一种混合动力车辆变速结构的制作方法

本发明属于混合动力变速领域，尤其涉及一种混合动力车辆变速结构。

背景技术：

现有的车辆常常采用汽油作为动力，并驱动发动机工作，从发动机输出的动力在传动过程中实现变速，最终驱动车辆行驶。随着社会的进步及技术的发展，油动车辆的油耗高，不能达到节能减排的要求，且工作模式单一，不能很好地满足用户需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种油耗低、工作模式多样化的混合动力车辆变速结构。

本发明的技术方案如下：一种混合动力车辆变速结构，其特征在于：包括发动机(1)、中间轴(12)、倒档轴(21)和电机中间轴(28)，其中发动机(1)的输出端与输入轴(3)输入端之间有离合器(2)，从而通过离合器(2)有选择地与输入轴(3)结合或脱离；所述输入轴(3)上依次安装有输入轴一档齿(4)、输入轴二档齿(5)、输入轴三档齿轮(6)、三四档同步器(7)、输入轴四档齿轮(8)、输入轴五档齿轮(9)、五档同步器(10)和输入轴怠速发电齿轮(11)，其中：所述输入轴一档齿(4)和输入轴二档齿(5)固定在输入轴(3)上，且所述输入轴三档齿轮(6)、输入轴四档齿轮(8)、输入轴五档齿轮(9)和输入轴怠速发电齿轮(11)均空套在输入轴(3)上；所述三四档同步器(7)可以有选择地与输入轴三档齿轮(6)或输入轴四档齿轮(8)结合，从而通过三四档同步器(7)将输入轴(3)的动力传递给输入轴三档齿轮(6)或输入轴四档齿轮(8)；所述五档同步器(10)可以有选择地与输入轴五档齿轮(9)或输入轴怠速发电齿轮(11)结合，从而通过五档同步器(10)将输入轴(3)的动力传递给输入轴五档齿轮(9)或输入轴怠速发电齿轮(11)；

所述中间轴(12)与输入轴(3)平行，该中间轴(12)上依次安装有中间轴主减齿(13)、中间轴一档齿轮(14)、一二档同步器(15)、中间轴二档齿轮(16)、中间轴三档齿轮(17)、中间轴四档齿轮(18)、中间轴五档齿轮(19)和中间轴怠速发电齿轮(20)，其中：所述中间轴主减齿(13)固定在中间轴(12)上，中间轴一档齿轮(14)、中间轴二档齿轮(16)和中间轴怠速发电齿轮(20)空套在中间轴(12)上，且所述中间轴三档齿轮(17)、中间轴四档齿轮(18)和中间轴五档齿轮(20)均与中间轴(12)固定连接；所述一二档同步器(15)可以有选择地与中间轴一档齿轮(14)或中间轴二档齿轮(16)结合，从而通过一二档同步器(15)将中间轴一档齿轮(14)或中间轴二档齿轮(16)的动力传递给中间轴(12)；

所述倒档轴(21)与输入轴(3)平行，该倒档轴(21)上依次安装有倒档轴主减齿(22)、倒档齿轮(23)、倒档同步器(24)、倒档轴电机减速高档齿(25)、电机齿轮同步器(26)和倒档轴电机减速低档齿(27)，其中：所述倒档轴主减齿(22)固定在倒档轴(21)上，所述倒档齿轮(23)、倒档轴电机减速高档齿(25)和倒档轴电机减速低档齿(27)均空套在倒档轴(21)上；所述倒档同步器(24)可以有选择地与倒档齿轮(23)结合，从而通过倒档同步器(24)将倒档齿轮(23)的动力传递给倒档轴(21)；所述电机齿轮同步器(26)可以有选择地与倒档轴电机减速高档齿(25)或倒档轴电机减速低档齿(27)结合，从而通过电机齿轮同步器(26)将倒档轴电机减速高档齿(25)或倒档轴电机减速低档齿(27)的动力传递给倒档轴(21)；

