CN104070985B - 用于车辆的动力传动系统及具有该动力传动系统的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力传动系统及具有其的车辆。该动力传动系统包括：动力源，动力源设置成用于驱动第一对车轮；驱动电机，驱动电机设置成用于驱动第二对车轮；离心式离合器，离心式离合器包括内圈、外圈、锁止结构和弹性结构，驱动电机的电机轴与内圈相连，外圈与第二对车轮配合传动，弹性结构设在外圈内且弹性地推抵锁止结构，锁止结构的一部分位于内圈内且另一部分位于外圈内，在外圈的转速超过分离阈值时锁止结构朝向外圈运动并整体收纳在外圈内以使内圈和外圈处于分离状态。本发明的动力传动系统由于设置有离心式离合器的缘故而具有结构简单、控制方便、成本低等优点。

Description

用于车辆的动力传动系统及具有该动力传动系统的车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种用于车辆的动力传动系统及具有该动力传动系统的车辆。

背景技术

后桥电驱动(Electric Rear Axle Drive,简称EAD)技术已广泛应用于混合动力汽车中。由于电驱动模块独立于传统发动机驱动结构，从而减少了将传统燃油汽车改型为混合动力汽车的难度和开发周期，并且EAD特有的结构可以使整车实现四轮驱动而无需轮间传动轴。

但是，现有的EAD混动车中，一般需要2-3离合器用于控制动力的耦合和通断。这样一方面增加了空间布局上的难度，另一方面，这几个离合器至少需要一套单独的执行机构，增加了系统的复杂程度以及控制难度。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种用于车辆的动力传动系统，该动力传动系统由于设置有离心式离合器的缘故而具有结构简单、控制方便、成本低等优点。

本发明的另一个目的在于提出一种具有如上所述动力传动系统的车辆。

根据本发明实施例的用于车辆的动力传动系统，包括：动力源，所述动力源设置成用于驱动第一对车轮；驱动电机，所述驱动电机设置成用于驱动第二对车轮，所述第一对车轮为所述前轮和所述后轮中的一对，所述第二对车轮为所述前轮和所述后轮中的另一对；离心式离合器，所述离心式离合器包括内圈、外圈、锁止结构和弹性结构，所述驱动电机的电机轴与所述内圈相连，所述外圈与所述第二对车轮配合传动，所述弹性结构设在所述外圈内且弹性地推抵所述锁止结构，所述锁止结构的一部分位于所述内圈内且另一部分位于所述外圈内以使所述内圈和所述外圈处于接合状态，所述锁止结构设置成在所述外圈的转速超过分离阈值时所述锁止结构朝向所述外圈运动并整体收纳在所述外圈内以使所述内圈和所述外圈处于分离状态。

根据本发明实施例的动力传动系统，可以由动力源单独驱动车辆行驶，或者也可以 由驱动电机单独驱动车辆行驶，当然也可以由动力源和驱动电机共同驱动车辆行驶。同时，由于设置有离心式离合器的缘故，在车辆处于低速时，离心式离合器处于接合状态，驱动电机可以提供额外的动力辅助动力源驱动车辆，改善车辆的动力性和燃油经济性。而在车辆处于高速时，外圈与内圈会由于锁止结构的动作而处于分离状态，从而避免驱动电机反拖而导致的能量损耗。而且，离心式离合器无需其他机构进行控制，通过转速即可进行有效分离或接合，使得动力传动系统的结构更加简单、紧凑。

另外，根据本发明实施例的用于车辆的动力传动系统，还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述动力源至少包括发动机。

根据本发明的一些实施例，所述动力源用于驱动前轮，所述驱动电机用于驱动后轮。

根据本发明的一些实施例，所述锁止结构为球体，所述弹性结构为弹簧。

根据本发明的一些实施例，所述内圈上设置有凹部；以及

所述外圈内设置有弹簧容纳腔，所述弹簧设置在所述弹簧容纳腔内，所述弹簧的一端弹性地抵压所述弹簧容纳腔的底壁且另一端弹性地抵压所述球体，以使所述球体在所述外圈的转速低于所述分离阈值时配合在所述凹部内。

根据本发明的一些实施例，每个所述弹簧与对应的球体构成一组离心体结构，所述离心体结构为多个且沿径向对称设置。

根据本发明的一些实施例，所述凹部具有与所述球体适配的球形凹面。

根据本发明的一些实施例，所述动力传动系统还包括：变速机构，所述变速机构与所述外圈相连，所述变速机构将来自所述外圈的动力经过变速后输出给所述第二对车轮。

根据本发明的一些实施例，所述变速机构为减速装置。

根据本发明另一方面实施例的车辆，包括上述任意一项技术方案中的动力传动系统。

附图说明

图1是根据本发明实施例的动力传动系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的动力传动系统的离心式离合器的局部放大图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合图1-图2详细描述根据本发明实施例的动力传动系统100，该动力传动系统100适用于车辆中，为车辆提供动力并驱动车辆行驶。

