿轮的另一侧。

较佳地，所述的变速机构还包括：

第一行星排，包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈；

第二行星排，包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈；

输入轴，与所述驱动电机连接，且所述第二主减主动齿轮套设在输入轴上；所述第一太阳轮与输入轴固接，所述第一行星架与所述第二太阳轮固接，所述第一齿圈和第二齿圈固设在后盖上；

换挡元件，所述换挡元件可选择地将所述第一行星架或第二行星架与所述第二主减主动齿轮接通。

较佳地，所述的换挡元件为换挡滑筒且套设在第二主减主动齿轮上，当其轴向移动到不同的位置时分别与第二行星架和第一行星架卡合连接实现1挡和2挡。

较佳地，所述的换挡元件轴向移动到与第二主减主动齿轮卡合连接时实现3挡。

较佳地，所述的变速机构为双中间轴变速机构，包括：

前传动主动齿轮和前传动被动齿轮，1挡主动齿轮和1挡被动齿轮，2挡主动齿轮和2挡被动齿轮；

中间轴、输出轴和输入轴，所述输入轴与驱动电机连接，所述输出轴与第二主减主动齿轮固接；

以及换挡元件。

较佳地，所述的前传动主动齿轮与输入轴固接，所述前传动被动齿轮与中间轴固接，所述1挡主动齿轮和2挡主动齿轮固接在中间轴上，所述1挡被动齿轮和2挡被动齿轮空套在输出轴上；所述换挡元件可选择地将1挡被动齿轮或2挡被动齿轮与输出轴接通，实现1挡或2挡。

采用了本实用新型的混合动力车桥，在已有的驱动桥的基础上增加了第二主减速器，第二主减被动齿轮固设在差速器壳体上，驱动电机通过变速机构与第二主减速器连接传递动力，第一主减速器仍通过传动轴与发动机连接传递动力，从而得到一种在现有驱动桥的基础上改制成的重卡混合动力车桥。

附图说明

图1为本实用新型的混合动力车桥的结构示意图。

图2为本实用新型的混合动力车桥的实施例的一种变速机构的结构示意图。

图3为本实用新型的混合动力车桥的实施例的另一种变速机构的结构示意图。

图4为本实用新型的混合动力车桥的实施例的第三种变速机构的结构示意图。

附图标记：

1 桥壳；

21 差速器壳体

31 第一主减主动齿轮

32第一主减被动齿轮

41第二主减主动齿轮

42第二主减被动齿轮

5 变速机构

6 驱动电机

7 后盖

51 第一行星排

511第一太阳轮

512第一行星架

513第一齿圈

52第二行星排

521第二太阳轮

522第二行星架

523第二齿圈

53换挡元件

59输入轴

541前传动主动齿轮

542前传动被动齿轮

551 1挡主动齿轮

552 1挡被动齿轮

561 2挡主动齿轮

562 2挡被动齿轮

57中间轴

58输出轴

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

本实用新型的该混合动力车桥，其中包括桥壳、差速器、第一主减速器、第二主减速器、变速机构和驱动电机、后盖，所述的差速器、第一主减速器、第二主减速器、变速机构和驱动电机、后盖均安设在所述桥壳上；所述的差速器包括差速器壳体；所述的第一主减速器包括相互啮合的第一主减主动齿轮和第一主减被动齿轮，所述第一主减主动齿轮和第一主减被动齿轮为螺旋齿轮，所述第一主减主动齿轮通过传动轴与发动机连接，所述第一主减被动齿轮固设在差速器壳体上；所述的第二主减速器包括相互啮合的第二主减主动齿轮和第二主减被动齿轮，所述第二主减被动齿轮固设在差速器壳体上；所述的驱动电机通过变速机构与第二主减主动齿轮连接；所述的后盖配置成可安装或容纳所述驱动电机和变速机构的组合结构。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的第二主减被动齿轮为斜齿轮，且所述第二主减被动齿轮的直径基本等于第一主减被动齿轮的直径。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的第二主减被动齿轮与第一主减被动齿轮相邻固设在差速器壳体上。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的第二主减被动齿轮的旋向被设置成所产生的轴向力可与第一主减被动齿轮的轴向力相互抵消至少一部分。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的驱动电机和变速机构横置在所述后盖上，所述的驱动电机位于第一主减被动齿轮的一侧，所述变速机构至少有一部分位于第一主减被动齿轮的另一侧。

