CN103148172A - 一种两轴式动力耦合变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两轴式动力耦合变速器，包括1一轴A，2外壳，3支撑结构，4轴分离机构，5一轴B，6电机输入齿轮，7传动齿轮副，8换挡机构，9二轴。1一轴A与5一轴B共轴线，并通过3支撑结构互相支撑，其间还有4轴分离机构可以将两轴动力传递路线闭合或断开。通过合理操作轴分离机构和换挡机构可以将动力在发动机、电机、和输出轴之间灵活传递，还可实现在动力传递不中断条件下的换挡。本发明的有益效果是，结构简单、传动路径灵活，与传统变速箱工艺继承性好，可以广泛应用于汽车、轨道车辆、船舶、工程机械、农业机械等各种动力设备上。

Description

一种两轴式动力耦合变速器

[技术领域]

本发明涉及动力传动***、特别是齿轮减、变速装置、混合动力车辆、具有三个及以上的动力源及负载的减速器、变速器。 

[背景技术]

目前，由于节能减排的压力，车辆节能减排标准日益严格。为了降低车辆的能耗，开发了包括电动汽车混合动力汽车在内的众多新型车辆***。纯电动汽车具有节能、环保的优点，目前已经逐渐得到主要汽车生产企业的重视。电动汽车是在传统汽车的基础上，将发动机更换为电动机，并安装动力电池等储能***、控制***以及其他辅助***形成的机动车辆。电动机相对于传统发动机具有体积小、重量轻、运转平稳、效率高等特点。但是目前阶段电动汽车用动力电池还存在比功率、比能量小的问题，在大部分场合，纯电动汽车还不能完全取代传统内燃机车辆。混合动力汽车作为兼具传统内燃机车辆的长里程和电动汽车节能、环保，可使用清洁的电能的车辆种类开始被广泛应用。同时还有一些车辆为了保证车辆的可靠性、经济性以及降低制造成本等，具有两个以上的动力源。例如具有副发动机的一些专用汽车、工程机械、超大型车辆、特种安全车辆等等这些车辆都需要一个将两个以上不同动力源的动力耦合起来，共同或分别驱动车辆的***——动力耦合***。动力耦合***的要求是既能够将两个以上的动力源输出的动力分别单独传递到输出装置上(如车轮等)，又能够将两个以上的动力源输出的动力同时传递到输出装置上；而对于混合动力车辆来说除上述功能外，还必须能够将一个动力源输出的动力，传递到另外一个动力源(一般是电动机)上，而同时保证不被传递到输出装置上，以实现停车发电等功能。 

但是当前能够实现上述功能的的双动力源动力耦合***，主要包括如下几种形式： 

1采用行星齿轮耦合方式。典型应用包括丰田普锐斯、通用沃蓝达等汽车； 

2采用角传动变速器。典型应用包括南车集团混合动力客车； 

3采用同轴耦合，即将电机安装在发动机传动链上，依靠两个以上的离合器实现不同的输出模式。 

但是当前的耦合***存在如下问题： 

方式1对行星齿轮加工、装配精度要求高，传动效率低，与现有的车辆传动***的生产工艺继承性不好，需要重新投入设备、模具等等。 

方式2采用锥齿轮传动***对齿轮加工精度要求高，润滑困难等等。 

方式3存在两动力源转速配合固定，难以发挥各动力源的最佳工作曲线等问题 

本发明可以解决双动力源动力耦合***的上述问题。 

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种能够将发动机、电机的动力灵活传递到输出轴变速器，同时还能够充分利用现有的变速器生产设备、工艺、零件，以最大限度降低***的初次投入成本，并实现结构的最简化。 

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：包括1一轴A，2外壳，3支撑结构，4轴分离机构，5一轴B，6电机输入齿轮，7传动齿轮副，8换挡机构，9二轴。1一轴A与5一轴B共轴线，并通过3支撑结构互相支撑，其间还有4轴分离机构可以将两轴动力传递路线闭合或断开。 

发动机动力从A处输入到1一轴A，电机动力从B处输入到6电机输入齿轮并传递到5一轴B，一轴A和一轴B之间可以使用4轴分离机构琐止。一轴A和一轴B的动力可以经过7传动齿轮副输出到9二轴上，并进而输出到车轮。 

在车辆倒车时，分离4轴分离机构，电机倒转，与5一轴B相连的任意档位结合，车辆即可实现倒车。本变速箱也可通过增加倒档齿轮的方式设置专门的倒档档位，这样可以实现发动机工作条件下的倒车。 

在发动机驱动车辆时，分离4轴分离机构，挂任意一个与1一轴A相连的档位可实现发动机驱动，也可以接合4轴分离机构，挂任意一个与5一轴B相连的档位，电机不工作状态也可实现发动机驱动车辆。 

