一种混合动力汽车变速器的传动系统的制作方法

本发明属于汽车技术领域，涉及一种混合动力汽车变速器的传动系统。

背景技术：

目前，我国新能源汽车中混合动力汽车发展最为迅速。混合动力汽车是一种使用多种能量来源的车辆，通常是使用液体燃料的常规发动机ice和使用电能的电动机驱动车辆。混合动力汽车可在多种驱动模式下运行，然而电池容量有限，主要依靠发动机燃烧提供动力。

现阶段的混合动力系统大都采取p2混动模式即电动机安放在变速器的输入轴上。以现有七速变速器的混合动力系统为例，该混动变速器系统主要基于目前成熟的双离合变速器技术和电动机控制技术，通过变换挡位可使驱动电动机和发动机长期工作在高效区；其中，c1离合器、c2离合器分别连接发动机，输入二轴空套在输入一轴上，电动机通过电动机传动轴组件与四六档主动齿轮连接。该混合动力系统可以执行发动机单独驱动、电动机单独驱动2/4/6/r档、发动机和电动机同时驱动2/4/6/r档、电动机制动充电等操作模式。

但是，目前双离合混动变速器存在以下缺陷：1、由于电动机通过电动机传动轴组件与四六档主动齿轮连接，这样导致混动模式下，发动机和电动机只能同时驱动2/4/6/r档，不能驱动所有档位，不能很好地满足动力性和经济性要求；2、驱动时电动机不能给蓄电池充电，为保证电动机供电，造成蓄电池的体积大、成本高；3、传动系统结构复杂，占用空间大、搭载不便。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种混合动力汽车变速器的传动系统，本发明解决的技术问题是如何使所有变速器档位均能运转混动模式，提高动力性能。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种混合动力汽车变速器的传动系统，包括发动机、电动机、连轴离合器、输入轴和输出轴，所述输出轴通过与汽车档位对应的档位齿轮结构与输入轴传动连接，其特征在于，所述电动机通过连轴离合器与输入轴传动连接，所述发动机通过连动离合器与电动机传动连接。

区别现有技术，本混合动力汽车变速器的传动系统能够使所有变速器档位均能运转混动模式；具体来说，本传动系统工作原理如下：通过设置连轴离合器使电动机能够与输入轴传动连接，再通过设置连动离合器使电动机与发动机能够传动连接，也就是说，当连动离合器处于接合状态，连轴离合器也处于接合状态时，此时电动机通电工作，发动机也通过燃料燃烧工作，两者能够共同为输入轴提供动力，即此时变速器处于混动状态，由于通过上述设计，使得电动机和发动机的动力能够直接传递作用在输入轴上，那么无论汽车档位如何调节，即连在输入轴和输出轴之间，与汽车档位对应的档位齿轮结构如何进行变换，变速器均能够在混动模式下运转，从而使得无论在哪个档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。

在上述的混合动力汽车变速器的传动系统中，所述输入轴有两根，分别为输入一轴和输入二轴，所述连轴离合器有两个，分别为第一离合器和第二离合器，所述输出轴通过与汽车档位对应的档位齿轮结构分别与输入一轴和输入二轴传动连接，所述电动机通过第一离合器与输入一轴传动连接，所述电动机通过第二离合器与输入二轴传动连接。为进一步提高动力性能，本变速器的传动系统通过上述双离合设计，针对双离合变速器，为使其所有档位均能运转混动模式，具体来说，通过第一离合器使电动机与输入一轴传动连接，通过第二离合器使电动机与输入二轴传动连接，当连动离合器处于接合状态，第一离合器也处于接合状态时，此时电动机通电工作，发动机也通过燃料燃烧工作，两者能够共同为输入一轴提供动力，即此时变速器处于混动状态；同理，当连动离合器处于接合状态，第二离合器也处于接合状态时，且电动机通电工作，此时变速器也处于混动状态；也就是说，无论双离合设计的变速器档位如何调节，即连在输入一轴和输出轴之间、输入二轴和输出轴之间的档位齿轮结构如何进行变换，变速器均能够在混动模式下运转，从而使得无论在哪个档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。

