用于混合动力汽车的动力总成及具有其的混合动力汽车的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于混合动力汽车的动力总成及具有其的混合动力汽车。该动力总成包括：发动机、电动发电机；输入轴、第一和第二中间轴、倒挡轴，发动机与输入轴之间设置有第一离合器，输入轴上空套有多个主动齿轮，电动发电机与第一和第二中间轴之间分别设有第二和第三离合器，第一和第二中间轴上分别固定有多个从动齿轮，倒挡轴上空套有倒挡齿轮，第一和第二中间轴之一上还固定有与倒挡齿轮啮合的倒挡惰轮；第一和第二中间轴主减齿轮、倒挡轴主减齿轮，第一和第二中间轴主减齿轮与第一和第二中间轴之间设置有第四和第五离合器，倒挡轴主减齿轮固定在倒挡轴上。本实用新型的动力总成具有多种传动模式，且结构紧凑。
【专利说明】用于混合动力汽车的动力总成及具有其的混合动力汽车
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车【技术领域】，尤其是涉及一种用于混合动力汽车的动力总成及具有其的混合动力汽车。
【背景技术】
[0002]在现有的混合动力汽车变速器中，使用双离合器与混合动力变速器的结构较少，一般为电机和一套行星齿轮系结构。比较常见的使用双离合器与混合动力模块的是一种采用干式的双离合变速器加一套由发动机、发电机、电动机构成的混合动力模块，其采用并联结构，发电机及电动机与变速器的输入轴连接。
[0003]但是，这种传统混动方案中，电动机位于变速器输入轴，由于速比等因素，需选用高速电机以满足混动以及纯电动时的扭矩及转速需求，并且从控制策略上来说，电动机只适用于驱动模式切换时使用，如纯电动、混动切换，除此之外无其他用处，不能对电动机的利用率最大化且动力模式较少，结构复杂，传动模式单一，且成本高。
实用新型内容
[0004]本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。
[0005]为此，本实用新型的一个目的在于提出一种用于混合动力汽车的动力总成，该动力总成具有多种传动模式，且结构紧凑。
[0006]本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述动力总成的混合动力汽车。
[0007]根据本实用新型实施例的用于混合动力汽车的动力总成，包括:发动机；输入轴，所述发动机与所述输入轴之间设置有第一离合器，所述输入轴上空套有多个主动齿轮；电动发电机；第一中间轴和第二中间轴，所述电动发电机与所述第一中间轴之间设置有第二离合器且所述电动发电机与所述第二中间轴之间设置有第三离合器，所述第一中间轴和所述第二中间轴上分别固定有多个从动齿轮，所述多个从动齿轮分别与所述多个主动齿轮一一对应地啮合；倒挡轴，所述倒挡轴上空套有倒挡齿轮，并且所述第一中间轴和所述第二中间轴之一上还固定有倒挡惰轮，所述倒挡惰轮分别与所述倒挡齿轮以及所述多个从动齿轮之一啮合；第一中间轴主减齿轮、第二中间轴主减齿轮和倒挡轴主减齿轮，所述第一中间轴主减齿轮与所述第一中间轴之间设置有第四离合器，所述第二中间轴主减齿轮与所述第二中间轴之间设置有第五离合器，所述倒挡轴主减齿轮固定在所述倒挡轴上；以及多个同步器，其中一个所述同步器用于将所述倒挡齿轮与所述倒挡轴接合，剩余的每个所述同步器用于将与该同步器对应的至多两个主动齿轮与输入轴接合。
[0008]根据本实用新型实施例的动力总成实现了能源利用率与动力性最大化的目的。同时利用电动发电机可以提供在变速器进行换挡时，维持整车车速稳定的扭矩值，实现最大化的无动力中断换挡。此外，根据本实用新型实施例的动力总成具有多种动力传动模式，可以更好地满足混合动力汽车处于不同路况下对动力的需求。
[0009]另外，根据本实用新型实施例的用于混合动力汽车的动力总成，还可以具有如下附加技术特征:
[0010]所述第一中间轴上的多个从动齿轮均为奇数挡从动齿轮，所述第二中间轴上的多个从动齿轮均为偶数挡从动齿轮。
[0011]所述输入轴上空套有一挡主动齿轮、二挡主动齿轮、三挡主动齿轮、四挡主动齿轮、五挡主动齿轮、六挡主动齿轮，所述第一中间轴上固定有一挡从动轮齿、三挡从动轮齿、五挡从动轮齿，所述第二中间轴上固定有二挡从动齿轮、四挡从动齿轮、六挡从动齿轮。
