传动系统及车辆

技术领域

本发明涉及车辆工程技术领域，具体涉及一种传动系统及车辆。

背景技术

混合动力汽车，是指驱动系统由两个或者多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态有单个驱动系统单独或者共同提供。

现有多档混动汽车往往采用行星排结构，其机械结构复杂，制造难度较大，并且，在发动机单独驱动时，电动机不做功，反而消耗能量，造成额外的能量损失。

发明内容

(一)本发明所要解决的问题是：现有多档混动汽车采用行星排结构，结构复杂，并且在电驱动模式下，存在发动机空转，造成额外的能量损失。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明一方面实施例提供了一种传动系统，包括：发动机、发电机、电动机和齿轮组；

所述发动机的输出轴与所述发电机的输入轴传动连接，所述发电机与所述电动机电连接；

所述齿轮组包括第一换挡机构、第二换挡机构和中间轴，所述第一换挡机构和所述第二换挡机构均具有多个输出档位；

所述第一换挡机构设置于所述发动机的输出轴上，所述第二换挡机构设置于所述中间轴上；

所述第一换挡机构与所述第二换挡机构传动连接，所述电动机的输出轴与所述第二换挡机构传动连接，所述中间轴与车轴传动连接。

进一步的，所述第一换挡机构具有第一输出档位和第二输出档位；

所述第二换挡机构具有第三输出档位和第四输出档位；

所述第二输出档位和所述第三输出档位传动连接。

进一步的，所述齿轮组还包括第一齿轮和第二齿轮；

所述第一齿轮设置于所述发电机的输入轴上，所述第二齿轮设置于所述发动机的输出轴上，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合；

所述第一齿轮的直径小于所述第二齿轮的直径。

进一步的，所述齿轮组还包括第三齿轮和第四齿轮；

所述第三齿轮和所述第四齿轮均设置于所述发电机的输出轴上，且所述第三齿轮和所述第四齿轮分别与所述第三输出档位和所述第四输出档位对应设置；

所述第三齿轮与所述第三输出档位啮合，所述第四齿轮和所述第四输出档位啮合。

进一步的，所述齿轮组还包括第五齿轮；

所述第五齿轮设置于所述中间轴上，且所述第五齿轮与所述第一输出档位啮合。

进一步的，所述电动机和所述发电机位于所述齿轮组的同一侧；

所述发电机和所述电动机与所述发动机分别位于所述齿轮组的两侧。

进一步的，所述齿轮组还包括第六齿轮、第七齿轮和第一输出轴；

所述第六齿轮设置于所述中间轴上，所述第七齿轮设置于所述第一输出轴上；

所述车轴分为前轴和后轴，所述第六齿轮和所述第七齿轮啮合，所述第一输出轴与所述后轴传动连接。

进一步的，所述齿轮组还包括第六齿轮；

所述第六齿轮设置于所述中间轴上；

所述车轴分为前轴和后轴，所述前轴上设置有差速器，所述第六齿轮与所述差速器传动连接。

进一步的，所述齿轮组为平行轴齿轮组。

本发明另一方面实施例还提供了一种车辆，包括上述任一实施例所述的传动系统。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种传动系统，包括：发动机、发电机、电动机和齿轮组；所述发动机的输出轴与所述发电机的输入轴传动连接，所述发电机与所述电动机电连接；所述齿轮组包括第一换挡机构、第二换挡机构和中间轴，所述第一换挡机构和所述第二换挡机构均具有多个输出档位；所述第一换挡机构设置于所述发动机的输出轴上，所述第二换挡机构设置于所述中间轴上；所述第一换挡机构与所述第二换挡机构传动连接，所述电动机的输出轴与所述第二换挡机构传动连接，所述中间轴与车轴传动连接。当电动机单独驱动车轴转动时，可通过第一换挡机构空档，能够避免发动机随车轴转动，而当发动机单独驱动时，又可通过第二换挡机构空档，能够避免电动机随车轴转动，相较于现有技术，其结构简单，并且能够避免发动机或者电动机空转消耗能量，避免造成额外的能量损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例提供的纵置后驱传动系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的横置前驱传动系统的结构示意图；

