三离合混合动力变速器的制作方法

本实用新型涉及汽车变速器技术领域，特别涉及一种三离合混合动力变速器。

背景技术：

混合动力电动汽车式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。

现阶段的混合动力结构大都采取P2混动模式即电动机安放在变速器的输入轴上。其技术方案为：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。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，提高了工作效率，增加了车辆动力性，提高了车辆燃油经济性，保持有传统车辆的驾驶乐趣，但该混动系统研发制造成本高、技术难度大、质量大以、体积大造成搭载不便以及发动机驱动时电动机不能给电池充电等缺点。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题在于，提供了一种三离合混合动力变速器，能实现所有变速器档位能运转混动模式，实现发动机驱动时让电动机给蓄电池充电功能，以及简化齿轮档位结构节省布置空间。

本实用新型解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：

一种三离合混合动力变速器包括：主动齿轮、从动齿轮、主减齿轮、同步器、第一离合器、第二离合器、第三离合器、发动机、电动机、驻车机构、输入轴和输出轴；所述主动齿轮包括：1档主动齿轮、2档主动齿轮、3档主动齿轮、4档主动齿轮和5档主动齿轮，所述从动齿轮包括：1档从动齿轮、2档从动齿轮、3档从动齿轮、4档从动齿轮和5档从动齿轮；所述同步器包括第一同步器、第二同步器和第三同步器；所述输入轴包括输入一轴和输入二轴，所述输入一轴上包括三个档位的主动齿轮，所述输入二轴上包括两个档位的主动齿轮；所述输出轴包括输出一轴和输出二轴，所述输出一轴上包括两个档位的从动齿轮，所述输出二轴上包括三个档位的从动齿轮，所述输出一轴的从动齿轮与所述输出二轴上的从动齿轮交错布置，所述输入轴上的主动齿轮与所述输出轴上的从动齿轮一一对应啮合；所述输出一轴和所述输出二轴靠近所述电动机的一侧各设有一轴承，所述主减齿轮设置在所述轴承之后靠近所述电动机的一端；所述同步器用于连接所述从动齿轮和所述输出轴以实现动力的传动；所述第一离合器用于连接所述电动机和所述发动机，所述第二离合器用于连接所述输入一轴和所述电动机，所述第三离合器用于连接所述输入二轴和所述电动机。

进一步地，所述1档主动齿轮、所述3档主动齿轮和所述5档主动齿轮通过花键/焊接/一体的方式与所述输入一轴固连或结构一体。

进一步地，所述2档主动齿轮和所述4档主动齿轮通过花键/焊接/一体的方式与所述输入二轴固连或者结构一体。

进一步地，所述1档从动齿轮和所述4档从动齿轮通过滚针轴承套在所述输出一轴上，所述第一同步器与所述输出一轴通过花键固连。

进一步地，所述三离合混合动力变速器还包括倒挡齿轮和第四同步器；所述1档从动齿轮、所述4档从动齿轮和所述倒挡齿轮通过滚针轴承套在所述输出一轴上，所述第一同步器和所述第四同步器与所述输出一轴通过花键固连。

进一步地，所述2档从动齿轮、所述3档从动齿轮和所述5档从动齿轮通过滚针轴承套在所述输出二轴上，所述第三同步器和所述第二同步器与所述输出二轴通过花键固连。

进一步地，所述三离合混合动力变速器还包括6档从动齿轮；所述2档从动齿轮、所述3档从动齿轮、所述5档从动齿轮和所述6档从动齿轮通过滚针轴承套在所述输出二轴上，所述第三同步器和所述第二同步器与所述输出二轴通过花键固连。

进一步地，所述三离合混合动力变速器还包括差速器；所述驻车机构在集成在所述差速器或设置在所述输出一轴或所述输出二轴上。

进一步地，所述三离合混合动力变速器还包括惰轮和惰轮轴；所述惰轮与所述差速器上的齿圈啮合，所述惰轮轴和所述惰轮连接，所述驻车机构与所述惰轮轴固连。

进一步地，所述三离合混合动力变速器通过所述电动机反转实现倒挡功能。

本实用新型采用上述技术方案达到的技术效果是：采用5速的混动变速器优化了变速器内部的传动方案，使得混动变速器的动力性和经济性做到比传统混动7速双离合器更优，且结构相比更紧凑，重量更轻、成本更低，传递效率更高，使发动机能够在功率范围内更加精确的运行，实现超低能耗，生产制造成本更低、兼顾强混和弱混电机系统适应A级到C级整车搭载要求。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的三离合混合动力的系统结构简图。

