一种商用车后置P1P3混动变速箱的制作方法

一种商用车后置p1p3混动变速箱
技术领域
1.本发明属于混合动力总成技术领域，具体涉及一种商用车后置p1p3混动变速箱。


背景技术：

2.由于能源短缺与环境污染的双重压力，以及纯电动汽车发展中遇到的续驶里程问题，混合动力汽车技术正成为各国汽车企业的研究热点。混合动力汽车采用两种动力装置(发动机和电机)，通过储能装置(动力电池)和控制系统对发动机工作点进行“削峰填谷”，降低发动机在低效率区工作，使整车具有低排放、低油耗和高性能的特点。
3.商用车主要采用纵置后驱方案，能够提供更大的有效牵引力，加强汽车的加速能力以及爬坡能力。根据混合动力系统的连接方式不同，主要分为三种结构行驶，即串联、并联和混联。根据架构的不同，分为p0、p1、p2、p2.5、p3、p4、 p5，其中p1架构的电机置于变速器之前，安装在发动机曲轴上，在k0离合器之前；p3电机置于变速器的输出端，由皮带、齿轮或与发动机同轴连接，同源输出。p1+p3是双电机方案中主流架构。典型代表包括本田的i-mmd、比亚迪 dm-i、长城dht、广汽gmc等。p1+p3是一种简单、高效的混动架构。离合器断开，发动机驱动电机1发电，电机2通过齿轮组驱动车轮，实现纯电、串联模式。离合器闭合，发动机通过传动机构与电机2同时驱动车轮，实现并联模式。变速机构简单，通常不设置多挡变速机构，很大程度降低成本。同时驱动电机p3 为大功率电机，车辆纯电模式加速性能好。结构简单对应轴向布局相对容易，适应中高低各级别车辆。电机放置在传动机构之后，距离发动机较远，一定程度规避了机电耦合带来的顿挫问题。
4.而为了更有效发挥混合动力汽车在高、低车速工作状况下的耗能经济性、动力表现性，亟待设计更灵活的商用车后置p1p3混动变速箱。


