CN107642589A - 自动变挡差速器 - Google Patents

Abstract

一种自动变挡差速器，由变速箱、驱动齿轮、大、小传动齿轮、超越离合齿轮组、差速器齿轮、钢板弹簧、动力电机、变挡电机和智能控器组成，所述超越离合齿轮组设置左、右离合锯形齿和左、右锯形齿，所述自动变挡差速器采用机械式超越离合方案，对于齿轮组转速同步要求不高，采用简单的脉冲调速、模糊控制，提高了可靠性，省去了复杂的控制硬件和软件，所述超越离合齿轮组的弹力驱动使离合锯形齿摩擦小、噪音低，不存在卡齿、打齿、顿挫和失控现象，只要控制离合锯形齿的转速大于锯形齿的转速在一定的范围，就能保证两者可靠的无冲击啮合，换挡时间很短，智能控制器根据动力电机的负荷大小、转速快慢，自动控制所述变挡电机进行高、低速变挡，起步时变低速挡，正常时速变高速挡，上坡时自动变低速挡，有效解决手动变挡操作不当带来的机构损坏。

Description

自动变挡差速器

技术领域

本发明涉及一种电动三轮车差速电机，确切地说，是一种自动变挡差速器。

背景技术

目前，随着市场需求的变化，电动三轮车的差速电机经历了从开始的不变挡到手动变挡，又从手动变挡到自动变挡的不断进步和发展的过程，其核心在于自动变挡差速器的技术创新，有一种申请号是“2015104435079”名称是“自动变挡电机”的发明专利，它能够根据电机转速和负荷的变化，自动高低挡变速，解决手动变挡操作不当带来的机构损坏，是一种理想的变挡方式，但是它的自动变挡差速器存在结构复杂、成本高的缺点。

发明内容

为了克服现有自动变挡电机的不足，本发明推出一种自动变挡差速器，所述自动变挡差速器，不仅能够自动高低挡变速，解决手动变挡操作不当带来的机构损坏，而且结构简单、成本低、可靠性高。

