CN105041988A - 一种两档纯电动汽车变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无换挡冲击的两档纯电动汽车变速器，驱动电机与输入轴的左端固联；输入轴第一齿轮固定于输入轴上且位于驱动电机右侧，输入轴第二齿轮可转动地设置于输入轴上且位于输入轴第一齿轮的右侧；第一离合器位于输入轴第二齿轮右侧，其外鼓和内毂分别与输入轴第二齿轮的齿圈和输入轴固定连接；输出轴第一齿轮可转动地设置于输出轴的左端并与输入轴第一齿轮相啮合；输出轴第二齿轮位于输出轴第一齿轮的右侧、固定设置于输出轴上并与输入轴第二齿轮相啮合；第二离合器位于输出轴第二齿轮的左侧，其外鼓与内毂分别与输出轴第一齿轮的齿圈和输出轴固定连接：还包括单向离合器，其外环与输入轴第二齿轮的齿毂固联，其内环与输入轴固联。

Description

一种两档纯电动汽车变速器

技术领域

本发明涉及电动汽车变速器，具体涉及一种两档纯电动汽车变速器。

背景技术

随着社会的前进和汽车工业的快速发展，汽车已成为人们十分重要的交通工具。随着石油能源紧张和减排法规的越来越严格，包括中国在内的许多国家出台了相关政策，鼓励开发新能源汽车，纯电动汽车以噪音小、零排放、舒适干净等优点成为了一种发展趋势，也是汽车工业向自动化和智能化发展的必然趋势。驱动电机的调速范围较宽，并且其转矩特性为低速恒转矩、高速恒功率，比较符合车辆行驶的要求。因此传统的纯电动汽车采用固定速比减速器就能满足一般性能要求。但是，固定速比减速器仅有一个档位，使得电动汽车驱动电机常处在低效率区域，既浪费宝贵的电池能量而使续驶里程减少，又提高了对驱动电机的要求；不仅如此，采用固定速比减速器还存在着驱动电机低速爬坡过程中的发热问题、高速弱磁控制中的非线性问题、高转速带来的噪声问题、拖车安全问题。所以，多档化纯电动汽车是继单档纯电动汽车之后的必然发展趋向。因而，两档纯电动汽车变速器的采用就应运而生。参见图1，现有市场上常见的一种两档纯电动汽车变速器，其包括驱动电机1、输入轴10、输入轴第一齿轮11、输入轴第二齿轮12、第一离合器13、输出轴20、输出轴第一齿轮21、输出轴第二齿轮22、第二离合器23；所述驱动电机1与输入轴10的左端固联；所述输入轴第一齿轮11固定设置于输入轴10上且位于驱动电机1右侧，所述输入轴第二齿轮12可转动地设置于输入轴10上且位于输入轴第一齿轮11的右侧；所述第一离合器13位于输入轴第二齿轮12右侧，其外鼓与输入轴第二齿轮12的齿圈固定连接，其内毂与输入轴10固定连接；所述输出轴第一齿轮21可转动地设置于输出轴20的左端并与输入轴第一齿轮11相啮合；所述输出轴第二齿轮22位于输出轴第一齿轮21的右侧、固定设置于输出轴20的上并与输入轴第二齿轮12相啮合；所述第二离合器23位于输出轴第二齿轮22的左侧，其外鼓与输出轴第一齿轮21的齿圈固定连接，其内毂与输出轴20固定连接。这种两档纯电动汽车变速器的结构为平行轴式，输出轴第二齿轮22与输入轴第二齿轮12的齿数比值是输出轴第一齿轮21与输入轴第一齿轮11的齿数比值的1.5-2倍；当第一离合器13的外鼓与内毂结合，同时第二离合器23的外鼓与内毂断开时，动力经过所啮合的输出轴第二齿轮22和输入轴第二齿轮12输出，实现一档速比传动；当第二离合器23的外鼓与内毂结合，同时第一离合器13的外鼓与内毂断开时，动力经过所啮合的输出轴第一齿轮21和输入轴第一齿轮11输出，实现二档速比传动。而在换档过程中，其中一个离合器的外鼓与内毂断开的同时另一个离合器的外鼓与内毂结合，由于变速器的传动比瞬时发生改变，车速与驱动电机速度的不匹配必然引起两对啮合齿轮间打齿，出现冲击现象；其中一个离合器的外鼓与内毂的断开也会使传动比不确定进而出现动力中断现象。在这种变速器中减小换档的冲击和缩短动力中断时间两者本来就是一对矛盾体，往往顾此失彼，所以控制这样的变速器换档特别困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种换挡过程中无动力中断、换挡冲击的两档纯电动汽车变速器。

