混合动力汽车、电机驱动传动系统及其减振机构的制作方法

本发明涉及混合动力汽车技术领域，特别涉及一种混合动力汽车、电机驱动传动系统及其减振机构。

背景技术：

现有的混合动力汽车中，包括发动机动力传动系统和电机驱动传动系统。其中发动机动力传动系统中，发动机的转矩可经离合器传递至该传动系统的变速器输入轴，并经变速器输出轴输出。而电机驱动传动系统中，电动机的转子转动产生扭矩，扭矩经一中间轴输出。最终两套传动系统产生的扭矩经各自的齿轮传动机构传递到主减速器和差速器。

在发动机动力传动系统中，为避免发动机工作时振动产生的共振问题，现有技术提出一种双质量飞轮。双质量飞轮包括两个部分，一部分保留在发动机的一侧，起到传统飞轮的起动和传递发动机的扭矩的作用，这一部分称为初级质量。另一部分放置在变速器与离合器之间的变速器输入轴上，用于提高变速器的转动惯量，这一部分称为次级质量。在这两部分飞轮之间设置有弹簧减振器，由弹簧减振器将两部分飞轮连接为一个整体。弹性减振器起到衰减发动机振动的作用，借助弹簧减振器，次级质量能将发动机传动系统振动时的固有频率降低到发动机常用转速以下，以避免发动机传动系统在发动机常用转速下的共振问题。

但是现有技术忽略了电机驱动传动系统的共振问题。发动机的振动主阶次为2阶，发动机在常用转速(900rpm～6000rpm)下的振动频率为30Hz～200Hz。对电动机，常用的定子具有36组线圈，转子具有24组，对应的振动主阶次为72(36和24的最小公倍数)阶，远多于发动机的振动主阶次，对应常用转速下的振动频率为1080Hz～7200Hz。在发动机常用转速与电动机常用转速相同时，电动机的振动频率远大于发动机的振动频率，电动机的振动为高频振动，而发动机的振动为低频振动。高频振动产生的共振问题相比低频振动更严重，不仅会产生较大噪声，对人耳产生危害，还会损坏变速器等部件， 降低产品使用寿命。而传统的弹簧减振器中，弹簧在高频振动过程易于损坏且可靠性差，基本无法衰减掉电机驱动传动系统的高频振动。

所以，业界亟需提出一种能衰减电机驱动传动系统的高频振动的减振机构。

技术实现要素：

本发明解决的问题是，在混合动力汽车中，电机驱动传动系统会产生高频振动而引发共振问题，该共振不仅会产生较大噪声，对人耳产生危害，还会损坏变速器等部件，降低产品使用寿命。

为解决上述问题，本发明提供一种用于电机驱动传动系统的减振机构，所述电机驱动传动机构包括中间轴及转子，所述减振机构包括：

第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部用于连接所述中间轴，且所述第二支撑部用于连接所述转子；

减振件，连接在第一、二支撑部之间，所述减振件由阻尼材料制成。

可选地，所述第一支撑部和第二支撑部沿一直线方向相向设置，所述减振件位于第一、二支撑部之间且为至少两个，并分别与第一、二支撑部固定连接；

所述减振件用于：在所述第一、二支撑部相对转动时剪切变形。

可选地，所有所述减振件在所述第一支撑部和第二支撑部之间均匀分布。

可选地，所述减振件呈柱状，所述减振件的轴向两端分别与第一支撑部和第二支撑部连接。

可选地，所述第一、二支撑部设有沿所述直线方向对准的容纳空间，所述减振件以过盈配合连接方式分别伸入并固定在对准的两个所述容纳空间内。

可选地，所述第一支撑部和第二支撑部呈圆盘状，所述第一支撑部的一盘面与第二支撑部的一盘面沿所述直线方向相对。

可选地，所述第一支撑部朝向第二支撑部突设有第一限位块，所述第二 支撑部朝向第一支撑部突设有第二限位块，沿所述第一支撑部相对第二支撑部的转动方向，所述第一限位块与所述第二限位块相对设置，用来对减振件的剪切变形限位。

