CN220785449U - 一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统，通过分别在两个电机的输出端设置有插分挡结构，使得本实施例中采用的方案中包括的4排齿轮复用率高，使得每个电机都可以实现4个不同的挡位，通过合理的速比匹配，系统可以实现7个双电机工作模式。

Description

一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统

技术领域

本实用新型涉及商用车中央电驱动系统的技术领域，具体涉及一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统。

背景技术

现有的商用车中央电驱动系统，尤其是重卡用电驱系统中多数使用AMT，即电控机械式自动变速器，其动力源单一，换挡时存在动力中断，在重载上坡时换挡困难，不但影响动力和舒适性，也存在一定的安全隐患。

同时，现有的双电机变速箱为了实现多挡位多模式，需要较多的齿轮组，变速箱复杂度高，同时轴系较长，影响刚度，对车辆NVH性能不利。

此外，现有的电控双离合自动变速系统中，由于两个电机的一级减速齿轮速比有明显差异，双电机同时工作的高效区范围存在一定限制，会对经济性略有影响。

因此，亟需提供一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统以解决上述现有技术中存在的缺陷与不足。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的缺陷与不足，本实用新型提供了一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统，其特征在于：所述系统包括：

第一电机，所述第一电机的输出轴连接第一输入轴；

第二电机，所述第二电机的输出轴连接第二输入轴；

第一输入轴，所述第一输入轴通过第一电机输入齿轮副连接第一中间轴；

第二输入轴，所述第二输入轴通过第二电机输入齿轮副连接第二中间轴；

第一中间轴和第二中间轴，所述第一中间轴和第二中间轴分别通过中间齿轮副连接输出轴；

第一换挡装置，所述第一换挡装置固定于第一中间轴上且位于第一电机输入齿轮副之间以选择性地将第一中间轴与两侧第一电机输入齿轮副的齿轮接合或不接合；

第二换挡装置，所述第二换挡装置固定于第一中间轴上且位于中间齿轮副之间以选择性地将第一中间轴与两侧中间齿轮副的齿轮接合或不接合；

第三换挡装置，所述第三换挡装置固定于第二中间轴上且位于第二电机输入齿轮副之间以选择性地将第二中间轴与两侧第二电机输入齿轮副的齿轮接合或不接合；

第四换挡装置，所述第四换挡装置固定于第二中间轴上且位于中间齿轮副之间以选择性地将第二中间轴与两侧中间齿轮副的齿轮接合或不接合。

作为本实用新型的进一步优选实施方式，所述第一电机输入齿轮副包括第一电机第一输入齿轮副和第一电机第二输入齿轮副；其中，

所述第一电机第一输入齿轮副包括固定于第一输入轴的第一电机第一输入主动齿轮和空套于所述第一中间轴的第一电机第一输入从动齿轮，所述第一电机第一输入主动齿轮与第一电机第一输入从动齿轮对应啮合；

所述第一电机第二输入齿轮副包括固定于第一输入轴的第一电机第二输入主动齿轮和空套于所述第一中间轴的第一电机第二输入从动齿轮，所述第一电机第二输入主动齿轮与第一电机第二输入从动齿轮对应啮合。

作为本实用新型的进一步优选实施方式，所述第二电机输入齿轮副包括第二电机第一输入齿轮副和第二电机第二输入齿轮副；其中，

所述第二电机第一输入齿轮副包括固定于第二输入轴的第二电机第一输入主动齿轮和空套于所述第二中间轴的第二电机第一输入从动齿轮，所述第二电机第一输入主动齿轮与第二电机第一输入从动齿轮对应啮合；

所述第二电机第二输入齿轮副包括固定于第二输入轴的第二电机第二输入主动齿轮和空套于所述第二中间轴的第二电机第二输入从动齿轮，所述第二电机第二输入主动齿轮与第二电机第二输入从动齿轮对应啮合。

作为本实用新型的进一步优选实施方式，所述中间齿轮副包括第一中间齿轮副和第二中间齿轮副；其中，

所述第一中间齿轮副包括空套于第一中间轴的第一电机第一主动齿轮、空套于第二中间轴的第二电机第一主动齿轮、以及固定于输出轴的第一从动齿轮，所述第一电机第一主动齿轮、第二电机第一主动齿轮分别与第一从动齿轮对应啮合；

