CN203822968U - 一种混合动力纵置双离合变速箱传动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种混合动力纵置双离合变速箱传动装置，将电机的扭矩经第二行星齿轮机构直接传递给中间轴，再经过渡轴、第一行星齿轮机构传递给输出轴，而不是传递给第一离合器或者第二离合器壳体，这有利于提高响应速度和弥补第一行星齿轮机构由于变速比造成的扭矩输出损失。

Description

一种混合动力纵置双离合变速箱传动装置

技术领域

本实用新型涉及汽车变速器领域。

背景技术

一般纵置双离合器传动装置由两组同轴嵌套或平行布置的离合器，同轴、内外嵌套布置的两根输入轴，一根平行布置的中间轴，一根与输入轴同轴布置的输出轴，布置在输出轴上的多个同步器装置、多个换档拨叉组成。变速器奇、偶数档输入齿轮分别布置在两根输入轴上，通过两个离合器的切换以及不同同步器动作，经由不同输出轴实现扭矩变换和输出。现有技术中利用行星齿轮机构来改变速比从而增加能够实现的档位数量，采用混合动力时，电机扭矩通过第一、第二离合器壳体实现与发动机动力的单独或者混合输出，此时电机扭矩输出会受到传递路径、行星齿轮机构改变速比的不利影响，进而影响整车动力输出性能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种动力输出更加平稳可靠的混合动力纵置双离合变速箱传动装置，为此本实用新型的实施例提供了如下技术方案：

一种混合动力纵置双离合变速箱传动装置，包括：第一离合器和第二离合器；与所述第一离合器连接的内输入轴和与所述第二离合器连接的外输入轴，所述内输入轴与所述外输入轴同轴嵌套，所述内输入轴和所述外输入轴上设置有各速主动齿轮；与所述输入轴和所述输出轴平行布置的中间轴，所述中间轴上设置有与所述主动齿轮啮合的多个从动齿轮，所述中间轴上还设置有中间齿轮；可选择性地切换力矩输出的同步器；与所述输入轴和所述输出轴同轴布置的过渡轴，所述过渡轴一端设置有与所述中间齿轮啮合的过渡齿轮，另一端连接第一行星齿轮机构，所述过渡齿轮传递的扭矩经所述第一行星齿轮机构变速比或变速度方向后由输出轴输出；还包括电机，所述电机的转轴连接第二行星齿轮机构，所述第二行星齿轮机构与所述中间轴之间设置有电机同步器。

优选地，所述第一行星齿轮机构为拉维纳行星齿轮机构，其中的小太阳轮与所述过渡轴刚性连接，大太阳轮的转动受第一制动器控制，短行星轮与长行星轮的行星架刚性连接后与所述过渡轴之间设置行星齿轮机构离合器并受第二制动器控制。

优选地，所述第二行星齿轮机构为单行星齿轮机构，其中太阳轮与所述电机的转轴刚性连接，行星架与所述电机同步器连接。

本实用新型将电机的扭矩经第二行星齿轮机构直接传递给中间轴，再经过渡轴、第一行星齿轮机构传递给输出轴，而不是传递给第一离合器或者第二离合器壳体，这有利于提高响应速度和弥补第一行星齿轮机构由于变速比造成的扭矩输出损失。本实用新型通过第一行星齿轮机构来变速度方向，节省了倒档轴和倒档惰轮，使得结构进一步紧凑。

进一步地，本实用新型中的第二行星齿轮机构采用增扭矩的连接方式，确保整车动力输出性能。

附图说明

接下来将结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步详细说明，其中：

图1是本实用新型的实施例的混合动力纵置双离合变速箱传动装置结构示意图。

上图中标记说明：1、外输入轴，2、内输入轴，3、中间轴，4、过渡轴，5、输出轴，6、第一行星齿轮机构，7、第二行星齿轮机构，8、电机转轴，11、第一速主动齿轮，12、第二速主动齿轮，23、第三速主动齿轮，31、第一速从动齿轮，32、第二速从动齿轮，33、第三速从动齿轮，30、中间齿轮，40、过渡齿轮，62a、小太阳轮，62b、大太阳轮，66a、短行星轮，66b、长行星轮，68、齿圈，69、行星架，71、电机接合齿，72、第二行星齿轮机构太阳轮，79、第二行星齿轮机构行星架，第一同步器SC1，第二同步器SC2，电机同步器SC3，第一离合器C1，第二离合器C2，第一制动器B1，第二制动器B2，行星齿轮机构离合器K1，电机EM，

