CN101868655B - 用于电动车的两速变速驱动桥齿轮箱 - Google Patents

用于电动车的两速变速驱动桥齿轮箱 Download PDF

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Abstract

一种用于从电动机向车辆的第一轴和第二轴传递动力的传动装置，包括适于由电动机驱动的输入轴以及第一行星齿轮组。第二行星齿轮组具有由第一行星齿轮组驱动的第一构件、转动受限的第二构件、和第三构件。差速器组件具有适于驱动第一轴的第一半轴齿轮、适于驱动第二轴的第二半轴齿轮以及与第一半轴齿轮和第二半轴齿轮啮合的一对小齿轮。第一离合器能够操作以将第一构件与差速器组件驱动地互连。第二离合器能够操作以将第三构件与差速器组件驱动地互连。

Description

用于电动车的两速变速驱动桥齿轮箱
技术领域
本公开大体上涉及一种用于机动车的动力传动装置。更具体的，公开了一种用于电动车的两速变速驱动桥。
背景技术
常规的两速变速驱动桥可包括具有两个螺旋驱动齿轮的输入轴。输入扭矩提供至可转动支撑在锥面滚子轴承上的输入轴。通过在中间轴组件上的两个位置之间滑动同步器套筒实现速度选择。最终驱动齿轮组的驱动小齿轮可能是中间轴组件的一部分。最终驱动输出齿轮附联于斜面半轴齿轮差速器组件，其将输出扭矩分配到车辆的左右轮上。尽管此种类型的双级减速齿轮箱在过去可能获得令人满意的功能，但是此种设计使得相对较大的质量以相对较高的速度转动。这样，可能需要昂贵的平衡工序以保证其在需要的产品生命周期中能安静工作。此外，已知的两速变速驱动桥需要制造和使用输入轴、中间轴和差速器架。这些构件中的每一个均由壳体以可转动的方式支撑。与制造和支撑这些构件相关的成本有可能变成不期望的负担。另外，之前已知的变速驱动桥可能比期望的更重。
发明内容
一种用于从电动机向车辆的第一车轴和第二车轴传递动力的传动装置，包括适于由电动机驱动的输入轴以及第一行星齿轮组。第二行星齿轮组具有由第一行星齿轮组驱动的第一构件、转动受限制的第二构件、和第三构件。差速器组件具有适于驱动第一车轴的第一半轴齿轮、适于驱动第二车轴的第二半轴齿轮以及与第一半轴齿轮和第二半轴齿轮啮合的一对小齿轮。第一离合器能够操作以将第一构件与差速器组件驱动地互连。第二离合器能够操作以将第三构件与差速器组件驱动地互连。
在另一种形式中，一种用于从电动机向车辆的第一车轴和第二车轴传递动力的传动装置，包括适于由电动机驱动的输入轴。第一行星齿轮组具有由输入轴驱动的第一太阳齿轮、转动受限的第一齿圈、以及多个第一行星齿轮，所述多个第一行星齿轮可转动地支撑在第一齿轮架上并与第一太阳齿轮和第一齿圈啮合。第二行星齿轮组具有由第一行星齿轮组的第一齿轮架驱动的第二太阳齿轮、转动受限的第二齿轮架、以及由第二齿轮架可转动地支撑的第二组和第三组行星齿轮。第二组行星齿轮中的每一个与第二太阳齿轮及第三组行星齿轮中的一个啮合。第三组行星齿轮中的每一个与第二齿圈啮合。差速器组件具有适于驱动第一车轴的第一半轴齿轮、适于驱动第二车轴的第二半轴齿轮、以及与第一半轴齿轮和第二半轴齿轮啮合的一对小齿轮。第一离合器能够操作以将第二太阳齿轮与所述差速器组件驱动地互连。第二离合器能够操作以将第二齿圈与差速器组件驱动地互连。
通过本文的说明，进一步的应用领域会变的显而易见。应当理解，说明和特定样例仅用于示例的目的，并不限制本公开的范围。
附图说明
