CN104960409A - 一体化减少簧下质量的不等长双横臂悬架轮边驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一体化减少簧下质量的不等长双横臂悬架轮边驱动系统，包括不等长双横臂悬架、驱动一体化装置、万向节传动轴等。其中驱动一体化装置固定于车架，其包括驱动电机和行星轮减速器，一体化驱动装置与车轮传动轴通过万向节传动轴实现不等高但同轴线的动力传输，可以接受一定程度上在不平路面跳动时引起的一体化驱动装置和车轮轴的错位情况。汽车转向时，可以通过控制电机转速和转向杆来实现驱动系统和转向系统的独立工作。本设计不仅大幅度的减少了簧下质量，提高了车辆的平顺性和稳定性，而且可以利用传统转向方法实现一定角度的转向。

Description

一体化减少簧下质量的不等长双横臂悬架轮边驱动系统
技术领域
本发明属于电动汽车中的底盘和传动领域，具体涉及一种高度一体化来减少更大簧下质量的不等长双横臂悬架轮边驱动系统。
背景技术
电动汽车不断发展的今天，为适应不同的需求出现了多种多样的驱动形式，目前，以电动轮为代表的轮边驱动方式因其结构简洁，传动效率高、空间利用自由，且各驱动轮转矩可独立控制，综合提高各种路况下的行驶性能和舒适性而成为各个研究所、公司的发展重点。然而，传统的轮边驱动系统将驱动电机安放在轮毂附近或里面，成为簧下质量一体化，这样使得非簧载质量大大增加，不利于汽车平顺性和形式稳定性。
为解决此类问题，国内外的主要研究方向主要是在电动轮一体化研究、高功率密度电机的研发以及轮边结构的创新等等。而现有技术中，可实现轮边电机与轮毂分离达到减小非簧载质量的设计会使得减速装置的安装和质量的分配得不到很好的统一，并且大多只能作为后驱动轮，实现转向较困难。而双横臂悬架的选用则是利用了其较大的配置空间，更好的进行结构优化，通过进一步驱动一体化来减小非簧载质量以及配合转向装置的设计成为问题的突破口。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一体化减少簧下质量的不等长双横臂悬架轮边驱动系统，结构简洁，进一步减少非簧载质量，又可以实现一定角度转向的不等长双横臂悬架轮边驱动系统，具有良好的平顺性，行驶稳定性以及灵活的操纵性。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一体化减少簧下质量的不等长双横臂悬架轮边驱动系统，包括车架、驱动一体化装置、二号十字万向节联轴器、万向节传动轴、一号十字万向节联轴器、传动轴、盘式联轴器、车轮传动轴、球笼式等速万向节和轮毂，所述驱动一体化装置与车架设置，所述驱动一体化装置的轴系通过二号十字万向节联轴器与万向节传动轴连接，所述万向节传动轴通过一号十字万向节联轴器与传动轴连接，所述传动轴通过盘式联轴器与车轮传动轴连接，所述车轮传动轴通过球笼式等速万向节与轮毂的车轮轴连接。
传动件主要包括二号十字万向节联轴器、万向节传动轴和一号十字万向节联轴器，传动件的应用将一体化驱动装置与车轮传动轴实现不等高但同轴线的动力传输，可以接受一定程度上在不平路面跳动时引起的一体化驱动装置和车轮轴的错位情况。
车轮传动轴通过球笼式等速万向节与轮毂的车轮轴连接，既可以实现动力传输，也可以实现车轮进行一定角度的转向。
进一步的，所述驱动一体化装置包括驱动电机和行星轮减速器，所述驱动电机与行星轮减速器一体化连接并设置在车架上成为簧载质量一部分，很大程度上的减少了轮边结构中的非簧载质量。
进一步的，所述驱动一体化装置调节与车架的相对位置，自由调节万向节传动轴的传动角度。
