多檔傳動機構、車輛動力裝置及車輛的制作方法
1.本實用新型涉及傳動設備技術領域，特別涉及一種多檔傳動機構。本實用新型還涉及一種設有該多檔傳動機構的車輛動力裝置，以及設有該車輛動力裝置的車輛。
背景技術：
2.隨著國家對汽車的經濟性及排放要求越來越高，各大主機廠及零部件廠家對于混合動力變速器架構的研發投入也越來越大。
3.現有的混動動力架構中，單檔混動架構在純電動高速行駛工況下，速比少，為維持高車速，此時電機轉速必須提高，耗電量和系統效率降低，經濟性降低。而為實現多檔驅動，需匹配多個同步器或離合器，設計冗雜。其中，行星排式結構復雜，制造成本高，平行軸式結構軸數量較多，相應的軸承數量也會多，失效風險增加。
技術實現要素：
4.有鑒于此，本實用新型旨在提出一種多檔傳動機構，以實現多檔驅動模式的同時，具有成本較低，結構緊湊的特點。
5.為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的：
6.一種多檔傳動機構，包括輸入軸、中間軸和輸出軸；
7.所述輸入軸和所述輸出軸同軸布置，所述輸入軸和所述中間軸之間設有第一齒輪副，所述中間軸和所述輸出軸之間設有第二齒輪副和第三齒輪副；
8.所述輸入軸上設有第一控制單元，所述輸入軸通過所述第一控制單元能夠可選擇性地連接所述第一齒輪副或所述第二齒輪副，而與所述中間軸傳動連接；
9.所述輸出軸上設有第二控制單元，所述輸出軸通過所述第二控制單元能夠可選擇性地連接所述第二齒輪副或所述第三齒輪副，而與所述輸出軸傳動連接。
10.進一步的，所述第一齒輪副包括空套于所述輸入軸上的第一主動齒輪，以及設于所述中間軸上的第一從動齒輪；所述第一控制單元包括設于所述輸入軸上的第一同步器。
11.進一步的，所述第二齒輪副包括設于所述中間軸上的第二主動齒輪，以及空套于所述輸出軸上的第二從動齒輪；所述第一同步器能夠可選擇性地連接所述第一主動齒輪或所述第二從動齒輪。
12.進一步的，所述第三齒輪副包括設于所述中間軸上的第三主動齒輪，以及空套于所述輸出軸上的第三從動齒輪；所述第二控制單元包括設于所述輸出軸上的第二同步器，所述第二同步器能夠可選擇性地連接所述第二從動齒輪或所述第三從動齒輪。
13.相對于現有技術，本實用新型具有以下優勢：
14.本實用新型所述的多檔傳動機構，能夠將輸入軸承接的動力通過第一齒輪副或者第二齒輪副向中間軸傳遞，中間軸承接的動力可通過第二齒輪副或第三齒輪副向輸出軸傳遞動力，或者輸入軸承接的動力通過第二齒輪副向輸出軸傳遞動力，而能夠實現多個檔位，且具有成本較低、結構緊湊及傳動效率高的特點。
15.本實用新型的另一目的在于提出一種車輛動力裝置，所述車輛動力裝置包括動力總成，以及如上所述的多檔傳動機構，所述動力總成與所述多檔傳動機構傳動相連。
16.進一步的，所述動力總成包括發動機和電動機；所述發動機與所述輸入軸相連，且所述輸入軸上設有控制機構，所述控制機構用于控制所述發動機輸出動力的通斷；所述電動機與所述中間軸相連。
17.進一步的，所述控制機構采用離合器。
18.進一步的，所述動力裝置還包括發電機，所述發電機通過第四齒輪副與所述發動機傳動相連。
19.進一步的，所述第四齒輪副包括與所述發動機的曲軸相連的第四主動齒輪，以及與所述發電機相連的第四從動齒輪。
20.相對于現有技術，本實用新型具有以下優勢：
21.本實用新型所述的車輛動力裝置通過采用上述的多檔傳動機構，能夠實現多個檔位，并也具有成本較低、結構緊湊及傳動效率高的特點。而且，通過設置的發動機和電動機以及發電機，能夠實現純電動直驅行駛、發動機直驅行駛、混合動力行駛、串聯模式、怠速充電、行車充電、制動能量回收等多種模式。并且純電動模式具有兩個速比，能夠同時滿足低速起步動力性和高速巡航經濟性的要求。
22.此外，本實用新型還提出了一種車輛，所述車輛中設有如上所述的車輛動力裝置。
23.本實用新型的車輛通過應用如上的車輛動力裝置，可實現純電動直驅行駛、發動機直驅行駛、混合動力行駛、串聯模式、怠速充電、行車充電、制動能量回收等多種模式，系統效率高，節油效果明顯。
附圖說明