所述自动变挡差速器所采取的技术方案是由变速箱、驱动齿轮、大小传动齿轮、超越离合齿轮组、差速器齿轮、钢板弹簧、动力电机、变挡电机和智能控器组成，其结构特点是：所述的自动变挡差速器设置变速箱，所述变速箱设置左半壳和右半壳，位于变速箱中部外围的左、右半壳上均设置若干对称的连接耳，连接耳由若干连接螺丝钉将左、右半壳紧固成整体，位于变速箱后端、右半壳右端设置安装孔，安装孔内设置动力电机，动力电机的左端盖左端制有止口台，止口台与安装孔吻合，左端盖圆周设置4个连接孔，连接孔内设置螺丝钉将动力电机紧固在右半壳右端，动力电机设置驱动轴，驱动轴左侧设置驱动齿轮，驱动轴左端设置驱动轴承，左半壳后部设置后轴承架，驱动轴承安装在后轴承架内，左半壳和右半壳后部设置左轴承架和右轴承架，左、右轴承架内安装左传动轴承和右传动轴承，左、右传动轴承内安装传动轴，传动轴左边安装小传动齿轮，右边安装大传动齿轮，所述驱动齿轮与大传动齿轮啮合，所述超越离合齿轮组由中轴、大、小变挡齿轮、超越离合齿轮、花键套、中轴齿轮组成，左半壳和右半壳中部设置左轴承架和右轴承架，左、右轴承架内安装左中轴承和右中轴承，左、右中轴承内安装中轴，所述中轴是一个左小右大的台阶轴，中轴右端是中轴与齿轮整体制造的中轴齿轮，中轴齿轮左端设置大变挡齿轮，中轴左端设置小变挡齿轮，大、小变挡齿轮的内圆与中轴滑动配合安装，大变挡齿轮左端中部制有左离合齿轮，小变挡齿轮右端中部制有右离合齿轮，左、右离合齿轮之间设置花键套，中轴外圆制有花键外齿，花键套内圆制有花键内齿，花键内齿与花键外齿啮合，花键套外圆设置超越离合齿轮，所述超越离合齿轮内圆制有六个等分的方形内齿牙，超越离合齿轮外圆制有拨槽，所述花键套外圆制有六个等分的方形外齿牙，与超越离合齿轮的方形内齿牙啮合，所述左、右离合齿轮外圆均制有六个等分的方形外齿牙，所述左、右离合齿轮的方形外齿牙与花键套的方形外齿牙的规格均相同，左、右离合齿轮的方形外齿牙均能与超越离合齿轮的方形内齿牙啮合；所述超越离合齿轮内圆的六个方形内齿牙的左端面均制有左锯形齿，右端面均制有右锯形齿，左、右锯形齿的斜面是左、右对称的，所述左离合齿轮的六个方形外齿牙右端面均制有左离合锯形齿，所述右离合齿轮的六个方形外齿牙左端面均制有右离合锯形齿，左、右离合锯形齿的斜面是左、右对称的，左离合锯形齿的斜面与所述左锯形齿的斜面吻合，右离合锯形齿的斜面与所述右锯形齿的斜面吻合；中轴左端设置外卡簧，大变挡齿轮左端紧靠外卡簧，所述左半壳前端设置左大轴承架，右半壳前端设置右大轴承架，左、右大轴承架内安装左大轴承和右大轴承，左、右大轴承内安装左空心轴和右空心轴，左、右空心轴之间安装差速器，差速器外圆设置差速器齿轮，差速器齿轮与中轴齿轮啮合；所述左半壳外上端设置左滑动轴架，右半壳内上端设置右滑动轴架，左、右滑动轴架内设置滑动轴，滑动轴中部设置连接套，连接套前下端制有拨杆，拨杆前下端制有拨叉，拨叉两端均制有滑块，滑块位于超越离合齿轮外圆的拨槽内，所述连接套后端制有n形连接架，n形连接架中间夹缝内安装钢板弹簧，n形连接架后端设置沉头螺丝钉将钢板弹簧紧固，所述钢板弹簧是一块前大后小的梯形钢板，钢板弹簧的特性是：钢板弹簧的后端左、右受力弯曲具有弹性，松开后钢板弹簧能自动恢复直线，钢板弹簧的后端制有方形窗口，方形窗口内设置圆柱螺丝帽，圆柱螺丝帽上、下端的圆心制有上轴和下轴，上、下轴左边设置方框形轴架，方框形轴架前、后端设有前、后螺丝钉将方框形轴架固定在方形窗口左边，方框形轴架的方口与方形窗口对齐，圆柱螺丝帽的侧面中心制有螺丝孔，螺丝孔内设置螺丝杆，所述右半壳内后上端设置变挡电机，变挡电机驱动轴与所述螺丝杆连接，变挡电机右侧直径的上、下端制有上轴孔和下轴孔，右半壳内后上端制有上支架和下支架，上、下支架左端设置上连接轴和下连接轴，上、下连接轴分别装进变挡电机的上、下轴孔内，变挡电机以上、下连接轴为圆心能转动，圆柱螺丝帽在方形窗口内能转动，实现所述螺丝孔与螺丝杆自动定位，减少螺丝孔与螺丝杆之间的摩擦，钢板弹簧的后端设置钕铁硼材料的微型永磁体，极性是前后方向，变速箱内后上端设置左霍尔开关和右霍尔开关，变速箱后上端设置输出线插座，输出线插座内安插输出线插头，变速箱前上端设置转速传感器，变速箱后端和动力电机的左端盖设置出线孔，动力电机的输出线经过出线孔连接到输出线插座，两个霍尔开关的输出线和转速传感器的输出线均连接到输出线插座，输出线插头的输出线是一根多线汇集的电缆连接到智能控制器，所述智能控制器设置在车厢底部。

所述自动变挡差速器超越离合的原理在于：当变挡电机驱动螺丝杆正转时，螺丝杆驱动圆柱螺丝帽、钢板弹簧向左移动，钢板弹簧传动滑动轴、拨杆、拨叉、超越离合齿轮，使所述超越离合齿轮的左锯形齿与所述左离合锯形齿啮合，此时为低速挡，当变挡电机驱动螺丝杆反转时，螺丝杆驱动圆柱螺丝帽、钢板弹簧向右移动，钢板弹簧传动滑动轴、拨杆、拨叉、超越离合齿轮，使所述超越离合齿轮的右锯形齿与所述右离合锯形齿啮合，此时为高速挡，所述左、右锯形齿与所述左、右离合锯形齿是在超越同步转速的状态下啮合，无论是低速挡还是高速挡，当离合锯形齿的转速小于锯形齿的转速时，所述左、右锯形齿与所述左、右离合锯形齿处于打滑分离状态，当离合锯形齿的转速大于锯形齿的转速时，所述左、右锯形齿与所述左、右离合锯形齿自动啮合，所述左、右锯形齿与所述左、右离合锯形齿在钢板弹力作用下处于打滑分离状态时，摩擦小、噪音低，不存在卡齿、打齿、顿挫现象，处于超越啮合时，在钢板弹力作用下，由于啮合快，离合锯形齿的转速超过锯形齿的转速很大时会产生冲击力，因此，在高低速变挡的短暂过程中，只要控制离合锯形齿的转速大于锯形齿的转速在一定的范围，就能保证两者可靠的无冲击啮合，高低速变挡齿轮与超越离合齿轮啮合后，两者依靠钢板弹簧弯曲的弹力靠紧，高低速变挡齿轮与超越离合齿轮啮合后，左、右离合齿轮的方形外齿牙均能与超越离合齿轮的方形内齿牙啮合，因为内、外方形齿牙的端面为锯形齿，所以内、外方形齿牙啮合的深度正反转不同，齿轮正转为前进挡，啮合的深度长，齿轮反转为倒车挡，啮合的深度短，因此，内、外方形齿牙啮合的深度要满足倒车的啮合要求。

