单电机混合动力用变速器的制作方法

本实用新型涉及的是一种混合动力汽车领域的技术，具体是一种单电机混合动力用变速器。

背景技术：

机械式自动变速器在换挡过程中存在发动机的动力丢失现象，然而驱动电机的加入，不仅很好的弥补机械式自动变速器的这一缺陷，还可以充分利用机械式变速器的高效率低成本的优势，成为很多混合动力车型的优选方案。现有技术在机械式自动变速器基础上改进的混合动力变速器具有以下某个缺陷：纯发动机驱动车辆时电机无法脱开，致使变速器的整体效率降低；纯发动机驱动挡位偏少或无发动机倒挡功能；无法只用一个电机兼顾停车充电、纯电驱动等混合动力变速器的所有功能；轴向尺寸大，整车布置困难。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种单电机混合动力用变速器，在原有机械式自动变速器结构的基础上，巧妙接入驱动电机，通过同步机构操纵发动机动力及电机动力的传递方向，能够使发动机动力与电机动力在传递的过程中做到单独操控，互不干涉，同时在需要的时候，又可以互相弥补。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型包括：输入轴、第一中间轴和第二中间轴，其中：倒挡从动齿轮、第六从动齿轮、第一同步器、第五从动齿轮和第一减速主动齿轮依次设置于第一中间轴上，第一从动齿轮、第三同步器、第二从动齿轮、倒挡中间齿轮、第三从动齿轮、第二同步器、第四从动齿轮和第二减速主动齿轮依次设置于第二中间轴上，第一主动齿轮、套轴、第二主动齿轮、第四同步器、倒挡主动齿轮、第三主动齿轮、第四主动齿轮和第五主动齿轮依次设置于与发动机相连的输入轴上。

所述的第一至第五主动齿轮分别与对应的第一至第五从动齿轮相啮合；所述的第三主动齿轮分别与第三从动齿轮和第六从动齿轮相啮合。

所述的倒挡中间齿轮与倒挡从动齿轮相啮合，所述的倒挡主动齿轮由第四同步器驱动选择性地与倒挡中间齿轮啮合。

所述的第一主动齿轮通过惰轮机构与电机输出轴相连。

所述的减速主动齿轮通过减速从动齿轮与差速器相连。

技术效果

与现有技术相比，本实用新型只需单电机即可实现混合动力汽车的所有模式，以较低成本实现机械式自动变速器车型的混合动力化；在不包括二挡和六挡的纯发动机驱动时，可以断开驱动电机，当纯电机驱动时，可以断开发动机，使动力在变速器内高效传递；发动机换挡与电机换挡可相互弥补动力，实现动力换挡，提高整车驾驶感受；电机反转倒挡和发动机倒挡可分别工作也可一起工作，实现倒挡；通过第四同步器可以实现驻车充电，以及在纯电行驶中启动发动机；发动机六个挡位和电机两个挡位的结构，能够保证在任意车速下的发动机及电机均在高效工作；较短的变速器轴向尺寸能够满足传统车的前舱布置需求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：电机1、发动机2、第一至第四同步器A～D、输入轴3、套轴4、第一中间轴5、第二中间轴6、电机齿轮7、惰轮齿轮8、差速器9、主动齿轮10、从动齿轮11、减速主动齿轮12、减速从动齿轮13、混合动力二挡从动齿轮110、混合动力一挡从动齿轮111、倒挡中间齿轮1030、五挡从动齿轮112、第一减速主动齿轮120、第二减速主动齿轮121、四挡从动齿轮113、倒挡主动齿轮100、三/五挡主动齿轮101、四挡主动齿轮102、一挡主动齿轮103、混合动力二挡主动齿轮104、混合动力一挡主动齿轮105、倒挡从动齿轮114、三挡从动齿轮115、一挡从动齿轮116。