为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案；

一种两档纯电动汽车变速器，包括驱动电机、输入轴、输入轴第一齿轮、输入轴第二齿轮、第一离合器、输出轴、输出轴第一齿轮、输出轴第二齿轮、第二离合器；所述驱动电机与输入轴的左端固联；所述输入轴第一齿轮固定设置于输入轴上且位于驱动电机右侧，所述输入轴第二齿轮可转动地设置于输入轴上且位于输入轴第一齿轮的右侧；所述第一离合器位于输入轴第二齿轮右侧，其外鼓与输入轴第二齿轮的齿圈固定连接，其内毂与输入轴固定连接；所述输出轴第一齿轮可转动地设置于输出轴的左端并与输入轴第一齿轮相啮合；所述输出轴第二齿轮位于输出轴第一齿轮的右侧、固定设置于输出轴上并与输入轴第二齿轮相啮合；所述第二离合器位于输出轴第二齿轮的左侧，其外鼓与输出轴第一齿轮的齿圈固定连接，其内毂与输出轴固定连接：还包括单向离合器，所述单向离合器的外环与输入轴第二齿轮的齿毂固联，其内环与输入轴固联，所述输出轴第二齿轮与输入轴第二齿轮的齿数比值是输出轴第一齿轮与输入轴第一齿轮的齿数比值的1.5-2倍。

优选地，所述第一离合器为多片湿式离合器。

优选地，所述第二离合器为多片湿式离合器。

与现有技术相比，本发明包含如下有益效果；

由于本发明还包括单向离合器，所述单向离合器的外环与输入轴第二齿轮的齿毂固联，其内环与输入轴固联，所述输出轴第二齿轮与输入轴第二齿轮的齿数比值是输出轴第一齿轮与输入轴第一齿轮的齿数比值的1.5-2倍。于是，当第一离合器和第二离合器的外鼓与內毂同时断开时，单向离合器的内外环处于同步状态，变速器的传动比不变，汽车保持一档速比前行。因此，变速器的车速由一档升到二档时，第二离合器的外鼓与內毂的结合可以在第一离合器的外鼓与內毂完全断开后执行；第一离合器的外鼓与內毂完全断开后，第二离合器的外鼓与內毂逐步结合速度平缓提高到二档；而变速器的车速由二档降到一档，只需第一离合器的外鼓与內毂逐步断开平缓的切换到一档。这样一来，换档过程中始终不存在动力中断现象，避免了现有技术两档纯电动汽车变速器存在同时控制两个离合器所带来的换档困难的问题，也避免了换档过程中车速与驱动电机速度不匹配所引起的换档冲击问题。因此，本发明具有换挡过程中无动力中断、无换挡冲击和换档控制难度小等优点。

附图说明

图1是现有技术的两档纯电动汽车变速器的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明；

参见图2，本发明的两档纯电动汽车变速器，包括驱动电机1、输入轴10、输入轴第一齿轮11、输入轴第二齿轮12、第一离合器13、输出轴20、输出轴第一齿轮21、输出轴第二齿轮22、第二离合器23；所述驱动电机1与输入轴10的左端固联；所述输入轴第一齿轮11固定设置于输入轴10上且位于驱动电机1右侧，所述输入轴第二齿轮12可转动地设置于输入轴10上且位于输入轴第一齿轮11的右侧；所述第一离合器13位于输入轴第二齿轮12右侧，其外鼓与输入轴第二齿轮12的齿圈固定连接，其内毂与输入轴10固定连接；所述输出轴第一齿轮21可转动地设置于输出轴20的左端并与输入轴第一齿轮11相啮合；所述输出轴第二齿轮22位于输出轴第一齿轮21的右侧、固定设置于输出轴20的上并与输入轴第二齿轮12相啮合；所述第二离合器23位于输出轴第二齿轮22的左侧，其外鼓与输出轴第一齿轮21的齿圈固定连接，其内毂与输出轴20固定连接。从图2可见，本发明还包括单向离合器14，所述单向离合器14的外环与输入轴第二齿轮12的齿毂固联，其内环与输入轴10固联，所述输出轴第二齿轮22与输入轴第二齿轮12的齿数比值是输出轴第一齿轮21与输入轴第一齿轮11的齿数比值的1.5-2倍。这样一来，当第一离合器13和第二离合器23的外鼓与內毂同时断开时，单向离合器14的内外环处于同步状态，变速器的传动比不变，汽车保持一档速比前行。因此，变速器的车速由一档升到二档时，第二离合器23的外鼓与內毂的结合可以在第一离合器13的外鼓与內毂完全断开后执行；第一离合器13的外鼓与內毂完全断开后，第二离合器23的外鼓与內毂逐步结合速度平缓提高到二档；而变速器的车速由二档降到一档，只需第一离合器23的外鼓与內毂逐步断开平缓的切换到一档。这样一来，换档过程中始终不存在动力中断现象，避免了现有技术两档纯电动汽车变速器存在同时控制两个离合器所带来的换档困难的问题，也避免了换档过程中车速与驱动电机速度不匹配所引起的换档冲击问题。所以，本发明的变速器具有换挡过程中无动力中断、无换挡冲击和换档控制难度小等优点。