技术实现要素：

5.针对现有技术所存在的上述不足，本发明目的是提供一种商用车后置p1p3 混动变速箱，通过采用成熟多片湿式离合器动力耦合，平顺性、可靠性高；驱动模式灵活全面，系统效率高，可实现纯电、增程、发动机直驱、混联。
6.为了实现上述目的，本发明提供一种商用车后置p1p3混动变速箱，包括：壳体总成、输入轴、驱动电机、发电机、中间轴、第一电机轴、第二电机轴、输出轴、连接轴、第一机械泵、第二机械泵，
7.所述壳体总成包括前壳体、电机壳体、齿轮箱壳体、液压壳体，所述前壳体与发动机连接，输入轴穿过前壳体进入齿轮箱壳体，电机壳体安装在前壳体后部，所述齿轮箱壳体安装在电机壳体后部，所述液压壳体安装在齿轮箱壳体侧面，所述后壳体安装在齿轮箱壳体后部，
8.所述驱动电机、发电机安装在电机壳体内，驱动电机与第一电机轴同轴且连接，所述第一电机轴与中心轴通过各自轴身上设置的齿轮啮合而传动，
9.所述中间轴上设置有两个齿轮，离合器安装在中间轴上，离合器上安装有齿轮，离
合器与输入轴通过齿轮啮合而传动，
10.所述输入轴设置有两个齿轮，与离合器、连接轴通过各自轴身上设置的齿轮啮合而传动，连接轴安装有第一机械泵，
11.所述输出轴上通过齿轮啮合与中间轴传动，输出轴安装有第二机械泵，输出轴上安装有输出法兰，
12.所述阀块设置在齿轮箱壳体侧面，位于液压壳体内部，阀块与第一机械泵、第二机械泵连接，第一机械泵通过阀块与离合器连接，第二机械泵通过阀块连接有多根润滑支管，所述润滑支管指向输入轴、中间轴、第一电机轴、第二电机轴、输出轴、连接轴的轴承与各齿轮。
13.进一步地，所述驱动电机、发电机一端通过深沟球轴承安装在前壳体后侧面，另一端通过深沟球轴承安装在电机壳体前侧面；所述输入轴、第二电机轴通过轴承安装在齿轮箱壳体前侧面，第一电机轴通过轴承安装在后壳体前侧面，中间轴两端分别通过轴承安装在电机壳体和后壳体上，输出轴两端分别通过轴承安装在齿轮箱壳体和后壳体上。
14.进一步地，所述驱动电机、发电机采用高转速油冷电机。
15.进一步地，所述离合器为多片湿式离合器。
16.进一步地，所述齿轮箱壳体底部安装有油泵过滤器，与第一机械泵、第二机械泵连接。
17.进一步地，所述前壳体上设置有电源插口，驱动电机通过电源插口接入电源。
18.进一步地，各所述齿轮均为斜齿轮。
19.本发明的有益效果：
20.1、本发明所述的商用车后置p1p3混动变速箱，高度集成的p1p3强混二合一系统，模式切换无动力中断；
21.2、采用成熟多片湿式离合器动力耦合，平顺性、可靠性高；
22.3、驱动模式灵活全面，系统效率高，可实现纯电、增程、发动机直驱、混联；
23.4、共用中间轴设计，结构紧凑、尺寸小、重量轻、系统刚度好，nvh性能好；
24.5、采用高转速油冷电机+大速比组合，电机尺寸小，成本低；
25.6、没有tcu控制单元，节省成本，控制简单。
附图说明
26.图1为本发明所述的商用车后置p1p3混动变速箱的立体示意图；
27.图2为本发明所述的商用车后置p1p3混动变速箱的右视示意图；
28.图3为本发明所述的壳体总成的装配爆炸示意图；
29.图4为本发明去除壳体总成的立体放大示意图；
30.图5为本发明去除壳体总成、阀块、润滑支管的俯视放大示意图；
31.图6为本发明去除壳体总成、阀块、润滑支管的立体放大示意图；
32.图7为本发明所述的驱动电机与输出轴的动力传递立体放大示意图；
33.图8为本发明所述的发动机输入轴、发电机与输出轴的动力传递立体放大示意图。
[0034][0035]
图9为本发明所述的商用车后置p1p3混动变速箱的前视示意图；
[0036]
图10为图9沿a-a的剖视示意图；
[0037]
图11为图9沿b-b的剖视示意图。
[0038]
图中：1、前壳体；2、输入轴；3、电机壳体；4、齿轮箱壳体；5、液压壳体；6、后壳体；7、输出轴；8、输出法兰；9、阀块；10、润滑支管；11、第一机械泵；12、第二机械泵；13、驱动电机；14、发电机；15、第一电机轴；16、第二电机轴；17、离合器；18、中间轴；19、油泵过滤器；20、连接轴。
具体实施方式
[0039]
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0040]
如图1、3、4所示，一种商用车后置p1p3混动变速箱，包括：壳体总成、输入轴2、驱动电机13、发电机14、中间轴18、第一电机轴15、第二电机轴16、输出轴7、连接轴20、第一机械泵11、第二机械泵12。
[0041]
