CN208682599U - 基于混合动力的变速器传动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种基于混合动力的变速器传动系统，至少包括发动机和电动机，所述发动机与分离离合器的一端固接，所述分离离合器的另一端和电动机与变速箱的输入轴组件固接；还包括与所述输入轴组件配接的齿轮机构以及通过齿轮机构传输动力的输出轴组件，所述输出轴组件包括设置于所述输入轴组件一侧与所述第一输入轴平行的输出轴；所述齿轮机构包括固设在所述输入轴组件上的复数个主动齿轮组，以及空套于所述输出轴组件上的复数个从动齿轮组。本实用新型的有益效果主要体现在：设计巧妙，换挡动力不中断；发动机能够在行驶和怠速过程中给蓄电池充电，进一步实现减排目的，同时，减少挡位设置，从而简化系统结构。

Description

基于混合动力的变速器传动系统

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于混合动力的变速器传动系统。

背景技术

随着世界范围的能源紧张以及排放法规对车辆碳排放的限制，安全、节能、环保成为现代汽车发展的主题。同时传统内燃机已不能满足排放要求，而纯电动汽车、燃料电池汽车等新能源汽车受到关键技术的瓶颈制约，短时间内难以突破。具体表现在：

①传统动力总成技术主要着手降低发动机的排放，提高发动机的效率，但是单靠改进发动机技术已不能满足日益苛刻的排放法规，需要寻找新的突破；

②纯电动汽车虽然可以实现零排放，能够符合任何排放法规的要求，但是电动汽车的研发涉及的关键技术甚多，如电池及电池控制、高性能电机、整车综合控制等等，目前这些技术尚不成熟，且受到电池费用高，冲、放电循环次数少，以及整车行驶里程短等因素的限制，纯电动轿车在短时期内的发展将受到很大的限制。

因此，混合动力汽车越来越成为合乎时宜的选择。

混动动力一般是指油电混合。混合动力汽车有电动机和发动机双引擎，可以由电动机或发动机单一动力驱动，也可由电动机和发动机同时驱动，正常工作时会根据驾驶员操作意图和路况协调发动机和电动机的动力输出。

混合动力汽车通过混动变速箱实现电动机和发动机的定力匹配。例如，当低速行驶时，汽车由电动机单独驱动；当高速巡航行驶时，汽车由发动机单独驱动，如果动力电池电量低，则发动机在驱动汽车的同时带动发电机为动力电池充电；当爬坡或急加速时，汽车由发动机和电动机共同去驱动；当下坡或制动时，通过混动变速器带动发电机能量回收。相比于传统汽车，混合动力汽车具有发动机、电动机双擎，可以让发动机更多时间工作在效率最高的转速区，其燃油经济性更高、舒适性更好、动力更强劲。

目前，混合动力汽车中采用的变速箱多为5速及以上变速箱，结构形式多为行星齿轮式，虽具有结构紧凑、体积小、集成性好、可实现无级变速的优点，但是其控制策略复杂，加工精度要求较高，成本高。如果汽车行驶过程中更多地用发动机驱动，则油耗难以降低。如果汽车行驶过程中更多地用电动机驱动，若电动机驱动变速器输入轴，则换挡无动力补偿，造驾驶舒适性差；若电动机驱动变速器输出轴，则变速器挡位利用率低，造成浪费。因此无法实现动力和经济性及舒适性的完美匹配。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种基于混合动力的变速器传动系统。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种基于混合动力的变速器传动系统，至少包括发动机和电动机，所述发动机与分离离合器的一端固接，所述分离离合器的另一端和电动机与变速箱的输入轴组件固接；所述输入轴组件包括与分离离合器固接的第一输入轴，以及与所述电动机固接的第二输入轴，所述第二输入轴套设在所述第一输入轴的周向外侧，呈共轴设置，且两者在混动模式下转速一致；

还包括与所述输入轴组件配接的齿轮机构以及通过齿轮机构传输动力的输出轴组件，所述输出轴组件包括设置于所述输入轴组件一侧与所述第一输入轴平行的输出轴；所述齿轮机构包括固设在所述输入轴组件上的复数个主动齿轮组，以及空套于所述输出轴组件上的复数个从动齿轮组。

优选的，所述分离离合器可集成在所述电动机的转子中。

优选的，所述齿轮机构至少固设在所述第二输入轴上的一挡主动齿轮和三挡主动齿轮，所述输出轴上空套有分别与所述一挡主动齿轮和三挡主动齿轮相啮合的一挡从动齿轮和三挡从动齿轮，所述一挡从动齿轮和三挡从动齿轮之间还设有设置在所述输出轴上的一三挡同步器，所述一三挡同步器可选择的与所述一挡从动齿轮或三挡从动齿轮传动连接。