所述第二中间齿轮副包括空套于第一中间轴的第一电机第二主动齿轮、空套于第二中间轴的第二电机第二主动齿轮、以及固定于输出轴的第二从动齿轮，所述第一电机第二主动齿轮、第二电机第二主动齿轮分别与第二从动齿轮对应啮合。

作为本实用新型的进一步优选实施方式，所述第一换挡装置设置于第一电机第一输入从动齿轮与第一电机第二输入从动齿轮之间；

所述第二换挡装置设置于第一电机第一主动齿轮与第一电机第二主动齿轮之间；

所述第三换挡装置设置于第二电机第一输入从动齿轮与第二电机第二输入从动齿轮之间；

所述第四换挡装置设置于第二电机第一主动齿轮与第二电机第二主动齿轮之间。

作为本实用新型的进一步优选实施方式，所述第一电机第一输入从动齿轮、第一电机第二输入从动齿轮、第一电机第一主动齿轮和第一电机第二主动齿轮通过滚针轴承空套于第一中间轴上，所述第二电机第一输入从动齿轮、第二电机第二输入从动齿轮、第二电机第一主动齿轮和第二电机第二主动齿轮通过滚针轴承空套于第二中间轴上。

作为本实用新型的进一步优选实施方式，所述第一输入轴、第二输入轴、第一中间轴、第二中间轴和输出轴平行设置。

作为本实用新型的进一步优选实施方式，所述第一输入轴和第二输入轴对称设置于所述输出轴的两侧，所述第一中间轴和第二中间轴对称设置于所述输出轴的两侧，且第一输入轴和第二输入轴设置于第一中间轴和第二中间轴的外侧。

作为本实用新型的进一步优选实施方式，所述第一电机第一主动齿轮与第二电机第一主动齿轮选用相同齿轮，所述第一电机第二主动齿轮与第二电机第二主动齿轮选用相同齿轮。

作为本实用新型的进一步优选实施方式，所述第一电机第一输入齿轮副与所述第二电机第一输入齿轮副的传动比相等；

所述第一电机第二输入齿轮副与所述第二电机第二输入齿轮副的传动比相等。

本实用新型相对于现有技术取得的有益效果包括：

1）本实用新型提供一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统，通过分别在两个电机的输出端设置有插分挡结构，使得本实施例中采用的方案中包括的4排齿轮复用率高，使得每个电机都可以实现4个不同的挡位，通过合理的速比匹配，系统可以实现7个双电机工作模式。

2）本实用新型提供一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统，两个电机可以设置几乎相同的一级减速比，使得双电机同时工作的高效区范围最大化，可充分提高经济性。

3）本实用新型提供一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统，单电机工作时，另一个电机的动力传递路线中仅中间齿轮副上的齿轮进行跟转，能量损失进一步减小。

4）本实用新型提供一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统，轴上齿轮少，每个轴的长度都比较短，轴系刚度好，箱体长度短。

5）本实用新型提供一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统，单电机换挡时可以通过另一电机提供动力，避免动力中断状况的发生。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的结构示意图。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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，术语“第一”、“第二”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”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。

[第一实施例]

如图1所示为本实用新型提供的一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统，包括：

第一电机EM1，第一电机EM1的输出轴连接第一输入轴S1，第一电机EM1的输出动力可以传输至第一输入轴S1；

第二电机EM2，第二电机EM2的输出轴连接第二输入轴S2，第二电机EM2的输出动力可以传输至第二输入轴S2；

该系统包括第一输入轴S1，第一输入轴S1通过第一电机输入齿轮副连接第一中间轴S3；如图1所示，本实施例中的第一电机输入齿轮副包括第一电机第一输入齿轮副EGR1A和第一电机第二输入齿轮副EGR1B，第一电机EM1的输出动力通过第一输入轴S1后可以经由第一电机第一输入齿轮副EGR1A或第一电机第二输入齿轮副EGR1B传输至第一中间轴S3上；其中，第一电机第一输入齿轮副EGR1A包括固定于第一输入轴S1的第一电机第一输入主动齿轮11和空套于第一中间轴S3的第一电机第一输入从动齿轮31，第一电机第一输入主动齿轮11与第一电机第一输入从动齿轮31对应啮合；第一电机第二输入齿轮副EGR1B包括固定于第一输入轴S1的第一电机第二输入主动齿轮12和空套于第一中间轴S3的第一电机第二输入从动齿轮32，第一电机第二输入主动齿轮12与第一电机第二输入从动齿轮32对应啮合。