图3为传动系统处于电动机直驱模式的扭矩传递示意图；

图4为传动系统处于发动机直驱模式的扭矩传递示意图；

图5为传动系统处于混合动力驱动模式的扭矩传递示意图。

图标：11-发动机；12-发电机；13-电动机；

2-齿轮组；21-第一换挡机构；211-第一输出档位；212-第二输出档位；213-第一换挡齿轮；214-第二换挡齿轮；22-第二换挡机构；221-第三输出档位；222-第四输出档位；223-第三换挡齿轮；224-第四换挡齿轮；23-中间轴；24-第一齿轮；25-第二齿轮；26-第三齿轮；27-第四齿轮；28-第五齿轮；29-第六齿轮；30-第七齿轮。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一个实施例提供了一种传动系统，所述的传动系统用于车辆，车辆具有车轴，传动系统的输出端与车轴传动连接。

如图1至图5所示，本发明实施例提供的一种传动系统，包括：发动机11、发电机12、电动机13和齿轮组2；所述发动机11的输出轴与所述发电机12的输入轴传动连接，所述发电机12与所述电动机13电连接；所述齿轮组2包括第一换挡机构21、第二换挡机构22和中间轴23，所述第一换挡机构21和所述第二换挡机构22均具有多个输出档位；所述第一换挡机构21设置于所述发动机11的输出轴上，所述第二换挡机构22设置于所述中间轴23上；所述第一换挡机构21与所述第二换挡机构22传动连接，所述电动机13的输出轴与所述第二换挡机构22传动连接，所述中间轴23与车轴传动连接。

本实施例提供的传动系统，其为混合动力汽车用的传动系统，包括发动机11、发电机12和电动机13。发电机12能够将机械能转化为电能，并未电动机13供电；在使用时，可以是发动机11单独驱动车轴转动，也可以是电动机13单独驱动车轴转动，也可以是发动机11和电动机13同时驱动车轴转动。

在本实施例中，发动机11的输出轴与发电机12的输入轴传动连接，通过发动机11转动可带动发电机12工作，进而实现发电。可选的，发电机12产生的电能可储存于车辆的电池中，发电机12通过电池与电动机13电连接。

在本实施例中，为了使齿轮组2具有多个输出档位，齿轮组2包括第一换挡机构21和第二换挡机构22，并且，第一换挡机构21和第二换挡机构22均具有多个输出档位。

在本实施例中，第一换挡机构21设置于发动机11的输出轴上，第二换挡机构22设置于齿轮组2的中间轴23上，第一换挡机构21和第二换挡机构22传动连接，用以传递扭矩，发动机11和电动机13输出的扭矩最终由中间轴23传递至车轴上。

本发明实施例提供的传动系统，当电动机13单独驱动车轴转动时，可通过第一换挡机构21空档，能够避免发动机11随车轴转动，而当发动机11单独驱动时，又可通过第二换挡机构22空档，能够避免电动机13随车轴转动，相较于现有技术，其结构简单，并且能够避免发动机11或者电动机13空转消耗能量，避免造成额外的能量损失。

本发明实施例提供的传动系统，如图1至图5所示，所述第一换挡机构21具有第一输出档位211和第二输出档位212；所述第二换挡机构22具有第三输出档位221和第四输出档位222；所述第二输出档位212和所述第三输出档位221传动连接。

在本实施例中，具体的，第一换挡机构21和第二换挡机构22均具有两个输出档位，第一换挡机构21的两个输出档位分别为第一输出档位211和第二输出档位212，第二换挡机构22的输出档位分别第三输出档位221和第四输出档位222。

在本实施例中，第一换挡机构21和第二换挡机构22之间仅第二输出档位212与第三输出档位221传动连接，以能够更好的调节发动机11和电动机13的速比。

其中，第一输出档位211靠近发动机11，第四输出档位222靠近电动机13，并且，发动机11和电动机13分别位于齿轮组2相对的两侧，以使传动系统的布局更加合理，能够更好的应用在车辆上。

