CN102403833B - 电动车自动变速轮毂电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动车自动变速轮毂电机,包括轮毂(1)、左右端盖(3、18)、主轴(11)、内电机,左右端盖(3、18)与轮毂(1)组成密闭的外壳体并可转动地设置在主轴(11)上,内电机安装在外壳体内,所述的内电机包括内壳体(2)、自动离合器(5)、转子磁钢(15)、定子线圈(16)、定子铁芯(17),自动离合器(5)可转动地安装在主轴(11)上,转子磁钢(15)均布在自动离合器(5)的外壳体圆周上,定子铁芯(17)固定在与转子磁钢(15)相对应的内壳体(2)上,定子线圈(16)镶嵌在定子铁芯(17)上,所述内壳体(2)的两侧对应设有低速传动机构和高速传动机构。采用本结构后,具有结构简单合理、传动扭矩大、爬坡能力及过载能力好、运行效率高、自动变速等优点。

Description

电动车自动变速轮毂电机
技术领域
[0001] 本发明创造涉及一种轮毂电机,特别是一种可以根据速度自动变速的轮毂电机。
背景技术
[0002] 电动车由于节能环保、操作简单、使用方便、运行成本低,深受广大消费者的喜欢,同时也得到了各级政府的高度重视,电动车进入快速发展通道,轮毂电机出现了供不应求的局面。
[0003]目前电动车上使用的轮毂电机包括直流电机、轮毂、左右轮毂盖、左右半轴、减速装置,直流电机和减速装置设置在轮毂内,左右轮毂盖对应固定在轮毂的两侧,所述的减速装置包括固定在直流电机转轴上的中心齿轮、星形分布的行星齿轮、设置在右轮毂盖上的齿圈,行星齿轮可转动地设置在固定轴上,固定轴固定在直流电机的电机盖与右半轴之间,行星齿轮内侧与中心齿轮啮合,其外侧与齿圈啮合,右半轴可转动地设置在右轮毂盖上,左半轴可转动地设置在左轮毂盖上并与直流电机的电机壳固定连接。工作时,电机转轴通过中心齿轮带动行星齿轮,行星齿轮再带动齿圈旋转,齿圈带动轮毂转动,从而实现电动车骑行的目的。这种模式结构简单、控制方便,但在实际使用过程中,电动车对不同的路况其要求是不同的;当正常行驶时,要求轮毂电机转速快、输出扭矩小;当启动、爬坡或大负载时,要求轮毂电机转速慢、输出扭矩大;其存在的不足之处是:一是由于电机按正常运行条件设计,在电机功率不变的条件下无法改变输出扭矩,因此,在启动、爬坡和大负载时常常使电机处于非正常状态下运转,迫使电机在低效率区工作,导致电机堵转、发热,甚至停止转动,造成电机、蓄电池、控制器等重要部件受到冲击,缩短寿命;二是爬坡能力和过载能力差、适应范围小、运行效率低、续行里程短。为此,许多生产厂家和有识之士都进行了卓有成效地开发和研究,但至今尚未有合理的产品面世。
发明内容
[0004] 为了克服现有电动车轮毂电机存在的上述弊病,本发明创造的目的是提供一种结构简单合理、传动扭矩大、爬坡能力及过载能力好、运行效率高、能自动变速的电动车自动变速轮毂电机。
[0005] 本发明创造解决上述技术问题所采用的技术方案,它包括轮毂、左右端盖、主轴、内电机,左右端盖与轮毂组成密闭的外壳体并可转动地设置在主轴上,内电机安装在外壳体内,所述的内电机包括内壳体、自动离合器、转子磁钢、定子线圈、定子铁芯,自动离合器可转动地安装在主轴上,转子磁钢均布在自动离合器的外壳体圆周上,定子铁芯固定在与转子磁钢相对应的内壳体上,定子线圈镶嵌在定子铁芯上。
[0006] 本发明创造的进一步方案,所述内壳体的两侧对应设有低速传动机构和高速传动机构。
[0007] 本发明创造的更进一步方案,所述的低速传动机构包括低速中心齿轮、低速行星架、低速行星齿轮、低速齿圈,低速中心齿轮可转动地设置在主轴上,低速行星架与主轴固定连接,低速行星齿轮可转动地设置在销轴上,销轴一端固定在低速行星架上,另一端与内壳体固定连接,低速齿圈固定在外壳体内,自动离合器的外壳体侧壁上设有单向器座,单向器座上安装有单向器,低速中心齿轮内侧与单向器配合,外侧与低速行星齿轮啮合,低速行星齿轮与低速齿圈啮合。
