CN102079240B - 机动车油电混合传动转换器 - Google Patents

Abstract

一种机动车油电混合传动转换器，输入轴、主动锥齿轮、输出轴分别通过轴承支撑于壳体，输入轴的一端设有内齿结构，输出轴的一端设有花键段，该端的轴颈通过轴承与输入轴配合，一从动锥齿轮空套在输出轴上且与主动锥齿轮啮合，输入轴和从动锥齿轮之间设有一同步齿轮通过内花键配合在输出轴上，该同步齿轮可以轴向移动使其两端的外齿与输入轴或者从动锥齿轮的内齿啮合，壳体内设有拨叉机构，该拨叉机构的拨叉间隙配合在同步齿轮的环形槽中，该拨叉机构的控制转轴外伸出壳体用于连接操纵装置。它通过人为的手动控制操纵，平稳、顺利地在第一动力装置和第二动力装置之间进行动力传递的转换，不需停止任何一个动力装置的工作，转换操纵简单、经久耐用。

Description

机动车油电混合传动转换器

技术领域

本发明涉及一种混合动力车的动力传动转换器，特别涉及一种机动车油电混合传动转换器。

背景技术

现有的油电混合动力车的动力转换，通常是采用电控制***来控制内燃机和电动机工作的切换。如公开号为CN1583444A的《一种轻型交通工具的燃油-电动集成混合动力***》所公开的技术，该技术包括内燃机动力***、电力驱动***、机械传动***、集成控制***，集成控制***分别与内燃机动力***、电力驱动***相连接，内燃机动力***与电力驱动***相连接。其机械传动***包括内燃机与驱动电机耦合传动和并行传动两种方式，耦合传动方式为：内燃机通过带自动离心啮合功能的齿轮或链轮、链条的减速或变速机构与驱动电机耦合传动，它又分为驱动电机直接耦合和通过减速机构耦合两种；并行传动方式为：由内燃机通过带自动离心啮合功能的齿轮或链轮、链条的减速或变速机构与驱动电机分别传动，通过外部的交通工具轮子实现两种动力的传动。这种混合动力的驱动模式要旨是低速时由电力驱动，高速时由内燃机驱动，中速时由电力单独或两者同时驱动，这些驱动模式的转换都是通过集成控制器控制下自动进行的。又如美国专利6655484公开了一种并联式油电混合***，它是在发动机轴和电机轴之间增加一个离合器，通过该离合器的离合，电机轴可以脱开发动机轴单独驱动车辆。这样，在道路堵塞而走走停停的情况下，***可以关闭发动机而用纯电机驱动车辆，从而避免频繁地启动和关闭发动机，达到节省燃油的目的。当道路通畅后，再启动发动机加速。但是，该***存在一个问题，即***在行驶中启动发动机时需完成的步骤多，先要使主离合器分离，然后控制电机减速到零速度，在控制所增加的离合器耦合，再加速电机带动发动机轴转动，发动机启动后再将主离合器耦合，操作控制复杂，而在此期间，大约有两、三秒钟左右的时间，整个***无动力输出，车辆的驱动性能下降，驾乘者感觉明显，尤其是复杂的操作控制过程，还容易导致驾驶者的注意力分散，引起交通事故发生。而且上述的油电混合***都需依靠集成电控***进行控制，集成电控***的结构复杂，造价昂贵，又容易出现故障；尤其是将集成电控***使用在工况恶劣的油电混合动力三轮摩托车上时，更容易损坏，导致三轮摩托车无法正常行驶而发生交通事故。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种机动车油电混合传动转换器，它通过所设置的用于传递第一动力装置动力的输入轴、用于传递第二动力装置动力的主动锥齿轮、用于输出动力的输出轴、用于转换的同步齿轮和拨叉机构，能够在第一动力装置和第二动力装置都处于工作状态的情况下，通过人为的手动控制操纵，平稳、顺利地在第一动力装置和第二动力装置之间进行动力传递的转换，不需停止任何一个动力装置的工作，转换操纵简单，而且不易损坏，经久耐用。