所述电机中间轴(28)与输入轴(3)平行，该电机中间轴(28)上依次固定连接有电机中间轴减速低档齿(29)和电机中间轴减速高档齿(30)，其中：所述电机中间轴减速低档齿(29)与倒档轴电机减速低档齿(27)啮合，所述电机中间轴减速高档齿(30)同时与倒档轴电机减速高档齿(25)和电机中间齿轮(31)啮合，该电机中间齿轮(31)固定连接在电机(32)的输出轴上；

所述输入轴一档齿(4)与中间轴一档齿轮(14)啮合，该中间轴一档齿轮同时与倒档齿轮(23)啮合，所述输入轴二档齿(5)与中间轴二档齿轮(16)啮合；所述输入轴三档齿轮(6)与中间轴三档齿轮(17)啮合，所述输入轴四档齿轮(8)与中间轴四档齿轮(18)啮合，而所述输入轴五档齿轮(9)与中间轴五档齿轮(19)啮合，所述输入轴怠速发电齿轮(11)与中间轴怠速发电齿轮(20)啮合，中间轴怠速发电齿轮(20)同时与倒档轴电机减速低档齿(27)啮合，且所述中间轴主减齿(13)和倒档轴主减齿(22)均与差速器总成(33)的输入端啮合，该差速器总成(33)用于输出动力。

本变速装置在现有6速手动变速器的基础上，通过齿轮传动集成48V的电机(32)。电机(32)既可以作为驱动电机，也可以用作发电机，从而实现电机48V提供驱动力，驱动车辆或辅助驱动车辆，也能作为发电机实现能量回收，进而克服现有油动变速装置能耗高、工作模式单一的缺陷。需要特别说明的是，在变速器中，即使结构类似但工作原理和模式却有很大差别，这种差别对于本领域来说是明显和重要的。

作为优选，所述三四档同步器(7)、五档同步器(10)一二档同步器(15)和电机齿轮同步器(26)的结构相同，这些同步器的内部齿毂固套在对应的轴上，这些同步器的外部齿套可以沿对应的轴轴向滑动。

有益效果：本变速装置在现有6速手动变速器的基础上，通过齿轮传动集成48V的电机，电机既可以作为驱动电机，也可以用作发电机，从而实现电机48V提供驱动力，驱动车辆或辅助驱动车辆，也能作为发电机实现能量回收，进而克服现有油动变速装置能耗高、工作模式单一的缺陷。

附图说明

图1为本发明的示意图。

图2为本发明处于E1模式下的示意图。

图3为本发明处于E2模式下的示意图。

图4为本发明处于H11-P3模式下的示意图。

图5为本发明处于H12-P3模式下的示意图。

图6为本发明处于H13-P3模式下的示意图。

图7为本发明处于H23-P3模式下的示意图。

图8为本发明处于H24-P3模式下的示意图。

图9为本发明处于H25-P3模式下的示意图。

图10为本发明处于怠速发电模式下的示意图。

图11为本发明处于EV倒车模式下的示意图。

图12为本发明处于ICE倒车模式下的示意图。

图13为本发明处于制动能量回收模式下的示意图。

图14为本发明的动力切换路线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种混合动力车辆变速结构，包括发动机1、中间轴12、倒档轴21和电机中间轴28，其中发动机1的输出端与输入轴3输入端之间有离合器2，从而通过离合器2有选择地与输入轴3结合或脱离。输入轴3上依次安装有输入轴一档齿4、输入轴二档齿5、输入轴三档齿轮6、三四档同步器7、输入轴四档齿轮8、输入轴五档齿轮9、五档同步器10和输入轴怠速发电齿轮11，其中：输入轴一档齿4和输入轴二档齿5固定在输入轴3上，且输入轴三档齿轮6、输入轴四档齿轮8、输入轴五档齿轮9和输入轴怠速发电齿轮11均空套在输入轴3上。三四档同步器7可以有选择地与输入轴三档齿轮6或输入轴四档齿轮8结合，从而通过三四档同步器7将输入轴3的动力传递给输入轴三档齿轮6或输入轴四档齿轮8。五档同步器10可以有选择地与输入轴五档齿轮9或输入轴怠速发电齿轮11结合，从而通过五档同步器10将输入轴3的动力传递给输入轴五档齿轮9或输入轴怠速发电齿轮11。

