摘要：随着汽车行业的发展，新能源是未来的发展趋势。然而纯电动的新能源汽车受续航里程、充电时间及电池寿命等因素的影响，降低了用户的使用体验。增程式混合动力技术很好地将内燃机与电机各自的优势进行了融合，既有效地改善了传统燃油车的能耗与排放问题，又解决了当前纯电动汽车的续航里程、充电时间、电池寿命等问题。但由于变速传动系统新增了电动机，导致该系统尺寸增大，增加了在车辆中的空间占用。因此本文旨在探讨一种变速传动系统和其搭载的增程式混合动力汽车，该变速传动系统具有空间占用小，结构紧凑的特点。
关键词：汽车传动系统变速传动 增程式 混合动力 结构紧凑
引言
随着全球能源资源的稀缺和环境污染的日益严重，汽车行业正不断探索各种技术来改善燃油经济性和减少尾气排放。增程式混合动力变速传动系统正是这些技术的重要组成部分，其能够根据驾驶需求调整发动机的转速和车辆的速度，提供更好的操控性和燃油经济性。而增程式混合动力汽车是一种结合了传统燃油发动机和电动机的新型汽车技术，能够更高效地利用能源，并减少尾气排放。
1.变速传动系统和混合动力汽车的迭代和应用
变速传动系统的发展始于19世纪末期，经过多年的改进和创新，现代汽车中出现了各种不同类型的变速器。最早的汽车使用的是手动变速器，驾驶员需要手动操作离合器和变速杆来改变齿轮比，调整转速和速度。在20世纪初，自动变速器应运而生，可以自动调整速比，让驾驶员更加轻松地操控车辆。在20世纪60年代，连续可变传动（CVT）技术开始应用于汽车中。CVT可以无级变速，灵活调整发动机和车轮之间的转速比，提供更顺畅的加速和更好的燃油经济性。在21世纪初，双离合器变速器（DCT）技术逐渐流行。DCT结合了手动和自动变速器的优点，能够实现快速的换挡和高效的传动。
变速传动系统是汽车中重要的动力传输装置，它通过多组齿轮的组合来调整发动机输出功率和车辆速度。而增程式混合动力是一种将传统燃油发动机与电动机结合在一起的新型动力系统，其发动机不直接参与车辆驱动，所以发动机的转速和车轮转速、汽车速度解耦，通过系统优化，可以使发动机一直工作在最优转速区间，显著地提高了能源利用率。增程式混合动力汽车在市场上越来越受到关注，在提供动力性能和节能减排方面有着广泛的应用前景。随着技术的进一步发展，增程式混合动力汽车将在未来占据市场的一席之地，成为一种新型的出行方式。
2.增程式混合动力变速传动系统的技术方案
为了解决变速传动系统新增了电动机，导致该系统尺寸增大，增加了在车辆中的空间占用的问题，本文提供了一种增程式混合动力变速传动系统，该变速传动系统空间占用小，结构紧凑，该变速传动系统由依次连接的驱动电机、驱动电机输出传动装置和差速器总成，依次连接的发动机、发动机轴、发电机轴和发电机，其中发电机用于为所述驱动电机供电，驱动电机输出传动装置包括驱动电机轴，而驱动电机轴与驱动电机以及差速器总成相连，驱动电机轴与发电机轴平行设置。发电机轴与通过第一齿轮的传动机构相连，以使发电机轴的转速大于发动机轴的转速。第一齿轮传动机构包括第一传动齿轮和第二传动齿轮，其中第一传动齿轮设在发动机轴上，第二传动齿轮设在发电机轴上，且第一传动齿轮的齿数大于第二传动齿轮的齿数。驱动电机输出传动装置还包括：换挡机构，设置为可按照不同档位的传动比将动力从所述驱动电机轴传递至所述差速器总成。传动比不同的第二齿轮传动机构和第三齿轮传动机构，与驱动电机轴相连。第二齿轮传动机构包括第一齿轮副，并且第三齿轮传动机构包括第二齿轮副。传动轴与差速器总成通过第四齿轮传动机构相连。驱动电机与电池电连接，而驱动电机还设置为在处于制动状态时工作于发电模式而回收制动能量。发动机通过飞轮与发动机轴相连，发动机与飞轮之间、飞轮与发动机轴之间通过花键连接。
3.增程式混合动力变速传动系统的具体实施方式
如图1所示，本文提供了一种变速传动系统，包括驱动电机11、驱动电机输出传动装置12和差速器总成13、发动机14、发动机轴15、发电机轴17和发电机16，用于为驱动电机11供电，其中驱动电机输出传动装置12包括驱动电机轴121，与驱动电机11以及差速器总成13相连，且驱动电机轴与发电机轴17平行设置。增程式混合动力汽车在正常行驶过程中，由电池向驱动电机11供电；在电池电量不足时，发动机14通过发动机轴15、发电机轴17带动发电机16转动，并为驱动电机11供电，以实现增程。驱动电机11通过驱动电机输出传动装置12将动力传递至差速器总成13，给车辆提供动力，实现车辆前进或者倒车。其中，在供电方式切换过程中，发电机16通过发电机轴17、发动机轴15带动发动机14转动，以启动发动机14。
