具有独立电机中间轴的混合动力车用链式电动化分动器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种具有独立电机中间轴的混合动力车用链式电动化分动器，包括分别用于传递内燃机及电机输出动力的第一输入轴A及第二输入轴M及分别与前桥及后桥连接的第一输出轴B及第二输出轴C，第一输入轴A通过齿轮组及双向换档锁止同步机构S1，经由档位中间轴D，构成至第二输出轴C的两个互斥的档位速比和一个空档，第二输入轴M通过固定速比经由电机中间轴E与第一输入轴A常连接，第二输出轴C经主动链轮(7)、传动链(9)、从动链轮(8)及链轮锁止同步机构S2或脱开装置SP之一可选地与第一输出轴B旋转驱动连接。与现有技术相比，本实用新型多桥驱动汽车提供了一种低成本，模块化且双动力源至轮边速比相对独立的混合动力化方案。
【专利说明】
具有独立电机中间轴的混合动力车用链式电动化分动器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种汽车用传动装置，具体涉及一种具有独立电机中间轴的混合动力车用链式电动化分动器。
【背景技术】
[0002]对于大型多桥驱动汽车而言，为确保不同驱动桥间转速的匹配，其配置有轴间差速器，而对于小型四驱乘用车而言，为降低成本，简化结构，其通常并不包含上述部件。当车辆工作在四驱模式时，动力源输出的动力经固定速比分别传递至前后桥，由于前后桥间通过固定速比相互连接，因此在车辆直行工况中，仅在理想情况下，前后驱动轮接地面处的线速度间不存在差异。为降低轮胎磨损，车辆仅在较低车速下工作在四驱模式，当车辆高速行驶时，其通常仅仅工作在后驱模式下。
[0003]当要求在小型四驱乘用车上实现动力系统电动化，即混合动力时，选择电机与分动器输入端连接，且将二者进行集成是较为合理的技术方案，主要原因包括3个:I)当选择电机与分动器集成时，其实际上被布置在了变速器的输出端，因此构成了所谓的P3方案;相比于电机布置在变速器输入端的情况(即所谓的P2方案)，电机可在变速器进行档位切换时，持续为驱动轮提供动力，由此实现无动力中断换档功能。2)分动器通常包含两个档位，若依然遵循在车辆静止时进行档位切换的驾驶习惯，那么便可依据司机的出勤需求为其选择较为有利的电机动力传递路径，以此优化动力系统的综合性能。3)若选择电机与分动器集成，则最终形成的电驱动总成将适用于各类变速器，大大降低了开发成本。4)电机可充分利用分动器的可选动力传递路径与发动机共同实现多种混合动力工作模式；当变速器处于空档，且发动机关闭时，电机可全部或部分利用分动器高低档路径向轮边传递动力，以此实现纯电动模式；当变速器处于在档状态，且分动器处于空档时，发动机可高效地驱动电机发电，以此实现停车发电功能；当变速器及分动器均处于在档状态时，动力源可共同向轮边传递动力，以此实现混合动力模式。
[0004]但是由于分动器低档仅适用于车速较低的工况，电机不能像发动机一样仅仅简单地利用高低档路径传递动力，否则当电机通过高档传递动力时，由于电机转速被延展到整个车速范围，导致其可向轮边传递的动力偏小，而当电机通过低档传递动力时，电机转速仅能覆盖较低的车速区间。
[0005]申请号为201080024452.3的中国专利提出了一种混合动力分动器的结构，其主要技术特征是发动机及电机基于单个行星排以转速耦合方式进行多动力源输出动力的耦合，但依然无法很好解决上述问题。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能实现不同档位切换及不同驱动模式切换的具有独立电机中间轴的混合动力车用链式电动化分动器。
[0007]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:一种具有独立电机中间轴的混合动力车用链式电动化分动器，该混合动力车具有内燃机、变速器、电机、前桥和后桥，其特征在于，该分动器包括:
