CN206086348U - 车用混合动力三离合器变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于混合动力传动技术领域，具体涉及一种车用混合动力三离合器变速器。该变速器包括发动机、双质量飞轮、三个离合器、三根输入轴、输出轴、六个固定齿轮、十个空套齿轮、五个同步器、电动机‑发电机组。第一离合器与第二离合器可控制发动机动力输入，第三离合器可控制电动机‑发电机组动力输入，并可将发动机与电动机‑发电机组输出动力耦合，实现混合动力传动。本实用新型具有混合动力传动、动力换挡、换挡快捷、电动机‑发电机组充电便捷、较高燃油经济性的优点。

Description

车用混合动力三离合器变速器

技术领域

本实用新型涉及一种变速器，具体涉及一种车用混合动力三离合器变速器，属于混合动力传动技术领域。

背景技术

在目前的技术水平和应用条件下，混合动力汽车是电动汽车中最具有产业化和市场化前景的车型。混合动力汽车采用内燃机和电动机作为混合动力源，它既有燃料发动机动力性好、反应快和工作时间长的优点，又有电动机无污染和低噪声的好处，达到了发动机和电动机的最佳匹配。

现有技术中，专利CN204921867U公开了一种车用三离合器变速器，采用三个摩擦式离合器分别控制不同的档位数，档位数分别为3n+1、3n+2、3n+3（n=0、1、2、3……），但不能实现混合动力功能，从而不具备混合动力传动的优点。专利CN105196857A公开了一种商用车并联式混合动力多档变速箱，仅采用一个摩擦式离合器来控制换挡，故不能实现快速换挡。专利CN103557285A公开了一种具有双联齿轮的短惰轮轴双离合器变速箱，短惰轮轴的采用影响了变速箱整体的平衡性，使其内部布置不均匀、整体不平顺，占用变速箱内部空间较大，制造成本较高。

发明内容

本实用新型的目的是解决上述技术问题，提出了一种车用混合动力三离合器变速器。

本实用新型的技术方案是：车用混合动力三离合器变速器，包括：发动机（1），双质量飞轮（2）、电动机-发电机组（13）、双离合器（32）、第三离合器（14）、第一输入轴（5）、第二输入轴（6）、第三输入轴（15）、输出轴（28）、第一固定齿轮（7）、第二固定齿轮（8）、第三固定齿轮（9）、第四固定齿轮（10）、第五固定齿轮（11）、第六固定齿轮（12）、第一空套齿轮（19）、第二空套齿轮（21）、第三空套齿轮（22）、第四空套齿轮（24）、第五空套齿轮（25）、第六空套齿轮（27）、第七空套齿轮（16）、第八空套齿轮（17）、第九空套齿轮（18）、第十空套齿轮（31）、第一同步器（20）、第二同步器（23）、第三同步器（26）、第四同步器（29）、第五同步器（30）。

所述电动机-发电机组（13）既可用作电动机使用，又可用作发电机使用。

所述双离合器（32）包括第一离合器（3）与第二离合器（4）。

其连接关系为：所述发动机（1）与所述双质量飞轮（2）相连接，所述双质量飞轮（2）与所述双离合器（32）相连接，所述第一输入轴（5）与所述双离合器（32）中的第一离合器（3）相连接，所述第二输入轴（6）与所述双离合器（32）中的第二离合器（4）相连接。其中，第二输入轴（6）为空心轴，套在第一输入轴（5）上。

在所述第一输入轴（5）上，依次连接有第四固定齿轮（10），第五固定齿轮（11），第六固定齿轮（12）。在所述第二输入轴上依次连接有第一固定齿轮（7），第二固定齿轮（8），第三固定齿轮（9）。

所述电动机-发电机组（13）与所述第三离合器（14）连接，第三离合器（14）与所述第三输入轴（15）相连接。在所述第三输入轴（15）上依次连接有第七空套齿轮（16）、第八空套齿轮（17）、第九空套齿轮（18）、第十空套齿轮（31）、第四同步器（29）、第五同步器（30）。

在所述输出轴上依次连接有第一空套齿轮（19）、第一同步器（20）、第二空套齿轮（21）、第三空套齿轮（22）、第二同步器（23）、第四空套齿轮（24）、第五空套齿轮（25）、第三同步器（26）、第六空套齿轮（27）。