本发明实施例提供的传动系统，如图1至图5所示，所述齿轮组2还包括第一齿轮24和第二齿轮25；所述第一齿轮24设置于所述发电机12的输入轴上，所述第二齿轮25设置于所述发动机11的输出轴上，所述第一齿轮24和所述第二齿轮25啮合；所述第一齿轮24的直径小于所述第二齿轮25的直径。

在本实施例中，齿轮组2还包括第一齿轮24和第二齿轮25，发动机11的输出轴与发电机12的输入轴之间通过第一齿轮24和第二齿轮25传动连接。

具体的，第一齿轮24设置于发电机12的输入轴上，第二齿轮25设置于发动机11的输出轴上，第一齿轮24与第二齿轮25啮合。

并且，优选的，第一齿轮24的直径小于第二齿轮25的直径，以提高发电机12的发电效率。

需要说明的是，发动机11和发电机12之间还可以设置多个齿轮，而本实施例中仅在发动机11和电动机13之间设置第一齿轮24和第二齿轮25，在满足实际使用需求的同时，能够使齿轮组2结构更加简单，并且成本更低。

本发明实施例提供的传动系统，如图1至图5所示，所述齿轮组2还包括第三齿轮26和第四齿轮27；所述第三齿轮26和所述第四齿轮27均设置于所述发电机12的输出轴上，且所述第三齿轮26和所述第四齿轮27分别与所述第三输出档位221和所述第四输出档位222对应设置；所述第三齿轮26与所述第三输出档位221啮合，所述第四齿轮27和所述第四输出档位222啮合。

在本实施例中，齿轮组2还包括第三齿轮26和第四齿轮27，电动机13通过第三齿轮26和第四齿轮27与第二换挡机构22传动连接。

上述内容已经提及，第二换挡机构22具有第三输出档位221和第四输出档位222，使用时，第三输出档位221上设置有第三换挡齿轮223，第四输出档位222上设置有第四换挡齿轮224，通过第二换挡机构22，能够切断或者闭合第三换挡齿轮223与中间轴23之间的连接状态，以及第四换挡齿轮224与中间轴23之间的连接状态。

使用时，第三齿轮26与第三换挡齿轮223相啮合，第四齿轮27与第四换挡齿轮224相啮合。

并且，第三齿轮26与第三输出档位221对应设置，第四齿轮27与第四输出档位222对应设置，具体为，第三齿轮26与第三换挡齿轮223对应设置，第四齿轮27与第四换挡齿轮224对应设置。如，当第三换挡齿轮223的直径大于第四换挡齿轮224的直径时，第三齿轮26的直径小于第四齿轮27的直径。

同样，电动机13与第二换挡机构22之间还可以设置多个齿轮，而本实施例中仅在电动机13和第二换挡机构22之间设置第一齿轮24和第二齿轮25，在满足实际使用需求的同时，能够使齿轮组2结构更加简单，并且成本更低。

在本实施例中，相应的，在第一换挡机构21上，第一输出档位211上设置有第一换挡齿轮213，第二输出档位212上设置有第二换挡齿轮214，第二换挡齿轮214与第三换挡齿轮223相啮合。

本发明实施例提供的传动系统，如图1至图5所示，所述齿轮组2还包括第五齿轮28；所述第五齿轮28设置于所述中间轴23上，且所述第五齿轮28与所述第一输出档位211啮合。

在本实施例中，第五齿轮28用于与第一输出档位211传动连接。

具体的，第五齿轮28设置于中间轴23上，并且与第一换挡齿轮213相啮合。

可选的，第五齿轮28和第三换挡齿轮223分别与第一换挡齿轮213和第二换挡齿轮214对应设置。

如，当第一换挡齿轮213的直径大于第二换挡齿轮214的直径时，第五齿轮28的直径小于第三换挡齿轮223的直径。

本发明实施例提供的传动系统，如图1至图5所示，所述电动机13和所述发电机12位于所述齿轮组2的同一侧；所述发电机12和所述电动机13与所述发动机11分别位于所述齿轮组2的两侧。