具体实施方式

参考图1，第一离合器C1和内输入轴2连接，第二离合器C2和外输入轴1连接，通过离合器C1和C2的开闭控制，可以有选择性地将发动机(图1中未显示)扭矩传递到外输入轴1或内输入轴2。从左向右，(图1显示，靠近发动机一侧为左、远离发动机一侧为右)外输入轴1上依次布置着第一速主动齿轮11、第二速主动齿轮(倒档主动齿轮)12；内输入轴2上布置着第三速主动齿轮23。这样，从整根输入轴总成1、2上看，奇数档主动齿轮被布置在外输入轴1上，偶数档和倒档主动齿轮被布置在内输入轴2上。从左往右(图1显示、靠近发动机一侧为左、远离发动机一侧为右)，齿轮布置顺序依次为：第一速主动齿轮11、第二速主动齿轮12、第三速主动齿轮13。其中，第一速主动齿轮11、第二速主动齿轮12刚性连接在外输入轴1上，第三速主动齿轮13通过轴承支撑在内输入轴2上。并且在第三速主动齿轮13后端安装有第二同步器SC2，该装置刚性连接在内输入轴2上，可以选择性的将内输入轴2上的动力传递到第三速主动齿轮13或过渡轴4上。

过渡轴4与输入轴1同轴线布置，过渡轴4一端刚性连接有输出齿轮40。

中间轴3和输入轴1、2平行布置，中间轴3上从左往右(靠近发动机一侧为左、远离发动机一侧为右)安装有第一速从动齿轮31、第二速从动齿轮32、第三速从动齿轮33、中间齿轮30。其中，第一速从动齿轮31、第二速从动齿轮32通过轴承支撑中间轴3上。第三速从动齿轮33和中间齿轮30刚性连接在中间轴上。第一速从动齿轮31、第二速从动齿轮32之间布置了第一同步器SC1，第一同步器SC1与中间轴刚性连接。该同步器装置可以选择性的将第一速从动齿轮31、第二速从动齿轮32的动力选择性的传递到中间轴3上。

第一行星齿轮机构6为拉维娜(Ravigneaux)行星齿轮机构，与输入轴1、2同轴布置，在过渡轴4另一端，小太阳轮62a与过渡轴4刚性连接，大太阳轮62b转动受第一制动器B1控制，短行星轮66a和长行星轮66b的行星架刚性连接成为行星架69，行星架69转动受行星齿轮机构离合器K1、第二制动器B2控制。

通过控制制动器B1和B2、行星齿轮机构离合器K1闭合与打开能够得到2个不同前进速比和1个倒退速比。进而与第一同步器SC1、SC2控制的4个速比配合，来得到多个档位前进速比和倒退速比。

第二行星齿轮机构7采用单行星齿轮机构，齿圈固定，太阳轮72与电机转轴8刚性连接，行星架79与电机接合齿71刚性连接，在第二行星齿轮机构7的行星架79和中间轴3之间设置电机同步器SC3，接合电机同步器SC3即可将电机EM输出的动力通过齿轮副中间齿轮30和过渡齿轮40传给过渡轴4，形成混合动力输出。

动力传递路线说明：

1档动力传递路线：第一同步器SC1和第一速从动齿轮31结合，第一制动器B1闭合，第一离合器C1闭合，发动机扭矩通过第一离合器C1传递给外输入轴1，经由第一速主、从动齿轮11、31和第一同步器SC1，将扭矩传递到中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4，再经小太阳轮62a、短行星轮66a、长行星轮66b和齿圈68将动力传递给输出轴5，并最终由输出轴5输出动力。

2档动力传递路线：第二同步器SC2和第三速主动齿轮23结合，第一制动器B1闭合，第二离合器C2闭合，发动机扭矩通过离合器C2传递给内输入轴2，经由第二同步器SC2，第三速主、从动齿轮23、33，将扭矩传递到中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4，再经小太阳轮62a、短行星轮66a、长行星轮66b和齿圈68将动力传递给输出轴5，并最终由输出轴5输出动力。

