一種混合動力車用四速變速器的製作方法

2023-06-14 19:05:11 3

本發明涉及汽車變速器技術，特別涉及一種混合動力車用四速變速器。

背景技術：

汽車的行駛工況複雜多變，行駛阻力和行駛速度變化大，在平直路面勻速前進時的服滾動阻力和迎風阻力較小，而在爬陡坡或急加速時的爬坡阻力或加速阻力非常大，所需的驅動力有幾倍甚至十幾倍的差距，另外，汽車既要滿足特殊路段以時速幾千米甚至更慢的速度緩慢爬行又要能以時速一百多千米甚至更快的速度快速行駛，需要驅動輪在相當寬泛的轉速區間運行，而被廣泛用作汽車發動機的汽油機或柴油機都無法直接提供如此寬泛扭矩和轉速，需要在發動機和驅動輪之間串入具有多個減速比的汽車變速器擴展扭矩和轉速範圍以滿足汽車複雜多變的動力需求。為滿足用戶對汽車動力性能和燃油經濟性能不斷提高的要求，汽車變速器的檔位個數不斷增多，但更多檔位個數使得汽車變速器具有更複雜的結構，製造維護成本更高。

目前的混合動力汽車多採用在汽油機(或柴油機)與變速器之間增設電機，電機轉子與變速器輸入軸聯接的方案，此方案構思巧妙，充分利用成熟的汽車變速器和發動機技術，將電機和汽油機(或柴油機)的優勢相結合，對降低燃油消耗和尾氣排放都很有意義。但這種方案會增加軸向長度，大多數車型採用了發動機前橫置的布置形式，其軸向空間十分緊張，在汽油機(或柴油機)與變速器之間增設電機的軸向空間小，另外變速器輸入軸轉速受限於汽油機(或柴油機)，不能充分發揮電機功率密度高的優勢，故此種方案增設的電機功率小、體積大、重量大。

與汽油機或柴油機匹配的多檔位汽車變速器雖然技術成熟且被廣泛應用，但其具有結構複雜、體積大、重量大、製造成本高等缺陷，而驅動電機比汽油機(或柴油機)有更優秀的扭矩和轉速輸出特性，混合動力汽車採用傳統汽的多檔位汽車變速器是不合適的。

蓬勃發展的汽車市場需要適合混合動力汽車的多檔位變速器，研發適合混合動力汽車的多檔位變速器是符合市場需求的。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種具有四個檔位、傳動效率高，通過合理選檔可使電機和汽油機(或柴油機)能更多地工作在高效率工況，適用於混合動力汽車的混合動力車用四速變速器。

為實現上述目的，本發明採取的技術方案為：提供一種混合動力車用四速變速器，包括：輸入軸、輸出軸、差速器，其中，混合動力車用四速變速器還包括第一變速齒輪副、第二變速齒輪副、第三變速齒輪副、第四變速齒輪副、第一選檔組件、第二選檔組件、電機輸出軸，輸入軸與輸出軸通過第一選檔組件選擇第一變速齒輪副或第二變速齒輪副傳遞運動和扭矩，輸入軸與輸出軸通過第二選檔組件選擇第三變速齒輪副或第四變速齒輪副傳遞運動和扭矩，電機輸出軸與輸入軸通過齒輪(或鏈輪)傳遞運動和扭矩。

在一些實施方式中，第一選檔組件布置在輸出軸上、第二選檔組件布置在輸入軸上， 所述混合動力車用四速變速器還包括電機離合器、電機輸出軸齒輪(或鏈輪)，電機離合器與電機輸出軸聯接，電機輸出軸齒輪(或鏈輪)套在電機輸出軸上並與電機離合器聯結。

在一些實施方式中，輸入軸上設有與電機輸出軸傳遞運動和扭矩的齒輪(或鏈輪)。

在一些實施方式中，輸入軸上沒有與電機輸出軸傳遞運動和扭矩的專用齒輪(或鏈輪)，電機輸出軸與輸入軸通過電機輸出軸齒輪和布置在輸入軸上並與輸入聯接的變速齒輪副的輸入齒輪傳遞運動和扭矩。

