一种变速器及应用其的驱动装置.pdf

本发明公开了一种变速器及应用其的驱动装置，输入轴（101）与输出轴（108）同轴布置，输入轴（101）与中间轴（103）平行布置，第一换挡器（109）连接输入轴（101）和输出轴（108），第二换挡器（105）连接中间轴（103）和第二齿轮（104），两个换挡器平行布置，相比传统变速器同轴布置，减少了轴向长度，结构简单，成本低，主要应用在混合动力汽车和纯电动汽车变速器驱动装置领域。

权利要求书1.  一种变速器，包括输入轴、中间轴、输出轴、变速器壳体、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第一换挡器、第二换挡器，其特征在于：所述输入轴、中间轴、输出轴均安装在所述变速器壳体上，所述输入轴与所述输出轴同轴布置，所述输入轴与所述中间轴平行布置，所述第一齿轮设置在所述输入轴上，所述第二齿轮、第三齿轮设置在所述中间轴上，所述第四齿轮设置在所述输出轴上，所述第一齿轮连接所述第二齿轮，所述第三齿轮连接所述第四齿轮，所述第二齿轮和所述第三齿轮其中一个设置为周向活动齿轮，所述第一换挡器连接所述输入轴和所述输出轴，所述第二换挡器连接所述中间轴和所述周向活动齿轮。 2.  根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：所述第一换挡器和所述第二换挡器为同步器。 3.  根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：所述第二齿轮设置为周向活动齿轮。 4.  根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：所述第三齿轮与所述中间轴设置为一体。 5.  根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：所述第一齿轮与所述输入轴设置为一体。 6.  根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：所述第一换挡器和所述输出轴固定连接，所述第一换挡器与所述输入轴活动连接。 7.  根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：所述第二换挡器和所述中间轴固定连接，所述第二换挡器与所述第二齿轮活动连接。 8.  一种驱动装置，包括内燃机、离合器、电机，其特征在于：还包括权利要求1所述的变速器，所述内燃机与所述离合器连接，所述离合器与所述电机连接，所述电机与所述变速器的输入端连接。 9.  一种驱动装置，包括电机，其特征在于：还包括权利要求1所述的变速器，所述电机与所述变速器的输入端连接。