在上述的混合动力汽车变速器的传动系统中，所述档位齿轮结构包括固连或一体成型在输入一轴上的一档主动齿轮、转动连接在输出轴上的一档从动齿轮，所述一档主动齿轮和一档从动齿轮啮合，所述输出轴上还固连有能够使一档从动齿轮与输出轴传动连接的同步器一，当汽车挂到一档并处于混动驱动模式时，本传动系统的动力传递路线为：发动机-连动离合器-电动机-第一离合器-输入一轴-一档主动齿轮-一档从动齿轮-同步器一-输出轴。针对双离合变速器中的输入一轴，通过上述一档时的动力传递路线可知，处于混动模式时，由于连动离合器使发动机和电动机传动连接，这样使得两者能够同时且直接的为输入一轴提供动力，使得输入一轴上的各档主动齿轮均能够转动，使所有与输入一轴对应的档位均能运转混动模式，提高动力性能。

在上述的混合动力汽车变速器的传动系统中，所述档位齿轮结构还包括固连或一体成型在输入二轴上的二档主动齿轮、转动连接在输出轴上的二档从动齿轮，所述二档主动齿轮和二档从动齿轮啮合，所述输出轴上还固连有能够使二档从动齿轮与输出轴传动连接的同步器二，当汽车挂到二档并处于混动驱动模式时，本传动系统的动力传递路线为：发动机-连动离合器-电动机-第二离合器-输入一轴-二档主动齿轮-二档从动齿轮-同步器二-输出轴。针对双离合变速器中的输入二轴，通过上述二档时的动力传递路线可知，处于混动模式时，由于连动离合器使发动机和电动机传动连接，这样使得两者能够同时且直接的为输入一轴提供动力，使得输入二轴上的各档主动齿轮均能够转动，使所有与输入二轴对应的档位均能运转混动模式，提高动力性能。

在上述的混合动力汽车变速器的传动系统中，当汽车挂到一档并处于纯发动机驱动且电动机充电模式时，本传动系统的动力传递路线为：发动机-连动离合器-电动机-第一离合器-输入一轴-一档主动齿轮-一档从动齿轮-同步器一-输出轴，此时电动机能够发电并将电能输送到汽车内的蓄电池中储存。以从上述动力传递路线可知，当处于纯发动机驱动时，此时连动离合器接合，但是区别于混动模式，此时电动机不通电，那么此时的电动机实际为发电机，也就是说，此时电动机的电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。

在上述的混合动力汽车变速器的传动系统中，当汽车挂到一档并处于纯电动机驱动模式时，本传动系统的动力传递路线为：电动机-第一离合器-输入一轴-一档主动齿轮-一档从动齿轮-同步器一-输出轴。从上述动力传递路线可知，当处于纯发动机驱动时，连动离合器处于离合状态，第一离合器处于接合状态，从而实现纯发动机模式驱动。

在上述的混合动力汽车变速器的传动系统中，所述档位齿轮结构还包括固连或一体成型在输入一轴上的三档主动齿轮、固连或一体成型在输入二轴上的四档主动齿轮以及转动连接在输出轴上的三档从动齿轮和四档从动齿轮，所述三档主动齿轮和三档从动齿轮啮合，所述四档主动齿轮和四档从动齿轮啮合，所述同步器一也能够使输出轴和三档从动齿轮传动连接，所述同步器二也能够使输出轴和四档从动齿轮传动连接，所述输出轴上还固连有驻车棘轮，所述输出轴上还固连或一体成型有主减速齿轮，所述传动系统还包括差速器，所述主减速齿轮与差速器啮合连接。由上述设计可知，由于电动机能够正反转，使得本变速器中没有设计倒档位，且只有一根输出轴，这样简化了传动系统的结构，有利于缩小变速器体积，便于变速器搭载安装。

在上述的混合动力汽车变速器的传动系统中，当汽车挂到一档并处于制动能量回收模式时，其动力传递路线为：汽车车轮输入-差速器-主减速齿轮-输出轴-同步器一-一档从动齿轮-一档主动齿轮-输入一轴-第一离合器-电动机，此时电动机变为发电机并将电能输送到汽车内的蓄电池中存储。本变速器中通过以上方式实现制动能量回收。

