CN101985278A - 电动汽车减速式轮边电驱动及其垂直跳动式悬架系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电动汽车减速式轮边电驱动及其垂直跳动式悬架系统，该系统左、右后轮任一驱动系统，由电机与副车架电机固定架连接，第一级小圆锥齿轮装于电机输出轴上，并与固装在传动花键轴上的第一级大圆锥齿轮啮合；滑动套装在传动花键轴上的第二级小圆锥齿轮与制动鼓固接的第二级大圆锥齿轮啮合；悬架导向花键轴与副车架下端安装孔套装，中间与车桥内花键套的内花键齿套接啮合，上端通过螺栓与悬架导向花键轴固定板螺接。本发明的优点是采用左、右两套，配备两套两级圆锥齿轮减速，具备较大的减速比；减小了非簧载质量；结构紧凑简洁、传动效率高，各轮的驱动力独立可控，提高了操稳性和舒适性；悬架导向机构随车轮跳动而跳动。

Description

电动汽车减速式轮边电驱动及其垂直跳动式悬架系统

技术领域

    本发明涉及一种电动汽车领域，特别涉及一种电动汽车减速式轮边电驱动及其垂直跳动式悬架系统。

背景技术

电动汽车按照电机驱动车轮方式的不同方式可分为集中电机驱动形式与电动轮驱动形式。集中电机驱动形式动力传递一般经过减速器，差速器，传动轴，万向节等机械装置传递至驱动轮。这种驱动形式结构复杂，传动效率低，无法实现车轮的独立控制。

电动轮驱动形式则将电机直接安装于驱动轮，驱动系统和整车结构简洁、传动效率高，各电动轮的驱动力矩也可以独立控制，有利于提高恶劣路面条件下的行驶性能。电动轮驱动所用电机主要分为高速内转子电机和低速外转子电机。高速内转子电机体积小、质量轻、成本低功率密度高，但一般须经安装于轮内的行星齿轮减速器减速后将动力传递到车轮上；外转子电机可提供较高转矩直接驱动车轮，机构简单，但它自身的体积大，质量大，功率密度低。因此无论是高速内转子还是低速外转子电机驱动的电动轮，它们的非簧载质量都比较大，电机尺寸及质量受到很大限制。

电动轮驱动形式与集中电机驱动形式相比存在较大优势，但不足也很明显。

发明内容

为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种电动汽车减速式轮边电驱动及其垂直跳动式悬架系统，该系统基于传动花键轴的传动、两级圆锥齿轮的减速，用于非转向轮的减速式轮边驱动，如两后轮驱动时，左右各使用一套该系统。本发明的技术方案是：

左、右后轮任一驱动系统，由电机与副车架中的电机固定架连接，第一级小圆锥齿轮装于电机输出轴上，并与固装在传动花键轴上的第一级大圆锥齿轮啮合；一滑动套装在传动花键轴上的第二级小圆锥齿轮与制动鼓固接的第二级大圆锥齿轮啮合；一悬架导向花键轴与副车架下端的安装孔套装，中间与车桥内花键套的内花键齿套接啮合，上端通过螺栓与副车架的悬架导向花键轴固定板螺接。

所述传动花键轴的上端部分为一凸肩和圆轴，上端用于固装第一级大圆锥齿轮，第一级大圆锥齿轮由传动花键轴上的凸肩及角接触球轴承限位，角接触球轴承安装于副车架中的上轴承套中并由轴承盖限位，第一级大圆锥齿轮通过平键带动传动花键轴转动；所述传动花键轴的中间部分是花键齿，花键齿上滑动套装有第二级小圆锥齿轮，第二级小圆锥齿轮的下方通过深沟球轴承与车桥的安装架固接；所述传动花键轴的下端部分为圆轴，通过另一角接触球轴承与副车架中的下轴承套固接，所述传动花键轴相对于副车架进行转动。

所述深沟球轴承，其内圈支承于第二级小圆锥齿轮，外圈支承于车桥的安装架，该深沟球轴承由第二级小圆锥齿轮上的凸肩、车桥的安装架上的凸肩、轴用弹性挡圈以及孔用弹性挡圈定位固装，使第二级小圆锥齿轮与车桥的相对位置固定不变，且第二级小圆锥齿轮与第二级大圆锥齿轮始终啮合。

所述的悬架导向花键轴，其下端为圆轴，其上端为一圆形板状与导向花键固定板螺接，其中间段为花键外齿；悬架导向花键轴与传动花键轴平行设置，使车轮跳动方向平行于悬架导向花键轴和传动花键轴的轴向跳动。

