CN102887058B - 一体化麦弗逊悬架轮内减速式电驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一体化麦弗逊悬架轮内减速式电驱动系统，将电机壳体与麦弗逊悬架下摆臂一体化集成，将减速箱壳体与转向节一体化集成，采用电机偏离车轮中心并靠近下摆臂弹性铰的布置方式。本发明的优点是在车轮跳动过程中，减小了电机相对于车架的振动，具有一体化集成度高、等效簧下质量轻的特点。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车底盘与传动领域，具体涉及一体化麦弗逊悬架轮内减速式电驱动系统。
背景技术
目前，以电动轮为代表的轮边电驱动系统其主要结构特征是将驱动电机安装在驱动轮内或驱动轮附近，具有驱动传动链短、传动高效、结构紧凑等优点。同时，轮边驱动系统各驱动轮转矩可独立控制，轮边电机既是汽车的信息单元，又是快速反应的控制执行单元，有利于实现传统汽车上难以实现的高性能控制功能，从而提高恶劣路面条件下的行驶性能。
但一般的轮边驱动系统，因在轮边/轮内引入了驱动电机、减速器等部件，致使整车簧下质量显著增加，直接影响到车轮接地性、车身平顺性。
专利201110053093.0中提及了一种减小单横臂悬架轮边电驱动系统等效簧下质量结构及方法，但只适用于非转向轮。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是要提供一种可用于转向轮的一体化麦弗逊悬架轮内减速式电驱动系统。它将电机壳体与麦弗逊悬架下摆臂一体化集成，将减速箱壳体与转向节一体化集成，采用电机偏离车轮中心并靠近下摆臂弹性铰的布置方式，在车轮跳动过程中，减小了电机相对于车架的振动，具有一体化集成度高、等效簧下质量轻的特点。
本发明的技术方案是：
主要包括带轴承的隔振块总成、车架、减振器、一体化减速箱-转向节总成、第三代轮毂轴承、半轴、万向节、第一转动较、转向节连杆、第二转动铰、下摆臂连杆、第三转动较、电机、弹性铰、球铰。
减速箱壳体为转向节的一部分，与转向节臂共同构成一体化减速箱-转向节总成。电机壳体通过两个弹性铰支承于车架，两个弹性铰的铰点之连线构成下摆臂与车架之间的铰接摆动轴线，充当麦弗逊悬架下摆臂的功能。下摆臂连杆一端以第三转动铰与电机壳体连接，相对于电机壳体可且仅可作绕第三转动铰中心轴线转动。转向节连杆一端以第一转动铰与一体化减速箱-转向节总成相连，一体化减速箱-转向节总成相对于转向节连杆可且仅可作绕第一转动铰中心轴线转动。下摆臂连杆与转向节连杆之间以第二转动铰相连，下摆臂连杆相对于转向节连杆可且仅可作绕第二转动铰中心轴线转动。减振器由减振器工作缸筒和减振器活塞杆两部分组成，减振器活塞杆可沿减振器工作缸筒中心轴线方向滑动，减振器活塞杆上端通过带轴承的隔振块总成与车架连接，减振器工作缸筒与一体化减速箱-转向节总成固联。悬架弹簧支承于与一体化减速箱-转向节固联的筒式减振器工作缸筒和带轴承的隔振块总成之间。第三代轮毂轴承由轮毂轴承内圈、轮毂轴承外圈组成，轮毂轴承内圈相对于第三代轮毂轴承外圈可且仅可作绕第三代轮毂轴承中心轴线的转动。轮毂轴承外圈与一体化减速箱-转向节总成上的减速箱壳体固联，轮毂轴承内圈则与减速箱输出轴、轮辋和制动器旋转件固联。一体化减速箱-转向节总成上的转向节臂通过球铰与转向横拉杆连接。
所述电机动力输出轴与万向节一端固联，将电机动力传动至万向节，万向节另一端与半轴固联，半轴与减速箱动力输入轴固联，动力通过减速箱减速增扭后，经由减速箱动力输出轴传递至与之固联的轮毂轴承内圈和轮辋，从而驱动车轮。