图2为本实用新型第一实施例图1中的混合动力3档驱动的动力流简图。

图3为本实用新型第一实施例图1中的纯电动机3档驱动或者电机反转倒车的动力流简图。

图4为本实用新型第一实施例图1中的发动机3档驱动车辆同时驱动电动机充电动力流简图。

图5为本实用新型第一实施例图1中的制动能量回收3档动力流简图。

图6是本实用新型第二实施例的三离合混合动力的系统结构简图。

图7是本实用新型第三实施例的三离合混合动力的系统结构简图。

图8是本实用新型第四实施例的三离合混合动力的系统结构简图。

图9是本实用新型第五实施例的三离合混合动力的系统结构简图。

图10是本实用新型第六实施例的三离合混合动力的系统结构简图。

图11是本实用新型第七实施例的三离合混合动力的系统结构简图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。通过具体实施方式的说明，当可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

图1是本实用新型第一实施例的三离合混合动力变速器的系统结构简图。本实施例提供的三离合混合动力变速器可以但并不限于装置在汽车上。如图1所示，三离合混合动力变速器包括：发动机1、第一离合器2、第二离合器3、电动机4、2档主动齿轮5、输出一轴主减齿轮6、驻车机构7、4档从动齿轮8、第一同步器9、1档从动齿轮10、输出一轴11、5档主动齿轮12、输入一轴13、1档主动齿轮14、3档主动齿轮15、输出二轴16、5档从动齿轮17、第二同步器18、4档主动齿轮19、3档从动齿轮20、第三同步器21、2档从动齿轮22、输出二轴主减齿轮24、输入二轴25、第三离合器26。

如图1所示，此混合动力专用变速器在变速器的输入端布置三离合模块。具体地，在本实施例中，三离合器模块由第一离合器2、第二离合器3、第三离合器26和电动机4集成，第一离合器2结合或中断发动机1与电动机4之间的动力传输，第二离合器3是结合或中断变速器输入一轴13与动力源之间的动力传输，第三离合器26是结合或中断变速器输入二轴25与动力源之间的动力传输。

如图1所示，在本实施方式中，主动齿轮包括1档主动齿轮14、2档主动齿轮5、3档主动齿轮15、4档主动齿轮19和5档主动齿轮12。

具体地，在本实施方式中，从动齿轮包括1档从动齿轮10、2档从动齿轮22、3档从动齿轮20、4档从动齿轮8和5档从动齿轮17。

具体地，在本实施方式中，同步器包括第一同步器9、第二同步器18和第三同步器21。

具体地，在本实施方式中，发动机1和电动机4作为传动系统的动力源；输入二轴25空套在输入一轴13上，输入一轴13和输入二轴25通过第二离合器3/第三离合器26/第一离合器2与发动机1/电动机4连接。具体地，输入二轴25与第三离合器26连接，输入一轴13与第二离合器3连接，第二离合器3和第三离合器26连接电动机4，第一离合器2连接发动机1与电动机4。

具体地，在本实施方式中，2档主动齿轮5和4档主动齿轮19通过花键/焊接/一体的方式与输入二轴25固连或结构一体；1档主动齿轮14、3档主动齿轮15和5档主动齿轮12通过花键/焊接/一体的方式与输入一轴13固连或结构一体。

具体地，在本实施方式中，主动齿轮从左至右(从远离发动机1的一端到靠近发动机1的一端)为：输入一轴13上的5档主动齿轮12—1档主动齿轮14—3档主动齿轮15；然后再到输入二轴25上的4档主动齿轮19—2档主动齿轮5。