所述第一空套齿轮（19）分别与所述第一固定齿轮（7）、第七空套齿轮（16）常啮合；所述第二空套齿轮（21）分别与所述第二固定齿轮（8）、第八空套齿轮（17）常啮合；所述第三空套齿轮（22）与所述第三固定齿轮（9）常啮合；所述第四空套齿轮（24）分别与所述第四固定齿轮（10）、第九空套齿轮（18）常啮合；所述第五空套齿轮（25）与所述第五固定齿轮（11）与第十空套齿轮（31）常啮合；所述第六空套齿轮（27）与所述第六固定齿轮（12）常啮合。

本实用新型有益效果：本实用新型采用双离合器控制发动机动力输入，使得档位切换时没有动力中断，且换挡快捷；本实用新型采用单独离合器控制电动机-发电机组动力输入与双离合器控制发动机动力输入相结合，将两者的优势相结合，可以很好地实现并联式混合动力传动，在低速工况可实现纯电机驱动，在爬坡、高速等工况可实现混合驱动；本实用新型采用发动机与电动机-发电机组互相提供转矩支持的换挡方式，实现了动力换挡，提高动力性能和换挡舒适性；本实用新型采用电动机的正反转，可以免去倒挡短惰轮轴的使用，节省变速器空间，提高了变速器箱体的整体牢固性。本实用新型采用的电动机-发电机组既可作电动机使用，又可作发电机使用，故不需外部充电系统进行充电。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为发动机1挡时变速器的动力传动图。

图3为电动机-发动机组1挡时变速器的动力传动图。

图4为发动机2挡、电动机-发动机组1挡时变速器的混合动力传动图。

具体实施方式

车用混合动力变速器，由发动机（1），双质量飞轮（2），三个离合器（3、4、14），三根输入轴（5、6、15），输出轴（28），六个固定齿轮（7、8、9、10、11、12），十个空套齿轮（19、21、22、24、25、27、16、17、18、31），五个同步器（20、23、26、29、30），电动机-发电机组（13）组成。

本实用新型所述的所有空套齿轮与支承它们的轴可以相对转动，但不能相对移动；所有同步器与支承它们的轴可以相对移动，但不能相对转动；所有固定齿轮与它们所在的轴固定为一个整体，不能与轴产生相对运动。

本实用新型所述的所有同步器都有三个位置，分别是左位、中位和右位。同步器处于左位时，与它左边的空套齿轮结合，使它左边的空套齿轮与轴同步旋转；同步器处于右位时，与它右边的空套齿轮结合，使它右边的空套齿轮与轴同步旋转；同步器处于中位时，对它左边和右边的齿轮均不产生约束。

第二输入轴（6）为空心轴，套在第一输入轴（5）上。第一输入轴（5）、第三输入轴（15）及输出轴（28）互相空间平行布置。

第一输入轴（5）上安装有第四固定齿轮（10）、第五固定齿轮（11）、第六固定齿轮（12）。

第二输入轴（6）上安装有第一固定齿轮（7）、第二固定齿轮（8）、第三固定齿轮（9）。

输出轴（28）上安装有第一空套齿轮（19）、第二空套齿轮（21）、第三空套齿轮（22）、第四空套齿轮（24）、第五空套齿轮（25）、第六空套齿轮（27）、第一同步器（20）、第二同步器（23）、第三同步器（26）。第一同步器（20）安装在第一空套齿轮（19）与第二空套齿轮（21）之间，当第一同步器（20）处于左位时，它与第一空套齿轮（19）结合，使第一空套齿轮（19）与输出轴（28）结合为一个整体；当第一同步器（20）处于右位时，它与第二空套齿轮（21）结合，使第一空套齿轮（19）与输出轴（28）结合为一个整体；当第一同步器（20）处于中位时，它对第一空套齿轮（19）和第二空套齿轮（21）均没有约束。第二同步器（23）安装在第三空套齿轮（22）与第四空套齿轮（24）之间，当第二同步器（23）处于左位时，它与第三空套齿轮（22）结合，使第三空套齿轮（22）与输出轴（28）结合为一个整体；当第二同步器（23）处于右位时，它与第四空套齿轮（24）结合，使第四空套齿轮（24）与输出轴（28）结合为一个整体；当第二同步器（23）处于中位时，它对第三空套齿轮（22）和第四空套齿轮（24）均没有约束。第三同步器（26）安装在第五空套齿轮（25）与第六空套齿轮（27）之间，当第三同步器（26）处于左位时，它与第五空套齿轮（25）结合，使第五空套齿轮（25）与输出轴（28）结合为一个整体；当第三同步器（26）处于右位时，它与第六空套齿轮（27）结合，使第六空套齿轮（27）与输出轴（28）结合为一个整体；当第三同步器（26）处于中位时，它对第五空套齿轮（25）和第六空套齿轮（27）均没有约束。

