一种内装发电机和电动机的车用混合动力变速箱制造技术

一种内装发电机和电动机的车用混合动力变速箱，它的发电机部件和电动机部件分别放置在输入桶和输出桶的空心腔室内，输入桶外沿有主换挡齿轮，输出桶的外沿固定有副换挡齿轮，通过啮合不同的主换挡齿轮和副换挡齿轮，燃油发动机产生的动力经过变速箱对转速和扭转的改变可以在变速箱后端输出，电动机部件产生的动力也能够在变速箱后端输出，从而实现混合动力驱动车辆运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种车用变速箱，特别涉及一种内装发电机和电动机的车用混合动力变速箱。技术背景随着低碳环保和节能减排要求的提高，对于体量庞大的汽车，如何降低燃油消耗成为重要的研究课题，在车辆上实施由燃油动力和电力动力组成混合动力驱动的方法，是降车辆低燃油消耗的一种目前较好的解决方案。为了实现燃油动力和电动动力的有效衔接并驱使车辆运动，目前的技术通常是将发电机和电动机安装在变速箱前端或者后端，然后使用以行星齿轮为主导的结构或者以多离合器加齿轮组为结构的衔接方法来实施。随着工业技术的不断发展，人们不断对车用混合动力变速箱进行改进和更新，在实现车辆更低燃油消耗的同时，提高变速箱的平顺性和传动效能，并降低生产制造成本。
技术实现思路
本专利技术提供一种与现有技术相比机械结构简单，传动效能高，动力衔接流畅的车用混合动力变速箱。为了实现本专利技术的目的，本专利技术一种内装发电机和电动机的车用混合动力变速箱包括由离合器、输入桶、发电机部件、输出桶、电动机部件、换挡齿轮组部件和壳体组成的机械构件，以及由微控制器、离合器控制器、发电机中轴转速传感部件、电动机中轴转速传感部件、换挡拨叉控制部件、电能管理部件和电源组成的电气构件。该微控制器分别和离合器控制器、发电机中轴转速传感部件、电动机中轴转速传感部件、换挡拨叉控制部件、电能管理部件和电源连接。输入桶内部设有一个空心腔室，该空心腔室成圆台状或塔形圆柱组状，用于放置发电机部件，输入桶在该空心腔室的大圆一端处开口，在小圆一端和发电机中轴固定，输入桶和发电机永磁转子能以发电机中轴的轴心线进行等角速度旋转。发电机部件由发电机中轴、发电机永磁转子和发电机线圈定子构成，发电机部件放置在输入桶的空心腔室内，发电机中轴通过轴承和变速箱壳体连接，永磁转子固定在发电机中轴上，线圈定子通过螺铨固定在变速箱壳体上，线圈定子围绕永磁转子的外缘放置，以使永磁转子和线圈定子之间相对转动，发电机线圈定子、电能管理部件和电池部件通过导线连接，所说发电机部件外形成圆台状或塔形圆柱组状。输出桶内部设有一个空心腔室，该空心腔室成圆台形或塔形圆柱组状，用于放置电动机部件，输出桶在该空心腔室的大圆处开口，在小圆一端和电动机中轴固定，输出桶和电动机永磁转子能以电动机中轴的轴心线进行等角速度旋转。电动机部件由电动机中轴、电动机永磁转子和电动机线圈定子构成，电动机部件放置在输出桶的空心腔室内，电动机中轴通过轴承和变速箱壳体连接，永磁转子固定在发动机中轴上，线圈定子通过螺铨固定在变速箱壳体上，线圈定子围绕永磁转子的外缘放置，以使永磁转子和线圈定子之间相对转动，电动机线圈定子、电池控制部件和电池部件通过导线连接，所说电动机部件外表面成圆台状或塔形圆柱组状。输入桶和输出桶成大小圆反方向放置在变速箱的壳体内，输入桶的轴心线和输出桶的轴心线在同一平面上且成平行状态。换挡齿轮部件由一组直径不等的主换挡齿轮环、一组直径不相等的副换挡齿轮环、多个同步轮、多个同步齿毂、多个换挡拨叉和多个换挡拨叉控制器组成。主换挡齿轮环为环状结构，内壁光滑，外侧有轮齿，依据直径大小的序列套放在输入桶的外壁上，在套放主换挡齿轮环的输入桶的外壁处也是环状光滑表面结构，在未任何齿轮啮合的情况下，主换挡齿轮和输入桶能够彼此自由转动，相邻一组的主换挡齿轮环相对的一侧各有一组环状换挡耦合齿，在相邻一组主换挡齿轮环之间的输入桶外壁上有同步齿毂，同步齿毂成圆筒状结构，内侧和输入桶固定，外沿分布多条凸起齿，同步轮成圆筒状结构，套在同步齿毂外缘，同步轮内侧有条状内凹齿，该条状内凹齿和同步齿毂的条状凸起齿彼此啮合，同步轮可以在与之配套的同步齿毂的范围内左右平移，同步轮的两侧均有环状换挡耦合齿，同步轮外沿中间位置一圈有凹槽，换挡拨叉的U形一端嵌在该凹槽内，换挡拨叉通过轴杆固定在变速箱壳体内，另一端和换挡拨叉控制器连接，在微控制器的控制下，换挡拨叉控制器能够控制换挡拨叉的U形一端左右移动，使同步轮向左或向右平移，当同步轮平移之后，其一侧的环状换挡耦合齿和主换挡齿轮环对应的换挡耦合齿啮合，此时当发电机中轴受力转动时，与该同步轮啮合的主换挡齿轮环和输入桶均能以发电机中轴为轴心进行等角速度旋转。