一种机电耦合结构的制作方法

本发明涉及一种基于amt(自动控制机械式变速器)的混合动力机电耦合结构，特别涉及一种用于混合动力汽车的基于amt的混合动力机电耦合结构。

背景技术：

国内汽车的保有量正在不断增加，随着汽车国六排放标准和国家三阶段汽车燃油消耗要求的全面实施，对汽车节能减排的要求越来越严，而传统内燃机技术已高度成熟，进一步节能的空间不大但难度却大。因此，为进一步满足节能减排的要求，汽车混合动力技术值得高度重视。在已有的各种汽车混合动力技术中，日本丰田汽车公司率先开发的、基于轮系机电耦合结构的汽车混联式混合动力技术世界领先，已有超过3500万辆采用这种混联式混合动力技术的丰田汽车在世界各地行驶。这种先进的混联式混合动力技术被丰田公司所垄断，即使丰田公司撤销专利壁垒，免费提供专利技术，但由于这种轮系机电耦合结构对设计、材料、机床设备以及加工工艺等各方面的要求极高，所以逆向模仿困难重重。根据国内的汽车技术现状、零部件的开发设计能力、现有机床加工设备以及工艺水平等客观现实，特别是根据国内已接近世界先进水平的三轴式机械变速器技术，如果能以amt作为开发平台，同时充分利用近年来国内开发研制新能源汽车的技术和经验积累，开发研制一种能实现丰田混联式混合动力机电耦合结构的所有功能，高效节能同时又结构简单、成本低廉、制造容易的、基于amt的国产混联式混合动力机电耦合结构，应该具有较为重大的现实意义。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是：如何降低混合动力汽车的能耗。

本实用新型的技术方案是：

一种机电耦合结构，包括驱动电机，驱动电机的输出轴是空心轴，空心轴空套在后机电耦合变速器输入轴上，后机电耦合变速器输入轴和空心轴的后端通过后机电耦合变速器联接，后机电耦合变速器输入轴前端通过单向离合器和发电机的发电机轴联接。

发电机轴前端通过前变速器联接输入轴。

所述前变速器是三轴式两挡变速器。

发电机轴和输入轴同轴布置，前变速器包括输入轴、前变速器常啮合主动齿、前变速器高低挡换挡齿毂、前变速器高低挡换挡齿套、前变速器低挡从动齿、前变速器中间轴、前变速器常啮合从动齿和前变速器低挡主动齿。

后机电耦合变速器是三轴式四挡变速器。

后机电耦合变速器10包括：一挡主动齿41、后变速器一二挡换挡齿套42、后变速器一二挡换挡齿毂43、后变速器二挡主动齿44、后变速器三挡主动齿45、后变速器三四挡换挡齿套46、后变速器三四挡换挡齿毂47、后变速器输出常啮合从动齿26、后变速器输出常啮合主动齿27、后变速器中间轴48、后变速器三挡从动齿49、后变速器二挡从动齿50、后变速器一挡传动齿51、电驱动从动齿31、前变速器低挡主动齿32、前变速器中间轴33、前变速器常啮合从动齿34。

后机电耦合变速器10还包括：p2p3模式切换齿毂61、p2p3模式切换齿套62和p2模式从动件63。

单向离合器4的主动件03安装固定在发电机轴1中，单向离合器从动件(05连接套装在后机电耦合变速器输入轴8上。

将发电机轴1的端面加工为单向离合器4的主动件结构。

本发明的有益效果是：

通过单向离合器的设置可以实现自动根据车速和发动机转速切换工作模式，当发电机轴的转速小于后机电耦合变速器输入轴的转速时，单向离合器处于分离状态，发动机提供的动力全部用于发电，当发电机轴转速等于后机电耦合变速器输入轴的转速时，单向离合器结合，发动机动力输入后机电耦合变速器。

利用两个三轴式机械变速器和两个电机，就可以组成了一种基于amt的混合动力机电耦合结构，它们除了既能串联混动又能并联混动，可以充分利用两种不同混动模式的优点、分别回避两种不同混动模式的不足，从而能更好的满足当前越来越严的车辆节能减排需求。同时还可以回收制动能量、起动发动机，具有和丰田普锐斯类似的混动功能。特别是能够让amt的整体性能得到根本提升，为发动机前置后驱的重型、中型、轻型以及微型客货车辆使用匹配自动变速器，提供了一种新的选择和技术途径。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图。

图2是实施例2的结构示意图。

图3是实施例3的结构示意图。

图4是实施例4的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1,包括：多功能发电机轴1、发电机2、单向离合器4、单向离合器从动件(5、驱动电机6、驱动电机空心轴7、后机电耦合变速器输入轴8以及后机电耦合变速器机构10。