可选地，所述第一支撑部包括第一环形部且所述第二支撑部包括第二环形部，所述第一、二环形部同轴设置，沿所述第一、二环形部轴向方向的两侧中，在其中一侧所述第一环形部用于连接所述中间轴，在另一侧所述第二环形部用于连接所述转子；

所述减振件连接在所述第一、二环形部之间，用于在所述第一支撑部和第二支撑部相对转动时挤压变形。

可选地，所述减振件与所述第一环形部和第二环形部之间的连接方式为：

在所述第一、二环形部中形成有收容空间，所述收容空间具有沿两个环形部的径向方向开设的开口，所述减振件通过所述开口收容于所述收容空间内。

可选地，所述收容空间为至少两个，在每个收容空间内均收容有减振件。

可选地，所有收容空间沿所述第一支撑部相对第二支撑部的转动方向间隔分布。

可选地，所述第一环形部形成有径向贯通的第一通孔，所述第二环形部形成有与所述第一通孔径向连通的第二通孔，所述第一、二通孔径向相对形成了所述收容空间；或者，

在所述第一环形部和第二环形部中，其中一个环形部形成有径向贯通的通孔，所述通孔露出的另一个环形部的表面形成有与所述通孔连通的凹槽，所述通孔和凹槽连通形成了所述收容空间。

可选地，所述减振件与所述收容空间的内壁粘接在一起。

可选地，所述收容空间的内壁设有限位槽，所述减振件设有限位部卡设在相应的限位槽内。

可选地，所述第一、二支撑部分别还包括：设于所述第一、二环形部轴向方向同一侧的罩部，两个所述罩部包括连接所述第一环形部的第一罩部和 连接所述第二环形部的第二罩部；

在第一、二罩部之间设有与所述第一、二环形部同轴的止推轴承，所述止推轴承沿其轴线方向连接至第一、二罩部，所述第一、二支撑部通过所述止推轴承相对转动。

可选地，所述第一罩部朝向第二罩部凸设有第一限位块；

所述第二罩部朝向第一罩部凸设有第二限位块；

第一、二限位块沿所述第一支撑部相对第二支撑部的转动方向相对设置，用来对减振件的挤压变形限位。

可选地，在所述第一罩部和第二罩部中设有若干散热孔。

本发明还提供一种电机驱动传动系统，该电机驱动传动系统包括：电动机，所述电动机包括转子和定子；

中间轴；

上述任一项所述的减振机构，沿所述中间轴的轴向方向，所述第一支撑部与所述转子固定连接，所述第二支撑部与所述中间轴固定连接。

可选地，所述第一支撑部设置有输入轴；

所述第二支撑部设置有输出轴；

所述第一支撑部通过输入轴与所述转子连接，所述第二支撑部通过输出轴与所述中间轴连接。

本发明还提供一种混合动力汽车，包括上述电机驱动传动系统。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

在电动机的转子转速交变波动时会引起电机驱动传动系统的振动，振动传递到减振件中，减振件也会因第一支撑部与第二支撑部之间的转速差而产生变形。减振件为阻尼材料制成，阻尼材料在振动和变形产生的应力作用下产生内摩擦，内摩擦产生热量，热量散失到空气中。这样，电动机驱动传动系统的振动经减振件转化为热能而散失掉，变形过程也加剧了机械振动向热能的转化。因此，使用本方案的减振机构，减振件能很好地衰减电机驱动传 动系统的高频振动，将高频振动频率衰减到电动机的常用转速以下，有效减小高频振动引发的共振问题，不仅能减小共振产生的噪声，避免对人耳产生危害，还避免电动机、变速器等部件因共振而损坏，延长产品使用寿命。

