一种低成本混合动力驱动系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种低成本混合动力驱动系统，包括输入轴（1）、箱体（2）、换挡机构（4）、马达主动齿轮（5）、马达（6）、主动齿轮B（7）、从动齿轮（8）、输出轴（9），其特征在于：在输入轴（1）上通过换挡机构（4）安装有主动齿轮B（7），换挡机构（4）处于空挡状态时，主动齿轮B（7）可相对于输入轴（1）自由转动；马达（6）通过马达主动齿轮（5）与主动齿轮B（7）啮合。本实用新型的有益效果是使用最少的零件实现马达、发动机的混合动力驱动功能。与传统变速箱工艺继承性好，可以广泛应用于汽车、轨道车辆、船舶、工程机械、农业机械等各种动力设备上。
【专利说明】 一种低成本混合动力驱动系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及混合动力汽车动力系统、特别是具有电机、发动机双动力源的混合动力车辆、具有三个及以上的动力源及负载的减速器、变速器，可以广泛应用于汽车、轨道车辆、船舶、工程机械、农业机械等各种动力设备上。
【背景技术】
[0002]目前，由于节能减排的压力，车辆节能减排标准日益严格。为了降低车辆的能耗，开发了包括混合动力汽车在内的众多新型车辆系统。混合动力汽车作为兼具传统内燃机车辆的长里程和电动汽车节能、环保，可使用清洁的电能的车辆种类开始被广泛应用。同时还有一些车辆为了保证车辆的可靠性、经济性以及降低制造成本等，具有两个以上的动力源。例如具有副发动机的一些专用汽车、工程机械、超大型车辆、特种安全车辆等等。此外还包括其它动力形式，如液压混合动力、气压混合动力(压缩空气混合动力)等。这些车辆都需要一个将两个以上不同动力源的动力耦合起来，共同或分别驱动车辆的系统——动力耦合系统。动力耦合系统的要求是既能够将两个以上的动力源输出的动力分别单独传递到输出装置上(如车轮等)，又能够将两个以上的动力源输出的动力同时传递到输出装置上。
[0003]但是当前能够实现上述功能的的双动力源动力耦合系统，主要包括如下几种形式:
[0004]1采用行星齿轮耦合方式。典型应用包括丰田普锐斯、通用沃蓝达等汽车；
[0005]2采用角传动变速器。典型应用包括南车集团混合动力客车；
[0006]3采用同轴耦合，即将电机安装在发动机传动链上，依靠两个以上的离合器实现不同的输出模式。
[0007]但是当前的耦合系统存在如下问题:
[0008]方式1对行星齿轮加工、装配精度要求高，传动效率低，与现有的车辆传动系统的生产工艺继承性不好，需要重新投入设备、模具等等。
[0009]方式2采用锥齿轮传动系统对齿轮加工精度要求高，润滑困难等等。
[0010]方式3存在两动力源转速配合固定，难以发挥各动力源的最佳工作曲线等问题。
[0011]无论上述哪种方式，其动力总成成本都比较昂贵，如何减少零件数量，降低动力系统成本成为重要课题。
[0012]本实用新型可以解决双动力源动力耦合系统的上述问题。
【发明内容】
[0013]本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够将两个以上动力源传动到车轮的动力灵活传递的结构简单，性能可靠的减速器或变速器，同时还能够充分利用现有的变速器生产设备、工艺、零件，以最大限度降低系统的初次投入成本，并实现结构的最简化。
[0014]为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是:包括输入轴(1)、箱体(2)、换挡机构(4)、马达主动齿轮(5)、马达(6)、主动齿轮B (7)、从动齿轮(8)、输出轴(9)，其特征在于:在输入轴(1)上通过换挡机构(4)安装有主动齿轮B (7)，换挡机构(4)处于空挡状态时，主动齿轮B (7)可相对于输入轴(1)自由转动；马达(6)通过马达主动齿轮(5)与主动齿轮B (7)啮合。
[0015]这样马达(6)与输出轴(9)之间保持固定速比传动关系，发动机动力可以通过离合器(10)输入到输入轴(1 )，换挡机构(4)连接到挂挡位置时，发动机动力可以通过主动齿轮B (7)、从动齿轮(8)传动到输出轴(9)。
[0016]技术方案还可以增加一对包括主动齿轮A (3)从动齿轮(8)在内的传动齿轮副，形成发动机两速比变速的混合动力驱动系统。也可以增加若干对主、从动齿轮和换挡机构
(4)形成发动机更多速比的混合动力驱动系统。
[0017]技术方案中马达(6)不仅可以是电力驱动的动力机械，也可以换成液压马达或气动马达，形成发动机与液压或压缩空气混合的混合动力系统。从输入轴(1)接入的也可以是电机或其他动力源，如系统安装有自动控制系统或其他同步装置，离合器(10)也可以取消。