3档动力传递路线：第一同步器SC1和第一速主动齿轮31结合，行星齿轮机构离合器K1闭合，第一离合器C1闭合，发动机扭矩通过第一离合器C1传递给外输入轴1，经由第一速主、从动齿轮11、31和第一同步器SC1，将扭矩传递到中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4，此时小太阳轮62a与行星架69刚性连接，整个行星齿轮机构6直接将动力传递给输出轴5，并最终由输出轴5输出动力。

4档动力传递路线：第二同步器SC2和第三速从动齿轮23结合，行星齿轮机构离合器K1闭合，第二离合器C2闭合，发动机扭矩通过第二离合器C2传递给内输入轴2，经由第二同步器SC2，第三速主、从动齿轮23、33，将扭矩传递到中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4，此时小太阳轮62a与行星架69刚性连接，整个行星齿轮机构6直接将动力传递给输出轴5，并最终由输出轴5输出动力。

5档动力传递路线：第一同步器SC1和第二速从动齿轮32结合，第一制动器B1闭合，第一离合器C1闭合，发动机扭矩通过第一离合器C1传递给外输入轴1，经由第二速主、从动齿轮12、32和第二同步器SC2，将扭矩传递到中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4，再经小太阳轮62a、短行星轮66a、长行星轮66b和齿圈68将动力传递给输出轴5，并最终由输出轴5输出动力。

6档动力传递路线：第二同步器SC2和过渡齿轮40结合，行星齿轮机构离合器K1闭合，第二离合器C2闭合，发动机扭矩通过离合器C2传递给内输入轴2，经第二同步器SC2，过渡轴4，此时小太阳轮62a与行星架69刚性连接，整个行星齿轮机构6直接将动力传递给输出轴5，并最终由输出轴5输出动力。

7档动力传递路线：第一同步器SC1和第二速从动齿轮32结合，行星齿轮机构离合器K1闭合，第一离合器C1闭合，发动机扭矩通过第一离合器C1传递给外输入轴1，经由第二速主、从动齿轮12、32和第二同步器SC2，将扭矩传递到中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4，此时小太阳轮62a与行星架69刚性连接，整个行星齿轮机构6直接将动力传递给输出轴5，并最终由输出轴5输出动力。

倒档动力传递路线：第二同步器SC2和过渡齿轮40结合，第二制动器B2闭合，第二离合器C2闭合，发动机扭矩通过第二离合器C2传递给内输入轴2，经第二同步器SC2，过渡轴4，再经小太阳轮62a、短行星轮66a、长行星轮66b和齿圈68将动力传递给输出轴5，并最终由输出轴5输出动力。

利用电机EM实现车辆的启停：车辆需要启动时，接合电机同步器SC3，由EM电机动力输出动力通过单行星齿轮机构7、电机同步器SC3传给中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4，然后经行星齿轮机构6输出给输出轴5，进而驱动整车启动。车辆将要停止时，接合电机同步器SC3，电机EM动力接入，发动机停止运转，纯电机EM驱动整车行驶，减速停车。

纯电驱动：接合电机同步器SC3，发动机停止工作，断开双离合器C1、C2，由电机EM输出的动力通过单行星齿轮机构7、电机同步器SC3传给中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4，然后经行星齿轮机构6输出给输出轴5，进而驱动整车行驶，实现电机EM独立驱动整车行驶。

混合驱动：发动机正常工作，本传动装置处某一档位工作，动力输出到过渡轴4；电机同步器SC3处于接合状态，电机EM输出的动力通过单行星齿轮机构7、电机同步器SC3传给中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4；发动机输出的动力和电机EM输出的动力共同通过行星齿轮机构7输出给输出轴5，进而驱动整车行驶。

平稳行驶发电：车辆处于混合驱动平稳行驶时，发动机输出动力大于车辆行驶所需的驱动力时，电机EM停止动力输出，用作发电机，被驱动发电。

可见，本实用新型将电机EM的扭矩经第二行星齿轮机构7直接传递给中间轴3，再经过渡轴4、第一行星齿轮机构6传递给输出轴5，而不是传递给第一离合器或者第二离合器壳体，这有利于提高响应速度和弥补第一行星齿轮机构6由于变速比造成的扭矩输出损失。本实用新型通过第一行星齿轮机构6来变速度方向，节省了倒档轴和倒档惰轮，使得结构进一步紧凑。