进一步的，包括不等长双横臂悬架，所述不等长双横臂悬架由不等长的上横臂和下横臂构成，所述上横臂和下横臂的一端分别通过球铰与轮毂上的转向节连接，另一端通过转动副与车架连接，形成一个虚主销，转向杆通过转向球铰与转向节铰接。
进一步的，包括内外双弹簧结构的螺旋弹簧减震器，所述螺旋弹簧减震器的下端为中空环状结构，所述中空环状结构下端与下横臂固定连接，所述螺旋弹簧减震器的上端与车架铰接，所述车轮传动轴穿过中空环状结构设置，既起到减振作用，又不对固有结构形成干涉。
有益效果：本发明具备以下优点：
1)驱动电机与行星轮减速器固定于车架上，既对电机的布置空间、电机功率等参数有了更加自由的选择，也更大程度上的减少了汽车的非簧载质量，尤其是行星轮减速器的一体化设计，大大改善了普通轮边驱动电动车减速传动机构的布置和非簧载质量问题，提高了汽车的平顺性；此外，亦可以根据既定汽车性能参数(如转向角度、跳动范围等)调节驱动电机、行星轮减速器与车架的固连位置，自由调节其万向节传动轴的传动角度。
2)万向节传动轴两端的万向节分别为二号十字万向节联轴器和一号十字万向节联轴器，均为等速万向节，保证了等速的转速传输；其中，万向节之间采用十字联轴器连接，变化角度较大，可以消除车轮在行驶过程中由于不同路面跳动引起的相对位置变化以及转弯时引起的角度误差。
3)在车轮轴连接处采用球笼式等速万向节联轴器，使得汽车可以进行一定角度的转向，弥补了大多数将电机和减速器外置的轮边驱动结构不能转向的弊端。
4)与普通减速器(齿轮，带、链传动)相比，行星轮减速器在运转过程中可以保持相当高的精度，对功率传递能够保持很高的效率，并且相对其同样的输出扭矩，行星轮减速器的体积会小得多。
5)对驱动电机和行星轮减速器位置的重新布置以及对螺旋弹簧减振器的结构设计，节省了更多车轮与车架之间的空间，有利于安装转向杆机构，可以采用液压式导向装置，技术十分成熟，且扭矩大，有利于实现由于电机的加入使得底盘变重造成的转向困难等问题。
附图说明
图1为本发明悬架部分的结构示意图一。
图2为本发明悬架部分的结构示意图二。
图3为本发明驱动一体化装置部分的结构示意图。
图4为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1、2和4所示为一种一体化减少簧下质量的不等长双横臂悬架轮边驱动系统，包括车架6、驱动一体化装置、二号十字万向节联轴器25、万向节传动轴17、一号十字万向节联轴器7、传动轴8、盘式联轴器18、车轮传动轴9、球笼式等速万向节16和轮毂1，所述驱动一体化装置与车架6设置，所述驱动一体化装置的轴系通过二号十字万向节联轴器25与万向节传动轴17连接，所述万向节传动轴17通过一号十字万向节联轴器7与传动轴8连接，所述传动轴8通过盘式联轴器18与车轮传动轴9连接，所述车轮传动轴9通过球笼式等速万向节16与轮毂1的车轮轴14连接。
驱动一体化装置的轴系将动力通过二号十字万向节联轴器25作用传递至万向节传动轴17，万向节传动轴17将动力通过一号十字万向节联轴器7作用传递给传动轴8，传动轴8与车轮传动轴9通过盘式联轴器18进行连接，并最终将力和力矩通过球笼式等速万向节16传递给车轮轴14到达轮毂1。
传动件主要包括二号十字万向节联轴器25、万向节传动轴17和一号十字万向节联轴器7，传动件的应用将一体化驱动装置与车轮传动轴实现不等高但同轴线的动力传输，可以接受一定程度上在不平路面跳动时引起的一体化驱动装置和车轮轴的错位情况。
车轮传动轴9通过球笼式等速万向节16与轮毂1的车轮轴14连接，既可以实现动力传输，也可以实现车轮进行一定角度的转向。