如图2、3所示，所述壳体总成包括前壳体1、电机壳体3、齿轮箱壳体4、液压壳体5，所述前壳体1与发动机连接，输入轴2穿过前壳体1进入齿轮箱壳体4，电机壳体3安装在前壳体1后部，所述齿轮箱壳体4安装在电机壳体3后部，所述液压壳体5安装在齿轮箱壳体4侧面，所述后壳体6安装在齿轮箱壳体 4后部。
[0042]
如图4、5所示，所述驱动电机13、发电机14安装在电机壳体3内，驱动电机13与第一电机轴15同轴且连接，所述第一电机轴15与中心轴通过各自轴身上设置的齿轮啮合而传动。
[0043]
如图6所示，所述中间轴18上设置有两个齿轮，离合器17安装在中间轴 18上，离合器17上安装有齿轮，离合器17与输入轴2通过齿轮啮合而传动。
[0044]
如图8所示，所述输入轴2设置有两个齿轮，与离合器17、连接轴20通过各自轴身上设置的齿轮啮合而传动，连接轴20安装有第一机械泵11。第一机械泵11与离合器连接，提供离合器结合与断开所需的动力。
[0045]
如图7所示，所述输出轴7上通过齿轮啮合与中间轴18传动，输出轴7安装有第二机械泵12，输出轴7上安装有输出法兰8。输出法兰与后部差速器、车架连接。
[0046]
如图4所示，所述阀块9设置在齿轮箱壳体4侧面，位于液压壳体5内部，阀块9与第一机械泵11、第二机械泵12连接，第一机械泵11通过阀块9与离合器17连接，第二机械泵12通过阀块9连接有多根润滑支管10，所述润滑支管10指向输入轴2、中间轴18、第一电机轴15、第二电机轴16、输出轴7、连接轴20的轴承与各齿轮。
[0047]
如图9、10、11所示，所述驱动电机13、发电机14一端通过深沟球轴承安装在前壳体1后侧面，另一端通过深沟球轴承安装在电机壳体3前侧面；所述输入轴2、第二电机轴16通过轴承安装在齿轮箱壳体4前侧面，第一电机轴15通过轴承安装在后壳体6前侧面，中间轴18两端分别通过轴承安装在电机壳体3 和后壳体6上，输出轴7两端分别通过轴承安装在齿轮箱壳体4和后壳体6上。
[0048]
在其中一个实例中，所述驱动电机13、发电机14采用高转速油冷电机。
[0049]
在其中一个实例中，所述离合器17为多片湿式离合器17。
[0050]
在其中一个实例中，所述齿轮箱壳体4底部安装有油泵过滤器19，与第一机械泵
11、第二机械泵12连接。
[0051]
在其中一个实例中，所述前壳体1上设置有电源插口，驱动电机13通过电源插口接入电源。
[0052]
在其中一个实例中，各所述齿轮均为斜齿轮。
[0053]
本发明的工作原理：
[0054]
本发明所述的商用车后置p1p3混动变速箱，为高度集成的p1p3强混二合一系统，可实现纯电、增程、发动机直驱、混联。采用高转速油冷电机+大速比组合，电机尺寸小，成本低。设置两个机械泵，配合输出轴7轴系侧面的阀块9 或底部的异形阀块9，可有效实现离合与润滑冷却。其中发动机的输入轴2提供离合器17所需的液压油动力，输出轴7提供各轴承与齿轮所需的冷却润滑油。
[0055]
本变速箱可以实现以下模式的动力输出：
[0056]
纯电模式；离合器17断开，驱动电机13转动，带动第一电机轴15转动，通过齿轮带动中间轴18转动，再通过齿轮驱动输出轴7；
[0057]
串联模式：离合器17断开，发动机带动输入轴2转动，通过齿轮驱动第二电机轴16，带动发电机14发电；发电机14的电力至驱动电机13，驱动电机13 转动，带动第一电机轴15转动，通过齿轮带动中间轴18转动，再通过齿轮驱动输出轴7；
[0058]
并联模式：离合器17闭合，发动机带动输入轴2转动，通过齿轮带动中间轴18转动，再通过齿轮驱动输出轴7；驱动电机13转动，带动第一电机轴15 转动，通过齿轮带动中间轴18转动，再通过齿轮驱动输出轴7；
[0059]
发动机直联模式：离合器17闭合，发动机带动输入轴2转动，通过齿轮带动中间轴18转动，再通过齿轮驱动输出轴7；
[0060]
驻车发电模式，离合器17断开，发动机带动输入轴2转动，通过齿轮驱动第二电机轴16，带动发电机14发电；
[0061]
制动能量回收模式：离合器17断开，输出轴7通过齿轮驱动中间轴18转动，再通过齿轮驱动第一电机轴15，电动驱动电机13发电。
[0062]
下表为本发明所述的商用车后置p1p3混动变速箱仿真结果，其中轮胎转动惯量、电池内阻、电芯soc随电压曲线等，以上参数均为仿真假设值。可见本发明各项参数均满足较高的使用要求。
[0063]
表1.商用车后置p1p3混动变速箱仿真结果
[0064][0065]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。