[0008]第一输入轴:一端经变速器与所述的内燃机相连，另一端设置发动机减速主动齿轮；
[0009]第二输入轴:一端与所述的电机相连，另一端设置电机减速主动齿轮；
[0010]第一输出轴:一端与所述的前桥相连，中间空套或固结从动链轮；
[0011]第二输出轴:一端与所述的后桥相连，中间空套或固结主动链轮，第二输出轴另一端的前端从低档从动齿轮中心穿过，且两者之间留有间隙，第二输出轴的另一端固结双向换档锁止同步机构；
[0012]档位中间轴:两端设有发动机减速从动齿轮和低档主动齿轮，所述的发动机减速从动齿轮和低档主动齿轮分别与所述的发动机减速主动齿轮及低档从动齿轮啮合；
[0013]电机中间轴:两端设有电机动力耦合齿轮和电机减速从动齿轮，电机减速从动齿轮与所述的电机减速主动齿轮啮合，所述的电机动力耦合齿轮与所述的发动机减速主动齿轮、发动机减速从动齿轮、低档从动齿轮或低档主动齿轮啮合；
[0014]驱动变换装置:设置在第一输出轴或第二输出轴上；
[0015]所述的主动链轮通过传动链与所述的从动链轮相连。
[0016]所述的第一输入轴、双向换档锁止同步机构、第二输出轴同轴布置。
[0017]所述的发动机减速主动齿轮、双向换档锁止同步机构和低档从动齿轮依次相对设置。
[0018]所述的双向换档锁止同步机构可与所述的发动机减速主动齿轮或低档从动齿轮啮合；
[0019]当双向换档锁止同步机构可与所述的发动机减速主动齿轮啮合时，发动机减速主动齿轮与双向换档锁止同步机构旋转驱动，带动第二输入轴转动；当双向换档锁止同步机构与所述的低档从动齿轮啮合时，低档从动齿轮与双向换档锁止同步机构旋转驱动，此时，第一输入轴依次通过发动机减速主动齿轮、发动机减速从动齿轮、档位中间轴、低档主动齿轮、低档从动齿轮和双向换档锁止同步机构的传动，带动第二输出轴转动，传动距离长。
[0020]所述的电机中间轴从由所述主动链轮、传动链及从动链轮围出的空间中穿过。
[0021 ]所述的驱动变换装置包括脱开装置或链轮锁止同步机构中的一种。
[0022]当所述的驱动变换装置为脱开装置时，脱开装置设置在第一输出轴与从动链轮之间，主动链轮固结在第二输出轴上，并与第二输出轴同步转动；
[0023]当脱开装置与第一输出轴连接时，第二输出轴依次通过脱开装置、从动链轮、传动链和主动链轮与第二输出轴同步转动，从而驱使前桥转动，实现四驱；当脱开装置与第一输出轴断开时，从动链轮与第一输出轴断开，第二输出轴不再转动，实现后驱。
[0024]当所述的驱动变换装置为链轮锁止同步机构时，链轮锁止同步机构设置在第二输出轴上，此时主动链轮空套在第二输出轴上，从动链轮固结在第一输出轴上，并与第一输出轴同步转动；
[0025]当链轮锁止同步机构与主动链轮啮合时，所述第二输出轴依次通过从动链轮、传动链、主动链轮和链轮锁止同步机构与第二输出轴同步转动，实现四驱;当链轮锁止同步机构与主动链轮断开时，主动链轮不再转动，导致第一输出轴也不再转动，实现后驱。
[0026]当所述的驱动变换装置为链轮锁止同步机构时，链轮锁止同步机构设置在第一输出轴上，此时主动链轮固结在第二输出轴上，并与第二输出轴同步转动，从动链轮空套在第一输出轴上；
[0027]当链轮锁止同步机构与从动链轮啮合时，所述第二输出轴依次通过链轮锁止同步机构、从动链轮、传动链和主动链轮与第二输出轴同步转动，实现四驱；当链轮锁止同步机构与从动链轮断开时，第一输出轴不再转动，实现后驱。
[0028]上述双向换档锁止同步机构、链轮锁止同步机构与脱开装置的结构均为本领域技术人员熟知的现有结构。
[0029]所述的固结为两个部件紧密贴合，其中一个部件与另一个部件同步转动;所述的空套为两个部件间留有间隙，两个部件独立转动。