第三输入轴（15）上安装有第七空套齿轮（16）、第八空套齿轮（17）、第九空套齿轮（18）、第十空套齿轮（31）、第四同步器（29）、第五同步器（30）。第四同步器（29）安装在第七空套齿轮（16）与第八空套齿轮（17）之间，当第四同步器（29）处于左位时，它与第七空套齿轮（16）结合，使第七空套齿轮（16）与第三输入轴（15）结合为一个整体；当第四同步器（16）处于右位时，它与第八空套齿轮（17）结合，使第八空套齿轮（17）与第三输入轴（15）结合为一个整体；当第四同步器（29）处于中位时，它对第七空套齿轮（16）和第八空套齿轮（17）均没有约束。第五同步器（30）安装在第九空套齿轮（18）与第十空套齿轮（31）之间，当第五同步器（30）处于左位时，它与第九空套齿轮（18）结合，使第九空套齿轮（18）与第三输入轴（15）结合为一个整体；当第五同步器（30）处于右位时，它与第十空套齿轮（31）结合，使第十空套齿轮（31）与第三输入轴（15）结合为一个整体；当第五同步器（30）处于中位时，它对第九空套齿轮（18）和第十空套齿轮（31）均没有约束。

当第一离合器（3）接合时，发动机（1）动力由第一输入轴（5）输入；当第二离合器（4）接合时，发动机（1）动力由第二输入轴（6）输入；当第三离合器（14）接合时，电动机-发电机组（13）动力由第三输入轴（15）输入。

可将动力输入分为以下三个模式：纯发动机动力输入模式、纯电动机-发电机组动力输入模式、混合动力输入模式。

在纯发动机动力输入模式中，发动机（1）匹配1至6个前进档位：

发动机（1）在1档工况时，第二离合器（4）接合，第一同步器（20）处于左位与第一空套齿轮（19）结合。此时，发动机（1）动力通过双质量飞轮（2）以及第二离合器（4），由第二输入轴（6）输入，经过第一固定齿轮（7）、第一空套齿轮（19），再由输出轴（28）输出。

发动机（1）在2档工况时，第一离合器（3）接合，第二同步器（23）处于右位与第四空套齿轮（24）结合。此时，发动机（1）动力通过双质量飞轮（2）以及第一离合器（3），由第一输入轴（5）输入，经过第四固定齿轮（10）、第四空套齿轮（24），再由输出轴（28）输出。

发动机（1）在3档工况时，第二离合器（4）接合，第一同步器（20）处于右位与第二空套齿轮（21）结合。此时，发动机（1）动力通过双质量飞轮（2）以及第二离合器（4），由第二输入轴（6）输入，经过第二固定齿轮（8）、第二空套齿轮（21），再由输出轴（28）输出。

发动机（1）在4档工况时，第一离合器（3）接合，第三同步器（26）处于左位与第五空套齿轮（25）结合。此时，发动机（1）动力通过双质量飞轮（2）以及第一离合器（3），由第一输入轴（5）输入，经过第五固定齿轮（11）、第五空套齿轮（25），再由输出轴（28）输出。

发动机（1）在5档工况时，第二离合器（4）接合，第二同步器（23）处于左位与第三空套齿轮（22）结合。此时，发动机（1）动力通过双质量飞轮（2）以及第二离合器（4），由第二输入轴（6）输入，经过第三固定齿轮（9）、第三空套齿轮（22），再由输出轴（28）输出。

发动机（1）在6档工况时，第一离合器（3）接合，第三同步器（26）处于右位与第六空套齿轮（27）结合。此时，发动机（1）动力通过双质量飞轮（2）以及第一离合器（3），由第一输入轴（5）输入，经过第六固定齿轮（12）、第六空套齿轮（27），再由输出轴（28）输出。

在纯电动机-发电机组动力输入模式中，电动机-发电机组（13）匹配1至4个前进挡位、1至4个倒挡挡位：

电动机-发电机组（13）在1挡工况时，第三离合器（14）接合，第四同步器（29）处于左位与第七空套齿轮（16）结合，第一同步器（20）处于左位与第一空套齿轮（19）结合。此时，电动机-发电机组（13）动力通过第三离合器（14），由第三输入轴（15）输入，经过第七空套齿轮（16）、第一空套齿轮（19），再由输出轴（28）输出。

