CN220332456U - 一种使用电磁离合器的混合动力传动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种使用电磁离合器的混合动力传动系统，包括：变速器壳体，设置于所述变速器壳体内的输入轴、P1齿轮轴、ICE中间轴、P3齿轮轴、中间轴总成、差速器、电磁离合器、P1电机和P3电机，电磁离合器集成设置于ICE中间轴上，ICE与输入轴通过花键连接，输入轴与P1齿轮轴、ICE中间轴啮合，ICE中间轴与差速器啮合，P3齿轮轴与中间轴总成啮合，中间轴总成与差速器啮合，P1电机通过花键与P1齿轮轴连接，P3电机通过花键与P3齿轮轴连接。本实用新型减少了混动变速箱离合器系统的零件数量，提升了系统可靠性，降低了混动变速箱离合器系统的重量及成本，能实现更快的结合响应速度。

Description

一种使用电磁离合器的混合动力传动系统

技术领域

本实用新型涉及混合动力汽车变速器领域，特别涉及一种使用电磁离合器的混合动力传动系统。

背景技术

在混合动力汽车变速器中，为了减小燃油消耗率，节能减排，变速器工作时通常需要在串联、发动机直驱、并联三种驱动模式之间进行切换。

混动变速箱的传动系统一般由5或6根平行轴系组成，驱动模式切换功能通常由某一根轴系上的离合器实现，目前市面上绝大多数混动变速器采用的为液压控制式离合器。

如图1所示，液压离合器的工作原理为：在油泵系统的作用下，变速器油被吸入到过滤系统，经过滤后油液流经油泵，再通过油道进入阀板系统，各油道间的连接由密封系统实现密封。阀板系统可控制供给到离合器的油压，油压的建立/取消即能够让主动齿和被动齿结合/断开，实现动力连接和中断。

阀板系统包括较多零件，制造、装配工资复杂，其中电磁阀芯和阀体间的配合间隙很小，配合精密，容易受到清洁度影响，造成电磁阀芯卡滞，无法运动，造成阀板系统无法正常工作。

此外，液压离合器本身也包含约10个零件，部分零件加工工艺复杂，加工资源少，成本较高。

液压控制式离合器系统结构复杂，零件繁多，重量大，成本较高；结合响应速度不够快；且极易受清洁度影响而发生液压系统故障，造成离合器功能失效。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种使用电磁离合器的混合动力传动系统，旨在减少混动变速箱离合器系统的零件数量，简化结构，提升系统可靠性，降低混动变速箱离合器系统的重量及成本，提升混动变速箱离合器系统的抗污染能力，实现更快的结合响应速度。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种使用电磁离合器的混合动力传动系统，包括：变速器壳体，设置于所述变速器壳体内的输入轴、P1齿轮轴、ICE中间轴、P3齿轮轴、中间轴总成、差速器、电磁离合器、P1电机和P3电机，所述电磁离合器集成设置于所述ICE中间轴上，ICE与所述输入轴通过花键连接，所述输入轴与所述P1齿轮轴、所述ICE中间轴啮合，所述ICE中间轴与所述差速器啮合，所述P3齿轮轴与所述中间轴总成啮合，所述中间轴总成与所述差速器啮合，所述PI电机通过花键与所述P1齿轮轴连接，所述P3电机通过花键与所述P3齿轮轴连接。

本实用新型进一步的技术方案是，所述电磁离合器包括结合齿、执行机构、电磁驱动机构、输入齿轮和输出齿轮。

其中，所述电磁驱动机构安装在所述变速器壳体上，为中间带有通孔的圆柱体形状，并依靠对应的安装槽进行限位，其轴向和径向都不能移动或者旋转：所述结合齿通过花瓣齿形的齿槽配合，套装在所述ICE中间轴上，并可以一定范围内轴向移动，且所述结合齿的右端面加工有牙嵌齿形；所述结合齿的右侧设有弹簧，用于维持所述结合齿的断开状态；所述执行机构为圆环状零件，通过间隙配合套装在所述ICE中间轴上，使其也能一定范围内轴向移动，其右面和所述结合齿接触；所述执行机构左侧轴上安装有弹性挡圈，用于限制所述执行机构的位置；所述输入齿轮通过轴承安装在所述ICE中间轴上，并与所述输入轴啮合，所述输入齿轮的左端面同样加工有牙嵌齿形；所述输出齿轮通过花键与所述ICE中间轴连接，并与所述差速器上的齿轮啮合。

本实用新型进一步的技术方案是，所述输入轴、P1齿轮轴、ICE中间轴、P3齿轮轴、中间轴总成、差速器通过轴承支承与所述变速器壳体上。

本实用新型进一步的技术方案是，还包括设置于P1电机壳体和P3电机壳体，所述P1电机设置于所述P1电机壳体内，所述P3电机设置于所述P3电机壳体内，所述P1电机壳体和所述P3电机壳体设置于所述变速器壳体内或所述变速器壳体外。