在一些實施方式中，第一選檔組件布置在輸出軸上、第二選檔組件布置在輸出軸上。

在一些實施方式中，第一選檔組件布置在輸入軸上、第二選檔組件布置在輸出軸上。

在一些實施方式中，第一選檔組件布置在輸入軸上、第二選檔組件布置在輸入軸上。

在一些實施方式中，選檔組件優選同步器。

在一些實施方式中，第一輸出軸與差速器通過齒輪(或鏈輪)傳遞運動和扭矩。

有益效果

通過前述技術方案的描述，不難理解本發明提供的混合動力車用四速變速器因採用上述方案，可獲得以下有益效果：

結構簡單、重量輕；

結構可靠性高、傳動效率高；

可提供四個變速比，具有綿密的齒比、寬泛的變速區間；

因具有更多檔位個數和更寬廣的變速範圍，可配備較大功率的驅動電機，驅動電機可提供更多行駛工況的動力需求，減少汽油機(或柴油機)啟動，充分降低燃油消耗和尾氣排放。

附圖說明

本文所述的附圖僅用於示意目的，應該理解的是，說明和具體示例僅意圖用於示意目的，而不是意圖限制本發明公開的範圍。

在附圖中，相同標號一致地表示相同的元件、構件或特徵。

圖1是根據本發明優選實施例之一的混合動力車用四速變速器結構示意圖。

圖2是根據本發明優選實施例之二的混合動力車用四速變速器結構示意圖。

附圖標記說明：

01、根據本發明優選實施例之一的混合動力車用四速變速器

02、根據本發明優選實施例之二的混合動力車用四速變速器

10、曲軸離合器輸入軸

11、輸入軸

12、輸出軸

13、電機輸出軸

21、曲軸離合器

22、電機離合器

31、第一變速齒輪副的輸入齒輪

32、第二變速齒輪副的輸入齒輪

33、第三變速齒輪副的輸入齒輪

34、第四變速齒輪副的輸入齒輪

35、輸入軸電機輸入齒輪(或鏈輪)

41、第一變速齒輪副的輸出齒輪

42、第二變速齒輪副的輸出齒輪

43、第三變速齒輪副的輸出齒輪

44、第四變速齒輪副的輸出齒輪

45、電機輸出軸輸出齒輪(或鏈輪)

50、差速器

51、輸出軸輸出齒輪

52、差速器齒輪

61、第一選檔組件

62、第二選檔組件

70、電機定子

71、電機轉子

具體實施方式

為使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及優選實施例，對本發明進行進一步的詳細說明。應當理解的是，以下描述的具體實施例僅用以示意、解釋本發明，本質上僅僅是示範性的，而不是意圖用於限制本發明的公開、應用或用途。

如圖1所示，根據本發明優選實施例的混合動力車用四速變速器01，包括：輸入軸11、輸出軸12、差速器50，其中，混合動力車用四速變速器01還包括第一變速齒輪副(31和41)、第二變速齒輪副(32和42)、第三變速齒輪副(33和43)、第四變速齒輪副(34和44)、第一選檔組件61、第二選檔組件62、電機輸出軸13，輸入軸11與輸出軸12通過第一選檔組件61選擇第一變速齒輪副(31和41)或第二變速齒輪副(32和42)傳遞運動和扭矩，輸入軸11與輸出軸12通過第二選檔組件62選擇第三變速齒輪副(33和43)或第四變速齒輪副(34和44)傳遞運動和扭矩，電機輸出軸13與輸入軸11通過齒輪(或鏈輪)(35和45)傳遞運動和扭矩。

其中，第一選檔組件61布置在輸出軸12上、第二選檔組件62布置在輸入軸11上，所述混合動力車用四速變速器01還包括電機離合器22、電機輸出軸齒輪(或鏈輪)45，電機離合器22與電機輸出軸13聯接，電機輸出軸齒輪(或鏈輪)45套在電機輸出軸13上並與電機離合器22聯結。

