混合动力汽车变速器的传动系统的制作方法

本实用新型涉及汽车技术领域，具体而言，尤其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挡主动齿轮连接。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挡、发动机和电动机同时驱动2/4/6/R挡、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挡主动齿轮连接，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挡，不能驱动所有挡位，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。

另外如公布号CN106696674A公开了一种混合动力车辆变速机构，发动机的输出轴与输入轴的输入端相连；输入轴上从前往后依次装有离合器、双联齿轮、第一输入齿轮和第二输入齿轮，双联齿轮空套在输入轴上，第一输入齿轮和第二输入齿轮固套在输入轴上；输出轴与输入轴平行设置，该输出轴上从前往后依次套装有第一输出齿轮、第一双边同步器、第二输出齿轮、第三输出齿轮、第二双边同步器和第四输出齿轮。该变速机构无法驱动所有挡位均在混动模式下工作，不能很好地满足动力性和经济性要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种混合动力汽车变速器的传动系统。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种混合动力汽车变速器的传动系统，至少包括电动机、分离离合器、发动机及变速箱，所述发动机与分离离合器的一端固接，所述分离离合器的另一端和电动机与所述变速箱的输入轴组件固接，所述输入轴组件通过齿轮机构将动力传输至所述变速箱的输出轴组件上；其中，所述输入轴组件包括与所述分离离合器固接的第一输入轴，以及与所述电动机固接的第二输入轴，所述第二输入轴套设在所述第一输入轴的周向外侧，第二输入轴与第一输入轴共轴设置，且所述第二输入轴与第一输入轴在混动模式下两者转速一致。

优选的，所述输出轴组件包括设置在所述输入轴组件一侧的输出轴，所述输出轴与所述第一输入轴平行。

优选的，所述齿轮机构至少包括固设在所述第二输入轴上的一挡主动齿轮和三挡主动齿轮，所述输出轴上空套有与所述一挡主动齿轮和三挡主动齿轮相啮合的一挡从动齿轮和三挡从动齿轮，所述一挡从动齿轮和三挡从动齿轮之间设有设置在所述输出轴上与其同步转动的一三挡同步器，且所述一三挡同步器可选择地与所述一挡从动齿轮或三挡从动齿轮传动连接。

优选的，所述齿轮机构还包括固设在所述第一输入轴上的二挡主动齿轮和四挡主动齿轮，所述输出轴上空套有与所述二挡主动齿轮和四挡主动齿轮相啮合的二挡从动齿轮和四挡从动齿轮，所述二挡从动齿轮和四挡从动齿轮之间设有设置在所述输出轴上与其同步转动的二四挡同步器，且所述二四挡同步器可选择地与所述二挡从动齿轮和四挡从动齿轮传动连接。

优选的，所述齿轮机构至少包括固设在所述第一输入轴上的一挡主动齿轮和三挡主动齿轮，所述输出轴上空套有与所述一挡主动齿轮和三挡主动齿轮相啮合的一挡从动齿轮和三挡从动齿轮，所述一挡从动齿轮和三挡从动齿轮之间设有设置在所述输出轴上与其同步转动的一三挡同步器，且所述一三挡同步器可选择地与所述一挡从动齿轮或三挡从动齿轮传动连接。

优选的，所述齿轮机构还包括固设在所述第二输入轴上的二挡主动齿轮和四挡主动齿轮，所述输出轴上空套有与所述二挡主动齿轮和四挡主动齿轮相啮合的二挡从动齿轮和四挡从动齿轮，所述二挡从动齿轮和四挡从动齿轮之间设有设置在所述输出轴上与其同步转动的二四挡同步器，且所述二四挡同步器可选择地与所述二挡从动齿轮和四挡从动齿轮传动连接。

优选的，所述第一输入轴上还设有一单面同步器，所述单面同步器位于奇数主动齿轮和偶数主动齿轮之间，且所述单面同步器可与所述第二输入轴上的主动齿轮传动连接。

优选的，所述输出轴上还设有用以实现所述输出轴组件与差速器传动连接的连接齿轮。

优选的，所述发动机的主轴上集成有启动电机，所述启动电机用以控制所述发动机的启动或停止。

本实用新型的有益效果主要体现在：

1、本传动系统能够使所有变速器挡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，发动机能够在行驶和怠速过程中给蓄电池充电；