本文所示的附图仅用于示例目的，并不以任何方式限制本公开的范围。
图1是根据本发明的教导构造的变速驱动桥的符号图；
图2是图1中说明的变速驱动桥的剖切立体图；以及
图3是说明另一个传动装置的符号图。
具体实施方式
下文的说明本质上仅仅是示例性的，并不是要限制本公开、应用或使用。应理解，在所有附图中，相应参考数字指示类似或相应的零件或特征。
由示例电动机12驱动的两速变速驱动桥10在图1和2中示出。变速驱动桥10包括输入轴14，其可安装成与电动机12的输出轴16一同转动。变速驱动桥10可操作以向第一车轴18和第二车轴20提供驱动扭矩。第一车轴18和第二车轴20驱动车轮(未显示)。动力从输入轴14经过第一行星齿轮组22、第二行星齿轮组24、第一离合器26和第二离合器28中的一个、链轮及链组件30以及差速器组件32传递。
行星齿轮组22为简单行星齿轮组，包括安装成与输入轴14一同转动的太阳齿轮38。齿圈40与变速驱动桥10的壳体42耦联以限制齿圈40的转动。多个行星齿轮44以可转动的方式支撑在齿轮架46上。每个行星齿轮44与太阳齿轮38和齿圈40处于啮合驱动接合状态。输入轴14及太阳齿轮38通过轴承48在壳体42内可转动地支撑。基于前述构造，行星齿轮组22在输入提供至太阳齿轮38并且由齿轮架46提供输出的情况下可用作为减速装置。在图1所示的实施方式中，可以设想：行星齿轮组22提供约5.70∶1的齿轮减速比。应当理解，可以使用其他齿轮减速比，而不脱离本公开的范围。
行星齿轮组24是由行星齿轮组22驱动的复杂行星齿轮组。具体来说，行星齿轮组24包括安装成可与行星齿轮组22的齿轮架46一同转动的太阳齿轮50。行星齿轮组24还包括齿圈52、第一组行星齿轮54、第二组行星齿轮56和齿轮架58。第一组和第二组行星齿轮54、56中的每一个可转动地支撑在齿轮架58上。行星齿轮54中的每一个定位成与太阳齿轮50啮合接合。行星齿轮56中的每一个定位成与齿圈52和一个行星齿轮54啮合接合。齿轮架58与壳体42耦联并转动受限。行星齿轮组24如上述构造以保证齿圈52与太阳齿轮50同向转动。
第一离合器26选择性地操作以使太阳齿轮50与链轮及链组件30驱动地互连。类似地，第二离合器28选择性地操作以使齿圈52与链轮及链组件30驱动地互连。变速驱动桥10构造为两速动力传动机构。这样，变速驱动桥10可以在低档模式下工作，也可在高档模式下工作，还可以处于空档模式。高档模式工作可以通过致动第一离合器26并将太阳齿轮50与链轮及链组件30驱动互连而得到。第二离合器28是断开的并且此时不传递扭矩。在高档模式中，行星齿轮组24不提供齿轮减速，仅经过行星齿轮组22以直接档或1∶1的比传递扭矩。
为使变速驱动桥10在低档模式下工作，第一离合器26被断开，从而不传递扭矩，同时第二离合器28接合以从齿圈52向链轮及链组件30传递扭矩。在图1所示的实施方式中，可设想：在变速驱动桥10工作在低档模式下时，行星齿轮组24提供约1.93∶1的齿轮减速比。通过同时断开第一离合器26和第二离合器28可获得空档模式。
第一离合器26包括安装成与太阳齿轮50一同转动的鼓60。毂62安装成可与链轮及链组件30的驱动链轮63一同转动。第一组离合器片64带有花键，与鼓60一同转动。第二组离合器片66带有花键，与毂62一同转动。第一组离合器片64与第二组离合器片66相互交错使得施加到离合器组上的外力可以使力矩经过第一离合器26传递。