所述自动变挡差速器的自动变挡原理在于：所述智能控制器输入端设置电源开关、自动模式与手动模式的转换开关、高、低速变挡开关以及前进、倒车开关，所有开关设置在电动车操作台上，电动车正常前进起步时，打开电源开关、自动模式开关以及前进开关，自动变挡差速器的初始状态是：钢板弹簧后端所述微型永磁体接近所述左霍尔开关，左霍尔开关输出信号到智能控制器，控制变挡电机停止，此时低速变挡齿轮与超越离合齿轮啮合、靠紧，钢板弹簧向左弯曲一定弯度，保持一定弹力，变挡电机螺丝杆驱动圆柱螺丝帽到位停止时具有锁定功能，钢板弹簧锁定在低速挡位置，电动车在行驶中，智能控制器按照下面程序控制：1.当转速传感器探测到的轮胎转速参数和动力电机的电流参数达到高速挡的参数要求时，智能控制器将转把调速器的手动控制切换到自动控制，智能控制器输出低电平到转把调速端，关停动力电机；2.控制变挡电机反转，钢板弹簧向右移动，动力电机停转过程中，超越离合齿轮内齿在不受力状态下退出低速挡；3.钢板弹簧继续向右移动，所述微型永磁体接近所述右霍尔开关时，控制变挡电机停止，高速变挡齿轮与超越离合齿轮靠紧，钢板弹簧向右弯曲一定弯度，保持一定弹力，钢板弹簧锁定在高速挡位置，如果动力电机停转过程的转速略大于轮胎转速处于超越同步转速时，高速变挡齿轮与超越离合齿轮立即啮合，啮合有很小的冲击在允许范围，如果动力电机停转过程的转速小于轮胎转速时，高速变挡齿轮与超越离合齿轮处于打滑分离状态，此时智能控制器输出高电平脉冲到转把调速端，瞬时间提高动力电机转速，使高速变挡齿轮与超越离合齿轮立即无冲击啮合，高电平脉冲宽度设定为半秒钟；4. 此时智能控制器将转把调速器切换到手动控制，当电动车上坡时，转速传感器探测到的轮胎转速参数和动力电机的电流参数达到低速挡的参数要求时，智能控制器将转把调速器切换到自动控制，智能控制器输出低电平到转把调速端，关停动力电机；5.控制变挡电机反转，钢板弹簧向左移动，动力电机停转过程中，超越离合齿轮内齿在不受力状态下退出高速挡；6.钢板弹簧继续向左移动，所述微型永磁体接近所述左霍尔开关时，控制变挡电机停止，低速变挡齿轮与超越离合齿轮靠紧，钢板弹簧向左弯曲一定弯度，保持一定弹力，钢板弹簧锁定在低速挡位置，动力电机停转过程的转速小于轮胎转速，高速变挡齿轮与超越离合齿轮处于打滑分离状态，此时智能控制器输出高电平脉冲到转把调速端，瞬时间提高动力电机转速，使低速变挡齿轮与超越离合齿轮立即啮合，高电平脉冲宽度设定为1秒钟，这个1秒钟不是换挡时间，而是在换挡后动力电机自动转动的时间，因此超越离合换挡时间很短；7. 此时智能控制器将转把调速器切换到手动控制。