中间轴12与输入轴3平行，该中间轴12上依次安装有中间轴主减齿13、中间轴一档齿轮14、一二档同步器15、中间轴二档齿轮16、中间轴三档齿轮17、中间轴四档齿轮18、中间轴五档齿轮19和中间轴怠速发电齿轮20，其中：中间轴主减齿13固定在中间轴12上，中间轴一档齿轮14、中间轴二档齿轮16和中间轴怠速发电齿轮20空套在中间轴12上，且中间轴三档齿轮17、中间轴四档齿轮18和中间轴五档齿轮20均与中间轴12固定连接。一二档同步器15可以有选择地与中间轴一档齿轮14或中间轴二档齿轮16结合，从而通过一二档同步器15将中间轴一档齿轮14或中间轴二档齿轮16的动力传递给中间轴12。

如图1所示，倒档轴21与输入轴3平行，该倒档轴21上依次安装有倒档轴主减齿22、倒档齿轮23、倒档同步器24、倒档轴电机减速高档齿25、电机齿轮同步器26和倒档轴电机减速低档齿27，其中：倒档轴主减齿22固定在倒档轴21上，倒档齿轮23、倒档轴电机减速高档齿25和倒档轴电机减速低档齿27均空套在倒档轴21上。倒档同步器24可以有选择地与倒档齿轮23结合，从而通过倒档同步器24将倒档齿轮23的动力传递给倒档轴21。电机齿轮同步器26可以有选择地与倒档轴电机减速高档齿25或倒档轴电机减速低档齿27结合，从而通过电机齿轮同步器26将倒档轴电机减速高档齿25或倒档轴电机减速低档齿27的动力传递给倒档轴21。

电机中间轴28与输入轴3平行，该电机中间轴28上依次固定连接有电机中间轴减速低档齿29和电机中间轴减速高档齿30，其中：电机中间轴减速低档齿29与倒档轴电机减速低档齿27啮合，电机中间轴减速高档齿30同时与倒档轴电机减速高档齿25和电机中间齿轮31啮合，该电机中间齿轮31固定连接在电机32的输出轴上。

输入轴一档齿4与中间轴一档齿轮14啮合，该中间轴一档齿轮同时与倒档齿轮23啮合，输入轴二档齿5与中间轴二档齿轮16啮合。输入轴三档齿轮6与中间轴三档齿轮17啮合，输入轴四档齿轮8与中间轴四档齿轮18啮合，而输入轴五档齿轮9与中间轴五档齿轮19啮合，输入轴怠速发电齿轮11与中间轴怠速发电齿轮20啮合，中间轴怠速发电齿轮20同时与倒档轴电机减速低档齿27啮合，且中间轴主减齿13和倒档轴主减齿22均与差速器总成33的输入端啮合，该差速器总成33用于输出动力。

三四档同步器7、五档同步器10一二档同步器15和电机齿轮同步器26的结构相同，这些同步器的内部齿毂固套在对应的轴上，这些同步器的外部齿套可以沿对应的轴轴向滑动。

结合图1，并参照图2可以看出，本变速装置此时处于E1模式，即第一种电动模式，在这种模式下电机齿轮同步器26与倒档轴电机减速低档齿27结合，电机32、电机中间齿轮31、电机中间轴减速高档齿30、电机中间轴28、电机一轴二档齿轮29、倒档轴电机减速低档齿27、电机齿轮同步器26、倒档轴21和倒档轴主减齿22传递动力，从而将电机32的动力传递给差速器总成33，并由差速器总成33输出动力。

