一种混合动力变速箱、混合动力传动系统和车辆的制作方法

1.本发明涉及混合动力传动系统技术领域，尤其涉及一种混合动力变速箱、混合动力传动系统和车辆。


背景技术：

2.出于环境保护和整车燃油经济性的考虑，越来越多的车辆开始采用混合动力传动系统。
3.现有技术的混合动力变速箱，包括电机和六个平行设置的传动轴，一方面，使得整个系统非常庞杂，传递效率和可靠性低；另一方面，空间结构较大，尤其是横向空间尺寸较大，使得整个变速箱的体积较大，从而导致整个结构比功率较小。
4.因此，如何提供一种方案以解决上述缺陷，仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种混合动力变速箱，结构简单，可靠性强，横向尺寸较小，整车布置灵活。本发明的另一目的是提供一种混合动力传动系统，结构简单，可靠性强。本发明的另一目的是提供一种车辆，其传动系统结构简单，可靠性强。
6.为解决上述技术问题，本发明提供一种混合动力变速箱,包括输入轴、中间轴和输出轴，所述输入轴和发动机固定连接，所述输入轴和所述中间轴通过多组第一齿轮副啮合，且每一组所述第一齿轮副具有预定传动比，所述输入轴能够通过任一所述第一齿轮副驱动所述中间轴，所述中间轴和所述输出轴通过第二齿轮副传动连接；
7.还包括电机、行星齿轮组和离合器，所述行星齿轮组包括相互啮合的太阳轮和行星轮，以及与所述行星轮固定连接的行星架，所述电机和所述太阳轮固定连接，且所述太阳轮和行星架均可相对转动地安装于所述输出轴，所述行星架或所述太阳轮能够通过所述离合器和所述输出轴相对固定。
8.本发明的混合动力变速箱，设置有输入轴、中间轴和输出轴，发动机和输入轴连接，电机和行星齿轮组均设置于输出轴，并通过离合器的结合和断开，实现发动机单独驱动、电机单独驱动或发动机和电机混合动力驱动。本发明的混合动力变速箱，只通过三根传动轴和行星齿轮组实现动力传输，与现有技术的混合动力变速箱相比，一方面，减少了传动轴的数量，传递效率和可靠性大幅度提高；另一方面，大大减少了变速箱的空间结构，减少变速箱的体积和重量，提高变速箱的结构比功率。
9.可选地，所述离合器包括第一离合器和第二离合器，所述行星架通过所述第一离合器和所述输出轴相对固定，所述太阳轮通过所述第二离合器和所述输出轴相对固定。
10.可选地，所述输入轴沿轴向固定有多个主动齿轮，所述中间轴在对应位置可相对转动地设置有多个从动齿轮，对应位置的所述主动齿轮和所述从动齿轮啮合，并形成所述第一齿轮副，所述中间轴在相邻两个所述从动齿轮之间还间隔设置有同步器，所述同步器
能够沿所述中间轴的轴向移动，并与任一侧的所述从动齿轮结合，以使所述从动齿轮和所述中间轴同步转动。
11.可选地，还包括用于容纳所述输入轴、所述中间轴和所述输出轴的箱体。
12.可选地，所述行星齿轮组还包括固定于所述箱体的内齿圈，所述行星轮同时与所述太阳轮和所述内齿圈啮合。
13.可选地，所述输入轴与所述输出轴同轴设置。
14.本发明还提供一种混合动力传动系统，包括依次连接的发动机、前述混合动力变速箱、传动轴、主减速器、差速器和半轴，所述半轴和车轮连接。
15.本发明的混合动力传动系统，包括前述混合动力变速箱，设置有输入轴、中间轴和输出轴，发动机和输入轴连接，电机和行星齿轮组均设置于输出轴，并通过第一离合器、第二离合器的结合和断开，实现发动机单独驱动、电机单独驱动或发动机和电机的混合动力驱动。本发明的混合动力传动系统，混合动力变速箱只通过三根传动轴和行星齿轮组实现动力传输，与现有技术的混合动力变速箱相比，一方面，减少了传动轴的数量，传递效率和可靠性大幅度提高，另一方面，大大减少了变速箱的空间结构，减少变速箱的体积和重量，提高变速箱的结构比功率。
16.本发明还提供一种车辆，包括前述混合动力传动系统。
17.本发明的车辆，包括前述混合动力传动系统，其混合动力变速箱设置有输入轴、中间轴和输出轴，发动机和输入轴连接，电机和行星齿轮组均设置于输出轴，并通过离合器的结合和断开，实现发动机单独驱动、电机单独驱动或发动机和电机的混合动力驱动。本发明的车辆，其混合动力传动系统中的混合动力变速箱只通过三根传动轴和行星齿轮组实现动力传输，与现有技术的混合动力变速箱相比，一方面，减少了传动轴的数量，传递效率和可靠性大幅度提高，另一方面，大大减少了变速箱的空间结构，减少变速箱的体积和重量，提高变速箱的结构比功率。
