CN218876881U - 变速箱、混合动力驱动***及车辆 - Google Patents
变速箱、混合动力驱动***及车辆 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供一种变速箱、混合动力驱动***及车辆,变速箱包括发动机输入轴、发电机传输轴、惰轮、驱动电机输入轴、离合器和车轮驱动轴,发动机输入轴的一端和发电机传输轴的一端分别用于与发动机和发电机传动连接且分别位于第一主动齿轮的两侧,第一主动齿轮和第一从动齿轮分别固定在发动机输入轴和发电机传输轴上并通过惰轮传动连接,驱动电机输入轴的一端与发电机传输轴的一端在发动机输入轴的轴向上同侧设置,离合器在连接状态时车轮驱动轴能够接收经发动机输入轴和驱动电机输入轴传输的动力,离合器在分离状态时车轮驱动轴能够接收驱动电机输入轴传输的动力。本申请中的变速箱可减小混合动力驱动***在轴向上的尺寸。
Description
技术领域
本申请涉及车辆技术领域,特别涉及一种变速箱、混合动力驱动***及车辆。
背景技术
混合动力汽车(hybrid vehicle)是指车辆驱动***由两个或多个能同时运转的单个驱动***联合组成的车辆。根据实际的车辆行驶状态,混合动力汽车的行驶功率由单个驱动***单独提供、或两个或多个的单个驱动***共同提供。一般,混合动力汽车中设置发动机、发电机和驱动电机,其中发动机把其它形式的能量转化为动能,提供动力给发电机,发电机用于给电池充电,电池提供电能给驱动电机,使得驱动电机能够驱动车轮运动,发动机也可以直接提供动能给车轮,驱动车轮运动,目前混合动力驱动***的技术方案中,发动机和发电机沿轴向布置,发动机和发电机之间的轴向距离较远,占用关键的轴向尺寸,对于在轴向尺寸较小的空间位置无法安装适用。
实用新型内容
本申请提供一种变速箱、混合动力驱动***及车辆。
第一方面,本申请提供一种变速箱,所述变速箱包括发动机输入轴、发电机传输轴、惰轮、驱动电机输入轴、离合器和车轮驱动轴,所述发动机输入轴的一端用于与发动机传动连接,用于接收所述发动机输出的动力,所述发动机输入轴上固定有第一主动齿轮;所述发电机传输轴与所述发动机输入轴并行排布,所述发电机传输轴上固定有第一从动齿轮,所述发电机传输轴的一端用于与发电机传动连接,在所述发动机输入轴的轴向上,所述发电机传输轴的一端与所述发动机输入轴的一端位于所述第一主动齿轮的两侧;所述惰轮位于所述第一主动齿轮和所述第一从动齿轮之间且与所述第一主动齿轮以及所述第一从动齿轮啮合;所述驱动电机输入轴的一端用于与驱动电机传动连接,用于接收所述驱动电机输出的动力,在所述发动机输入轴的轴向上,所述驱动电机输入轴的一端与所述发电机传输轴的一端同侧设置;所述离合器的输入端与所述发动机输入轴传动连接,在发动机输入轴的轴向上,所述离合器位于所述第一主动齿轮背离所述发动机输入轴的一端的一侧,所述离合器的输出端相对所述离合器的输入端活动使得所述离合器运行于连接状态或分离状态;所述车轮驱动轴与所述离合器的输出端传动连接,用于向所述车轮提供动力,并用于在所述离合器运行于连接状态时,接收经所述发动机输入轴和所述驱动电机输入轴传输的动力;所述车轮驱动轴用于在所述离合器运行于分离状态时,接收经所述驱动电机输入轴传输的动力。
其中,所述离合器处于连接状态时,所述发动机输入轴与所述车轮驱动轴传动连接;所述离合器处于分离状态时,所述发动机输入轴与所述车轮驱动轴的动力连接断开,所述发动机输入轴不能将动力传输至所述车轮驱动轴。
在申请中,所述驱动电机与所述发电机位于所述变速箱沿第一方向的同侧,所述发动机与所述发电机分别位于所述变速箱沿第一方向的两侧,第一方向为所述发动机输入轴的轴向方向。
在本申请中,通过设置惰轮,增大了离合器与发电机传输轴沿第二方向的距离,第二方向与第一方向相交,发电机可直接安装至离合器沿第二方向的一侧,第一从动齿轮与发电机的距离较近,一方面,减小了变速箱沿第一方向的尺寸,同时,可根据离合器与发电机的实际尺寸,调整惰轮的大小以便安装发电机且减小变速箱的尺寸,例如,当发电机沿第二方向的尺寸增大时,惰轮的体积也相应增大或设置多个数量的惰轮,以便发电机可直接安装至离合器沿第二方向的一侧;另一方面,变速箱应用至混合动力驱动***中时,混合动力驱动***中各部件的排布更加紧凑,增大了混合动力驱动***的空间利用率,减小混合动力驱动***在第一方向上的整体尺寸。在一些实施例中,当车辆能够安装混合动力驱动***的空间尺寸较小时,采用本实施例中的混合动力驱动***更便于安装,或者说,本申请的混合动力驱动***沿可节省占据车辆沿第一方向的尺寸,使得车辆在第一方向上能够安装其他功能部件,以提升车辆的整体性能。
在一种可能的实现方式中,所述离合器安装于所述发动机输入轴,且所述离合器的输入端与所述发动机输入轴固定连接。发动机输入轴上的动力可以传输至可带动离合器的输入端。
在一种可能的实现方式中,所述变速箱还包括离合器输出齿轮,所述离合器输出齿轮安装于所述发动机输入轴且与所述发动机输入轴转动连接,所述离合器的输出端与所述离合器输出齿轮固定连接,所述离合器输出齿轮与所述车轮驱动轴传动连接;在所述离合器运行于连接状态时,所述发动机输入轴用于接收所述发动机传输的动力,并将所述发动机输入轴接收的动力依次传输至所述离合器的输入端、所述离合器的输出端、所述离合器输出齿轮,并通过所述离合器输出齿轮传输至所述车轮驱动轴。
通过控制离合器的输入端和离合器的输出端的连接与断开,以实现离合器在连接状态和分离状态之间的切换。
在一种可能的实现方式中,通过控制所述离合器的输入端和所述发动机输入轴的连接与断开,或控制所述离合器的输出端和所述离合器输出齿轮的连接与断开,以实现所述离合器在连接状态和分离状态之间的切换。
在一种可能的实现方式中,在所述发动机输入轴的轴向上,所述离合器输出齿轮位于所述第一主动齿轮和所述离合器之间。离合器位于离合器输出齿轮远离第一主动齿轮的一侧,当离合器输出齿轮用于与车轮驱动轴传动连接时,离合器输出齿轮靠近发动机设置,使得车轮驱动轴靠近发动机设置,在车轮驱动轴沿第一方向远离发动机的一侧预留出空间,用于安装驱动电机,以减小变速箱在第一方向上的尺寸。
在一种可能的实现方式中,在所述发动机输入轴的轴向上,所述离合器位于所述离合器输出齿轮与所述第一主动齿轮之间。
在一种可能的实现方式中,所述离合器输出齿轮为空套齿轮,所述离合器输出齿轮与所述发动机输入轴之间设有滚针轴承。所述离合器输出齿轮通过滚针轴承实现所述离合器输出齿轮与所述发动机输入轴的相对运动,滚针轴承可将所述离合器输出齿轮限位至所述发动机输入轴上。
在一种可能的实现方式中,滚针轴承的内侧与所述发动机输入轴固定连接,滚针轴承的外侧与所述离合器输出齿轮转动连接。在一种可能的实现方式中,滚针轴承的内侧与所述发动机输入轴转动连接,滚针轴承的外侧与所述离合器输出齿轮固定连接。在一种可能的实现方式中,所述离合器输出齿轮也可以为内侧带有滚针、外侧带有键齿的齿轮,滚针用于实现所述离合器输出齿轮与所述发动机输入轴转动连接,键齿用于实现所述离合器输出齿轮与所述车轮驱动轴的传动连接。
在一种可能的实现方式中,所述变速箱还包括惰轮轴,所述惰轮安装于所述惰轮轴且与所述惰轮轴转动连接。所述惰轮轴将所述惰轮限位至所述第一主动齿轮与所述第一从动齿轮之间,所述惰轮可相对所述惰轮轴旋转。在其他实施方式中,所述惰轮与所述惰轮轴也可固定连接,所述惰轮旋转时,所述惰轮轴也可跟随所述惰轮旋转。
在一种可能的实现方式中,所述发动机输入轴、所述惰轮轴和所述发电机传输轴互相平行,且沿第二方向依次间隔设置。在一种可能的实现方式中,所述发动机输入轴、所述惰轮轴和所述发电机传输轴两两之间的连线构成三角形。
在一种可能的实现方式中,所述变速箱还包括第一中间轴、第二从动齿轮和第二主动齿轮,所述第二从动齿轮和第二主动齿轮安装于所述第一中间轴且与所述第一中间轴固定连接,所述第二从动齿轮与所述离合器输出齿轮啮合,所述第二主动齿轮与所述车轮驱动轴传动连接;在所述第一中间轴的轴向上,所述第二主动齿轮位于所述第二从动齿轮靠近所述第一主动齿轮的一侧。当离合器处于连接状态时,发动机输入轴接收发动机传输的动力,并将发动机输入轴接收的动力依次传输至离合器的输入端、离合器的输出端、离合器输出齿轮、第二从动齿轮、第一中间轴、第二主动齿轮和车轮驱动轴,用于驱动车轮行驶。
