一种纵置前驱混合动力变速箱的制作方法

本技术涉及混合动力变速箱，尤其是一种纵置前驱混合动力变速箱。

背景技术：

1、随着新能源技术的不断突破与市场普及，越野suv车型已从过去的小众市场迅速走向大众视野。行业数据显示，2024年国内越野车市场总销量达94万辆，同比大幅增长70%，其中新能源越野车型销量为38.8万辆，市场渗透率快速提升至41%。据相关预测，到2030年，国内新能源越野车的市场规模预计将攀升至242万辆。与城市suv相比，新能源越野车在整车空间布局、动力性能以及安全性方面具备显著优势；相较于传统燃油越野车，其更能节省超过60%的能耗成本，展现出广阔的市场前景。

2、当前主流的新能源越野车型通常具备车重较大、发动机多为纵置布局的特点，并普遍采用p4后驱电机与前置动力单元组合的形式来实现四轮驱动。这种构型对前、后桥的轮端输出扭矩提出了极高的要求。然而，在纵置前驱混动变速箱这一关键细分领域，行业内的成熟产品方案相对较少，尤其是能够满足越野场景所需大扭矩输出的纵置混动变速箱更是匮乏。

3、现有技术中的混合动力变速箱，大多针对横置前驱平台或普通乘用车工况设计，其扭矩承载能力、结构布局以及传动效率难以直接适配纵置大扭矩的越野需求。因此，迫切需要一种专为纵置布局设计的混合动力变速箱，它需要能够高效整合发动机与双电机的动力，提供多个档位以优化发动机和电机的工作区间，并最终实现足够大的扭矩输出至前桥，以满足新能源越野车的苛刻性能要求。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中的现有技术存在当前纵置前驱混动变速箱方案稀缺，现有产品扭矩承载能力不足，无法满足新能源越野车对大扭矩输出和高效传动苛刻需求的问题，提供一种纵置前驱混合动力变速箱，通过齿轮功能复用优化结构，并为发动机和发电机提供了两个档位，确保了高效运行与大扭矩输出，完美契合新能源越野车对纵置布局和强劲动力的需求。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种纵置前驱混合动力变速箱，包括：

3、三动力源：带减震器的纵置的发动机、发电机和驱动电机；

4、齿轮离合器传动系统，包括输入法兰、输入轴、发电机转子轴、惰轮轴、发动机驱动中间轴、驱动电机转子轴、前驱输出轴、前驱差速器及其上的齿轮和离合器；

5、其中，所述输入法兰与发动机上的减震器花键连接；所述输入轴上设置发电兼高速挡驱动主动齿轮、低速挡驱动主动齿轮、以及连接输入轴与输入法兰的第一离合器；

6、所述发动机驱动中间轴上设置高速挡驱动从动齿轮、低速挡驱动从动齿轮、中间传动主动齿轮及第二离合器、第三离合器；所述高速挡驱动从动齿轮与发电兼高速挡驱动主动齿轮啮合；所述低速挡驱动从动齿轮与低速挡驱动主动齿轮啮合；所述第二离合器连接低速挡驱动从动齿轮和发动机驱动中间轴；所述第三离合器连接高速挡驱动从动齿轮和发动机驱动中间轴；所述发电机转子轴上设置有发电从动齿轮；

7、所述惰轮轴上设有惰轮，所述惰轮同时与发电兼高速挡驱动主动齿轮及发电从动齿轮啮合；

8、所述驱动电机转子轴上设置电驱动主动齿轮；

9、所述前驱输出轴上设置中间传动从动齿轮和螺旋锥齿主减主动齿轮，中间传动从动齿轮同时与中间传动主动齿轮及电驱动主动齿轮啮合；

10、所述前驱差速器上设有螺旋锥齿主减从动齿轮，所述螺旋锥齿主减从动齿轮与螺旋锥齿主减主动齿轮啮合。

11、不仅限定了输入轴、惰轮轴、发动机驱动中间轴等关键轴系的布置关系，还详细限定了各轴系上的齿轮配置方案和三个离合器的连接方式，为实现复杂的动力传递与分配提供了最根本的结构基础，保证了系统的结构紧凑性和功能扩展性。