根据本发明实施例的动力传动系统100可以包括动力源(未示出)、驱动电机1和离心式离合器2。

动力源设置成用于驱动第一对车轮，驱动电机1设置成用于驱动第二对车轮，其中第一对车轮为前轮和后轮中的一对，第二对车轮为前轮和后轮中的另一对。

换言之，在本发明的一个实施例中，动力源用于驱动前轮，驱动电机1用于驱动后轮。而在本发明的另一个实施例中，动力源也可以用于驱动后轮，驱动电机1则对应用于驱动前轮。

在一些实施例中，动力源至少包括发动机，发动机的特点是液体或气体燃料和空气 混合后直接输入机器内部燃烧而产生能量，然后再转变成机械能。对于车辆而言，其发动机一般可采用四冲程的汽油机或柴油机，发动机一般可以包括机体组、曲柄连杆机构、供给系统、点火系统、冷却系统和润滑系统等。

机体组是发动机各机构、系统的装配机体，曲柄连杆机构可将活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动并可输出动力。配气机构用于定时进气、排气，保证发动机各循环的顺利进行。供给系统可将油气混合物供给气缸内用于燃烧。冷却系统用于冷却发动机，保证发动机的工作温度处在适宜的温度区间内。润滑系统用于润滑发动机内的各运动副，减少磨损和能量损耗。

应当理解的是，上述关于发动机及其各个子系统、子机构的具体构造、工作原理等均已为现有技术，且为本领域普通技术人员所熟知，这里出于简洁的目的，不再一一详细赘述。

离心式离合器2是通过离心作用而实现接合与分离的，其不同于传统盘式离合器。

具体而言，如图1和图2所示，离心式离合器2包括内圈21、外圈22、锁止结构23和弹性结构24。外圈22可以同轴地套设在内圈21外，驱动电机1的电机轴与内圈21相连，以使电机轴与内圈21可以同步旋转。外圈22与第二对车轮配合传动，例如第二对车轮与外圈22之间可以通过减速机构而间接传动，这将在下面结合具体的实施例进行详述，这里不再详细说明。

内圈21与外圈22同步旋转时，离心式离合器2处于接合状态，内圈21与外圈22不同步旋转时，例如外圈22高速旋转，内圈21静止或低速惯性转动时，离心式离合器2处于分离状态。

内圈21与外圈22的分离与接合是通过弹性结构24和锁止结构23来实现的，具体地，弹性结构24设置在外圈22内且弹性地推抵锁止结构23，即弹性结构24施加给锁止结构23一个弹力，在该弹力的作用下，锁止结构23具有向靠近内圈21(远离外圈22)运动的趋势。

锁止结构23的一部分位于内圈21内且另一部分位于外圈22内，具体而言，在离心式离合器2处于接合状态时，锁止结构23是一部分位于内圈21内且另一部分位于外圈22内的，从而内圈21和外圈22通过锁止结构23的锁止作用而同步旋转。

锁止结构23设置成在外圈22的转速超过分离阈值时朝向外圈22运动并整体收纳在外圈22内以使内圈21和外圈22处于分离状态，换言之，在外圈22的转速达到一定值后，锁止结构23所受到的离心力足以克服弹性结构24施加的弹性力，从而锁止结构23将向靠近外圈22的方向运动并最终整体收纳在外圈22内，进而内圈21和外圈22处于分离状态，内圈21与外圈22处于分离状态时不再同步旋转。

需要解释的是，这里所说的内圈21与外圈22分离可以理解为是内圈21与外圈22的配合状态发生了改变，而并非指内圈21与外圈22发生径向上的相对位移。

由此，根据本发明实施例的动力传动系统100，可以由动力源单独驱动车辆行驶，或者也可以由驱动电机1单独驱动车辆行驶，当然也可以由动力源和驱动电机1共同驱动车辆行驶。同时，由于设置有离心式离合器2的缘故，在车辆处于低速时，离心式离合器2处于接合状态，驱动电机1可以提供额外的动力辅助动力源驱动车辆，改善车辆的动力性和燃油经济性。而在车辆处于高速时，外圈22与内圈21会由于锁止结构23的动作而处于分离状态，从而避免驱动电机1反拖而导致的能量损耗。而且，离心式离合器2无需其他机构进行控制，通过转速即可进行有效分离或接合，使得动力传动系统100的结构更加简单、紧凑。