3、本传动系统减少挡位设置，从而简化系统结构；

4、本传动系统可根据实际需求选择纯电动或混动情况下工作，其适用性更广；

5、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

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

图1：本实用新型第一实施例的结构示意图；

图2：本实用新型第一实施例中纯电动一挡情况下工作结构示意图；

图3：本实用新型第一实施例中纯电动二挡情况下工作结构示意图；

图4：本实用新型第一实施例中纯电动三挡情况下工作结构示意图；

图5：本实用新型第一实施例中纯电动四挡情况下工作结构示意图；

图6：本实用新型第一实施例中混动一挡情况下工作结构示意图；

图7：本实用新型第一实施例中混动二挡情况下工作结构示意图；

图8：本实用新型第一实施例中混动三挡情况下工作结构示意图；

图9：本实用新型第一实施例中混动四挡情况下工作结构示意图；

图10：本实用新型第二实施例的结构示意图；

图11：本实用新型第三实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限于本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

如图1至图11所示，本实用新型揭示了一种混合动力汽车变速器的传动系统，该传动系统至少包括电动机1、分离离合器2、发动机3及变速箱，所述发动机3的输出轴与分离离合器2的输入轴固定连接，所述分离离合器2的输出轴和电动机1的输出轴与所述变速箱的输入轴组件4固接。所述电动机1和发动机3还与蓄电池（图中未示出）连接，在车辆制动、汽车怠速以及发动机3动力输出过多的情况下，所述发动机3可以作为发电机来使用，对这部分能量进行回收，以电能的形式储存于所述蓄电池中，以在需要时通过所述电动机1以动力形式输出。本实用新型中，所述输入轴组件4包括与所述分离离合器2固接的第一输入轴41，以及与所述电动机1固接的第二输入轴42，所述第二输入轴42套设在所述第一输入轴41的周向外侧，第二输入轴42与第一输入轴共轴设置且两者转速一致。

所述输入轴组件4通过齿轮机构5将动力传输至所述变速箱的输出轴组件6上，其中，所述输出轴组件6包括设置在所述输入轴组件4一侧的输出轴69，所述输出轴69与所述第一输入轴41平行。所述变速箱的输出轴组件6包括固定设置在所述输入轴组件4上的复数个主动齿轮组件，以及空套在所述输出轴组件6上的复数个从动齿轮组件。

如图1所示，所述齿轮机构5包括固设在所述第二输入轴42上的一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52，所述输出轴69上空套有与所述一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52相啮合的一挡从动齿轮61和三挡从动齿轮62，所述一挡从动齿轮61和三挡从动齿轮62之间设有设置在所述输出轴69上与其同步转动的一三挡同步器63，且所述一三挡同步器63可选择地与所述一挡从动齿轮61或三挡从动齿轮62传动连接。所述齿轮机构5还包括固设在所述第一输入轴41上的二挡主动齿轮54和四挡主动齿轮55，所述输出轴69上空套有与所述二挡主动齿轮54和四挡主动齿轮55相啮合的二挡从动齿轮64和四挡从动齿轮65，所述二挡从动齿轮64和四挡从动齿轮65之间设有设置在所述输出轴69上与其同步转动的二四挡同步器66，且所述二四挡同步器66可选择地与所述二挡从动齿轮64和四挡从动齿轮65传动连接。所述第一输入轴41上还设有一单面同步器67，所述单面同步器67位于奇数主动齿轮和偶数主动齿轮之间，且所述单面同步器67可与所述第二输入轴42上的主动齿轮传动连接。所述齿轮机构5的设置可使本传动系统根据实际情况自适应选择相应的工作模式（纯电动模式或混动模式），具有较广的适用性。

当本实用新型处于空挡时，所述分离离合器2处于断开状态，所述发动机3不进行动力输送。所述电动机1转动带动第二输入轴42以及位于其上的一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52转动，所述一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52驱动一挡从动齿轮61和三挡从动齿轮62转动，所述一三挡同步器63不与所述一挡从动齿轮61和三挡从动齿轮62传动连接，从而车辆处于怠速状态。

如图2所示，当本实用新型处于一挡纯电动工作时，所述分离离合器2处于断开状态，所述发动机3不进行动力输送。所述电动机1转动带动第二输入轴42以及位于其上的一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52转动，所述一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52驱动一挡从动齿轮61和三挡从动齿轮62转动，所述一三挡同步器63与所述一挡从动齿轮61传动连接，完成动力输出。

如图3所示，当本实用新型处于二挡纯电动工作时，所述分离离合器2处于断开状态，所述发动机3不进行动力输送。所述电动机1转动带动第二输入轴42以及位于其上的一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52转动，所述单面同步器67与所述三挡主动齿轮52传动连接，所述第一输入轴41开始转动，从而所述二挡主动齿轮54和四挡主动齿轮55转动，所述二挡主动齿轮54和四挡主动齿轮55驱动所述二挡从动齿轮64和四挡从动齿轮65转动，所述二四挡同步器66与所述二挡从动齿轮64传动连接，完成动力输送。