在本实施例中，齿轮组2具有相对的两侧，发动机11位于其中一侧，发电机12和电动机13位于另外一侧。

在本实施例中，将电动机13和发电机12布置在同一侧，利于电路系统的布置。

在本实施例中，将电动机13和发动机11布置在相对的两侧，利于整个传动系统在车辆上布置。

本发明实施例提供的传动系统，如图1和图2所示，具有两种布置方式，分别为纵置后驱和横置前驱。

其中，车轴分为前轴和后轴，前轴即靠近车头的车轴，后轴为靠近车尾的车轴。

在纵置后驱的布置方案中，如图1所示，所述齿轮组2还包括第六齿轮29、第七齿轮30和第一输出轴；所述第六齿轮29设置于所述中间轴23上，所述第七齿轮30设置于所述第一输出轴上；所述车轴分为前轴和后轴，所述第六齿轮29和所述第七齿轮30啮合，所述第一输出轴与所述后轴传动连接。

在本实施例中，齿轮组2还包括第六齿轮29和第七齿轮30，中间轴23与第一输出轴之间通过第六齿轮29和第七齿轮30传动连接。

具体的，第六齿轮29设置于中间轴23上，第七齿轮30设置于第一输出轴上，第六齿轮29与第七齿轮30相啮合，并且，优选的，第六齿轮29的直径小于第七齿轮30的直径。

在本实施例中，第一输出轴与后轴传动连接，连接方式为本领域公知的现有技术，此处不再赘述。

在横置前驱的布置方案中，如图2所示，所述齿轮组2还包括第六齿轮29；所述第六齿轮29设置于所述中间轴23上；所述车轴分为前轴和后轴，所述前轴上设置有差速器，所述第六齿轮29与所述差速器传动连接。

在本实施例中，中间轴23上设置有第六齿轮29，第六齿轮29与差速器上的差速器齿轮啮合。

可选的，如图1至图5所示，本发明实施例所述的齿轮组2为平行轴齿轮组2，也就是说，发动机11的输出轴、发电机12的输入轴、电动机13的输出轴以及中间轴23之间均相互平行。

可选的，在本实施例中，第一换挡机构21和第二换挡机构22可以为离合器。

根据本发明实施例提供的传动系统，参照图3至图5所示，仅以电动机13直驱、发动机11直驱和混合动力驱动举例，阐述本实施例中的传动系统的运行方式。

以下运行方式中，箭头方向代表扭矩传递方向。

在电动机13直驱模式中，第一换挡机构21挂空挡，电动机13根据实际工作情况，通过第三输出档位221或者第四输出档位222向外输出扭矩，此时，电动机13独立驱动车轴转动。在此模式下，第一换挡齿轮213和第二换挡齿轮214空转，发动机11的输出轴不会在电动机13的作用下转动。并且，如果电池中的能量不足时，可启动发动机11，发动机11带动发电机12发电，为电动机13和电池供电。

在发动机11直驱模式中，第二换挡机构22挂空挡，发动机11输出的扭矩通过第一换挡齿轮213、第五齿轮28和中间轴23向外输出，以驱动车轴转动。在此模式下，第三换挡齿轮223和第四换挡齿轮224保持静止。并且，发动机11还带动发电机12发电，为电池充电。

在混合动力驱动模式中，第三输出档位221闭合，第四输出档位222断开。发动机11根据实际工作情况，通过第一输出档位211或者第二输出档位212向外输出扭矩。并且，发动机11还能够带动发电机12发电，为电动机13和电池供电。在此模式下，电动机13可通过第三换挡齿轮223和第二换挡齿轮214，驱动汽车或者制动回收能量。并且，在第一换挡机构21换挡过程中，电动机13可驱动汽车，避免整车失去动力。

在上述的几种实施方式中，还可以通过第一换挡机构21和第二换挡机构22之间的档位切换，实现本实施例中的传动系统的多档位输出功能。

本发明另一方面实施例还提供了一种车辆，包括上述任一实施例所述的传动系统。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。