附图说明
18.图1为本发明混合动力变速箱的结构示意图；
19.其中，图1中各附图标记为：
20.1-输入轴；2-中间轴；3-输出轴；4-电机；5-行星齿轮组；51-太阳轮；52-行星轮；53-行星架；54-内齿圈；61-第二离合器；62-第一离合器；71-第一主动齿轮；72-第二主动齿轮；73-第三主动齿轮；74-第四主动齿轮；75-第五主动齿轮；76-第六主动齿轮；71'-第一从动齿轮；72'-第二从动齿轮；73'-第三从动齿轮；74'-第四从动齿轮；75'-第五从动齿轮；76'-第六从动齿轮；8-第二齿轮副；91-第一同步器；92-第二同步器；93-第三同步器。
具体实施方式
21.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
22.本文中，沿各传动轴的轴向为“纵向”，与传动轴轴向垂直的方向为“横向”。
23.请参考图1，图1为本发明混合动力变速箱的结构示意图。
24.本发明提供一种混合动力变速箱，包括输入轴1、中间轴2和输出轴3，输入轴1和发
动机连接，输入轴1和中间轴2通过多组第一齿轮副啮合，且每一组第一齿轮副具有预定传动比，输入轴1能够通过任一组第一齿轮副驱动中间轴2，中间轴2和输出轴3通过第二齿轮副8传动连接；还包括电机4、行星齿轮组5和离合器，行星齿轮组5包括和电机4固定连接的太阳轮51、和太阳轮51啮合的行星轮52，以及和行星轮52固定连接的行星架53，太阳轮51和行星架53均可相对转动地安装于输出轴3，行星架53或太阳轮51能够通过离合器和输出轴3相对固定。
25.本发明的混合动力变速箱，设置有输入轴1、中间轴2和输出轴3，发动机和输入轴1连接，电机4和行星齿轮组5均设置于输出轴3，并通过离合器的结合和断开，实现发动机单独驱动、电机4单独驱动或发动机和电机4混合动力驱动。本发明的混合动力变速箱，只通过三根传动轴和行星齿轮组5实现动力传输，与现有技术的混合动力变速箱相比，一方面，减少了传动轴的数量，传递效率和可靠性大幅度提高；另一方面，大大减少了变速箱的空间结构，减少变速箱的体积和重量，提高变速箱的结构比功率。
26.本发明的混合动力变速箱，可以实现发动机单独驱动车辆行驶、怠速时发动机对电机4充电、电机4单独驱动车辆行驶、电机4驱动车辆行驶同时启动发动机、发动机和电机4同时驱动车辆行驶等运行模式。以下将详细介绍几种运行模式。
27.当需要通过发动机单独驱动车辆时，离合器断开，电机4和输出轴3之间不进行动力传输，发动机依次通过输入轴1-中间轴2-输出轴3将动力传递至车轮实现车轮的驱动，并通过选择输入轴1和中间轴2之间不同的第一齿轮副进行传动，实现车轮的变速。
28.同时，在发动机怠速时，可闭合离合器，使得输出轴3和太阳轮51相对固定，发动机的动力通过输入轴1、选定的第一齿轮副、中间轴2，将动力传递到输出轴3，此时，由于离合器闭合，输出轴3和太阳轮51相对固定，来自发动机的动能通过输出轴3、太阳轮51传递至电机4，并通过电机4的能量转换，将能量储存到电池中，实现发动机怠速充电。
29.当需要通过电机4单独驱动车辆时，输入轴1和中间轴2之间不进行动力传输，通过离合器的通断将电机4的动力传递至车轮，具体地，离合器闭合，使得行星架53和输出轴3相对固定时，电机4通过太阳轮51-行星轮52-行星架53-离合器-输出轴3将动力传递至车轮，实现电机4第一档驱动；当离合器闭合，使得太阳轮51和输出轴3相对固定时，电机4通过太阳轮51-离合器-输出轴3将动力传递至车轮，实现电机4的第二驱动。
30.电机4单独驱动车辆时，同时使得输入轴1和中间轴2之间通过任一第一齿轮副进行动力传输，电机4的动力通过输出轴3、中间轴2、任一第一齿轮副传递至输入轴1，最终将发动机启动。实际应用中，具体采用哪一组第一齿轮副启动发动机，可以根据发动机特性及电机4的外特性进行选择。
31.当通过发动机和电机4同时驱动车辆时，即输入轴1和中间轴2通过任一第一齿轮副进行动力传输，实现发动机对车轮的驱动；同时，离合器闭合，使得太阳轮51或行星架53和输出轴3相对固定，实现发动机和电机4同时对车轮的驱动。