12、进一步地，当第一离合器闭合，第二离合器和第三离合器均打开时，发动机的动力通过输入法兰、第一离合器、输入轴、发电兼高速挡驱动主动齿轮、惰轮、发电从动齿轮、发电机转子轴驱动发电机发电，构成发动机驱动发电机发电系统。

13、通过精确控制第一离合器闭合、其余离合器打开的配合方式，实现了发动机动力向发电系统的定向传输，既保证了车辆行驶过程中的持续电量补充，又实现了怠速发电功能，为整个混合动力系统建立了稳定的能量供应基础。

14、进一步地，所述驱动电机的动力通过驱动电机转子轴、电驱动主动齿轮、中间传动从动齿轮、前驱输出轴、螺旋锥齿主减主动齿轮、螺旋锥齿主减从动齿轮、前驱差速器驱动车辆的前轮行驶，构成驱动电机纯电驱动系统。

15、纯电驱动路径完全独立于发动机传动系统，确保在发动机故障时仍能保持车辆的基本行驶能力，大大提升了系统的可靠性和适用场景。

16、进一步地，当第一离合器、第二离合器闭合,第三离合器打开时，发动机的动力通过输入法兰、第一离合器、输入轴、低速挡驱动主动齿轮、低速挡驱动从动齿轮、第二离合器、发动机驱动中间轴、中间传动主动齿轮、中间传动从动齿轮、前驱输出轴、螺旋锥齿主减主动齿轮、螺旋锥齿主减从动齿轮、前驱差速器驱动车辆的前轮行驶，构成发动机低速挡驱动系统。

17、进一步地，当第一离合器、第三离合器闭合,第二离合器打开时，发动机的动力通过输入法兰、第一离合器、输入轴、发电兼高速挡驱动主动齿轮、高速挡驱动从动齿轮、第三离合器、发动机驱动中间轴、中间传动主动齿轮、中间传动从动齿轮、前驱输出轴、螺旋锥齿主减主动齿轮、螺旋锥齿主减从动齿轮、前驱差速器驱动车辆的前轮行驶，构成发动机高速挡驱动系统。

18、低速挡和高速挡两种不同的传动路径，通过智能选择档位使发动机始终工作在最佳效率区间，既保证了车辆在低速工况下的强劲扭矩输出，又实现了高速工况下的优异燃油经济性。

19、进一步地，当第二离合器闭合，第一离合器、第三离合器打开时，发电机的动力通过发电机转子轴、发电从动齿轮、惰轮、发电兼高速挡驱动主动齿轮、输入轴、低速挡驱动主动齿轮、低速挡驱动从动齿轮、第二离合器、发动机驱动中间轴、中间传动主动齿轮、中间传动从动齿轮、前驱输出轴、螺旋锥齿主减主动齿轮、螺旋锥齿主减从动齿轮、前驱差速器驱动车辆的前轮行驶，构成发电机低速挡驱动系统。

20、将发电机设为辅助动力源，通过传动路径设计，使发电机在特定工况下能够参与车辆驱动，不仅增强了车辆的急加速能力，更在制动能量回收时提供了更强的能量回收效率，显著提升了整车的能量利用效率。

21、进一步地，当第三离合器闭合，第一离合器、第二离合器打开时，发电机的动力通过发电机转子轴、发电从动齿轮、惰轮、发电兼高速挡驱动主动齿轮、高速挡驱动从动齿轮、第三离合器、发动机驱动中间轴、中间传动主动齿轮、中间传动从动齿轮、前驱输出轴、螺旋锥齿主减主动齿轮、螺旋锥齿主减从动齿轮、前驱差速器驱动车辆的前轮行驶，构成发电机高速挡驱动系统。

22、通过发动机双档驱动与电机驱动的智能耦合，创造了三种不同的混合驱动模式，能够根据实际路况和驾驶需求智能分配发动机与电机的输出扭矩，为车辆提供动力性能和适应性。

