混動(dòng)變速箱
背景介紹:
隨著國(guó)家新能源汽車發(fā)展趨勢(shì),市場(chǎng)對(duì)車輛經(jīng)濟(jì)性要求逐漸提高,現(xiàn)有汽車的混動(dòng)變速箱裝置均為單離合兩檔MT變速箱,驅(qū)動(dòng)模式單一,僅適合單一路況下的驅(qū)動(dòng)需求,油耗量高。
為此,奇瑞發(fā)明專利CN 116278709 A提供了一種混動(dòng)變速箱裝置。通過(guò)設(shè)置由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、輸入軸組、傳動(dòng)軸組、 輸出軸、離合器模塊和同步器模塊構(gòu)成的變速箱裝置,通過(guò)由傳動(dòng)輪組構(gòu)成的第一傳動(dòng)模塊、第二傳動(dòng)模塊和第三傳動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)各軸之間的傳動(dòng),并通過(guò)離合器模塊、同步器模塊與傳動(dòng)輪組的協(xié)與作用,能夠?qū)崿F(xiàn)多種模式驅(qū)動(dòng)。
混動(dòng)變速裝置的組成:
混動(dòng)變速裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、輸入軸組和輸出軸。驅(qū)動(dòng)電機(jī)為永磁同步電機(jī),并通過(guò)電機(jī)控制器控制其運(yùn)行。輸出軸與車輛的驅(qū)動(dòng)輪組耦合連接,輸出軸上還裝有差速器。輸入軸組包括輸入軸一和輸入軸二,且輸入軸一和輸入軸二的一端分別與驅(qū)動(dòng)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端耦合,即輸入軸一和輸入軸二能夠分別在驅(qū)動(dòng)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)。

混動(dòng)變速裝置還包括傳動(dòng)軸組,傳動(dòng)軸組由至少一個(gè)傳動(dòng)軸構(gòu)成,當(dāng)傳動(dòng)軸組包括多個(gè)傳動(dòng)軸時(shí),傳動(dòng)軸之間通過(guò)圓柱齒輪組等傳動(dòng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)。以單個(gè)傳動(dòng)軸為例進(jìn)行說(shuō)明,傳動(dòng)軸組通過(guò)第一傳動(dòng)模塊、第二傳動(dòng)模塊和第三傳動(dòng)模塊與輸入軸組和傳動(dòng)軸連接,即輸入軸組、傳動(dòng)輪組和輸出軸之間通過(guò)第一傳動(dòng)模塊、第二傳動(dòng)模塊和第三傳動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和或發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩的傳遞,以實(shí)現(xiàn)車輛驅(qū)動(dòng)輪組的驅(qū)動(dòng)。第二傳動(dòng)模塊包括傳動(dòng)輪組三,用于在驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入軸和傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng),此時(shí),傳動(dòng)軸組能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)和或驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。

第一傳動(dòng)模塊、第二傳動(dòng)模塊和第三傳動(dòng)模塊均構(gòu)造為傳動(dòng)輪組,傳動(dòng)輪組均為相互嚙合的圓柱齒輪,并對(duì)應(yīng)將第一傳動(dòng)模塊傳動(dòng)輪組的主動(dòng)輪,即第一傳動(dòng)模塊中安裝于輸入軸組的部分統(tǒng)稱為第一驅(qū)動(dòng)輪。將第一傳動(dòng)模塊傳動(dòng)輪組中與第一驅(qū)動(dòng)輪相嚙合的部分,即第一傳動(dòng)模塊中安裝于傳動(dòng)軸組的部分統(tǒng)稱為第一從動(dòng)輪。對(duì)應(yīng)地,將第三傳動(dòng)模塊傳動(dòng)輪組中主動(dòng)輪,即第三傳動(dòng)模塊中安裝于傳動(dòng)軸組的部分統(tǒng)稱為第二驅(qū)動(dòng)輪,第三傳動(dòng)模塊傳動(dòng)輪組中與第二驅(qū)動(dòng)輪相嚙合的部分,即第二驅(qū)動(dòng)輪組中安裝于輸出軸的部分統(tǒng)稱為第二從動(dòng)輪。
混動(dòng)變速裝置還包括分別安裝于輸入軸和傳動(dòng)軸上的離合器模塊和同步器模塊。同步器模塊被構(gòu)造為具有中位和工作位,并通過(guò)電機(jī)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)控制其工位的改變。當(dāng)同步器模塊處于工作位時(shí),能夠與第一傳動(dòng)模塊中第一從動(dòng)輪中的一個(gè)相結(jié)合,離合器模塊至少包括兩個(gè)離合結(jié)構(gòu),并且離合結(jié)構(gòu)被構(gòu)造為能夠與第一傳動(dòng)模塊中第一驅(qū)動(dòng)輪中的一個(gè)相結(jié)合,即通過(guò)離合器模塊和同步器模塊的作用選擇第一傳動(dòng)模塊中一對(duì)相互嚙合的齒輪實(shí)現(xiàn)輸入軸和傳動(dòng)軸的之間力矩的傳遞。