第二离合器28包括安装成与齿圈52一同转动的鼓70。毂72安装成可与驱动链轮63一同转动。第一组离合器片74带有花键，与鼓70一同转动。第二组离合器片76安装成与毂72一同转动。第一组离合器片74与第二组离合器片76相互交错。在受到外部压缩力时，第一离合器片74与第二离合器片76接合使力矩经过第二离合器28传递。
驱动链轮63、毂62和毂72安装成能够与由轴承82可转动地支撑于壳体42内的驱动轴80一同转动。从动链轮84安装成能够与第二车轴20一同转动。链86将驱动链轮63与从动链轮84驱动地互连。在图1所示的样例中，驱动链轮63包括37个齿，而从动链轮84包括47个齿以提供约1.27∶1的减速比。
差速器组件32包括安装成与第一车轴18一同转动的第一半轴齿轮90。第二半轴齿轮92安装成与第二车轴20一同转动。小齿轮94由架96可转动地支撑。每个小齿轮94与第一半轴齿轮90和第二半轴齿轮92驱动地啮合接合。基于前述各种部件的减速比，变速驱动桥10提供了约14.00∶1的低档齿轮比和约7.24∶1的高档齿轮比。
图3图示了另一个变速驱动桥200。变速驱动桥200与变速驱动桥10大体相似。因此，类似元件会保留之前使用的参考数字。变速驱动桥200构造成向第一车轴18和第二车轴20提供驱动扭矩，以及通过推进轴202将驱动扭矩传递到第二驱动线路，提供一种全时四轮驱动装置。行星齿轮组22、链轮及链组件30以及差速器组件32与之前说明的大体相同。
行星齿轮组204接收来自行星齿轮组22的齿轮架46的扭矩。行星齿轮组204包括安装成与行星齿轮组22的齿轮架46一同转动的齿圈206。太阳齿轮208与壳体42耦联，并且转动受限。多个行星齿轮210可转动地支撑在齿轮架212上。每个行星齿轮210与齿圈206和太阳齿轮208驱动地啮合接合。第一离合器214选择性地将齿轮架212与驱动链轮63驱动地互连。第二离合器216选择性地将齿圈206与驱动链轮63驱动地互连。应当明白，行星齿轮组204可被构造成简单行星齿轮组，因为当太阳齿轮208转动受限时，齿圈206与齿轮架212转动方向相同。
第一离合器214包括安装成与齿轮架212一同转动的毂218。鼓220安装成与驱动链轮63一同转动。第一组离合器片222与毂218花键接合。第二组离合器片224与鼓220花键接合。在压缩力施加到第一离合器片222与第二离合器片224上时，扭矩通过第一离合器214传递。
第二离合器216包括安装成与齿圈206一同转动的鼓230。第一组离合器片232与鼓230花键接合。毂234安装成与驱动链轮63一同转动。第二组离合器片236与毂234花键接合。通过向第一离合器片232与第二离合器片236施加压缩力，扭矩可通过第二离合器216传递。
增速齿轮组240包括安装成与驱动轴80一同转动的小齿轮242以及与小齿轮242啮合接合的齿圈244。增速齿轮组240通过推进轴202为第二驱动线路提供驱动扭矩。齿轮组240构造成超速传动或增速齿轮组，使得推进轴202能够包括缩小的直径以向另一组从动轮传递扭矩。缩小的直径能够减少质量以及与平衡较大直径推进轴相关的挑战。应当明白，增速齿轮组240还可耦联于变速驱动桥10的驱动轴80以提供四轮驱动能力。
此外，上文的讨论仅仅公开和说明了本公开的示例性实施方式。本领域的普通技术人员能从这样的讨论及附图和权利要求书中很容易地认识到，在不脱离所附权利要求限定的公开的精神和范围内，能够做出多种改变、改进以及变型。