较佳地，所述的变速机构还包括：

第一行星排，包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈；

第二行星排，包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈；

输入轴，与所述驱动电机连接，且所述第二主减主动齿轮套设在输入轴上；所述第一太阳轮与输入轴固接，所述第一行星架与所述第二太阳轮固接，所述第一齿圈和第二齿圈固设在后盖上；

换挡元件，所述换挡元件可选择地将所述第一行星架或第二行星架与所述第二主减主动齿轮接通。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的换挡元件为换挡滑筒且套设在第二主减主动齿轮上，当其轴向移动到不同的位置时分别与第二行星架和第一行星架卡合连接实现1挡和2挡。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的换挡元件轴向移动到与第二主减主动齿轮卡合连接时实现3挡。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的变速机构为双中间轴变速机构，包括：

前传动主动齿轮和前传动被动齿轮，1挡主动齿轮和1挡被动齿轮，2挡主动齿轮和2挡被动齿轮；

中间轴、输出轴和输入轴，所述输入轴与驱动电机连接，所述输出轴与第二主减主动齿轮固接；

以及换挡元件。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的前传动主动齿轮与输入轴固接，所述前传动被动齿轮与中间轴固接，所述1挡主动齿轮和2挡主动齿轮固接在中间轴上，所述1挡被动齿轮和2挡被动齿轮空套在输出轴上；所述换挡元件可选择地将1挡被动齿轮或2挡被动齿轮与输出轴接通，实现1挡或2挡。

本实用新型的具体实施方式中，为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种可在现有驱动桥的基础上改制而成的特别适用于重卡的混合动力车桥。

图1所示为具体实施例的混合动力车桥的结构示意图。如图1所示，混合动力车桥包括：桥壳1，及安设在桥壳1上的以下元件：

差速器，包括差速器壳体21；第一主减速器，包括相互啮合的第一主减主动齿轮31和第一主减被动齿轮32，第一主减主动齿轮31和第一主减被动齿轮32为螺旋齿轮，第一主减主动齿轮31通过传动轴与发动机连接，第一主减被动齿轮32固设在差速器壳体21上；

第二主减速器，包括相互啮合的第二主减主动齿轮41和第二主减被动齿轮42，第二主减被动齿轮42固设在差速器壳体21上；变速机构5和驱动电机6，驱动电机6通过变速机构5与第二主减主动齿轮41连接；后盖7，配置成可安装或容纳驱动电机6和变速机构5的组合结构。

通过增加第二主减速器，因此第一主减速器的螺旋齿轮不需要进行修形，即利用现有的第一主减速器即可，第二主减速器的齿轮单独承担了驱动电机6在其驱动和再生制动工况时的冲击；桥壳1的后方有一定的空间可用于设置驱动电机6和变速机构5，改制后盖7以安装或容纳驱动电机6和变速机构5，从而形成混合动力车桥，而桥壳1、差速锁等零部件均无须改制，因此可以缩短开发周期减少开发费用，特别适合技术路线不确定条件下的重卡混合动力车桥的开发。

具体而言，差速器壳体21需进行适当修改以固设第二主减被动齿轮42，后盖7需要重新设计提供所需的形状和承载能力以安装或容纳驱动电机6和变速机构5，除此之外，润滑系统需要适当考虑变速机构5的润滑需求，其他零部件基本不需要重新设计和开模。

第二主减被动齿轮42为斜齿轮，且第二主减被动齿轮42的直径基本等于第一主减被动齿轮32的直径。即第二主减速器的齿轮采用斜齿轮，可以得到比螺旋齿轮更高的传动效率。第二主减速器的速比接近第一主减速器的速比，因此第二主减被动齿轮42的直径较大，但考虑已有前盖的内部空间限制，可以等于第一主减被动齿轮32的直径。

第二主减被动齿轮42与第一主减被动齿轮32相邻固设在差速器壳体21上。通常，第一主减被动齿轮32做成齿圈形式套装固设在差速器壳体21。在现有的差速器壳体21上也可以制出合适的结构以安装同样制成齿圈形式的第二主减被动齿轮42，还可以将第二主减被动齿轮42与第一主减被动齿轮32进行集成一体制造，然后固设在第二主减被动齿轮42上。