[0012]所述倒挡惰轮固定在所述第二中间轴上，所述倒挡惰轮与所述一挡从动齿轮啮
口 O
[0013]所述同步器包括:一四挡同步器、二五挡同步器、三六挡同步器和倒挡同步器，所述一四挡同步器设在所述一挡主动齿轮与所述四挡主动齿轮之间，所述二五挡同步器设在所述二挡主动齿轮与所述五挡主动齿轮之间，所述三六挡同步器设在所述三挡主动齿轮与所述六挡主动齿轮之间，所述倒挡同步器邻近所述倒挡齿轮设置。
[0014]第一中间轴主减齿轮和所述第二中间轴主减齿轮的齿数不同。由此，在动力总成处于纯电动模式下，动力总成具有两种不同速比的输出转速，实现低速纯电动和高速纯电动两种模式，从而可更好地适应不同工况。
[0015]所述第二离合器与所述第一中间轴之间还设置有第一传动部件，所述第三离合器与所述第二中间轴之间还设置有第二传动部件。由此，方便第一中间轴、第二中间轴与电动发电机之间动力的传递。
[0016]第一传动部件和所述第二传动部件的结构相同。由此，提高了传动结构的通用性，成本低。
[0017]所述第一传动部件和所述第二传动部件中的每一个均包括:两个啮合的螺伞齿轮。
[0018]根据本实用新型实施例的混合动力汽车，包括上述的用于混合动力汽车的动力总成。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是根据本实用新型实施例的动力总成的示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0021]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺
时针”、“逆时针”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。
[0022]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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0023]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0024]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0025]下面参考图1详细描述根据本实用新型实施例的动力总成100，该动力总成100适用于混合动力汽车中。
[0026]根据本实用新型实施例的用于混合动力汽车的动力总成100主要包括发动机101、电动发电机102、输入轴13、第一中间轴11和第二中间轴12、倒挡轴14、第一中间轴主减齿轮301、第二中间轴主减齿轮302和倒挡轴主减齿轮303以及多个同步器。
[0027]如图1所不,发动机101与输入轴13之间设置有第一离合器201,第一离合器201处于接合状态时，发动机101输出的动力可通过第一离合器201传递给输入轴13,在第一离合器201处于分离状态时，发动机101与输入轴13断开，此时发动机101可空转或停止。输入轴13上空套有多个主动齿轮，例如，主动齿轮可以通过轴承结构套设在输入轴13上，但不限于此。
[0028]电动发电机102为电动机和发电机一体机，电动发电机102既可以作为发电机电动发电，同时还可以作为电动机作为动力输出源。应当理解的是，电动发电机102已为现有技术，且已广泛应用于现有混动动力汽车中，因此这里对于电动发电机102的具体构造和工作原理不作详细说明。
[0029]参照图1所示，电动发电机102与第一中间轴11之间设置有第二离合器202，在第二离合器202处于接合状态时，电动发电机102输出的动力可以驱动第一中间轴11转动或者第一中间轴11可反过来驱动电动发电机102进行电动发电，在第二离合器202处于断开状态时，电动发电机102与第一中间轴11断开。
[0030]同样，电动发电机102与第二中间轴12之间设置有第三离合器203,在第三离合器203处于接合状态时，电动发电机102输出的动力可以驱动第二中间轴12转动或者第二中间轴12可反过来驱动电动发电机102进行电动发电，在第三离合器203处于断开状态时，电动发电机102与第二中间轴12断开。