具体实施方式

如图1所示，本实施例包括：电机1、四个同步器A～D、带有六个主动齿轮10的输入轴3、带有四个从动齿轮11和一个倒挡中间齿轮1030的第二中间轴6、带有三个从动齿轮11的第一中间轴5、惰轮齿轮8以及差速器9，其中：混合动力二挡从动齿轮110、混合动力一挡从动齿轮111、倒挡中间齿轮1030、五挡从动齿轮112和四挡从动齿轮113依次空套于第二中间轴6上，第三同步器C、第二同步器B和第二减速主动齿轮121固定设置于第二中间轴6上，第三同步器C位于混合动力二挡从动齿轮110之后，第二同步器B位于五挡从动齿轮112之后，第二减速主动齿轮121位于四挡从动齿轮113之后，输入轴3上依次固定设置有第四同步器D、倒挡主动齿轮100、三/五挡主动齿轮101、四挡主动齿轮102和一挡主动齿轮103，混合动力二挡主动齿轮104和混合动力一挡主动齿轮105通过套轴4空套于输入轴3上且位于第四同步器D之前，混合动力二挡主动齿轮104与混合动力二挡从动齿轮110相啮合，混合动力一挡主动齿轮105与混合动力一挡从动齿轮111相啮合，三/五挡主动齿轮101与五挡从动齿轮112相啮合，四挡主动齿轮102与四挡从动齿轮113相啮合，第一中间轴5上依次固定设有倒挡从动齿轮114、第一同步器A和第一减速主动齿轮120，三挡从动齿轮115和一挡从动齿轮116空套于第一中间轴5上，三挡从动齿轮115位于倒挡从动齿轮114之后，一挡从动齿轮116位于第一同步器A之后，倒挡从动齿轮114与倒挡中间齿轮1030相啮合，三挡从动齿轮115与三/五挡主动齿轮101相啮合，一挡从动齿轮116与一挡主动齿轮103相啮合，差速器9通过减速从动齿轮13与第一减速主动齿轮120和第二减速主动齿轮121相啮合，电机1通过电机齿轮7与惰轮齿轮8相啮合，惰轮齿轮8与混合动力二挡主动齿轮104相啮合。

所述的混合动力二挡104为电机1二挡与发动机2六挡混合。

所述的混合动力一挡105为电机1一挡与发动机2二挡混合。

所述的输入轴3、第一中间轴6、第二中间轴5、惰轮齿轮8和差速器9的两端均设有轴承。

所述的第一至第四同步器A～D为液压换挡系统控制或电换挡系统控制。

如图1所示，上述各挡位通过以下方式控制：发动机2一挡和三挡由第一同步器A控制，发动机2四挡和五挡由第二同步器B控制，发动机2二挡和六挡由第三同步器C和第四同步器D共同控制，电机1的一挡和二挡由第三同步器C控制，发动机2倒挡和驻车充电挡位由第四同步器D控制，第四同步器D位于中位时倒挡主动齿轮100与倒挡中间齿轮1030不啮合。

本实用新型的单电机混合动力用变速器可以实现多种工作模式：

纯电动模式：

电机1一挡动力传输过程：第三同步器C右移，动力经电机齿轮7、惰轮齿轮、电机1二挡主动齿轮、套轴、电机1一挡主动齿轮、带结合齿的电机1一挡从动齿轮、第三同步器C、第二中间轴6、第二减速主动齿轮121、减速从动齿轮13传递至差速器9，驱动车辆。

电机1二挡动力传输过程：第三同步器C左移，动力经电机1齿轮、惰轮齿轮、电机1二挡主动齿轮104、带结合齿的电机1二挡从动齿轮110、第三同步器C、第二中间轴6、第二减速主动齿轮121、减速从动齿轮13传递至差速器9，驱动车辆。

纯发动机模式：

一挡动力传输过程：第一同步器A右移，动力经一挡主动齿轮103、带结合齿的一挡从动齿轮116、第一同步器A、第一中间轴5、第一减速主动齿轮120、减速从动齿轮13传递至差速器9，驱动车辆。