该系统包括第二输入轴S2，第二输入轴S2通过第二电机输入齿轮副连接第二中间轴S4；如图1所示，本实施例中的第二电机输入齿轮副包括第二电机第一输入齿轮副EGR2A和第二电机第二输入齿轮副EGR2B，第二电机EM2的输出动力通过第二输入轴S2后可以经由第二电机第一输入齿轮副EGR2A或第二电机第二输入齿轮副EGR2B传输至第二中间轴S4上；其中，第二电机第一输入齿轮副EGR2A包括固定于第二输入轴S2的第二电机第一输入主动齿轮21和空套于第二中间轴S4的第二电机第一输入从动齿轮41，第二电机第一输入主动齿轮21与第二电机第一输入从动齿轮41对应啮合；第二电机第二输入齿轮副EGR2B包括固定于第二输入轴S2的第二电机第二输入主动齿轮22和空套于第二中间轴S4的第二电机第二输入从动齿轮42，第二电机第二输入主动齿轮22与第二电机第二输入从动齿轮42对应啮合。

如图1所示，该系统还包括第一中间轴S3和第二中间轴S4，第一中间轴S3和第二中间轴S4分别通过中间齿轮副连接输出轴S5；如图1所示，本实施例中的中间齿轮副包括第一中间齿轮副GR1和第二中间齿轮副GR2，以使得经由第一中间轴S3和第二中间轴S4上的传输动力能够经由第一中间齿轮副GR1或第二中间齿轮副GR2传输至输出轴S5；其中，第一中间齿轮副GR1包括空套于第一中间轴S3的第一电机第一主动齿轮33、空套于第二中间轴S4的第二电机第一主动齿轮43、以及固定于输出轴S5的第一从动齿轮51，第一电机第一主动齿轮33、第二电机第一主动齿轮43分别与第一从动齿轮51对应啮合；第二中间齿轮副GR2包括空套于第一中间轴S3的第一电机第二主动齿轮34、空套于第二中间轴S4的第二电机第二主动齿轮44、以及固定于输出轴S5的第二从动齿轮52，第一电机第二主动齿轮34、第二电机第二主动齿轮44分别与第二从动齿轮52对应啮合。

如图1所示，本实施例中所提供的变速系统还包括以下换挡装置：

第一换挡装置A1，第一换挡装置A1固定于第一中间轴S3上且位于第一电机输入齿轮副的第一电机第一输入从动齿轮31与第一电机第二输入从动齿轮32之间，以选择性地将第一中间轴S3与两侧第一电机输入齿轮副的齿轮接合或不接合，从而将第一电机EM1的输出动力经第一输入轴S1传输至第一中间轴S3；

第二换挡装置B1，第二换挡装置B1固定于第一中间轴S3上且位于中间齿轮副的第一电机第一主动齿轮33与第一电机第二主动齿轮34之间，以选择性地将第一中间轴S3与两侧中间齿轮副的齿轮接合或不接合，从而将第一电机EM1的输出动力经第一中间轴S3传输至输出轴S5；

第三换挡装置A2，第三换挡装置A2固定于第二中间轴S4上且位于第二电机输入齿轮副的第二电机第一输入从动齿轮41与第二电机第二输入从动齿轮42之间，以选择性地将第二中间轴S4与两侧第二电机输入齿轮副的齿轮接合或不接合，从而将第二电机EM2的输出动力经第二输入轴S2传输至第二中间轴S4；

第四换挡装置B2，第四换挡装置B2固定于第二中间轴S4上且位于中间齿轮副的第二电机第一主动齿轮43与第二电机第二主动齿轮44之间，以选择性地将第二中间轴S4与两侧中间齿轮副的齿轮接合或不接合，从而将第二电机EM2的输出动力经第二中间轴S4传输至输出轴S5，再通过输出轴S5上的输出齿轮53传输至车轮。

作为本实施例的优选实施方式，第一电机第一输入从动齿轮31、第一电机第二输入从动齿轮32、第一电机第一主动齿轮33和第一电机第二主动齿轮34通过滚针轴承空套于第一中间轴S3上，第二电机第一输入从动齿轮41、第二电机第二输入从动齿轮42、第二电机第一主动齿轮43和第二电机第二主动齿轮44通过滚针轴承空套于第二中间轴S4上，以实现各齿轮与各对应轴之间的空套连接。

