用于混合动力的变速箱的制作方法

1.本发明属于汽车变速箱技术领域，具体地说，本发明涉及一种用于混合动力的变速箱。


背景技术：

2.目前随着社会的发展，汽车越来越多汽车成了人们的主要交通工具，但是汽车的尾气排放也成为了环境污染的原因。为了改善日益恶化的汽车排放问题，国家已实行了相关措施强制汽车厂商往小排量，轻量化，新能源方向发展。混合动力是目前比较适合中国国情的过渡新能源方案。混合动力汽车一般都需要动力耦合机构来协调发动机与电机的动力输出，还能选择动力输出模式，使发动机工作在经济区，并且兼顾了车辆的动力性和舒适性。
3.现有混合动力耦合系统主要有行星轮系和离合器。行星轮式结构相对简单，模式较多，但是控制复杂。离合器式的运行模式简单明了，控制比较简单，驾驶模式的变换通过控制不同离合器的接合和断开来实现。但由于有时需要电机直接驱动汽车，进行电机设计匹配时，电机功率体积都会选择相对较大。随着人们对生活水平的提高，在国内外的一些小区内行车倡导绿色出行，小区内行驶零排放及无噪声。因此，具有适时纯电动模式也应是混合动力汽车的不可或缺的功能之一，现有的变速箱不能满足这些要求。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种用于混合动力的变速箱，目的是提高功能性，实现多种工况。
5.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：用于混合动力的变速箱，包括输入轴、输出轴、与电动机和所述输出轴连接的第一传动机构、与所述输入轴和输出轴连接的第二传动机构以及与所述发电机和输出轴连接的第三传动机构，输入轴与第一离合器连接，发电机与第二离合器连接，第一离合器和第二离合器与发动机连接。
6.所述的用于混合动力的变速箱还包括用于控制所述第一传动机构与所述输出轴之间的接合与分离的第一动力接合装置以及用于控制第二传动机构与输出轴之间的接合与分离且用于控制第三传动机构与输出轴之间的接合与分离的第二动力接合装置。
7.所述第一动力接合装置为同步器或离合器。
8.所述第二动力接合装置为同步器或离合器。
9.所述第一传动机构包括与所述电动机连接的第一输入齿轮和与第一输入齿轮相啮合的第一输出齿轮，第一输出齿轮与所述第一动力接合装置连接。
10.所述第二传动机构包括与所述输入轴连接的第二输入齿轮和与第二输入齿轮相啮合的第二输出齿轮，第二输出齿轮与所述第二动力接合装置连接。
11.所述第三传动机构包括与所述发电机连接的第三输入齿轮和与第三输入齿轮相啮合的第三输出齿轮，第三输出齿轮与所述第二动力接合装置连接。
12.所述第二传动机构位于所述第一传动机构和所述第三传动机构之间。
13.本发明用于混合动力的变速箱，结构简单，换挡逻辑清晰。在电量充足的情况下可以实现双电机驱动；还可以实现发动机和电动机共同驱动；在电量不足的情况下还可以实现增程模式驱动，即发动机驱动发电机发电，产生的电量输入电动机进而驱动车辆；在纯发动机驱动的模式下可以根据电量的多少判断是否驱动发电机发电；同时具备驻车发电功能。
附图说明
14.本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
15.图1是本发明用于混合动力的变速箱的结构示意图；
16.图2是本发明用于混合动力的变速箱处于纯电动模式时的动力传递路线图；
17.图3是本发明用于混合动力的变速箱处于增程模式时的动力传递路线图；
18.图4是本发明用于混合动力的变速箱处于混合动力模式时的动力传递路线图；
19.图5是本发明用于混合动力的变速箱处于纯发动机模式时的动力传递路线图；
20.图6是本发明用于混合动力的变速箱处于制动回收模式时的动力传递路线图；
21.图中标记为：1、发动机；2、第一离合器；3、发电机；4、电池；5、电动机；6、第一输入齿轮；7、第一输出齿轮；8、第一动力接合装置；9、第二动力接合装置；10、第二输入齿轮；11、第二输出齿轮；12、壳体；13、半轴；14、减速从动齿轮；15、减速主动齿轮；16、第三输出齿轮；17、第三输入齿轮；18、第二离合器。
具体实施方式
22.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
