CN103277479A

CN103277479A - 机械驻车的二档纯电动汽车减速器

Info

Publication number: CN103277479A
Application number: CN2013102394268A
Authority: CN
Inventors: 邱永华; 须俊健; 王彦斌; 魏子云
Original assignee: Shanghai Automobile Gear Works
Current assignee: Shanghai Automobile Gear Works
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2033-06-17
Also published as: CN103277479B

Abstract

一种车辆传动装置的布置技术领域的，机械驻车的二档纯电动汽车减速器，包括：输入机构、输出机构、差速器、驻车机构、棘爪、回转轴和拉索机构，其中：输入机构与整车电机相连，输出机构分别与输入机构和差速器相连；拉索机构分别与整车换挡机构和驻车机构相连，棘爪设置于回转轴上，制动时，棘爪的两侧分别与驻车机构和差速器相接触。本发明实现纯电动汽车P、D、N档位之间的自由切换，集差速变速及机械式驻车一体，其高效传动以及低功率的损耗保证了整车快速、稳定、高效的行驶。

Description

机械驻车的二档纯电动汽车减速器

技术领域

本发明涉及的是一种车辆传动装置技术领域的系统，具体是一种可机械驻车的二档纯电动汽车减速器。

背景技术

在能源和环保的压力下，节能环保已经成为了社会各界所共同关注的焦点。“十一五”以来，我国提出“节能和新能源汽车”战略，政府高度关注新能源汽车的研发和产业化，新能源汽车成为未来汽车的发展方向。“十二五”期间，我国新能源汽车正式迈入产业化发展阶段。新能源汽车、动力电池及关键零部件技术整体上达到国际先进水平已成为目前及未来汽车行业发展中必须重点解决的核心课题。

减速箱作为新能源汽车上的核心零部件，不仅对其外观、噪音、安全性等方面有高标准的要求，对其使用性能的要求更加严格。当前，新能源减速器的类型有很多种，如：2+1档位变速箱、带有驻车电机及驻车机构的变速箱等，且已经应用到相应的整车中。然后这些变速箱或多或少存在一些不足，如制造成本高、噪音值大、结构复杂、安全性较差等。这就需要对原有系统进行结构改进，以促进性能改善。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN101817307，公开日2010-09-01，记载了一种电动汽车动力总成，其中动力传动系统包括齿轮传动系统、自动换挡系统和自动驻车系统；所述的动力传动系统还包括自动变速器控制器、驱动电机控制器，所述的自动驻车系统包括P挡电机、P挡棘爪、P挡棘爪压板、弹簧预紧机构、P挡轴、P挡盖板、P挡位置检测杆、P挡位置传感器，通过这些机构，可以在挂上P挡时让棘轮处于锁止状态，从而让车轮抱死，摘下P挡时解开棘轮，车轮可以自由旋转。但是，该技术的换挡系统和驻车系统结构复杂，设计成本较高，且依赖电动控制，电动驻车制动的可靠性较差，长时间使用会导致其稳定性差，影响变速箱的正常运转。

另外，中国专利文献号CN101973209，公开日2011-02-16，记载了一种汽车自动变速器的驻车机构，包括与差速器壳体相连的驻车棘轮、可与驻车棘轮啮合的驻车棘爪、以及铰接在车体上的定位轨板，所述的驻车棘爪通过回转轴铰接在车体上，所述的驻车棘轮、驻车棘爪和定位轨板位于同一平面内，所述的定位轨板上铰接有推杆，所述的推杆上依次套设有滑移件和一端能抵靠在滑移件端部的弹簧，所述的滑移件在一压杆的作用下与驻车棘爪抵靠，当所述的定位轨板转动时所述的滑移件能推动驻车棘爪，使驻车棘爪卡入驻车棘轮的棘齿内。但该现有技术没有公开其他档位的换挡机构，且其驻车系统换档行程有限，对档位的介绍不够清晰，相对来说其驻车机构的结构不够轻便、简单。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种机械驻车的二档纯电动汽车减速器，能够实现P、D、N档位之间的自由切换以及机械驻车。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种机械驻车的二档纯电动汽车减速器，包括：输入机构、输出机构、差速器、驻车机构、棘爪、回转轴和拉索机构，其中：输入机构与整车电机相连，输出机构分别与输入机构和差速器相连；拉索机构分别与整车换挡机构和驻车机构相连，棘爪设置于回转轴上，制动时，棘爪的两侧分别与驻车机构和差速器相接触。

