多挡位动力换挡并联混合动力变速箱制造技术

本发明专利技术属于汽车技术领域，特别涉及变速箱。一种多挡位动力换挡并联混合动力变速箱，包括：发动机、电机和变速箱，发动机的动力通过离合器后输入到发动机输入轴；电机的动力输入到电机输入轴，变速箱由多自由定轴齿轮机构组成，耦合发动机与电机的动力。多自由度定轴齿轮变速机构由6对齿轮机构，4个同步器组成，结构布置简单，通过齿轮对的重复利用，可以提供8个匹配发动机的挡位，4个匹配电机的挡位，提高了动力性能和换挡舒适性，实现了并联形式的混合动力技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于汽车
，特别涉及变速箱。
技术介绍
混合动力技术具有降低排放和油耗的优点，同时提高车辆动力性能，成为汽车的 发展方向。并联形式的混合动力优点：发动机的动力可以直接用来驱动车辆，没有能量转 换，能量损失小，结构简单；电机既可作为电动机使用，也可作为发电机使用，且可以采用较 小功率的电机，结构简单，成本低。并联形式混合动力技术中电机主要实现急加速工况或者 发动机低速工况下的助力，提高动力性能，改善发动机的燃油经济性;在减速工况，实现制 动能量回收;在低速以及起步工况，可实现纯电驱动。相比于串联形式混合动力技术适合于 低速，经常启停工况的城市车辆，并联形式混合动力技术更适合于中高速、需求动力性能的 商用车、越野车以及特种车辆。 根据电机的位置不同，并联式混合动力分为三种:第一种是电机布置在变速箱的 离合器前面，其特点是电机可利用变速箱的传动比调节传动范围，电机自身转速、转矩性能 需求低，电机体积重量小，但换挡过程中有动力中断，需要同步的惯量较大;第二种是电机 布置在变速箱输出轴后面，其特点是换挡过程中无动力中断，但电机的转速、转矩性能要求 高;第三种是电机布置在变速箱中间轴上，其特点是采用多自由度齿轮机构耦合电机和发 动机的动力，实现混合动力和动力换挡功能。 传统的手动变速箱在换挡过程存在动力中断，影响汽车的动力性。专利文献 CN100570174 C和CN 101782146 B中的变速器通过机械机构实现动力换挡设计，但其换挡 过程中，需要机械机构相互之间的配合，并难以实现混合动力功能。采用上述第三种电机布 置形式的动力换挡并联形式的混合动力技术方案，可以实现动力换挡，提高动力性能以及 换挡舒适性，并且可利用多自由度定轴齿轮机构实现多个匹配发动机挡位以及多个匹配电 机挡位。
技术实现思路
本专利技术的目的是:提供一种多挡位动力换挡并联混合动力变速箱，可实现动力换 挡和混合动力工况，提升车辆动力性能，并改善换挡品质，降低离合器磨损，提高燃油经济 性。 本专利技术的技术方案是：一种多挡位动力换挡并联混合动力变速箱，它包括:发动 机，发动机输入轴、离合器、电机、电机动力输入轴，中间轴，套轴，变速箱输出轴，第一同步 器，第二同步器，第三同步器，第四同步器，第一齿轮，第二齿轮，第三齿轮，第四齿轮，第五 齿轮，第六齿轮，第七齿轮，第八齿轮，第九齿轮第十齿轮，第十一齿轮，第十二齿轮。 所述发动机的动力通过离合器后输入到发动机输入轴。 发动机输入轴、所述电机动力输入轴和所述变速箱输出轴同轴布置，且所述电机 动力输入轴同轴套装在所述发动机输入轴上;所述中间轴与所述发动机输入轴平行布置， 中间轴上设置有与其同轴的套轴。 所述发动机输入轴上沿其动力传递方向依次连接所述第一同步器和所述第二同 步器;所述电机动力输入轴上沿其动力传递方向依次连接所述第一齿轮和所述第三齿轮； 所述第五齿轮和第七齿轮空套在所述发动机输入轴上，所述第一同步器向左结合时，同步 发动机输入轴和电机输入轴，向右结合时，同步发动机输入轴和第五齿轮。 