本发明的目的是这样实现的：包括壳体，一用于传递第一动力装置动力的输入轴、一用于传递第二动力装置动力的主动锥齿轮、一用于输出动力的输出轴分别通过轴承支撑于壳体，所述输入轴和输出轴为同一轴心线，所述主动锥齿轮轴向垂直于该轴心线，所述输入轴位于壳体内的一端设有内齿结构，输入轴的另一端外伸出壳体，输出轴位于壳体内的一端设有花键段，该端的轴颈通过轴承与输入轴配合，输出轴的另一端外伸出壳体，一从动锥齿轮位于壳体内空套在输出轴上且与主动锥齿轮啮合形成锥齿轮传动，所述从动锥齿轮上设有内齿结构与输入轴上的内齿结构相向，位于输入轴的内齿结构和从动锥齿轮的内齿结构之间设有一用于转换的同步齿轮，该同步齿轮的两端圆周设有外齿，同步齿轮通过内花键配合在输出轴的花键段上，且可以轴向移动与输入轴的内齿或者从动锥齿轮的内齿啮合，所述用于转换的同步齿轮的两端圆周外齿之间设有环形槽，所述壳体内设有用于拨动同步齿轮轴向移动的拨叉机构，该拨叉机构的拨叉间隙配合在同步齿轮的环形槽中，该拨叉机构的控制转轴外伸出壳体用于连接操纵装置。

所述壳体的左右两侧分别固接有端盖，左、右端盖中分别设有轴承，用于传递第一动力装置动力的输入轴通过轴承与左端盖配合，用于输出动力的输出轴通过轴承与右端盖配合，所述输入轴和输出轴的外伸端均设有花键。

所述用于传递第二动力装置动力的主动锥齿轮在连接第二动力装置的一端设有花键。

所述用于拨动同步齿轮轴向移动的拨叉机构包括拨叉、拨叉轴、拨爪、控制转轴、拉臂，所述拨叉轴的轴向与输出轴的轴向平行，拨叉滑动配合在拨叉轴上，控制转轴与拨叉轴轴向交叉，拨爪尾端固定在控制转轴上，爪端***拨叉上设置的条形孔中，控制转轴伸出壳体的外伸端固定连接拉臂。

所述控制转轴可转动的设置于壳体的上端盖，上端盖与壳体固定连接。

所述壳体上设有用于锁定拨叉移动位置的锁定装置，该锁定装置包括顶针、压缩弹簧、弹簧座，压缩弹簧、顶针依次置于弹簧座孔内，弹簧座固定在壳体上设置的孔中，顶针在压缩弹簧的预压下抵住拨叉。

所述壳体安装用于传递第二动力装置动力的主动锥齿轮一侧固定连接一安装连接板，所述安装连接板上设有供主动锥齿轮与第二动力装置连接的让位孔，该让位孔与主动锥齿轮之间的间隙设置油封。

所述用于传递第二动力装置动力的主动锥齿轮通过联轴器与第二动力装置连接。

所述输入轴上的内齿结构设置在输入轴上的轴心阶梯孔内，该阶梯孔的大径段设置内齿；所述从动锥齿轮的内齿结构设置在从动锥齿轮的轴心阶梯孔内，该阶梯孔的大径段设置内齿。

所述第一动力装置为发动机，所述第二动力装置为电动机。

由于采用了上述方案，将一用于传递第一动力装置动力的输入轴、一用于传递第二动力装置动力的主动锥齿轮、一用于输出动力的输出轴分别通过轴承支撑于壳体。所述输入轴和输出轴为同一轴心线，所述主动锥齿轮轴向垂直于该轴心线，使输入轴和主动锥齿轮能够分别传递来自不同方向的扭矩，并使输出轴向第三方向输出扭矩，这样能够保证机动车上安装第一动力装置、第二动力装置的位置不发生干涉，有利于将第一、第二动力装置合理的安装。

