CN104827896A - 用于电驱动机动车辆的电动门式车桥 - Google Patents

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Abstract

公开一种用于电驱动机动车辆的电动门式车桥，其具有两个正齿轮级以用于驱动该车桥的两个车轮。该门式车桥具有一个单一电动机器，其下游安排了一个带有飞轮和差速器的可换挡变速器；该门式车桥具有一个壳体，该可换挡变速器被实施成一个行星齿轮机构；该门式车桥具有一个换挡装置用于在所述门式车桥的两个齿轮级之间换挡；在第一齿轮级中，该变速器的齿圈和一个固定到该壳体上的离合器体是连接的，并且在该齿圈与该变速器的行星齿轮架之间的离合器是断开的；在第二齿轮级中，该齿圈和固定到该壳体上的离合器体是断开的并且该离合器是闭合的。利用以此方式构形的门式车桥能够实现两个齿轮级形式的纯电动运行模式的车辆。

Description

用于电驱动机动车辆的电动门式车桥
技术领域
本发明涉及一种用于电驱动机动车辆的电动门式车桥，该电动门式车桥具有用于驱动该车桥的两个车轮的两个正齿轮级。
背景技术
从DE 10 2009 036 299 A1中已知此类型的一种电动门式车桥。这种门式车桥具有两个电动机器，其中该门式车桥的两个末端的各自区域中可旋转地安装有一个车轮并且每个车轮可以通过分配到其上的电动机器的转子来驱动。实施成正齿轮级的一个减速齿轮机构被安排在该对应的电动机器与所分配到其上的车轮之间。该对应的正齿轮级的输入轴被安排成比该正齿轮级的输出轴更靠近该车辆所在的地面。这些正齿轮级之间的区域因此被定位在更低的地方，其结果是由于机动车辆的重心下降使得这些电动机器相对机动车辆之下的下垫表面被定位在更低的位置。
电动门式车桥基本上还可以被配置成其方式为这些正齿轮级之间的区域不是定位在更低的位置而是被升高，其结果是机动车辆可以被更好地使用，特别是越野车。
还可以从US 6,843,750 B1、US 6,978,853 B2以及US 7,350,602 B2中已知具有门式构架的电可驱动的车辆。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动门式车桥，该门式车桥可以在两个级之间转换，以用于电驱动机动车辆。
这个目的是通过具有下述1的特征的一种电动门式车桥来实现的。
1.一种用于电驱动机动车辆的电动门式车桥(1)，该电动门式车桥具有两个正齿轮级(13，14)以用于驱动该车桥的两个车轮，该门式车桥(1)具有一个单一电动机器(2)，该电动机器的下游安排了一个带有飞轮(6)和差速器(7)的可换挡变速器(5)，并且该门式车桥具有一个壳体(28)，其中该可换挡变速器(5)被实施成一个行星齿轮机构，并且该门式车桥(1)具有一个换挡装置(23)以用于在所述门式车桥(1)的两个齿轮级之间换挡；其中在第一齿轮级中，该变速器(5)的齿圈(9)和一个固定到该壳体上的离合器体(27)是连接的，并且在该齿圈(9)与该变速器(5)的行星齿轮架(11)之间的离合器(29)是断开的；在第二齿轮级中，该齿圈(9)和固定到该壳体上的离合器体(27)是断开的并且该离合器(29)是闭合的。
2.如上述1所述的门式车桥，该离合器(29)被实施成一个以摩擦锁定方式工作的离合器。
3.如上述1或2所述的门式车桥，在该换档过程中，该电动机器(2)的动力是通过该飞轮(6)传输的，而在该离合器(29)闭合之后该飞轮(6)不再使用，而该电动机器(2)的动力是通过该离合器(29)传输的。
4.如上述1至3之一所述的门式车桥，在该第一齿轮级中该齿圈(9)在牵引方向上通过该飞轮(6)并且在推力方向上通过该离合器体(27)被固定到该壳体上。
5.如上述1至4之一所述的门式车桥，在该第二齿轮级中，该齿圈(9)与该离合器体(27)断开，该离合器(29)是闭合的并且该飞轮(6)被释放。
6.如上述1至5之一所述的门式车桥，输出是通过该行星齿轮架(11)而出现在该差速器(7)的。