优选的，所述齿轮机构还包括空套在所述第一输入轴上的二挡主动齿轮，所述输出轴上固设有与所述二挡主动齿轮相啮合的二挡从动齿轮。

优选的，所述第一输入轴上设有一二三挡同步器，所述二三挡同步器可与所述二挡主动齿轮传动连接。

优选的，所述输出轴上还固设有一主动齿轮，所述主动齿轮位于靠近差速器的一端，且与所述差速器传动连接。

优选的，所述发动机的主轴上集成有启动电机，所述启动电机用以控制所述发动机的启动或停止。

本实用新型的有益效果主要体现在：

1、本传动系统能够使变速器在低挡位和高挡位均能运转混动模式，动力性能好、节油性能好、提高驾驶舒适性；

2、本传动系统中，换挡动力不中断，同时，发动机能够在行驶和怠速过程中给蓄电池充电，进一步实现减排目的；

3、本传动系统减少挡位设置，从而简化系统结构；

4、本传动系统可根据实际需求选择纯电动或混动情况下工作，其适用性更广；

5、本传动系统更紧凑，重量轻、体积小，有利于整车搭载。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

图1：本实用新型第一实施例的结构示意图；

图2：本实用新型第二实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限于本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

如图1至图2所示，本实用新型揭示了一种基于混合动力的变速器传动系统，至少包括发动机1和电动机3，所述电动机1和发动机3与蓄电池（图中未示出）连接，在车辆制动、汽车怠速以及发动机3动力输出过多的情况下，所述发动机3可以作为发电机来使用，对这部分能量进行回收，以电能的形式储存于所述蓄电池中，以在需要时通过所述电动机1以动力形式输出。本实用新型中所述发动机1还与分离离合器2的一端固接，所述分离离合器2的另一端和电动机3与变速箱的输入轴组件5固接；所述输入轴组件5包括与分离离合器2固接的第一输入轴51，以及与所述电动机3固接的第二输入轴52，所述第二输入轴52套设在所述第一输入轴51的周向外侧，呈共轴设置，且两者在混动模式下转速一致。进一步的，本实用新型中，所述分离离合器2可集成在所述电动机3的转子中。

本实用新型还包括与所述输入轴组件5配接的齿轮机构6以及通过齿轮机构6传输动力的输出轴组件7，所述输出轴组件7包括设置于所述输入轴组件5一侧与所述第一输入轴51平行的输出轴71，所述输出轴71上还固设有一主动齿轮8，所述主动齿轮8位于靠近差速器10的一端，且与所述差速器10传动连接。所述齿轮机构6包括固设在所述输入轴组件5上的复数个主动齿轮组，以及空套于所述输出轴组件7上的复数个从动齿轮组。

下面简单阐述一下所述齿轮机构6的具体结构， 所述齿轮机构6至少固设在所述第二输入轴52上的一挡主动齿轮61和三挡主动齿轮63，所述输出轴71上空套有分别与所述一挡主动齿轮61和三挡主动齿轮63相啮合的一挡从动齿轮91和三挡从动齿轮93，所述一挡从动齿轮91和三挡从动齿轮93之间还设有设置在所述输出轴71上的一三挡同步器94，所述一三挡同步器94可选择的与所述一挡从动齿轮91或三挡从动齿轮93传动连接。所述齿轮机构6还包括空套在所述第一输入轴51上的二挡主动齿轮62，所述输出轴71上固设有与所述二挡主动齿轮62相啮合的二挡从动齿轮92。进一步的，所述第一输入轴51上设有一二三挡同步器95，所述二三挡同步器95可与所述二挡主动齿轮62传动连接。

区别现有技术，本基于混合动力的变速器传动系统能够使部分变速器挡位能运转混动模式。具体来说，本系统工作原理如下：当处于一挡或三挡混动模式时，所述电动机3通电开始工作，所述分离离合器2处于接合状态，所述发动机1也通过燃料燃烧工作，两者能够共同为输出轴提供动力，即此时变速器属于混动状态，由于通过上述设计，使得电动机3和发动机1的动力能够直接传递作用在输出轴上，变速器在混动模式下运转，从而使得相应挡位电动机均能够实时为发动机提供动力补偿，进而提高动力性能，从而提高该系统的动力性能、节油性能以及驾驶舒适性。

汽车仅可在倒挡、一挡以及三挡时处于纯电动机驱动。当处于一挡或倒挡并处于纯电动机驱动且充电模式时，其动力传递路线为：电动机3—第二输入轴52—一挡主动齿轮61—一挡从动齿轮91—一三挡同步器94—输出轴71—主动齿轮8—差速器10。当汽车挂到三挡并处于纯电动机驱动且充电模式时，本系统的动力传递路线为：电动机3—第二输入轴52—三挡主动齿轮63—三挡从动齿轮93—一三挡同步器94—输出轴71—主动齿轮8—差速器10。此时，所述电动机3能够发电并将电能送到汽车内的蓄电池中储存。从上述动力传递路线可知，此时的电动机实际为发电动机，也就是说，此时电动机的电动机轴以及其上的线圈作为转子进行发电，并将产生的电能储存到蓄电池中，这样使得电动机能够得到充足电能供电，使得变速器能够有效运转混动模式，进而提高动力性能；同时，使得蓄电池的设计规格能够变小，有利于节省车内安装空间。