输入机构、输出机构分别通过轴承设置于减速器前壳体、后壳体的轴孔中；差速器通过锥轴承设置于前壳体、后壳体中；驻车机构固定于后壳体中；回转轴固定于减速器后壳体中。

所述的拉索机构包括：支架、第一摇臂、第二摇臂、第三摇臂和第四摇臂，其中：第一摇臂与驻车机构相连，第四摇臂的一端与整车换挡机构相连，第二摇臂两端的球窝结构分别与第三摇臂的球头结构、第一摇臂的球头结构相配合，支架的径向孔的两端分别设置第三摇臂和第四摇臂。

所述的驻车机构包括：托架总成、框架和换挡元件总成，其中：框架设置于托架总成的外部，换挡元件总成的一端设置于托架总成上，另一端与拉索机构相连，制动时，托架总成与棘爪相配合以带动棘爪。

所述的托架总成包括：压力滚子、封盖和托架板，其中：封盖与框架底部相接触，托架板与封盖之间由两个压力滚子固定，制动时，压力滚子与棘爪相配合以带动棘爪。

所述的换挡元件总成包括：调整摇臂和与之相连的导向杆，导向杆外配弹簧后穿过托架总成的托架板并与其过盈配合以固定。

所述的托架总成上有卡扣件，框架上有卡扣槽，卡扣件和卡扣槽配合。

所述的棘爪上的一侧为与驻车机构相配合的滚珠侧，相对侧为差速器相配合的棘轮侧，棘爪和销子相接触，靠近销子的一侧为滚珠侧，销子在换挡时可沿着封盖内部的行程槽滑动以限制换挡行程。

机械制动时，压力滚子与棘爪相配合以带动棘爪；非驻车档位时压力滚子与棘爪的滚珠侧相接触。

所述的回转轴上依次设有弹簧架和扭力弹簧，其中：P档位置时扭力弹簧末端与水平呈25°角度，D与N档位时扭力弹簧与水平位置呈30°角度。扭力弹簧保证在驻车机构处于D档、P档时档位挂紧不脱开。

所述的差速器包括：差速壳体、差速垫圈、两个行星齿轮、行星轴、两个半轴齿轮、弹性销、制动棘轮和主减速齿轮，其中：主减速齿轮固定于差速壳体的外部且与输出机构相配合，制动棘轮与差速壳体的外侧相连且制动时与棘爪相配合，差速垫圈设置于差速壳体内，两个行星齿轮和两个半轴齿轮分别成对设置于差速垫圈内，行星轴穿过两个行星齿轮、差速垫圈和差速壳体，弹性销设于行星轴上实现固定。

所述的输入机构包括：输入轴和设置于其上的输入齿轮，其中：输入轴的一端与整车电机的内花键相连，输入齿轮与输出机构相连。

所述的输出机构包括：输出轴和设置于其上的从动齿轮和输出齿轮，其中：从动齿轮与输入机构相配合，输出齿轮与差速器相配合。

本发明涉及一种使用上述减速器的电动汽车。

本发明实现纯电动汽车P、D、N档位之间的自由切换，箱体总成集差速变速及机械式驻车一体，其高效传动以及低功率的损耗保证了整车快速、稳定、高效的行驶，并且降低了噪音。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为拉索机构的结构分解图；

图3为驻车机构的结构分解图；

图4为棘爪的结构分解图；

图5为差速器的结构分解图；

图6为输入机构及其固定用轴承的结构分解图；

图7为输出机构的结构分解图；

图8为棘爪的脱开状态示意图；

图9为棘爪的制动状态示意图；

图10为换挡元件总成的结构分解示意图。

图11为托架总成的结构分解示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例包括：输入机构1、输出机构2、差速器3、驻车机构4、棘爪5、回转轴6和拉索机构7，其中：输入机构1与整车电机相连，输出机构2分别与输入机构1和差速器3相配合；拉索机构7分别与整车换挡机构和驻车机构4相连，棘爪5设置于回转轴6上，制动时，棘爪5的两侧分别与驻车机构4和差速器3相配合。