[0030]与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在:
[0031]本实用新型适用于各种不同类型的变速器;其次，当本实用新型所述链式电动化分动器处于空档时，发动机可通过优化的变速器速比驱动电机发电；最后，本实用新型为双动力源分别提供了两个至驱动轮的速比，且可对两组速比进行相对独立的匹配设计，司机可结合车辆出勤需求对其进行优化使用。
[0032]在本实用新型中，电机充分利用了分动器的速比切换和功率分流功能，通过与变速箱档位配合，其可同时具有(I)停车发电、(2)电动低速(四驱或后驱)、(3)电动高速(四驱或后驱)、(4)混合动力低速(四驱或后驱)、(5)混合动力高速(四驱或后驱)等多种整车模式。
【附图说明】
[0033]图1为本实用新型一种分动器的结构示意图；
[0034]图2为本实用新型一种分动器的结构示意图；
[0035]图3为本实用新型一种分动器的结构示意图；
[0036]图4为本实用新型一种分动器的结构示意图。
[0037]其中，A为第一输入轴，B为第一输出轴，C为第二输出轴，D为档位中间轴，E为电机中间轴，M为第二输入轴，SP为脱开装置，S1为双向换档锁止同步机构，S2为链轮锁止同步机构，I为发动机减速主动齿轮，2为发动机减速从动齿轮，3为电机减速从动齿轮，4为电机减速主动齿轮，5为低档从动齿轮，6为低档主动齿轮，7为主动链轮，8为从动链轮，9为传动链，10为电机动力耦合齿轮。
【具体实施方式】
[0038]下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0039]实施例1
[0040]—种具有独立电机中间轴的混合动力车用链式电动化分动器，其结构如图1所示。该混合动力车具有内燃机、变速器、电机、前桥和后桥，该分动器包括:[0041 ]第一输入轴A:—端经变速器与内燃机相连，另一端设置发动机减速主动齿轮I ；
[0042]第二输入轴M:—端与电机相连，另一端设置电机减速主动齿轮4;
[0043]第一输出轴B:—端与前桥相连，中间设置脱开装置SP，将第一输出轴B分割成同轴布置的两部分，通过脱开装置SP上滑片的滑动，切断或恢复第一输出轴B与第二输出轴C之间的旋转驱动连接关系;第一输出轴B的另一端固结从动链轮8;
[0044]第二输出轴C:与第一输出轴A同轴布置，一端与后桥相连，中间固结主动链轮7，即第二输出轴C的转动能带动主动链轮7—起转动;第二输出轴的另一端从内向外依次设置低档从动齿轮5和双向换档锁止同步机构S1，其中低档从动齿轮5为空套，即低档从动齿轮5与第二输出轴C不发生传动，双向换档锁止同步机构S1*固结；
[0045]档位中间轴D:两端设有发动机减速从动齿轮2和低档主动齿轮6，分别与发动机减速主动齿轮I及低档从动齿轮5啮合；
[0046]电机中间轴E:两端设有电机动力耦合齿轮10和电机减速从动齿轮3，电机减速从动齿轮3与电机减速主动齿轮4啮合，电机动力耦合齿轮10与低档从动齿轮5啮合；
[0047]当双向换档锁止同步机构5工与发动机减速主动齿轮I接触时，发动机减速主动齿轮I与双向换档锁止同步机构S1传动，此时，第一输入轴A依次通过发动机减速主动齿轮I和双向换档锁止同步机构S1的旋转驱动，带动第二输入轴C转动；当双向换档锁止同步机构S1与低档从动齿轮5接触时，低档从动齿轮5与双向换档锁止同步机构S1M转驱动，此时，第一输入轴A依次通过发动机减速主动齿轮1、发动机减速从动齿轮2、档位中间轴D、低档主动齿轮6、低档从动齿轮5和双向换档锁止同步机构S1的传动，带动第二输出轴C转动，传动距离长。
[0048]主动链轮7通过传动链9与所述的从动链轮8相连。
[0049 ]电机中间轴E从由所述主动链轮7、传动链9及从动链轮8围出的空间中穿过。