电动机-发电机组（13）在2挡工况时，第三离合器（14）接合，第五同步器（30）处于左位与第九空套齿轮（18）结合，第二同步器（23）处于右位与第四空套齿轮（24）结合。此时，电动机-发电机组（13）动力通过第三离合器（14），由第三输入轴（15）输入，经过第九空套齿轮（18）、第四空套齿轮（24），再由输出轴（28）输出。

电动机-发电机组（13）在3挡工况时，第三离合器（14）接合，第四同步器（29）处于右位与第八空套齿轮（17）结合，第一同步器（20）处于右位与第二空套齿轮（21）结合。此时，电动机-发电机组（13）动力通过第三离合器（14），由第三输入轴（15）输入，经过第八空套齿轮（17）、第二空套齿轮（21），再由输出轴（28）输出。

电动机-发电机组（13）在4挡工况时，第三离合器（14）接合，第五同步器（30）处于右位与第十空套齿轮（31）结合，第三同步器（26）处于左位与第五空套齿轮（25）结合。此时，电动机-发电机组（13）动力通过第三离合器（14），由第三输入轴（15）输入，经过第十空套齿轮（31）、第五空套齿轮（25），再由输出轴（28）输出。

电动机-发电机组（13）在倒挡1挡工况时，电动机-发电机组（13）反向工作，第一离合器（3）和第二离合器（4）均断开，第三离合器（14）接合，第四同步器（29）处于左位与第七空套齿轮（16）结合，第一同步器（20）处于左位与第一空套齿轮（19）结合。此时，电动机-发电机组（13）动力通过第三离合器（14），由第三输入轴（15）输入，经过第七空套齿轮（16）、第一空套齿轮（19），再由输出轴（28）输出。

电动机-发电机组（13）在倒挡2挡工况时，电动机-发电机组（13）反向工作，第一离合器（3）和第二离合器（4）均断开，第三离合器（14）接合，第五同步器（30）处于左位与第九空套齿轮（18）结合，第二同步器（23）处于右位与第四空套齿轮（24）结合。此时，电动机-发电机组（13）动力通过第三离合器（14），由第三输入轴（15）输入，经过第九空套齿轮（18）、第四空套齿轮（24），再由输出轴（28）输出。

电动机-发电机组（13）在倒挡3挡工况时，电动机-发电机组（13）反向工作，第一离合器（3）和第二离合器（4）均断开，第三离合器（14）接合，第四同步器（29）处于右位与第八空套齿轮（17）结合，第一同步器（20）处于右位与第二空套齿轮（21）结合。此时，电动机-发电机组（13）动力通过第三离合器（14），由第三输入轴（15）输入，经过第八空套齿轮（17）、第二空套齿轮（21），再由输出轴（28）输出。

电动机-发电机组（13）在倒挡4挡工况时，电动机-发电机组（13）反向工作，第一离合器（3）和第二离合器（4）均断开，第三离合器（14）接合，第五同步器（30）处于右位与第十空套齿轮结合，第三同步器（26）处于左位与第五空套齿轮（25）结合。此时，电动机-发电机组（13）动力通过第三离合器（14），由第三输入轴（15）输入，经过第十空套齿轮（31）、第五空套齿轮（25），再由输出轴（28）输出。

在混合动力输入模式中，发动机（1）1挡时，可以与电动机-发电机组（13）1挡、2挡、4挡相匹配；发动机（1）2挡时，可以与电动机-发电机组（13）1挡、2挡、3挡、4挡相匹配；发动机（1）3挡时，可以与电动机-发电机组（13）1挡、2挡、3挡、4挡相匹配；发动机（1）4挡时，可以与电动机-发电机组（13）1挡、2挡、3挡、4挡相匹配；发动机（1）5挡时，可以与电动机-发电机组（13）1挡、2挡、3挡、4挡相匹配；发动机（1）6挡时，可以与电动机-发电机组（13）1挡、2挡、3挡、4挡相匹配。在混合动力输入模式中，在爬坡行驶时，混合动力输入可以获得更大的输出转矩；在高速行驶时，电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力，混合动力输入可以获得更高的行驶速度。

