一種低成本混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低成本混合動力驅(qū)動系統(tǒng),包括輸入軸（1）、箱體（2）、換擋機構(gòu)(4)、馬達主動齒輪(5)、馬達(6)、主動齒輪B(7)、從動齒輪(8)、輸出軸（9），其特征在于：在輸入軸（1）上通過換擋機構(gòu)（4）安裝有主動齒輪B(7)，換擋機構(gòu)（4）處于空檔狀態(tài)時，主動齒輪B(7)可相對于輸入軸（1）自由轉(zhuǎn)動；馬達（6）通過馬達主動齒輪（5）與主動齒輪B（7）嚙合。本發(fā)明的有益效果是使用最少的零件實現(xiàn)馬達、發(fā)動機的混合動力驅(qū)動功能。與傳統(tǒng)變速箱工藝繼承性好，可以廣泛應用于汽車、軌道車輛、船舶、工程機械、農(nóng)業(yè)機械等各種動力設備上。
【專利說明】 一種低成本混合動力驅(qū)動系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混合動力汽車動力系統(tǒng)、特別是具有電機、發(fā)動機雙動力源的混合動力車輛、具有三個及以上的動力源及負載的減速器、變速器，可以廣泛應用于汽車、軌道車輛、船舶、工程機械、農(nóng)業(yè)機械等各種動力設備上。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，由于節(jié)能減排的壓力，車輛節(jié)能減排標準日益嚴格。為了降低車輛的能耗，開發(fā)了包括混合動力汽車在內(nèi)的眾多新型車輛系統(tǒng)?；旌蟿恿ζ囎鳛榧婢邆鹘y(tǒng)內(nèi)燃機車輛的長里程和電動汽車節(jié)能、環(huán)保，可使用清潔的電能的車輛種類開始被廣泛應用。同時還有一些車輛為了保證車輛的可靠性、經(jīng)濟性以及降低制造成本等，具有兩個以上的動力源。例如具有副發(fā)動機的一些專用汽車、工程機械、超大型車輛、特種安全車輛等等。此外還包括其它動力形式，如液壓混合動力、氣壓混合動力(壓縮空氣混合動力)等。這些車輛都需要一個將兩個以上不同動力源的動力耦合起來，共同或分別驅(qū)動車輛的系統(tǒng)一動力耦合系統(tǒng)。動力耦合系統(tǒng)的要求是既能夠?qū)蓚€以上的動力源輸出的動力分別單獨傳遞到輸出裝置上(如車輪等)，又能夠?qū)蓚€以上的動力源輸出的動力同時傳遞到輸出裝置上。
[0003]但是當前能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的的雙動力源動力耦合系統(tǒng)，主要包括如下幾種形式:
I采用行星齒輪耦合方式。典型應用包括豐田普銳斯、通用沃藍達等汽車；
2采用角傳動變速器。典型應用包括南車集團混合動力客車；
3采用同軸耦合，即將電機安裝在發(fā)動機傳動鏈上，依靠兩個以上的離合器實現(xiàn)不同的輸出模式。
[0004]但是當前的耦合系統(tǒng)存在如下問題:
方式I對行星齒輪加工、裝配精度要求高，傳動效率低，與現(xiàn)有的車輛傳動系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝繼承性不好，需要重新投入設備、模具等等。
[0005]方式2采用錐齒輪傳動系統(tǒng)對齒輪加工精度要求高，潤滑困難等等。
[0006]方式3存在兩動力源轉(zhuǎn)速配合固定，難以發(fā)揮各動力源的最佳工作曲線等問題。
[0007]無論上述哪種方式，其動力總成成本都比較昂貴，如何減少零件數(shù)量，降低動力系統(tǒng)成本成為重要課題。
[0008]本發(fā)明可以解決雙動力源動力耦合系統(tǒng)的上述問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠?qū)蓚€以上動力源傳動到車輪的動力靈活傳遞的結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠的減速器或變速器，同時還能夠充分利用現(xiàn)有的變速器生產(chǎn)設備、工藝、零件，以最大限度降低系統(tǒng)的初次投入成本，并實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的最簡化。
