一种混合动力车用有源传动装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种混合动力车用有源传动装置，包括与发动机通过离合器旋转驱动连接的I轴，与车轮通过固定速比旋转驱动连接的Ⅱ轴，电机，与电机通过固定速比旋转驱动连接的Ⅲ轴；三端口组件，该三端口组件由两个输出元件、一个输入元件、一个切换机构组成，两个输出元件可独立自由旋转且同轴布置，分别与I轴、Ⅱ轴旋转驱动连接，输入元件与Ⅲ轴旋转驱动连接，切换机构用于实现输入元件与任一输出元件的可选驱动连接。与现有技术相比，本发明专利技术减少了切换机构的数量，大大增加了电机布置空间，进而增加了电机输出功率，具有很好的实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有源传动装置，尤其是涉及一种混合动力车用有源传动装置。
技术介绍
在传统的汽车传动
主要的变速器种类中，轴线固定式手动变速器(MT)传动效率高，制造加工方便，成本低、可靠性高，因此一直是国内车用变速器市场上的主流技术。但是MT在车辆操作使用过程中存在一些问题，尤其是在坡道起步等特殊行驶工况，相对其他类型变速器操作不方便；此外，换档时机掌握不好会增加燃料消耗和发动机的磨损，驾驶员的操作负担重。已知技术中有提出用自动操纵换档机构来替代完成手动换档操纵，即所谓的自动机械变速器(AMT)。但是该技术在起步、换档品质、换档动力中断等方面具有较明显的性能缺陷。在混合动力车辆
，已经提出各种动力驱动系统结构形式，通过增加电机实现机电功率混合驱动车辆的技术方案。申请号为200910051565.1的中国专利公开了一种混合动力汽车用有源传动装置，包括轴线固定式齿轮变速器、变速器电控换档操纵机构、离合器及其电动操纵机构、电子控制单元、主驱动电机和同步机构，离合器的主动部分与车用发动机飞轮连接，从动部分与轴线固定式齿轮变速器的输入轴的前端连接，主驱动电机与同步机构连接，同步机构与轴线固定式齿轮变速器的输入轴或输出轴的末端进行分离切断动力或啮合同步旋转，电子控制单元通过电信号对主驱动电机控制单元、电控换档操纵机构、同步机构操纵机构进行控制解决动力耦合和换档过程动力中断问题。但是，该专利没有解决电机与变速箱集成后轴向空间尺寸增加问题。轴向空间是指沿I轴方向的尺寸空间，该方向对于横置变速器主要受车辆轮距的限制。这样该技术方案在装车时会因为轴向和径向空间限制使得集成的电机体积／功率受到限制，影响了技术方案的实施效果。申请号为201110280754.3的专利公开了一种适用于横置前驱车辆的混合动力传动装置，包括电机、变速箱输入轴、变速箱输出轴，变速箱输入轴与变速箱输出轴之间具有至少两对齿轮副和相应的档位锁止同步机构，构成可变速比的定轴齿轮传动机构，电机通过一套齿轮组与变速箱输入轴啮合，变速箱输入轴上的电机输入锁止同步机构使得空套于变速箱输入轴上的齿轮与变速箱输入轴固结；电机通过另一套齿轮组与变速箱输出轴啮合，变速箱输出轴上的电机输出锁止同步机构使得空套于变速箱输出轴上的齿轮与变速箱输出轴固结；上述两套齿轮组、电机输入锁止同步机构以及电机输出锁止同步机构均位于定轴齿轮传动机构背离发动机的外侧。该专利必须通过两个同步器才能实现电机可选地与输入轴或输出轴建立动力传递路径。其次，上述专利电机的右端面至右箱体之间至少间隔一排直齿轮以及一同步器的距离，这在一定程度上限值了电机输出功率。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、能够大大增加电机轴向布置空间的新型混合动力车用有源传动装置。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种混合动力车用有源传动装置，包括与发动机通过离合器旋转驱动连接的I轴，与车轮通过固定速比旋转驱动连接的Ⅱ轴，所述的I轴与Ⅱ轴之间具有至少两条不同速比且可由相应锁止同步机构可选构成的动力传递路径，实际构成至少两个档位；电机，与电机通过固定速比旋转驱动连接的Ⅲ轴；还包括一个三端口组件，该三端口组件由两个输出元件、一个输入元件、一个切换机构组成，所述的两个输出元件可独立自由旋转且同轴布置，分别与I轴、Ⅱ轴旋转驱动连接，所述的输入元件与Ⅲ轴旋转驱动连接，所述的切换机构用于实现输入元件与任一输出元件的可选驱动连接。所述的三端口组件完全旋转支撑在I轴或Ⅱ轴上，与I轴或Ⅱ轴旋转驱动连接的输出元件与该支撑轴等速啮合驱动。所述的三端口组件中的输入元件以及两个输出元件两两之间无互相旋转支撑关系。所述的输出元件分别同轴布置于输入元件的左右两侧。