7.如上述1至6之一所述的门式车桥，该换挡装置(23)被实施成一个换挡套筒。
8.如上述1至7之一所述的门式车桥，该电动机器(2)、该变速器(5)、该飞轮(6)、该差速器(7)以及这两个正齿轮级(13，14)是安排在该壳体(28)的内部。
9.如上述1至8之一所述的门式车桥，该车桥(1)的这些车轮是能够通过多个铰接轴来驱动的。
10.如上述1至9之一所述的门式车桥，一个换挡致动器(24)被提供用于轴向地移动该换挡装置(23)，其中该换挡装置(23)能够通过该离合器体(27)来相对旋转地固定，该换挡装置(23)在该齿圈(9)中被相对旋转地固定并且相对该齿圈(9)是轴向地可移位的。
根据本发明的门式车桥具有一个单一的电动机器、并且还具有一个带有飞轮和差速器的可换挡变速器。带飞轮和差速器的变速器被安排在单一电动机器的下游。此外，该门式车桥具有用于驱动该车桥的两个车轮的两个正齿轮级和一个壳体。该可换挡变速器被实施成一个行星齿轮机构。为了在该门式车桥的两个齿轮级之间换挡，该门式车桥具有一个换挡装置。在第一齿轮级中，该行星齿轮机构的齿圈和一个固定到该壳体上的离合器体是连接的，并且在该齿圈与该行星齿轮机构的行星齿轮架之间的离合器是断开的。在第二齿轮级中，该齿圈和固定到该壳体上的离合器体是断开的并且该离合器是闭合的。
该离合器优选被实施成一个通过摩擦锁定方式工作的离合器。该离合器因此可以通过一种非常紧凑的构造设计或方法来实施。该离合器优选被实施成一个多盘式离合器。
尤其有利的是在换挡过程中该电动机器的动力是经由该飞轮传输的，而在离合器闭合之后该飞轮不再使用，而该电动机器的动力是经由该离合器传输的。因此，该电动门式车桥允许一个2-档速动力换挡变速器。
该门式车桥被配置成特别是其方式为在第一齿轮级中该齿圈在牵引方向上通过该飞轮并且在推力方向上通过该离合器体被固定到该壳体上。在第二齿轮级中，该齿圈优选与该离合器体断开，该离合器是闭合的并且该飞轮被释放。
相对于最佳力流的方面，在该行星齿轮机构中提供的是通过该行星齿轮架使输出出现在该差速器。
具体而言，该换挡装置是一个换挡套筒。这优选同时具有该多盘式离合器的外部多盘支架的功能。
该电动门式车桥优选被配置成其方式为该单一电动机器、该行星齿轮机构、该飞轮、该差速器以及这两个正齿轮级被安排在一个共同壳体内部。因此，该电动门式车桥形成了一个结构单元。
该车桥的多个车轮可以优选通过该电动门式车桥借助万向轴来驱动。
本发明因此提出一种电动门式车桥、一种带有行星正齿轮设计的2-档速动力换挡变速器，其结果是实施了带有门式设计的纯电动驱动。换挡通过仅仅一个致动器(换挡装置)得以发生。该电动机器可以恢复这两个档速。与1-档速变体相比较，该结构的花费只稍微高一点。总之，根据本发明的门式车桥由一个非常紧凑的构造设计或方法限定。这个2-档速概念与1-档速概念相比提供了优化的性能和效率。
附图说明
在上述2-10、附图以及对附图中所表示的优选示例性实施例的说明中可以找到本发明的进一步特征，而本发明并不局限于此。
在附图中，
图1示出了用于电驱动机动车辆的电动门式车桥的一个基本轮廓，
图2示出了根据图1的原理运行的电动门式车桥，
图3示出了根据图2的电动门式车桥的换挡区域的一个放大图示，
图4示出了该电动门式车桥的一个区域的基本轮廓，该区域包括该电动门式车桥的一个换挡装置，展示了换挡的第一齿轮级，
图5示出了根据图4的基本轮廓，展示了从第一齿轮级到第二齿轮级的换挡过程，并且
图6示出了根据图4和图5的基本轮廓，展示了换挡的第二齿轮级。
具体实施方式
图1示出了用于电驱动机动车辆的电动门式车桥1的基本设计。该门式车桥1具有在该车辆的横向方向上安装的一个单一电动机器2。该电动机器2的定子用参考号3指示，并且该电动机器2的转子用参考号4指示。一个带有飞轮6和差速器7的可换挡的行星齿轮机构5被安排在该电动机器2的下游。相对于该行星齿轮机构5，展示了一个内部太阳轮8、一个外部齿圈9以及多个与该太阳轮8和齿圈9相啮合的行星齿轮10。这些行星齿轮10被安装在一个行星齿轮架11上。该太阳轮8通过一种在旋转意义上固定的方式被连接到该电动机器2的转子侧输出轴12上。该齿圈9与该飞轮6相互作用。