输入机构1、输出机构2分别通过轴承设置于减速器前壳体8、后壳体9的轴孔中；差速器3通过锥轴承设置于前壳体8、后壳体9中；驻车机构4固定于后壳体9中；回转轴6固定于减速器后壳体9中。

如图2所示，所述的拉索机构7包括：支架10、第一摇臂11、第二摇臂12、第三摇臂13和第四摇臂14，其中：第一摇臂11与驻车机构4相连，第四摇臂14的一端与整车换挡机构相连，第二摇臂12两端的球窝结构分别与第三摇臂13的球头结构、第一摇臂11的球头结构相配合，支架10的径向孔的两端分别设置第三摇臂13和第四摇臂14。

本实施例中，第四摇臂14和支架10的径向孔配合处用固定螺母固定，设有衬套15和橡胶圈16，两个滚针轴承17分别装入支架10的轴向孔中以将支架10用螺栓固定于减速器的后壳体9的外侧。

如图3所示，所述的驻车机构4包括：托架总成18、框架19和换挡元件总成20，其中：框架19设置于托架总成18的外部。

如图10、图11所示，所述的托架总成18包括：托架板44及位于其下方的封盖46，托架板44与封盖46通过两个压力滚子45固定在一起。机械驻车制动时，换挡轴40使得压力滚子46与棘爪5相配合以带动棘爪5，换挡元件总成20的一端设置于托架总成18上，另一端与拉索机构7相连。

所述的换挡元件总成20的调整摇臂41与导向杆42用铆钉43联接，导向杆42外配弹簧47后穿过托架板44并与其过盈配合以固定。

本实施例中，拉索机构7的第一摇臂11与换挡元件总成20一端的花键连接并通过梅花角法兰螺栓固定。

所述的托架总成18上有卡扣件，框架19上有卡扣槽，卡扣件和卡扣槽配合。

本实施例中，驻车机构4的框架19通过三个内梅花角螺栓紧固于后壳体9，并通过一个定位销（未示出）使其精准定位。

如图4所示，所述的棘爪5上的一侧为与驻车机构4相配合的滚珠侧，相对侧为差速器3相配合的棘轮侧，使用时棘轮侧可嵌入制动棘轮30的齿轮槽中。

棘爪5和销子21相接触，靠近销子21的一侧为滚珠侧，销子21在换挡时可沿着托架总成18中封盖46内部的行程槽滑动以限制换挡行程。

所述的回转轴6上依次设有弹簧架22和扭力弹簧23，其中：P档位置时扭力弹簧末端与水平呈25°角度，D与N档位时扭力弹簧与水平位置呈30°角度。扭力弹簧23保证在驻车机构4处于D档、P档时档位挂紧不脱开。

如图5所示，所述的差速器3包括：差速壳体24、差速垫圈25、两个行星齿轮26、行星轴27、两个半轴齿轮28、弹性销29、制动棘轮30和主减速齿轮31，其中：主减速齿轮31固定于差速壳体24的外部且与输出机构2相配合，制动棘轮30与差速壳体24的外侧相连且制动时与棘爪5相配合，差速垫圈25设置于差速壳体24内，两个行星齿轮26和两个半轴齿轮28分别成对设置于差速垫圈25内，行星轴27穿过两个行星齿轮26、差速垫圈25和差速壳体24，弹性销29设于行星轴27上实现固定。

本实施例中，制动棘轮30与差速壳体24的外花键相啮合。

主减速齿轮31安装在差速壳体24外并用螺栓将其完全固定，两个锥轴承分别与差速壳体24两端的轴承挡相接触。

如图6所示为输入机构1及其固定用轴承，所述的输入机构1包括：输入轴32和设置于其上的输入齿轮33，其中：输入轴32的一端与整车电机的内花键相连，输入齿轮33与输出机构2相连。

本实施例中，输入轴32的一端放置于后壳体9轴承孔中固定，另一花键端通过前壳体8油封孔延伸出来与电机配合。

如图7所示，所述的输出机构2包括：输出轴34和设置于其上的从动齿轮35和输出齿轮36，其中：从动齿轮35与输入机构1的输入齿轮33相啮合，输出齿轮36与差速器3的主减速齿轮31相啮合。