附图说明

图1是本发明混合动力汽车中发动机传动系统和电机驱动传动系统的位置关系示意图；

图2是本发明第一实施例的用于电机驱动传动系统的减振机构的立体图；

图3是本发明第二实施例的用于电机驱动传动系统的减振机构的装配图；

图4是本发明第二实施例的用于电机驱动传动系统的减振机构的分解图；

图5是图3所示的减振机构剖面图，其中截面为垂直于第一、二环形部中轴线的平面；

图6是图4所示减振机构中第一支撑部的平面视图，该平面视图是沿第一环形部的中轴线看向第一环形部得到；

图7是图4所示减振机构中第二支撑部的立体图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

第一实施例

参照图1，混合动力汽车具有两套动力系统，分别为发动机传动系统1和电机驱动传动系统2。电机驱动传动系统2包括：

电动机20，电动机20具有转子和定子(图中未示出)，转子和定子均具有若干绕组；

中间轴21，转子2转动产生的扭矩经中间轴21、中间轴21上的齿轮传动机构22输出至主减速器(图中未示出)和差速器3；

位于中间轴21与转子之间、且分别与中间轴21和转子固定连接的减振机构23。

结合参照图2，本实施例的减振机构23包括：第一支撑部231，第一支撑部231与转子固定连接，转子转动时产生的扭矩直接传递到第一支撑部231；

第二支撑部232，与第一支撑部231沿一直线方向相对设置，第二支撑部232固定连接至中间轴21；

位于第一支撑部231和第二支撑部232之间的至少两个减振件233，相邻两减振件233之间可以是相互隔开或贴在一起，每个减振件233分别与第一支撑部231和第二支撑部232固定连接，减振件233为阻尼材料制成且能够产生剪切变形。所述剪切变形是指：当减振件233受到分别作用在减振件233的相邻两个横截面上、垂直于减振件233的长度方向且方向相反的一对横向力作用时，减振件233会发生变形，该变形称为剪切变形。

由于电动机的转子转速是交变波动的，转速发生波动时会产生振动，转子的振动是主振动，会进一步引起定子乃至整个电机驱动传动系统振动。一方面，电机驱动传动系统的振动经转子传递至第一支撑部231、减振件233。另一方面，转子转动产生的扭矩也传递至第一支撑部231，由于转子的转速交变波动，第一支撑部231与第二支撑部232之间存在转速差，减振件233会发生较大的交变剪切变形。减振件233的阻尼材料在振动和交变剪切变形产生的交变应力作用下产生内摩擦，摩擦产生热量，热量散失到空气中。交变剪切变形过程加剧了机械振动向热能的转化，电动机驱动传动系统的振动经减振件233转化为热能而散失掉。

使用本实施例的减振机构23，减振件233能很好地衰减电机驱动传动系统2的高频振动，将高频振动频率衰减到电机的常用转速以下，有效减小高频振动引发的共振问题，不仅能减小共振产生的噪声，避免对人耳产生危害，还避免电动机、变速器等部件因共振而损坏，延长产品使用寿命。

在具体实施例中，减振件233的减振特性与所选择的阻尼材料有关。本实施例中阻尼材料为橡胶，如氯化丁基胶、氯丁胶、丁腈胶、氯苯胶、硅橡胶或天然胶。橡胶作为一种阻尼材料，其优点是可以制成任意形状，弹性参数范围较大而使得阻尼选择范围大，各向刚度可按需选择以使其具有较好抗冲击能力。因此可根据应用场景设计橡胶的刚度和阻尼特性，以获得最佳的 减振和降噪特性，并在转子和中间轴具有转速差时承受较强的冲击力。

另外，在第一支撑部231和第二支撑部232之间，所有减振件233在垂直于两个支撑部相向方向的平面内均匀分布，这样减振机构23承受的振动均匀分散至每个减振件233，所有减振件233承受的交变应力基本相同，起到良好的减振效果。若减振件非均匀分布，所有减振件所能承受的交变应力不均衡，密集排布的减振件能承受较大交变应力，而疏松排布的减振件在较大交变应力下会容易断裂。

本实施例的减振件233呈圆柱状，圆柱状减振件的轴向两端分别与第一支撑部231和第二支撑部232固定连接。与方形柱相比，圆柱受到的交变应力比较分散，而方形柱受到的交变应力会在棱角、面与面的交界处集中，应力集中可能会撕裂减振件233，降低减振件233的减振效果。但本实施例并不限定减振件的形状为圆柱状，其他棱柱状结构也是可行的，只是效果比圆柱状减振件会差一些。