作为另一种方案，在上述的混合动力汽车变速器的传动系统中，所述档位齿轮结构包括转动连接在输入一轴上的一档主动齿轮和三档主动齿轮、固连或一体成型在输入二轴上的二档主动齿轮和四档主动齿轮以及一体成型或固连在输出轴上的一档从动齿轮、二档从动齿轮和转动连接在输出轴上的三档从动齿轮、四档从动齿轮，所述一档主动齿轮和一档从动齿轮啮合，所述二档主动齿轮和二档从动齿轮啮合，所述三档主动齿轮和三档从动齿轮啮合，所述四档主动齿轮和四档从动齿轮啮合，所述输入一轴上还固连有能够使一档主动齿轮或三档主动齿轮传动连接的同步器一，所述输出轴上还固连有能够使二档从动齿轮或四档从动齿轮传动连接的同步器二，所述输出轴上还固连有驻车棘轮，所述传动系统还包括差速器，所述主减速齿轮与差速器啮合连接。根据设计需要，上述驻车棘轮的位置可以灵活设计；另外，上述主动齿轮和从动齿轮的对数可以增加，如在输入一轴上增设五档主动齿轮，在输入二轴上增设六档齿轮。

与现有技术相比，本混合动力汽车变速器的传动系统具有以下优点：1、本传动系统能够使所有变速器档位均能运转混动模式，动力性能好、节油性能好；2、本传动系统中，发动机能够驱动电动机给蓄电池充电；3、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

图1是本实施例一中的传动系统简图。

图2是本实施例二中的传动系统简图。

图中，1、发动机；2、电动机；3、连轴离合器；31、第一离合器；32、第二离合器；4、输入轴；41、输入一轴；42、输入二轴；5、输出轴；6、连动离合器；7、一档主动齿轮；8、一档从动齿轮；9、同步器一；10、二档主动齿轮；11、二档从动齿轮；12、同步器二；13、三档主动齿轮；14、四档主动齿轮；15、三档从动齿轮；16、四档从动齿轮；17、驻车棘轮；18、主减速齿轮；19、差速器。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

具体来说，如图1所示，本混合动力汽车变速器的传动系统包括发动机1、电动机2、连轴离合器3、输入轴4和输出轴5，输入轴4有两根，分别为输入一轴41和输入二轴42，输入二轴42套设在输入一轴41上，并与输入一轴41转动连接。连轴离合器3有两个，分别为第一离合器31和第二离合器32。输出轴5通过与汽车档位对应的档位齿轮结构分别与输入一轴41和输入二轴42传动连接。电动机2通过第一离合器31与输入一轴41传动连接，电动机2通过第二离合器32与输入二轴42传动连接。发动机1通过连动离合器6与电动机2传动连接。

其中，档位齿轮结构包括固连或一体成型在输入一轴41上的一档主动齿轮7和三档主动齿轮13、固连或一体成型在输入二轴42上的二档主动齿轮10和四档主动齿轮14、通过轴承转动连接在输出轴5上的一档从动齿轮8、二档从动齿、三档从动齿轮15和四档从动齿轮16。一档主动齿轮7和一档从动齿轮8啮合，二档主动齿轮10和二档从动齿轮11啮合，三档主动齿轮13和三档从动齿轮15啮合，四档主动齿轮14和四档从动齿轮16啮合。输出轴5上还通过花键固连有能够使一档从动齿轮8或三档从动齿轮15与输出轴5传动连接的同步器一9，输出轴5上还通过花键固连有能够使二档从动齿轮11或四档从动齿轮16与输出轴5传动连接的同步器二12。输出轴5上还固连有驻车棘轮17，输出轴5上还固连或一体成型有主减速齿轮18，传动系统还包括差速器19，主减速齿轮18与差速器19啮合连接。