该行星齿轮架11与该差速器7相互作用。该输出的右手侧和左手侧是通过这个差速器7相连接的。在此背景下，分别在每个输出侧提供了一个正齿轮级13和14。安排在右手输出侧的正齿轮级13被连接到一个差速器侧的输出轴16上，该差速器侧的输出轴位于一个直径相对小的大齿轮15的区域中。该正齿轮级13的一个大齿轮17与大齿轮15相啮合。这个大齿轮17通过一种在旋转意义上的固定方式被连接到输出轴18上并且具有一个比大齿轮15更大的直径。一个万向轴(未示出)以一种在旋转意义上的固定方式被连接到输出轴18上并且用来驱动该车辆右手侧的一个车轮(同样未示出)。
在该差速器7的背离用于该正齿轮级13的输出轴16的一侧上安排了一个用于左边正齿轮级14的输出轴19。这个差速器侧的输出轴19贯穿输出轴12，该输出轴被连接到该电动机器2的转子4上。左边正齿轮级14是根据右边正齿轮级13的实施例来配置的并且因此具有一个较小的大齿轮20、一个与其啮合的相对大的大齿轮21以及一个输出轴22。该输出轴22与一个万向轴(也未展示出)相互作用，该万向轴用来驱动这个车桥的位于左手侧的车轮。
这些被实施成减速器的正齿轮级允许该电动机器被定位在相对该机动车辆之下的下垫表面更低的位置，并且因此允许该机动车辆的重心下降。
该电动门式车桥1具有用于该门式车桥1的两个齿轮级换挡的一个换挡装置，该换挡装置被实施成一个换挡套筒23。一个换挡致动器系统24用来在电动机器2的输出轴12的轴向方向上移动该换挡套筒23。该换挡套筒23在其面向该齿圈9的末端区域具有一个换挡凸起25，该换挡凸起与安排在该齿圈9的径向外圆周上的引导套筒26相互作用，其方式为使该换挡套筒23并且因此该换挡凸起25在轴向方向上、因此在该齿圈9的轴向方向上相连接，以便相对后者是可移位的、但以一种在旋转意义上固定的方式被连接到所述齿圈9上。在背离该齿圈9的末端区域中，该换挡套筒23可以被连接到一个离合器体27上，该离合器体永久地被连接到该门式车桥1的一个壳体28上。此外，一个被实施成多盘式离合器的离合器29被安排在该齿圈9、确切地说是以转矩传递的方式连接到该齿圈9上的换挡套筒23与该行星齿轮架11之间。
图2展示了该电动门式车桥1的多个部件的一个具体实施例，该电动门式车桥在图1中以基本轮廓被展示出。在此方面，图2中对应于图1的这些部件以相同的参考号指示。具体而言，该图示包括带有该引导套筒26的齿圈9和形成该飞轮6的止回机构、以及包括该离合器29的多个外部盘30的换挡套筒23。此外，示出了包括该离合器29的多个内部盘31的行星齿轮架11和差速器7的输入。最后，展示出了固定到该壳体上的离合器体27，该离合器体包括齿隙控制。
图3以一个放大的图示示出了根据图2的电动门式车桥1的实际换挡区域。
图4至图6示出了该门式车桥的不同换挡状态，该门式车桥可以在两个齿轮级之间换挡：
图4展示了在第一齿轮级情况下的换挡状态。在后者中，该行星齿轮机构5的齿圈9与固定到该壳体上的离合器27是永久相连接的，其中该离合器29是断开的。传动比是通过该行星齿轮机构5形成的。该齿圈9在牵引方向上通过飞轮6、并且在推力方向上通过离合器体27被固定到该壳体上。其结果是，在推力方向上恢复是可能的。该输出通过该行星齿轮架11出现在该差速器7上并且通过输出轴16由那里出现在该正齿轮级13、并且通过输出轴19出现在正齿轮级14。该车桥的多个车轮是通过这些正齿轮级13、14来驱动的。
图5展示出了在从该第一齿轮级换挡到该第二齿轮级的换挡过程。在此背景下，该齿圈9与该离合器体27的连接是通过该换挡致动器系统24来断开的。该驱动转矩是通过该飞轮6来传输的。该离合器29是闭合的，其中当所述离合器的外部盘和内部盘彼此靠近时该离合器29的咬合点以一种摩擦锁定的方式趋近。该离合器29以一种摩擦锁定的方式闭合并且在这个过程中该飞轮6不再使用。这是通过与该电动机器2的旋转速度相适配来发生的。经由该离合器29的动力流以一种摩擦锁定的方式发生。