在一种可能的实现方式中,所述变速箱还包括第三主动齿轮,所述第三主动齿轮安装固定于所述驱动电机输入轴,所述第三主动齿轮与所述第二从动齿轮啮合。充分利用现有齿轮以节约成本,同时可减少变速箱在第二方向上的尺寸。
在一种可能的实现方式中,所述变速箱还包括共用从动齿轮和差速器,所述共用从动齿轮与所述第二主动齿轮啮合;所述差速器与所述共用从动齿轮安装于所述车轮驱动轴。驱动电机输出的动力或发动机输出的动力传输至共用从动齿轮后,经由差速器传递给车轮驱动轴。
在一种可能的实现方式中,所述变速箱还包括第一中间轴、离合器输入齿轮和离合器输出齿轮,所述离合器输入齿轮安装于所述第一中间轴且与所述第一中间轴固定连接,所述离合器输入齿轮与所述第一主动齿轮啮合,所述离合器输出齿轮安装于所述第一中间轴且与所述第一中间轴转动连接;所述离合器安装于所述第一中间轴,且所述离合器的输入端与所述第一中间轴固定连接,所述离合器的输出端与所述离合器输出齿轮固定连接,所述离合器输出齿轮与所述车轮驱动轴传动连接。
本申请中,可节省一个齿轮,以节约成本,同时,离合器安装至第一中间轴,使得离合器沿第二方向远离发电机传输轴设置,可预留出空位以方便安装发电机,以减小变速箱沿第一方向的尺寸,值得注意的是,当离合器与发电机传输轴距离较远且发电机的尺寸较小时,不设置惰轮也可直接将发电机安装至离合器沿第二方向的一侧时,也可不设置惰轮以节约成本。
在一种可能的实现方式中,所述变速箱还包括第一中间轴、离合器输出齿轮和离合器输入齿轮,所述离合器输入齿轮安装于所述第一中间轴且与所述第一中间轴转动连接,所述离合器输入齿轮与所述第一主动齿轮啮合;所述离合器安装于所述第一中间轴,且所述离合器的输入端与所述离合器输入齿轮固定连接,所述离合器的输出端与所述第一中间轴固定连接;所述离合器输出齿轮安装于所述第一中间轴且与所述第一中间轴固定连接,所述离合器输出齿轮与所述车轮驱动轴传动连接。
在一种可能的实现方式中,所述变速箱还包括共用从动齿轮和差速器,所述共用从动齿轮与所述离合器输出齿轮啮合;所述差速器与所述共用从动齿轮安装于所述车轮驱动轴。
在一种可能的实现方式中,所述变速箱还包括第三主动齿轮、第三从动齿轮、第三次级主动齿轮和第二中间轴,所述第三主动齿轮安装固定于所述驱动电机输入轴,所述第三从动齿轮和第三次级主动齿轮安装于所述第二中间轴且与所述第二中间轴固定连接,所述第三从动齿轮与所述第三主动齿轮啮合,所述第三次级主动齿轮与所述共用从动齿轮啮合。
在一种可能的实现方式中,所述第三主动齿轮和所述第三从动齿轮位于所述第三次级主动齿轮沿第一方向靠近所述驱动电机的一侧。
在一种可能的实现方式中,所述第三主动齿轮和所述第三从动齿轮位于所述第三次级主动齿轮沿第一方向远离所述驱动电机的一侧。由于共用从动齿轮与离合器输出齿轮啮合,共用从动齿轮沿第一方向靠近离合器设置,此时,将第三主动齿轮和第三从动齿轮设置在第三次级主动齿轮沿第一方向远离驱动电机的一侧,使得驱动电机可靠近共用从动齿轮设置,以减小变速箱在第一方向上的尺寸。
在一种可能的实现方式中,所述变速箱包括壳体,所述第一主动齿轮、所述第一从动齿轮、所述惰轮和所述离合器位于所述壳体内,所述发动机输入轴、所述发电机传输轴、所述驱动电机输入轴和车轮驱动轴安装于所述壳体,所述壳体上设有用于安装所述发动机的第一安装面和用于安装所述驱动电机的第二安装面,所述发动机输入轴的一端穿过所述第一安装面并用于与所述发动机固定连接,所述驱动电机输入轴的一端穿过所述第二安装面并用于所述驱动电机固定连接;在所述发动机输入轴的轴向上,所述第一安装面和所述第二安装面分别位于所述壳体的两侧。
在一种可能的实现方式中,所述壳体上还设有用于安装所述发电机的第三安装面,所述发电机传输轴的一端穿过所述第三安装面并用于与所述发电机固定连接,在所述发动机输入轴的轴向上,所述第三安装面和所述第一安装面分别位于所述壳体的两侧,所述第三安装面和所述第二安装面位于所述壳体的同侧。
在一种可能的实现方式中,在所述发动机输入轴的轴向上,所述发电机与所述离合器至少部分重叠。
在一种可能的实现方式中,所述离合器与所述发电机传输轴之间的最小垂直距离大于所述发电机的半径。在不同的情景下,可通过设置惰轮,增加离合器与发电机传输轴之间的距离,使离合器与发电机传输轴之间的最小垂直距离大于发电机的半径,可将发电机安装至离合器的轮边侧方,以减小变速箱的尺寸。
第二方面,本申请提供一种混合动力驱动***,所述混合动力驱动***包括如上任一项所述的变速箱和发动机、发电机、驱动电机中的至少一个;所述发动机的输出端用于与所述发动机输入轴的一端固定连接,所述发电机的输入端用于与所述发电机传输轴的一端固定连接,所述驱动电机的输出端用于与所述驱动电机输入轴固定连接。
在一种可能的实现方式中,所述混合动力驱动***中还包括相连接的所述动力电池和所述控制器,所述控制器与所述发动机、所述驱动电机、所述发电机以及所述变速箱电连接,用于控制切换所述混合动力驱动***的动力模式。
在一种可能的实现方式中,所述发动机、所述发电机和所述驱动电机均集成在所述变速箱上。
第三方面,本申请提供一种车辆,所述车辆包括车本体、车轮和如上任一项所述的变速箱,所述变速箱安装于所述车本体,且所述变速箱中的车轮驱动轴与所述车轮传动连接;或者所述车辆包括车本体、车轮和如上所述的混合动力驱动***,所述混合动力驱动***安装于所述车本体,且所述混合动力驱动***中的车轮驱动轴与所述车轮传动连接。
本申请中,通过设置惰轮,增大了离合器与发电机传输轴沿第二方向的距离,发电机可直接安装至离合器沿第二方向的一侧,第一从动齿轮与发电机的距离较近,一方面,减小了变速箱沿第一方向的尺寸,同时,可根据离合器与发电机的实际尺寸,调整惰轮的大小以便安装发电机且减小变速箱的尺寸,例如,当发电机沿第二方向的尺寸增大时,惰轮的体积也相应增大或设置多个数量的惰轮,以便发电机可直接安装至离合器沿第二方向的一侧;另一方面,变速箱应用至混合动力驱动***中时,混合动力驱动***中各部件的排布更加紧凑,增大了混合动力驱动***的空间利用率,减小混合动力驱动***在第一方向上的整体尺寸。在一些实施例中,当车辆能够安装混合动力驱动***的空间尺寸较小时,采用本实施例中的混合动力驱动***更便于安装,或者说,本申请的混合动力驱动***沿可节省占据车辆沿第一方向的尺寸,使得车辆在第一方向上能够安装其他功能部件,以提升车辆的整体性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图进行说明。
图1为本申请一实施例提供的混合动力驱动***的示意图;
图2为本申请一实施例提供的车辆的结构示意图;
图3为本申请第一实施例提供的变速箱的示意图;
图4为本申请第一实施例提供的混合动力驱动***的示意图(一);
图5为本申请第一实施例提供的混合动力驱动***的示意图(二);
图6为本申请第一实施例提供的混合动力驱动***的示意图(三);
图7为一实施方式提供的不设置惰轮的混合动力驱动***的示意图;
图8为本申请第一实施例提供的混合动力驱动***处于驻车充电模式的动力传递示意图;
图9为本申请第一实施例提供的混合动力驱动***处于纯电动模式的动力传递示意图;
图10为本申请第一实施例提供的混合动力驱动***处于串联增程模式的动力传递示意图;
图11为本申请第一实施例提供的混合动力驱动***处于并联驱动模式的动力传递示意图;
图12为本申请第一实施例提供的混合动力驱动***处于发动机直驱模式的动力传递示意图;
图13为本申请第一实施例提供的混合动力驱动***处于混联驱动模式的动力传递示意图;
图14为本申请第二实施例提供的变速箱的示意图;
图15为本申请第二实施例提供的混合动力驱动***的示意图;
图16为本申请第三实施例提供的变速箱的示意图;
图17为本申请第三实施例提供的混合动力驱动***的示意图;
图18为本申请第四实施例提供的变速箱的示意图;
图19为本申请第四实施例提供的混合动力驱动***的示意图;
图20为本申请第五实施例提供的变速箱的示意图;