如图4所示，当本实用新型处于三挡纯电动工作时，所述分离离合器2处于断开状态，所述发动机3不进行动力输送。所述电动机1转动带动第二输入轴42以及位于其上的一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52转动，所述一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52驱动一挡从动齿轮61和三挡从动齿轮62转动，所述一三挡同步器63与所述三挡从动齿轮62传动连接，完成动力输出。

如图5所示，当本实用新型处于四挡纯电动工作时，所述分离离合器2处于断开状态，所述发动机3不进行动力输送。所述电动机1转动带动第二输入轴42以及位于其上的一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52转动，所述单面同步器67与所述三挡主动齿轮52传动连接，所述第一输入轴41开始转动，从而所述二挡主动齿轮54和四挡主动齿轮55转动，所述二挡主动齿轮54和四挡主动齿轮55驱动所述二挡从动齿轮64和四挡从动齿轮65转动，所述二四挡同步器66与所述四挡主动齿轮55传动连接，完成动力输送。

如图6所示，当本实用新型处于一挡混动工作时，所述分离离合器2处于闭合状态，所述发动机3转动通过所述分离离合器2驱动所述第一输入轴41以及单面同步器67转动，所述单面同步器67与三挡主动齿轮52传动连接，所述第二输入轴42转动。同时，所述电动机1转动带动第二输入轴42以及位于其上的一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52转动，所述一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52驱动一挡从动齿轮61和三挡从动齿轮62转动，所述一三挡同步器63与所述一挡从动齿轮61传动连接，完成动力输出。

如图7所示，当本实用新型处于二挡混动工作时，所述分离离合器2处于闭合状态，所述发动机3转动通过所述分离离合器2驱动所述第一输入轴41转动，所述二挡主动齿轮54驱动所述二挡从动齿轮64转动，所述二四挡同步器66与二挡从动齿轮64传动连接。同时，所述电动机1转动带动第二输入轴42以转动，所述单面同步器67与三挡主动齿轮52传动连接，以驱动所述第一输入轴41转动，完成动力输送。

如图8所示，当本实用新型处于三挡混动工作时，所述分离离合器2处于闭合状态，所述发动机3转动通过所述分离离合器2驱动所述第一输入轴41转动，所述单面同步器67与三挡主动齿轮52传动连接，从而所述第二输入轴42转动。同时，所述电动机1转动带动第二输入轴42以及位于其上的一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52转动，所述一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52驱动一挡从动齿轮61和三挡从动齿轮62转动，所述一三挡同步器63与所述三挡从动齿轮62传动连接，完成动力输出。

如图9所示，当本实用新型处于四挡混动工作时，所述分离离合器2处于闭合状态，所述发动机3转动通过所述分离离合器2驱动所述第一输入轴41转动，所述四挡主动齿轮55驱动所述四挡从动齿轮65转动，所述二四挡同步器66与所述四挡主动齿轮55传动连接。同时，所述电动机1转动带动第二输入轴42以及位于其上的三挡主动齿轮52转动，所述单面同步器67与三挡主动齿轮52传动连接，从而所述第一输入轴41转动。

当本实用新型处于倒挡工作时，所述分离离合器2处于断开状态，所述发动机3不进行动力输送。所述电动机1反转带动第二输入轴42以及位于其上的一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52反转，所述一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52驱动一挡从动齿轮61和三挡从动齿轮62转动，所述一三挡同步器63与所述一挡从动齿轮61传动连接，完成动力输出。

当汽车挂到一挡或三挡处于纯所述电动机1驱动且充电模式时，本传动系统的动力传递路线为：电动机-第二输入轴-奇数主动齿轮-奇数从动齿轮-同步器-输出轴，此时所述电动机1能够发电并将电能输送到汽车内的蓄电池中存储，也就是说，此时所述电动机1的电机轴及其上的线圈作为转子进行发电，并将产生的电能储存到蓄电池中，这样使得所述电动机1能够得到充足电能供电。

当汽车挂到二挡或四挡处于纯所述电动机1驱动且充电模式时，本传动系统的动力传递路线为：电动机-第二输入轴-单面同步器-偶数主动齿轮-偶数从动齿轮-同步器-输出轴，此时所述电动机1能够发电并将电能输送到汽车内的蓄电池中存储，也就是说，此时所述电动机1的电机轴及其上的线圈作为转子进行发电，并将产生的电能储存到蓄电池中，这样使得所述电动机1能够得到充足电能供电。