图6展示出了该第二齿轮级接合时的状态。在此背景下，该齿圈9与该离合器体27断开，并且该离合器29以一种摩擦锁定的方式被连接在该齿圈9与该行星齿轮架11之间。该飞轮6被释放，这是因为该飞轮的一个内圈经过该飞轮的一个外圈。在这个第二齿轮级中恢复是可能的。该输出通过该行星齿轮架11而出现在该差速器7上。
因此提出一种用于电驱动机动车辆的电动门式车桥1，其中该电动机器2的动力在换挡过程中通过该飞轮6传输，而在该离合器29闭合之后该飞轮6不再使用，而该电动机器2的动力是通过该离合器29传输的。在该第一齿轮级中，该齿圈9在牵引方向上通过飞轮6、并且在推力方向上通过离合器体27被固定到该壳体上。在该第二齿轮级中，该齿圈9与该离合器体27断开，该离合器29是闭合的并且该飞轮6被释放。该换挡致动器24用来轴向地移动该换挡装置23和该换挡套筒23。该换挡装置23可以通过该离合器体27来相对旋转地固定，该换挡装置23被相对旋转地固定在该齿圈9中并且相对该齿圈9是轴向可移位的。
该电动机器2、该行星齿轮机构5、该飞轮6、该差速器7以及这两个正齿轮级13、14被安排在一个共同的壳体28内。

Claims (10)

1.一种用于电驱动机动车辆的电动门式车桥(1)，该电动门式车桥具有两个正齿轮级(13，14)以用于驱动该车桥的两个车轮，其特征在于，该门式车桥(1)具有一个单一电动机器(2)，该电动机器的下游安排了一个带有飞轮(6)和差速器(7)的可换挡变速器(5)，并且该门式车桥具有一个壳体(28)，其中该可换挡变速器(5)被实施成一个行星齿轮机构，并且该门式车桥(1)具有一个换挡装置(23)以用于在所述门式车桥(1)的两个齿轮级之间换挡；其中在第一齿轮级中，该变速器(5)的齿圈(9)和一个固定到该壳体上的离合器体(27)是连接的，并且在该齿圈(9)与该变速器(5)的行星齿轮架(11)之间的离合器(29)是断开的；在第二齿轮级中，该齿圈(9)和固定到该壳体上的离合器体(27)是断开的并且该离合器(29)是闭合的。
2.如权利要求1所述的门式车桥，其特征在于，该离合器(29)被实施成一个以摩擦锁定方式工作的离合器。
3.如权利要求1或2所述的门式车桥，其特征在于，在该换档过程中，该电动机器(2)的动力是通过该飞轮(6)传输的，而在该离合器(29)闭合之后该飞轮(6)不再使用，而该电动机器(2)的动力是通过该离合器(29)传输的。
4.如权利要求1或2所述的门式车桥，其特征在于，在该第一齿轮级中该齿圈(9)在牵引方向上通过该飞轮(6)并且在推力方向上通过该离合器体(27)被固定到该壳体上。
5.如权利要求1或2所述的门式车桥，其特征在于，在该第二齿轮级中，该齿圈(9)与该离合器体(27)断开，该离合器(29)是闭合的并且该飞轮(6)被释放。
6.如权利要求1或2所述的门式车桥，其特征在于，输出是通过该行星齿轮架(11)而出现在该差速器(7)的。
7.如权利要求1或2所述的门式车桥，其特征在于，该换挡装置(23)被实施成一个换挡套筒。
8.如权利要求1或2所述的门式车桥，其特征在于，该电动机器(2)、该变速器(5)、该飞轮(6)、该差速器(7)以及这两个正齿轮级(13，14)是安排在该壳体(28)的内部。
9.如权利要求1或2所述的门式车桥，其特征在于，该车桥(1)的这些车轮是能够通过多个铰接轴来驱动的。
10.如权利要求1或2所述的门式车桥，其特征在于，一个换挡致动器(24)被提供用于轴向地移动该换挡装置(23)，其中该换挡装置(23)能够通过该离合器体(27)来相对旋转地固定，该换挡装置(23)在该齿圈(9)中被相对旋转地固定并且相对该齿圈(9)是轴向地可移位的。
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