混动专用变速器及混动动力系统的制作方法

1.本实用新型涉及车辆零部件技术领域，特别涉及一种混动专用变速器。本实用新型还涉及一种应用有该混动专用变速器的混动动力系统。


背景技术：

2.目前，混动专用变速器因具有发动机驱动与电机驱动等多种驱动模式，而得到越来越广泛的应用。然而，由于混合动力车辆同时具有发动机与电机，动力装置占用发动机舱内空间较大，尤其是结构较为复杂的混动专用变速器，在布置时难度更大。
3.另外，现有的混动专用变速器，由于其结构的设计，使得整体结构较长，无法满足混动专用变速器的横向布置，导致整车布置较为困难。另外，现有的混动专用变速器，其动力传递需要经过多组齿轮，导致混动专用变速器效率降低，且纯电模式挡位少，驾驶性差，动力性也欠佳，无法满足对混动专用变速器的性能需求。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种混动专用变速器，以利于提高其性能。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一种混动专用变速器，包括第一电机、第二电机，以及相互平行的输入轴和传动轴；
7.所述第一电机具有第一电机轴，所述第一电机轴与所述输入轴传动连接；
8.所述输入轴通过若干齿轮组与所述传动轴传动连接；
9.所述第二电机具有第二电机轴，所述第二电机轴与所述传动轴传动连接；
10.所述传动轴用于与差速器的动力输入轴传动连接。
11.进一步的，所述齿轮组为多组，多组所述齿轮组沿所述输入轴的轴向依次间隔排布。
12.进一步的，所述齿轮组包括相邻布置的不同传动比的两个齿轮副，各所述齿轮副均包括设于所述输入轴上的主动齿轮和设于所述传动轴上的从动齿轮，所述主动齿轮和所述从动齿轮啮合相连；所述输入轴上设有选择性的连接任一所述主动齿轮的第一同步器，和/或所述传动轴上设有选择性的连接任一所述从动齿轮的第二同步器。
13.进一步的，还包括设有传动单元的第一中间轴，所述第一中间轴通过传动单元和所述齿轮组连接所述输入轴或所述传动轴。
14.进一步的，所述传动单元包括空套在所述第一中间轴上的第一中间轮，以及设于所述第一中间轴上的第三同步器，所述第三同步器用于可选择地连接所述第一中间轮；所述第一中间轮与所述齿轮组传动相连。
15.进一步的，所述传动单元为多组，多组所述传动单元沿所述第一中间轴的轴向依次间隔排布。
16.进一步的，所述第一中间轴的远离所述差速器的一端设有驻车齿轮。
17.进一步的，还包括输出轴，所述输出轴分别与所述传动轴和所述第一中间轴连接；所述第二电机轴的第一端经所述输出轴连接所述传动轴，所述第二电机轴的第二端用于连接差速器。
18.进一步的，所述传动轴上设有第六主动轮；所述第一中间轴上设有第七主动轮；所述输出轴上设有第六从动轮；所述第六从动轮分别与所述第六主动轮和所述第七主动轮传动相连。
19.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
20.(1)本实用新型所述的混动专用变速器，可实现第一电机的动力经输入轴、齿轮组向传动轴及差速器传递，或者实现第二电机的动力直接向传动轴传递，而后通过传动轴向差速器传递动力来驱动车辆行驶。其通过采用双电机的架构，并且通过设置的若干齿轮组，不仅可实现多种不同挡位模式，还可使得各电机在高效率区间工作，其一电机驱动时，可由另一电机为动力电池充电，实现能量的回收，且也有着良好的动力性，同时也还具有结构紧凑、成本低的特点。
21.(2)通过设置的多组沿输入轴的轴向依次间隔布置的齿轮组，有利于实现更多不同挡位模式，而能够丰富混动专用变速器的性能。
22.(3)齿轮组包括两个不同传动比的齿轮副，各齿轮副包括啮合相连的主动齿轮和从动齿轮，并且通过设置的第一同步器和/或第二同步器，有利于输入轴上的动力经各主动齿轮、从动齿轮向传动轴传递，而实现多种不同的挡位模式。
23.(4)设置第一中间轴以及传动单元，并使第一中间轴与输入轴或传动轴连接，有利于实现倒挡挡位模式，进一步丰富混动专用变速器的性能。