具体地，在本实施方式中，1档从动齿轮10通过滚针轴承套在输出一轴11上；2档从动齿轮22通过滚针轴承套在输出二轴16上；3档从动齿轮20和5档从动齿轮17通过滚针轴承套在输出二轴16；4档从动齿轮8通过滚针轴承套在输出一轴11。

具体地，在本实施方式中，输出一轴11上的从动齿轮从左到右为：1档从动齿轮10至4档从动齿轮8；输出二轴16上的从动齿轮从左到右为：5档从动齿轮17至3档从动齿轮20至2档从动齿轮22。

具体地，在本实施方式中，1档主动齿轮14与1档从动齿轮10常啮合；2档主动齿轮5与2档从动齿轮22常啮合；3档主动齿轮15与3档从动齿轮20常啮合；4档主动齿轮19与4档从动齿轮8常啮合；5档主动齿轮12与5档从动齿轮17常啮合。

具体地，在本实施方式中，输出轴上的从动齿轮交错布置以及输出轴上的主动齿轮与输出轴上的从动齿轮一一对应啮合，优化了传动路线，提升动力性和换挡模式切换的平顺性，降低了变速器发生故障的可能性。

具体地，在本实施方式中，第一同步器9与输出一轴11通过花键固连；第二同步器18与输出二轴16通过花键固连；第三同步器21与输出二轴16通过花键固连；具体地，第一同步器安装在1档从动齿轮10和4档从动齿轮8之间与1档从动齿轮/4档从动齿轮连接，第二同步器安装在5档从动齿轮17和3档从动齿轮20之间与3档从动齿轮/5档从动齿轮连接，2档从动齿轮安装在2档从动齿轮和3档从动齿轮之间与2档从动齿轮连接。

具体地，在本实施方式中，所述主减齿轮包括输出一轴主减齿轮6和输出二轴主减齿轮24；所述主减齿轮放在轴承27之后有利于提高输出一轴11和输出二轴16的刚度。

具体地，在本实施方式中，三离合混合动力变速器还包括差速器23，差速器23放置在变速器壳体轴承孔处；输出一轴主减速齿轮6与输出一轴11是一体结构，与差速器23的齿圈常啮合，输出二轴主减速齿轮24与输出二轴16是一体结构，与差速器23的齿圈常啮合。输出一轴和输出二轴分别放在输出一轴或输出二轴上的轴承27的右侧(输出轴上靠近电机一侧的末端)。

具体地，在本实施方式中，驻车机构7的棘轮通过花键与输出一轴11固连，安装在4档从动齿轮8和轴承27之间，汽车通过驻车机构7实现驻车功能。

具体地，在一实施方式中，三离合混合动力变速器有5种工作模式：混合动力模式驱动车辆、纯发动机驱动车辆、纯电动机驱动车辆、发动机驱动车辆同时驱动电动机充电、制动能量回收。

请参考图2，图2为图1中的混合动力3档驱动的动力流简图。如图1、图2所示，在本实施例中，三离合混合动力变速器在工作时3档动力传动如下：

具体地，合动力驱动1档传动路线：第一同步器9和1档从动齿轮10接合，第二离合器3闭合，第三离合器26断开，发动机1扭矩经第一离合器2与电动机4扭矩一起通过第二离合器3传递给输入一轴13上的1档主动齿轮14，经由1档主动齿轮14传到1档从动齿轮10，由1档从动齿轮10与第一同步器9的接合将扭矩传递到第一同步器9，由第一同步器9与输出一轴11的接合将扭矩传递到输出一轴11上，再由输出一轴11传递到输出一轴主减齿轮6，再通过与输出一轴主减齿轮6啮合的差速器齿圈传递到差速器23，最终经差速器23输出动力。

具体地，混合动力驱动2档传动路线：第三同步器21和2档从动齿轮22接合，第三离合器26闭合，第二离合器3断开，发动机1扭矩经第一离合器2与电动机4扭矩一起通过第三离合器26传递给输入二轴25上的2档主动齿轮5，经由2档主动齿轮5传到2档从动齿轮22，由2档从动齿轮22与第三同步器21的接合将扭矩传递到第三同步器21，由第三同步器21与输出二轴16的接合花键将扭矩传递到输出二轴16上，再由输出二轴16传递到输出二轴主减齿轮24，再通过与输出二轴主减齿轮24啮合的差速器齿圈传递到差速器23，最终经差速器23输出动力。