Claims (21)

1.一种用于从电动机向车辆的第一车轴和第二车轴传递动力的传动装置，所述传动装置包括：
适于由所述电动机驱动的输入轴；
第一行星齿轮组，其具有由所述输入轴驱动的第一太阳齿轮、转动受限的第一齿圈、第一齿轮架、以及多个第一行星齿轮，所述多个第一行星齿轮可转动地支撑在所述第一齿轮架上并与所述第一太阳齿轮和所述第一齿圈啮合；
第二行星齿轮组，其具有由所述第一齿轮架驱动的第二齿圈、转动受限的第二太阳齿轮、第二齿轮架、以及多个第二行星齿轮，所述多个第二行星齿轮可转动地支撑在所述第二齿轮架上并与所述第二齿圈和所述第二太阳齿轮啮合；；
差速器组件，其具有适于驱动所述第一车轴的第一半轴齿轮、适于驱动所述第二车轴的第二半轴齿轮、以及与所述第一半轴齿轮和所述第二半轴齿轮啮合的一对小齿轮；
第一离合器，其能够操作以将所述第二齿圈与所述差速器组件驱动地互连；以及
第二离合器，其能够操作以将所述第二齿轮架与所述差速器组件驱动地互连。
2.如权利要求1所述的传动装置，其中，所述第二行星齿轮组的所述第二齿圈与所述第二齿轮架沿相同的方向转动。
3.如权利要求2所述的传动装置，其中，所述第一离合器为可操作地设置在所述第二齿圈和驱动轴之间的摩擦片离合器，所述第二离合器为可操作地设置在所述第二齿轮架和所述驱动轴之间的摩擦片离合器，并且所述驱动轴驱动链轮及链组件，所述链轮及链组件能够被操作以驱动所述差速器组件。
4.如权利要求3所述的传动装置，其中，所述链轮及链组件包括由所述驱动轴驱动的驱动链轮、驱动所述差速器组件的从动链轮以及驱动地互连所述驱动链轮和所述从动链轮的链。
5.如权利要求4所述的传动装置，其中，所述链轮及链组件在所述驱动链轮和所述从动链轮之间提供减速比。
6.如权利要求5所述的传动装置，进一步包括由所述驱动轴驱动并且适于向所述车辆的第三车轴传递扭矩的增速齿轮组。
7.如权利要求1所述的传动装置，进一步包括由所述第二行星齿轮组驱动并驱动所述差速器组件的减速单元。
8.如权利要求7所述的传动装置，其中，所述减速单元包括由所述第一离合器和所述第二离合器中的一个选择性地驱动的驱动链轮、从动链轮、以及将所述驱动链轮和所述从动链轮驱动地互连的柔性驱动构件。
9.如权利要求8所述的传动装置，其中，所述从动链轮驱动所述差速器组件。
10.如权利要求9所述的传动装置，其中，所述第一半轴齿轮和所述第二半轴齿轮绕与所述输入轴的转动轴线大致平行并且偏移的公共轴线转动。
11.如权利要求1所述的传动装置，进一步包括由所述第一离合器和所述第二离合器中的一个驱动的增速齿轮组，所述增速齿轮组适于向第三车轴传递扭矩。
12.如权利要求11所述的传动装置，进一步包括驱动地互连到所述增速齿轮组的驱动轴，其中所述第一离合器可操作地设置在所述第二齿圈和所述驱动轴之间，所述第二离合器可操作地设置在所述第二齿轮架和所述驱动轴之间。
13.如权利要求12所述的传动装置，进一步包括由所述驱动轴驱动并能够操作以驱动所述差速器组件的减速单元。
14.如权利要求13所述的传动装置，其中，所述减速单元包括由所述驱动轴驱动的驱动链轮、驱动所述差速器组件的从动链轮、以及驱动地互连所述驱动链轮和所述从动链轮的链。
15.一种从电动机向车辆的第一车轴和第二车轴传递动力的传动装置，所述传动装置包括：
适于由所述电动机驱动的输入轴；
第一行星齿轮组，其具有由所述输入轴驱动的第一太阳齿轮、转动受限的第一齿圈、以及多个第一行星齿轮，所述多个第一行星齿轮可转动地支撑在第一齿轮架上并与所述第一太阳齿轮和所述第一齿圈啮合；
第二行星齿轮组，其具有由所述第一行星齿轮组的所述第一齿轮架驱动的第二太阳齿轮、转动受限的第二齿轮架、第二齿圈、以及由所述第二齿轮架可转动地支撑的第二组和第三组行星齿轮，所述第二组行星齿轮中的每一个与所述第二太阳齿轮及所述第三组行星齿轮中的一个啮合，所述第三组行星齿轮中的每一个与所述第二齿圈啮合；
差速器组件，其具有适于驱动所述第一车轴的第一半轴齿轮、适于驱动所述第二车轴的第二半轴齿轮、以及与所述第一半轴齿轮和所述第二半轴齿轮啮合的一对小齿轮；
第一离合器，其能够操作以将所述第二太阳齿轮与所述差速器组件驱动地互连；以及
第二离合器，其能够操作以将所述第二齿圈与所述差速器组件驱动地互连。
16.如权利要求15所述的传动装置，进一步包括由所述第二行星齿轮组驱动并驱动所述差速器组件的减速单元。
17.如权利要求16所述的传动装置，其中，所述减速单元包括由所述第一离合器和所述第二离合器中的一个选择性地驱动的驱动链轮、从动链轮、以及将所述驱动链轮和所述从动链轮驱动地互连的柔性驱动构件。
18.如权利要求17所述的传动装置，其中所述从动链轮驱动所述差速器组件。
19.如权利要求18所述的传动装置，其中，所述第一半轴齿轮和所述第二半轴齿轮绕与所述输入轴的转动轴线大致平行并且偏移的公共轴线转动。
20.如权利要求19所述的传动装置，其中，所述第一离合器和所述第二离合器为摩擦片离合器。
21.如权利要求15所述的传动装置，进一步包括由所述第一离合器和所述第二离合器中的一个驱动的增速齿轮组，所述增速齿轮组适于向第三车轴传递扭矩。
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