动力换挡功能：在发动机（1）1挡升2挡的工况中，换挡前发动机（1）与电动机-发电机组（13）均在在1挡工作；换挡过程中，第二离合器（4）分离，第一离合器（1）接合，第二同步器（23）滑至右位与第四空套齿轮（24）结合；换挡过程中电动机-发电机组（13）工作在1挡，为发动机（1）换挡过程提供转矩支持，实现动力换挡；换挡结束后，发电机（1）工作在2挡，电动机-发电机组（13）依然工作在1挡。

在电动机-发电机组（13）1挡升2挡工况中，换挡前电动机-发电机组（13））在1挡工作，发动机（1）在2挡工作；换挡过程中，第四同步器（29）滑至中位，第五同步器（30）滑至左位与第九空套齿轮（18）结合；换挡工程中发动机（1）工作在2挡，为电动机-发电机组（13）换挡过程提供转矩支持，实现动力换挡；换挡结束后，电动机-发电机组（13）在2挡工作，发动机（1）依然在2挡工作。在动力换挡过程中，其余档位动力换挡过程与发动机（1）或电动机-发电机组（13）在1挡升2挡换挡进程实施类同。

充电功能：当电动机-发电机组（13）电量不足时，由发动机（1）输出动力，电动机-发电机组（13）没有动力输出，根据正在使用的档位，调节第四同步器（29）或第五同步器（30），使其处于左位或右位，并接合第三离合器（14），使动力经过第一输入轴（5）或第二输入轴（6）以及输出轴（28）、第三输入轴（15），输入至电动机-发电机组（13）处，使其进行发电，并将电能储存起来。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.车用混合动力三离合器变速器，其特征在于，包括：发动机（1），双质量飞轮（2）、电动机-发电机组（13）、双离合器（32）、第三离合器（14）、第一输入轴（5）、第二输入轴（6）、第三输入轴（15）、输出轴（28）、第一固定齿轮（7）、第二固定齿轮（8）、第三固定齿轮（9）、第四固定齿轮（10）、第五固定齿轮（11）、第六固定齿轮（12）、第一空套齿轮（19）、第二空套齿轮（21）、第三空套齿轮（22）、第四空套齿轮（24）、第五空套齿轮（25）、第六空套齿轮（27）、第七空套齿轮（16）、第八空套齿轮（17）、第九空套齿轮（18）、第十空套齿轮（31）、第一同步器（20）、第二同步器（23）、第三同步器（26）、第四同步器（29）、第五同步器（30）；

所述电动机-发电机组（13）既可用作电动机使用，又可用作发电机使用；

所述双离合器（32）包括第一离合器（3）与第二离合器（4）；

其连接关系为：所述发动机（1）与所述双质量飞轮（2）相连接，所述双质量飞轮（2）与所述双离合器（32）相连接，所述第一输入轴（5）与所述双离合器（32）中的第一离合器（3）相连接，所述第二输入轴（6）与所述双离合器（32）中的第二离合器（4）相连接其中，第二输入轴（6）为空心轴，套在第一输入轴（5）上；

在所述第一输入轴（5）上，依次连接有第四固定齿轮（10），第五固定齿轮（11），第六固定齿轮（12）；在所述第二输入轴上依次连接有第一固定齿轮（7），第二固定齿轮（8），第三固定齿轮（9）；

所述电动机-发电机组（13）与所述第三离合器（14）连接，第三离合器（14）与所述第三输入轴（15）相连接；在所述第三输入轴（15）上依次连接有第七空套齿轮（16）、第八空套齿轮（17）、第九空套齿轮（18）、第十空套齿轮（31）、第四同步器（29）、第五同步器（30）；

在所述输出轴上依次连接有第一空套齿轮（19）、第一同步器（20）、第二空套齿轮（21）、第三空套齿轮（22）、第二同步器（23）、第四空套齿轮（24）、第五空套齿轮（25）、第三同步器（26）、第六空套齿轮（27）；

所述第一空套齿轮（19）分别与所述第一固定齿轮（7）、第七空套齿轮（16）常啮合；所述第二空套齿轮（21）分别与所述第二固定齿轮（8）、第八空套齿轮（17）常啮合；所述第三空套齿轮（22）与所述第三固定齿轮（9）常啮合；所述第四空套齿轮（24）分别与所述第四固定齿轮（10）、第九空套齿轮（18）常啮合；所述第五空套齿轮（25）与所述第五固定齿轮（11）与第十空套齿轮（31）常啮合；所述第六空套齿轮（27）与所述第六固定齿轮（12）常啮合。