具体地，混合动力驱动3档传动路线：第二同步器18和3档从动齿轮20接合，第二离合器3闭合，第三离合器26断开，发动机1扭矩经第一离合器2与电动机4扭矩一起通过第二离合器3传递给输入一轴13上的3档主动齿轮15，经由3档主动齿轮15传到3档从动齿轮20，由3档从动齿轮20与第二同步器18的接合将扭矩传递到第二同步器18，由第二同步器18与输出二轴16的接合花键将扭矩传递到输出二轴16上，再由输出二轴16传递到输出二轴主减齿轮24，再通过与输出二轴主减齿轮24啮合的差速器齿圈传递到差速器23，最终经差速器23输出动力。

具体地，混合动力驱动4档传动路线：第一同步器9和4档从动齿轮8接合，第三离合器26闭合，第二离合器3断开，发动机1扭矩经第一离合器2与电动机4扭矩一起通过第三离合器26传递给输入二轴25上的4档主动齿轮19，经由4档主动齿轮19传到4档从动齿轮8，由4档从动齿轮8与第一同步器9的接合将扭矩传递到第一同步器9，由第一同步器9与输出一轴11的接合将扭矩传递到输出一轴11上，再由输出一轴11传递到输出一轴主减齿轮6，再通过与输出一轴主减齿轮6啮合的差速器齿圈传递到差速器23，最终经差速器23输出动力。

具体地，混合动力驱动5档传动路线：第二同步器18和5档从动齿轮17接合，第二离合器3闭合，第三离合器26断开，发动机1扭矩经第一离合器2与电动机4扭矩一起通过第二离合器3传递给输入一轴13上的5档主动齿轮12，经由5档主动齿轮12传到5档从动齿轮17，由5档从动齿轮17与第二同步器18的接合将扭矩传递到第二同步器18，由第二同步器18与输出二轴16的接合花键将扭矩传递到输出二轴16上，再由输出二轴16传递到输出二轴主减齿轮24，再通过与输出二轴主减齿轮24啮合的差速器齿圈传递到差速器23，最终经差速器23输出动力。

在一实施例中，纯发动机驱动的传动路线和混合动力驱动的区别在于：电动机不提供动力输出，所以纯发动机1档驱动的传动路线不做过多的叙述，请参考混合动力驱动的传动路线。

请参考图3，图3为图1中的纯电动机3档驱动或者电动机反转倒车的动力流简图。如图1、图3所示，纯电动机3档驱动或者电动机反转倒车的传动路线和混合动力驱动的传动路线相似区别在于：发动机1不提供动力输出；所以纯电动机3档驱动或者电机反转倒车的传动路线不做过多的叙述，请参考混合动力驱动的传动路线。

请参考图4，图4为图1中的发动机3档驱动车辆同时驱动电动机充电动力流简图。如图1、图4所示，在本实施例中，发动机3档驱动车辆同时给电动机充电时的传动路线为：

具体地，第二同步器18和3档从动齿轮20接合，第二离合器3闭合，第三离合器26断开；发动机1扭矩经第一离合器2部分进入电动机4的转子转化成电能然后储存在电动机内，另一部分通过第二离合器3传递到输入一轴13上的3档主动齿轮15，经由3档主动齿轮15传到3档从动齿轮20，由3档从动齿轮20与第二同步器18的接合将扭矩传递到第二同步器18，由第二同步器18与输出二轴16的接合将扭矩传递到输出二轴16上，再由输出二轴16传递到输出二轴主减齿轮24，再通过与输出二轴主减齿轮24啮合的差速器齿圈传递到差速器23，最终经差速器23输出动力。

如图2、图4所示，在本实施例中，发动机驱动车辆同时给电动机充电的传动路线与混合动力驱动车辆的传动方案的区别在于：混合动力驱动车辆是电动机将电能转换为动能输出，而发动机驱动车练同时给电动机充电是电动机将动能转换为电能存储。