结合图1，并参照图3可以看出，本变速装置此时处于E2模式，即第二种电动模式，在这种模式下电机齿轮同步器26与倒档轴电机减速高档齿25结合，电机32、电机中间齿轮31、电机中间轴减速高档齿30、倒档轴电机减速高档齿25、电机齿轮同步器26、倒档轴21和倒档轴主减齿22传递动力，从而将电机32的动力传递给差速器总成33，并由差速器总成33输出动力。

结合图1，并参照图4可以看出，本变速装置此时处于H11-P3模式，即第一种混合动力模式，在这种模式下电机齿轮同步器26与倒档轴电机减速低档齿27结合，一二档同步器15与中间轴一档齿轮14结合；电机32、电机中间齿轮31、电机中间轴减速高档齿30、电机中间轴28、电机一轴二档齿轮29、倒档轴电机减速低档齿27、电机齿轮同步器26、倒档轴21和倒档轴主减齿22传递动力，从而将电机32的动力传递给差速器总成33；同时，所述发动机1、离合器2、输入轴3、输入轴一档齿4、中间轴一档齿轮14、一二档同步器15、中间轴12和中间轴主减齿13传递动力，并将发动机1的动力传递给差速器总成33，从而将发动机1和电机32的动力同时传递给差速器总成34，并由差速器总成33实现动力输出。

结合图1，并参照图5可以看出，本变速装置此时处于H12-P3模式，即第二种混合动力模式，在这种模式下电机齿轮同步器26与倒档轴电机减速低档齿27结合，一二档同步器15与中间轴二档齿轮16结合；电机32、电机中间齿轮31、电机中间轴减速高档齿30、电机中间轴28、电机一轴二档齿轮29、倒档轴电机减速低档齿27、电机齿轮同步器26、倒档轴21和倒档轴主减齿22传递动力，从而将电机32的动力传递给差速器总成33；同时，所述发动机1、离合器2、输入轴3、输入轴二档齿5、中间轴二档齿轮16、一二档同步器15、中间轴12和中间轴主减齿13传递动力，并将发动机1的动力传递给差速器总成33，从而将发动机1和电机32的动力同时传递给差速器总成33，并由差速器总成33实现动力输出。

结合图1，并参照图6可以看出，本变速装置此时处于H13-P3模式，即第三种混合动力模式，在这种模式下电机齿轮同步器26与倒档轴电机减速低档齿27结合，三四档同步器7与输入轴三档齿轮6结合；电机32、电机中间齿轮31、电机中间轴减速高档齿30、电机中间轴28、电机一轴二档齿轮29、倒档轴电机减速低档齿27、电机齿轮同步器26、倒档轴21和倒档轴主减齿22传递动力，从而将电机32的动力传递给差速器总成33；同时，所述发动机1、离合器2、输入轴3、三四档同步器7、输入轴三档齿轮6、中间轴三档齿轮17、中间轴12和中间轴主减齿13传递动力，并将发动机1的动力传递给差速器总成33，从而将发动机1和电机32的动力同时传递给差速器总成33，并由差速器总成33实现动力输出。

结合图1，并参照图7可以看出，本变速装置此时处于H23-P3模式，即第四种混合动力模式，在这种模式下电机齿轮同步器26与倒档轴电机减速高档齿25结合，三四档同步器7与输入轴三档齿轮6结合；所述电机32、电机中间齿轮31、电机中间轴减速高档齿30、倒档轴电机减速高档齿25、电机齿轮同步器26、倒档轴21和倒档轴主减齿22传递动力，从而将电机32的动力传递给差速器总成33；同时，所述发动机1、离合器2、输入轴3、三四档同步器7、输入轴三档齿轮6、中间轴三档齿轮17、中间轴12和中间轴主减齿13传递动力，并将发动机1的动力传递给差速器总成33，从而将发动机1和电机32的动力同时传递给差速器总成33，并由差速器总成33实现动力输出。