在本实施例中，如图1所示，第一输入轴S1、第二输入轴S2、第一中间轴S3、第二中间轴S4和输出轴S5平行设置；且第一输入轴S1和第二输入轴S2对称设置于输出轴S5的两侧，第一中间轴S3和第二中间轴S4对称设置于输出轴S5的两侧，且第一输入轴S1和第二输入轴S2设置于第一中间轴S3和第二中间轴S4的外侧，保持变速系统两侧均衡布置，保证两单机端动力传输均衡。

进一步地，本实施例中，具体设置为第一电机第一输入齿轮副EGR1A与第二电机第一输入齿轮副EGR2A的传动比相等；第一电机第二输入齿轮副EGR1B与第二电机第二输入齿轮副EGR2B的传动比相等；且第一电机第一主动齿轮33与第二电机第一主动齿轮43选用相同齿轮，第一电机第二主动齿轮34与第二电机第二主动齿轮44选用相同齿轮，在单电机换挡时可以通过另一电机提供动力，避免动力中断状况的发生的同时，通过设置两个电机具有相同的一级减速比，使得双电机同时工作的高效区范围最大化，可充分提高经济性。

本领域技术人员应当理解，本实施所提供的技术方案中，虽然仅采用第一电机EM1和第二电机EM2双电机作为动力源，但是本方案所述变速系统也可以适用于三电机或更多电机作为动力源的变速系统中。同时，本实施例所提供的变速系统中的具体挡位数可以根据实际变速需要进行对应增减，例如可以选择将其中任意一个电机的两个一级减速齿轮副改为一个固定齿轮副从而省去一个离合器A1或A2。

本实施所提供的技术方案不仅可适用于公路车辆中，也可以适用于矿用车辆、特种车辆等非公路车辆等的驱动系统中。

本实施例由于第一电机输入齿轮副和第二电机输入齿轮副设置为插分挡结构，也就是说第一级减速比是可变可选的，如此可得到更多的挡位数，例如在本实施例中，每个电机从输入到输出的挡位数是2x2=4个。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统，其特征在于：所述系统包括：

第一电机（EM1），所述第一电机（EM1）的输出轴连接第一输入轴（S1）；

第二电机（EM2），所述第二电机（EM2）的输出轴连接第二输入轴（S2）；

第一输入轴（S1），所述第一输入轴（S1）通过第一电机输入齿轮副连接第一中间轴（S3）；

第二输入轴（S2），所述第二输入轴（S2）通过第二电机输入齿轮副连接第二中间轴（S4）；

第一中间轴（S3）和第二中间轴（S4），所述第一中间轴（S3）和第二中间轴（S4）分别通过中间齿轮副连接输出轴（S5）；

第一换挡装置（A1），所述第一换挡装置（A1）固定于第一中间轴（S3）上且位于第一电机输入齿轮副之间以选择性地将第一中间轴（S3）与两侧第一电机输入齿轮副的齿轮接合或不接合；

第二换挡装置（B1），所述第二换挡装置（B1）固定于第一中间轴（S3）上且位于中间齿轮副之间以选择性地将第一中间轴（S3）与两侧中间齿轮副的齿轮接合或不接合；

第三换挡装置（A2），所述第三换挡装置（A2）固定于第二中间轴（S4）上且位于第二电机输入齿轮副之间以选择性地将第二中间轴（S4）与两侧第二电机输入齿轮副的齿轮接合或不接合；

第四换挡装置（B2），所述第四换挡装置（B2）固定于第二中间轴（S4）上且位于中间齿轮副之间以选择性地将第二中间轴（S4）与两侧中间齿轮副的齿轮接合或不接合。

2.根据权利要求1所述的一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统，其特征在于：所述第一电机输入齿轮副包括第一电机第一输入齿轮副（EGR1A）和第一电机第二输入齿轮副（EGR1B）；其中，

所述第一电机第一输入齿轮副（EGR1A）包括固定于第一输入轴（S1）的第一电机第一输入主动齿轮（11）和空套于所述第一中间轴（S3）的第一电机第一输入从动齿轮（31），所述第一电机第一输入主动齿轮（11）与第一电机第一输入从动齿轮（31）对应啮合；

