一种并联混合动力变速箱的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于汽车技术领域，特别涉及变速箱。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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CN 101782146B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】
[0005] 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。
[0006] 本发明的技术方案是：一种并联混合动力变速箱，它包括:发动机，电机，离合器， 发动机输入轴，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，第五同步器，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，第十三齿轮， 第十四齿轮；
[0007] 所述发动机的动力通过离合器后输入到发动机输入轴;所述发动机输入轴和所述 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 间轴上同轴套装所述套轴，且所述中间轴与所述发动机输入轴平行布置；
[0008] 所述发动机输入轴上沿其动力方向依次连接所述第一同步器、第五齿轮和第七齿 轮；
[0009] 所述电机动力输入轴上沿其动力方向依次连接所述第一齿轮和所述第三齿轮;所 述第一同步器向左结合时同步所述发动机输入轴和电机动力输入轴；
[0010] 所述中间轴上沿其动力方向依次连接所述第四同步器、所述第五同步器、所述第 十二齿轮和所述第十四齿轮;所述第二齿轮、第四齿轮和第六齿轮空套在所述中间轴上;所 述第四同步器向左结合时，同步所述中间轴和第二齿轮，向右结合时，同步所述中间轴和第 四齿轮;所述第五同步器向左结合时，同步所述中间轴和第六齿轮，向右结合时，同步所述 中间轴和所述套轴；
[0011]所述套轴上沿其动力方向依次连接所述第八齿轮和所述第十齿轮；
[0012] 所述变速箱输出轴上连接所述第二同步器和所述第三同步器，并沿其动力方向依 次空套有所述第九齿轮、第十一齿轮和第十三齿轮;所述第二同步器向左结合时，同步所述 变速箱输出轴和发动机输入轴，向右结合时，同步所述变速箱输出轴和第九齿轮;所述第三 同步器向左结合时，同步所述变速箱输出轴和第十一齿轮，向右结合时，同步所述变速箱输 出轴和第十三齿轮；
[0013] 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，所述第十三齿轮与所述第十四齿轮 啮合。
[0014] 有益效果：
[0015] (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。
[0016] (2)多自由度定轴齿轮变速机构由7对齿轮机构，4.5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10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。
[0017] (3)匹配发动机的挡位与匹配电机的挡位不同时换挡，匹配发动机的挡位换挡时， 匹配电机的挡位提供转矩支持，反之亦然;通过换挡过程中的转矩支持，实现了动力换挡， 提高动力性能和换挡舒适性。
[0018] (4)采用电机挡位起步，降低了离合器起步的控制难度以及离合器的磨损，提高了 起步舒适性可车辆低速可控性。
[0019] (5)电动机与多自由度定轴齿轮变速机构提供电动倒挡功能，取消了倒挡齿轮对， 提高了齿轮机构的紧凑度。
[0020] (6)可实现并联形式的混合动力技术，在低速工况可实现纯电驱动，急加速工况实 现混合驱动，减速工况实现制动能量回收。
[0021] (7)由于存在多个匹配电机的挡位，电机所需的功率及转矩较小，有利于提高传动 系统的功率密度。
[0022] (8)匹配发动机的挡位换挡时，同步器所需的同步惯量小，有利于缩短换挡时间， 降低了同步器的负荷，提高同步器的寿命;电动机换挡时，可利用电机的转速调节功能同步 齿轮转速，改善换挡性能。
【附图说明】
[0023]图1为本发明结构不意图；
[0024] 图2为本发明发动机1挡、电机1挡时变速箱功率流图；
[0025] 图3为本发明发动机2挡、电机1挡时变速箱功率流图；
[0026] 图4为本发明发动机3挡、电机1挡时变速箱功率流图；
[0027] 图5为本发明发动机3挡、电机2挡时变速箱功率流图；
[0028] 图6为本发明发动机4挡、电机2挡时变速箱功率流图；
[0029] 图7为本发明发动机5挡、电机2挡时变速箱功率流图；
[0030] 图8为本发明发动机5挡、电机3挡时变速箱功率流图；
[0031 ]图9为本发明发动机6挡、电机3挡时变速箱功率流图；
[0032] 图10为本发明发动机7挡、电机3挡时变速箱功率流图；
[0033] 图11为本发明发动机8挡、电机3挡时变速箱功率流图；
[0034] 图12为本发明发动机8挡、电机4挡时变速箱功率流图；
[0035] 图13为本发明发动机9挡、电机4挡时变速箱功率流图；
[0036] 图14为本发明发动机10挡、电机4挡时变速箱功率流图。
[0037] 其中：101-发动机，102-电机，103-离合器，301-发动机输入轴，302-电机动力输入 轴，303-中间轴，304-套轴，305-变速箱输出轴，201-第一同步器，202-第二同步器，203-第 三同步器，204-第四同步器，205-第五同步器，401-第一齿轮，402-第二齿轮，403-第三齿 轮，404-第四齿轮，405-第五齿轮，406-第六齿轮，407-第七齿轮，408-第八齿轮，409-第九 齿轮，410-第十齿轮，411-第^^一齿轮，412-第十二齿轮，413-第十三齿轮，414-第十四齿 轮。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[0039] 参见附图1，一种并联混合动力变速箱，它包括:发动机输入轴301，电机动力输入 轴302,中间轴303,套轴304,变速箱输出轴305,第一同步器201，第二同步器202,第三同步 器203，第四同步器204，第五同步器205，第一齿轮401，第二齿轮402，第三齿轮403，第四齿 轮404，第五齿轮405，第六齿轮406，第七齿轮407，第八齿轮408，第九齿轮409第十齿轮410， 第十一齿轮411，第十二齿轮412,第十三齿轮413,第十四齿轮414;
[0040] 发动机输入轴301、电机动力输入轴302和变速箱输出轴305同轴布置；
[00411中间轴303上设有套轴304，与发动机输入轴301平行布置；
[0042]发动机输入轴301上连接第一同步器201;
[0043]电机动力输入轴302上连接第一齿轮401和第三