本发明具有传动花键轴在传递扭矩的同时还可以沿轴向滑动的特性。电机将动力直接传递给第一级小圆锥齿轮，第一级小圆锥齿轮与第一级大圆锥齿轮啮合，第一级大圆锥齿轮将扭矩传递给传动花键轴，但第一级大圆锥齿轮不能沿传动花键轴上下滑动。第二级小圆锥齿轮内部制有内花键，它与传动花键轴套装，随传动花键轴一起转动，并可沿传动花键轴进行轴向上下滑动，其上下跳动与车轮保持同步。第二级小圆锥齿轮与第二级大圆锥齿轮啮合并将动力传递至车轮。如此，第二级大圆锥齿轮、第二级小圆锥齿轮随车轮上下跳动，属非簧载质量。而电机、第一级小圆锥齿轮、第一级大圆锥齿轮、传动花键轴则属于簧载质量。此外使用两对圆锥齿轮，在不增加甚至减少非簧载质量的前提下，不但可以增加减速比，从受力方面考虑也优于单级减速，还能使电机绕传动花键轴任意周向进行布置。

本发明中的第二级小圆锥齿轮沿传动花键轴上下跳动，为了避免车轮跳动干涉第二级大圆锥齿轮、第二级小圆锥齿轮的传动，车轮也须按照平行于传动花键轴的方向跳动，本发明采用平行于传动花键轴的悬架导向花键轴作为悬架导向机构，保证车轮跳动方向平行于传动花键轴轴向，并承受来自地面的纵向力与侧向力。配以此悬架导向机构，使得传动系统中传动花键轴仅与第二级小圆锥齿轮传递扭矩而不承受其他力及弯矩。

本发明的优越功效在于：

1）采用左、右两套减速式轮边电驱动系统，配备两套两级圆锥齿轮减速，具备较大的减速比，方便采用具备高比功率的高速内转子电机，同时电机的方位布置也较为灵活；

2）由于传动花键轴的引入，电机以及一半的减速装置属于簧载质量，较大地减小了非簧载质量；

3）第二级大圆锥齿轮的特殊构造还可以将其与制动鼓集成设计，结构紧凑简洁、传动效率高，各轮的驱动力独立可控，有利于提高车辆的操稳性和舒适性；

4）同时采用悬架导向机构，并可随车轮跳动而跳动。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A向视图；

图3为本发明悬架导向机构结构示意图；

图中标号说明

1—轮辋；                          2—制动鼓；

3—轮毂；                          4—轮毂轴承；

5—角接触球轴承；                  

6—车桥；

601—内花键套；                    602—车桥安装架；

7—副车架；

701—悬架导向花键轴固定板；        702—电机固定架；

703—上轴承套；                    704—下轴承套；

705—悬架导向花键轴安装孔；

8—悬架导向花键轴；                 9—轴承盖；

10—第二级大圆锥齿轮；              11—深沟球轴承；

12—第二级小圆锥齿轮；              13—传动花健轴；

14—第一级大圆锥齿轮；              16—第一级小圆锥齿轮；

17—电机。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的结构作进一步的描述。

如图1和图2所示，本发明提供了一种电动汽车减速式轮边电驱动及其垂直跳动式悬架系统，包含汽车左、右两后轮减速式轮边电驱动系统和跳动式悬架，左、右后轮任一驱动系统，由电机17与副车架7中的电机固定架702连接，第一级小圆锥齿轮16装于电机17输出轴上，并与固装在传动花键轴13上的第一级大圆锥齿轮14啮合；一滑动套装在传动花键轴13上的第二级小圆锥齿轮12与制动鼓2固接的第二级大圆锥齿轮10啮合；一悬架导向花键轴8与副车架7下端的安装孔705套装，中间与车桥6内花键套601的内花键齿套接啮合，上端通过螺栓与副车架7的悬架导向花键轴固定板701螺接。

所述传动花键轴13的上端部分为一凸肩和圆轴，上端用于固装第一级大圆锥齿轮14，第一级大圆锥齿轮14由传动花键轴13上的凸肩及角接触球轴承5限位，角接触球轴承5安装于副车架7中的上轴承套703中并由轴承盖9限位，第一级大圆锥齿轮14通过平键带动传动花键轴13转动；所述传动花键轴13的中间部分是花键齿，花键齿上滑动套装有第二级小圆锥齿轮12，第二级小圆锥齿轮12的下方通过深沟球轴承11与车桥6的安装架602固接；所述传动花键轴13的下端部分为圆轴，通过另一角接触球轴承5与副车架7中的下轴承套704固接，所述传动花键轴13相对于副车架7进行转动。