24.(5)传动单元包括第一中间轮和第三同步器，并使第一中间轮与齿轮组传动连接，第三同步器与第一中间轮可选择性的连接，由此可实现输入轴的动力经齿轮组、第一中间轮、第三同步器向第一中间轴传递，实现倒挡挡位模式。
25.(6)设置的多组沿第一中间轴的轴向依次间隔排布的传动单元，有利于实现更多不同的挡位模式，而能够更进一步丰富混动专用变速器的性能。
26.(7)在第一中间轴的远离差速器的一端设置驻车齿轮，有利于缩短混动专用变速器的整体结构，而便于整车布置。
27.(8)设置输出轴，并使输出轴分别与传动轴和第一中间轴连接，有利于输出轴承接的动力或第一中间轴承接的动力向输出轴传递。
28.(9)第六从动轮分别与第六主动轮和第七主动轮传动相连，可使得传动轴上的动力通过第六主动轮、第六从动轮向输出轴传递，或者使得第一中间轴上的动力通过第七主动轮、第六从动轮向输出轴传递，从而能够驱动车辆行驶。
29.本实用新型的另一目的在于提出一种混动动力系统，包括如上所述的混动专用变速器，还包括发动机，以及设于所述发动机的动力输出端和所述输入轴之间的离合器。
30.进一步的，所述第一电机轴的第一端与所述输入轴连接，所述第一电机轴的第二端连接所述离合器。
31.本实用新型的混动动力系统，通过采用上述的混动专用变速器，以及设置的发动机和离合器实现发动机的单独驱动、第一电机单独驱动、第二电机单独驱动、发动机和第一电机共同驱动、发动机和第二电机共同驱动、第一电机和第二电机共同驱动、发动机和第一
电机及第二电机共同驱动的七种驱动模式，且有利于整体结构布置，便于在占用较小空间的同时，实现多种不同的挡位模式，同时也能够实现能量的回收。
附图说明
32.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
33.图1为本实用新型实施例所述的混动专用变速器应用状态下的结构示意图；
34.图2为本实用新型实施例所述的混动专用变速器在发动机驱动时处于第一挡位模式的动力传递路线示意图；
35.图3为本实用新型实施例所述的混动专用变速器在发动机驱动时处于第二挡位模式的动力传递路线示意图；
36.图4为本实用新型实施例所述的混动专用变速器在发动机驱动时处于第三挡位模式的动力传递路线示意图；
37.图5为本实用新型实施例所述的混动专用变速器在发动机驱动时处于第四挡位模式的动力传递路线示意图；
38.图6为本实用新型实施例所述的混动专用变速器在发动机驱动时处于倒挡挡位模式的动力传递路线示意图；
39.图7为本实用新型实施例所述的混动专用变速器在第二电机驱动时的动力传递路线示意图；
40.图8为本实用新型实施例所述的混动专用变速器在第二电机驱动时，第一电机能量回收的其中一种动力传递路线示意图；
41.附图标记说明：
42.1、离合器；
43.2、输入轴；201、第一主动齿轮；202、第二主动齿轮；203、第三主动齿轮；204、第四主动齿轮；
44.4、传动轴；401、第一从动齿轮；402、第二从动齿轮；403、第三从动齿轮；404、第四从动齿轮；405、第二同步器a；406、第二同步器b；407、第六主动轮；
45.5、第一中间轴；501、第七主动轮；502、第一中间轮；503、第三同步器；504、驻车齿轮；
46.7、输出轴；701、第六从动轮；
47.10、发动机；20、第一电机；30、第二电机；40、差速器。
具体实施方式
48.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
49.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”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。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。
50.另外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以接合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