而且，本实用新型中的第二行星齿轮机构7采用增扭矩的连接方式，确保整车动力输出性能。

表1表明了实现各档位时离合器、同步器、制动器动作过程。

表1

换档过程举例说明：

一档换二档过程：双离合器变速器处于一档，第一同步器SC1和第一速从动齿轮31结合、第一制动器B1闭合，第一离合器C1闭合，第二离合器C2打开；双离合器变速器控制***(附图1中未显示)发出一档换二档指令，换档执行机构预先将第二同步器SC2和第三速主动齿轮23结合、第一制动器B1继续闭合，此时第二离合器C2仍处于打开状态，即第二离合器C2和内输入轴2都不传递动力；随着换档过程继续，第一离合器C1逐渐打开，与此同时，第二离合器C2逐渐闭合，此过程不会出现扭矩中断；第一离合器C1完全打开、第二离合器C2完全闭合后，第一同步器SC1脱开第一速从动齿轮31的结合，结束换档过程。发动机扭矩通过第二离合器C2传递给内输入轴2，经由第三速主、从动齿轮23、33和第二同步器SC2，将扭矩传递到中间轴3，再通过中间齿轮30和过渡齿轮40将扭矩传递给过渡轴4，再经小太阳轮62a、短行星轮66a、长行星轮66b和齿圈68将动力传递给输出轴5，并最终由输出轴5输出动力。

本实用新型采用两对同步器SC1和SC2、与两个制动器B1和B2、一个单离合器K1、一个拉维娜(Ravigneaux)行星排6，灵活的实现7个前进挡和1个倒档，速比宽度更大，有利于动力性与经济性，零件更少，更紧凑，更有利于轻量化。

本实用新型采用两个制动器B1和B2，一个单离合器K1，与两个同步器配合来消除变速箱内部元件间的转速差，将降低该类摩擦元件的工作强度，延长使用寿命；

本实用新型利用电机EM实现车辆的启停，避开发动机的怠速工作区间；可以实现纯电驱动，即电机EM独立驱动车辆行驶；可以实现混合驱动，即电机EM和发动机共同驱动车辆行驶；可以实现平稳行驶发电，即车辆处于混合驱动平稳行驶时，发动机输出动力大于车辆行驶所需的驱动力时，电机EM停止动力输出，用作发电机，被驱动发电。

虽然本实用新型是结合以上实施例进行描述的，但本实用新型并不被限定于上述实施例，而只受权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本实用新型的实质构思和范围。

Claims (3)

1.一种混合动力纵置双离合变速箱传动装置，包括：

第一离合器和第二离合器；

与所述第一离合器连接的内输入轴和与所述第二离合器连接的外输入轴，所述内输入轴与所述外输入轴同轴嵌套，所述内输入轴和所述外输入轴上设置有各速主动齿轮；

与所述输入轴和所述输出轴平行布置的中间轴，所述中间轴上设置有与所述主动齿轮啮合的多个从动齿轮，所述中间轴上还设置有中间齿轮；

可选择性地切换力矩输出的同步器；

与所述输入轴和所述输出轴同轴布置的过渡轴，所述过渡轴一端设置有与所述中间齿轮啮合的过渡齿轮，另一端连接第一行星齿轮机构，所述过渡齿轮传递的扭矩经所述第一行星齿轮机构变速比或变速度方向后由输出轴输出；

其特征在于，还包括电机，所述电机的转轴连接第二行星齿轮机构，所述第二行星齿轮机构与所述中间轴之间设置有电机同步器。

2.根据权利要求1所述的混合动力纵置双离合变速箱传动装置，其特征在于，所述第一行星齿轮机构为拉维纳行星齿轮机构，其中的小太阳轮与所述过渡轴刚性连接，大太阳轮的转动受第一制动器控制，短行星轮与长行星轮的行星架刚性连接后与所述过渡轴之间设置行星齿轮机构离合器并受第二制动器控制。

3.根据权利要求1所述的混合动力纵置双离合变速箱传动装置，其特征在于，所述第二行星齿轮机构为单行星齿轮机构，其中太阳轮与所述电机的转轴刚性连接，行星架与所述电机同步器连接。