如图3所示，所述驱动一体化装置包括驱动电机22和行星轮减速器23，所述驱动电机22与行星轮减速器23一体化连接并设置在车架6上成为簧载质量一部分，很大程度上的减少了轮边结构中的非簧载质量。
所述驱动一体化装置设置在车架6时，可调节与车架6的相对位置，从而实现自由调节万向节传动轴17的传动角度。
在上述结构基础之上，包括不等长双横臂悬架，所述不等长双横臂悬架由不等长的上横臂3和下横臂11构成，整体为虚主销结构，所述上横臂3和下横臂11靠近轮毂1的一端分别通过球铰2与轮毂1上的转向节15连接，远离轮毂1的另一端通过转动副与车架6连接，转向杆19通过转向球铰20与转向节15铰接，由于空间有余，可选择技术成熟的液压式转向机构，汽车转向时，可以通过控制驱动电机22的转速和转向杆19来实现驱动系统和转向系统的独立工作。。
在上述结构基础之上，还包括内外双弹簧结构的螺旋弹簧减震器4，所述螺旋弹簧减震器4的下端为中空环状结构，所述中空环状结构下端通过减振器固定栓12与下横臂11固定连接，所述螺旋弹簧减震器4的上端与车架6铰接，所述车轮传动轴9穿过中空环状结构设置，既起到减振作用，又不对固有结构形成干涉。
综上，本发明结构简洁，可进一步减少非簧载质量，又可以实现一定角度转向的不等长双横臂悬架轮边驱动系统，具有良好的平顺性，行驶稳定性以及灵活的操纵性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一体化减少簧下质量的不等长双横臂悬架轮边驱动系统，其特征在于：包括车架(6)、驱动一体化装置、二号十字万向节联轴器(25)、万向节传动轴(17)、一号十字万向节联轴器(7)、传动轴(8)、盘式联轴器(18)、车轮传动轴(9)、球笼式等速万向节(16)和轮毂(1)，所述驱动一体化装置与车架(6)设置，所述驱动一体化装置的轴系通过第二号字万向节联轴器(25)与万向节传动轴(17)连接，所述万向节传动轴(17)通过一号十字万向节联轴器(7)与传动轴(8)连接，所述传动轴(8)通过盘式联轴器(18)与车轮传动轴(9)连接，所述车轮传动轴(9)通过球笼式等速万向节(16)与轮毂(1)的车轮轴(14)连接。
2.根据权利要求1所述一体化减少簧下质量的不等长双横臂悬架轮边驱动系统，其特征在于：所述驱动一体化装置包括驱动电机(22)和行星轮减速器(23)，所述驱动电机(22)与行星轮减速器(23)一体化连接并设置在车架(6)上成为簧载质量一部分。
3.根据权利要求2所述一体化减少簧下质量的不等长双横臂悬架轮边驱动系统，其特征在于：所述驱动一体化装置调节与车架(6)的相对位置，自由调节万向节传动轴(17)的传动角度。
4.根据权利要求1所述一体化减少簧下质量的不等长双横臂悬架轮边驱动系统，其特征在于：包括不等长双横臂悬架，所述不等长双横臂悬架由不等长的上横臂(3)和下横臂(11)构成，所述上横臂(3)和下横臂(11)的一端分别通过球铰(2)与轮毂(1)上的转向节(15)连接，另一端通过转动副与车架(6)连接，转向杆(19)通过转向球铰(20)与转向节(15)铰接。
5.根据权利要求4所述一体化减少簧下质量的不等长双横臂悬架轮边驱动系统，其特征在于：包括内外双弹簧结构的螺旋弹簧减震器(4)，所述螺旋弹簧减震器(4)的下端为中空环状结构，所述中空环状结构下端与下横臂(11)固定连接，所述螺旋弹簧减震器(4)的上端与车架(6)铰接，所述车轮传动轴(9)穿过中空环状结构设置。
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