所述自动变挡差速器在使用手动模式或者倒车控制时，将转换开关置于手动模式，用手动高、低速变挡开关进行变挡，前进、倒车开关置于前进挡，动力电机正转，电动车有两个前进挡，前进、倒车开关置于倒车挡，动力电机反转，电动车有两个倒车挡。

所述自动变挡差速器的动力电机是8极内转子的无刷永磁电机，所述变挡电机是微型永磁直流电机，所述两个霍尔开关选用单极性霍尔开关，所述转速传感器选用磁电式转速传感器，磁电式转速传感器的探头是齿牙形，探头齿牙顶部对准差速器齿轮的齿牙顶部，两个齿牙顶部之间的气隙为1mm，智能控制器内部设置动力电机和变挡电机的电脑控制电路，包括换相、调速、电流探测、转速探测电路、左、右霍尔开关电路、转速传感器转速脉冲换算、动力电机转速脉冲换算、比较电路。

所述自动变挡差速器的有益效果在于：1.自动变挡同步离合的方案一般是：选用普通离合齿轮组，设置空挡停顿延时过程，调整动力电机转速，使高、低速变挡齿轮与离合齿轮转速同步后进行啮合，其缺点是：该方案的结构和程序复杂，变挡过程时间长，在控制不稳定情况下容易造成卡齿、打齿和冲击，甚至失控现象，所述自动变挡差速器采用机械式的超越离合方案，对于高、低速变挡齿轮与超越离合齿轮转速同步要求不高，采用简单的脉冲调速、模糊控制，大大简化整机控制方案，提高了可靠性，省去了复杂的控制硬件和软件；3.所述超越离合方案不存在卡齿、打齿、顿挫和失控现象，超越离合只有在离合锯形齿的转速超过锯形齿的转速很大的范围才会出现冲击现象，只要控制离合锯形齿的转速大于锯形齿的转速在一定的范围，就能保证两者可靠的无冲击啮合；4. 高、低速变挡齿轮与超越离合齿轮变挡过程没有停顿，智能控制器输出高电平脉冲到转把调速端，瞬时间提高动力电机转速，使低速变挡齿轮与超越离合齿轮立即啮合，高电平脉冲宽度设定为1秒钟，这个1秒钟不是换挡时间，而是在换挡后动力电机自动转动的时间，因此超越离合换挡时间很短；5.自动变挡差速器设置的智能控制器，根据动力电机的负荷大小、转速快慢的变化，自动控制所述变挡电机进行高、低速变挡，起步时变低速挡，正常时速变高速挡，上坡时自动变低速挡，有效解决手动变挡操作不当带来的机构损坏。

