一种动力不中断的无级混动变速器的制作方法

1.本发明涉及汽车变速器技术领域，尤其涉及一种动力不中断的无级混动变速器。


背景技术：

2.汽车变速器用来改变来自发动机的转速和转矩的机构，它能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比，又称变速箱。变速器由变速传动机构、操纵机构以及动力输出机构组成。传动机构大多用普通齿轮传动，也有的用行星齿轮传动。由于发动机的转速和扭矩范围窄，如不采用变速器无法满足汽车高车速、负载率变化大的工况。
3.重卡作为商用车的重要分支，重卡工作环境恶劣、存在频繁上下坡工况，然而现有常规变速器换挡过程中存在动力中断问题，在上坡过程中换挡时存在溜车风险，给行车安全带来极大安全隐患。另外在工地等恶劣工况下希望增加变速器头挡速比来增强动力性，在工况较好的公路路况下希望整车具备高车速来提高运营效率，这就要求变速器具备较宽的速比范围，传统变速器只能增加挡位数拓宽变速器速比范围，在节油率提升不明显的同时提高成本和质量。
4.因此，针对上述传统变速器只能增加挡位数拓宽变速器速比范围的现状，研发一种动力不中断的无级混动变速器是急需解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，针对传统变速器只能增加挡位数拓宽变速器速比范围的问题，提出并设计一种动力不中断的无级混动变速器。
6.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种动力不中断的无级混动变速器，包括变速器本体，变速器本体上安装有驱动电机和发电机，变速器本体中设置有第一输入轴、第二输入轴和第三输入轴，第一输入轴用于连接发动机，第二输入轴与驱动电机连接，第三输入轴与发电机连接，第一输入轴上连接有中心轴，中心轴上套装有第一空心轴、第二空心轴和第三空心轴，中心轴、第三空心轴和第二空心轴由内向外同轴布置，变速器本体的输出端一侧设置有前行星架和后行星架，前行星架和后行星架共用齿圈，从中心轴的输入端至输出端依次设置有第一换挡装置、第二换挡装置、第三换挡装置和第四换挡装置，第二换挡装置设置于第一空心轴的第十传动齿轮和第十一传动齿轮之间，第三换挡装置设置于第二空心轴的第五传动齿轮和第六传动齿轮之间，第四换挡装置设置于前行星架的左端，后行星架分别通过轴承和花键分别与第二空心轴和中心轴连接，前行星架通过轴承与第二空心轴连接。通过在第二空心轴、前行星架设置分别设置第三换挡装置和第四换挡装置，使驱动电机动力输出具备四个前进挡和倒挡，在第一空心轴设置第二换挡装置使发电机或发动机动力输出具备两个前进挡和倒挡，实现变速器具备两个输入动力源，换挡过程中驱动电机端的第三换挡装置、第四换挡装置与发电机的第二换挡装置交错换挡，保证输出轴的动力持续输出，通过发电机调速和后行星架设置，使变速器具备无级变速功能。
7.进一步的，变速器本体包括第一壳体、第二壳体、第三壳体、第四壳体、第一中间
轴、第二中间轴、取力轴、输出轴，第一壳体、第二壳体、第三壳体和第四壳体依次从左至右布置，采用法兰面螺栓进行连接，第一壳体左侧和第四壳体右侧分别设置前端盖和后端盖，变速器形成封闭腔体，第二换挡装置设置于第二壳体，中心轴通过轴承与第一壳体、输出轴连接，第一中间轴从左至右依次设置第二传动齿轮、第三传动齿轮和第四传动齿轮，第二传动齿轮与设置在第二输入轴的第一传动齿轮啮合，第三传动齿轮和第四传动齿轮分别与设置在第二空心轴的第五传动齿轮和第六传动齿轮啮合；第二中间轴从左至右依次设置第八传动齿轮和第九传动齿轮，第八传动齿轮同时与设置在第三输入轴的第七传动齿轮和设置在第一空心轴的第十传动齿轮啮合，第九传动齿轮与设置在第一空心轴的第十一传动齿轮啮合，实现动力传动过程。