23、进一步地，所述发动机低速挡驱动系统、发动机高速挡驱动系统与驱动电机纯电驱动系统同时驱动车辆行驶，构成发动机两档、驱动电机一档的两档混合驱动系统。

24、进一步地，所述发电机低速挡驱动系统、发电机高速挡驱动系统与驱动电机纯电驱动系统同时驱动车辆行驶，构成发电机两档、驱动电机一档的双电机纯电驱动系统。

25、通过发电机的两档驱动与驱动电机驱动的有机结合，实现了两种不同特性的纯电驱动模式，既满足了日常驾驶的经济性需求，又保证了特殊工况下的动力需求，极大拓展了纯电驱动的应用范围。

26、进一步地，所述第一离合器、第二离合器、第三离合器为液控湿式离合器或电磁离合器。

27、对离合器类型的具体限定，确保了在各种工况下都能实现快速、平顺的模式切换，同时保证了系统具备承载大扭矩的能力，为整个变速箱的可靠运行奠定了坚实基础。

28、进一步地，所述第二离合器和第三离合器背靠背的结构设置在发动机驱动中间轴上；

29、或者所述第二离合器和第三离合器等效于一同步器。

30、给出两种离合器布置方案，为不同定位的车型提供了选择空间，既可以通过背靠背两个离合器实现高性能表现，也可以通过同步器方案降低成本。

31、还提供一种纵置前驱混合动力变速箱，包括：

32、三动力源：带减震器的纵置的发动机、发电机和驱动电机；

33、齿轮离合器传动系统，包括输入轴、发电机转子轴、惰轮轴、发动机驱动中间轴、驱动电机转子轴、前驱输出轴、前驱差速器及其上的齿轮和离合器；

34、其中，所述输入轴上设置发电兼高速挡驱动主动齿轮和低速挡驱动主动齿轮，输入轴与发动机上的减震器花键连接；

35、所述发动机驱动中间轴上设置高速挡驱动从动齿轮、低速挡驱动从动齿轮、中间传动主动齿轮及第二离合器、第三离合器；所述高速挡驱动从动齿轮与发电兼高速挡驱动主动齿轮啮合；所述低速挡驱动从动齿轮与低速挡驱动主动齿轮啮合；所述第二离合器连接低速挡驱动从动齿轮和发动机驱动中间轴；所述第三离合器连接高速挡驱动从动齿轮和发动机驱动中间轴；所述发电机转子轴上设置有发电从动齿轮；

36、所述惰轮轴上设有惰轮，所述惰轮同时与发电兼高速挡驱动主动齿轮及发电从动齿轮啮合；

37、所述驱动电机转子轴上设置电驱动主动齿轮，所述前驱输出轴上设置中间传动从动齿轮和螺旋锥齿主减主动齿轮，中间传动从动齿轮同时与中间传动主动齿轮及电驱动主动齿轮啮合；

38、所述前驱差速器上设有螺旋锥齿主减从动齿轮，所述螺旋锥齿主减从动齿轮与螺旋锥齿主减主动齿轮啮合。

39、本实用新型的有益效果：

40、本实用新型实现了双电机起步与三动力源并联输出，在起步或低速脱困等关键工况下，驱动电机与可作为驱动源的反转发电机可同时发力，结合发动机直驱，将三股动力汇聚于前桥，保障轮端扭矩，满足了越野车、皮卡在非铺装路面、陡坡、泥地等环境下的极限脱困需求；

41、本实用新型包括纯电驱动、发动机直驱、行车发电、串联驱动、混合驱动等多种模式，并能衍生出混合驱动与双电机驱动等模式，使单一架构能够灵活应对城市通勤、高速巡航、野外越野等全场景用车需求，实现了动力性与经济性的统一；

42、在纯电行驶时，可彻底断开发动机以避免拖拽损失；在需要时，发动机可平稳介入并在高效区间运行，或驱动电机高效发电，为电池充电或直接以电能驱动车辆，确保了全工况下的高效运行；

43、双档位切换机构提供了背靠背离合器或同步器等多种可靠的工程实现路径，兼顾了高性能与成本控制，为不同定位的车型量产提供了灵活的解决方案。