驱动电机轴121和发电机轴17平行设置，减小了整个变速传动系统的轴向尺寸，进而减小了变速传动系统所占用的空间，结构紧凑，便于在车辆上的布置，为车辆上其他部件提供了更多的安装空间。发电机轴17与发动机轴15通过第一齿轮传动机构21相连，以使发电机轴17的转速大于发动机轴15的转速。通过在发电机轴17和发动机轴15之间加设的第一齿轮传动机构21，提升速比，能够有效提升发电机16的工作效率。第一齿轮传动机构21包括第一传动齿轮211和第二传动齿轮212，第一传动齿轮211设在发动机轴15上，第二传动齿轮212设在发电机轴17上，且第一传动齿轮211的齿数大于第二传动齿轮212的齿数。第一传动齿轮211的齿数大于第二传动齿轮212的齿数，以提升速比，使发电机轴17的转速大于发动机轴15的转速。驱动电机输出传动装置12还包括：换挡机构122，设置为可按照不同档位的传动比将动力从驱动电机轴121传递至差速器总成13。换挡机构122可以设置有多个挡位，通过改变挡位，可降低对驱动电机11的扭矩和转速要求，并使驱动电机11更好地运行在高效区间，实现更好的经济性。换挡机构122包括：传动比不同的第二齿轮传动机构22和第三齿轮传动机构23，与驱动电机轴121相连；可与第二齿轮传动机构22或第三齿轮传动机构23连接的同步装置31；以及与同步装置31连接的传动轴32，传动轴32与差速器总成13相连。换挡机构122可以设置有两个挡位，即第二齿轮传动机构22和第三齿轮传动机构23。通过传动比不同第二齿
轮传动机构22或第三齿轮传动机构23将动力从驱动电机轴121传递至差速器总成13，不同挡位下驱动电机11的扭矩和转速不同。第二齿轮传动机构22包括第一齿轮副，第三齿轮传动机构23包括第二齿轮副。第一齿轮副包括第三传动齿轮221、第四传动齿轮222，第二齿轮副包括：第五传动齿轮231、第六传动齿轮232，第三传动齿轮221和第五传动齿轮231设置在驱动电机轴121上，第四传动齿轮222和第六传动齿轮232设置在传动轴32上。传动轴32与差速器总成13通过第四齿轮传动机构24相连。第四齿轮传动机构24包括第七传动齿轮241和第八传动齿轮242，第七传动齿轮241设在传动轴32上，第八传动齿轮242设在差速器总成13上，第七传动齿轮241与第八传动齿轮242啮合。
驱动电机11与电池电连接，驱动电机11还设置为在处于制动状态时工作于发电模式而回收制动能量。驱动电机11可以实现制动能量回收，回收车辆在制动或惯性滑行中释放的多余能量，由驱动电机11将其转化为电能并储存于电池中。制动时车轮转速超过了驱动电机当前带动车轮转动所产生的转速，驱动电机处于制动状态，工作于发电模式而回收制动能量。发动机14通过飞轮4与发动机轴15相连，发动机14与飞轮4之间、飞轮4与发动机轴15之间通过花键连接。花键连接简单可靠，装配方便。当然，在其他地方也可使用花键连接，例如：发电机轴17与发电机16之间可通过花键连接，驱动电机轴121与驱动电机11之间可通过花键连接。
4.增程式混合动力传动系统的优势
增程式混合动力的优点是提供电车般驾驶感受的同时，又不会有里程焦虑。同时，因为发动机又是一直工作在最优区间，所以具有良好的燃油经济性，变速传动系统能够根据驾驶需求调整发动机的转速，使其工作在最佳燃烧效率下，从而提高燃油利用率，降低燃油消耗。该变速传动系统，作为串联型耦合构型，结构简单、控制方便、整车空间需求小、成本低，其控制系统开发和产业化有良好的基础，车辆经济性也更好，在兼顾经济性的基础上拥有优秀的动力性能。另外驱动电机的输出有2个挡位，这种设计可降低对驱动电机功率、扭矩、转速的要求。
增程式混合动力变速传动系统可以减少电池的充电次数。由于增程式混合动力车辆在电池电量耗尽后可启动燃油发动机带动发电机发电，驱动电机并且给电池充电，因此不需要频繁充电，减少了电池的循环充放电次数，延长了电池的使用寿命。增程式混合动力汽车的发展也得到了各大汽车制造商的重视和投入。技术的进步使得增程式混合动力系统更加成熟和可靠，提供更好的燃油经济性和驾驶性能。许多汽车制造商推出了自己的增程式混合动力车型，满足消费者对环保和经济性的需求。
结语
增程式混合动力变速传动系统在技术上不断进步和发展，提供了更高效、环保和舒适的出行方式。随着对能源资源和环境问题的关注不断增加，增程式汽车的发展前景非常广阔。增程式混合动力变速传动系统的发展给汽车行业带来了新的机遇和挑战。随着技术的不断进步，相信这个领域将继续发展，并为汽车的燃油经济性和环保性做出更大的贡献。
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