所述第一离合器13为多片湿式离合器。这样既能保证本发明的两档纯电动汽车变速器在换档过程中动力的连续性，还能使换档更加平顺。

所述第二离合器23为多片湿式离合器。这样既能保证本发明的两档纯电动汽车变速器在换档过程中动力的连续性，还能使换档更加平顺。

本发明的工作原理如下；

一档：驱动电机1正转，第一离合器13和第二离合器13的外鼓与內毂同时断开，此时动力由驱动电机1经输入轴10传到单向离合器14的内环，根据单向离合器14的工作原理，单向离合器14的内环转速高于外环转速，单向离合器14的内外环同步运行，输入轴10与第二输入轴齿轮12同步转动，由第二输入轴齿轮12将动力传到第二输出轴齿轮22，在通过输出轴20将动力传出；即一档的动力路线是：输入轴10、单向离合器14、第二输入轴齿轮12、第二输出轴齿轮22、输出轴20。

二档：驱动电机1正转，第一离合器13的外鼓与內毂断开，第二离合器23外鼓与內毂结合，当变速器从一档换到二档是通过第二离合器23的的外鼓与內毂结合来实现的；第二离合器23的外鼓与內毂结合之前，能量由两条路线传递第二离合器23，第一条，从输出轴10，经过第二输入轴齿轮12，经过第二输出轴齿轮22，经过输出轴20，到第二离合器23内毂；第二条，从输出轴10，经过第一输出轴齿轮21，传递到第二离合器23外鼓；由于输出轴第二齿轮22与输入轴第二齿轮12的齿数比值大于输出轴第一齿轮21与输入轴第一齿轮11的齿数比值，使得第二离合器23的外鼓比其内毂转速高，所以第二离合器23的外鼓与內毂由断开逐渐结合过程中，第二离合器23内毂在其外鼓的作用下转速逐渐提高，从而输出轴20转速也相应提高；输出轴20带动第二输出轴齿轮22，第二输出轴齿轮22带动第二输入轴齿轮12，使单向离合器14的外环转速高于内环转速，根据单向离合器14的工作原理，单向离合器14内外环自由空转，以至于动力不能从输入轴10传递给第二输入轴齿轮12；即一档的动力路线是：输入轴10、第一输入轴齿轮11、第一输出轴齿轮21、第二离合器23、输出轴20。

倒档：驱动电机1反转，第一离合器13外鼓与內毂结合，第二离合器23外鼓与內毂断开，此时动力由输入轴10，经过第一离合器13，经过第二输入轴齿轮12，经过第二输出轴齿轮22，流经输出轴20传出；所以倒档的动力路线：输入轴10、第一离合器13、第二输入轴齿轮12、第二输出轴齿轮22、输出轴20。

变速器由一档换到二档通过结合第二离合器23的外鼓与內毂来实现；由二档换到一档断开第二离合器23的外鼓与內毂来实现，第二离合器23的外鼓与內毂断开后必要时可以再结合第一离合器13的外鼓与內毂，直到车速降下来再断开第一离合器13的外鼓与內毂。

汽车在一档行驶过程中，遇到特殊路段，车轮转速过高出现反拖，此时可以通过控制第一离合器13来达到合理的转速。

上面所描述的具体实施方式仅仅是对本发明作出的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施方式进行各种各样的修改、补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种两档纯电动汽车变速器，包括驱动电机（1）、输入轴（10）、输入轴第一齿轮（11）、输入轴第二齿轮（12）、第一离合器（13）、输出轴（20）、输出轴第一齿轮（21）、输出轴第二齿轮（22）、第二离合器（23）；所述驱动电机（1）与输入轴（10）的左端固联；所述输入轴第一齿轮（11）固定设置于输入轴（10）上且位于驱动电机（1）右侧，所述输入轴第二齿轮（12）可转动地设置于输入轴（10）上且位于输入轴第一齿轮（11）的右侧；所述第一离合器（13）位于输入轴第二齿轮（12）右侧，其外鼓与输入轴第二齿轮（12）的齿圈固定连接，其内毂与输入轴（10）固定连接；所述输出轴第一齿轮（21）可转动地设置于输出轴（20）的左端并与输入轴第一齿轮（11）相啮合；所述输出轴第二齿轮（22）位于输出轴第一齿轮（21）的右侧、固定设置于输出轴（20）上并与输入轴第二齿轮（12）相啮合；所述第二离合器（23）位于输出轴第二齿轮（22）的左侧，其外鼓与输出轴第一齿轮（21）的齿圈固定连接，其内毂与输出轴（20）固定连接，其特征在于：还包括单向离合器（14），所述单向离合器（14）的外环与输入轴第二齿轮（12）的齿毂固联，其内环与输入轴（10）固联，所述输出轴第二齿轮（22）与输入轴第二齿轮（12）的齿数比值是输出轴第一齿轮（21）与输入轴第一齿轮（11）的齿数比值的1.5-2倍。

2.根据权利要求1所述的两档纯电动汽车变速器，其特征在于：所述第一离合器（13）为多片湿式离合器。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的两档纯电动汽车变速器，其特征在于：所述第二离合器（23）为多片湿式离合器。