本变速器有五中工作模式，分别为纯发动机1驱动车辆、纯电动机2驱动车辆、混合动力模式驱动车辆、纯发动机1驱动车辆同时驱动电动机2充电、制动能量回收；其具体动力传递路线以挂一档时为例，当汽车挂到一档并处于纯发动机1驱动模式时，本传动系统的动力传递路线为：发动机1-连动离合器6-电动机2-第一离合器31-输入一轴41-一档主动齿轮7-一档从动齿轮8-同步器一9-输出轴5-主减速齿轮18-差速器19-输出；当汽车挂到一档并处于纯电动机2驱动模式时，本传动系统的动力传递路线为：电动机2-第一离合器31-输入一轴41-一档主动齿轮7-一档从动齿轮8-同步器一9-输出轴5-主减速齿轮18-差速器19-输出；当汽车挂到一档并处于混动驱动模式时，本传动系统的动力传递路线为：发动机1-连动离合器6-电动机2-第一离合器31-输入一轴41-一档主动齿轮7-一档从动齿轮8-同步器一9-输出轴5-主减速齿轮18-差速器19-输出；当汽车挂到一档并处于纯发动机1驱动且电动机2充电模式时，本传动系统的动力传递路线为：发动机1-连动离合器6-电动机2-第一离合器31-输入一轴41-一档主动齿轮7-一档从动齿轮8-同步器一9-输出轴5，此时电动机2能够发电并将电能输送到汽车内的蓄电池中储存；当汽车挂到一档并处于制动能量回收模式时，其动力传递路线为：汽车车轮输入-差速器19-主减速齿轮18-输出轴5-同步器一9-一档从动齿轮8-一档主动齿轮7-输入一轴41-第一离合器31-电动机2，此时电动机2变为发电机并将电能输送到汽车内的蓄电池中存储。

实施例二：

本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，如图2所示，本实施例中，档位齿轮结构包括转动连接在输入一轴41上的一档主动齿轮7和三档主动齿轮13、固连或一体成型在输入二轴42上的二档主动齿轮10和四档主动齿轮14以及一体成型或固连在输出轴5上的一档从动齿轮8、二档从动齿轮11和转动连接在输出轴5上的三档从动齿轮15、四档从动齿轮16，一档主动齿轮7和一档从动齿轮8啮合，二档主动齿轮10和二档从动齿轮11啮合，三档主动齿轮13和三档从动齿轮15啮合，四档主动齿轮14和四档从动齿轮16啮合，输入一轴41上还固连有能够使一档主动齿轮7或三档主动齿轮13传动连接的同步器一9，输出轴5上还固连有能够使二档从动齿轮11或四档从动齿轮16传动连接的同步器二12，输出轴5上还固连有驻车棘轮17，传动系统还包括差速器19，主减速齿轮18与差速器19啮合连接。

实施例三：

本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，本实施例中，输入轴4只有一根，所有档位的主动齿轮均位于该输入轴4上，连轴离合器3也只有一个，档位齿轮结构包括固连或一体成型在输入轴4上的一档主动齿轮7和二档主动齿轮10、通过轴承转动连接在输出轴5上的一档从动齿轮8和二档从动齿轮11。一档主动齿轮7和一档从动齿轮8啮合，二档主动齿轮10和二档从动齿轮11啮合。输出轴5上还通过花键固连有能够使一档从动齿轮8或二档从动齿轮11与输出轴5传动连接的同步器一9，输出轴5上还固连有驻车棘轮17，输出轴5上还固连或一体成型有主减速齿轮18，传动系统还包括差速器19，主减速齿轮18与差速器19啮合连接。当汽车挂到一档并处于混动驱动模式时，本传动系统的动力传递路线为：发动机1-连动离合器6-电动机2-连轴离合器3-输入轴4-一档主动齿轮7-一档从动齿轮8-同步器-输出轴5-主减速齿轮18-差速器19-输出。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了发动机1、电动机2、连轴离合器3、第一离合器31、第二离合器32、输入轴4、输入一轴41、输入二轴42、输出轴5、连动离合器6、一档主动齿轮7、一档从动齿轮8、同步器一9、二档主动齿轮10、二档从动齿轮11、同步器二12、三档主动齿轮13、四档主动齿轮14、三档从动齿轮15、四档从动齿轮16、驻车棘轮17、主减速齿轮18、差速器19等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。