在电机驱动时，分离4轴分离机构，挂任意一个与5一轴B相连的档位可实现电机驱动车辆，如果发动机与1一轴A之间存在离合装置，分开与发动机的连接，也可接合4轴分离机构，挂任意一个与与1一轴A相连的档位实现电机驱动车辆。 

在电机与发动机同时驱动车辆时，接合4轴分离机构，挂任意一个档位，即可实现发动机与电机在相同转速下驱动车辆；分离4轴分离机构，挂任意一个与1一轴A相连的档位，同时挂任意一个与5一轴B相连的档位，即可实现发动机与电机在不同转速下共同驱动车辆。 

在电机与发动机共同驱动车辆时，电机工作在发电状态，可实现车辆行进中充电功能；在停车状态下，结合4轴分离机构，不结合所有档位，可实现发动机单独给驱动电机发电，即实现停车发电功能。 

本发明在自动控制***协调控制下，还可实现在动力传递不中断条件下的换挡。分离4轴分离机构，与1一轴A和5一轴B相连的各个档位交替换挡，一端档位分离时，另外一方驱动车辆；这一方档位分离时，另外一端驱动车辆，使车辆驱动力连续变化，达到连续换挡 的效果，不仅提高乘坐舒适性，还可有效提高加速能力，减少加速时间。 

按照应用要求，可将本发明7传动齿轮副，8换挡机构数量增加或减少，成为2、3、4、5、6、7、8甚至更多档位变速器。 

本发明的有益效果是，结构简单、传动路径灵活，与传统变速箱工艺继承性好，可以广泛应用于汽车、轨道车辆、船舶、工程机械、农业机械等各种动力设备上。 

[附图说明]

附图1是本发明一种两轴式动力耦合变速器的一种6前进挡实施方案结构布置简图；附图2是带有机械倒档的实施方案结构布置简图；附图3是部分换挡机构安装在1一轴A和5一轴B上的实施方案结构布置简图。 

附图1-3中：1一轴A，2外壳，3支撑结构，4轴分离机构，5一轴B，6电机输入齿轮，7传动齿轮副，8换挡机构，9二轴 

[具体实施方式] 

下面以一个具体实例介绍实施方案，实际实施方案不限于此实例。 

附图1是一个6档变速器实施方案。1一轴A和5一轴B与9二轴之间各有三个不同速比的传动齿轮副，在分别控制轴分离机构和各换挡机构时，除去锁死的状态之外，可以得到15种不同的驱动状态和两个空挡状态。由于发动机一般不能倒转，附图1方案倒车只能由电机驱动完成，好处是在相同空间尺寸下，多得到一个前进速比。 

附图2与附图1方案不同点是增加了一套倒档齿轮，并将一个传动齿轮副用于倒档。实现了发动机驱动条件和电机与发动机联合驱动条件下的倒车功能。另外，将6电机输入齿轮安装在5一轴B上，减少了一次传动，提高了电机传动效率。 

附图3与附图1方案的不同点是将部分换挡机构安装在了1一轴A和5一轴B上。另外取消了6电机输入齿轮。电机动力直接输入到5一轴B上的一个齿轮上或从5一轴B的一端输入。 

Claims (7)

1.一种两轴式动力耦合变速器，包括1一轴A，2外壳，3支撑结构，4轴分离机构，5一轴B，6电机输入齿轮，7传动齿轮副，8换挡机构，9二轴。 

2.如权利要求1所述的一种两轴式动力耦合变速器，其特征在于，1一轴A与5一轴B共轴线，并通过3支撑结构互相支撑，其间还有4轴分离机构可以将两轴动力传递路线闭合或断开。 

3.如权利要求1、2所述的一种两轴式动力耦合变速器，其特征在于，所述的3支撑结构可以是滑动轴承也可以是滚动轴承还可以是其他能够保证两轴共轴线的约束***。 

4.如权利要求1、2所述的一种两轴式动力耦合变速器，其特征在于，所述的4轴分离机构可以是嵌合式离合器也可以是摩擦式离合器，还可以是同步器离合机构、啮合套离合机构或直齿滑动齿轮离合机构。

5.如权利要求1所述的一种两轴式动力耦合变速器，其特征在于，所述的6电机输入齿轮可以是独立的齿轮、齿轮组也可以是借用安装在5一轴B上的其他传动构件，还可以是安装在变速箱之外的传动结构。 

6.如权利要求1所述的一种两轴式动力耦合变速器，其特征在于，所述的8换挡机构可以是同步器换挡机构也可以是啮合套换挡机构还可以是直齿滑动齿轮换挡机构。

7.如权利要求1、6所述的一种两轴式动力耦合变速器，其特征在于，所述的8换挡机构可以安装在9二轴上也可以安装在1一轴A与5一轴B上。 

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