所述输入轴位于壳体内的一端设有内齿结构，输入轴的另一端外伸出壳体，用于连接第一动力装置的动力输出装置，或者用于与第一动力装置输出动力的传动机构连接，便于连接装配。输出轴位于壳体内的一端设有花键段，该端的轴颈通过轴承与输入轴配合，使输出轴和输入轴在保证同轴度的基础上，可各自独立旋转。所述输出轴的另一端外伸出壳体，用于连接传动轴或传动齿轮，向被驱动的装置传输动力，便于连接装配。所述用于传递第二动力装置动力的主动锥齿轮用于连接第二动力装置的动力输出装置，或者用于与第二动力装置输出动力的传动装置连接。所述从动锥齿轮位于壳体内空套在输出轴上且与主动锥齿轮啮合形成锥齿轮传动，该从动锥齿轮上设有内齿结构与输入轴上的内齿结构相向，位于输入轴的内齿结构和从动锥齿轮的内齿结构之间设有一用于转换的同步齿轮，该同步齿轮的两端圆周设有外齿，同步齿轮通过内花键配合在输入轴的花键段上，且可以轴向移动与输入轴的内齿或者从动锥齿轮的内齿啮合。只要移动用于转换的同步齿轮与输入轴啮合，就能将第一动力装置的动力经同步齿轮传递给输出轴输出；并且，由于从动锥齿轮是在空套在输出轴，此时即使第二动力装置处于工作状态，其输出的动力经主动锥齿轮传递到从动锥齿轮，从动锥齿轮只能空转，动力中断，不能向输出轴传递动力。只要移动用于转换的同步齿轮与从动锥齿轮啮合，就能将第二动力装置的动力经同步齿轮传递给输出轴输出；由于输出轴通过轴承与输入轴配合，此时即使第一动力装置处于工作状态，其输出的动力在输入轴与输出轴之间中断，不能向输出轴传递动力。这样的结构，既能够在第一和第二动力装置都处于工作的状态下，两股输入的动力只能有一股作用于输出轴，避免形成相互干绕，又能够在第一和第二动力装置都处于工作的状态下，进行动力传动的同步转换，在转换动力传动时不需停止其中仍何一个动力装置的工作，使动力输出不会中断，车辆的驱动性能不会下降，动力传动转换自然、顺畅。

所述用于转换的同步齿轮的两端圆周外齿之间设有环形槽，所述壳体内设有用于拨动同步齿轮轴向移动的拨叉机构，该拨叉机构的拨叉间隙配合在同步齿轮的环形槽中，该拨叉机构的控制转轴外伸出壳体用于连接操纵装置。用拨动同步齿轮轴向移动的拨叉机构操作控制用于转换的同步齿轮移动来实现动力传动的转换，能够通过人为操纵控制动力转换，有利于在动力转换前将未工作的动力装置启动工作，实现动力输出的无中断转换，保证动力传动转换顺畅；待动力传动转换完成后在关闭不需工作的动力装置，实现节能。

本发明机动车油电混合传动转换器，结构简单，不易损坏，与现有的油电混合***相比较使用寿命长，不会出现故障，能保障机动车正常行驶，而且安装方便容易。当机动车的第一动力装置采用发动机，第二动力装置采用电动机，只要给出安装本油电混合传动转换器和电动机的位置，就能对现有的以发动机作动力的机动车进行油电混合动力改装，有利于油电混合动力机动车的发展、推广，实现节能减排，有利于环境保护。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明与电动机连接的结构示意图；

图3为本发明的外部形状图。

附图中，1为拨叉轴，2为拨叉，2a为条形孔，3为拉臂，4为排气嘴，5为上端盖，6为安装连接板，7为纸垫，8为从动锥齿轮，9为右端盖，10为油封，11为输出轴，12为轴承，13为壳体，14为螺栓，15为主动锥齿轮，16为轴承，17为输入轴，18为左端盖，19为同步齿轮，19a为环形槽，20为控制转轴，21为拨爪，22为顶针，23为压缩弹簧，24为弹簧座，25为联轴器，26为油封盖，27为观油窗，28为油标尺，29为电动机。