8.进一步的，第五传动齿轮和第六传动齿轮通过滚针轴承与第二空心轴连接，第十传动齿轮和第十一传动齿轮通过滚针轴承与第一空心轴连接，第五传动齿轮、第六传动齿轮、第十传动齿轮和第十一传动齿轮均设置外花键用于换挡；第二传动齿轮和第三传动齿轮通过平键与第一中间轴连接，第八传动齿轮通过平键与第二中间轴连接，第一中间轴后端通过花键与取力轴连接。
9.进一步的，第一换挡装置和第四换挡装置采用同步环结构，第二换挡装置和第三换挡装置未设置同步环，换挡时采用电机调速。
10.进一步的，第二壳体前端有外凸部分，与第一换挡装置的滑套通过花键连接。
11.进一步的，输出轴左端和右端均设置外花键，分别与齿圈和输出法兰连接，输出轴左端有安装轴承的凹孔，支承中心轴的回转运动。
12.进一步的，第四传动齿轮固连在第一中间轴，第九传动齿轮固在连第二中间轴，第一传动齿轮固连在第二输入轴，第七传动齿轮固连在第三输入轴。第三传动齿轮和第六传动齿轮的传动比与第三传动齿轮和第五传动齿轮的传动部不相同，第十传动齿轮和第八传动齿轮的传动比与第九传动齿轮和第十一传动齿轮的传动比不相同。
13.进一步的，齿圈两端的齿轮参数不相同，齿圈外侧为阶梯轴结构。
14.进一步的，第一空心轴右端、第二中间轴右端、第二空心轴左端通过轴承支承在隔板，隔板通过螺栓安装在第二壳体。
15.进一步的，中心轴左端、第二输入轴左端、第三输入轴左端和输出轴均设置油封。
16.进一步的，第一输入轴和中心轴通过花键连接。
17.进一步的，第三空心轴后端具有凸起结构且该凸起结构上安装铜垫片，铜垫片后端与后行星架接触。
18.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本方案提供了一种动力不中断的无级混动变速器，降低换挡频次，整车换挡过程中输出动力不中断，而且具备无级变速功能且无换挡顿挫感，提升整车的舒适性、经济性和安全性。可广泛运用于重型卡车领域，尤其是对工况复杂、上下坡换挡频繁的重型卡车，变速器设置两个动力源保证换档过程中动力不中断；换档装置换挡时采用驱动电机调速或发电机调速，降低换档时间；在增强整车动力性同时，通过提升整车节油率降低运营成本；通过系统无级变速可降低换挡频次及动力中断，提升整车的舒适性；通过拓宽系统速比范围提升整车运营效率，具有广阔的推广运用前景，实用性好。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明具体实施方式的结构示意图。
21.图中，1、第一输入轴，2、中心轴，3、前端盖，4、第一壳体，5、驱动电机，6、第二输入轴，7、第二壳体，8、第二传动齿轮，9、第一传动齿轮，10、第三壳体，11、第三传动齿轮，12、第一中间轴，13、取力器轴，14、第四换挡装置，15、传扭板，16、前行星架，17、前行星架，18、齿圈，19、后行星架，20、后行星架，21、铜垫片，22、后盖板，23、输出轴，24、输出法兰，25、第四壳体，26、第三空心轴，27、第二空心轴，28、第六传动齿轮，29、第三换挡装置，30、第五传动齿轮，31、隔板，32、第一空心轴，33、第十一传动齿轮，34、第九传动齿轮，35、第十传动齿轮，36、第二中间轴，37、第八传动齿轮，38、第七传动齿轮，39、第三输入轴，40、发电机，41、第二换挡装置，42、第一换挡装置，43、第四传动齿轮，44、前太阳轮，45、后太阳轮。
具体实施方式
22.为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