副换挡齿轮环依据直径大小的序列固定在输出桶的外壁上，因为输入桶和输出桶为大小圆反向放置，副换挡齿轮环组和主换挡齿轮环组也成大小反向匹配，即最大直径主换挡齿轮环匹配最小直径副换挡齿轮，所有的主换挡齿轮环和副换挡齿轮环一一匹配，并且外沿齿轮成啮合状态，当电动机中轴旋转时，所有的副换挡齿轮环组和输出桶均以电动机中轴为轴心进行等角速度旋转，并且同时带动主换挡齿轮环组转动，因为每一组主换挡齿轮环和副换挡齿轮环的直径比例是有差异的，所以当所有副换挡齿轮环进行等角速度旋转时，每一个主换挡齿轮环进行旋转的角速度是不相等的，这种不相等的旋转角速度比率即为变速箱的换挡比率，当同步轮啮合于不同的主换挡齿轮环时，输入桶和输出桶有了多组旋转角速度比率，使变速箱实现多个档位对动力的转速和扭矩改变的功能。变速箱的发电机中轴前端连接离合器和燃油发动机，对燃油发动机产生的动能实施多档位对动力的转速和扭矩改变后，在电动机中轴的后端输出，而电动机产生的动能也在电动机中轴的后端输出，两者产生的动能均可以经过差速器和左右驱动半轴传递到车辆的驱动轮上，实现混合动力对车辆的驱动运行。本专利技术所提供的内装发电机和电动机的车用混合动力变速箱，在实现典型燃油发动机驱动车辆运行工作状态的同时，还可以实施燃油发动机、发电机和电动机的协同工作，实现车辆的纯电力行驶工作、纯电力倒车行驶工作、燃油发动机发电工作、车辆动能回收发电工作、燃油发动机发电加驱动车辆工作和燃油发动机加电动机共同驱动车辆行驶工作的运行状态。本专利技术所提供的内装发电机和电动机的车用混合动力变速箱将发电机和电动机内装于变速箱的输入桶和输出桶内部的空心腔室内，具有体积小、机械结构简单和传动效能高的特点，使传统燃油发动机车辆无需经过复杂结构改变就可以实现混合动力驱动功能；同时变速箱换挡齿轮部件可以方便耦合或分离输入桶和输出桶，实现燃油发动机和电动机之间的动力流畅衔接；由于变速箱换挡齿轮部件可以实现输入桶和输出桶之间不同直径比例主换挡齿轮环和副换挡齿轮，在车辆不同的运行速度情况下，燃油发动机均可以实施动能输出，配合电动机运行参与车辆驱动工作，提高的动力输出的平顺性和燃油发动机的燃油经济性，而且电动机的运行可以弥补变速箱换挡时产生的动力中断的情况，保持车辆运行的平顺性，提高车辆乘用者的乘坐舒适性和驾驶体验。附图说明图1是本专利技术变速箱的结构示意图。图2是本专利技术变速箱的电气实施图。图3是本专利技术变速箱的机械构件分解图。图4A是本专利技术变速箱输入桶的结构分解示意图。图4B是本专利技术变速箱输出桶的结构分解示意图。图5是本专利技术变速箱输入桶输出桶的结构剖面示意图。图6是本专利技术变速箱换挡齿轮部件分解示意图。图7A是本专利技术变速箱单组换挡齿轮部件齿轮耦合示意图。图7B是本专利技术变速箱单组换挡齿轮部件齿轮耦合示意图。具体实施方法在详细讨论本专利技术前，涉及典型的燃油发动机车辆的运行模式一般由以下
技术介绍
提供，燃油发动机产生的动力经过离合器或者液力变矩器，传递到变速箱的输入轴，经过变速箱的齿轮组或者多个行星齿轮组对转速和扭矩的改变，动力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内装发电机和电动机的车用混合动力变速箱，该变速箱包括由发电机部件、电动机部件、离合器、输入桶、输出桶、换挡齿轮组部件和壳体组成的机械构件，以及由微控制器、离合器控制器、发电机中轴转速传感部件、电动机中轴转速传感部件、挡拨叉控制部件、电能管理部件和电源组成的电气构件；该微控制器分别和离合器控制器、发电机中轴转速传感部件、电动机中轴转速传感部件、挡拨叉控制部件、电能管理部件和电源连接。

【技术特征摘要】
1.一种内装发电机和电动机的车用混合动力变速箱，该变速箱包括由发电机部件、电动机部件、离合器、输入桶、输出桶、换挡齿轮组部件和壳体组成的机械构件，以及由微控制器、离合器控制器、发电机中轴转速传感部件、电动机中轴转速传感部件、挡拨叉控制部件、电能管理部件和电源组成的电气构件；该微控制器分别和离合器控制器、发电机中轴转速传感部件、电动机中轴转速传感部件、挡拨叉控制部件、电能管理部件和电源连接。2.根据权利要求1的变速箱，其特征在于，所说输入桶内部设有一个空心腔室，该空心腔室为圆台状或塔形圆柱组状，发电机部件放置在该空心腔室内。3.根据权利要求1的变速箱，其特征在于，所说输出桶内部设有一个空心腔室，该空心腔室为圆台状或塔形圆柱组状，电动机部件放置在该空心腔室内。4.根据权利要求1的变速箱，其特征在于，所说换挡齿轮部件由由一组直径不等的主...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国伟，
申请(专利权)人：王国伟，
类型：发明
国别省市：浙江;33