图21为本申请第五实施例提供的混合动力驱动***的示意图;
图22为本申请第六实施例提供的变速箱的示意图;
图23为本申请第六实施例提供的混合动力驱动***的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
本文中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
此外,本文中,“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的结构示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据结构所放置的方位的变化而相应地发生变化。
为方便理解,下面先对本申请实施例所涉及的有关技术术语进行解释和描述。
传动比:是机构中两转动构件角速度的比值,也称速比。例如第一主动齿轮与第一从动齿轮的传动比,是指第一主动齿轮的角速度与第一从动之轮的角速度的比值。
传动连接:是指两个部件通过相互固定连接的方式、或者通过一个或者两个以上的齿轮部件啮合的方式,使得两个部件之间的运动能够相互传递。例如差速器与车轮驱动轴传动连接,使得差速器能够驱动车轮驱动轴运动。
本申请提供一种变速箱,所述变速箱包括发动机输入轴、发电机传输轴、惰轮、驱动电机输入轴、离合器和车轮驱动轴,所述发动机输入轴的一端用于与发动机传动连接,用于接收所述发动机输出的动力,所述发动机输入轴上固定有第一主动齿轮;所述发电机传输轴与所述发动机输入轴并行排布,所述发电机传输轴上固定有第一从动齿轮,所述发电机传输轴的一端用于与发电机传动连接,在所述发动机输入轴的轴向上,所述发电机传输轴的一端与所述发动机输入轴的一端位于所述第一主动齿轮的两侧;所述惰轮位于所述第一主动齿轮和所述第一从动齿轮之间且与所述第一主动齿轮以及所述第一从动齿轮啮合;所述驱动电机输入轴的一端用于与驱动电机传动连接,用于接收所述驱动电机输出的动力,在所述发动机输入轴的轴向上,所述驱动电机输入轴的一端与所述发电机传输轴的一端同侧设置;所述离合器的输入端与所述发动机输入轴传动连接,在发动机输入轴的轴向上,所述离合器位于所述第一主动齿轮背离所述发动机输入轴的一端的一侧,所述离合器的输出端相对所述离合器的输入端活动使得所述离合器运行于连接状态或分离状态;所述车轮驱动轴与所述离合器的输出端通过齿轮传动连接,用于向车轮提供动力,并用于在所述离合器运行于连接状态时,接收经所述发动机输入轴和所述驱动电机输入轴传输的动力;所述车轮驱动轴在所述离合器运行于分离状态时,接收经所述驱动电机输入轴传输的动力。
请参阅图1,图1为本申请一实施例提供的混合动力驱动***10的示意图,本申请的变速箱100可应用于混合动力驱动***10中,混合动力驱动***10能够为车辆1提供动力,混合动力驱动***10中还包括发动机200、发电机300、驱动电机400中的至少一个。在本实施例中,混合动力驱动***10包括变速箱100、发动机200、发电机300和驱动电机400,发动机200与发电机300通过变速箱100实现传动连接,驱动电机400与变速箱100传动连接。其中,发动机200用于输出动力。例如,发动机200可以为汽油机、也可以为柴油机,发动机200能够通过变速箱100将动力传输至车轮12(如图2所示),以驱动车辆1行驶。发动机200还能将动力传输至发电机300,发电机300能够将发动机200输出的动能转换为电能,在一实施方式中,混合动力驱动***10中还包括相连接的动力电池500和控制器600,发电机300与控制器600电连接,发电机300可以通过控制器600给动力电池500充电。驱动电机400能够将电能转换为动能,以用于提供动力,混合动力驱动***10应用于车辆1时,驱动电机400提供动力以驱动车辆1行驶。在本实施方式中,驱动电机400与动力电池500电连接,动力电池500可以通过控制器600给驱动电机400供电,驱动电机400驱动车辆1行驶。在本实施方式中,控制器600与发动机200、驱动电机400、发电机300以及变速箱100电连接,用于控制切换混合动力驱动***10的动力模式。
在一实施方式中,发动机200、发电机300和驱动电机400均集成在变速箱100上。
本申请的变速箱100可应用于车辆1中,或如上所述的混合动力驱动***10可以应用于车辆1中,变速箱100用于为车辆1提供动力。车辆1是指以动力装置驱动或者牵引,供上道路行驶的人员乘用或者用于运送物品以及进行工程专项作业的轮式车辆。车辆1包括三轮或者四轮的车辆,车辆1包括轿车、越野车、客车、货车等,车辆1也包括各种具有特定功能的专项作业车,例如工程抢险车、洒水车、吸污车、水泥搅拌车、起重车、医疗车等。车辆1还可以为能够行驶的机器人。
请参阅图2,图2为本申请一实施例提供的车辆1的结构示意图,车辆1包括车本体11、车轮12和变速箱100,变速箱100安装于车本体11,且变速箱100与车轮12传动连接。在本实施方式中,车辆1为汽车。变速箱100能够驱动车轮12转动,变速箱100能够变更发动机200和车轮12之间的传动比。在本实施方式中,车辆1为混合动力汽车。其中,车辆1的车轮12可以为3个,也可以为3个以上,本申请对此不做限制。
在一实施方式中,车辆1包括车本体11、车轮12和混合动力驱动***10,混合动力驱动***10安装于车本体11,且混合动力驱动***10与车轮12传动连接。
在一实施方式中,车辆1还可以包括一个以上变速箱100或者一个以上混合动力驱动***10,本申请对此不作限制。
下面详细介绍本申请的变速箱100。
请参阅图3和图4,图3为本申请第一实施例提供的变速箱100的示意图,图4为本申请第一实施例提供的混合动力驱动***10的示意图(一),本申请提供一种变速箱,变速箱100包括发动机输入轴101、发电机传输轴102、惰轮110、驱动电机输入轴103、离合器120和车轮驱动轴104,发动机输入轴101的一端用于与发动机200传动连接,用于接收发动机200输出的动力,发动机输入轴101上固定有第一主动齿轮111;发电机传输轴102与发动机输入轴101并行排布,发电机传输轴102上固定有第一从动齿轮112,发电机传输轴102的一端用于与发电机300传动连接,在发动机输入轴101的轴向上,发电机传输轴102的一端与发动机输入轴101的一端位于第一主动齿轮111的两侧;惰轮110位于第一主动齿轮111和第一从动齿轮112之间且与第一主动齿轮111以及第一从动齿轮112啮合;驱动电机输入轴103的一端用于与驱动电机400传动连接,用于接收驱动电机400输出的动力,在发动机输入轴101的轴向上,驱动电机输入轴103的一端与发电机传输轴102的一端同侧设置;离合器120的输入端与发动机输入轴101传动连接,在发动机输入轴101的轴向上,离合器120位于第一主动齿轮111背离发动机输入轴101的一端的一侧,离合器120的输出端相对离合器120的输入端活动使得离合器120运行于连接状态或分离状态;车轮驱动轴104与离合器120的输出端传动连接,用于向车轮12提供动力,并用于在离合器120运行于连接状态时,接收经发动机输入轴101和驱动电机输入轴103传输的动力;车轮驱动轴104在离合器120运行于分离状态时,接收经驱动电机输入轴103传输的动力。
在本实施方式中,发动机输入轴101的一端与发动机200的输出端201固定连接,用于接收发动机200输出的动力,发动机200能够带动发动机输入轴101旋转;发动机输入轴101的另一端可用于与发电机300传动连接,和/或用于与车轮驱动轴104传动连接。当发动机输入轴101的另一端用于与发电机300传动连接时,发动机输入轴101旋转以将动能传输至发电机300,发电机300将动能转化为电能以实现发电;当发动机输入轴101的另一端用于与车轮驱动轴104传动连接时,发动机输入轴101将动能传输至车轮驱动轴104,以提供动力给车轮12。
第一主动齿轮111位于发动机200沿第一方向X靠近发电机300的一侧,第一方向X为发动机输入轴101的轴向方向,发动机输入轴101转动可以带动第一主动齿轮111旋转。