结合图1，并参照图8可以看出，本变速装置此时处于H24-P3模式，即第五种混合动力模式，在这种模式下电机齿轮同步器26与倒档轴电机减速高档齿25结合，三四档同步器7与输入轴四档齿轮8结合；所述电机32、电机中间齿轮31、电机中间轴减速高档齿30、倒档轴电机减速高档齿25、电机齿轮同步器26、倒档轴21和倒档轴主减齿22传递动力，从而将电机32的动力传递给差速器总成33；同时，所述发动机1、离合器2、输入轴3、三四档同步器7、输入轴四档齿轮8、中间轴四档齿轮18、中间轴12和中间轴主减齿13传递动力，并将发动机1的动力传递给差速器总成33，从而将发动机1和电机32的动力同时传递给差速器总成33，并由差速器总成33实现动力输出。

结合图1，并参照图9可以看出，本变速装置此时处于H25-P3模式，即第六种混合动力模式，在这种模式下电机齿轮同步器26与倒档轴电机减速高档齿25结合，五档同步器10与输入轴五档齿轮9结合；所述电机32、电机中间齿轮31、电机中间轴减速高档齿30、倒档轴电机减速高档齿25、电机齿轮同步器26、倒档轴21和倒档轴主减齿22传递动力，从而将电机32的动力传递给差速器总成33；同时，所述发动机1、离合器2、输入轴3、五档同步器10、输入轴五档齿轮9、中间轴五档齿轮19、中间轴12和中间轴主减齿13传递动力，并将发动机1的动力传递给差速器总成33，从而将发动机1和电机32的动力同时传递给差速器总成33，并由差速器总成33实现动力输出。

结合图1，并参照图10可以看出，本变速装置此时处于怠速发电模式，在这种模式下五档同步器10与输入轴怠速发电齿轮11结合，所述发动机1、离合器2、输入轴3、五档同步器10、输入轴怠速发电齿轮11、中间轴怠速发电齿轮20、倒档轴电机减速低档齿27、电机中间轴28、电机中间轴减速低档齿29、电机中间轴减速高档齿30和电机中间齿轮31传递动力，并将动力传递给电机32，从而使电机32怠速发电。

结合图1，并参照图11可以看出，本变速装置此时处于EV倒车模式，即电动倒车模式，在这种模式下电机齿轮同步器26与倒档轴电机减速低档齿27结合，所述电机32、电机中间齿轮31、电机中间轴减速高档齿30、电机中间轴28、电机中间轴减速低档齿29、倒档轴电机减速低档齿27、电机齿轮同步器26、倒档轴21和倒档轴主减齿22传递动力，从而将电机32的动力传递给差速器总成33，并由差速器总成33实现倒车。

结合图1，并参照图12可以看出，本变速装置此时处于ICE倒车模式，即油动倒车模式，在这种模式下倒档同步器24与倒档齿轮23结合；所述发动机1、离合器2、输入轴3、输入轴一档齿4、中间轴一档齿轮14、倒档齿轮23、倒档同步器24、倒档轴21和倒档轴主减齿22传递动力，并将动力传递给差速器总成33，并由差速器总成34实现倒车。

结合图1，并参照图13可以看出，本变速装置此时处于制动能量回收模式，在这种模式下电机齿轮同步器26与倒档轴电机减速高档齿25结合；制动能量通过差速器总成33传递给倒档轴主减齿22，并通过倒档轴21、电机齿轮同步器26、倒档轴电机减速高档齿25、电机中间轴减速高档齿30和电机中间齿轮31传递动力，并传递给电机32，进而实现能量回收。

需要特别说明的是，在说明书附图的图2-13中，传递动力的部件用粗线表示，未传递动力的部件用细线表示。

结合图1至13，并参照图14可看出，E1和E2模式之间相互切换时动力中断，其余模式之间切换时可以带动力切换。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。