附图说明

图1为自动变挡差速器空挡状态俯视剖面结构示意图。

图2为超越离合齿轮组俯视结构示意图。

图3为自动变挡差速器低速挡状态俯视剖面结构示意图。

图4为自动变挡差速器高速挡状态俯视剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

在图1、图2、图3、图4中，所述的自动变挡差速器设置变速箱，所述变速箱设置左半壳1和右半壳2，位于变速箱中部外围的左、右半壳上均设置若干对称的连接耳3，连接耳由若干连接螺丝钉4将左、右半壳紧固成整体，位于变速箱后端、右半壳右端设置安装孔，安装孔内设置动力电机5，动力电机的左端盖左端制有止口台6，止口台与安装孔吻合，左端盖圆周设置4个连接孔，连接孔内设置螺丝钉7将动力电机紧固在右半壳右端，动力电机设置驱动轴8，驱动轴左侧设置驱动齿轮9，驱动轴左端设置驱动轴承10，左半壳后部设置后轴承架，驱动轴承安装在后轴承架内，左半壳和右半壳后部设置左轴承架和右轴承架，左、右轴承架内安装左传动轴承11和右传动轴承12，左、右传动轴承内安装传动轴13，传动轴左边安装小传动齿轮14，右边安装大传动齿轮15，所述驱动齿轮与大传动齿轮啮合，所述超越离合齿轮组由中轴、大、小变挡齿轮、超越离合齿轮、花键套、中轴齿轮组成，左半壳和右半壳中部设置左轴承架和右轴承架，左、右轴承架内安装左中轴承16和右中轴承17，左、右中轴承内安装中轴18，所述中轴是一个左小右大的台阶轴，中轴右端是中轴与齿轮整体制造的中轴齿轮19，中轴齿轮左端设置大变挡齿轮20，中轴左端设置小变挡齿轮21，大、小变挡齿轮的内圆与中轴滑动配合安装，大变挡齿轮左端中部制有左离合齿轮22，小变挡齿轮右端中部制有右离合齿轮23，左、右离合齿轮之间设置花键套24，中轴外圆制有花键外齿，花键套内圆制有花键内齿，花键内齿与花键外齿啮合，花键套外圆设置超越离合齿轮25，所述超越离合齿轮内圆制有六个等分的方形内齿牙26，超越离合齿轮外圆制有拨槽27，所述花键套外圆制有六个等分的方形外齿牙，与超越离合齿轮的方形内齿牙啮合，所述左、右离合齿轮外圆均制有六个等分的方形外齿牙28，所述左、右离合齿轮的方形外齿牙与花键套的方形外齿牙的规格均相同，左、右离合齿轮的方形外齿牙均能与超越离合齿轮的方形内齿牙啮合；所述超越离合齿轮内圆的六个方形内齿牙的左端面均制有左锯形齿29，右端面均制有右锯形齿30，左、右锯形齿的斜面是左、右对称的，所述左离合齿轮的六个方形外齿牙右端面均制有左离合锯形齿31，所述右离合齿轮的六个方形外齿牙左端面均制有右离合锯形齿32，左、右离合锯形齿的斜面是左、右对称的，左离合锯形齿的斜面与所述左锯形齿的斜面吻合，右离合锯形齿的斜面与所述右锯形齿的斜面吻合；中轴左端设置外卡簧33，大变挡齿轮左端紧靠外卡簧，所述左半壳前端设置左大轴承架，右半壳前端设置右大轴承架，左、右大轴承架内安装左大轴承34和右大轴承35，左、右大轴承内安装左空心轴36和右空心轴37，左、右空心轴之间安装差速器38，差速器外圆设置差速器齿轮39，差速器齿轮与中轴齿轮啮合；所述左半壳外上端设置左滑动轴架40，右半壳内上端设置右滑动轴架41，左、右滑动轴架内设置滑动轴42，滑动轴中部设置连接套43，连接套前下端制有拨杆，拨杆前下端制有拨叉44，拨叉两端均制有滑块45，滑块位于超越离合齿轮外圆的拨槽内，所述连接套后端制有n形连接架46，n形连接架中间夹缝内安装钢板弹簧47，n形连接架后端设置沉头螺丝钉48将钢板弹簧紧固，所述钢板弹簧是一块前大后小的梯形钢板，钢板弹簧的特性是：钢板弹簧的后端左、右受力弯曲具有弹性，松开后钢板弹簧能自动恢复直线，钢板弹簧的后端制有方形窗口49，方形窗口内设置圆柱螺丝帽50，圆柱螺丝帽上、下端的圆心制有上轴51，和下轴，上、下轴左边设置方框形轴架52，方框形轴架前、后端设有前、后螺丝钉53、54将方框形轴架固定在方形窗口左边，方框形轴架的方口与方形窗口对齐，圆柱螺丝帽的侧面中心制有螺丝孔，螺丝孔内设置螺丝杆55，所述右半壳内后上端设置变挡电机56，变挡电机驱动轴与所述螺丝杆连接，变挡电机右侧直径的上、下端制有上轴孔和下轴孔，右半壳内后上端制有上支架57和下支架，上、下支架左端设置上连接轴58和下连接轴，上、下连接轴分别装进变挡电机的上、下轴孔内，变挡电机以上、下连接轴为圆心能转动，圆柱螺丝帽在方形窗口内能转动，实现所述螺丝孔与螺丝杆自动定位，减少螺丝孔与螺丝杆之间的摩擦，钢板弹簧的后端设置钕铁硼材料的微型永磁体59，极性是前后方向，变速箱内后上端设置左霍尔开关60，和右霍尔开关61，变速箱后上端设置输出线插座62，输出线插座内安插输出线插头63，变速箱前上端设置转速传感器64，变速箱后端和动力电机的左端盖设置出线孔65，动力电机的输出线经过出线孔连接到输出线插座，两个霍尔开关的输出线和转速传感器的输出线均连接到输出线插座，输出线插头的输出线是一根多线汇集的电缆66连接到智能控制器67，所述智能控制器设置在车厢底部。