本实施例中，从动齿轮35与输出轴34由花键相连，输出轴34上设有卡簧37，输出轴34的两端分别设有其固定轴承38及固定轴承39。

选换挡过程：如图8所示，通过操作拉索机构7使得安装在后壳体9内的驻车机构4的换挡元件总成20移动到D档位置，D档位置时制动棘轮30与棘爪5是脱开的状态。输入扭矩传递到输入轴32的花键处，输入轴32转动带动从动齿轮35的转动，从而带动差速器3的整体转动并将动力通过差速器3两输出端输出。若驻车机构4的换挡元件总成20移动到N档位置，制动棘轮30与棘爪5依旧为脱开状态，此时整个减速箱为空转不具备变速的功能。

机械驻车过程：如图9所示，通过操作拉索机构7使得安装在后壳体9内的驻车机构4的换挡元件总成20移动到P档位置，P档位置时棘爪5的一端正好与制动棘轮30处于啮合，阻止差速器3运转，当有扭矩输入时减速箱处于静止不动的状态。

本实施例中，减速器的传动速比为6.2，输入转速最高达10000r/min的工况，输入扭矩最高可为180N·m，传动效率高达98%，总成噪音高转速工作时噪音仅有86dB。

Claims

1.一种机械驻车的二档纯电动汽车减速器，其特征在于，包括：输入机构、输出机构、差速器、驻车机构、棘爪、回转轴和拉索机构，其中：输入机构与整车电机相连，输出机构分别与输入机构和差速器相连；拉索机构分别与整车换挡机构和驻车机构相连，棘爪设置于回转轴上，制动时，棘爪的两侧分别与驻车机构和差速器相接触。

2.根据权利要求1所述的减速器，其特征是，所述的拉索机构包括：支架、第一摇臂、第二摇臂、第三摇臂和第四摇臂，其中：第一摇臂与驻车机构相连，第四摇臂的一端与整车换挡机构相连，第二摇臂两端的球窝结构分别与第三摇臂的球头结构、第一摇臂的球头结构相配合，支架的径向孔的两端分别设置第三摇臂和第四摇臂。

3.根据权利要求1或2所述的减速器，其特征是，所述的驻车机构包括：托架总成、框架和换挡元件总成，其中：框架设置于托架总成的外部，换挡元件总成的一端设置于托架总成上，另一端与拉索机构相连，制动时，托架总成与棘爪相配合以带动棘爪。

4.根据权利要求3所述的减速器，其特征是，所述的托架总成包括：压力滚子、封盖和托架板，其中：封盖与框架底部相接触，托架板与封盖之间由两个压力滚子固定，制动时，压力滚子与棘爪相配合以带动棘爪。

5.根据权利要求4所述的减速器，其特征是，所述的换挡元件总成包括：调整摇臂和与之相连的导向杆，导向杆外配弹簧后穿过托架总成的托架板并与其过盈配合以固定。

6.根据权利要求3所述的减速器，其特征是，所述的托架总成上有卡扣件，框架上有卡扣槽，卡扣件和卡扣槽配合。

7.根据权利要求3所述的减速器，其特征是，所述的差速器包括：差速壳体、差速垫圈、两个行星齿轮、行星轴、两个半轴齿轮、弹性销、制动棘轮和主减速齿轮，其中：主减速齿轮固定于差速壳体的外部且与输出机构相配合，制动棘轮与差速壳体的外侧相连且制动时与棘爪相配合，差速垫圈设置于差速壳体内，两个行星齿轮和两个半轴齿轮分别成对设置于差速垫圈内，行星轴穿过两个行星齿轮、差速垫圈和差速壳体，弹性销设于行星轴上实现固定。

8.根据权利要求3所述的减速器，其特征是，所述的输入机构包括：输入轴和设置于其上的输入齿轮，其中：输入轴的一端与整车电机的内花键相连，输入齿轮与输出机构相连。

9.根据权利要求3所述的减速器，其特征是，所述的输出机构包括：输出轴和设置于其上的从动齿轮和输出齿轮，其中：从动齿轮与输入机构相配合，输出齿轮与差速器相配合。

10.一种电动汽车，其特征在于，该电动汽车使用上述任一项权利要求所述的减速器。