24.構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：
25.圖1為本實用新型實施例所述的多檔傳動機構應用狀態下的結構示意圖；
26.圖2為本實用新型實施例所述的車輛動力裝置在發動機單獨驅動時的換檔邏輯圖；
27.圖3為本實用新型實施例所述的車輛動力裝置在電動機單獨驅動時的換檔邏輯圖；
28.圖4為本實用新型實施例所述的車輛動力裝置在發動機和電動機共同驅動時的換檔邏輯圖；
29.附圖標記說明：
30.1、發動機；2、離合器；3、輸入軸；4、中間軸；5、輸出軸；6、電動機；7、發電機；
31.301、第一主動齒輪；302、第一同步器；
32.401、第一從動齒輪；402、第二主動齒輪；403、第三主動齒輪；
33.501、第二從動齒輪；502、第三從動齒輪；503、第二同步器；101、第四主動齒輪；701、第四從動齒輪。
具體實施方式
34.需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
35.在本實用新型的描述中，需要說明的是，若出現“上”、“下”、“內”、“外”等指示方位或位置關系的術語，其為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，若出現“第一”、“第二”等術語，其也僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
36.此外，在本實用新型的描述中，除非另有明確的限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”“連接件”應做廣義理解。例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以結合具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
37.下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。
38.本實施例涉及一種多檔傳動機構，以能夠實現多個不同檔位的同時，具有成本較低、結構緊湊及傳動效果高的特點。
39.在整體結構設計上，本實施例的多檔傳動機構主要包括輸入軸3、中間軸4和輸出軸5。其中，輸入軸3和輸出軸5同軸布置，中間軸4與輸入軸3和輸出軸5平行布置。輸入軸3和中間軸4之間設有第一齒輪副，中間軸和輸出軸之間設有第二齒輪副和第三齒輪副。
40.并且，輸入軸3上設有第一控制單元，輸入軸3通過第一控制單元能夠選擇性地連接第一齒輪副或第二齒輪副，而與中間軸4傳動連接。輸出軸5上也設有第二控制單元，輸出軸5通過第二控制單元能夠可選擇性地連接第二齒輪副或第三齒輪副，而與中間軸4傳動連接。
41.如上結構中，能夠實現輸入軸3承接的動力通過第一齒輪副向中間軸4傳遞，或者通過第二齒輪副向中間軸4傳遞。中間軸4承接的動力通過第二齒輪副或第三齒輪副向輸出軸5傳遞。或者輸入軸3承接的動力通過第二齒輪副直接向輸出軸5傳動，從而能夠實現多個不同檔位，并且采用齒輪數量少，具有成本較低，結構緊湊及傳動效率高的特點。
42.作為一種優選實施方式，本實施例的第一齒輪副包括空套于輸入軸3上的第一主動齒輪301，以及固設于中間軸4上的第一從動齒輪401，第一主動齒輪301和第一從動齒輪401傳動相連。而且，上述的第一控制單元包括固設于輸入軸3上的第一同步器302。并在具體實施時，第一同步器302優選布置在靠近輸出軸5的一端，如此有利于第一齒輪副和第二齒輪副的布置。
43.本實施例的第二齒輪副，作為一種優選實施方式，該第二齒輪副包括固設于中間軸4上的第二主動齒輪402，以及空套于輸出軸5上的第二從動齒輪501，第二主動齒輪402和第二從動齒輪501傳動相連。上述的第一同步器302能夠可選擇性地連接第一主動齒輪301或第二從動齒輪501。
44.本實施例的第三齒輪副，同樣作為一種優選實施方式，該第三齒輪副包括固設于中間軸4上的第三主動齒輪403，以及空套于輸出軸5上的第三從動齒輪502，第三主動齒輪403和第三從動齒輪502傳動相連。