发电机传输轴102的一端与发电机300的输入端301固定连接,发电机300可以接收发电机传输轴102传输的动力,以用于发电;第一从动齿轮112位于发电机300沿第一方向X靠近发动机200的一侧,在第一方向X上第一从动齿轮112和第一主动齿轮111位于发动机200与发电机300之间,发电机传输轴102与发动机输入轴101平行设置。在本实施例中,发动机200与发电机300分别位于变速箱100沿第一方向X的两侧。
在第二方向Y上惰轮110位于第一从动齿轮112和第一主动齿轮111之间,第二方向Y与第一方向X相交。发电机传输轴102通过第一从动齿轮112和惰轮110与第一主动齿轮111传动连接,发动机200输出的动力可以依次经过发动机输入轴101、第一主动齿轮111、惰轮110、第一从动齿轮112、发电机传输轴102传输至发电机300。
驱动电机输入轴103的一端与驱动电机400的输出端401固定连接,驱动电机输入轴103的另一端与车轮驱动轴104传动连接,驱动电机400能够带动驱动电机输入轴103旋转,进而带车轮驱动轴104旋转,车轮驱动轴104旋转可带动车轮12转动,以使车辆1能够行使。在本实施例中,驱动电机400与发电机300位于变速箱100沿第一方向X的同侧,驱动电机400与发动机200分别位于变速箱100沿第一方向X的两侧。
离合器120用于控制发动机输入轴101与车轮驱动轴104的动力连接与断开,离合器120的输入端是接收动力的一端,离合器120的输出端是输出动力的一端,离合器120处于连接状态时,发动机输入轴101与车轮驱动轴104传动连接,发动机200输出的动力可通过发动机输入轴101传递至离合器120的输入端,再由离合器120的输出端传输至车轮驱动轴104,用以驱动车轮12行驶;离合器120处于分离状态时,发动机输入轴101与车轮驱动轴104的动力连接断开,发动机输入轴101不能将动力传输至车轮驱动轴104。其中,离合器120处于连接状态时,车轮驱动轴104还用于接收发动机200和驱动电机400输出的动力,或者只接收发动机200输出的动力。
一般地,发电机300和离合器120在第二方向Y上具有较大的尺寸,若不设置惰轮110(如图7所示),由于离合器120与发电机传输轴102沿第二方向Y的距离较近,体积较大的发电机300不能直接安装至离合器120靠近发电机传输轴102的一侧,在图7中即发电机300不能直接安装至离合器120的正上方,此时,一般是将发电机传输轴102延长,发电机300安装至离合器120沿第一方向X的一侧,在图7中即发电机300安装至离合器120的右上方,这种设计,一方面,第一从动齿轮112沿第一方向X靠近发电机300的一侧的空间被空出,即第一从动齿轮112与发电机300之间的空间未被利用,浪费变速箱100内的空间;另一方面,变速箱100应用至混合动力驱动***10时,由于发电机300位于离合器120沿第一方向X的一侧,增大了混合动力驱动***10在第一方向X上的尺寸,此时混合动力驱动***10沿第一方向X的尺寸为发动机200与发电机300两端之间的距离即第二距离L2。
而在本实施例中,通过设置惰轮110(如图4所示),增大了离合器120与发电机传输轴102沿第二方向Y的距离,发电机300可直接安装至离合器120沿第二方向Y的一侧,第一从动齿轮112与发电机300的距离较近,一方面,减小了变速箱100沿第一方向X的尺寸,同时,可根据离合器120与发电机300的实际尺寸,调整惰轮110的大小以便安装发电机300且减小变速箱100的尺寸,例如,当发电机300沿第二方向Y的尺寸增大时,惰轮110的体积也相应增大(如图5所示)或设置多个数量的惰轮110(如图6所示),以便发电机300可直接安装至离合器120沿第二方向Y的一侧;
另一方面,变速箱100应用至混合动力驱动***10中时,混合动力驱动***10中各部件的排布更加紧凑,增大了混合动力驱动***10的空间利用率,减小混合动力驱动***10在第一方向X上的整体尺寸,如图4所示,混合动力驱动***10沿第一方向X的尺寸为发动机200和驱动电机400两端之间的距离为第一距离L1,可通过调整驱动电机400与多档混动变速箱100之间的传动机构,进而使得L1小于L2。在一些实施例中,当车辆1能够安装混合动力驱动***10的空间尺寸较小时,采用本实施例中的混合动力驱动***10更便于安装,或者说,本申请的混合动力驱动***10沿可节省占据车辆1沿第一方向X的尺寸,使得车辆1在第一方向X上能够安装其他功能部件,以提升车辆1的整体性能。
在本实施例中,离合器120安装于发动机输入轴101(如图4所示),且离合器120的输入端与发动机输入轴101固定连接。在本实施例中,离合器120的输入端与发动机输入轴101固定连接,发动机输入轴101上的动力可以传输至可带动离合器120的输入端。
在一种可能的实现方式中,变速箱100还包括离合器输出齿轮121,离合器输出齿轮121安装于发动机输入轴101且与发动机输入轴101转动连接,离合器120的输出端与离合器输出齿轮121固定连接,离合器输出齿轮121与车轮驱动轴104传动连接。离合器输出齿轮121位于第一主动齿轮111沿第一方向X远离发动机200的一侧,离合器输出齿轮121套设在发动机输入轴101的外周侧,离合器输出齿轮121与发动机输入轴101转动连接是指离合器输出齿轮121可相对发动机输入轴101转动,离合器输出齿轮121并未直接与发动机输入轴101固定连接。
在本实施例中,通过控制离合器120的输入端和离合器120的输出端的连接与断开,以实现离合器120在连接状态和分离状态之间的切换。在其他实施方式中,也可通过控制离合器120的输入端和发动机输入轴101的连接与断开,或控制离合器120的输出端和离合器输出齿轮121的连接与断开,以实现离合器120在连接状态和分离状态之间的切换。
在一种可能的实现方式中,在离合器120运行于连接状态时,发动机输入轴101用于接收发动机200传输的动力,并将发动机输入轴101接收的动力依次传输至离合器120的输入端、离合器120的输出端、离合器输出齿轮121,并通过离合器输出齿轮121传输至车轮驱动轴104。其中,离合器120处于连接状态时,离合器120能够带动离合器输出齿轮121旋转,离合器120处于连接状态时,发动机输入轴101转动时,不会带动离合器输出齿轮121转动。
在本实施例中,在发动机输入轴101的轴向上,离合器输出齿轮121位于第一主动齿轮111和离合器120之间。离合器120位于离合器输出齿轮121远离第一主动齿轮111的一侧,当离合器输出齿轮121用于与车轮驱动轴104传动连接时,离合器输出齿轮121靠近发动机200设置,使得车轮驱动轴104靠近发动机200设置,在车轮驱动轴104沿第一方向X远离发动机200的一侧预留出空间,用于安装驱动电机400,以减小变速箱100在第一方向X上的尺寸。
在一种可能的实现方式中,离合器输出齿轮121为空套齿轮,离合器输出齿轮121与发动机输入轴101之间设有滚针轴承。空套齿轮是指离合器输出齿轮121相对于发动机输入轴101是空转的,滚针轴承套设在发动机输入轴101的外周侧,离合器输出齿轮121套设在滚针轴承的外周侧,离合器输出齿轮121通过滚针轴承实现离合器输出齿轮121与发动机输入轴101的相对运动,滚针轴承可将离合器输出齿轮121限位至发动机输入轴101上。
在一实施方式中,滚针轴承的内侧与发动机输入轴101固定连接,滚针轴承的外侧与离合器输出齿轮121转动连接。在一实施方式中,滚针轴承的内侧与发动机输入轴101转动连接,滚针轴承的外侧与离合器输出齿轮121固定连接。在其他实施方式中,离合器输出齿轮121也可以为内侧带有滚针、外侧带有键齿的齿轮,滚针用于实现离合器输出齿轮121与发动机输入轴101转动连接,键齿用于实现离合器输出齿轮121与车轮驱动轴104的传动连接。
在一种可能的实现方式中,变速箱100还包括惰轮轴105(如图4所示),惰轮110安装于惰轮轴105且与惰轮轴105转动连接。惰轮轴105将惰轮110限位至第一主动齿轮111与第一从动齿轮112之间,惰轮110与惰轮轴105转动连接是指惰轮110套设在惰轮轴105后,惰轮110可相对惰轮轴105旋转。在其他实施方式中,惰轮110与惰轮轴105也可固定连接,惰轮110旋转时,惰轮轴105也可跟随惰轮110旋转。