所述带轴承的隔振块总成中心点为A；用于连接一体化减速箱-转向节总成和转向节连杆的第一转动铰中心轴线、用于连接电机壳体和下摆臂连杆的第三转动铰中心轴线以及用于连接下摆臂连杆和转向节连杆的第二转动铰中心轴线三线相交于点B，故直线AB是主销轴线。万向节中心点与点B重合，始终位于主销轴线上。当有转向需求时，转向横拉杆通过球铰拉动转向节臂使一体化减速箱-转向节总成绕主销轴线转动，因万向节中心点始终位于主销轴线上，从而避免了运动干涉的发生。
所述减速箱采用定轴圆柱齿轮传动、或圆锥齿轮传动、或行星齿轮传动、或链传动、或带传动。
本发明的卓越功效在于：
（1）电机壳体充当了下摆臂，减速箱壳体充当了转向节，一体化集成度高；
（2）电机布置靠近与车身连接的下摆臂弹性铰，故其相对车身振幅较小，具有等效簧下质量小的特点；
（3）减速箱可以采用定轴圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动、行星齿轮传动、链传动、带传动等诸多形式；
（4）车辆转向时，电机不随车轮转向，因而相较于传统的电机、减速器布置于轮内的轮边驱动系统；转向惯性力矩更小、转向响应更为灵敏。
附图说明
图1为本发明一体化麦弗逊悬架轮内减速式电驱动系统的结构示意图；
图中标号说明
1－带轴承的隔振块总成； 2－车架；
3－减振器；
301－减振器工作缸筒； 302－减振器活塞杆；
4－一体化减速箱-转向节总成；
401－转向节臂； 402－减速箱壳体；
5－第三代轮毂轴承；
501－第三代轮毂轴承外圈； 502－轮毂(第三代轮毂轴承内圈)；
6－半轴； 7－万向节；
8－第一转动较； 9－转向节连杆；
10－第二转动铰； 11－下摆臂连杆；
12－第三转动较；
13－电机； 1301－电机动力输出轴
14－弹性铰； 15－球铰。
具体实施方式
下面结合图1，本发明采用第三代轮毂轴承为例作进一步的说明。
本发明提供一体化麦弗逊悬架轮内减速式电驱动系统，包括带轴承的隔振块总成1、车架2、减振器3、一体化减速箱-转向节总成4、第三代轮毂轴承5、半轴6、万向节7、第一转动较8、转向节连杆9、第二转动铰10、下摆臂连杆11、第三转动较12、电机13、弹性铰14、球铰15。
减速箱壳体402为一体化减速箱-转向节总成4的一部分，与转向节臂401共同构成一体化减速箱-转向节总成4。电机13的壳体通过两个弹性铰14（图中只画出一个）支承于车架2，两个弹性铰14的铰点之连线构成下摆臂与车架2之间的铰接摆动轴线，充当麦弗逊悬架下摆臂的功能。下摆臂连杆11一端以第三转动铰12与电机13壳体连接，相对于电机13壳体可且仅可作绕第三转动铰12中心轴线转动。转向节连杆9一端以第一转动铰8与一体化减速箱-转向节总成4相连，一体化减速箱-转向节总成4相对于转向节连杆9可且仅可作绕第一转动铰8中心轴线转动。下摆臂连杆11与转向节连杆9之间以第二转动铰10相连，下摆臂连杆11相对于转向节连杆9可且仅可作绕第二转动铰10中心轴线转动。减振器3由减振器工作缸筒301和减振器活塞杆302两部分组成，减振器活塞杆302可沿减振器工作缸筒301中心轴线方向滑动，减振器活塞杆302上端通过带轴承的隔振块总成1与车架2连接，减振器工作缸筒301与一体化减速箱-转向节总成4固联。悬架弹簧支承于与一体化减速箱-转向节总成4固联的筒式减振器工作缸筒301和带轴承的隔振块总成1之间。所述第三代轮毂轴承5由第三代轮毂轴承内圈502、第三代轮毂轴承外圈501组成，第三代轮毂轴承内圈502相对于第三代轮毂轴承外圈501可且仅可作绕第三代轮毂轴承5中心轴线的转动。第三代轮毂轴承外圈501与一体化减速箱-转向节总成4上的减速箱壳体402固联，第三代轮毂轴承内圈502则与减速箱输出轴、轮辋和制动器旋转件固联。一体化减速箱-转向节总成4上的转向节臂401通过球铰15与转向横拉杆（图中未示出）连接。