51.下面将参考附图并接合实施例来详细说明本实用新型。
52.本实施例涉及一种混动专用变速器，在整体构成上，该混动专用变速器主要包括第一电机20、第二电机30，以及相互平行的输入轴2和传动轴4。其中，输入轴2通过若干齿轮组与传动轴4传动连接，而传动轴4用于与差速器40的动力输入轴连接。并且，第一电机20具有第一电机轴，第一电机轴与输入轴2传动连接，第二电机30具有第二电机轴，第二电机轴与传动轴4传动连接。
53.如上结构中，可实现第一电机20的动力通过输入轴2、齿轮组向传动轴4传递，或者使得第二电机30的动力直接向传动轴4传递，而后传动轴4承接的动力向差速器40传递，从而实现车辆的行驶，并能够多种驱动方式及多种不同的挡位模式。
54.基于如上整体介绍，本实施例的混动专用变速器，作为一种示例性结构，如图1所示，输入轴2和传动轴4平行布置，作为优选的，齿轮组为设置的多组，多组齿轮组沿输入轴2的轴向依次间隔排布。
55.并且，该齿轮组包括相邻布置的不同传动比的两个齿轮副，各齿轮副均包括设于输入轴2上的主动齿轮和设于传动轴4上的从动齿轮，主动齿轮和从动齿轮啮合相连，输入轴2上设有选择性的连接任一主动齿轮的第一同步器，或者传动轴4上设有选择性的连接任一从动齿轮的第二同步器，或者输入轴2上和传动轴4上分别设有第一同步器和第二同步器。
56.此处，可以理解的是，通过第一主动齿轮201、第二主动齿轮202、第三主动齿轮203和第四主动齿轮204与输入轴2的连接方式是否是空套连接，可在输入轴2上对应的设置第一同步器。同样的，通过第一从动齿轮401、第二从动齿轮402、第三从动齿轮403和第四从动齿轮404与传动轴4的连接方式是否是空套连接，可在传动轴4上对应的设置第二同步器。
57.为便于描述，如图1中所示，按由左往右的方向，分别将各齿轮组成为第一齿轮组和第二齿轮组。其中，第一齿轮组中靠左设置的齿轮副包括固设在输入轴2上的第一主动齿轮201，以及空套在传动轴4上的第一从动齿轮401，第一主动齿轮201和第一从动齿轮401啮合相连。第一齿轮组中靠右设置的齿轮副包括固设在输入轴2上的第二主动齿轮202，以及空套在传动轴4上的第二从动齿轮402，第二主动齿轮202和第二从动齿轮402啮合相连。
58.第二齿轮组中靠左设置的齿轮副包括固设在输入轴2上的第三主动齿轮203，以及空套在传动轴4上的第三从动齿轮403，第三主动齿轮203和第三从动齿轮403啮合相连。第二齿轮组中靠右设置的齿轮副包括固设在输入轴2上的第四主动齿轮204，以及空套在传动轴4上的第四从动齿轮404，第四主动齿轮204和第四从动齿轮404啮合相连。
59.为便于对下文进行描述，本实施例中，将位于第一从动齿轮401和第二从动齿轮402之间的第二同步器称为第二同步器a405，将位于第三从动齿轮403和第四从动齿轮404
之间的第二同步器称为第二同步器b406。
60.作为优选的布置形式，本实施例的混动专用变速器还包括设有传动单元的第一中间轴5，第一中间轴5通过传动单元和上述的齿轮组连接输入轴2或传动轴4。由此，能够使得输入轴2承接的动力通过齿轮组、传动单元向第一中间轴5传递，或者通过齿轮组、传动单元向传动轴4传递，从而可实现倒挡模式，利于丰富混动专用变速器的使用性能。
61.作为本实施例的一种优选的可行的实施方式，本实施例中，传动单元和上述的第一齿轮组中的第一从动齿轮401啮合相连。由此，使得输入轴2承接的动力经第一主动齿轮201、第一从动齿轮401、传动单元向第一中间轴5传递，而后向输出轴7传递，从而实现倒挡模式。
62.本实施例的传动单元，作为一种优选实施方式，其包括空套在第一中间轴5上的第一中间轮502，以及设于第一中间轴5上的第三同步器503，第三同步器503用于可选择地连接第一中间轮502，第一中间轮502与齿轮组中的第一从动轮啮合相连。
63.在此值得提及的是，传动单元可设置为多组，多组传动单元沿第一中间轴5的轴向依次间隔排布。如此有利于实现更多挡位模式，而进一步丰富混动专用变速器的性能。当然，具体实施时，可根据使用需求对齿轮组的组数以及传动单元的数量进行适应性的增减。