[0031]其中，第一中间轴11和第二中间轴12上分别固定有多个从动齿轮，该多个从动齿轮分别与上述的多个主动齿轮 对应地哨合，从而构成多对齿轮副，用于传递动力。
[0032]例如，参照图1所示，第一中间轴11上的多个从动齿轮均为奇数挡从动齿轮，第二中间轴12上的多个从动齿轮均为偶数挡从动齿轮。
[0033]进一步，根据本实用新型的一个实施例，输入轴13上空套有一挡主动齿轮la、二挡主动齿轮2a、三挡主动齿轮3a、四挡主动齿轮4a、五挡主动齿轮5a和六挡主动齿轮6a，第一中间轴11上固定有一挡从动齿轮lb、三挡从动齿轮3b、五挡从动齿轮5b，第二中间轴12上固定有二挡从动齿轮2b、四挡从动齿轮4b和六挡从动齿轮6b。
[0034]其中，一挡从动齿轮Ib与一挡主动齿轮Ia啮合从而构成一挡齿轮副。二挡从动齿轮2b与二挡主动齿轮2a啮合从而构成二挡齿轮副。三挡从动齿轮3b与三挡主动齿轮3a啮合从而构成三挡齿轮副。四挡从动齿轮4b与四挡主动齿轮4a啮合从而构成四挡齿轮畐O。五挡从动齿轮5b与五挡主动齿轮5a啮合从而构成五挡齿轮副。六挡从动齿轮6b与六挡主动齿轮6a啮合从而构成六挡齿轮副。
[0035]参照图1所示，倒挡轴14上空套有倒挡齿轮72，第一中间轴11和第二中间轴12之一上还固定有倒挡惰轮71，倒挡惰轮71分别与倒挡齿轮72以及多个从动齿轮之一啮合。具体而言，倒挡惰轮71是固定在两个中间轴之一上的，倒挡惰轮71 一方面与倒挡齿轮72啮合，另一方面与另一中间轴上的其中一个从动齿轮啮合。
[0036]例如，根据本实用新型的一个实施例，倒挡惰轮71固定在第二中间轴12上，倒挡惰轮71与一挡从动齿轮Ib啮合，但是，应当理解的是，本实用新型并不限于此。
[0037]多个同步器中的其中一个同步器用于将倒挡齿轮72与倒挡轴14接合，剩余的每个同步器用于将与该同步器对应的至多两个主动齿轮与输入轴13接合。
[0038]具体地，多个同步器可以包括一四挡同步器14c、二五挡同步器25c、三六挡同步器36c和倒挡同步器73，一四挡同步器14c设在一挡主动齿轮Ia与四挡主动齿轮4a之间且可用于将一挡主动齿轮Ia与四挡主动齿轮4a之一与输入轴13接合,二五挡同步器25c设在二挡主动齿轮2a与五挡主动齿轮5a之间且可用于将二挡主动齿轮2a与五挡主动齿轮5a之一与输入轴13接合，三六挡同步器36c设在三挡主动齿轮3a与六挡主动齿轮6a之间且可用于将三挡主动齿轮3a与六挡主动齿轮6a之一与输入轴13接合，倒挡同步器73邻近倒挡齿轮72设置且可用于将倒挡齿轮72与倒挡轴14接合。
[0039]可以理解,上述的一四挡同步器14c、二五挡同步器25c、三六挡同步器36c和倒挡同步器73均可为本领域常用的普通同步器，例如可以均为惯性式同步器，当然也可以是常压式同步器或自行增力式同步器。
[0040]参照图1所示，第一中间轴主减齿轮301与第一中间轴11之间设置有第四离合器204，在第四离合器204处于接合状态时，第一中间轴11输出的动力可通过第一中间轴主减齿轮301传递出，在第四离合器204处于断开状态时，第一中间轴11与第一中间轴主减齿轮301隔断开。
[0041]同样，第二中间轴主减齿轮302与第二中间轴12之间设置有第五离合器205，在第五离合器205处于接合状态时，第二中间轴12输出的动力可通过第二中间轴主减齿轮302传递出，在第五离合器205处于断开状态时，第二中间轴12与第二中间轴主减齿轮302隔断开。
[0042]倒挡轴主减齿轮303固定在倒挡轴14上且随倒挡轴14转动。
[0043]应当理解，第一中间轴主减齿轮301、第二中间轴主减齿轮302和倒挡轴主减齿轮303分别与主减速器从动齿轮啮合，在混合动力汽车处于前进工况时，第一中间轴主减齿轮301和第二中间轴主减齿轮302之一可转动以传递动力，在混动动力汽车处于倒车工况时，倒挡轴主减齿轮303可转动以传递动力。
[0044]根据本实用新型实施例的动力总成100具有多种动力传动模式，具体包括纯发动机模式、纯电动模式以及混动模式。