汽车仅可在一挡和三挡时处于混动模式，可极大地增强其动力性能、爬坡性能、节油性能，并且提高驾驶舒适性。当汽车挂到一挡并处于混动驱动且充电模式时，本系统的动力传递路线为两条：第一条为：电动机3—第二输入轴52—一挡主动齿轮61—一挡从动齿轮91—一三挡同步器94—输出轴71—主动齿轮8—差速器10；第二条为：发动机1—分离离合器2—二三挡同步器95—二挡主动齿轮62—二挡从动齿轮92—输出轴71—主动齿轮8—差速器10。从上述动力传递路线可知，此时的发动机实际为发电动机，也就是说，此时发动机的机轴以及其上的线圈在发动机的带动下作为转子进行发电，并将产生的电能储存到蓄电池中，这样使得电动机能够得到充足电能供电，使得变速器能够有效运转混动模式，进而提高动力性能；同时，使得蓄电池的设计规格能够变小，有利于节省车内安装空间。另外，汽车挂到三挡的动力传递路线可参考上述动力传递路线，就不做过多赘述。

如图2所示，本实用新型第二实施例中，所述发动机1的主轴上集成有启动电机11，具体的为通过齿轮产生连接关系，所述启动电机11用以控制所述发动机1的启动或停止。具体的，启动电机是汽车起动发电一体机，直接集成在发动机主轴上，就是直接以某种瞬态功率较大的电机替代传统的启动电机，在起步阶段短时替代发动机驱动汽车，并同时起到启动发动机的作用，减少发动机的怠速损耗和污染，正常行使时，发动机驱动车辆，启动电机断开或者起到发电机的作用，刹车时，该电机还可以起到再生发电，回收制动能量的节能效果。总之这是一种介于混合动力和传统汽车之间的一种成本低廉的节能和环保方案。

本实用新型的有益效果主要体现在：

1、本传动系统能够使变速器在低挡位和高挡位均能运转混动模式，动力性能好、节油性能好、提高驾驶舒适性；

2、本传动系统中，发动机能够在行驶和怠速过程中给蓄电池充电；

3、本传动系统减少挡位设置，从而简化系统结构；

4、本传动系统可根据实际需求选择纯电动或混动情况下工作，其适用性更广；

5、本传动系统更紧凑，重量轻、体积小，有利于整车搭载。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于混合动力的变速器传动系统，其特征在于：至少包括发动机（1）和电动机（3），所述发动机（1）与分离离合器（2）的一端固接，所述分离离合器（2）的另一端和电动机（3）与变速箱的输入轴组件（5）固接；所述输入轴组件（5）包括与分离离合器（2）固接的第一输入轴（51），以及与所述电动机（3）固接的第二输入轴（52），所述第二输入轴（52）套设在所述第一输入轴（51）的周向外侧，且呈共轴设置；

还包括与所述输入轴组件（5）配接的齿轮机构（6）以及通过齿轮机构（6）传输动力的输出轴组件（7），所述输出轴组件（7）包括设置于所述输入轴组件（5）一侧与所述第一输入轴（51）平行的输出轴（71）；所述齿轮机构（6）包括固设在所述输入轴组件（5）上的复数个主动齿轮组，以及空套于所述输出轴组件（7）上的复数个从动齿轮组。

2.根据权利要求1所述的基于混合动力的变速器传动系统，其特征在于：所述分离离合器（2）可集成在所述电动机（3）的转子中。

3.根据权利要求2所述的基于混合动力的变速器传动系统，其特征在于：所述齿轮机构（6）至少固设在所述第二输入轴（52）上的一挡主动齿轮（61）和三挡主动齿轮（63），所述输出轴（71）上空套有分别与所述一挡主动齿轮（61）和三挡主动齿轮（63）相啮合的一挡从动齿轮（91）和三挡从动齿轮（93），所述一挡从动齿轮（91）和三挡从动齿轮（93）之间还设有设置在所述输出轴（71）上的一三挡同步器（94），所述一三挡同步器（94）可选择的与所述一挡从动齿轮（91）或三挡从动齿轮（93）传动连接。

4.根据权利要求3所述的基于混合动力的变速器传动系统，其特征在于：所述齿轮机构（6）还包括空套在所述第一输入轴（51）上的二挡主动齿轮（62），所述输出轴（71）上固设有与所述二挡主动齿轮（62）相啮合的二挡从动齿轮（92）。

5.根据权利要求4所述的基于混合动力的变速器传动系统，其特征在于：所述第一输入轴（51）上设有一二三挡同步器（95），所述二三挡同步器（95）可与所述二挡主动齿轮（62）传动连接。

6.根据权利要求5所述的基于混合动力的变速器传动系统，其特征在于：所述输出轴（71）上还固设有一主动齿轮（8），所述主动齿轮（8）位于靠近差速器（10）的一端，且与所述差速器（10）传动连接。

7.根据权利要求6所述的基于混合动力的变速器传动系统，其特征在于：所述发动机（1）的主轴上集成有启动电机（11），所述启动电机（11）用以控制所述发动机（1）的启动或停止。