当汽车挂到一挡或三挡处于混动驱动且充电模式时，本传动系统的动力传递路线分为两个路线，第一路线为：电动机-第二输入轴-奇数主动齿轮-奇数从动齿轮-同步器-输出轴；第二路线为：发动机-分离离合器-第一输入轴-单面同步器-奇数主动齿轮-奇数从动齿轮-同步器-输出轴。从上述两个传递路线可知，此时，所述发动机实际为发电机，也就是说，此时发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，使得所述电动机1能够得到充足电能供电。

当汽车挂到二挡或四挡处于混动驱动且充电模式时，本传动系统的动力传递路线分为两个路线，第一路线为：电动机-第二输入轴-单面同步器-偶数主动齿轮-偶数从动齿轮-同步器-输出轴；第二路线为：发动机-分离离合器-第一输入轴-偶数主动齿轮-偶数从动齿轮-同步器-输出轴。从上述两个传递路线可知，此时，所述发动机实际为发电机，也就是说，此时发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，使得所述电动机1能够得到充足电能供电。

本实用新型中，在混动情况下，所述第二输入轴42与第一输入轴41两者转速一致，且两者之间通过所述单面同步器67耦合，该设计极大节省占地空间。也就是说，所述发动机3通过所述分离离合器2驱动所述第一输入轴41转动，所述第一输入轴41输出端的功率为扭矩（Nm）*转速（rpm）/9.549，其中所述9.549为系数。所述电动机1驱动所述第二输入轴42转动，所述第二输入轴42输出端的功率为扭矩（Nm）*转速（rpm）/9.549，其中所述9.549为系数。通过该设计，实现两个功率相加。又因为功率是衡量汽车最高速度的物理量，功率越大的汽车的最高速度也越大，其爬坡性能以及加速性能也愈好。同时，所述第一输入轴41和第二输入轴42均有单独的驱动源驱动，可以彼此独立的输出贡献扭矩。因此，在混动驱动模式下，动力换挡通过类似于双离合器系统实现，由电动机1通过所述第二输入轴42连接到所述一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52实现，但是不需要昂贵且专用的双离合器，极大地降低企业成本。

本实用新型中，所述输出轴69上还设有用以实现所述输出轴组件6与差速器7传动连接的连接齿轮68，所述连接齿轮68转动通过所述差速器7驱动位于其两侧的轮毂转动。

如图10所示，本实用新型第二实施例中，所述齿轮机构5至少包括固设在所述第一输入轴41上的一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52，所述输出轴69上空套有与所述一挡主动齿轮51和三挡主动齿轮52相啮合的一挡从动齿轮61和三挡从动齿轮62，所述一挡从动齿轮61和三挡从动齿轮62之间设有设置在所述输出轴69上与其同步转动的一三挡同步器63，且所述一三挡同步器63可选择地与所述一挡从动齿轮61或三挡从动齿轮62传动连接。所述齿轮机构5还包括固设在所述第二输入轴42上的二挡主动齿轮54和四挡主动齿轮55，所述输出轴69上空套有与所述二挡主动齿轮54和四挡主动齿轮55相啮合的二挡从动齿轮64和四挡从动齿轮65，所述二挡从动齿轮64和四挡从动齿轮65之间设有设置在所述输出轴69上与其同步转动的二四挡同步器66，且所述二四挡同步器66可选择地与所述二挡从动齿轮64和四挡从动齿轮65传动连接。由于其结构与第一实施例类似，本实用新型不做过多赘述。

如图11所示，在第一实施例的基础上，所述发动机3的主轴上集成有启动电机100，例如启动电机100通过齿轮与主轴传动，所述启动电机用以控制所述发动机3的启动或停止。具体的，启动电机是汽车起动发电一体机，直接集成在发动机主轴上，就是直接以某种瞬态功率较大的电机替代传统的启动电机，在起步阶段短时替代发动机驱动汽车，并同时起到启动发动机的作用，减少发动机的怠速损耗和污染，正常行使时，发动机驱动车辆，启动电机断开或者起到发电机的作用，刹车时，该电机还可以起到再生发电，回收制动能量的节能效果。总之这是一种介于混合动力和传统汽车之间的一种成本低廉的节能和环保方案。

本实用新型的有益效果主要体现在：

1、本传动系统能够使所有变速器挡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、本传动系统减少挡位设置，从而简化系统结构；

4、本传动系统可根据实际需求选择纯电动或混动情况下工作，其适用性更广；

4、本传动系统更紧凑，重量轻、体积小，有利于整车搭载。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。