在本发明的一些实施例，锁止结构23为球体，例如钢球，弹性结构24为弹簧。进一步，如图2所示，内圈21上设置有凹部211，该凹部211可以具有与球体23适配的球形凹面，由此便于与球体23配合。外圈22内设置有弹簧容纳腔221，该弹簧容纳腔221可以构成盲孔形式，即一端敞开，另一端(例如，底壁)封闭，弹簧24整体设置在该弹簧容纳腔221内，弹簧24的一端弹性地抵压弹簧容纳腔221的底壁且另一端弹性地抵压球体23，以使球体23在外圈22的转速低于分离阈值时配合在凹部211内。

即，在外圈22的转速低于分离阈值时，由于弹簧24的弹力作用，球体23由弹簧24推抵在对应的凹部211内，此时球体23的一部分位于该凹部211内且另一部分位于弹簧容纳腔221内，球体23接合内圈21与外圈22，内圈21与外圈22将同步旋转。

而在外圈22的转速高于分离阈值时，球体23受到的离心力将足以克服弹簧24的弹力，从而球体23沿径向向外运动，并整体从凹部211内移出且收纳在弹簧容纳腔221内，从而内圈21与外圈22由于球体23的径向移动而处于分离状态。

其中，每个弹簧24与对应的球体23构成一组离心体结构，并且离心体结构可为多个且沿径向对称布置，例如离心体结构可以为两个或四个或更多个。这样，可以避免由于单个离心体结构失效而导致离心式离合器2无法正常工作，由此提高了离心式离合器2的稳定性和可靠性。

需要说明的是，对于“分离阈值”，其可以根据实际需要而具体设定，例如可以根据驱动电机1的扭矩以及动力输出特性而选择适宜的分离阈值，避免出现驱动电机1反拖现象，这对于本领域的普通技术人员而言，应当都是容易理解且易于实现的。

在一些实施例中，动力传动系统100还包括变速机构3，该变速机构3与外圈22相连，变速机构3将来自外圈22的动力经过变速后输出给第二对车轮。通过变速机构3的调速作用，可以丰富驱动电机1的扭矩以及动力输出，从而更好地满足驾驶要求。

作为优选的实施方式，变速机构3可以是减速机构。由此，可以实现对驱动电机1的减速增扭效果。减速机构可以是齿轮式减速机构、蜗轮蜗杆式减速机构、行星齿轮式减速机构等，对此本发明并不作特殊限定，由减速机构减速后的动力可以直接输出给差速器4，差速器4会将动力合理分配给两个车轮。

此外，根据本发明的实施例进一步提供了包括如上所述的动力传动系统100的车辆。应当理解的是，根据本发明实施例的车辆的其它构成例如行驶系统、转向系统、制动系统等均已为现有技术且为本领域的普通技术人员所熟知，因此对习知结构的详细说明此处进行省略。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于车辆的动力传动系统，其特征在于，包括：

动力源，所述动力源设置成用于驱动第一对车轮；

驱动电机，所述驱动电机设置成用于驱动第二对车轮，所述第一对车轮为所述车辆的前轮和所述车辆的后轮中的一对，所述第二对车轮为所述前轮和所述后轮中的另一对；

离心式离合器，所述离心式离合器包括内圈、外圈、锁止结构和弹性结构，所述驱动电机的电机轴与所述内圈相连，所述外圈与所述第二对车轮配合传动，所述弹性结构设在所述外圈内且弹性地推抵所述锁止结构，所述锁止结构的一部分位于所述内圈内且另一部分位于所述外圈内以使所述内圈和所述外圈处于接合状态，所述锁止结构设置成在所述外圈的转速超过分离阈值时朝向所述外圈运动并整体收纳在所述外圈内以使所述内圈和所述外圈处于分离状态。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述动力源至少包括发动机。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述动力源用于驱动前轮，所述驱动电机用于驱动后轮。

4.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述锁止结构为球体，所述弹性结构为弹簧。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述内圈上设置有凹部；以及

所述外圈内设置有弹簧容纳腔，所述弹簧设置在所述弹簧容纳腔内，所述弹簧的一端弹性地抵压所述弹簧容纳腔的底壁且另一端弹性地抵压所述球体，以使所述球体在所述外圈的转速低于所述分离阈值时配合在所述凹部内。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，每个所述弹簧与对应的球体构成一组离心体结构，所述离心体结构为多个且沿径向对称设置。

7.根据权利要求5所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述凹部具有与所述球体适配的球形凹面。

8.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，还包括：变速机构，所述变速机构与所述外圈相连，所述变速机构将来自所述外圈的动力经过变速后输出给所述第二对车轮。

9.根据权利要求8所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述变速机构为减速装置。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的用于车辆的动力传动系统。