请参考图5，图5为图1中的制动能量回收3档动力流简图。如图1、图3、图5所示，在本实施例中，制动能量回收路线与纯电动机驱动的传动路线相反为：

具体地，第二同步器18和3档从动齿轮20接合，第二离合器3闭合，第三离合器26断开；车轮端动能扭矩经差速器齿圈传递到差速器23中，由差速器23经差速器和输出二轴主减齿轮24的常啮合部将扭矩传递到输出二轴主减齿轮24上，再由输出二轴16传递到第二同步器，由第二同步器18与3档从动齿轮20的接合将扭矩传递到3档从动齿轮20，再由3档从动齿轮20传到3档主动齿轮15，在通过输入一轴13传递到第二离合器3，经第二离合器3传递到电动机4中，电动机4通过转化将扭矩转化为电能存储。

需要说明的是，其他档位的传动路线与3档传动路线大致相似，故不再过多叙述可以参考制动能量回收3档的传动路线以及纯电动机驱动的传动路线。

请参考图6，图6是本实用新型第二实施例的三离合混合动力的系统结构简图。如图6所示，本实施例提供的三离合混合动力变速器与第一实施例提供的三离合混合动力变速器的区别在于：本实施例提供的三离合混合动力变速器还包括倒挡齿轮32和第四同步器31，倒挡齿轮32和第四同步器31安装在输出一轴11上，位于4档从动齿轮8和轴承27之间；而第四同步器31与倒挡齿轮32接合或断开，倒挡齿轮32与2档从动齿轮22常啮合。

值得注意的是，在本实施例中，驻车机构7集成在差速器23上，驻车机构7通过惰轮34和惰轮轴35与差速器23连接。

在本实施例中，增加了机械倒车档，因此车主可以自主选择倒车方式，当其中一种倒车方式发生故障时可以选择另一种方式，增强了车辆的安全性与可靠性。

请参考图7，图7是本实用新型第三实施例的三离合混合动力的系统结构简图。如图7所示，本实施例提供的三离合混合动力变速器与图6提供的第二实施例的三离合混合动力变速器的区别在于：改变了驻车机构7的安装位置以及本实施例提供的三离合混合动力变速器还包括惰轮34和惰轮轴35。在本实施例中，惰轮34与差速器23的齿圈连接，而惰轮轴35又将驻车机构7和惰轮34连接在一起。

请参考图8，图8是本实用新型第三实施例的三离合混合动力的系统结构简图。如图8所示，本实施例提供的三离合混合动力变速器与图7提供的第三实施例的三离合混合动力变速器的区别在于：本实施例提供的三离合混合动力变速器还包括6档从动齿轮33。6档从动齿轮33设置在输出二轴16上，并且与4档主动齿轮19啮合，6档从动齿轮33可以与第三同步器21接合。

请参考图9，图9是本实用新型第三实施例的三离合混合动力的系统结构简图。如图9所示，本实施例提供的三离合混合动力变速器与图8提供的第四实施例的三离合混合动力变速器的区别在于：去除了惰轮34和惰轮轴35，将驻车机构7安装至输出一轴11上并且位于1档从动齿轮10的前端。

请参考图10，图10是本实用新型第三实施例的三离合混合动力的系统结构简图。如图10所示，本实施例提供的三离合混合动力变速器与图1提供的第一实施例的三离合混合动力变速器的区别在于：本实施例提供的三离合混合动力变速器增加了6档从动齿轮33。6档从动齿轮33设置在输出二轴16上，并且与4档主动齿轮19啮合，6档从动齿轮33可以与第三同步器21接合。

请参考图11，图11是本实用新型第三实施例的三离合混合动力的系统结构简图。如图11所示，本实施例提供的三离合混合动力变速器与图1提供的第一实施例的三离合混合动力变速器的区别在于：将驻车机构7安装至输出一轴11上并且位于1档从动齿轮10的前端，并且在原驻车机构7的位置增加了倒挡齿轮32和第四同步器31。

由上述实施例可知，驻车机构7可以布置在输出一轴11、输出二轴16以及输入一轴13、差速器23、输入二轴25上，并且在上述结构的安装位置也是可变的。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。