[0008] 本发明创造的更进一步方案,所述的高速传动机构包括高速中心齿轮、高速行星架、高速行星齿轮、高速齿圈,高速中心齿轮可转动地设置在主轴上,高速行星架与主轴固定连接,高速行星齿轮可转动地设置在销轴上,销轴一端固定在高速行星架上,另一端与内壳体固定连接,高速齿圈固定在外壳体内,高速中心齿轮内侧与自动离合器的从动盘配合,外侧与高速行星齿轮啮合,高速行星齿轮与高速齿圈啮合。
[0009] 本发明创造的更进一步方案,所述的左右端盖上对应设有与主轴密封配合的密封圈。
[0010] 本发明创造的更进一步方案,所述左端盖或右端盖上设有刹车组件。
[0011] 采用上述结构后本发明创造与现有技术比较有如下优点和效果:
[0012] —是将自动离合器与电机组合成一体,自动离合器作为内电机的转子,转子磁钢均布在自动离合器的外壳体圆周上,内电机工作后自动离合器就自动工作,在行驶过程中通过速度自动控制离合器离合,实现低速和高速的自动转换,输出不同的速度及扭矩,使电动车在不同路况都能稳定工作,有效提高爬坡能力、过载能力和续行里程。
[0013] 二是高低速传动机构采用中心齿轮带动行星齿轮,行星齿轮通过齿圈带动轮毂转动,结构简单紧凑、体积小,传动扭矩大。
[0014] 三是精度要求低,使用寿命长,通用性好,与现有的一体化轮毂、钢丝轮、和硬橡胶胎轮都能配套使用。
附图说明
[0015] 图1为发明创造第一实施方案的结构示意图。
[0016] 图2为发明创造第二实施方案的结构示意图。
[0017] 图3为发明创造低速传动结构示意图。
[0018] 图4为发明创造高速传动结构示意图。
[0019] 其中I轮毂,2内壳体,3左端盖,4低速齿圈,5自动离合器,6单向器座,7单向器,8低速中心齿轮,9密封圈,10电机引线,11主轴,12低速行星架,13销轴,14低速行星齿轮,15转子磁钢,16定子线圈,17定子铁芯,18右端盖,19高速齿圈,20高速行星齿轮,21销轴,22高速中心齿轮,23高速行星架,24密封圈,25刹车组件,26轴承,27轴承,28轴承,29轴承。
具体实施方式
[0020] 图1、图3和图4所示,为本发明创造电动车自动变速轮毂电机的第一具体实施方案,它包括轮毂1、左右端盖3、18、主轴11、内电机,左右端盖3、18与轮毂I组成密闭的外壳体,外壳体通过设置在左右端盖3、18上的轴承可转动地设置在主轴11上,内电机安装在外壳体内,所述的内电机包括内壳体2、自动离合器5、转子磁钢15、定子线圈16、定子铁芯17,自动离合器5通过轴承可转动地安装在主轴11上,转子磁钢15均布在自动离合器5的外壳体圆周上,定子铁芯17固定在与转子磁钢15相对应的内壳体2上,定子线圈16镶嵌在定子铁芯17上,电机引线10从主轴11的出线孔引出。自动离合器5可以是湿式离合器,也可以是干式离合器。
[0021] 所述内壳体2的两侧对应设有低速传动机构和高速传动机构。
[0022] 所述的低速传动机构包括低速中心齿轮8、低速行星架12、低速行星齿轮14、低速齿圈4,低速中心齿轮8通过轴承26可转动地设置在主轴11上,低速行星架12与主轴11固定连接,低速行星齿轮14通过轴承27可转动地设置在销轴13上,销轴13 —端固定在低速行星架12上,另一端与内壳体2固定连接,使主轴11、低速行星架12及内壳体2固定连为一体,低速齿圈4固定在外壳体的左端盖3上,自动离合器5的外壳体侧壁上设有单向器座6,单向器座6上安装有单向器7,低速中心齿轮8内侧与单向器7配合,外侧与低速行星齿轮14啮合,低速行星齿轮14与低速齿圈4啮合。
[0023] 所述的高速传动机构包括高速中心齿轮22、高速行星架23、高速行星齿轮20、高速齿圈19,高速中心齿轮22通过轴承28可转动地设置在主轴11上,高速行星架23与主轴11固定连接,高速行星齿轮20通过轴承29可转动地设置在销轴21上,销轴21 —端固定在高速行星架23上,另一端与内壳体2固定连接,高速齿圈19固定在外壳体的右端盖18上,高速中心齿轮22内侧与自动离合器5的从动盘配合,外侧与高速行星齿轮20啮合,高速行星齿轮20与高速齿圈19啮合。