45.而本實施例的第二控制單元具體包括固設于輸出軸5上的第二同步器503，第二同步器503能夠可選擇性地連接第二從動齒輪501或第三從動齒輪502。
46.此處需說明的是，第二同步器503除了設置在輸出軸5上，其也還可設置在中間軸4上，此時第二主動齒輪402和第三主動齒輪403則與中間軸4空套設置，而第二從動齒輪501和第三從動齒輪502于輸出軸5固定連接，第二同步器503可選擇性地連接第二主動齒輪402或第三主動齒輪403，如此也能夠實現中間軸4承接的動力向輸出軸5傳遞。
47.還需說明的是，本實施例的第一同步器302和第二同步器503優選采用雙邊同步器，以使得傳動機構在結構上較為簡單，且便于布置實施。本實施例的控制機構采用離合器2，該離合器2可采用現有的標準件，而能夠降低動力裝置的整體成本。
48.本實施例的多檔傳動機構通過采用三組齒輪副及兩個同步器，能夠實現多個不同檔位，且具有成本較低、結構更為緊湊，傳動效率高的特點。
49.此外，本實施例還涉及一種車輛動力裝置，該車輛動力裝置包括動力總成，以及上述的多檔傳動機構，其中，動力總成與多檔傳動機構傳動相連。
50.作為本實施例的優選實施方式，本實施例的動力總成包括發動機1和電動機6。其中，發動機1與輸入軸3相連，且在輸入軸3上設有控制機構，控制機構用于控制發動機1輸出動力的通斷。而電動機6則與中間軸4相連，且優選的，該電動機6的動力軸與中間軸4的一端傳動相連，如此可省去中間傳動軸和傳動齒輪的設置。
51.需要說明的是，本實施例的動力總成還可僅設置發動機1，使得發動機1與輸入軸3傳動連接，還可設置兩個電動機6，兩個電動機6分別與輸入軸3和中間軸4傳動連接，如此也是可行的。
52.作為本實施例進一步優選實施方式，本實施例的車輛動力裝置還包括發電機7，發電機7設于發動機1和控制機構之間，并與發動機1傳動相連。并且作為優選的，本實施例中，發電機7具體通過第四齒輪副與發動機1傳動相連。其中，第四齒輪副包括與發動機1的曲軸相連的第四主動齒輪101，以及與發電機7相連的第四從動齒輪701。且在具體實施時，第四主動齒輪101可固連于發動機1的曲軸上，第四從動齒輪701固連在發電機7的動力軸上。
53.本實施例的車輛動力裝置能夠實現發動機1單獨驅動模式、發動機1和電動機6共同驅動模式，以及電動機6單獨驅動模式，并且，各驅動模式具有多種檔位模式，具體可參照下文所述。
54.發動機1單獨驅動模式下，結合圖2所示，各檔位模式如下：
55.a)第一檔位模式：
56.發動機1驅動時，離合器2接合，第一同步器302與第一主動齒輪301結合，第二同步器503與第二從動齒輪501結合，該檔位模式可作為變速箱的一檔使用。
57.此時，動力傳遞路線為：發動機1
→
離合器2
→
輸入軸3
→
第一同步器302
→
第一主動齒輪301
→
第一從動齒輪401
→
中間軸4
→
第二主動齒輪402
→
第二從動齒輪501
→
第二同步器503
→
輸出軸5。
58.b)第二檔位模式：
59.發動機1驅動時，離合器2接合，第一同步器302與第一主動齒輪301結合，第二同步器503與第三從動齒輪502結合，該檔位模式可作為變速箱的二檔使用。
60.此時，動力傳遞路線為：發動機1
→
離合器2
→
輸入軸3
→
第一同步器302
→
第一主
動齒輪301
→
第一從動齒輪401
→
中間軸4
→
第三主動齒輪403
→
第三從動齒輪502
→
第二同步器503
→
輸出軸5。
61.c)第三檔位模式：
62.發動機1驅動時，離合器2接合，第一同步器302與第二從動齒輪501結合，第二同步器503與第三從動齒輪502結合，該檔位模式可作為變速箱的三檔使用。
63.此時，動力傳遞路線為：發動機1
→
離合器2
→
輸入軸3
→
第一同步器302
→
第二從動齒輪501
→
第二主動齒輪402
→
中間軸4
→
第三主動齒輪403
→
第三從動齒輪502
→
第二同步器503
→
輸出軸5。
64.d)第四檔位模式：
65.發動機1驅動時，離合器2接合，第一同步器302與第二從動齒輪501結合，第二同步器503與第二從動齒輪501結合，該檔位模式可作為變速箱的四檔使用。