第二主减被动齿轮42的旋向被设置成所产生的轴向力可与第一主减被动齿轮32的轴向力相互抵消至少一部分。发动机动力传递到第一主减被动齿轮32上时将产生轴向力，第二主减被动齿轮42的旋向可设置成产生相对或者相反方向的轴向力，如此在发动机和驱动电机6同时工作时，作用在差速器壳体21上的轴向力将相互抵消至少一部分，从而减轻差速器轴承的负荷。

如图1所示，驱动电机6和变速机构5横置在后盖7上，驱动电机6位于第一主减速被动齿轮32的一侧，变速机构5至少有一部分位于第一主减速被动齿轮32的另一侧。驱动电机6横置在后盖7上，且与变速机构5分别配置在第一主减速被动齿轮32的左右两侧，如此可以充分利用桥壳1后方的有限空间。

图2所示为图1所示具体实施例的一种变速机构的结构示意图。如图2所示，变速机构5还包括：第一行星排51，包括第一太阳轮511、第一行星架512和第一齿圈513；第二行星排52，包括第二太阳轮521、第二行星架522和第二齿圈523；输入轴59，驱动电机6与输入轴59连接；第一太阳轮511与输入轴59固接，第一行星架512与第二太阳轮522固接，第一齿圈513和第二齿圈523固设在后盖7上；以及换挡元件53，其可选择地将第一行星架512或第二行星架522与第二主减主动齿轮41接通。

行星变速机构承载能力大，结构紧凑，在空间严格受限制的条件下可作为优先选用。不同的行星排连接关系可实现的速比范围也不一样，上述两行星排的连接可实现的速比范围最大可达到(1+k1)(1+k2)，其中k1和k2分别是第一行星排51、第二行星排52的结构特征参数。

换挡元件53为换挡滑筒且通过花键套设在第二主减主动齿轮41上，当其轴向移动到不同的位置时分别与第二行星架522、第一行星架512卡合连接实现1挡、2挡。

换挡元件53为换挡滑筒且通过花键套设在第二主减主动齿轮41上，因此换挡元件53是随着第二主减主动齿轮41一起转动的，但可以在第二主减主动齿轮41上，即其端面延伸的轴段上轴向移动，从而在不同的轴向位置时分别与第二行星架522、第一行星架512卡合连接。

当换挡元件53与第二行星架522卡合连接，即第二主减主动齿轮41与第二行星架522接通一体转动，实现1挡，其速比为(1+k1)(1+k2)。当换挡元件53与第一行星架512卡合连接，即第二主减主动齿轮41与第一行星架512接通一体转动，实现2挡，其速比为1+k1。当选择k1＝k2＝1.5时，1挡和2挡速比分别为6.25和2.5，挡差与现有驱动电机约2.5的扩速比很匹配。

换挡元件轴53轴向移动到与输入轴59卡合连接时实现3挡。除了1挡和2挡，还可以设置3挡，以满足更高车速的需求。换挡元件轴53轴向移动到与输入轴59卡合连接时实现3挡，且3挡为效率近1的直接挡，其速比为1。

图3所示为图1所示具体实施例的另一种变速机构的结构示意图。如图3所示，变速机构5为双中间轴变速机构，包括：前传动主动齿轮541和前传动被动齿轮542，1挡主动齿轮551和1挡被动齿轮552，2挡主动齿轮561和2挡被动齿轮562；中间轴57、输出轴58和输入轴59，输入轴59与驱动电机6连接，输出轴58与第二主减主动齿轮42固接；以及换挡元件53。

前传动主动齿轮541与输入轴59固接，前传动被动齿轮542与中间轴57固接，1挡主动齿轮551和2挡主动齿轮561固接在中间轴57上，1挡被动齿轮552和2挡被动齿轮562空套在输出轴58上；换挡元件53可选择地将1挡被动齿轮552或2挡被动齿轮562与输出轴58接通，实现1挡或2挡。

如图3所示，输出轴58空套在输入轴59上，故其为空心轴。对于13吨车桥，可估算出输出轴58的长度在200mm左右。如果考虑成本而不采用空心轴，则可以将前传动主动齿轮541和前传动被动齿轮542移动到靠近驱动电机6的一侧。

图4所示为图1所示具体实施例的第三种变速机构的结构示意图。如图4所示，变速机构5中除了前传动主动齿轮541和前传动被动齿轮542被移动到第一主减被动齿轮32的另一侧，其余部分保留在主减被动齿轮32的一侧，中间轴57较长以连接两部分。其连接关系仍如前所述，于此不再赘述。