64.作为优选的布置形式，本实施例中，在第一中间轴5的远离差速器40的一端设有驻车齿轮504。如此，使得混动专用变速器的结构更加紧凑，并且，相比于现有结构中将驻车齿轮504布置在输出轴7后端，可减小混动专用变速器的整体尺寸，而利于整车布置。
65.同样作为优选的布置形式，本实施例的混动专用变速器还包括输出轴7，输出轴7分别与传动轴4和第一中间轴5连接，并且该输出轴7与差速器40的动力输入轴传动连接，通过差速器40向外传递动力，实现车辆的行驶。此时，第二电机轴的第一端经输出轴7连接传动轴4，第二端连接差速器40的动力输入轴。
66.另外，也作为一种优选布置形式，本实施例中，第一中间轴5上还固设有第七主动轮501，传动轴4上固设有第六主动轮407，第七主动轮501和第六主动轮407分别与输出轴7上的第六从动轮701啮合相连。由此，可使得传动轴4承接的动力经第六主动轮407、第六从动轮701向输出轴7传递，或者使得第一中间轴5承接的动力经第七主动轮501、第六从动轮701向输出轴7传递。
67.本实施例的混动专用变速器，可实现第一电机20的动力经输入轴2、齿轮组向传动轴4及差速器40传递，或者实现第二电机30的动力直接向传动轴4传递，而后通过传动轴4向差速器40传递动力来驱动车辆行驶。并且通过采用双电机的架构，通过设置的若干齿轮组，不仅可实现多种不同挡位模式，还可使得各电机在高效率区间工作，其一电机驱动时，可由另一电机为动力电池充电，实现能量的回收，且也有着良好的动力性，同时也还具有结构紧凑、成本低的特点。
68.此外，本实施例还涉及一种混动动力系统，其包括上述的混动专用变速器，还包括发动机10，以及设于发动机10的动力输出端和输入轴2之间的离合器1，该离合器1用于控制发动机10和输入轴2之间的动力通断，且该离合器1可采用现有标准件，而能够降低混动动力系统的整体成本。
69.作为本实施例的进一步优选实施方式，本实施例中，第一电机轴的第一端与输入轴2连接，第二端连接离合器1，也即是第一电机20布置在离合器1和输入轴之间。
70.本实施例的混动动力系统通过设置的发动机10、离合器1及上述的混动专用变速器，可实现发动机10的单独驱动、第一电机20单独驱动、第二电机30单独驱动、发动机10和第一电机20同时驱动、发动机10和第二电机30同时驱动、第一电机20和第二电机30同时驱动、发动机10和第一电机20及第二电机30同时驱动的七种驱动模式，且有利于整体结构布置，便于在占用较小空间的同时，实现多种不同的挡位模式。
71.其中，发动机10的单独驱动、第一电机20单独驱动、发动机10和第一电机20同时驱动、发动机10和第二电机30同时驱动、第一电机20和第二电机30同时驱动、发动机10和第一电机20及第二电机30同时驱动的驱动模式下，具有相同的挡位模式，且各挡位的路线传递路径基本相同。下面以发动机10的单独驱动模式为例进行详细说明，具体可参照下文所述。
72.a)发动机10驱动时，混动专用变速器处于第一挡位模式的动力传递路线可如图2所示，离合器1接合，第二同步器a405和第一从动齿轮401接合，该挡位模式可作为混动专用变速器的一挡使用。
73.此时，动力传递路线为：发动机10
→
离合器1
→
输入轴2
→
第一主动齿轮201
→
第一从动齿轮401
→
第二同步器a405
→
传动轴4
→
第六主动轮407
→
第六从动轮701
→
输出轴7
→
差速器40。
74.b)发动机10驱动时，混动专用变速器处于第二挡位模式的动力传递路线可如图3所示，离合器1接合，第二同步器b406和第三从动齿轮403接合。该挡位模式可作为混动专用变速器的二挡使用。
75.此时，动力传递路线为：发动机10
→
离合器1
→
输入轴2
→
第三主动齿轮203
→
第三从动齿轮403
→
第二同步器b406
→
传动轴4
→
第六主动轮407
→
第六从动轮701
→
输出轴7
→
差速器40。
76.c)发动机10驱动时，混动专用变速器处于第三挡位模式的动力传递路线可如图4所示，离合器1接合，第二同步器a405和第二从动齿轮402接合，该挡位模式可作为混动专用变速器的三挡使用。
77.此时，动力传递路线为：发动机10
→
离合器1