具体实施方式

参见图1至图3，本发明机动车油电混合传动转换器的一种实施例，包括壳体13，一用于传递第一动力装置动力的输入轴17、一用于传递第二动力装置动力的主动锥齿轮15、一用于输出动力的输出轴11分别通过轴承支撑于壳体13。所述输入轴17和输出轴11为同一轴心线，所述主动锥齿轮15轴向垂直于该轴心线。所述用于传递第二动力装置动力的主动锥齿轮15在连接第二动力装置的一端设有花键，该花键采用内花键，使用于传递第二动力装置动力的主动锥齿轮15能够通过联轴器25与第二动力装置连接传递动力，所述第二动力装置为电动机26。当然，该花键也可采用外花键，通过花键套或齿轮与第二动力装置连接传递动力（未图示）。所述输入轴17位于壳体13内的一端设有内齿结构，输入轴17的另一端外伸出壳体13，与为发动机的第一动力装置连接（未图示）；输出轴11位于壳体13内的一端设有花键段，该端的轴颈通过轴承16与输入轴17配合，输出轴11的另一端外伸出壳体13。所述壳体13的左右两侧分别通过螺钉固接有端盖，左端盖18、右端盖9中分别设有轴承12，每个端盖中均设置两个轴承，用两个轴承支撑一个轴，能够保证所支撑的轴在旋转时不会摇晃。用于传递第一动力装置动力的输入轴17通过轴承与左端盖18配合，用于输出动力的输出轴11通过轴承12与右端盖9配合。所述输入轴17和输出轴11的外伸端均设有花键，使之能够与所连接的部件通过花键周向固定连接传递扭矩。一从动锥齿轮8位于壳体13内空套在输出轴11上且与主动锥齿轮15啮合形成锥齿轮传动。所述从动锥齿轮8上设有内齿结构与输入轴17上的内齿结构相向。所述输入轴17上的内齿结构设置在输入轴上的轴心阶梯孔内，该阶梯孔的大径段设置内齿；所述从动锥齿轮8的内齿结构设置在从动锥齿轮的轴心阶梯孔内，该阶梯孔的大径段设置内齿。位于输入轴17的内齿结构和从动锥齿轮8的内齿结构之间设有一用于转换的同步齿轮19，该同步齿轮19的两端圆周设有外齿，同步齿轮19通过内花键配合在输出轴11的花键段上，且可以轴向移动与输入轴17的内齿或者从动锥齿轮8的内齿啮合，实现动力传动的转换。所述用于转换的同步齿轮19的两端圆周外齿之间设有环形槽19a，所述壳体13内设有用于拨动同步齿轮轴向移动的拨叉机构，该拨叉机构的拨叉2间隙配合在同步齿轮19的环形槽19a中，该拨叉机构的控制转轴20外伸出壳体用于连接操纵装置。所述用于拨动同步齿轮19轴向移动的拨叉机构包括拨叉2、拨叉轴1、拨爪21、控制转轴20、拉臂3，所述拨叉轴1的轴向与输出轴11的轴向平行，拨叉2滑动配合在拨叉轴1上，控制转轴20与拨叉轴1轴向交叉，拨爪21尾端固定在控制转轴20上，爪端***拨叉2上设置的条形孔2a中，控制转轴20伸出壳体的外伸端固定连接拉臂3，该拉臂3用于连接拉杆（未图示），只要拉杆带动拉臂3运动，就能使控制转轴20转动一定的角度，固定在控制转轴20上的拨爪21就能拨动拨叉轴1上滑动配合的拨叉2沿拨叉轴轴向移动，拨叉2就能拨动同步齿轮19在输出轴11的花键段上轴向移动。本实施例将控制转轴20可转动的设置于壳体13的上端盖5，上端盖5与壳体13通过螺钉固定连接，这样既方便将拨叉机构安装在壳体中，又能减小壳体的体积，减低模具成本和壳体成本。所述壳体13安装用于传递第二动力装置动力的主动锥齿轮15一侧固定连接一安装连接板6，所述安装连接板6上设有供主动锥齿轮15与第二动力装置连接的让位孔，该让位孔与主动锥齿轮15之间的间隙设置油封10。所述壳体13的上端设有排气嘴4，壳体13的下端设有放油孔，该放油孔用螺栓14堵塞。壳体13上还设有观油窗27，安装有油标尺28。所述输入轴17、输出轴11与端盖之间的间隙安装油封10。所述主动锥齿轮15与安装连接板6之间的间隙安装油封10和油封盖26。左右端盖、上端盖、安装连接板等于壳体13之间的间隙用纸垫7密封。

参见图2，所述壳体13上设有用于锁定拨叉移动位置的锁定装置，该锁定装置包括顶针22、压缩弹簧23、弹簧座24，压缩弹簧23、顶针22依次置于弹簧座24孔内，弹簧座24通过螺纹配合固定在壳体13上设置的孔中，顶针22在压缩弹簧23的预压下抵住拨叉2，使拨叉2移动位置后，顶针22能够在压缩弹簧23的弹力作用下顶出，对拨叉2尾部侧进行定位锁定。

使用时，在油电混合动力的机动车以发动机作为动力的行驶过程中，需将发动机动力驱动转换到电动机动力驱动，可先将电动机启动，使主动锥齿轮旋转向从动锥齿轮传递动力，再操纵拨叉机构使同步齿轮沿输出轴的花键段移动到与从动齿轮啮合，用电动机的动力驱动输出轴旋转，同步齿轮同时与输入轴分离，中断发动机输出的动力传动，机动车以电动机作为动力行驶，然后可关闭发动机，使发动机停止工作，实现节能减排，保护环境的目的。反之，则是由电动机驱动转换成发动机驱动。