二挡动力传输过程：第四同步器D左移，同时第三同步器C右移，动力经过第四同步器D、带结合齿的套轴4、电机1一挡主动齿轮104、带结合齿的电机1一挡从动齿轮110、第三同步器C、第二中间轴6、第二减速主动齿轮121、减速从动齿轮13传递至差速器9，驱动车辆。

三挡动力传输过程：第一同步器A左移，动力经过三/五挡主动齿轮101、带结合齿的三挡从动齿轮115、第一同步器A、第一中间轴5、第一减速主动齿轮120、减速从动齿轮13传递至差速器9，驱动车辆。

四挡动力传输过程：第二同步器B右移，动力经过四挡主动齿轮102、带结合齿的四挡从动齿轮113、第二同步器B、第二中间轴6、第二减速主动齿轮121、减速从动齿轮13传递至差速器9，驱动车辆。

五挡动力传输过程：第二同步器B左移，动力经过三/五挡主动齿轮101、带结合齿的五挡从动齿轮112、第二同步器B、第二中间轴6、第二减速主动齿轮121、减速从动齿轮13传递至差速器9，驱动车辆。

六挡动力传输过程：第四同步器D左移，同时第三同步器C左移，动力经过第四同步器D、带结合齿的套轴4、电机1二挡主动齿轮105、带结合齿的电机1二挡从动齿轮111、第三同步器C、第二中间轴6、第二减速主动齿轮121、减速从动齿轮13传递至差速器9，驱动车辆。

具体的工作模式见下表：

注：L-同步机构左移，R-同步机构右移，0-同步机构中位。

混合动力模式：

组合方式有：电机1一挡分别与发动机一挡、二挡、三挡、四挡组合，电机1二挡分别与发动机三挡、四挡、五挡、六挡组合。

倒档模式：

纯电动倒挡：动力经过电机1的一挡动力传输过程反向驱动车辆。

发动机倒挡：第四同步器D右移，倒挡主动齿轮100与倒挡中间齿轮1030啮合且动力经过第四同步器D、倒挡主动齿轮100、倒挡中间齿轮1030、倒挡从动齿轮114、第一中间轴5、第一减速主动齿轮120、减速从动齿轮13传递至差速器9，反向驱动车辆。

混动倒挡：电机1倒档与发动机2倒档同时驱动。

驻车充电模式：

第四同步器D左移，动力经过第四同步器D、带结合齿的套轴4、电机1的二挡主动齿轮105、惰轮齿轮、电机齿轮7传递至电机1，进行发电。

停车启动发动机模式：

电机1输出动力，并将驻车充电的动力传输过程反向传递，实现停车启动发动机模式。

纯电机启动发动机模式：

电机1的一挡或者电机1的二挡驱动车辆，第四同步器D左移，动力经过第四同步器D、输入轴3传递至发动机2，发动机2启动。

纯发动机驱动中的充电模式：

第四同步器D左移，发动机2驱动车辆的同时，动力经过第四同步器D、带结合齿的套轴4、电机1的二挡主动齿轮105、惰轮齿轮、电机齿轮7传递至电机1，进行发电。

纯电驱动或混合动力驱动中的制动能量回收模式：

车轮制动过程中的动力，动力传输过程经过啮合中的纯电挡位，同时反向，输入到电机1，实现制动发电。

动力换档：

在混合动力情况下，进行电机挡位或者发动机挡位的升降，需要保持另一动力所在挡位不变，所需动力目标挡位切换。

在纯电驱动或者纯发动机驱动的情况下，进行电机挡位或者发动机挡位的升降，需要先启动另一动力，切换到对应的混合动力驱动模式，进行目标档位升降，之后断开不需要的动力。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本实用新型原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本实用新型的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本实用新型之约束。