本实用新型使用电磁离合器的混合动力传动系统的有益效果是：

1、减少了大量零件，尤其是电磁阀、油泵、摩擦片等黑匣子零件，提升了变速箱自主化程度；

2、零件数量减少，控制简化，离合器系统可靠性得以提升；

3、降低了传动系统的重量，节省能耗；

4、离合器及其关联系统的制造成本大幅下降。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是现有技术中液压离合器式混动变速箱的结构示意图；

图2是P1电机壳体和P3电机壳体在变速器壳体内的结构示意图；

图3是P1电机壳体和P3电机壳体在变速器壳体外的结构示意图；

图4是电磁离合器的结构示意图；

图5是花瓣齿形示意图；

图6是牙嵌齿形示意图；

图7是电磁离合器在断开状态下的结构示意图；

图8是电磁离合器在结合状态下的结构示意图；

图9是本实用新型使用电磁离合器的混合动力传动系统较佳实施例在纯电模式下的工作原理示意图；

图10是本实用新型使用电磁离合器的混合动力传动系统较佳实施例在串联模式下的工作原理示意图；

图11是本实用新型使用电磁离合器的混合动力传动系统较佳实施例在发动机并联/直驱模式下的工作原理示意图。

附图标号说明：

变速器壳体1；输入轴2；P1齿轮轴3；ICE中间轴4；P3齿轮轴5；中间轴总成6；差速器7；电磁离合器8；P1电机9；P3电机10；P1电机壳体11；P3电机壳体12；结合齿13、电磁驱动机构14、执行机构15、输入齿轮16；输出齿轮17；弹性挡圈18；轴承19；弹簧20。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参照图2和图3所示，本实用新型提出一种使用电磁离合器8的混合动力传动系统，本实用新型较佳实施例包括变速器壳体1，设置于所示变速器壳体1内的输入轴2、P1齿轮轴3、ICE中间轴4、P3齿轮轴5、中间轴总成6、差速器7、电磁离合器8、P1电机9和P3电机10，所述电磁离合器8集成设置于所述ICE中间轴4上，ICE与所述输入轴2通过花键连接，所述输入轴2与所述P1齿轮轴3、所述ICE中间轴4啮合，所述ICE中间轴4与所述差速器7啮合，所述P3齿轮轴5与所述中间轴总成6啮合，所述中间轴总成6与所述差速器7啮合，所述P1电机9通过花键与所述P1齿轮轴3连接，所述P3电机壳体12通过花键与所述P3齿轮轴5连接。

如图4所示，本实施例中，所述电磁离合器8包括结合齿13、执行机构15、电磁驱动机构14、输入齿轮16和输出齿轮17。

其中，所述电磁驱动机构14安装在所述变速器壳体1上，为中间带有通孔的圆柱体形状，并依靠对应的安装槽进行限位，其轴向和径向都不能移动或者旋转；所述结合齿13通过花瓣齿形的齿槽配合(如图5所示)，套装在所述ICE中间轴4上，并可以一定范围内轴向移动，且所述结合齿13的右端面加工有牙嵌齿形(如图6所示)；所述结合齿13的右侧设有弹簧20，用于维持所述结合齿13的断开状态；所述执行机构15为圆环状零件，通过间隙配合套装在所述ICE中间轴4上，使其也能一定范围内轴向移动，其右面和所述结合齿13接触；所述执行机构15左侧轴上安装有弹性挡圈18，用于限制所述执行机构15的位置；所述输入齿轮16通过轴承19安装在所述ICE中间轴4上，并与所述输入轴2啮合，所述输入齿轮16的左端面同样加工有牙嵌齿形；所述输出齿轮17通过花键与所述ICE中间轴4连接，并与所述差速器7上的齿轮啮合。

本实施例中，所述输入轴2、P1齿轮轴3、ICE中间轴4、P3齿轮轴5、中间轴总成6、差速器7通过轴承支承与所述变速器壳体1上。

如图2和图3所示，本实施例中，该使用电磁离合器8的混合动力传动系统还包括设置于P1电机壳体11和P3电机壳体12壳体，所述P1电机9设置于所述P1电机壳体11内，所述P3电机壳体12设置于所述P3电机壳体12壳体内，所述P1电机壳体11和所述P3电机壳体12壳体设置于所述变速器壳体1内(如图3所示)或所述变速器壳体1外(如图2所示)。

以下结合图7至图11对本实用新型使用电磁离合器8的混合动力传动系统的工作原理进行详细阐述。

离合器断开状态下，结合齿13端面的牙嵌齿形与输入齿轮16端面的牙嵌齿形之间留有小间隙，此时两者可相对转动(结合齿13跟随ICE中间轴4转动，输入齿轮16则和输入轴2转动，转动互不干扰)。