→
输入轴2
→
第二主动齿轮202
→
第二从动齿轮402
→
第二同步器a405
→
传动轴4
→
第六主动轮407
→
第六从动轮701
→
输出轴7
→
差速器40。
78.d)发动机10驱动时，混动专用变速器处于第四挡位模式的动力传递路线可如图5所示，离合器1接合，第二同步器b406与第四从动齿轮404接合，该挡位模式可作为混动专用变速器的四挡使用。
79.此时，动力传递路线为：发动机10
→
离合器1
→
输入轴2
→
第四主动齿轮204
→
第四从动齿轮404
→
第二同步器b406
→
传动轴4
→
第六主动轮407
→
第六从动轮701
→
输出轴7
→
差速器40。
80.e)发动机10驱动时，混动专用变速器处于倒挡挡位模式的动力传递路线可如图6所示，离合器1接合，第三同步器503与第一中间轮502接合。该挡位模式可作为混动专用变速器的倒挡使用。
81.此时，动力传递路线为：发动机10
→
离合器1
→
输入轴2
→
第一主动齿轮201
→
第一从动齿轮401
→
第一中间轮502
→
第三同步器503
→
第一中间轴5
→
第七主动轮501
→
第六从动轮701
→
输出轴7
→
差速器40。
82.在第二电机30单独驱动下时，混动专用变速器的动力传递路线可如图7所示，离合器1断开。此时，动力传递路线为：第二电机30
→
输出轴7
→
差速器40。
83.另外，在第二电机30单独驱动模式下，离合器1断开，第二电机30的动力可经第六从动轮701、第六主动轮407、第一传动组件或者第二传动组件向输入轴2传递动力，可由第一电机20为动力电池进行充电，从而实现能量回收。
84.如图8中所示，除了第二电机30的动力直接向驱动输出轴7及差速器40传递外，其还示例出其中一种能量回收模式下的动力传递路线，其具体为：第二电机30
→
输出轴7
→
第六从动轮701
→
第六主动轮407
→
传动轴4
→
第二同步器a405
→
第四从动齿轮404
→
第四主动齿轮204
→
输入轴2
→
第一电机20。
85.此外，第二电机30的动力还可通过输出轴7、第六从动轮701、第六主动轮407、传动轴4，不同的从动齿轮以及与之对应的同步器，使得传动轴4承接的动力能够向输入轴2轴进行传递，而后通过输入轴2的转动，可由第一电机20为动力电池进行充电，从而也能够实现能量回收的其他模式。
86.在第一电机20单独驱动模式下，离合器1断开，第一电机20的动力直接向输入轴2传递。并且，第一电机20单独驱动模式下的各挡位动力传递路径与发动机10单独驱动时对应的各挡位动力传递路径相同。同样的，发动机10和第一电机20共同驱动时，发动机10和第二电机30共同驱动时，以及发动机10、第一电机20和第二电机30共同驱动时，各挡位动力传递路径与发动机10单独驱动时对应的各挡位动力传递路径也相同
87.另外，在第一电机20单独驱动模式下，或者在发动机10和第一电机20同时驱动模式下，通过输出轴7的转动，同样可由第二电机30为动力电池进行充电，实现能量的回收。
88.本实施例的混动专用变速器，在高转速工况下，采用发动机10和第一电机20混动模式，使得两个电机都在高效率区间工作，也可降低电机的成本。车辆在低速行驶时，通过第二电机30驱动车辆，且如图8中所示出的处于四挡状态时，第二电机30在驱动车辆的同时，可保持电机在高效率区间工作，并将多余的转速通过第一齿轮组向输入轴2传递，由第一电机20为动力电池进行充电，也即将第二电机30多余的能量回收到第一电机20，从而实现能量的回收。当然，多余的转速还可通过第二齿轮组向输入轴2传递，如此，也能够由第一电机20为动力电池进行充电。
89.本实施例中，两个电机其一工作时，多余的能量能传递给另一电机，由另一电机给电池充电，完成能量回收，两个电机都能在高效率区间工作，并能进一步降低整车油耗，提高整车的经济性。与此同时，本实施例的混动专用变速器采用双电机的架构，还可使得所有电机功率低、体积小、节约成本的同时，也具有良好的动力性。
90.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。