32.以上不同运行模式的选择，可以根据车辆电量、车辆运行的工况选择不同的驱动状态，从而实现最佳的整车动力性和经济性。
33.进一步地，本发明中，离合器包括第一离合器62和第二离合器61，行星架53通过第一离合器62和输出轴3相对固定，太阳轮51通过第二离合器61和输出轴3相对固定。
34.通过设置两个离合器，实现电机4的两档驱动，一方面，换挡时间少；另一方面，当
一个离合器断开时，另一个离合器可以同时结合，从而提高了换挡舒适性和整车乘坐舒适性。
35.请继续参考图1，本发明中，输入轴1沿轴向固定有多个主动齿轮，中间轴2在对应位置可相对转动地设置有多个从动齿轮，对应位置的主动齿轮和从动齿轮啮合，并形成前述第一齿轮副，中间轴2在相邻两个从动齿轮之间还间隔设置有同步器，同步器能够沿中间轴2的轴向移动，并与任一侧的从动齿轮结合，以使该从动齿轮和中间轴2同步转动。
36.具体到本实施例中，输入轴1设置有第一主动齿轮71、第二主动齿轮72、第三主动齿轮73、第四主动齿轮74、第五主动齿轮75和第六主动齿轮76，中间轴2在对应位置可相对转动地设置有第一从动齿轮71'、第二从动齿轮72'、第三从动齿轮73'、第四从动齿轮74'、第五从动齿轮75'和第六从动齿轮76'，第一主动齿轮71和第一从动齿轮71'啮合形成一档齿轮副，第二主动齿轮72和第二从动齿轮72'啮合形成二档齿轮副，第三主动齿轮73和第三从动齿轮73'啮合形成三档齿轮副，第四主动齿轮74'和第四从动齿轮74'啮合形成四档齿轮副，第五主动齿轮75和第五从动齿轮75'啮合形成五档齿轮副，第六主动齿轮76和第六从动齿轮76'啮合形成六档齿轮副；中间轴2在第一从动齿轮71'和第二从动齿轮72'之间设置有第一同步器91，第一同步器91能够沿中间轴2的轴向移动，并与第一从动齿轮71'或第二从动齿轮72'结合，以使第一从动齿轮71'和中间轴2同步转动，或使得第二从动齿轮72'和中间轴2同步转动；第三从动齿轮73'和第四从动齿轮74'之间还设置有第二同步器92，第二同步器92能够沿中间轴2的轴向移动，并与第三从动齿轮73'或第四从动齿轮74'结合，以使第三从动齿轮73'和中间轴2同步转动，或使得第四从动齿轮74'和中间轴2同步转动；同理，第五从动齿轮75'和第六从动齿轮76'之间还设置有第三同步器93，第三同步器93能够沿中间轴2的轴向移动，并与第五从动齿轮75'或第六从动齿轮76'结合，以使第五从动齿轮75'和中间轴2同步转动，或使得第六从动齿轮76'和中间轴2同步转动。
37.当通过发动机对车轮进行驱动时，第一同步器91、第二同步器92和第三同步器93中的任意一者与对应其中一侧的从动齿轮结合，实现输入轴1和中间轴2的动力传输，另外两个同步器即处于中间状态，不与任意一侧的从动齿轮结合。通过不同的同步器和对应从动齿轮的结合，即可实现发动机的变速驱动。
38.当然，实际应用中，输入轴1和中间轴2之间设置第一齿轮副的数量并不做限制，本领域的技术人员可以根据车辆的实际使用需求进行设置。
39.进一步地，本发明的混合动力变速箱还包括箱体，用于容纳输入轴1、中间轴2和输出轴3。
40.请继续参考图1，本发明中，行星齿轮组5还包括固定于箱体的内齿圈54，行星轮52在绕太阳轮51转动时，同时与内齿圈54啮合。该设置使得行星齿轮组5的传动更加稳定，提高行星齿轮组5及本发明混合动力变速箱的传动可靠性。
41.进一步地，本发明中，输入轴1和输出轴3同轴设置。该设置，进一步减小变速器的横向尺寸，使得本发明混合动力变速箱在整车上布置更加灵活，更有利于纵向布置的车辆动力传递。
42.本发明还提供一种混合动力传动系统，包括依次连接的发动机、前述混合动力变速箱、传动轴、主减速器、差速器和半轴，半轴与车轮连接，以此实现发动机对车轮的传动。
43.本发明的混合动力传动系统，包括前述混合动力变速箱，因此具有与前述混合动
力变速箱相同的技术效果，在此不再赘述。
44.本发明还提供一种车辆，包括前述混合动力传动系统。
45.本发明的车辆包括前述混合动力传动系统，因此具有与前述混合动力传动系统相同的技术效果，在此不再赘述。
46.以上对本发明所提供的一种混合动力变速箱、混合动力传动系统和车辆进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。