[0045]在动力总成100处于纯发动机模式时，发动机101工作，电动发电机102不工作。第二离合器202和第三离合器203全部断开，第一离合器201处于接合状态，第四离合器204和第五离合器205之一处于接合状态。以一挡传动为例,发动机101输出的动力依次经过第一离合器201、输入轴13、一四挡同步器14c、一挡主动齿轮la、一挡从动齿轮lb、第一中间轴11、第四离合器204后传递至第一中间轴主减齿轮301。又如，以二挡传动为例，发动机101输出的动力依次经过第一离合器201、输入轴13、二五挡同步器25c、二挡主动齿轮2a、二挡从动齿轮2b、第二中间轴12、第五离合器205后传递至第二中间轴主减齿轮302。
[0046]可以理解，在动力总成100处于纯发动机模式时其余挡位传递的过程与上述一挡传动或二挡传动近似，这里不再--详细说明。
[0047]在动力总成100处于纯电动模式时，发动机101不工作，电动发电机102工作。第一离合器201断开，第二离合器202和第四离合器204接合且第三离合器203和第五离合器205断开，或者第二离合器202和第四离合器204断开且第三离合器203和第五离合器205接合。电动发电机102作为电动机工作，其通过第二离合器202或第三离合器203带动第一中间轴11或第二中间轴12转动，动力最终可从第一中间轴主减齿轮301或第二中间轴主减齿轮302传递出。
[0048]在动力总成100处于混动模式时，发动机101和电动发电机102同时工作，此时电动发电机102视具体工况可 作为电动机或发电机。其中第一离合器201工作，第二离合器202和第四离合器204接合且第三离合器203和第五离合器205断开，或者第二离合器202和第四离合器204断开且第三离合器203和第五离合器205接合。
[0049]以一挡传动为例，发动机101输出的动力依次经过第一离合器201、输入轴13、一四挡同步器14c、一挡主动齿轮la、一挡从动齿轮Ib后传递至第一中间轴11,此时电动发电机102若作为电动机工作,则电动发电机102将输出的动力传递给第一中间轴11,这部分动力与发动机101传递来的动力耦合后从第一中间轴主减齿轮301传递出，若此时电动发电机102作发电机使用，则由发动机101传递至第一中间轴11的部分动力将驱动电动发电机102电动发电，另一部分动力则从第一中间轴主减齿轮301传递出以驱动混合动力汽车正常行驶。
[0050]该动力总成100的倒挡传递路线可以为电动发电机102、第二离合器202、第一中间轴11、一挡从动齿轮lb、倒挡惰轮71、倒挡齿轮72、倒挡同步器73、倒挡轴14、倒挡轴主减齿轮303。此时除去第二离合器202之外的所有离合器均处于断开状态。但是，应当理解的是，倒挡传递路线并不限于此。
[0051]由此，根据本实用新型实施例的动力总成100实现了能源利用率与动力性最大化的目的。同时利用电动发电机102可以提供在变速器进行换挡时，维持整车车速稳定的扭矩值，实现最大化的无动力中断换挡。此外，根据本实用新型实施例的动力总成100具有多种动力传动模式，可以更好地满足混合动力汽车处于不同路况下对动力的需求。
[0052]根据本实用新型的一些实施例，第一中间轴主减齿轮301和第二中间轴主减齿轮302的齿数不同。由此，在动力总成100处于纯电动模式下，动力总成100具有两种不同速比的输出转速，实现低速纯电动和高速纯电动两种模式，从而可更好地适应不同工况。
[0053]根据本实用新型的一些实施例，第二离合器202与第一中间轴11之间还设置有第一传动部件401，第三离合器203与第二中间轴12之间还设置有第二传动部件402。通过设置第一传动部件401和第二传动部件402，从而方便第一中间轴11、第二中间轴12与电动发电机102之间动力的传动。
[0054]作为一种优选的实施方案，第一传动部件401和第二传动部件402的结构相同。由此，可以提高传动部件的通用性，降低了动力总成100的成本。例如,第一传动部件401和第二传动部件402中的每一个均包括两个啮合的螺伞齿轮403，其中一个螺伞齿轮403可以对应固定于第一中间轴11或第二中间轴12上，另一个螺伞齿轮403可与第二离合器202或第三离合器203的从动部分(当然也可以是主动部分)固定。参照图1所示，该两个螺伞齿轮403正交布置,这样电动发电机102可以布置与第一中间轴11与第二中间轴12之间，使得动力总成100的整体结构更加紧凑。