在一实施方式中,发动机输入轴101、惰轮轴105和发电机传输轴102互相平行,且沿第二方向Y依次间隔设置。在一实施方式中,发动机输入轴101、惰轮轴105和发电机传输轴102两两之间的连线构成三角形。
在一种可能的实现方式中,变速箱100还包括第一中间轴106、第二从动齿轮122和第二主动齿轮123(如图3和图4所示),第二从动齿轮122和第二主动齿轮123安装于第一中间轴106且与第一中间轴106固定连接,第二从动齿轮122与离合器输出齿轮121啮合,第二主动齿轮123与车轮驱动轴104传动连接;在第一中间轴106的轴向上,第二主动齿轮123位于第二从动齿轮122靠近第一主动齿轮111的一侧。当离合器120处于连接状态时,发动机输入轴101接收发动机200传输的动力,并将发动机输入轴101接收的动力依次传输至离合器120的输入端、离合器120的输出端、离合器输出齿轮121、第二从动齿轮122、第一中间轴106、第二主动齿轮123和车轮驱动轴104,用于驱动车轮12行驶。
在一种可能的实现方式中,变速箱100还包括共用从动齿轮151和差速器152(如图3和图4所示),共用从动齿轮151与第二主动齿轮123啮合;差速器152与共用从动齿轮151安装于车轮驱动轴104。差速器152与共用从动齿轮151和车轮驱动轴104均传动连接,车轮驱动轴104通过差速器152与共用从动齿轮151传动连接。差速器152为能够使左、右(或前、后)车轮12以不同转速转动的机构。驱动电机400输出的动力或发动机200输出的动力传输至共用从动齿轮151后,经由差速器152传递给车轮驱动轴104。
在本实施例中,共用从动齿轮151与第二主动齿轮123啮合(如图3和图4所示),当离合器120处于连接状态时,发动机200输出的动力可依次经过发动机输入轴101、离合器120的输入端、离合器120的输出端、离合器输出齿轮121、第二从动齿轮122、第一中间轴106、第二主动齿轮123、共用从动齿轮151、差速器152传输至车轮驱动轴104,用于驱动车轮12行驶。
在一实施方式中,离合器输出齿轮121的半径小于第二从动齿轮122的半径,离合器输出齿轮121与第二从动齿轮122的传动比大于1,即第二从动齿轮122为减速齿轮;第二主动齿轮123的半径小于共用从动齿轮151的半径,第二主动齿轮123与共用从动齿轮151的传动比大于1,即共用从动齿轮151也为减速齿轮,发动机200经过二级减速将动力传输至车轮驱动轴104。
在本实施例中,变速箱100还包括第三主动齿轮131、第三从动齿轮132、第三次级主动齿轮133和第二中间轴107(如图3和图4所示),第三主动齿轮131安装固定于驱动电机输入轴103,第三从动齿轮132和第三次级主动齿轮133安装于第二中间轴107且与第二中间轴107固定连接,第三从动齿轮132与第三主动齿轮131啮合,第三次级主动齿轮133与共用从动齿轮151啮合。
其中,第三主动齿轮131位于第二中间轴107远离车轮驱动轴104的一侧,驱动电机400能够带动驱动电机输入轴103旋转,驱动电机输入轴103旋转依次带动第三主动齿轮131、第三从动齿轮132、第二中间轴107、第三次级主动齿轮133、共用从动齿轮151旋转。
在本实施例中,第三主动齿轮131的半径小于第三从动齿轮132的半径,第三主动齿轮131与第三从动齿轮132的传动比大于1,即第三从动齿轮132为减速齿轮;第三次级主动齿轮133的半径小于共用从动齿轮151的半径,第三次级主动齿轮133与共用从动齿轮151的传动比大于1,即共用从动齿轮151也为减速齿轮,驱动电机400经过二级减速将动力传输至车轮驱动轴104。
在本实施例中,第三主动齿轮131和第三从动齿轮132位于第三次级主动齿轮133沿第一方向X靠近驱动电机400的一侧(如图3和图4所示)。
在一种可能的实现方式中,变速箱100包括壳体140(如图3和图4所示),壳体140上设有用于安装发动机200的第一安装面141和用于安装驱动电机400的第二安装面142,发动机输入轴101的一端穿过第一安装面141并用于与发动机200固定连接,驱动电机输入轴103的一端穿过第二安装面142并用于驱动电机400固定连接;在发动机输入轴101的轴向上,第一安装面141和第二安装面142分别位于壳体140的两侧。其中,惰轮110、惰轮轴105、第一主动齿轮111、第一从动齿轮112、离合器120、离合器输出齿轮121、第一中间轴106、第二从动齿轮122、第二主动齿轮123、共用从动齿轮151、差速器152、第三主动齿轮131、第三从动齿轮132、第三次级主动齿轮133和第二中间轴107均位于壳体140内部。发动机输入轴101的一端与发动机200连接于壳体140的外侧,发动机输入轴101的另一端位于壳体140内用于与发电机传输轴102和/或车轮驱动轴104传动连接;驱动电机输入轴103的一端与驱动电机400连接于壳体140的外侧,驱动电机输入轴103的另一端位于壳体140内用于与车轮驱动轴104传动连接。
在一种可能的实现方式中,壳体140上还设有用于安装发电机300的第三安装面143(如图3和图4所示),发电机传输轴102的一端穿过第三安装面143并用于与发电机300固定连接,在发动机输入轴101的轴向上,第三安装面143和第一安装面141分别位于壳体140的两侧,第三安装面143和第二安装面142位于壳体140的同侧。发电机传输轴102的一端与发电机300连接于壳体140的外侧,发电机传输轴102的另一端位于壳体140内用于与发动机输入轴101传动连接。
在一种可能的实现方式中,在发动机输入轴101的轴向上,发电机300与离合器120至少部分重叠(如图3和图4所示)。发电机300投影至第一方向X的投影与离合器120投影至第一方向X的投影至少部分重叠,即离合器120可沿第二方向Y投影至发电机300上,这种设置可减小变速箱100的尺寸。
在一种可能的实现方式中,离合器120与发电机传输轴102之间的最小垂直距离大于发电机300的半径(如图3和图4所示)。离合器120与发电机传输轴102之间的最小垂直距离是指离合器120外表面的任意位置到发电机传输轴102的最短垂直距离,在不同的情景下,可通过设置惰轮110,增加离合器120与发电机传输轴102之间的距离,使离合器120与发电机传输轴102之间的最小垂直距离大于发电机300的半径,可将发电机300安装至离合器120的轮边侧方,以减小变速箱100的尺寸。
本实施例提供的变速箱100应用在车辆1时,可实现以下6种工作模式:驻车充电模式、纯电动模式、串联增程模式、并联驱动模式、发动机直驱模式和混联驱动模式,具体如下所示:
1)驻车充电模式
请参阅图8,图8为本申请第一实施例提供的混合动力驱动***10处于驻车充电模式的动力传递示意图,当车辆1处于停车状态且车辆1的动力电池500的电量过低时,车辆1进行如图8所示(图中箭头为动力输出方向)的驻车充电模式,控制器600控制发动机200启动,且控制驱动电机400不工作,同时控制离合器120处于分离状态,使得发动机输入轴101与车轮驱动轴104之间的动力传递中断,此时发动机200输出的动力依次经过发动机输入轴101、第一主动齿轮111、惰轮110、第一从动齿轮112、发电机传输轴102传输至发电机300,发电机300发电以给动力电池500充电。
2)纯电动模式
请参阅图9,图9为本申请第一实施例提供的混合动力驱动***10处于纯电动模式的动力传递示意图,当动力电池500的电量充足、或车辆1处于低速工况时,车辆1进行如图9所示(图中箭头为动力输出方向)的纯电动驱动模式,控制器600控制发动机200和发电机300不工作,同时离合器120处于分离状态,使得发动机输入轴101与车轮驱动轴104之间的动力传递中断。控制器600控制动力电池500给驱动电机400供电且控制驱动电机400启动,驱动电机400提供的动力足以满足车辆1行驶所需的动力。驱动电机400输出的动力依次通过驱动电机输入轴103、第三主动齿轮131、第三从动齿轮132、第二中间轴107、第三次级主动齿轮133、共用从动齿轮151、差速器152传输至车轮驱动轴104,以提供动力给车轮12、驱动车辆1行驶。