所述中间轴上沿其动力传递方向依次连接所述第三同步器、所述第六齿轮和所述 第四同步器，同时所述中间轴上空套有第二齿轮、第四齿轮和第十二齿轮;所述第三同步器 向左结合时，同步第二齿轮和中间轴，向右结合时，同步第四齿轮和中间轴；所述套轴上沿其动力传递方向依次连接所述第八齿轮和所述第十齿轮;所述第四 同步器向左结合时，同步套轴和中间轴，向右结合时，同步中间轴和第十二齿轮。 所述变速箱输出轴上沿其动力传递方向依次连接所述第九齿轮和所述第十一齿 轮;所述第二同步器向左结合时，同步套轴和第七齿轮，向右结合时，同步套轴和变速箱输 出轴。所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合，所述第五齿 轮与所述第六齿轮啮合，所述第七齿轮与所述第八齿轮啮合，所述第九齿轮与所述第十齿 轮啮合，所述第十一齿轮与所述第十二齿轮啮合。 有益效果： (1)发动机、离合器、电机、变速箱同轴布置，适合于传统车辆动力系统，便于空间 布置。 (2)多自由度定轴齿轮变速机构由6对齿轮机构，4个同步器组成，结构布置简单， 通过齿轮对的重复利用，可以提供8个匹配发动机的挡位，4个匹配电机的挡位;换挡时需要 操纵的同步器数目少，易于控制。 (3)匹配发动机的挡位与匹配电机的挡位不同时换挡，匹配发动机的挡位换挡时， 匹配电机的挡位提供转矩支持，反之亦然;通过换挡过程中的转矩支持，实现了动力换挡， 提高动力性能和换挡舒适性。 (4)采用电机挡位起步，降低了离合器起步的控制难度以及离合器的磨损，提高了 起步舒适性可车辆低速可控性。 (5)电动机与多自由度定轴齿轮变速机构提供电动倒挡功能，取消了倒挡齿轮对， 提高了齿轮机构的紧凑度。 (6)可实现并联形式的混合动力技术，在低速工况可实现纯电驱动，急加速工况实 现混合驱动，减速工况实现制动能量回收。 (7)由于存在多个匹配电机的挡位，电机所需的功率及转矩较小，有利于提高传动 系统的功率密度。 (8)匹配发动机的挡位换挡时，同步器所需的同步惯量小，有利于缩短换挡时间， 降低了同步器的负荷，提高同步器的寿命;电动机换挡时，可利用电机的转速调节功能同步 齿轮转速，改善换挡性能。【附图说明】图1为本专利技术结构不意图；图2为本专利技术发动机1挡、电机1挡时变速箱功率流图； 图3为本专利技术发动机2挡、电机1挡时变速箱功率流图； 图4为本专利技术发动机2挡、电机2挡时变速箱功率流图； 图5为本专利技术发动机3挡、电机2挡时变速箱功率流图； 图6为本专利技术发动机4挡、电机2挡时变速箱功率流图； 图7为本专利技术发动机4挡、电机3挡时变速箱功率流图； 图8为本专利技术发动机5挡、电机3挡时变速箱功率流图； 图9为本专利技术发动机6挡、电机3挡时变速箱功率流图；图10为本专利技术发动机6挡、电机4挡时变速箱功率流图； 图11为本专利技术发动机7挡、电机4挡时变速箱功率流图； 图12为本专利技术发动机8挡、电机4挡时变速箱功率流图。 其中：101-发动机、102-电机、103-离合器、301-发动机输入轴、302-电机动力输入 轴、303-中间轴、304-套轴、305-变速箱输出轴、201-第一同步器、202-第二同步器、203-第 三同步器、204-第四同步器、401-第一齿轮、402-第二齿轮、403-第三齿轮、404-第四齿轮、 405-第五齿轮、406-第六齿轮、407-第七齿轮、408-第八齿轮、409-第九齿轮、410-第十齿 轮、411-第^^一齿轮、412-第十二齿轮【具体实施方式】下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。