離合器模塊具有濕式雙離合結(jié)構(gòu),并分別記為離合器一和離合器二。對(duì)應(yīng)的,第一傳動(dòng)模塊包括傳動(dòng)輪組一和傳動(dòng)輪組二,且傳動(dòng)輪組一的第一驅(qū)動(dòng)輪與離合器一的從動(dòng)盤剛性連接,傳動(dòng)輪組二的第一驅(qū)動(dòng)輪與離合器二的從動(dòng)盤剛性連接,同步器模塊能夠選擇性的與傳動(dòng)輪組一和傳動(dòng)輪組二的第一從動(dòng)輪中的一個(gè)相結(jié)合。
當(dāng)離合器一結(jié)合時(shí),同步器與傳動(dòng)輪組一的第一驅(qū)動(dòng)輪相結(jié)合,發(fā)動(dòng)機(jī)作用于輸入軸的驅(qū)動(dòng)扭矩通過(guò)傳動(dòng)輪組一帶動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)離合器二結(jié)合時(shí),同步器與傳動(dòng)輪組二的第一從動(dòng)輪相結(jié)合,發(fā)動(dòng)機(jī)作用于輸入軸的驅(qū)動(dòng)扭矩通過(guò)傳動(dòng)輪組一帶動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

傳動(dòng)輪組一和傳動(dòng)輪組二具有不同的傳動(dòng)比,傳動(dòng)輪組一傳動(dòng)比小于傳動(dòng)輪組二的傳動(dòng)比,即當(dāng)離合器一結(jié)合時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)處于低檔位,離合器二結(jié)合時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)處于高檔位。
變速裝置還包括發(fā)電電機(jī),發(fā)電電機(jī)的轉(zhuǎn)子構(gòu)造為離合器模塊中任一離合結(jié)構(gòu)的從動(dòng)盤。當(dāng)該離合結(jié)構(gòu)結(jié)合時(shí),發(fā)電電機(jī)的轉(zhuǎn)子能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),以對(duì)整車進(jìn)行充電。
混動(dòng)變速箱工作方式:
純電驅(qū)動(dòng)模式:當(dāng)車輛處于純電驅(qū)動(dòng)模式時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)不工作,離合器一和離合器二均為結(jié)合狀態(tài),同步器模塊處于中位,驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng),驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)輪組三和第三傳動(dòng)模塊傳至輸出軸,并帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪組轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)車輛驅(qū)動(dòng)。

發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式:當(dāng)車輛處于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式時(shí),車輛的驅(qū)動(dòng)具有低檔位和高檔位。
低檔位下:僅發(fā)動(dòng)機(jī)工作,離合器一結(jié)合,同步器模塊處于工作位并與傳動(dòng)輪組一的第一從動(dòng)輪結(jié)合,發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)輪組一和第三傳動(dòng)模塊傳至輸出軸,并帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪組轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)車輛驅(qū)動(dòng)。

高檔位下:僅發(fā)動(dòng)機(jī)工作,離合器二結(jié)合,同步器模塊處于工作位并與傳動(dòng)輪組二的第一從動(dòng)輪結(jié)合,發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)輪組二和第三傳動(dòng)模塊傳至輸出軸,并帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪組轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)車輛驅(qū)動(dòng)。

混合驅(qū)動(dòng)模式:當(dāng)車輛處于混合驅(qū)動(dòng)模式時(shí),車輛的驅(qū)動(dòng)同樣具有低檔位和高檔位。低檔位下發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)均啟動(dòng),離合器一結(jié)合,同步器模塊處于工作位并與傳動(dòng)輪組一的第一從動(dòng)輪結(jié)合,發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力分別通過(guò)傳動(dòng)輪組一、傳動(dòng)輪組三和第三傳動(dòng)模塊傳至輸出軸,并帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪組轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)車輛驅(qū)動(dòng)。

高檔位下發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)均啟動(dòng),離合器二結(jié)合,同步器模塊處于工作位并與傳動(dòng)輪組二的第一從動(dòng)輪結(jié)合,發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)輪組二、傳動(dòng)輪組三和第三傳動(dòng)模塊傳至輸出軸,并帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪組轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)車輛驅(qū)動(dòng)。

行車充電模式即增程:當(dāng)車輛處于行車充電模式時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)均啟動(dòng),離合器一結(jié)合,同步器模塊處于中位,發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)以對(duì)整車充電。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)輪組三和第三傳動(dòng)模塊傳至輸出軸,并帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪組轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)車輛驅(qū)動(dòng)。

怠速充電模式:當(dāng)車輛處于怠速充電模式時(shí),此時(shí)僅發(fā)動(dòng)機(jī)工作,離合器一結(jié)合, 且同步器模塊處于中位,發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)以對(duì)整車充電。

制動(dòng)充電模式:當(dāng)車輛處于制動(dòng)充電模式時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)均不工作,離合器一和離合器二均分離,同步器模塊處于工作位,且與傳動(dòng)輪組一的第一從動(dòng)輪結(jié)合,車輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),以對(duì)整車充電,同時(shí)又對(duì)整車制動(dòng)起到輔助作用。

總結(jié):
混動(dòng)變速箱裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、輸入軸組、傳動(dòng)軸組和輸出軸,輸入軸組包括一端分別與驅(qū)動(dòng)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端耦合的輸入軸一和輸入軸二,傳動(dòng)軸組分別通過(guò)第一傳動(dòng)模塊與輸入軸一、第二傳動(dòng)模塊與輸入軸二連接,輸出軸包括離合器模塊和同步器模塊。通過(guò)設(shè)置由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、輸入軸組、傳動(dòng)軸組、 輸出軸、離合器模塊和同步器模塊構(gòu)成的變速箱裝置,再通過(guò)由傳動(dòng)輪組構(gòu)成的第一傳動(dòng)模塊、第二傳動(dòng)模塊和第三傳動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)各軸之間的傳動(dòng),并通過(guò)離合器模塊、同步器模塊與傳動(dòng)輪組的協(xié)與作用,能夠?qū)崿F(xiàn)多種模式驅(qū)動(dòng)。