66.此時，動力傳遞路線為：發動機1
→
離合器2
→
輸入軸3
→
第一同步器302
→
第二從動齒輪501
→
第二同步器503
→
輸出軸5。
67.電動機6單獨驅動模式下，結合圖3所示，各檔位模式如下：
68.a)第一檔位模式：
69.電動機6驅動時，離合器2斷開，第二同步器503與第二從動輪結合，
70.此時，動力傳遞路線為：電動機6
→
中間軸4
→
第二主動齒輪402
→
第二從動齒輪501
→
第二同步器503
→
輸出軸5。
71.b)第二檔位模式：
72.電動機6驅動時，離合器2斷開，第二同步器503與第三從動輪結合，
73.此時，動力傳遞路線為：電動機6
→
中間軸4
→
第三主動齒輪403
→
第三從動齒輪502
→
第二同步器503
→
輸出軸5。
74.c)第一倒檔檔位模式：
75.電動機6反向轉動，也即與上述第一檔位模式和第二檔位模式下的轉動方向相反，離合器2斷開，第二同步器503與第二從動輪結合，
76.此時，動力傳遞路線與電動機6單獨驅動時的第一檔位模式的動力傳遞路線相同。
77.d)第二倒檔檔位模式：
78.電動機6反向轉動，也即與上述第一檔位模式和第二檔位模式下的轉動方向相反，離合器2斷開，第二同步器503與第三從動輪結合，
79.此時，動力傳遞路線與電動機6單獨驅動時的第二檔位模式的動力傳遞路線相同。
80.發動機1和電動機6共同驅動時，結合圖4所示，各檔位模式如下：
81.a)第一檔位模式：
82.發動機1驅動時，離合器2接合，第一同步器302與第一主動齒輪301結合，第二同步器503與第二從動齒輪501結合，該檔位模式可作為變速箱的一檔使用。
83.此時，發動機1的動力傳遞路線為：發動機1
→
離合器2
→
輸入軸3
→
第一同步器302
→
第一主動齒輪301
→
第一從動齒輪401
→
中間軸4
→
第二主動齒輪402
→
第二從動齒輪501
→
第二同步器503
→
輸出軸5。
84.電動機6的動力傳遞路線為：電動機6
→
中間軸4
→
第二主動齒輪402
→
第二從動齒輪501
→
第二同步器503
→
輸出軸5。
85.b)第二檔位模式：
86.發動機1驅動時，離合器2接合，第一同步器302與第一主動齒輪301結合，第二同步器503與第三從動齒輪502結合，該檔位模式可作為變速箱的二檔使用。
87.此時，動力傳遞路線為：發動機1
→
離合器2
→
輸入軸3
→
第一同步器302
→
第一主動齒輪301
→
第一從動齒輪401
→
中間軸4
→
第三主動齒輪403
→
第三從動齒輪502
→
第二同步器503
→
輸出軸5。
88.電動機6的動力傳遞路線為：電動機6
→
中間軸4
→
第三主動齒輪403
→
第三從動齒輪502
→
第二同步器503
→
輸出軸5。
89.c)第三檔位模式：
90.發動機1驅動時，離合器2接合，第一同步器302與第二從動齒輪501結合，第二同步器503與第三從動齒輪502結合，該檔位模式可作為變速箱的三檔使用。
91.此時，動力傳遞路線為：發動機1
→
離合器2
→
輸入軸3
→
第一同步器302
→
第二從動齒輪501
→
第二主動齒輪402
→
中間軸4
→
第三主動齒輪403
→
第三從動齒輪502
→
第二同步器503
→
輸出軸5。
92.電動機6的動力傳遞路線為：電動機6
→
中間軸4
→
第三主動齒輪403
→
第三從動齒輪502
→
第二同步器503
→
輸出軸5。
93.d)第四檔位模式：
94.發動機1驅動時，離合器2接合，第一同步器302與第二從動齒輪501結合，第二同步器503與第二從動齒輪501結合，該檔位模式可作為變速箱的四檔使用。
95.此時，動力傳遞路線為：發動機1
→
離合器2
→
輸入軸3
→
第一同步器302
→
第二從動齒輪501
→
第二同步器503
→
輸出軸5。
96.電動機6的動力傳遞路線為：電動機6
→
中間軸4
→
第二主動齒輪402
→
第二從動齒輪501
→
第二同步器503
→
輸出軸5。