所述电机动力输出轴1301与万向节7一端固联，将电机13动力传动至万向节7，万向节7另一端与半轴6固联，所述半轴6与减速箱动力输入轴固联，动力通过减速箱减速增扭后，经由减速箱动力输出轴传递至与之固联的第三代轮毂轴承内圈502和轮辋，从而驱动车轮。
所述带轴承的隔振块总成1中心点为A；用于连接一体化减速箱-转向节总成4和转向节连杆9的第一转动铰8中心轴线、用于连接电机13壳体和下摆臂连杆11的第三转动铰12中心轴线以及用于连接下摆臂连杆11和转向节连杆9的第二转动铰10中心轴线三线相交于点B，故直线AB是主销轴线。所述万向节7中心点与点B重合，始终位于主销轴线上。当有转向需求时，转向横拉杆（图中未示出）通过球铰15拉动转向节臂401使一体化减速箱-转向节总成4绕主销轴线转动，因万向节7中心点始终位于主销轴线上，从而避免了运动干涉的发生。
Claims (4)
1.一体化麦弗逊悬架轮内减速式电驱动系统，其特征在于：减速箱壳体为转向节的一部分，与转向节臂构成一体化减速箱-转向节总成；电机壳体通过两个弹性铰支承于车架，两个弹性铰的铰点之连线构成下摆臂与车架之间的铰接摆动轴线，所述的电机壳体充当麦弗逊悬架下摆臂；下摆臂连杆一端以第三转动铰与电机壳体连接，相对于电机壳体可且仅可作绕第三转动铰中心轴线转动；转向节连杆一端以第一转动铰与一体化减速箱-转向节总成相连，一体化减速箱-转向节总成相对于转向节连杆可且仅可作绕第一转动铰中心轴线转动；下摆臂连杆与转向节连杆之间以第二转动铰相连，下摆臂连杆相对于转向节连杆可且仅可作绕第二转动铰中心轴线转动；减振器活塞杆上端通过带轴承的隔振块总成与车架连接，减振器工作缸筒与一体化减速箱-转向节总成固联；轮毂轴承外圈与一体化减速箱-转向节总成上的减速箱壳体固联；万向节一端与电机动力输出轴固联，另一端与半轴固联，半轴与减速箱动力输入轴固联，减速箱动力输出轴与轮毂轴承内圈、制动器旋转件及轮辋固联；所述带轴承的隔振块总成中心点为A；用于连接一体化减速箱-转向节总成和转向节连杆的第一转动铰中心轴线、用于连接减速箱壳体和下摆臂连杆的第三转动铰中心轴线以及用于连接下摆臂连杆和转向节连杆的第二转动铰中心轴线三线相交于点B，直线AB是主销轴线；万向节中心点与点B重合，始终位于主销轴线上。
2.根据权利要求1所述的一体化麦弗逊悬架轮内减速式电驱动系统，其特征在于：电机将动力输入至万向节，万向节将动力传递至与之固联的半轴，半轴继而将动力传递至与之固联的减速箱动力输入轴，经减速箱减速增扭后由减速箱动力输出轴将动力输出至轮毂轴承内圈，驱动与轮毂轴承内圈固联的车轮。
3.根据权利要求1所述的一体化麦弗逊悬架轮内减速式电驱动系统，其特征在于：所述一体化麦弗逊悬架轮内减速式电驱动系统适用于转向轮。
4.根据权利要求1所述的一体化麦弗逊悬架轮内减速式电驱动系统，其特征在于：所述减速箱采用定轴圆柱齿轮传动、或圆锥齿轮传动、或行星齿轮传动、或链传动、或带传动。
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