[0024] 为了防止左右端盖3、18与主轴11连接处漏油,所述的左右端盖3、18上对应设有与主轴11密封配合的密封圈9、24。为了安全行驶,所述左端盖3或右端盖18上设有刹车组件25。
[0025] 下面对本发明创造的工作作进一步描述,以湿式离合器为例,在启动、爬坡或大负载时,内电机低速运行带动自动离合器5转动,由于转速较慢,自动离合器5处于分离状态,安装在单向器座6上的单向器7带动低速中心齿轮8转动,低速中心齿轮8通过低速行星齿轮14带动低速齿圈4转动,低速齿圈4再带动轮毂I转动,从而带动电动车在在低速区间运行,并输出较大的扭矩。当内电机转速提高到高速区间,速度达到连接设定值时,自动离合器5在离心块作用下压紧磨擦片,使从动盘与主动盘一起转动,从动盘带动高速中心齿轮22转动,高速中心齿轮22通过高速行星齿轮20带动高速齿圈19转动,高速齿圈19再带动轮毂I转动,从而带动电动车在在高速区间运行,扭矩输出较小;此时高速中心齿轮22带动轮毂I转动的速度超越了低速中心齿轮8带动轮毂I转动的速度,单向器7相对低速中心齿轮8空转,从而实现低速到高速的自动转换。
[0026] 图2所示,为本发明创造电动车自动变速轮毂电机的第二具体实施方案,与第一具体实施方案的不同之处是低速齿圈4固定在外壳体的轮毂I左侧,高速齿圈19固定在外壳体的轮毂I右侧,其它结构与第一具体实施方案相同,在此不再重述。

Claims (3)

1. 一种电动车自动变速轮毂电机,包括轮毂(I)、左右端盖(3、18)、主轴(11)、内电机,左右端盖(3、18)与轮毂(I)组成密闭的外壳体并可转动地设置在主轴(11)上,内电机安装在外壳体内,其特征是:所述的内电机包括内壳体(2)、自动离合器(5)、转子磁钢(15)、定子线圈(16)、定子铁芯(17),自动离合器(5)可转动地安装在主轴(11)上,转子磁钢(15)均布在自动离合器(5)的外壳体圆周上,定子铁芯(17)固定在与转子磁钢(15)相对应的内壳体(2)上,定子线圈(16)镶嵌在定子铁芯(17)上;所述内壳体(2)的两侧对应设有低速传动机构和高速传动机构;所述的低速传动机构包括低速中心齿轮(8)、低速行星架(12)、低速行星齿轮(14)、低速齿圈(4),低速中心齿轮(8)可转动地设置在主轴(11)上,低速行星架(12)与主轴(11)固定连接,低速行星齿轮(14)可转动地设置在销轴(13)上,销轴(13) —端固定在低速行星架(12)上,另一端与内壳体(2)固定连接,低速齿圈(4)固定在外壳体内,自动离合器(5)的外壳体侧壁上设有单向器座(6),单向器座(6)上安装有单向器(7),低速中心齿轮(8)内侧与单向器(7)配合,外侧与低速行星齿轮(14)啮合,低速行星齿轮(14)与低速齿圈(4)啮合;所述的高速传动机构包括高速中心齿轮(22)、高速行星架(23)、高速行星齿轮(20)、高速齿圈(19),高速中心齿轮(22)可转动地设置在主轴(11)上,高速行星架(23)与主轴(11)固定连接,高速行星齿轮(20)可转动地设置在销轴(21)上,销轴(21) —端固定在高速行星架(23)上,另一端与内壳体(2)固定连接,高速齿圈(19)固定在外壳体内,高速中心齿轮(22)内侧与自动离合器(5)的从动盘配合,外侧与高速行星齿轮(20)啮合,高速行星齿轮(20)与高速齿圈(19)啮合。
2.根据权利要求1所述的电动车自动变速轮毂电机,其特征是:所述的左右端盖(3、18)上对应设有与主轴(11)密封配合的密封圈(9、24)。
3.根据权利要求1或2所述的电动车自动变速轮毂电机,其特征是:所述左端盖(3)或右端盖(18)上设有刹车组件(25)。
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