97.另外，在怠速、行車及制動時，發動機1輸出的動力，通過第四齒輪副傳遞至發電機7，發電機7發電，從而實現對電池包的充電，電動機6獲取電池包的電能驅動中間軸轉動，進而便于動力的輸出，實現串聯模式工作。并且，設置在離合器2之前的發電機7，在怠速或制動時，使得發動機1的動力傳遞至發電機7，從而能夠實現對電池包的充電及制動能量的回收。
98.此外，本實施例同時也涉及一種車輛，該車輛中設有上述的車輛動力裝置。本實施例的車輛通過應用如上的車輛動力裝置，能夠實現純電動直驅行駛、發動機直驅行駛、混合動力行駛、串聯模式、怠速充電、行車充電、制動能量回收等多種模式，系統效率高，節油效果明顯。
99.以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
技術特征：
1.一種多檔傳動機構，其特征在于：包括輸入軸(3)、中間軸(4)和輸出軸(5)；所述輸入軸(3)和所述輸出軸(5)同軸布置，所述輸入軸(3)和所述中間軸(4)之間設有第一齒輪副，所述中間軸(4)和所述輸出軸(5)之間設有第二齒輪副和第三齒輪副；所述輸入軸(3)上設有第一控制單元，所述輸入軸(3)通過所述第一控制單元能夠可選擇性地連接所述第一齒輪副或所述第二齒輪副，而與所述中間軸(4)傳動連接；所述輸出軸(5)上設有第二控制單元，所述輸出軸(5)通過所述第二控制單元能夠可選擇性地連接所述第二齒輪副或所述第三齒輪副，而與所述中間軸(4)傳動連接。2.根據權利要求1所述的多檔傳動機構，其特征在于：所述第一齒輪副包括空套于所述輸入軸(3)上的第一主動齒輪(301)，以及設于所述中間軸(4)上的第一從動齒輪(401)；所述第一控制單元包括設于所述輸入軸(3)上的第一同步器(302)。3.根據權利要求2所述的多檔傳動機構，其特征在于：所述第二齒輪副包括設于所述中間軸(4)上的第二主動齒輪(402)，以及空套于所述輸出軸(5)上的第二從動齒輪(501)；所述第一同步器(302)能夠可選擇性地連接所述第一主動齒輪(301)或所述第二從動齒輪(501)。4.根據權利要求3所述的多檔傳動機構，其特征在于：所述第三齒輪副包括設于所述中間軸(4)上的第三主動齒輪(403)，以及空套于所述輸出軸(5)上的第三從動齒輪(502)；所述第二控制單元包括設于所述輸出軸(5)上的第二同步器(503)，所述第二同步器(503)能夠可選擇性地連接所述第二從動齒輪(501)或所述第三從動齒輪(502)。5.一種車輛動力裝置，其特征在于：所述車輛動力裝置包括動力總成，以及權利要求1至4中任一項所述的多檔傳動機構，所述動力總成與所述多檔傳動機構傳動相連。6.根據權利要求5所述的車輛動力裝置，其特征在于：所述動力總成包括發動機(1)和電動機(6)；所述發動機(1)與所述輸入軸(3)相連，且在所述輸入軸(3)上設有控制機構，所述控制機構用于控制所述發動機(1)輸出動力的通斷；所述電動機(6)與所述中間軸(4)相連。7.根據權利要求6所述的車輛動力裝置，其特征在于：所述控制機構采用離合器(2)。8.根據權利要求6所述的車輛動力裝置，其特征在于：所述動力裝置還包括發電機(7)，所述發電機(7)通過第四齒輪副與所述發動機(1)傳動相連。9.根據權利要求8所述的車輛動力裝置，其特征在于：所述第四齒輪副包括與所述發動機(1)的曲軸相連的第四主動齒輪(101)，以及與所述發電機(7)相連的第四從動齒輪(701)。10.一種車輛，其特征在于：
所述車輛中設有權利要求5至9中任一項所述的車輛動力裝置。
技術總結
本實用新型提供了一種多檔傳動機構、車輛動力裝置及車輛，該多檔傳動機構包括輸入軸、中間軸和輸出軸；輸入軸和輸出軸同軸布置，輸入軸和中間軸之間設有第一齒輪副，中間軸和輸出軸之間設有第二齒輪副和第三齒輪副；輸入軸上設有第一控制單元，輸入軸通過第一控制單元能夠可選擇性地連接第一齒輪副或第二齒輪副，而與中間軸傳動連接；輸出軸上設有第二控制單元，輸出軸通過第二控制單元能夠可選擇性地連接第二齒輪副或第三齒輪副，而與中間軸傳動連接。本實用新型的多檔傳動機構能夠實現多種不同速比，并具有成本較低、結構緊湊及傳動效率高的特點。高的特點。高的特點。