Claims (10)

1.一种机动车油电混合传动转换器，其特征在于：包括壳体，一用于传递第一动力装置动力的输入轴、一用于传递第二动力装置动力的主动锥齿轮、一用于输出动力的输出轴分别通过轴承支撑于壳体，所述输入轴和输出轴为同一轴心线，所述主动锥齿轮轴向垂直于该轴心线，所述输入轴位于壳体内的一端设有内齿结构，输入轴的另一端外伸出壳体，输出轴位于壳体内的一端设有花键段，该端的轴颈通过轴承与输入轴配合，输出轴的另一端外伸出壳体，一从动锥齿轮位于壳体内空套在输出轴上且与主动锥齿轮啮合形成锥齿轮传动，所述从动锥齿轮上设有内齿结构与输入轴上的内齿结构相向，位于输入轴的内齿结构和从动锥齿轮的内齿结构之间设有一用于转换的同步齿轮，该同步齿轮的两端圆周设有外齿，同步齿轮通过内花键配合在输出轴的花键段上，且可以轴向移动与输入轴的内齿或者从动锥齿轮的内齿啮合，所述用于转换的同步齿轮的两端圆周外齿之间设有环形槽，所述壳体内设有用于拨动同步齿轮轴向移动的拨叉机构，该拨叉机构的拨叉间隙配合在同步齿轮的环形槽中，该拨叉机构的控制转轴外伸出壳体用于连接操纵装置。

2.根据权利要求1所述的机动车油电混合传动转换器，其特征在于：所述壳体的左右两侧分别固接有端盖，左、右端盖中分别设有轴承，用于传递第一动力装置动力的输入轴通过轴承与左端盖配合，用于输出动力的输出轴通过轴承与右端盖配合，所述输入轴和输出轴的外伸端均设有花键。

3.根据权利要求1所述的机动车油电混合传动转换器，其特征在于：所述用于传递第二动力装置动力的主动锥齿轮在连接第二动力装置的一端设有花键。

4.根据权利要求1所述的机动车油电混合传动转换器，其特征在于：所述用于拨动同步齿轮轴向移动的拨叉机构包括拨叉、拨叉轴、拨爪、控制转轴、拉臂，所述拨叉轴的轴向与输出轴的轴向平行，拨叉滑动配合在拨叉轴上，控制转轴与拨叉轴轴向交叉，拨爪尾端固定在控制转轴上，爪端***拨叉上设置的条形孔中，控制转轴伸出壳体的外伸端固定连接拉臂。

5.根据权利要求4所述的机动车油电混合传动转换器，其特征在于：所述控制转轴可转动的设置于壳体的上端盖，上端盖与壳体固定连接。

6.根据权利要求1所述的机动车油电混合传动转换器，其特征在于：所述壳体上设有用于锁定拨叉移动位置的锁定装置，该锁定装置包括顶针、压缩弹簧、弹簧座，压缩弹簧、顶针依次置于弹簧座孔内，弹簧座固定在壳体上设置的孔中，顶针在压缩弹簧的预压下抵住拨叉。

7.根据权利要求1所述的机动车油电混合传动转换器，其特征在于：所述壳体安装用于传递第二动力装置动力的主动锥齿轮一侧固定连接一安装连接板，所述安装连接板上设有供主动锥齿轮与第二动力装置连接的让位孔，该让位孔与主动锥齿轮之间的间隙设置油封。

8.根据权利要求1或3或7所述的机动车油电混合传动转换器，其特征在于：所述用于传递第二动力装置动力的主动锥齿轮通过联轴器与第二动力装置连接。

9.根据权利要求1所述的机动车油电混合传动转换器，其特征在于：所述输入轴上的内齿结构设置在输入轴上的轴心阶梯孔内，该阶梯孔的大径段设置内齿；所述从动锥齿轮的内齿结构设置在从动锥齿轮的轴心阶梯孔内，该阶梯孔的大径段设置内齿。

10.根据权利要求1所述的机动车油电混合传动转换器，其特征在于：所述第一动力装置为发动机，所述第二动力装置为电动机。

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