23.需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”、“第二”和“第三”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。
24.如图1至图6所示，本发明提供了一种用于混合动力的变速箱，包括壳体12、输入轴、输出轴、与电动机5和输出轴连接的第一传动机构、与输入轴和输出轴连接的第二传动机构以及与发电机3和输出轴连接的第三传动机构，输入轴与第一离合器2连接，发电机3与第二离合器18连接，第一离合器2和第二离合器18与发动机1连接。壳体12、输入轴、输出轴、第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构、电动机5、发电机3和差速器总成位于壳体12的内部，输出轴为可旋转的设置于壳体12上，差速器总成与半轴13连接。
25.具体地说，如图1所示，输入轴的长度大于发电机3的转子轴的长度，输入轴穿过发电机3的转子轴，发电机3的转子轴为空心轴，发电机3的转子轴带动转子旋转，第一离合器2的输出端与输入轴固定连接，第二离合器18的输出端与发电机3的转子轴固定连接，第一离合器2的输入端与发动机1的动力输出端固定连接，第二离合器18的输入端也与发动机1的动力输出端固定连接，发动机1通过第一离合器2与输入轴结合或分离，发动机1通过第二离合器18与发电机3结合或分离。
26.如图1所示，本发明用于混合动力的变速箱还包括用于控制第一传动机构与输出
轴之间的接合与分离的第一动力接合装置8以及用于控制第二传动机构与输出轴之间的接合与分离且用于控制第三传动机构与输出轴之间的接合与分离的第二动力接合装置9。第一动力接合装置8用于控制第一传动机构与输出轴之间的动力传递与中断，输出轴的轴线与输入轴的轴线相平行。第二动力接合装置9用于控制第二传动机构与输出轴之间的动力传递与中断，第二动力接合装置9并用于控制第三传动机构与输出轴之间的动力传递与中断，第二动力接合装置9可选择性的使第二传动机构和第三传动机构与输出轴进行接合。
27.作为优选的，第一动力接合装置8为同步器或离合器，由电机或液压驱动。第二动力接合装置9为同步器或离合器，由电机或液压驱动。
28.如图1所示，第一传动机构包括与电动机5连接的第一输入齿轮6和与第一输入齿轮6相啮合的第一输出齿轮7，第一输出齿轮7与第一动力接合装置8连接。第一输入齿轮6的直径小于第一输出齿轮7的直径，第一输入齿轮6与电动机5的动力输出端固定连接，第一输出齿轮7套设在输出轴上。在本实施例中，第一动力接合装置8为同步器，第一动力接合装置8具有与输出轴无相对旋转连接且可以轴向移动的第一接合齿套，第一接合齿套具有两个工作状态位置，两个工作状态位置分别为接合位置与分离位置。第一接合齿套处于接合位置时，第一接合齿套与第一输出齿轮7处于接合状态；第一接合齿套处于分离位置时，第一接合齿套与第一输出齿轮7处于分离状态。第一接合齿套与第一输出齿轮7接合后，第一动力接合装置8将第一输出齿轮7与输出轴连接成一体，第一输出齿轮7与输出轴可以同步旋转；第一接合齿套与第一输出齿轮7分离后，第一动力接合装置8不能将第一输出齿轮7与输出轴连接成一体，第一输出齿轮7不能与输出轴同步旋转，此时第一输出齿轮7空套在输出轴上。
29.如图1所示，第二传动机构包括与输入轴连接的第二输入齿轮10和与第二输入齿轮10相啮合的第二输出齿轮11，第二输出齿轮11与第二动力接合装置9连接。第三传动机构包括与发电机3连接的第三输入齿轮17和与第三输入齿轮17相啮合的第三输出齿轮16，第三输出齿轮16与第二动力接合装置9连接。第二输入齿轮10的直径小于第二输出齿轮11的直径，第二输入齿轮10与输入轴固定连接，第二输出齿轮11套设在输出轴上。第三输入齿轮17的直径小于第三输出齿轮16的直径，第三输入齿轮17与发电机3的转子轴固定连接，第三输出齿轮16套设在输出轴上。在本实施例中，第二动力接合装置9为同步器，第二动力接合装置9具有与中间轴无相对旋转连接且可以轴向移动的第二接合齿套，第二接合齿套具有三个工作状态位置，三个工作状态位置分别为中间位置、第一接合位置和第二接合位置，中间位置位于第一接合位置和第二接合位置之间。第二接合齿套处于第一接合位置时，第二接合齿套与第二输出齿轮11接合，第二接合齿套与第二输出齿轮11接合后，第二动力接合装置9将第二输出齿轮11与输出轴连接成一体，第二输出齿轮11与输出轴可以同步旋转，此时第三输出齿轮16空套在输出轴上；第二接合齿套处于第二接合位置时，第二接合齿套与第三输出齿轮16接合，第二接合齿套与第三输出齿轮16接合后，第二动力接合装置9将第三输出齿轮16与输出轴连接成一体，第三输出齿轮16与输出轴可以同步旋转，此时第二输出齿轮11空套在输出轴上。第二接合齿套处于中间位置时，第二接合齿套与第二输出齿轮11和第三输出齿轮16均不接合，第二接合齿套与第二输出齿轮11和第三输出齿轮16处于分离状态，第二输出齿轮11和第三输出齿轮16不能与输出轴同步旋转，此时第二输出齿轮11和第三输出齿轮16空套在输出轴上。