其中，輸入軸11上設有與電機輸出軸13傳遞運動和扭矩的齒輪(或鏈輪)45。

第一選檔組件61布置在輸出軸12上並與輸出軸12聯接，第二選檔組件62布置在輸入軸11上並與輸入軸11聯接。

其中，輸出軸12與差速器50通過齒輪(51和52)傳遞運動和扭矩。

選檔組件61或62為一種可使傳動部件兩兩聯結傳遞運動和扭矩的裝置，如同步器，根據本發明優選實施例的混合動力車用四速變速器01優選同步器作為選檔組件。

在根據本發明的混合動力車用四速變速器中，輸出軸12與差速器50也可通過鏈輪組件傳遞運動和扭矩，根據本發明優選實施例的混合動力車用四速變速器01優選齒輪傳動。

通過電機離合器22和曲軸離合器21，電機和汽油機(或柴油機)可分別單獨與輸入軸11聯結傳遞運動和扭矩，也可同時向輸入軸11輸入動力，汽油機(或柴油機)還可在混合動力車用四速變速器01的第一選檔組件61和第二選檔組件62均布與變速齒輪副聯結傳遞運動和扭矩時，閉合曲軸離合器21和電機離合器22給電機輸入動力發電。

為更好地理解根據本發明優選實施例的混合動力車用四速變速器01，下面對該實施例中混合動力車用四速變速器01的各檔運動和扭矩的傳遞路線進行詳細說明：

第一檔的運動和扭矩傳遞路線：

第一選檔組件61與第一變速齒輪副的輸出齒輪41聯結傳遞運動和扭矩，第二變速齒輪副的輸出齒輪42與第一選檔組件61斷開聯結，第三變速齒輪副的輸入齒輪33與第二選檔組件62斷開聯結，第四變速齒輪副的輸入齒輪34與第二選檔組件62斷開聯結。

運動和扭矩從曲軸離合器輸入軸11輸入，經曲軸離合器21傳遞給輸入軸11，經第一變速齒輪副的輸入齒輪31與第一變速齒輪副的輸出齒輪41嚙合傳遞至第一選檔組件61，再通過第一選檔組件61傳遞給輸出軸12，經輸出軸輸出齒輪51與差速器齒輪53嚙合傳遞給差速器50。

運動和扭矩還可從電機輸出軸13輸入，經電機離合器22傳遞給電機輸出軸齒輪(或鏈輪)45、輸入軸電機輸入齒輪(或鏈輪)35傳遞給輸入軸11，經第一變速齒輪副的輸入齒輪31與第一變速齒輪副的輸出齒輪41嚙合傳遞至第一選檔組件61，再通過第一選檔組件61傳遞給輸出軸12，經輸出軸輸出齒輪51與差速器齒輪53嚙合傳遞給差速器50。

第二檔的運動和扭矩傳遞路線：

第一選檔組件61與第一變速齒輪副的輸出齒輪41斷開聯結，第二變速齒輪副的輸出齒輪42與第一選檔組件61聯結傳遞運動和扭矩，第三變速齒輪副的輸入齒輪33與第二選檔組件62斷開聯結，第四變速齒輪副的輸入齒輪34與第二選檔組件62斷開聯結。

運動和扭矩從曲軸離合器輸入軸11輸入，經曲軸離合器21傳遞給輸入軸11，經第二變速齒輪副的輸入齒輪32與第二變速齒輪副的輸出齒輪42嚙合傳遞至第一選檔組件61，再通過第一選檔組件61傳遞給輸出軸12，經輸出軸輸出齒輪51與差速器齒輪53嚙合傳遞給差速器50。

運動和扭矩還可從電機輸出軸13輸入，經電機離合器22傳遞給電機輸出軸齒輪(或鏈輪)45、輸入軸電機輸入齒輪(或鏈輪)35傳遞給輸入軸11，運動和扭矩從曲軸離合器輸入軸11輸入，經曲軸離合器21傳遞給輸入軸11，經第二變速齒輪副的輸入齒輪32與第二變速齒輪副的輸出齒輪42嚙合傳遞至第一選檔組件61，再通過第一選檔組件61傳遞給輸出軸12，經輸出軸輸出齒輪51與差速器齒輪53嚙合傳遞給差速器50。