[0018]技术方案中所提到的换挡机构(4)，其结构形式可以不受限制，可以选用汽车常见的同步器换挡机构也可以使用啮合套甚至直齿滑动齿轮换挡机构。
[0019]本实用新型中车辆倒车时，由固定速比传动的马达(如电机)反向旋转驱动，也可以在系统中设置专用的倒挡齿轮，实现马达正转驱动下的倒车功能。但是在以电驱动为主的车辆上，电机的驱动力足够，且倒车时也不允许有过高的车速和加速度，所以可以省略倒挡齿轮。
[0020]本实用新型的有益效果是使用较少的零件数量，就可实现最灵活的动力耦合传动路径，可以实现单电机的多种驱动模式，在具有自动控制和执行机构的条件下，还可以形成马达自动补偿发动机换挡动力间隙的无动力中断自动变速器系统。
[0021]为了进一步降低整个动力总成成本，本实用新型所涉及的零件也可以与发动机、电动机、离合器、差速器、主减速器的一个或多个部件集成设计成一体，以减少壳体、连接件、支撑件等零件数量，提高系统刚性，降低噪音，延长寿命，降低成本及提高整车装配节拍。
[0022]本实用新型可以广泛应用于汽车、轨道车辆、船舶、工程机械、农业机械等各种动力设备上。
[0023][【专利附图】
【附图说明】]
[0024]图1是本实用新型一种低成本混合动力驱动系统结构布置简图；图2是一种带有两速比换挡的实施方式结构布置简图；图3是带有四速比换挡的实施方式结构布置简图；图4是马达主动齿轮(5)布置在齿轮箱外侧的两速比实施方式结构布置简图；图5是两速比实施方式车辆操纵挡杆位置示意图。
[0025]各图中数字代号表示:1输入轴、2箱体、3主动齿轮A、4换挡机构、5马达主动齿轮、6马达、7主动齿轮B、8从动齿轮、9输出轴、10离合器。
[0026][【具体实施方式】]
[0027]下面以几个具体实例介绍实施方案，实际实施方案不限于此实例。
[0028]图1是本实用新型一种低成本混合动力驱动系统结构布置简图。这样马达与输出轴(9)之间保持固定速比传动关系，发动机动力可以通过离合器(10)输入到输入轴(1 )，换挡机构(4)连接到挂挡位置时，发动机动力可以通过主动齿轮B (7)、从动齿轮(8)传动到输出轴(9)。
[0029]换挡机构处于脱开位置时，车辆为马达单独驱动状态，即纯电动模式。将换挡机构在结合位置时，发动机动力输出到输出轴(9)，车辆处于混合动力模式。
[0030]图2是一种带有两速比换挡的实施方式结构布置简图；马达(6)与输出轴(9)之间保持固定速比传动关系。当换挡机构(4)处于左边时，发动机动力通过主动齿轮A (3)和与其相啮合的从动齿轮(8)传动；车辆处于混合动力状态。当换挡机构(4)处于中间，即空挡时，发动机动力中断传动；车辆处于纯电动状态。当换挡机构(4)处于右边时，发动机动力通过主动齿轮B (7)和与其相啮合的从动齿轮(8)传动；车辆处于混合动力状态。
[0031]图3是带有四速比换挡的实施方式结构布置简图，其中部分换挡机构安装在输出轴(9)上，相应的与之相连的2个主动齿轮A (3)则固定安装在输入轴(1)上。它具有两个换挡机构4个挡位(速比)。
[0032]图4是马达主动齿轮布置在齿轮箱外侧的两速比实施方式结构布置简图。在这个实施方式中，马达的安装方向也可以向左安装，并将马达外壳与齿轮箱外壳集成设计，形成一体化驱动总成。
[0033]图5是两速比实施方式车辆操纵挡杆位置示意图。这个挡杆运动布置图可兼顾电子位置与手动机械换挡机构的运动要求。只有在电子挡位处于前进挡时，才允许发动机部分的机械挡位介入，防止了倒车时乱挡问题。
【权利要求】
1.一种低成本混合动力驱动系统,包括输入轴(I)、箱体(2)、换挡机构(4)、马达主动齿轮(5)、马达(6)、主动齿轮B (7)、从动齿轮(8)、输出轴(9)，其特征在于:在输入轴(I)上通过换挡机构(4)安装有主动齿轮B (7)，换挡机构(4)处于空挡状态时，主动齿轮B (7)可相对于输入轴(I)自由转动；马达(6)通过马达主动齿轮(5)与主动齿轮B (7)啮合；主动齿轮B (7)与从动齿轮(8)相啮合；从动齿轮(8)安装在输出轴(9)上。
2.如权利要求1所述的一种低成本混合动力驱动系统，其特征在于，所述的换挡机构(4)采用同步器换挡机构或啮合套换挡机构或直齿滑动齿轮换挡机构。
3.如权利要求1所述的一种低成本混合动力驱动系统，其特征在于，所述的马达(6)采用电力驱动的电动机或液压马达或气动马达。
【文档编号】F16H3/091GK204061757SQ201420431894
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】张玥 申请人:天津优溥特科技有限公司