电磁离合器8结合的原理：启动发动机，控制系统通过控制发动机和P3电机的转速，调整结合齿13转速(即ICE中间轴4的转速)与输入齿轮16转速之差在一个较小的范围内，然后给电磁驱动机构14通电，电磁驱动机构14产生电磁力作用于执行机构15，执行机构15受力的作用向右移动，移动时将推动结合齿13一起右移，使结合齿13右侧端面的牙嵌齿形与输入齿轮16左侧端面的牙嵌齿形结合，此时输入齿轮16、结合齿13、ICE中间轴4、输出齿轮17相当于固连为一体，离合器结合完成，输入轴2的动力可以直接传到差速器7。

纯电模式：输入轴2和P1齿轮轴3静止，电磁离合器8断开，输入齿轮16与结合齿13不结合，(此时输入齿轮16跟随输入轴2一同静止，结合齿13跟随ICE中间轴4转动)，P3电机壳体12消耗电池电能发出动力，经过中间轴总成6，到达差速器7，驱动车辆行驶。

串联模式：电磁离合器8断开，输入齿轮16与结合齿13不结合，(此时输入齿轮16被输入轴2带动，结合齿13跟随ICE中间轴4转动，输入齿轮16和结合齿13转速不同但互不干扰)，发动机动力由输入轴2输入，到达P1齿轮轴3，由P1电机9产生电能输送给电池，P3电机壳体12消耗电能发出动力，经过中间轴总成6，到达差速器7，驱动车辆行驶。

发动机并联/直驱模式：电磁离合器8结合，发动机动力由输入轴2输入，经过输入齿轮16传到结合齿13，再由结合齿13传到ICE中间轴4，再传到差速器7；同时P3电机壳体12可以消耗储存在电池里的电能发出动力，经过中间轴总成6，到达差速器7；此模式下可控制发动机单独驱动车辆行驶，或与P3电机壳体12一起驱动车辆行驶。

本实用新型使用电磁离合器的混合动力传动系统的有益效果是：

1、减少了大量零件，尤其是电磁阀、油泵、摩擦片等黑匣子零件，提升了变速箱自主化程度；

2、零件数量减少，控制简化，离合器系统可靠性得以提升；

3、降低了传动系统的重量，节省能耗；

4、离合器及其关联系统的制造成本大幅下降。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种使用电磁离合器的混合动力传动系统，其特征在于，包括：变速器壳体，设置于所述变速器壳体内的输入轴、P1齿轮轴、ICE中间轴、P3齿轮轴、中间轴总成、差速器、电磁离合器、P1电机和P3电机，所述电磁离合器集成设置于所述ICE中间轴上，ICE与所述输入轴通过花键连接，所述输入轴与所述P1齿轮轴、所述ICE中间轴啮合，所述ICE中间轴与所述差速器啮合，所述P3齿轮轴与所述中间轴总成啮合，所述中间轴总成与所述差速器啮合，所述P1电机通过花键与所述P1齿轮轴连接，所述P3电机通过花键与所述P3齿轮轴连接。

2.根据权利要求1所述的使用电磁离合器的混合动力传动系统，其特征在于，所述电磁离合器包括结合齿、执行机构、电磁驱动机构、输入齿轮和输出齿轮；其中，

所述电磁驱动机构安装在所述变速器壳体上，为中间带有通孔的圆柱体形状，并依靠对应的安装槽进行限位，其轴向和径向都不能移动或者旋转；所述结合齿通过花瓣齿形的齿槽配合，套装在所述ICE中间轴上，并可以一定范围内轴向移动，且所述结合齿的右端面加工有牙嵌齿形；所述结合齿的右侧设有弹簧，用于维持所述结合齿的断开状态；所述执行机构为圆环状零件，通过间隙配合套装在所述ICE中间轴上，使其也能一定范围内轴向移动，其右面和所述结合齿接触；所述执行机构左侧轴上安装有弹性挡圈，用于限制所述执行机构的位置；所述输入齿轮通过轴承安装在所述ICE中间轴上，并与所述输入轴啮合，所述输入齿轮的左端面同样加工有牙嵌齿形；所述输出齿轮通过花键与所述ICE中间轴连接，并与所述差速器上的齿轮啮合。

3.根据权利要求1所述的使用电磁离合器的混合动力传动系统，其特征在于，所述输入轴、P1齿轮轴、ICE中间轴、P3齿轮轴、中间轴总成、差速器通过轴承支承与所述变速器壳体上。

4.根据权利要求3所述的使用电磁离合器的混合动力传动系统，其特征在于，还包括设置于P1电机壳体和P3电机壳体，所述P1电机设置于所述P1电机壳体内，所述P3电机设置于所述P3电机壳体内，所述P1电机壳体和所述P3电机壳体设置于所述变速器壳体内或所述变速器壳体外。