其特征在于：多功能发电机轴1兼有单向离合器主动件功能、在它和后机电耦合变速器输入轴8之间，安装了具有超越特性的单向传动机构。该机构由多功能发电机轴1、单向离合器4以及单向离合器从动件(5共同组成。单向离合器从动件(5连接套装在后机电耦合变速器输入轴8的左端上、并随其同步转动；单向离合器4则安装在多功能发电机轴1右端的空腔和单向离合器从动件(5之间；当多功能发电机轴1的转速小于后机电耦合变速器输入轴8的转速时，单向离合器处于分离状态；当多功能发电机轴1的转速等于后机电耦合变速器输入轴8的转速时，单向离合器处于接合状态

实施例2

如图2，包括：发电机轴01、发电机02、单向离合器主动件03、单向离合器04、单向离合器从动件(05、驱动电机06、驱动电机空心轴07、后机电耦合变速器输入轴08以及后机电耦合变速器机构010。在发电机轴1、和后机电耦合变速器输入轴08之间，安装了具有超越特性的单向传动机构。该机构由单向离合器主动件03、单向离合器04以及单向离合器从动件(05共同组成。单向离合器主动件03安装固定在发电机轴01的右端中、并随其同步转动；单向离合器从动件(05连接套装在后机电耦合变速器输入轴08的左端上、也随其同步转动；单向离合器04则安装在单向离合器主动件03和单向离合器从动件(05之间；当发电机轴01的转速小于后机电耦合变速器输入轴08的转速时，单向离合器处于分离状态；当发电机轴01的转速等于后机电耦合变速器输入轴008的转速时，单向离合器处于接合状态。

实施例3：

如图3，在实施例1结构的基础上增加前变速器，包括：输入轴11、前变速器常啮合主动齿12、前变速器高低挡换挡齿毂13、前变速器高低挡换挡齿套14、前变速器低挡从动齿15、驱动电机主动齿19、一挡主动齿41、后变速器一二挡换挡齿套42、后变速器一二挡换挡齿毂43、后变速器二挡主动齿44、后变速器三挡主动齿45、后变速器三四挡换挡齿套46、后变速器三四挡换挡齿毂47、后变速器输出常啮合从动齿26、后变速器输出常啮合主动齿27、后变速器中间轴48、后变速器三挡从动齿49、后变速器二挡从动齿50、后变速器一挡传动齿51、电驱动从动齿31、前变速器低挡主动齿32、前变速器中间轴33、前变速器常啮合从动齿34。

前变速器是一个三轴式两挡变速器，发电机轴1同时也是前变速器的输出轴；驱动电机6通过驱动电机主动齿19和电驱动从动齿31，驱动后变速器中间轴48实现一个挡位的纯电驱动或串联混动与p3并联混动；另外，后变速器有四个不同的挡位，和两挡的前变速组合后，车辆纯油驱动时可以拥有八个不同的挡位。

实施例4：

如图4，本实施例是在实施例3的基础上增加了p2p3模式切换齿毂61、p2p3模式切换齿套62和p2模式从动件63。本发明由前变速器和后机电耦合变速器两个三轴式变速器、以及集成在一起的发电机和驱动电机构成。前变速器2位于发动机1和发电机4之间，发电机4和驱动电机5集成在一起，后机电耦合变速器6位于驱动电机5的右边。前变速是一个三轴式两挡变速器，它有一个直接挡和一个超速挡，发动机低速运转时使用超速挡，这样就可以提高发电机的转速，从而提高发电效率；发动机高速运转时使用直接挡，这样就可以避免发电机超速运转导致其损坏。除此之外，它还可以和后机电耦合变速构成组合式变速器。而后机电耦合变速器有五个不同的挡位，根据车辆不同的行驶工况需求，可以有五个挡位的纯电驱动、四个挡位的纯油驱动或p2并联混动以及一个挡位的p3并联混动等不同的工作模式。另外，发电机轴1同时兼做前变速器的输出轴，单向离合器主动件和它连接在一起。后机电耦合变速器输入轴8从驱动电机空心轴中穿过，单向离合器的从动件和它连接在一起。单向离合器就安装在单向离合器主动件和单向离合器从动件之间。车辆行驶时，当发电机轴1和后机电耦合变速器输入轴8的转速相等时，单向离合器结合，此时它可以将前变速器2输出的发动机扭矩传递给后机电耦合变速器输入轴8，车辆就可以纯油驱动或并联混动；当发电机轴1的转速小于后机电耦合变速器输入轴8的转速时，单向离合器分离，此时若处于纯油驱动或并联混动工况，就可以顺利换挡。特别值得指出的是：这种基于amt的混合动力机电耦合结构，因为可以利用驱动电机助力，以往车辆换挡时的动力中就可以消除断、车辆起步利用纯电驱动、车辆换挡可以利用发电机调速同步、单向离合器的分离与结合，以往的离合器控制困难也同样不复存在、所以amt原来存在的固有缺陷可以得到彻底根除或极大改善。

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