在本实施例中，第一支撑部231和第二支撑部232沿一直线方向相向设置，每个减振件233的两端沿所述直线方向分别与第一支撑部231和第二支撑部232固定连接，以避免减振件233在剪切变形时而脱落，第一支撑部231和第二支撑部232对减振件233具有支撑作用。具体地，减振件233与第一、二支撑部的固定连接方式为：

第一、二支撑部231、232设有沿所述直线方向对准的容纳空间(图中未示出)，减振件233以过盈配合连接方式分别伸入并固定在对准的两个所述容纳空间内。其中该容纳空间可以是过盈孔或槽。除此之外，还可设计其他可行的固定连接方式。

另外，本实施例的第一支撑部231、第二支撑部232均呈圆盘状，第一支撑部231的一盘面与第二支撑部的一盘面平行且相对，减振件233位于两支撑部相向的两盘面之间。这样，对应一个盘面可布置较多减振件233，这可起到更好地减振效果，且所有减振件233的高度基本相同，每个减振件233的剪切型变量基本相同，减振机构的减振性能也比较均衡。

当汽车处于极端情况下，如紧急刹车或在凹凸不平的路面行驶，转子的 转速会发生剧烈波动，电机驱动传动系统会产生具有很大振幅的振动，减振件会存在形变过量而断裂的危险。为避免这种问题，第一支撑部231朝向第二支撑部232突设有第一限位块234，第二支撑部232朝向第一支撑部231突设有第二限位块235，沿第一支撑部231相对第二支撑部232的转动方向，第一限位块234与第二限位块235相对设置，用来对减振件233的剪切变形限位。例如当第一支撑部231相对第二支撑部232顺时针转动时，第一限位块234在同步转动过程中与相邻的第二限位块235相抵，进而阻挡第一支撑部231继续转动，减振件233也就停止形变，避免形变过量。

参照图2，在第一支撑部231和第二支撑部232之间设有多组第一限位块和与之对应的第二限位块235，较多组第一、二限位块能够对减振件233的剪切变形形成有效的阻挡限位。

参照图1和图2，第一支撑部231背向第二支撑部232的一端设置有输入轴236；

第二支撑部232背向第一支撑部231的一端设置有输出轴237；

这样，第一支撑部231通过输入轴236与电动机转子连接，第二支撑部232通过输出轴237与中间轴21固定连接，以实现减振机构23接入电机驱动传动系统中。在具体应用中，第二支撑部232和输出轴237之间、第一支撑部231和输入轴236之间可以是一体成型、螺栓连接或其他连接方式。而输出轴237与中间轴21可以是一体成型、焊接连接或其他可行连接方式，输入轴236与转子之间的连接方式可参考现有的中间轴与转子的连接方式，在此不再赘述。

在混合动力汽车中，结合参照图1，发动机传动系统1包括发动机10、离合器11和变速器(图中未示出)。变速器输入轴与离合器11连接，通过打开/闭合离合器11来控制发动机向变速器的动力传输。变速器的齿轮传动装置改变了变速器输入轴与输出轴之间的传动比，这样变速器输出轴输出扭矩不同于变速器输入轴扭矩，扭矩经变速器输出轴上的齿轮传动机构12传递至主减速器和差速器3。在混合动力汽车中，在发动机传动系统1的齿轮传动机构12与电机驱动传动系统2的齿轮传动机构22之间设置有连接轴4，两齿轮传 动机构的扭矩经该连接轴4输出到主减速器和差速器3中。

第二实施例

与第一实施例不同，参照图3～图5，本实施例用于电机驱动传动系统的减振机构3中，第一支撑部31包括第一环形部311且第二支撑部32包括第二环形部321，所述第一、二环形部同轴设置，沿第一、二环形部311、321轴向方向的两侧中，在其中一侧第一环形部311的轴向一端用于连接中间轴，在另一侧第二支撑部32用于连接转子；