参见图1，一种多挡位动力换挡并联混合动力变速箱，它包括:发动机输入轴301， 电机动力输入轴302,中间轴303,套轴304,变速箱输出轴305,第一同步器201，第二同步器 202,第三同步器203,第四同步器204,第一齿轮401，第二齿轮402,第三齿轮403,第四齿轮 404，第五齿轮405，第六齿轮406，第七齿轮407，第八齿轮408，第九齿轮409第十齿轮410，第 十一齿轮411，第十二齿轮412; 发动机输入轴301、电机动力输入轴302和变速箱输出轴305同轴布置；中间轴303上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多挡位动力换挡并联混合动力变速箱，其特征是：包括：发动机(101)、电机(102)、离合器(103)、发动机输入轴(301)、电机动力输入轴(302)、中间轴(303)、套轴(304)、变速箱输出轴(305)、第一同步器(201)、第二同步器(202)、第三同步器(203)、第四同步器(204)、第一齿轮(401)、第二齿轮(402)、第三齿轮(403)、第四齿轮(404)、第五齿轮(405)、第六齿轮(406)、第七齿轮(407)、第八齿轮(408)、第九齿轮(409)第十齿轮(410)、第十一齿轮(411)、第十二齿轮(412)；所述发动机(101)的动力通过离合器(103)后输入到发动机输入轴(301)；发动机输入轴(301)和所述变速箱输出轴(305)同轴布置，所述电机动力输入轴(302)同轴套装在所述发动机输入轴(301)上；所述中间轴(303)与所述发动机输入轴(301)平行布置，中间轴(303)上设置有与其同轴的套轴(304)；所述发动机输入轴(301)上沿其动力传递方向依次连接所述第一同步器(201)和所述第二同步器(202)；所述电机动力输入轴(302)上沿其动力传递方向依次连接所述第一齿轮(401)和所述第三齿轮(403)；所述第五齿轮(405)和第七齿轮(407)空套在所述发动机输入轴(301)上，所述第一同步器(201)向左结合时，同步发动机输入轴(301)和电机输入轴(302)，向右结合时，同步发动机输入轴(301)和第五齿轮(405)；所述中间轴(303)上沿其动力传递方向依次连接所述第三同步器(203)、所述第六齿轮(406)和所述第四同步器(204)，同时所述中间轴(303)上空套有第二齿轮(402)、第四齿轮(404)和第十二齿轮(412)；所述第三同步器(203)向左结合时，同步第二齿轮(402)和中间轴(303)，向右结合时，同步第四齿轮(404)和中间轴(303)；所述套轴(304)上沿其动力传递方向依次连接所述第八齿轮(408)和所述第十齿轮(410)；所述第四同步器(204)向左结合时，同步套轴(304)和中间轴(303)，向右结合时，同步中间轴(303)和第十二齿轮(412)；所述变速箱输出轴(305)上沿其动力传递方向依次连接所述第九齿轮(409)和所述第十一齿轮(411)；所述第二同步器(202)向左结合时，同步套轴(304)和第七齿轮(407)，向右结合时，同步套轴(304)和变速箱输出轴(305)；所述第一齿轮(401)与所述第二齿轮(402)啮合，所述第三齿轮(403)与所述第四齿轮(404)啮合，所述第五齿轮(405)与所述第六齿轮(406)啮合，所述第七齿轮(407)与所述第八齿轮(408)啮合，所述第九齿轮(409)与所述第十齿轮(410)啮合，所述第十一齿轮(411)与所述第十二齿轮(412)啮合。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李学良，胡纪滨，彭增雄，苑士华，李雪原，魏超，荆崇波，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11