[0050]当双向换档锁止同步机构S1向左侧接合时，电机输出动力依次经由一二输入轴、电机减速主动齿轮4、电机减速从动齿轮3、电机中间轴E、电机动力耦合齿轮10、低档从动齿轮5、低档主动齿轮6、档位中间轴D及发动机减速从动齿轮2传递至发动机减速主动齿轮I，来自于内燃机的动力经第一输入轴A传递至发动机减速主动齿轮I，两个动力合并后，再经过双向换档锁止同步机构S1传递至第二输出轴C，从而带动后桥转动。若脱开装置SP没有将从动链轮8与第一输出轴B连接，两个动力源总输出动力只传递至第二输出轴C，由此实现后轮驱动功能。若脱开装置SP将从动链轮8与第一输出轴B连接，则两个动力源总输出动力中的一部分将经由主动链轮7、传动链9及从动链轮8传递至第一输出轴B。从而带动前桥转动，由此实现四轮驱动功能。
[0051 ]当双向换档锁止同步机构SI向右侧接合时，内燃机输出动力经由变速器、第一输入轴A、发动机减速主动齿轮1、发动机减速从动齿轮2、档位中间轴D、低档主动齿轮6、低档从动齿轮5、双向换档锁止同步机构S1传递至第二输出轴C。电机输出动力经由第二输入轴M、电机减速主动齿轮4、电机减速从动齿轮3、电机中间轴E、电机动力耦合齿轮10、低档从动齿轮5及双向换档锁止同步机构S1传递至C轴。依据脱开装置SP是否将第一输出轴B与从动链轮8连接，分动器将分别实现后驱或四驱功能。
[0052]实施例2
[0053]本实施例的分动器采用与实施例1大致相同的结构，其具体结构如图2所示，其与实施例1不同之处在于:
[0054]档位中间轴D设置在第一输入轴A与电机中间轴E之间，即发动机减速从动齿轮2和低档主动齿轮6分别与发动机减速主动齿轮I及低档从动齿轮5啮合；电机动力耦合齿轮10和电机减速从动齿轮3分别与低档主动齿轮6和电机减速主动齿轮4啮合。因此，电机输出动力经由电机减速主动齿轮4、电机减速从动齿轮3、电机中间轴E及低档主动齿轮6首先传递至档位中间轴D，随后再经由发动机减速从动齿轮2、发动机减速主动齿轮I传递至第一输入轴A ο
[0055]实施例3
[0056]本实施例的分动器采用与实施例1大致相同的结构，其具体结构如图3所示，其与实施例1不同之处在于:
[0057]脱开装置SP被与主动链轮7同轴布置的链轮锁止同步机构52代替，此时主动链轮7空套在第二输出轴C上，从动链轮8固结在第一输出轴B上，并与第一输出轴B同步转动。当链轮锁止同步机构32与主动链轮7接触时，第二输出轴C通过链轮锁止同步机构52带动主动链轮7转动，再通过传动链9与从动链轮8带动第一输出轴B转动，实现四驱;当链轮锁止同步机构32与主动链轮7分开时，主动链轮7不再转动，使第一输出轴B也不再转动，实现后驱。
[0058]实施例4
[0059]本实施例的分动器采用与实施例1大致相同的结构，其具体结构如图4所示，其与实施例1不同之处在于:
[0060]脱开装置SP被与从动链轮8同轴布置的链轮锁止同步机构52代替，此时主动链轮7固结在第二输出轴C上，并与第二输出轴C同步转动，从动链轮8空套在第一输出轴B上。当链轮锁止同步机构32与从动链轮8接触时，从动链轮8通过链轮锁止同步机构52带通第一输出轴B转动，实现四驱；当链轮锁止同步机构S2与从动链轮8分开时，第一输出轴B不再转动，实现后驱。
【主权项】
1.一种具有独立电机中间轴的混合动力车用链式电动化分动器，该混合动力车具有内燃机、变速器、电机、前桥和后桥，其特征在于，该分动器包括: 第一输入轴(A): 一端经变速器与所述的内燃机相连，另一端设置发动机减速主动齿轮(I); 第二输入轴(M): —端与所述的电机相连，另一端设置电机减速主动齿轮(4)； 第一输出轴(B): —端与所述的前桥相连，中间空套或固结从动链轮(8); 第二输出轴(C): 一端与所述的后桥相连，中间空套或固结主动链轮(7)，第二输出轴(C)另一端的前端从低档从动齿轮(5)中心穿过，且两者之间留有间隙，第二输出轴(C)的另一端设有双向换档锁止同步机构(S1); 