23.如图1所示，本发明公开一种无级变速的重卡双电机混动系统，主要包括第一壳体4、第二壳体7、第三壳体10、第四壳体25、第一输入轴1、第二输入轴6、第三输入轴39、中心轴2、第一空心轴32、第二空心轴27、第三空心轴26、第一中间轴12、第二中间轴36、前行星架16和后行星架19。驱动电机5与第二输入轴6连接，第二输入轴6安装的第一传动齿轮9与第一中间轴12安装的第二传动齿轮8啮合，第一中间轴12从左至右分别安装第二传动齿轮8、第三传动齿轮11和第四传动齿轮43，第三传动齿轮11和第四传动齿轮43分别与第二空心轴27安装的第五传动齿轮30和第六传动齿轮28啮合，第五传动齿轮30和第六传动齿轮28之间设置第三换挡装置29，第二空心轴27从左至右分别安装第五传动齿轮30、第三换挡装置29、第六传动齿轮28和前太阳轮44。发电机40与第三输入轴39连接，第三输入轴39设置的第七传动齿轮38依次与第二中间轴36安装的第八传动齿轮37和第一空心轴32安装的第十传动齿轮35啮合，第二中间轴36从左至右分别安装第八传动齿轮37和第九传动齿轮34，第一空心轴32从左至右分别设置第十传动齿轮35、第二换挡装置41和第十一传动齿轮33，第一空心轴32通过花键与第三空心轴26连接，第三空心轴26后端安装后太阳轮45。第一输入轴1左端与发动机连接，右端通过花键与中心轴2连接，中心轴2后端通过花键与后行星架20连接。前行星架16和后行星架19共用齿圈18，齿圈18分别与前行星架16的前行星轮和后行星架19的后行星轮啮合，前行星架17左端安装第四换挡装置14，第四换挡装置14低档时前行星架17与传扭板15连接，传扭板15与第四壳体25连接，第四换挡装置14低档时前行星架17与前太阳轮44连接。前行星架17和后行星架20分别设置若干个前行星轮和后行星轮。第二壳体7左端安装第一换挡装置42，第一换挡装置42内侧分别与中心轴2和第一空心轴32连接，用来固定中心轴2或第一空心轴32，调整变速器工作模式。
24.发动机动力通过第一输入轴1、中心轴2传递至后行星架20，发电机40通过调节第二换挡装置41选择合适挡位后通过齿轮啮合与后太阳轮45连接。发动机和发电机40将动力传递至后行星架20和后太阳轮45，进而传递至齿圈18。
25.驱动电机5动力根据第三换挡装置29和第四换挡装置14的挡位选择，依次将动力传递至第二输入轴6、第一传动齿轮9、第二传动齿轮8、第一中间轴12、第二空心轴27和前太阳轮44和齿圈18。驱动电机5的动力和发动机或发电机40的动力通过齿圈18进行耦合输出至输出轴23和法兰24。
26.当驱动电机5端的第三换挡装置29和第四换挡装置14换挡时，发动机或发电机40的动力通过齿轮啮合传递至后行星架20或后太阳轮45，进而传递至齿圈18，保证输出轴23有动力进行持续输出，保证第三换挡装置29和第四换挡装置14换挡过程中输出动力不中断。
27.当发电机40端的第二换挡装置41换挡时，驱动电机5的动力通过齿轮啮合传递至前太阳轮44，进而传递至齿圈18，保证输出轴23有动力持续输出，保证第二换挡装置41换挡过程中输出轴23具备动力输出。
28.发动机通过中心轴2与后行星架20连接，发电机40通过齿轮啮合与后太阳轮45连接，齿圈18进行动力输出，当发动机定速时，通过调整发电机40转速时，可使齿圈18具有不同的输出转速，进而影响车速，使变速器具备无级变速功能。
29.第一中间轴12通过取力轴13与取力器连接，支持行车取力和驻车时驱动电机对取力器进行驱动。
30.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”、“内侧”等（如果存在）是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
31.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。