[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:包括輸入軸(I)、箱體(2)、換擋機構(gòu)(4)、馬達主動齒輪(5)、馬達(6)、主動齒輪B (7)、從動齒輪(8)、輸出軸(9)，其特征在于:在輸入軸(I)上通過換擋機構(gòu)(4)安裝有主動齒輪B (7)，換擋機構(gòu)(4)處于空檔狀態(tài)時，主動齒輪B(7)可相對于輸入軸(I)自由轉(zhuǎn)動；馬達(6)通過馬達主動齒輪(5)與主動齒輪B (7)嚙合。
[0011]這樣馬達(6)與輸出軸(9)之間保持固定速比傳動關(guān)系，發(fā)動機動力可以通過離合器(10)輸入到輸入軸(I )，換擋機構(gòu)(4)連接到掛檔位置時，發(fā)動機動力可以通過主動齒輪B (7)、從動齒輪(8)傳動到輸出軸(9)。
[0012]技術(shù)方案還可以增加一對包括主動齒輪A (3)從動齒輪(8)在內(nèi)的傳動齒輪副，形成發(fā)動機兩速比變速的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。也可以增加若干對主、從動齒輪和換擋機構(gòu)
(4)形成發(fā)動機更多速比的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。
[0013]技術(shù)方案中馬達(6)不僅可以是電力驅(qū)動的動力機械，也可以換成液壓馬達或氣動馬達，形成發(fā)動機與液壓或壓縮空氣混合的混合動力系統(tǒng)。從輸入軸(I)接入的也可以是電機或其他動力源，如系統(tǒng)安裝有自動控制系統(tǒng)或其他同步裝置，離合器(10)也可以取消。
[0014]技術(shù)方案中所提到的換擋機構(gòu)(4)，其結(jié)構(gòu)形式可以不受限制，可以選用汽車常見的同步器換擋機構(gòu)也可以使用嚙合套甚至直齒滑動齒輪換擋機構(gòu)。
[0015]本發(fā)明中車輛倒車時，由固定速比傳動的馬達(如電機)反向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，也可以在系統(tǒng)中設置專用的倒檔齒輪，實現(xiàn)馬達正轉(zhuǎn)驅(qū)動下的倒車功能。但是在以電驅(qū)動為主的車輛上，電機的驅(qū)動力足夠，且倒車時也不允許有過高的車速和加速度，所以可以省略倒檔齒輪。
[0016]本發(fā)明的有益效果是使用較少的零件數(shù)量，就可實現(xiàn)最靈活的動力耦合傳動路徑，可以實現(xiàn)單電機的多種驅(qū)動模式，在具有自動控制和執(zhí)行機構(gòu)的條件下，還可以形成馬達自動補償發(fā)動機換擋動力間隙的無動力中斷自動變速器系統(tǒng)。
[0017]為了進一步降低整個動力總成成本，本發(fā)明所涉及的零件也可以與發(fā)動機、電動機、離合器、差速器、主減速器的一個或多個部件集成設計成一體，以減少殼體、連接件、支撐件等零件數(shù)量，提高系統(tǒng)剛性，降低噪音，延長壽命，降低成本及提高整車裝配節(jié)拍。
[0018]本發(fā)明可以廣泛應用于汽車、軌道車輛、船舶、工程機械、農(nóng)業(yè)機械等各種動力設備上。
[0019][【專利附圖】

【附圖說明】]
圖1是本發(fā)明一種低成本混合動力驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置簡圖；圖2是一種帶有兩速比換擋的實施方式結(jié)構(gòu)布置簡圖；圖3是帶有四速比換擋的實施方式結(jié)構(gòu)布置簡圖；圖4是馬達主動齒輪布置在齒輪箱外側(cè)的兩速比實施方式結(jié)構(gòu)布置簡圖；圖5是兩速比實施方式車輛操縱擋桿位置示意圖。