档位中间轴(D):两端设有发动机减速从动齿轮(2)和低档主动齿轮(6)，所述的发动机减速从动齿轮(2)和低档主动齿轮(6)分别与所述的发动机减速主动齿轮(I)及低档从动齿轮(5)啮合； 电机中间轴(E):两端固结有电机动力親合齿轮(10)和电机减速从动齿轮(3)，电机减速从动齿轮(3)与所述的电机减速主动齿轮(4)啮合，所述的电机动力耦合齿轮(1)与所述的发动机减速主动齿轮(I)、发动机减速从动齿轮(2)、低档从动齿轮(5)或低档主动齿轮(6)啮合; 驱动变换装置:设置在第一输出轴(B)或第二输出轴(C)上； 所述的主动链轮(7)通过传动链(9)与所述的从动链轮(8)相连。2.根据权利要求1所述的一种具有独立电机中间轴的混合动力车用链式电动化分动器，其特征在于，所述的第一输入轴(A)、双向换档锁止同步机构(Si)、第二输出轴(C)同轴布置。3.根据权利要求1所述的一种具有独立电机中间轴的混合动力车用链式电动化分动器，其特征在于，所述的发动机减速主动齿轮(I)、双向换档锁止同步机构(S1)和低档从动齿轮(5)依次设置。4.根据权利要求3所述的一种具有独立电机中间轴的混合动力车用链式电动化分动器，其特征在于， 当所述的双向换档锁止同步机构(S1)与所述的发动机减速主动齿轮(I)啮合时，发动机减速主动齿轮(I)与双向换档锁止同步机构(S1)旋转驱动；当所述的双向换档锁止同步机构(Si)与所述的低档从动齿轮(5)啮合时，低档从动齿轮(5)与双向换档锁止同步机构(Si)旋转驱动。5.根据权利要求1所述的一种具有独立电机中间轴的混合动力车用链式电动化分动器，其特征在于，所述的电机中间轴(E)从由所述主动链轮(7)，传动链(9)及从动链轮(8)围出的空间中穿过。6.根据权利要求1所述的一种具有独立电机中间轴的混合动力车用链式电动化分动器，其特征在于，所述的驱动变换装置包括脱开装置(SP)或链轮锁止同步机构(S2)中的一种。7.根据权利要求6所述的一种具有独立电机中间轴的混合动力车用链式电动化分动器，其特征在于，当所述的驱动变换装置为脱开装置(SP)时，脱开装置(SP)设置在第一输出轴(B)与从动链轮(8)之间，主动链轮(7)固结在第二输出轴(C)上； 当脱开装置(SP)将第一输出轴(B)与从动链轮(8)连接时，第二输出轴(B)依次通过脱开装置(SP)、从动链轮(8)、传动链(9)和主动链轮(7)与第二输出轴(C)旋转驱动。8.根据权利要求6所述的一种具有独立电机中间轴的混合动力车用链式电动化分动器，其特征在于，当所述的驱动变换装置为链轮锁止同步机构(S2)时，链轮锁止同步机构(S2)设置在第二输出轴(C)上，此时主动链轮(7)空套在第二输出轴(C)上，从动链轮(8)固结在第一输出轴(B)上； 当链轮锁止同步机构(S2)与主动链轮(7)啮合时，所述第二输出轴(B)依次通过从动链轮(8)、传动链(9)、主动链轮(7)和链轮锁止同步机构(S2)与第二输出轴(C)旋转驱动。9.根据权利要求6所述的一种具有独立电机中间轴的混合动力车用链式电动化分动器，其特征在于，当所述的驱动变换装置为链轮锁止同步机构(S2)时，链轮锁止同步机构(S2)设置在第一输出轴(B)上，此时主动链轮(7)固结在第二输出轴(C)上，从动链轮(8)空套在第一输出轴(B)上； 当链轮锁止同步机构(S2)与从动链轮(8)啮合时，所述第二输出轴(B)依次通过链轮锁止同步机构(S2)、从动链轮(8)、传动链(9)和主动链轮(7)与第二输出轴(C)旋转驱动。
【文档编号】F16H57/035GK205423708SQ201620139010
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年2月24日
【发明人】钟再敏, 吴海康, 张磊
【申请人】同济大学