3)串联增程模式
请参阅图10,图10为本申请第一实施例提供的混合动力驱动***10处于串联增程模式的动力传递示意图,当动力电池500的电量不足且车辆1处于低速工况时,车辆1进行如图10所示(图中箭头为动力输出方向)的串联增程模式时,控制器600控制发动机200、发电机300和驱动电机400均工作,离合器120处于分离状态,使得发动机输入轴101与车轮驱动轴104之间的动力传递中断,此时,发电机300发电与驱动电机400驱动车辆1行驶同步进行,且驱动电机400提供的动力足以满足车辆1行驶所需的动力。
发电机300发电时,发动机200输出的动力依次经过发动机输入轴101、第一主动齿轮111、惰轮110、第一从动齿轮112、发电机传输轴102传输至发电机300,发电机300发电以给动力电池500充电。
驱动电机400驱动车辆1行驶时,控制器600控制动力电池500给驱动电机400供电且控制驱动电机400启动。驱动电机400输出的动力依次通过驱动电机输入轴103、第三主动齿轮131、第三从动齿轮132、第二中间轴107、第三次级主动齿轮133、共用从动齿轮151、差速器152传输至车轮驱动轴104,以提供动力给车轮12、驱动车辆1行驶。
4)并联驱动模式
请参阅图11,图11为本申请第一实施例提供的混合动力驱动***10处于并联驱动模式的动力传递示意图,当动力电池500的电量充足、车辆1的动力需求大(如需要急加速、爬坡的工况)时,车辆1进行如图11所示(图中实线箭头为动力输出方向)的并联驱动模式,控制器600控制发电机300不工作,且控制器600可以控制发动机200和驱动电机400均工作,离合器120处于连接状态,使得发动机输入轴101的动力能够传递至车轮驱动轴104。此时,发动机200和驱动电机400共同提供动力以驱动车辆1行驶。
当发动机200驱动车辆1行驶时,发动机200输出的动力依次通过发动机输入轴101、离合器120的输入端、离合器120的输出端、离合器输出齿轮121、第二从动齿轮122、第一中间轴106、第二主动齿轮123、共用从动齿轮151、差速器152传输至车轮驱动轴104,以提供动力给车轮12、驱动车辆1行驶。
当驱动电机400驱动车辆1行驶时,驱动电机400输出的动力依次通过驱动电机输入轴103、第三主动齿轮131、第三从动齿轮132、第二中间轴107、第三次级主动齿轮133、共用从动齿轮151、差速器152传输至车轮驱动轴104,以提供动力给车轮12、驱动车辆1行驶。
需要说明是,当车辆1的动力需求非常大时,控制器600可以控制发电机300也工作,发电机300此时用作电动机,发电机300可以依次通过发电机传输轴102、第一从动齿轮112、惰轮110、第一主动齿轮111以给发动机输入轴101提供动力(如图11中虚线箭头所示)。
5)发动机直驱模式
请参阅图12,图12为本申请第一实施例提供的混合动力驱动***10处于发动机直驱模式的动力传递示意图,当动力电池500的电量不足、且在一些发动机200的直驱效率高于在纯电动模式下驱动电机400驱动效率的工况时,车辆1进行如图12所示(图中实线箭头为动力输出方向)的发动机直驱模式,控制器600控制发电机300和驱动电机400均不工作,且控制器600控制发动机200工作,离合器120处于连接状态,使得发动机输入轴101的动力能够传递至车轮驱动轴104,此时,发动机200给车辆1提供动力。
发动机200输出的动力依次通过发动机输入轴101、离合器120的输入端、离合器120的输出端、离合器输出齿轮121、第二从动齿轮122、第一中间轴106、第二主动齿轮123、共用从动齿轮151、差速器152传输至车轮驱动轴104,以提供动力给车轮12、驱动车辆1行驶。
值得注意的是,当发动机200效率较高、且动力电池500的电量未充满时,控制器600还可以控制发电机300工作,发动机200除了提供动力驱动车辆1行驶外,发动机200输出的动力还可依次经过发动机输入轴101、第一主动齿轮111、惰轮110、第一从动齿轮112、发电机传输轴102传输至发电机300,发电机300发电以给动力电池500充电(如图12中虚线箭头所示)。
6)混联驱动模式
请参阅图13,图13为本申请第一实施例提供的混合动力驱动***10处于混联驱动模式的动力传递示意图,当动力电池500的电量不足、且车辆1的动力需求大(如需要急加速的工况)时,车辆1进行如图13所示(图中箭头为动力输出方向)的混联换档驱动模式时,控制器600可以控制发动机200、发电机300和驱动电机400均工作,离合器120处于连接状态,使得发动机输入轴101的动力能够传递至车轮驱动轴104。此时,发动机200和驱动电机400共同提供动力以驱动车辆1行驶,同时,发动机200还能提供动力以供发电机300发电。
当发动机200驱动车辆1行驶时,发动机200输出的动力依次通过发动机输入轴101、离合器120的输入端、离合器120的输出端、离合器输出齿轮121、第二从动齿轮122、第一中间轴106、第二主动齿轮123、共用从动齿轮151、差速器152传输至车轮驱动轴104,以提供动力给车轮12、驱动车辆1行驶。
当驱动电机400驱动车辆1行驶时,驱动电机400输出的动力依次通过驱动电机输入轴103、第三主动齿轮131、第三从动齿轮132、第二中间轴107、第三次级主动齿轮133、共用从动齿轮151、差速器152传输至车轮驱动轴104,以提供动力给车轮12、驱动车辆1行驶。
当发动机200提供动力以供发电机300发电时,发动机200输出的动力依次经过发动机输入轴101、第一主动齿轮111、惰轮110、第一从动齿轮112、发电机传输轴102传输至发电机300,发电机300发电以给动力电池500充电。
请参阅图14和图15,图14为本申请第二实施例提供的变速箱100的示意图;图15为本申请第二实施例提供的混合动力驱动***10的示意图;本申请第二实施例提供一种变速箱100,与第一实施例的不同之处在于,第二实施例中不包括第三从动齿轮132、第三次级主动齿轮133和第二中间轴107,第二实施例中包括第三主动齿轮131,第三主动齿轮131安装固定在驱动电机输入轴103上,且第三主动齿轮131与第二从动齿轮122啮合。其中,驱动电机400输出的动力可以依次经过驱动电机输入轴103、第三主动齿轮131、第二从动齿轮122、第一中间轴106、第二主动齿轮123、共用从动齿轮151、差速器152传输至车轮驱动轴104。本实施例中,充分利用现有齿轮以节约成本,同时可减少变速箱100在第二方向Y上的尺寸。
在一实施方式中,第三主动齿轮131的直径小于第二从动齿轮122的直径,第三主动齿轮131与第二从动齿轮122的传动比大于1,则第二从动齿轮122为减速齿轮;第二主动齿轮123的半径小于共用从动齿轮151的半径,第二主动齿轮123与共用从动齿轮151的传动比大于1,即共用从动齿轮151也为减速齿轮,驱动电机400输出的动力经过二级减速后传输至车轮驱动轴104。
第二实施例提供的混合动力驱动***10也能够实现第一实施例提供的混合动力驱动***10的6种工作模式,在此不再赘述。
请参阅图16和图17,图16为本申请第三实施例提供的变速箱100的示意图;图17为本申请第三实施例提供的混合动力驱动***10的示意图;本申请第三实施例提供一种变速箱100,与第一实施例的不同之处在于,第三实施例中,变速箱100包括第一中间轴106、离合器输入齿轮124和离合器输出齿轮121,离合器输入齿轮124安装于第一中间轴106且与第一中间轴106固定连接,离合器输出齿轮121安装于第一中间轴106且与第一中间轴106转动连接;离合器120安装于第一中间轴106,且离合器120的输入端与第一中间轴106固定连接,离合器120的输出端与离合器输出齿轮121固定连接;离合器输入齿轮124通过离合器输出齿轮121与车轮驱动轴104传动连接。其中,离合器输入齿轮124位于离合器输出齿轮121沿第一方向X靠近发动机200的一侧,离合器输入齿轮124、离合器输出齿轮121、离合器120沿第一方向X依次间隔设置。