[0020]各圖中數(shù)字代號表示:1輸入軸、2箱體、3主動齒輪A、4換擋機構(gòu)、5馬達主動齒輪、6馬達、7主動齒輪B、8從動齒輪、9輸出軸、10離合器。
[0021][【具體實施方式】]
下面以幾個具體實例介紹實施方案，實際實施方案不限于此實例。
[0022]圖1是本發(fā)明一種低成本混合動力驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置簡圖。這樣馬達與輸出軸
(9)之間保持固定速比傳動關(guān)系，發(fā)動機動力可以通過離合器(10)輸入到輸入軸(I )，換擋機構(gòu)(4)連接到掛檔位置時，發(fā)動機動力可以通過主動齒輪B (7)、從動齒輪(8)傳動到輸出軸(9)。
[0023]換擋機構(gòu)處于脫開位置時，車輛為馬達單獨驅(qū)動狀態(tài)，即純電動模式。將換擋機構(gòu)在結(jié)合位置時，發(fā)動機動力輸出到輸出軸，車輛處于混合動力模式。
[0024]圖2是一種帶有兩速比換擋的實施方式結(jié)構(gòu)布置簡圖；馬達(6)與輸出軸(9)之間保持固定速比傳動關(guān)系。當換擋機構(gòu)(4)處于左邊時，發(fā)動機動力通過主動齒輪A (3)和與其相嚙合的從動齒輪(8)傳動；車輛處于混合動力狀態(tài)。當換擋機構(gòu)(4)處于中間，即空擋時，發(fā)動機動力中斷傳動；車輛處于純電動狀態(tài)。當換擋機構(gòu)(4)處于右邊時，發(fā)動機動力通過主動齒輪B (7)和與其相嚙合的從動齒輪(8)傳動；車輛處于混合動力狀態(tài)。
[0025]圖3是帶有四速比換擋的實施方式結(jié)構(gòu)布置簡圖，其中部分換擋機構(gòu)安裝在輸出軸(9)上，相應的與之相連的2個主動齒輪A (3)則固定安裝在輸入軸(I)上。它具有兩個換擋機構(gòu)4個檔位(速比)。
[0026]圖4是馬達主動齒輪布置在齒輪箱外側(cè)的兩速比實施方式結(jié)構(gòu)布置簡圖。在這個實施方式中，馬達的安裝方向也可以向左安裝，并將馬達外殼與齒輪箱外殼集成設計，形成一體化驅(qū)動總成。
[0027]圖5是兩速比實施方式車輛操縱擋桿位置示意圖。這個擋桿運動布置圖可兼顧電子位置與手動機械換擋機構(gòu)的運動要求。只有在電子檔位處于前進擋時，才允許發(fā)動機部分的機械檔位介入，防止了倒車時亂擋問題。
【權(quán)利要求】
1.一種低成本混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括輸入軸(I)、箱體(2)、換擋機構(gòu)(4)、馬達主動齒輪(5)、馬達￠)、主動齒輪B (7)、從動齒輪(8)、輸出軸(9)，其特征在于:在輸入軸(I)上通過換擋機構(gòu)(4)安裝有主動齒輪B (7)，換擋機構(gòu)(4)處于空檔狀態(tài)時，主動齒輪B (7)可相對于輸入軸(I)自由轉(zhuǎn)動；馬達(6)通過馬達主動齒輪(5)與主動齒輪B (7)嚙合；主動齒輪B(7)與從動齒輪(8)相嚙合；從動齒輪(8)安裝在輸出軸(9)上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種低成本混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的換擋機構(gòu)(4)采用同步器換擋機構(gòu)或嚙合套換擋機構(gòu)或直齒滑動齒輪換擋機構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種低成本混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的馬達(6)采用電力驅(qū)動的電動機或液壓馬達或氣動馬達。
【文檔編號】F16H3/12GK104154187SQ201410375916
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】張玥 申請人:天津優(yōu)溥特科技有限公司