说明书一种变速器及应用其的驱动装置
技术领域
本发明涉及变速器领域，尤其涉及一种应用于混合动力汽车和纯电动汽车的变速器及驱动装置。
背景技术
目前汽车排放已成为环境污染的主要因素之一，为保护环境，减少汽车排放，发展混合动力汽车和纯电动汽车已成为解决环保问题的重要手段之一。
目前的混合动力汽车的驱动装置主要分两种结构，一种是不带变速器，内燃机连接电机，电机再连接后桥直接驱动；一种是带变速器，内燃机连接电机，电机连接变速器，变速器再连接后桥驱动。前者由于没有变速器，内燃机与电机驱动功率都很大，总功率必然超过传统车的功率，造成功率浪费，增加整车成本；后者由于带有变速器，内燃机与电机的总功率可以比传统车的功率小，可以节约能源，但同时带来一个新的问题，即整个驱动装置相比传统车增加了一个电机，即增加了轴向长度，如果变速器不相应减少长度，将使整车布置困难。
如中国专利号“ZL20061003547.9”公开了一种自动变速混合动力电动车，该混合动力电动车增加了两个电机，其中一个电机代替了变速器，由于没有变速器，该混合动力电动车爬坡及加速能力有限，并且需要两个大功率电机，系统总功率约为传统车的两倍，增加了整车成本，大功率电机意味着需要大功率放电，进而影响蓄电池寿命，同时也增加了轴向长度，使整车布置困难。
如中国专利号“ZL200920140428.0”公开了一种混合动力汽车的驱动系统，该系统没有具体论述变速器，即认为是采用现有技术变速器，故该系统相比传统结构增加了轴向长度，使整车布置困难，或者为了减少轴向长度，可通过减少电机长度，即电机做成扁平结构，进而导致电机功率做不大，混合深度不够，节能效果有限。
目前的纯电动汽车，特别是纯电动公交车主要采取电机直接驱动，以满载18吨12米公交车为例，最高车速70Km/h时，对应的驱动功率需求约为84KW，但为了满足15%的爬坡度，电机最大扭矩需要设计到约2700Nm，电机额定功率需设计到120KW以上，导致电机成本增加，如果增加变速器，则同样的爬坡条件下可以选择更小的最大扭矩，进而可以选择更小功率的电机，从而节约成本。
综上所述，目前的混合动力汽车和纯电动汽车急需设计一种能减小轴向长度、结构简单、成本低的变速器及驱动装置。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的第一个目的是提供一种变速器，本发明的第二个目的是提供一种混合动力驱动装置，本发明的第三个目的是提供一种纯电动驱动装置。
本发明为实现第一个目的而采用的技术方案是：一种变速器，包括输入轴、中间轴、输出轴、变速器壳体、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第一换挡器、第二换挡器，所述输入轴、中间轴、输出轴均安装在所述变速器壳体上，所述输入轴与所述输出轴同轴布置，所述输入轴与所述中间轴平行布置，所述第一齿轮设置在所述输入轴上，所述第二齿轮、第三齿轮设置在所述中间轴上，所述第四齿轮设置在所述输出轴上，所述第一齿轮连接所述第二齿轮，所述第三齿轮连接所述第四齿轮，所述第二齿轮和所述第三齿轮其中一个设置为周向活动齿轮，所述第一换挡器连接所述输入轴和所述输出轴，所述第二换挡器连接所述中间轴和所述周向活动齿轮。
进一步的，所述第一换挡器和所述第二换挡器为同步器。
进一步的，所述第二齿轮设置为周向活动齿轮。
进一步的，所述第三齿轮与所述中间轴设置为一体。
进一步的，所述第一齿轮与所述输入轴设置为一体。
进一步的，所述第一换挡器和所述输出轴固定连接，所述第一换挡器与所述输入轴活动连接。
进一步的，所述第二换挡器和所述中间轴固定连接，所述第二换挡器与所述第二齿轮活动连接。
本发明为实现第二个目的而采用的技术方案是：一种驱动装置，包括内燃机、离合器、电机，还包括所述变速器，所述内燃机与所述离合器连接，所述离合器与所述电机连接，所述电机与所述变速器的输入端连接。
本发明为实现第三个目的而采用的技术方案是：一种驱动装置，包括电机，还包括所述变速器，所述电机与所述变速器的输入端连接。
本发明的工作原理是：所述第一换挡器分离、所述第二换挡器接合时，所述输入轴与所述输出轴分离不传递动力，所述中间轴与所述第二齿轮接合传递动力，即动力从所述输入轴输入，经第一齿轮和第二齿轮传递到中间轴，再经第三齿轮和第四齿轮传递到输出轴；所述第一换挡器接合、所述第二换挡器分离时，所述输入轴与所述输出轴接合直接传递动力，所述中间轴与所述第二齿轮分离不传递动力；所述第一换挡器和所述第二换挡器均分离时，所述输入轴与所述输出轴分离不传递动力，所述中间轴与所述第二齿轮分离不传递动力。
本发明的有益效果是：所述第一换挡器和所述第二换挡器平行布置，相比传统变速器同轴布置，减少了轴向长度，并且结构简单，成本低。
附图说明
图1是本发明应用在混合动力汽车时的实施例的结构示意图。
图1中标记的含义是：100.变速器，200.电机，300.离合器，400.内燃机，101.输入轴，102.第一齿轮，103.中间轴，104.第二齿轮，105.第二换挡器、106.第三齿轮，107.第四齿轮，108.输出轴，109.第一换挡器，111.变速器壳体。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在图1所示实施例中，输入轴101、中间轴103、输出轴108均安装在变速器壳体111上，输入轴101与输出轴108同轴布置，输入轴101与中间轴103平行布置，第一齿轮102设置在输入轴101上，第二齿轮104、第三齿轮106设置在中间轴103上，第四齿轮107设置在输出轴108上，第一齿轮102连接第二齿轮104，第三齿轮106连接第四齿轮107，第二齿轮104设置为周向活动齿轮，第一换挡器109连接输入轴101和输出轴108，第二换挡器105连接中间轴103和第二齿轮104；内燃机400连接离合器300，离合器300连接电机200，电机200连接变速器100的输入端。
本发明实施例中，第一换挡器109和第二换挡器105为同步器。
本发明实施例中，第三齿轮106与中间轴103设置为一体。
本发明实施例中，第一齿轮102与输入轴101设置为一体。
本发明实施例中，第一换挡器109和输出轴108固定连接，第一换挡器109与输入轴101活动连接。
本发明实施例中，第二换挡器105和中间轴103固定连接，第二换挡器105与第二齿轮104活动连接。
本发明实施例的工作原理是：第一换挡器109分离、第二换挡器105接合时，输入轴101与输出轴108分离不传递动力，中间轴103与第二齿轮104接合传递动力，即动力从输入轴101输入，经第一齿轮102和第二齿轮104传递到中间轴103，再经第三齿轮106和第四齿轮107传递到输出轴108，此时若离合器300接合，则内燃机400与电机200可共同驱动（若电机200不工作，则内燃机400单独驱动），若离合器300分离，则电机200单独驱动；第一换挡器109接合、第二换挡器105分离时，输入轴101与输出轴108接合直接传递动力，中间轴103与第二齿轮104分离不传递动力，此时若离合器300接合，则内燃机400与电机200可共同驱动（若电机200不工作，则内燃机400单独驱动），若离合器300分离，则电机200单独驱动；第一换挡器109和第二换挡器105均分离时，输入轴101与输出轴108分离不传递动力，中间轴103与第二齿轮104分离不传递动力，此时若离合器300接合，则内燃机400可带动电机200发电，电机200也可以带动内燃机400起动。
本发明的有益效果是：由于第一换挡器（109）和第二换挡器（105）平行布置，相比传统变速器同轴布置，减少了轴向长度，并且结构简单，成本低。
以上所述仅是本发明优选的实施方式的描述，应当指出由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本领域普通的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。