30.变速箱工作于纯电动模式时，电动机5单独提供动力，第一离合器2和第二离合器18处于分离状态，第一接合齿套处于接合位置，第二接合齿套处于中间位置，第一接合齿套与第一输出齿轮7处于接合状态。变速箱工作于纯发动机1模式时，发动机1单独提供动力，第一离合器2处于接合状态，第二离合器18处于分离状态，第一接合齿套处于分离位置，第二接合齿套处于第一接合位置，第二接合齿套与第二输出齿轮11处于接合状态。变速箱工作于纯电动模式时的速比大于变速箱工作于纯发动机1模式时的速比。
31.如图1所示，本发明用于混合动力的变速箱还包括与输出轴和差速器总成连接的减速机构，减速机构包括减速主动齿轮15和与减速主动齿轮15相啮合的减速从动齿轮14，减速主动齿轮15为固定设置在输出轴上，减速从动齿轮14与差速器总成固定连接，减速主动齿轮15的直径小于减速从动齿轮14的直径。
32.如图1所示，第二传动机构位于第一传动机构和第三传动机构之间，电动机5与发电机3为同轴设置。减速主动齿轮15、第三输出齿轮16、第二输出齿轮11和第一输出齿轮7为沿输出轴的轴向依次布置。
33.如图2所示，变速箱工作于纯电动模式时，电动机5单独提供动力，第一离合器2和第二离合器18处于分离状态，第一接合齿套处于接合位置，第二接合齿套处于中间位置，第一接合齿套与第一输出齿轮7处于接合状态；电动机5运转后，电动机5产生的动力依次经第一传动机构、输出轴和减速机构传递至差速器总成，差速器总成通过半轴13带动车轮转动，实现车辆的行驶。
34.如图3所示，变速箱工作于纯增程模式时，电动机5提供动力，第一离合器2处于分离状态，第二离合器18处于接合状态，第一接合齿套处于接合位置，第二接合齿套处于中间位置，第一接合齿套与第一输出齿轮7处于接合状态；当电池4能量不足时，发动机1启动，发动机1通过第二离合器18带动发电机3运转，发电机3进行发电，输出电量至电池4，电池4持续输出电量至电动机5，电动机5运转，电动机5产生的动力依次经第一传动机构、输出轴和减速机构传递至差速器总成，差速器总成通过半轴13带动车轮转动，实现车辆的行驶。
35.当扭矩到达一定程度后，启动混合动力模式。如图4所示，变速箱工作于混合动力模式时，电动机5和发动机1共同提供动力，第一离合器2处于接合状态，第二离合器18处于分离状态，第一接合齿套处于接合位置，第二接合齿套处于第一接合位置，第一接合齿套与第一输出齿轮7处于接合状态，第二接合齿套与第二输出齿轮11处于接合状态，第一输出齿轮7和第二输出齿轮11与输出轴连接成一体；电动机5和发动机1运转后，电动机5产生的动力经第一传动机构传递至输出轴，同时发动机1产生的动力经第二传动机构传递至输出轴，进而使输出轴转动，输出轴处动力经减速机构传递至差速器总成，差速器总成通过半轴13带动车轮转动，实现车辆的行驶。
36.如图5所示，变速箱工作于纯发动机1模式时，发动机1单独提供动力，第一离合器2处于接合状态，第二离合器18处于分离状态，第一接合齿套处于分离位置，第二接合齿套处于第一接合位置，第二接合齿套与第二输出齿轮11处于接合状态；发动机1运转后，发动机1产生的动力依次经第二传动机构、输出轴和减速机构传递至差速器总成，差速器总成通过半轴13带动车轮转动，实现车辆的行驶。
37.如图6所示，变速箱工作于制动回收模式时，第一离合器2和第二离合器18处于分离状态，第一接合齿套处于分离位置，第二接合齿套处于第二接合位置，第二接合齿套与第
三输出齿轮16处于接合状态；车辆制动时，能量依次通过半轴13、差速器总成、减速机构和第三传动机构传递至发电机3的转子，从而带动发电机3的转子转动，发电机3进行发电，实现能量回收。
38.以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。