在本实施例中,共用从动齿轮151与离合器输出齿轮121啮合,离合器输入齿轮124与第一主动齿轮111啮合。当离合器120处于连接状态时,发动机200输出的动力可依次经过发动机输入轴101、第一主动齿轮111、离合器输入齿轮124、第一中间轴106、离合器120的输入端、离合器120的输出端、离合器输出齿轮121、共用从动齿轮151、差速器152传输至车轮驱动轴104,用于驱动车轮12行驶。
本实施例中,相对于第一实施例可节省一个齿轮,以节约成本,同时,离合器120安装至第一中间轴106,使得离合器120沿第二方向Y远离发电机传输轴102设置,可预留出空位以方便安装发电机300,以减小变速箱100沿第一方向X的尺寸,值得注意的是,当离合器120与发电机传输轴102距离较远且发电机300的尺寸较小时,不设置惰轮110也可直接将发电机300安装至离合器120沿第二方向Y的一侧时,也可不设置惰轮以节约成本。
第三实施例提供的混合动力驱动***10也能够实现第一实施例提供的混合动力驱动***10的6种工作模式,在此不再赘述。
请参阅图18和图19,图18为本申请第四实施例提供的变速箱100的示意图;图19为本申请第四实施例提供的混合动力驱动***10的示意图;本申请第四实施例提供一种变速箱100,与第二实施例的不同之处在于,第四实施例中,第三主动齿轮131和第三从动齿轮132位于第三次级主动齿轮133沿第一方向X远离驱动电机400的一侧。
在本实施例中,由于共用从动齿轮151与离合器输出齿轮121啮合,共用从动齿轮151沿第一方向X靠近离合器120设置,此时,将第三主动齿轮131和第三从动齿轮132设置在第三次级主动齿轮133沿第一方向X远离驱动电机400的一侧,使得驱动电机400可靠近共用从动齿轮151设置,在图19中即共用从动齿轮151向右侧移动,驱动电机400向左侧移动,以减小变速箱100在第一方向X上的尺寸。
第四实施例提供的混合动力驱动***10也能够实现第一实施例提供的混合动力驱动***10的6种工作模式,在此不再赘述。
请参阅图20和图21,图20为本申请第五实施例提供的变速箱100的示意图;图21为本申请第五实施例提供的混合动力驱动***10的示意图;本申请第五实施例提供一种变速箱100,与第一实施例的不同之处在于,第五实施例中,变速箱100还包括第一中间轴106、离合器输出齿轮121和离合器输入齿轮124,离合器输出齿轮121安装于第一中间轴106且与第一中间轴106固定连接,离合器输入齿轮124安装于第一中间轴106且与第一中间轴106转动连接;离合器120安装于第一中间轴106,且离合器120的输入端与离合器输入齿轮124固定连接,离合器120的输出端与第一中间轴106固定连接;离合器输入齿轮124通过离合器输出齿轮121与车轮驱动轴104传动连接。
在本实施例中,共用从动齿轮151与离合器输出齿轮121啮合,离合器输入齿轮124与第一主动齿轮111啮合。当离合器120处于连接状态时,发动机200输出的动力可依次经过发动机输入轴101、第一主动齿轮111、离合器输入齿轮124、离合器120的输入端、离合器120的输出端、第一中间轴106、离合器输出齿轮121、共用从动齿轮151、差速器152传输至车轮驱动轴104,用于驱动车轮12行驶。其中,离合器输出齿轮121位于离合器输入齿轮124沿第一方向X远离离合器120的一侧,离合器输出齿轮121、离合器输入齿轮124、离合器120沿第一方向X依次间隔设置。
本实施例中,相对于第一实施例可节省一个齿轮,以节约成本,同时,离合器120安装至第一中间轴106,使得离合器120沿第二方向Y远离发电机传输轴102设置,可预留出空位以方便安装发电机300,以减小变速箱100沿第一方向X的尺寸,值得注意的是,当离合器120与发电机传输轴102距离较远且发电机300的尺寸较小时,不设置惰轮110也可直接将发电机300安装至离合器120沿第二方向Y的一侧时,也可不设置惰轮以节约成本。
在本实施例中,离合器输出齿轮121位于离合器输入齿轮124沿第一方向X靠近发动机200的一侧,共用从动齿轮151与离合器输出齿轮121啮合,使得共用从动齿轮151沿第一方向X靠近发动机200设置,此时,驱动电机400也可靠近发动机200设置,减小变速箱100在第一方向X上的尺寸。
在本实施例中,第三主动齿轮131和第三从动齿轮132位于第三次级主动齿轮133沿第一方向X靠近驱动电机400的一侧(如图21所示),在其他实施方式中,第三主动齿轮131和第三从动齿轮132也可位于第三次级主动齿轮133沿第一方向X远离驱动电机400的一侧,使驱动电机400靠近发动机200设置,以减小变速箱100在第一方向X上的尺寸。
第五实施例提供的混合动力驱动***10也能够实现第一实施例提供的混合动力驱动***10的6种工作模式,在此不再赘述。
请参阅图22和图23,图22为本申请第六实施例提供的变速箱100的示意图;图23为本申请第六实施例提供的混合动力驱动***10的示意图;本申请第六实施例提供一种变速箱100,与第一实施例的不同之处在于,第六实施例中,在发动机输入轴101的轴向上,离合器120位于离合器输出齿轮121与第一主动齿轮111之间。第一主动齿轮111、离合器120、离合器输出齿轮121沿第一方向X依次间隔设置。可通过调整离合器120的位置关系,以使变速箱100的尺寸更小、更加美观。
第六实施例提供的混合动力驱动***10也能够实现第一实施例提供的混合动力驱动***10的6种工作模式,在此不再赘述。
请参阅图1,本申请还提供一种混合动力驱动***10,混合动力驱动***10包括变速箱100和发动机200、发电机300、驱动电机400中的至少一个;发动机200的输出端201用于与发动机输入轴101的一端固定连接,发电机300的输入端301用于与发电机传输轴102的一端固定连接,驱动电机400的输出端401用于与驱动电机输入轴103固定连接。
请参阅图2,本申请提供一种车辆1,车辆1包括车本体11、车轮12和变速箱100,变速箱100安装于车本体11,且变速箱100中的车轮驱动轴104与车轮12传动连接。
请继续参阅图2,本申请提供一种车辆1,车辆1包括车本体11、车轮12和混合动力驱动***10,混合动力驱动***10安装于车本体11,且混合动力驱动***10中的车轮驱动轴104与车轮12传动连接。
以上对本申请实施例所提供的变速箱、混合动力驱动***及车辆进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施例进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施例及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (21)
1.一种变速箱,其特征在于,包括:
发动机输入轴,所述发动机输入轴的一端用于与发动机传动连接,用于接收所述发动机输出的动力,所述发动机输入轴上固定有第一主动齿轮;
发电机传输轴,所述发电机传输轴与所述发动机输入轴并行排布,所述发电机传输轴上固定有第一从动齿轮,所述发电机传输轴的一端用于与发电机传动连接,在所述发动机输入轴的轴向上,所述发电机传输轴的一端与所述发动机输入轴的一端位于所述第一主动齿轮的两侧;
惰轮,所述惰轮位于所述第一主动齿轮和所述第一从动齿轮之间且与所述第一主动齿轮以及所述第一从动齿轮啮合;
驱动电机输入轴,所述驱动电机输入轴的一端用于与驱动电机传动连接,用于接收所述驱动电机输出的动力,在所述发动机输入轴的轴向上,所述驱动电机输入轴的一端与所述发电机传输轴的一端同侧设置;
离合器,所述离合器的输入端与所述发动机输入轴传动连接,在发动机输入轴的轴向上,所述离合器位于所述第一主动齿轮背离所述发动机输入轴的一端的一侧,所述离合器的输出端相对所述离合器的输入端活动使得所述离合器运行于连接状态或分离状态;
车轮驱动轴,与所述离合器的输出端传动连接,用于向车轮提供动力,并用于:
在所述离合器运行于连接状态时,接收经所述发动机输入轴和所述驱动电机输入轴传输的动力;