所述的切换机构通过与输入元件同步旋转但可轴向相对移动的跨接构件同步操作输入元件与两输出元件的驱动连接切换。所述的I轴与所述的Ⅱ轴之间设置有四对由齿轮组构成的齿轮副，由锁止同步机构可选地构成I轴至Ⅱ轴之间具有四条不同速比的动力传递路径构成四个档位。所述的锁止同步机构以及三端口组件的切换机构分别由两套独立的圆柱凸轮机构操纵。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1)将电机功率耦合的路径切换功能集中由一三端口组件完成，且其同轴布置于I／Ⅱ轴上的模块化设计可以灵活实现不同拓扑有源传动装置的工程应用；2)单一的电机输入耦合路径，减少了电机输出电功率流的分配齿轮副，从而简化电机输出结构，可有效提高电机的轴端空间利用率，从而最大限度提高集成电机的电磁与热容量；3)通过元件支撑关系和切换机构的优化，使得三端口组件之间无互相旋转支撑关系，有效简化轴承和润滑设计，降低元件的复杂性，利于产业化实施；4)本专利技术仅仅通过一仅仅包含一个切换机构的三端口组件便实现了电机可选地与输入轴或输出轴建立动力传递路径功能，大大简化了结构；5)本专利技术电机的右端面至右箱体之间仅仅间隔一排直齿轮，电机长度至少能增加20mm，对于前置前驱且动力系统横置的车辆而言，这是相当可观的。附图说明图1为本专利技术实施例1的结构图；图2为本专利技术实施例1的轴系布置图；图3为本专利技术实施例1混合动力模式下轮边驱动力分析；图4为本专利技术实施例1纯电动模式下轮边驱动力分析；图5为本专利技术实施例2的结构图；图6为本专利技术实施例3的结构图；图7为本专利技术实施例3的轴系布置图；图8为本专利技术实施例4的结构图。图中，1-IV档主动齿轮、2-Ⅲ／IV档惯性同步器、3-Ⅲ档主动齿轮、4-Ⅱ档主动齿轮、5-I档主动齿轮、6-主减速主动齿轮、7-左箱体、8-主减速从动齿轮、9-半轴、10-差速器、11-I档从动齿轮、12-I／Ⅱ档惯性同步器、13-Ⅱ档从动齿轮、14-Ⅲ档从动齿轮、15-IV档从动齿轮、16-中间壳体、17-档位操纵凸轮、18-电机、19-电机输出齿轮、20-电机中间轴惰轮、21-右箱体、22-电机输入轴齿轮、23-输入元件、24-第二输出元件、25-第一输出元件、26-电机动力操纵凸轮、AI-I轴、Ao-Ⅱ轴、AM-Ⅲ轴、Sw-三端口组件的切换机构。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1一种混合动力车用有源传动装置，其结构如图1所示，设置I轴AI和Ⅱ轴Ao，其中I轴AI为变速机输入轴，Ⅱ轴AO为变速机输出轴，发动机输出动力通过离合...

【技术保护点】
一种混合动力车用有源传动装置，包括：与发动机通过离合器旋转驱动连接的I轴，与车轮通过固定速比旋转驱动连接的Ⅱ轴，所述的I轴与Ⅱ轴之间具有至少两条不同速比且可由相应锁止同步机构可选构成的动力传递路径，实际构成至少两个档位；电机，与电机通过固定速比旋转驱动连接的Ⅲ轴；其特征在于：还包括一个三端口组件，该三端口组件由两个输出元件、一个输入元件、一个切换机构组成，所述的两个输出元件可独立自由旋转且同轴布置，分别与I轴、Ⅱ轴旋转驱动连接，所述的输入元件与Ⅲ轴旋转驱动连接，所述的切换机构用于实现输入元件与任一输出元件的可选驱动连接，所述三端口组件完全旋转支撑在I轴或Ⅱ轴上，相应与I轴或Ⅱ轴旋转驱动连接的输出元件与该支撑轴等速啮合驱动。

【技术特征摘要】
1.一种混合动力车用有源传动装置，包括：
与发动机通过离合器旋转驱动连接的I轴，
与车轮通过固定速比旋转驱动连接的Ⅱ轴，
所述的I轴与Ⅱ轴之间具有至少两条不同速比且可由相应锁止同步机构可选
构成的动力传递路径，实际构成至少两个档位；
电机，
与电机通过固定速比旋转驱动连接的Ⅲ轴；
其特征在于：还包括一个三端口组件，该三端口组件由两个输出元件、一个输
入元件、一个切换机构组成，
所述的两个输出元件可独立自由旋转且同轴布置，分别与I轴、Ⅱ轴旋转驱动
连接，所述的输入元件与Ⅲ轴旋转驱动连接，
所述的切换机构用于实现输入元件与任一输出元件的可选驱动连接，
所述三端口组件完全旋转支撑在I轴或Ⅱ轴上，相应与I轴或Ⅱ轴旋转驱动连
接的输出元件与该支撑轴等速啮合驱动。
2.根据权利要求1所述的一种混合动力车用有源传动装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟再敏，余卓平，王心坚，吴海康，陈雪平，王春现，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31