[0055]下面将简单对根据本实用新型实施例的混合动力汽车进行描述，根据本实用新型实施例的混合动力汽车包括上述任意一项技术方案中的用于混合动力汽车的动力总成100。由此，使得根据本实用新型实施例的混动动力汽车具有多种驱动工况，可以更好地满足驾驶要求。
[0056]应当理解的是，根据本实用新型实施例的混合动力汽车的其它构成例如差速器、制动系统、转向系统等均已为现有技术且为本领域的普通技术人员所熟知，因此这里不再
详细描述。
[0057]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
[0058]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1.一种用于混合动力汽车的动力总成，其特征在于，包括: 发动机； 输入轴，所述发动机与所述输入轴之间设置有第一离合器，所述输入轴上空套有多个主动齿轮； 电动发电机； 第一中间轴和第二中间轴，所述电动发电机与所述第一中间轴之间设置有第二离合器且所述电动发电机与所述第二中间轴之间设置有第三离合器，所述第一中间轴和所述第二中间轴上分别固定有多个从动齿轮，所述多个从动齿轮分别与所述多个主动齿轮一一对应地啮合； 倒挡轴，所述倒挡轴上空套有倒挡齿轮，并且所述第一中间轴和所述第二中间轴之一上还固定有倒挡惰轮，所述倒挡惰轮分别与所述倒挡齿轮以及所述多个从动齿轮之一啮合； 第一中间轴主减齿轮、第二中间轴主减齿轮和倒挡轴主减齿轮，所述第一中间轴主减齿轮与所述第一中间轴之间设置有第四离合器，所述第二中间轴主减齿轮与所述第二中间轴之间设置有第五离合器，所述倒挡轴主减齿轮固定在所述倒挡轴上；以及 多个同步器，其中一个所述同步器用于将所述倒挡齿轮与所述倒挡轴接合，剩余的每个所述同步器用于将与该同步器对应的至多两个主动齿轮与输入轴接合。
2.根据权利要求1所述的用于混合动力汽车的动力总成，其特征在于，所述第一中间轴上的多个从动齿轮均为奇数挡从动齿轮，所述第二中间轴上的多个从动齿轮均为偶数挡从动齿轮。
3.根据权利要求2所述的用于混合动力汽车的动力总成，其特征在于，所述输入轴上空套有一挡主动齿轮、二挡主动齿轮、三挡主动齿轮、四挡主动齿轮、五挡主动齿轮、六挡主动齿轮，所述第一中间轴上固定有一挡从动轮齿、三挡从动轮齿、五挡从动轮齿，所述第二中间轴上固定有二挡从动齿轮、四挡从动齿轮、六挡从动齿轮。
4.根据权利要求3所述的用于混合动力汽车的动力总成，其特征在于，所述倒挡惰轮固定在所述第二中间轴上，所述倒挡惰轮与所述一挡从动齿轮啮合。
5.根据权利要求3所述的用于混合动力汽车的动力总成，其特征在于，所述同步器包括: 一四挡同步器、二五挡同步器、三六挡同步器和倒挡同步器，所述一四挡同步器设在所述一挡主动齿轮与所述四挡主动齿轮之间，所述二五挡同步器设在所述二挡主动齿轮与所述五挡主动齿轮之间，所述三六挡同步器设在所述三挡主动齿轮与所述六挡主动齿轮之间，所述倒挡同步器邻近所述倒挡齿轮设置。
6.根据权利要求1所述的用于混合动力汽车的动力总成，其特征在于，第一中间轴主减齿轮和所述第二中间轴主减齿轮的齿数不同。
7.根据权利要求1所述的用于混合动力汽车的动力总成，其特征在于，所述第二离合器与所述第一中间轴之间还设置有第一传动部件，所述第三离合器与所述第二中间轴之间还设置有第二传动部件。
8.根据权利要求7所述的用于混合动力汽车的动力总成，其特征在于，第一传动部件和所述第二传动部件的结构相同。
9.根据权利要求8所述的用于混合动力汽车的动力总成，其特征在于，所述第一传动部件和所述第二传动部件中的每一个均包括:两个啮合的螺伞齿轮。
10.一种混合动力汽车，其特征在于，所述混合动力汽车包括根据权利要求1-9中任一项所述的用于混合 动力汽车的动力总成。
【文档编号】B60K6/36GK203805685SQ201420038812
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2014年1月21日
【发明者】韩景川, 余雷, 董铁山, 张力久, 李少华 申请人:长城汽车股份有限公司