所述第一电机第二输入齿轮副（EGR1B）包括固定于第一输入轴（S1）的第一电机第二输入主动齿轮（12）和空套于所述第一中间轴（S3）的第一电机第二输入从动齿轮（32），所述第一电机第二输入主动齿轮（12）与第一电机第二输入从动齿轮（32）对应啮合。

3.根据权利要求2所述的一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统，其特征在于：所述第二电机输入齿轮副包括第二电机第一输入齿轮副（EGR2A）和第二电机第二输入齿轮副（EGR2B）；其中，

所述第二电机第一输入齿轮副（EGR2A）包括固定于第二输入轴（S2）的第二电机第一输入主动齿轮（21）和空套于所述第二中间轴（S4）的第二电机第一输入从动齿轮（41），所述第二电机第一输入主动齿轮（21）与第二电机第一输入从动齿轮（41）对应啮合；

所述第二电机第二输入齿轮副（EGR2B）包括固定于第二输入轴（S2）的第二电机第二输入主动齿轮（22）和空套于所述第二中间轴（S4）的第二电机第二输入从动齿轮（42），所述第二电机第二输入主动齿轮（22）与第二电机第二输入从动齿轮（42）对应啮合。

4.根据权利要求3所述的一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统，其特征在于：所述中间齿轮副包括第一中间齿轮副（GR1）和第二中间齿轮副（GR2）；其中，

所述第一中间齿轮副（GR1）包括空套于第一中间轴（S3）的第一电机第一主动齿轮（33）、空套于第二中间轴（S4）的第二电机第一主动齿轮（43）、以及固定于输出轴（S5）的第一从动齿轮（51），所述第一电机第一主动齿轮（33）、第二电机第一主动齿轮（43）分别与第一从动齿轮（51）对应啮合；

所述第二中间齿轮副（GR2）包括空套于第一中间轴（S3）的第一电机第二主动齿轮（34）、空套于第二中间轴（S4）的第二电机第二主动齿轮（44）、以及固定于输出轴（S5）的第二从动齿轮（52），所述第一电机第二主动齿轮（34）、第二电机第二主动齿轮（44）分别与第二从动齿轮（52）对应啮合。

5.根据权利要求4所述的一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统，其特征在于：

所述第一换挡装置（A1）设置于第一电机第一输入从动齿轮（31）与第一电机第二输入从动齿轮（32）之间；

所述第二换挡装置（B1）设置于第一电机第一主动齿轮（33）与第一电机第二主动齿轮（34）之间；

所述第三换挡装置（A2）设置于第二电机第一输入从动齿轮（41）与第二电机第二输入从动齿轮（42）之间；

所述第四换挡装置（B2）设置于第二电机第一主动齿轮（43）与第二电机第二主动齿轮（44）之间。

6.根据权利要求4所述的一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统，其特征在于：所述第一电机第一输入从动齿轮（31）、第一电机第二输入从动齿轮（32）、第一电机第一主动齿轮（33）和第一电机第二主动齿轮（34）通过滚针轴承空套于第一中间轴（S3）上，所述第二电机第一输入从动齿轮（41）、第二电机第二输入从动齿轮（42）、第二电机第一主动齿轮（43）和第二电机第二主动齿轮（44）通过滚针轴承空套于第二中间轴（S4）上。

7.根据权利要求1所述的一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统，其特征在于：所述第一输入轴（S1）、第二输入轴（S2）、第一中间轴（S3）、第二中间轴（S4）和输出轴（S5）平行设置。

8.根据权利要求7所述的一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统，其特征在于：所述第一输入轴（S1）和第二输入轴（S2）对称设置于所述输出轴（S5）的两侧，所述第一中间轴（S3）和第二中间轴（S4）对称设置于所述输出轴（S5）的两侧，且第一输入轴（S1）和第二输入轴（S2）设置于第一中间轴（S3）和第二中间轴（S4）的外侧。

9.根据权利要求4所述的一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统，其特征在于：所述第一电机第一主动齿轮（33）与第二电机第一主动齿轮（43）选用相同齿轮，所述第一电机第二主动齿轮（34）与第二电机第二主动齿轮（44）选用相同齿轮。

10.根据权利要求4所述的一种带插分挡结构的多动力源多挡变速系统，其特征在于：

所述第一电机第一输入齿轮副（EGR1A）与所述第二电机第一输入齿轮副（EGR2A）的传动比相等；

所述第一电机第二输入齿轮副（EGR1B）与所述第二电机第二输入齿轮副（EGR2B）的传动比相等。