一种纵置混联变速箱总成和混合动力汽车

技术领域

本发明属于变速箱技术领域，特别涉及一种纵置混联变速箱总成和混合动力汽车。

背景技术

混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle，HEV)，即采用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。根据混合动力驱动的联结方式，一般把混合动力汽车分为三类：

①串联式混合动力汽车主要由发动机、发电机、驱动电机等三大动力总成用串联方式组成了该类汽车的动力系统。

②并联式混合动力汽车的发动机和驱动电机都是动力总成，两大动力总成的功率可以互相叠加输出，也可以单独输出。

③混联式混合动力汽车综合了串联式和并联式的结构而组成的电动汽车，主要由发动机、电动-发电机和驱动电机三大动力总成组成。

混合动力汽车可以有效降低燃油消耗，混合动力汽车可以结合电机、发动机特性，开发专用的少档位变速箱，固定速比的变速箱因控制简单，广受欢迎，目前的发动机速比设定为1，处于直驱状态，效率最优，而低速区将发动机与车辆解耦，采用串联模式驱动车辆，不能实现更为灵活的动力输出。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种纵置混联变速箱总成和混合动力汽车，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供了一种纵置混联变速箱总成，所述变速箱总成包括纵向同轴依次设置的驱动电机、模式离合器、发电机、切分离合器和发动机；

所述驱动电机的中空轴套设在第二轴上，与所述第二轴同轴设置，且所述中空轴上设置有第一齿轮，所述第一齿轮经减速器减速后将驱动电机的动力传递到第四齿轮，所述第四齿轮固定连接在所述第二轴的端部；

所述模式离合器安装在第一轴和所述第二轴之间；

所述发动机与所述发电机通过第一轴和切分离合器联接。

可选的，所述第二轴为所述变速箱总成的输出轴。

可选的，所述模式离合器为电磁齿嵌式离合器。

可选的，所述第二轴的末端为法兰结构或花键结构。

可选的，所述减速器为二级减速器，所述二级减速器包括与所述变速箱输出轴平行的第三轴，所述第三轴上分别设置有与所述第一齿轮啮合的第二齿轮以及与所述第四齿轮啮合的第三齿轮。

可选的，所述变速箱总成的驱动模式包括如下的任一项：双电机驱动、单电机驱动、串联驱动、并联驱动、发动机直驱或制动回收。

可选的，所述变速箱总成包括强制润滑冷却系统，所述强制润滑冷却系统包括主油路和至少三个回路。

可选的，所述主油路包括集油器、滤清器、油泵、热交换器和分配器。

可选的，所述至少三个回路包括第一发电机和驱动电机冷却回路、第二齿轮和离合器润滑回路和第三轴承润滑回路。

本发明另一方面提供了一种混合动力汽车，所述混合动力汽车采用上述任一项所述的变速箱总成。

本发明的优点及有益效果是：

上述技术方案实现了变速箱的高度集成，包括发动机、驱动电机、发电机、模式离合器以及减速箱，可以根据车辆工况，采用不同的模式驱动车辆；并且驱动电机采用高转速大扭矩电机，降低系统重量。

采用油冷电机，效率更高，功率密度更高，整体小型化；并且由于变速箱内的油路是共享的，包括齿轮润滑、模式离合器润滑、发动机冷却、驱动电机冷却、轴承润滑等齿轮润滑油和电机冷却油共享，能够强制冷却和润滑，使得冷却润滑系统更加高效，环境适应性更好。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明的一个实施例中纵置混联变速箱总成的结构示意图；

图2为本发明的一个实施例中强制润滑冷却系统的结构示意图。

图中：1为发电机,2为第一轴,3为第二轴，4为中空轴，5为驱动电机，6为第三轴，7为模式离合器C2,8为切分离合器C1，Z1-Z4为第一齿轮-第四齿轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅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。

应当理解，术语“包括/包含”、“由……组成”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。

还需要理解，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。

参见图1所示，本发明一方面的实施例公开了一种纵置混联变速箱总成，该变速箱总成纵向设置在混合动力汽车中，具体包括纵向同轴依次设置的驱动电机5、模式离合器7、发电机1、切分离合器8和发动机，其中所述驱动电机5上设置有中空轴4，该中空轴4套设在第二轴3上，该中空轴4与所述第二轴3同轴设置，且所述中空轴4上设置有第一齿轮Z1，所述第一齿轮Z1经减速器减速后将驱动电机的动力传递到第四齿轮Z4，所述第四齿轮Z4固定连接在所述第二轴3在变速箱内的端部上。

结合图1可知，所述模式离合器7安装在第一轴2和所述第二轴3之间；所述发动机与所述发电机通过第一轴2和切分离合器8联接联接。

驱动电机5、发电机1和发动机为车辆驱动的三个动力源，模式离合器是主要的不同驱动模式的选择工具。

根据图1可知，各轴根据需要在轴两端甚至中间位置设置轴承，支撑上述各轴的旋转。

综上，上述的实施例公开的技术方案可以根据车辆工况，采用不同的模式驱动车辆，且驱动电机可优选采用高转速大扭矩电机，降低系统重量，满足混合动力汽车的需要。

在一个具体的实施方式中，所述第二轴3的右侧伸出变速箱，作为变速箱总成的输出轴向齿轮组或差速器等输出动力。

优选的，所述模式离合器7为电磁齿嵌式离合器。嵌式电磁离合器借助通入磁轭内励磁线圈中的电流产生磁力吸引衔铁，从而使与磁轭和衔铁相连的两上牙形齿爪接合传递转矩。嵌式电磁离合器可分为线圈旋转(有滑环式)和线圈静止(无滑环式)两种，前一种的励磁线圈回转，电流经滑环引入，后一种励磁线圈静止，电流直接通入线圈，该种离合器适用于各种类型机械传动系统中，起离合、点动、变速、换向等作用。

采用电磁齿嵌式离合器，可实现通过电机调速进行模式切换，整个切换过程无滑磨损耗、无拨叉装置，效率高且可靠。

在一个实施方式中，为了实现变速箱输出轴与车辆车轮的驱动连接，所述变速箱输出轴即第二轴3的末端可设置法兰结构或花键结构。

进一步的，结合图1可知，所述减速器为二级减速器，所述二级减速器包括与所述变速箱输出轴平行的减速器轴，所述减速器轴上分别设置有与所述第一齿轮Z1啮合的第二齿轮Z2以及与所述第四齿轮Z4啮合的第三齿轮Z3，当然，二级减速器仅是举例，本发明还可以采用其他减速器。

在一个实施方式中，所述变速箱总成包括强制润滑冷却系统，所述强制润滑冷却系统包括主油路和至少三个回路。

需要说明的是，本发明的强制润滑冷却系统仍保留了核心部件的飞溅润滑，保障一定的跛行工作能力。

结合图1可知，上述的主油路包括集油器、滤清器、油泵、热交换器和分配器。

具体的，所述主油路根据分配器的分配分成至少三个回路，其中，所述至少三个回路包括第一发电机和驱动电机冷却回路、第二齿轮和离合器润滑回路和第三轴承润滑回路。

当然，上述润滑回路的设计仅是举例，是根据各部件位置和冷却需要进行的优化设置，其他的润滑回路设计均在本发明的保护范围之内。

在一个实施方式中，所述变速箱总成的驱动模式包括如下的任一项：双电机驱动、单电机驱动、串联驱动、并联驱动、发动机直驱或制动回收。

参见下表所示，各具体的驱动模式的实现方式如下：

本发明另一方面的实施例还公开了一种混合动力汽车，所述混合动力汽车采用上述任一项所述的变速箱总成。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。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、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。