减振件33连接在所述第一、二环形部311、321之间，用于在第一支撑部31和第二支撑部32相对转动时挤压变形。

第一支撑部31可相对第二支撑部32绕自身中轴线转动，减振件33在第一、二支撑部相对转动时遭挤压变形以限制第一、二支撑部的相对转动位移，至电动机转子和中间轴的转速差消除而同步转动，电动机转子扭矩传递至中间轴。例如，当第一支撑部31顺时针转动时，减振件33具有随第一环形部311顺时针移动的趋势。此时由于第二支撑部32静止，第二环形部321阻挡减振件33移动，并和第一环形部311一起挤压减振件33，使减振件33变形并限制第一支撑部31继续转动。

同时，当第一支撑部31和第二支撑部32之间相对转动时，减振件33的阻尼材料在振动和挤压变形产生的应力作用下产生内摩擦，内摩擦产生热量，热量散失到空气中。这样，电动机驱动传动系统的振动经减振件转化为热能而散失掉，挤压变形过程也加剧了机械振动向热能的转化。因此，使用本示例的减振机构3，减振件33能很好地衰减电机驱动传动系统的高频振动，并能限制第一、二支撑部的相对转动位移以实现中间轴和电动机转子同步转动。

作为变形例，还可以是：将第一支撑部连接电动机转子，且将第二支撑部连接中间轴。

参照图3～图5，减振件33与第一环形部311和第二环形部321之间的连接方式为：

在所述第一、二环形部311、321中形成有收容空间30，收容空间具有沿两个环形部的径向方向开设的开口，减振件33通过开口收容于收容空间30 内。这样，在第一支撑部31和第二支撑部32相对转动时，减振件33在收容空间30内，会遭到收容空间30位于第一环形部311的内壁及位于第二环形部321的内壁挤压而变形。

其中，第一环形部311形成有径向贯通的第一通孔310，第二环形部321形成有与第一通孔310径向连通的第二通孔320，所述第一、二通孔径向相对形成了所述收容空间30及收容空间30的两个开口，减振件33可通过任一开口收容于收容空间30内。

作为变形例，还可以是：在第一环形部和第二环形部中，其中一个环形部设有径向贯通的通孔，通孔露出的另一个环形部的表面形成有与通孔连通的凹槽，通孔和凹槽形成了所述容纳空间。例如，第二环形部设有径向贯通的通孔，第一支撑部的外圆周面设有与通孔对准的凹槽，通孔和凹槽径向连通而形成了收容空间，此时收容空间仅具有一个开口，减振件通过该开口固设在凹槽和通孔中。

为保证减振件33在收容空间30内的连接稳定性，可以是：将减振件33与收容空间30内壁粘接在一起，具体使用强力胶实现粘接。还可以是：在收容空间30内壁中设有限位槽，减振件33设有限位部卡设在相应的限位槽内。进一步地，在收容空间30的内壁中设有两限位槽，两限位槽口对口对准，减振件33对应设有两个限位部分别卡设在相应的限位槽中，限位槽对减振件33进行限位以避免减振件33脱落。

参照图3和图4，收容空间30的数量为多个，并沿两支撑部的周向方向间隔分布，在每个收容空间30内收容有1个减振件33，对应多个收容空间30设有多个减振件33，较多减振件33能够起到较好的减振效果，且能够承受第一、二支撑部相对转动产生的较大扭矩，不容易被挤压断裂，并能实现电动机转子和中间轴快速同步。

作为变形例，收容空间30及对应的减振件33的数量不受本示例的限制，可根据需要设置。另外，收容空间30及对应的减振件33的排布方式不受本示例的限制，可根据需要进行任意排布，如沿支撑部轴向排布。

在本示例中，减振件33呈圆柱状，其中轴线垂直于两支撑部中轴线，收 容空间30沿两支撑部周向方向相向的内壁分别与减振件33的两端面相抵，在两支撑部相对转动时，减振件33沿其轴向方向被挤压变形。相比于剪切变形，减振件33轴向挤压变形能够承受两支撑部相对转动时产生的较大扭矩，不会轻易断裂。

参照图3～图5，第一、二支撑部31、32分别还包括：设于第一、二环形部311、321轴向方向同一侧的罩部，两个所述罩部包括连接第一环形部311的第一罩部312和连接第二环形部321的第二罩部322；

在第一、二罩部312、322之间设有与所述第一、二环形部311、321同轴的止推轴承34，止推轴承34沿其轴线方向连接至第一、二罩部312、322，所述第一、二支撑部31、32通过止推轴承34相对转动。