所述深沟球轴承11，其内圈支承于第二级小圆锥齿轮12，外圈支承于车桥6的安装架602，该深沟球轴承11由第二级小圆锥齿轮12上的凸肩、车桥6的安装架602上的凸肩、轴用弹性挡圈以及孔用弹性挡圈定位固装，使第二级小圆锥齿轮12与车桥6的相对位置固定不变，且第二级小圆锥齿轮12与第二级大圆锥齿轮10始终啮合。

如图3所示，所述的悬架导向花键轴8，其下端为圆轴，其上端为一圆形板状与导向花键固定板701螺接，其中间段为花键外齿；悬架导向花键轴8与传动花键轴13平行设置，使车轮跳动方向平行于悬架导向花键轴8和传动花键轴13的轴向跳动。

上述制动鼓2的一端通过数个均匀周布螺钉与第二级大圆锥齿轮固定，制动鼓2的另一端通过数个螺栓与轮毂3及轮辋1固定，通过第二级大圆锥齿轮的动力带动制动鼓2、轮毂3、轮辋1以驱动车轮，其中，轮辋1、制动鼓2、轮毂3有轮胎简称为车轮；此外，悬架弹簧与减震器（图中未显示）的下端安装在车桥6上的圆形凸台上，悬架弹簧及减震器的上端安装于副车架7上。

本发明的第二级圆锥齿轮10、12与车桥6连接，且车桥6随车轮上、下跳动，为了避免车轮跳动干涉第二级圆锥齿轮10、12的传动，采用传动花键轴13与悬架导向花键轴8平行设置的悬架导向机构，能保证车轮跳动方向平行于传动花健轴13轴向，并可承受来自车桥的纵向力和侧向力。

本发明的技术方案中的副车架为同一副车架7，副车架7通过阻尼连接于整车，避免因电机17运转引起的震动直接传至车身。

Claims (4)

1.一种电动汽车减速式轮边电驱动及其垂直跳动式悬架系统，包含汽车左、右两后轮减速式轮边电驱动系统和跳动式悬架，其特征在于：左、右后轮任一驱动系统，由电机（17）与副车架（7）中的电机固定架（702）连接，第一级小圆锥齿轮（16）装于电机（17）输出轴上，并与固装在传动花键轴（13）上的第一级大圆锥齿轮（14）啮合；一滑动套装在传动花键轴（13）上的第二级小圆锥齿轮（12）与制动鼓（2）固接的第二级大圆锥齿轮（10）啮合；一悬架导向花键轴（8）与副车架（7）下端的安装孔（705）套装，中间与车桥（6）内花键套（601）的内花键齿套接啮合，上端通过螺栓与副车架（7）的悬架导向花键轴固定板（701）螺接。

2.根据权利要求1所述的电动汽车减速式轮边电驱动及其垂直跳动式悬架系统，其特征在于：所述传动花键轴（13）的上端部分为一凸肩和圆轴，上端用于固装第一级大圆锥齿轮（14），第一级大圆锥齿轮（14）由传动花键轴（13）上的凸肩及角接触球轴承（5）限位，角接触球轴承（5）安装于副车架（7）中的上轴承套（703）中并由轴承盖（9）限位，第一级大圆锥齿轮（14）通过平键带动传动花键轴（13）转动；所述传动花键轴（13）的中间部分是花键齿，花键齿上滑动套装有第二级小圆锥齿轮（12），第二级小圆锥齿轮（12）的下方通过深沟球轴承（11）与车桥（6）的安装架（602）固接；所述传动花键轴（13）的下端部分为圆轴，通过另一角接触球轴承（5）与副车架（7）中的下轴承套（704）固接，所述传动花键轴（13）相对于副车架（7）进行转动。

3.根据权利要求2所述的电动汽车减速式轮边电驱动及其垂直跳动式悬架系统，其特征在于：所述深沟球轴承（11），其内圈支承于第二级小圆锥齿轮（12），外圈支承于车桥（6）的安装架（602），该深沟球轴承（11）由第二级小圆锥齿轮（12）上的凸肩、车桥（6）的安装架（602）上的凸肩、轴用弹性挡圈以及孔用弹性挡圈定位固装，使第二级小圆锥齿轮（12）与车桥（6）的相对位置固定不变，且第二级小圆锥齿轮（12）与第二级大圆锥齿轮（10）始终啮合。

4.根据权利要求1所述的电动汽车减速式轮边电驱动及其垂直跳动式悬架系统，其特征在于：所述的悬架导向花键轴（8），其下端为圆轴，其上端为一圆形板状与导向花键固定板螺接，其中间段为花键外齿；悬架导向花键轴（8）与传动花键轴（13）平行设置，使车轮跳动方向平行于悬架导向花键轴（8）和传动花键轴（13）的轴向跳动。

Images