[发明专利]一种多挡位动力换挡并联混合动力变速箱

说明书

技术领域

本发明属于汽车技术领域，特别涉及变速箱。

背景技术

混合动力技术具有降低排放和油耗的优点，同时提高车辆动力性能，成为汽车的发展方向。并联形式的混合动力优点：发动机的动力可以直接用来驱动车辆，没有能量转换，能量损失小，结构简单；电机既可作为电动机使用，也可作为发电机使用，且可以采用较小功率的电机，结构简单，成本低。并联形式混合动力技术中电机主要实现急加速工况或者发动机低速工况下的助力，提高动力性能，改善发动机的燃油经济性；在减速工况，实现制动能量回收；在低速以及起步工况，可实现纯电驱动。相比于串联形式混合动力技术适合于低速，经常启停工况的城市车辆，并联形式混合动力技术更适合于中高速、需求动力性能的商用车、越野车以及特种车辆。

根据电机的位置不同，并联式混合动力分为三种：第一种是电机布置在变速箱的离合器前面，其特点是电机可利用变速箱的传动比调节传动范围，电机自身转速、转矩性能需求低，电机体积重量小，但换挡过程中有动力中断，需要同步的惯量较大；第二种是电机布置在变速箱输出轴后面，其特点是换挡过程中无动力中断，但电机的转速、转矩性能要求高；第三种是电机布置在变速箱中间轴上，其特点是采用多自由度齿轮机构耦合电机和发动机的动力，实现混合动力和动力换挡功能。

传统的手动变速箱在换挡过程存在动力中断，影响汽车的动力性。专利文献CN100570174C和CN101782146B中的变速器通过机械机构实现动力换挡设计，但其换挡过程中，需要机械机构相互之间的配合，并难以实现混合动力功能。采用上述第三种电机布置形式的动力换挡并联形式的混合动力技术方案，可以实现动力换挡，提高动力性能以及换挡舒适性，并且可利用多自由度定轴齿轮机构实现多个匹配发动机挡位以及多个匹配电机挡位。

发明内容

本发明的目的是：提供一种多挡位动力换挡并联混合动力变速箱，可实现动力换挡和混合动力工况，提升车辆动力性能，并改善换挡品质，降低离合器磨损，提高燃油经济性。

本发明的技术方案是：一种多挡位动力换挡并联混合动力变速箱，它包括：发动机，发动机输入轴、离合器、电机、电机动力输入轴，中间轴，套轴，变速箱输出轴，第一同步器，第二同步器，第三同步器，第四同步器，第一齿轮，第二齿轮，第三齿轮，第四齿轮，第五齿轮，第六齿轮，第七齿轮，第八齿轮，第九齿轮第十齿轮，第十一齿轮，第十二齿轮。

所述发动机的动力通过离合器后输入到发动机输入轴。

发动机输入轴、所述电机动力输入轴和所述变速箱输出轴同轴布置，且所述电机动力输入轴同轴套装在所述发动机输入轴上；所述中间轴与所述发动机输入轴平行布置，中间轴上设置有与其同轴的套轴。

所述发动机输入轴上沿其动力传递方向依次连接所述第一同步器和所述第二同步器；所述电机动力输入轴上沿其动力传递方向依次连接所述第一齿轮和所述第三齿轮；所述第五齿轮和第七齿轮空套在所述发动机输入轴上，所述第一同步器向左结合时，同步发动机输入轴和电机输入轴，向右结合时，同步发动机输入轴和第五齿轮。

所述中间轴上沿其动力传递方向依次连接所述第三同步器、所述第六齿轮和所述第四同步器，同时所述中间轴上空套有第二齿轮、第四齿轮和第十二齿轮；所述第三同步器向左结合时，同步第二齿轮和中间轴，向右结合时，同步第四齿轮和中间轴；

所述套轴上沿其动力传递方向依次连接所述第八齿轮和所述第十齿轮；所述第四同步器向左结合时，同步套轴和中间轴，向右结合时，同步中间轴和第十二齿轮。

所述变速箱输出轴上沿其动力传递方向依次连接所述第九齿轮和所述第十一齿轮；所述第二同步器向左结合时，同步套轴和第七齿轮，向右结合时，同步套轴和变速箱输出轴。所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合，所述第五齿轮与所述第六齿轮啮合，所述第七齿轮与所述第八齿轮啮合，所述第九齿轮与所述第十齿轮啮合，所述第十一齿轮与所述第十二齿轮啮合。

有益效果：

(1)发动机、离合器、电机、变速箱同轴布置，适合于传统车辆动力系统，便于空间布置。

(2)多自由度定轴齿轮变速机构由6对齿轮机构，4个同步器组成，结构布置简单，通过齿轮对的重复利用，可以提供8个匹配发动机的挡位，4个匹配电机的挡位；换挡时需要操纵的同步器数目少，易于控制。