一方面，第一支撑部31和第二支撑部32通过第一、二罩部312、322及它们之间的止推轴承34连接在一起，增强两支撑部的连接稳定性，使得减振机构3的结构更加紧凑。

另一方面，止推轴承34用来专门承受轴向载荷，确保第一、二支撑部在轴向方向的连接稳定性，也弥补了减振件33承压能力较差的问题。止推轴承又称推力轴承，一般是由多个止推垫片和若干滚动体组成，其中所有止推片沿轴承轴向排布，相邻两止推片之间分布有若干滚动体并通过滚动体实现相对滚动。在本案中，止推轴承34轴向两端的止推垫片分别固定在第一罩部312和相应的第二罩部322中。

参照图5，第一、二支撑部31、32包括：设于所述第一、二环形部轴向方向两侧的两组第一罩部312和相应的第二罩部322，其中两个第一罩部312连接在第一环形部311沿轴向方向的两端，两个第二罩部322连接在第二环形部321沿轴向方向的两端。两个第一罩部312与第一环形部311围成容置空间，两个第二罩部322和第二环形部321构成一个罩，该罩位于容置空间内。位于图5左侧的第一罩部312和位于图5右侧的第二罩部322分别连接电动机转子和中间轴，可以是：第一罩部312连接电动机转子，且第二罩部322连接中间轴；或者第一罩部312连接中间轴，且第二罩部322连接电动机转子。除此在外，还可以是：位于图5右侧的第一罩部312和左侧的第二罩 部322分别连接电动机转子和中间轴。

参照图3～图5，图5所示左侧的第一罩部312形成有径向凸缘313，以用来连接电动机转子或中间轴。具体地，在径向凸缘313上设有沿周向间隔的若干安装孔314，中间轴或电动机转子通过安装孔314连接至凸缘313，例如可通过螺栓连接。

相应地，图5所示右侧的第一罩部312设有通孔315，通孔315露出第二罩部322，露出的第二罩部设有若干安装孔323以用来安装电动机转子或中间轴。作为变形例，还可以是：在第二罩部设置1个传动轴，使该传动轴穿过第一罩部的通孔并伸出，通过传动轴与电动机转子或中间轴连接。

本示例的减振机构3设有两组第一、二罩部，作为变形例，第一、二支撑部分别还包括：设于第一、二环形部轴向方向同一侧的罩部，还可以是：第一、二支撑部包括设于第一、二环形部轴向方向一侧的一组第一罩部和第二罩部。

参照图4～图7，在同一组第一罩部312和第二罩部322中，第一罩部312朝向第二罩部322凸设有第一限位块316；第二罩部322朝向第一罩部312凸设有第二限位块324。第一、二限位块316、324沿所述第一支撑部相对第二支撑部的转动方向相对设置，用来对减振件33的挤压变形进行限位，防止减振件33撕裂。具体地，当两支撑部相对转动时，第一限位块316和相邻的第二限位块324相抵，进而阻碍两支撑部相对转动，减振件33也就停止形变，避免形变过量。

本技术方案设有两组相互配合的第一、二限位块316、324，其中两个第一限位块316沿第一环形部312的周向方向间隔分布，两个第二限位块324沿第二环形部322的周向方向间隔分布，在装配状态第一限位块316与相应的第二限位块324相邻设置。作为变形例，可对第一、二限位块的数量及排布进行改进，以实现两者配合来限制减振件被过度挤压变形。

进一步地，参照图3～图7，在第一罩部312和第二罩部322中设有若干散热孔，散热孔在减振件33挤压变形过程中起到散热的作用。具体地，散热孔包括：设于第一罩部312的第一散热孔317和设于第二罩部322的第二散 热孔325，第一散热孔317和第二散热孔325对准。

其中，第一罩部312中设有6个第一散热孔317；相应地，第二罩部322中设有6个第二散热孔325，第一散热孔317和第二散热孔325一一对准。此仅给出了一种示例，作为变形例，第一散热孔317和第二散热孔325的数量和分布进行选择，以实现有效散热。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。