在所述离合器运行于分离状态时,接收经所述驱动电机输入轴传输的动力。
2.根据权利要求1所述的变速箱,其特征在于,所述离合器安装于所述发动机输入轴,且所述离合器的输入端与所述发动机输入轴固定连接。
3.根据权利要求1所述的变速箱,其特征在于,所述变速箱还包括离合器输出齿轮,所述离合器输出齿轮安装于所述发动机输入轴且与所述发动机输入轴转动连接,所述离合器的输出端与所述离合器输出齿轮固定连接,所述离合器输出齿轮与所述车轮驱动轴传动连接;
在所述离合器运行于连接状态时,所述发动机输入轴用于接收所述发动机传输的动力,并将所述发动机输入轴接收的动力依次传输至所述离合器的输入端、所述离合器的输出端、所述离合器输出齿轮,并通过所述离合器输出齿轮传输至所述车轮驱动轴。
4.根据权利要求3所述的变速箱,其特征在于,在所述发动机输入轴的轴向上,所述离合器输出齿轮位于所述第一主动齿轮和所述离合器之间;或
在所述发动机输入轴的轴向上,所述离合器位于所述离合器输出齿轮与所述第一主动齿轮之间。
5.根据权利要求3-4任一项所述的变速箱,其特征在于,所述离合器输出齿轮为空套齿轮,所述离合器输出齿轮与所述发动机输入轴之间设有滚针轴承。
6.根据权利要求1-4任一项所述的变速箱,其特征在于,所述变速箱还包括惰轮轴,所述惰轮安装于所述惰轮轴且与所述惰轮轴转动连接。
7.根据权利要求3或4所述的变速箱,其特征在于,所述变速箱还包括第一中间轴、第二从动齿轮和第二主动齿轮,所述第二从动齿轮和第二主动齿轮安装于所述第一中间轴且与所述第一中间轴固定连接,所述第二从动齿轮与所述离合器输出齿轮啮合,所述第二主动齿轮与所述车轮驱动轴传动连接;在所述第一中间轴的轴向上,所述第二主动齿轮位于所述第二从动齿轮靠近所述第一主动齿轮的一侧。
8.根据权利要求7所述的变速箱,其特征在于,所述变速箱还包括第三主动齿轮,所述第三主动齿轮安装固定于所述驱动电机输入轴,所述第三主动齿轮与所述第二从动齿轮啮合。
9.根据权利要求7所述的变速箱,其特征在于,所述变速箱还包括:
共用从动齿轮,所述共用从动齿轮与所述第二主动齿轮啮合;
差速器,所述差速器与所述共用从动齿轮安装于所述车轮驱动轴。
10.根据权利要求1所述的变速箱,其特征在于,所述变速箱还包括第一中间轴、离合器输入齿轮和离合器输出齿轮,所述离合器输入齿轮安装于所述第一中间轴且与所述第一中间轴固定连接,所述离合器输入齿轮与所述第一主动齿轮啮合,所述离合器输出齿轮安装于所述第一中间轴且与所述第一中间轴转动连接;所述离合器安装于所述第一中间轴,且所述离合器的输入端与所述第一中间轴固定连接,所述离合器的输出端与所述离合器输出齿轮固定连接,所述离合器输出齿轮与所述车轮驱动轴传动连接;或
所述变速箱还包括第一中间轴、离合器输出齿轮和离合器输入齿轮,所述离合器输入齿轮安装于所述第一中间轴且与所述第一中间轴转动连接,所述离合器输入齿轮与所述第一主动齿轮啮合;所述离合器安装于所述第一中间轴,且所述离合器的输入端与所述离合器输入齿轮固定连接,所述离合器的输出端与所述第一中间轴固定连接;所述离合器输出齿轮安装于所述第一中间轴且与所述第一中间轴固定连接,所述离合器输出齿轮与所述车轮驱动轴传动连接。
11.根据权利要求10所述的变速箱,其特征在于,所述变速箱还包括:
共用从动齿轮,所述共用从动齿轮与所述离合器输出齿轮啮合;
差速器,所述差速器与所述共用从动齿轮安装于所述车轮驱动轴。
12.根据权利要求9或11任一项所述的变速箱,其特征在于,所述变速箱还包括第三主动齿轮、第三从动齿轮、第三次级主动齿轮和第二中间轴,所述第三主动齿轮安装固定于所述驱动电机输入轴,所述第三从动齿轮和第三次级主动齿轮安装于所述第二中间轴且与所述第二中间轴固定连接,所述第三从动齿轮与所述第三主动齿轮啮合,所述第三次级主动齿轮与所述共用从动齿轮啮合。
13.根据权利要求1-4、8-11任一项所述的变速箱,其特征在于,所述变速箱包括壳体,所述第一主动齿轮、所述第一从动齿轮、所述惰轮和所述离合器位于所述壳体内,所述发动机输入轴、所述发电机传输轴、所述驱动电机输入轴和车轮驱动轴安装于所述壳体,所述壳体上设有用于安装所述发动机的第一安装面和用于安装所述驱动电机的第二安装面,所述发动机输入轴的一端穿过所述第一安装面并用于与所述发动机固定连接,所述驱动电机输入轴的一端穿过所述第二安装面并用于所述驱动电机固定连接;在所述发动机输入轴的轴向上,所述第一安装面和所述第二安装面分别位于所述壳体的两侧。
14.根据权利要求5所述的变速箱,其特征在于,所述变速箱还包括惰轮轴,所述惰轮安装于所述惰轮轴且与所述惰轮轴转动连接。
15.根据权利要求5所述的变速箱,其特征在于,所述变速箱还包括第一中间轴、第二从动齿轮和第二主动齿轮,所述第二从动齿轮和第二主动齿轮安装于所述第一中间轴且与所述第一中间轴固定连接,所述第二从动齿轮与所述离合器输出齿轮啮合,所述第二主动齿轮与所述车轮驱动轴传动连接;在所述第一中间轴的轴向上,所述第二主动齿轮位于所述第二从动齿轮靠近所述第一主动齿轮的一侧。
16.根据权利要求6所述的变速箱,其特征在于,所述变速箱还包括第一中间轴、第二从动齿轮和第二主动齿轮,所述第二从动齿轮和第二主动齿轮安装于所述第一中间轴且与所述第一中间轴固定连接,所述第二从动齿轮与所述离合器输出齿轮啮合,所述第二主动齿轮与所述车轮驱动轴传动连接;在所述第一中间轴的轴向上,所述第二主动齿轮位于所述第二从动齿轮靠近所述第一主动齿轮的一侧。
17.根据权利要求5所述的变速箱,其特征在于,所述变速箱包括壳体,所述第一主动齿轮、所述第一从动齿轮、所述惰轮和所述离合器位于所述壳体内,所述发动机输入轴、所述发电机传输轴、所述驱动电机输入轴和车轮驱动轴安装于所述壳体,所述壳体上设有用于安装所述发动机的第一安装面和用于安装所述驱动电机的第二安装面,所述发动机输入轴的一端穿过所述第一安装面并用于与所述发动机固定连接,所述驱动电机输入轴的一端穿过所述第二安装面并用于所述驱动电机固定连接;在所述发动机输入轴的轴向上,所述第一安装面和所述第二安装面分别位于所述壳体的两侧。
18.根据权利要求6所述的变速箱,其特征在于,所述变速箱包括壳体,所述第一主动齿轮、所述第一从动齿轮、所述惰轮和所述离合器位于所述壳体内,所述发动机输入轴、所述发电机传输轴、所述驱动电机输入轴和车轮驱动轴安装于所述壳体,所述壳体上设有用于安装所述发动机的第一安装面和用于安装所述驱动电机的第二安装面,所述发动机输入轴的一端穿过所述第一安装面并用于与所述发动机固定连接,所述驱动电机输入轴的一端穿过所述第二安装面并用于所述驱动电机固定连接;在所述发动机输入轴的轴向上,所述第一安装面和所述第二安装面分别位于所述壳体的两侧。
19.根据权利要求7所述的变速箱,其特征在于,所述变速箱包括壳体,所述第一主动齿轮、所述第一从动齿轮、所述惰轮和所述离合器位于所述壳体内,所述发动机输入轴、所述发电机传输轴、所述驱动电机输入轴和车轮驱动轴安装于所述壳体,所述壳体上设有用于安装所述发动机的第一安装面和用于安装所述驱动电机的第二安装面,所述发动机输入轴的一端穿过所述第一安装面并用于与所述发动机固定连接,所述驱动电机输入轴的一端穿过所述第二安装面并用于所述驱动电机固定连接;在所述发动机输入轴的轴向上,所述第一安装面和所述第二安装面分别位于所述壳体的两侧。
20.一种混合动力驱动***,其特征在于,包括:
如权利要求1-19任一项所述的变速箱;
发动机、发电机、驱动电机中的至少一个;
所述发动机的输出端用于与所述发动机输入轴的一端固定连接,所述发电机的输入端用于与所述发电机传输轴的一端固定连接,所述驱动电机的输出端用于与所述驱动电机输入轴固定连接。
21.一种车辆,其特征在于,包括车本体、车轮和如权利要求1-19任一项所述的变速箱,所述变速箱安装于所述车本体,且所述变速箱中的车轮驱动轴与所述车轮传动连接;或者
包括车本体、车轮和如权利要求20所述的混合动力驱动***,所述混合动力驱动***安装于所述车本体,且所述混合动力驱动***中的车轮驱动轴与所述车轮传动连接。
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