当变速机构5采用定轴齿轮传动时，可以更自由地配置所需的速比。设置更多的挡位也是可以的，可根据需要和可用空间灵活选择。

本实施例的具体实现方案可以参见上述实施例中的相关说明，此处不再赘述。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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。

采用了本实用新型的混合动力车桥，在已有的驱动桥的基础上增加了第二主减速器，第二主减被动齿轮固设在差速器壳体上，驱动电机通过变速机构与第二主减速器连接传递动力，第一主减速器仍通过传动轴与发动机连接传递动力，从而得到一种在现有驱动桥的基础上改制成的重卡混合动力车桥。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种混合动力车桥，其特征在于，所述的车桥包括桥壳、差速器、第一主减速器、第二主减速器、变速机构和驱动电机、后盖，所述的差速器、第一主减速器、第二主减速器、变速机构和驱动电机、后盖均安设在所述桥壳上；所述的差速器包括差速器壳体；所述的第一主减速器包括相互啮合的第一主减主动齿轮和第一主减被动齿轮，所述第一主减主动齿轮和第一主减被动齿轮为螺旋齿轮，所述第一主减主动齿轮通过传动轴与发动机连接，所述第一主减被动齿轮固设在差速器壳体上；所述的第二主减速器包括相互啮合的第二主减主动齿轮和第二主减被动齿轮，所述第二主减被动齿轮固设在差速器壳体上；所述的驱动电机通过变速机构与第二主减主动齿轮连接；所述的后盖配置成可安装或容纳所述驱动电机和变速机构的组合结构。

2.根据权利要求1所述的混合动力车桥，其特征在于，所述的第二主减被动齿轮为斜齿轮，且所述第二主减被动齿轮的直径基本等于第一主减被动齿轮的直径。

3.根据权利要求2所述的混合动力车桥，其特征在于，所述的第二主减被动齿轮与第一主减被动齿轮相邻固设在差速器壳体上。

4.根据权利要求3所述的混合动力车桥，其特征在于，所述的第二主减被动齿轮的旋向被设置成所产生的轴向力可与第一主减被动齿轮的轴向力相互抵消至少一部分。

5.根据权利要求3所述的混合动力车桥，其特征在于，所述的驱动电机和变速机构横置在所述后盖上，所述的驱动电机位于第一主减被动齿轮的一侧，所述变速机构至少有一部分位于第一主减被动齿轮的另一侧。

6.根据权利要求5所述的混合动力车桥，其特征在于，所述的变速机构还包括：

第一行星排，包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈；

第二行星排，包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈；

输入轴，与所述驱动电机连接，且所述第二主减主动齿轮套设在输入轴上；所述第一太阳轮与输入轴固接，所述第一行星架与所述第二太阳轮固接，所述第一齿圈和第二齿圈固设在后盖上；

换挡元件，所述换挡元件可选择地将所述第一行星架或第二行星架与所述第二主减主动齿轮接通。

7.根据权利要求6所述的混合动力车桥，其特征在于，所述的换挡元件为换挡滑筒且套设在第二主减主动齿轮上，当其轴向移动到不同的位置时分别与第二行星架和第一行星架卡合连接实现1挡和2挡。

8.根据权利要求7所述的混合动力车桥，其特征在于，所述的换挡元件轴向移动到与第二主减主动齿轮卡合连接时实现3挡。

9.根据权利要求5所述的混合动力车桥，其特征在于，所述的变速机构为双中间轴变速机构，包括：

前传动主动齿轮和前传动被动齿轮，1挡主动齿轮和1挡被动齿轮，2挡主动齿轮和2挡被动齿轮；

中间轴、输出轴和输入轴，所述输入轴与驱动电机连接，所述输出轴与第二主减主动齿轮固接；

以及换挡元件。

10.根据权利要求9所述的混合动力车桥，其特征在于，所述的前传动主动齿轮与输入轴固接，所述前传动被动齿轮与中间轴固接，所述1挡主动齿轮和2挡主动齿轮固接在中间轴上，所述1挡被动齿轮和2挡被动齿轮空套在输出轴上；所述换挡元件可选择地将1挡被动齿轮或2挡被动齿轮与输出轴接通，实现1挡或2挡。