第三檔的運動和扭矩傳遞路線：

第一選檔組件61與第一變速齒輪副的輸出齒輪41斷開聯結，第二變速齒輪副的輸出齒輪42與第一選檔組件61斷開聯結，第三變速齒輪副的輸入齒輪33與第二選檔組件62聯結傳遞運動和扭矩，第四變速齒輪副的輸入齒輪34與第二選檔組件62斷開聯結。

運動和扭矩從曲軸離合器輸入軸20輸入，經曲軸離合器21傳遞給輸入軸11，經第二選檔組件62傳遞給第三變速齒輪副的輸入齒輪33，通過第三變速齒輪副的輸入齒輪33與第三變速齒輪副的輸出齒輪44嚙合將運動和扭矩傳遞給輸出軸12，再經輸出軸輸出齒輪51與差速器齒輪53嚙合傳遞給差速器50。

運動和扭矩還可從電機輸出軸13輸入，經電機離合器22傳遞給電機輸出軸齒輪(或鏈輪)45、輸入軸電機輸入齒輪(或鏈輪)35傳遞給輸入軸11，經第二選檔組件62傳遞給第三變速齒輪副的輸入齒輪33，通過第三變速齒輪副的輸入齒輪33與第三變速齒輪副的輸出齒輪44嚙合將運動和扭矩傳遞給輸出軸12，再經輸出軸輸出齒輪51與差速器齒輪53嚙合傳遞給差速器50。

第四檔的運動和扭矩傳遞路線：

第一選檔組件61與第一變速齒輪副的輸出齒輪41斷開聯結，第二變速齒輪副的輸出齒輪42與第一選檔組件61斷開聯結，第三變速齒輪副的輸入齒輪33與第二選檔組件62斷開聯結，第四變速齒輪副的輸入齒輪34與第二選檔組件62聯結傳遞運動和扭矩。

運動和扭矩從曲軸離合器輸入軸20輸入，經曲軸離合器21傳遞給輸入軸11，經第二選檔組件62傳遞給第四變速齒輪副的輸入齒輪34，通過第四變速齒輪副的輸入齒輪34與第四變速齒輪副的輸出齒輪44嚙合將運動和扭矩傳遞給輸出軸12，再經輸出軸輸出齒輪51與差速器齒輪53嚙合傳遞給差速器50。

運動和扭矩還可從電機輸出軸13輸入，經電機離合器22傳遞給電機輸出軸齒輪(或鏈輪)45、輸入軸電機輸入齒輪(或鏈輪)35傳遞給輸入軸11，經第二選檔組件62傳遞給第四變速齒輪副的輸入齒輪34，通過第四變速齒輪副的輸入齒輪34與第四變速齒輪副的輸出齒輪44嚙合將運動和扭矩傳遞給輸出軸12，再經輸出軸輸出齒輪51與差速器齒輪53嚙合傳遞給差速器50。

如圖2所示，根據本發明優選實施例之二的混合動力車用四速變速器02，根據本發明優選實施例之二的混合動力車用四速變速器02與根據本發明優選實施例之一的混合動力車用四速變速器01的主要差異：根據本發明優選實施例之一的混合動力車用四速變速器01在輸入軸11上設有輸入軸電機輸入齒輪(或鏈輪)35，根據本發明優選實施例之二的混合動力車用四速變速器02中沒有設置輸入軸電機輸入齒輪(或鏈輪)35，電機輸出軸13與輸入軸11通過電機輸出軸輸出齒輪45與布置在輸入軸11上的變速齒輪副的輸入齒輪嚙合傳遞運動和扭矩，參考根據本發明優選實施例之一的混合動力車用四速變速器01不難理解優選實施例之二的混合動力車用四速變速器02。

該了解的是，本發明以上的描述僅僅是示範性的，並且未偏離本發明本質的變體也屬於本發明的範圍內。這種變體不應被視為脫離了本發明的精神和範圍。