所述自动变挡差速器超越离合的原理在于：当变挡电机驱动螺丝杆正转时，螺丝杆驱动圆柱螺丝帽、钢板弹簧向左移动，钢板弹簧传动滑动轴、拨杆、拨叉、超越离合齿轮，使所述超越离合齿轮的左锯形齿与所述左离合锯形齿啮合，此时为低速挡，当变挡电机驱动螺丝杆反转时，螺丝杆驱动圆柱螺丝帽、钢板弹簧向右移动，钢板弹簧传动滑动轴、拨杆、拨叉、超越离合齿轮，使所述超越离合齿轮的右锯形齿与所述右离合锯形齿啮合，此时为高速挡，所述左、右锯形齿与所述左、右离合锯形齿是在超越同步转速的状态下啮合，无论是低速挡还是高速挡，当离合锯形齿的转速小于锯形齿的转速时，所述左、右锯形齿与所述左、右离合锯形齿处于打滑分离状态，当离合锯形齿的转速大于锯形齿的转速时，所述左、右锯形齿与所述左、右离合锯形齿自动啮合，所述左、右锯形齿与所述左、右离合锯形齿在钢板弹力作用下处于打滑分离状态时，摩擦小、噪音低，不存在卡齿、打齿、顿挫现象，处于超越啮合时，在钢板弹力作用下，由于啮合快，离合锯形齿的转速超过锯形齿的转速很大时会产生冲击力，因此，在高低速变挡的短暂过程中，只要控制离合锯形齿的转速大于锯形齿的转速在一定的范围，就能保证两者可靠的无冲击啮合，高低速变挡齿轮与超越离合齿轮啮合后，两者依靠钢板弹簧弯曲的弹力靠紧，高低速变挡齿轮与超越离合齿轮啮合后，左、右离合齿轮的方形外齿牙均能与超越离合齿轮的方形内齿牙啮合，因为内、外方形齿牙的端面为锯形齿，所以内、外方形齿牙啮合的深度正反转不同，齿轮正转为前进挡，啮合的深度长，齿轮反转为倒车挡，啮合的深度短，因此，内、外方形齿牙啮合的深度要满足倒车的啮合要求。

所述自动变挡差速器的自动变挡原理在于：所述智能控制器输入端设置电源开关、自动模式与手动模式的转换开关、高、低速变挡开关以及前进、倒车开关，所有开关设置在电动车操作台上，电动车正常前进起步时，打开电源开关、自动模式开关以及前进开关，自动变挡差速器的初始状态是：钢板弹簧后端所述微型永磁体接近所述左霍尔开关，左霍尔开关输出信号到智能控制器，控制变挡电机停止，此时低速变挡齿轮与超越离合齿轮啮合、靠紧，钢板弹簧向左弯曲一定弯度，保持一定弹力，变挡电机螺丝杆驱动圆柱螺丝帽到位停止时具有锁定功能，钢板弹簧锁定在低速挡位置，电动车在行驶中，智能控制器按照下面程序控制：1.当转速传感器探测到的轮胎转速参数和动力电机的电流参数达到高速挡的参数要求时，智能控制器将转把调速器的手动控制切换到自动控制，智能控制器输出低电平到转把调速端，关停动力电机；2.控制变挡电机反转，钢板弹簧向右移动，动力电机停转过程中，超越离合齿轮内齿在不受力状态下退出低速挡；3.钢板弹簧继续向右移动，所述微型永磁体接近所述右霍尔开关时，控制变挡电机停止，高速变挡齿轮与超越离合齿轮靠紧，钢板弹簧向右弯曲一定弯度，保持一定弹力，钢板弹簧锁定在高速挡位置，如果动力电机停转过程的转速略大于轮胎转速处于超越同步转速时，高速变挡齿轮与超越离合齿轮立即啮合，啮合有很小的冲击在允许范围，如果动力电机停转过程的转速小于轮胎转速时，高速变挡齿轮与超越离合齿轮处于打滑分离状态，此时智能控制器输出高电平脉冲到转把调速端，瞬时间提高动力电机转速，使高速变挡齿轮与超越离合齿轮立即啮合，高电平脉冲宽度设定为半秒钟；4. 此时智能控制器将转把调速器切换到手动控制，当电动车上坡时，转速传感器探测到的轮胎转速参数和动力电机的电流参数达到低速挡的参数要求时，智能控制器将转把调速器切换到自动控制，智能控制器输出低电平到转把调速端，关停动力电机；5.控制变挡电机反转，钢板弹簧向左移动，动力电机停转过程中，超越离合齿轮内齿在不受力状态下退出高速挡；6.钢板弹簧继续向左移动，所述微型永磁体接近所述左霍尔开关时，控制变挡电机停止，低速变挡齿轮与超越离合齿轮靠紧，钢板弹簧向左弯曲一定弯度，保持一定弹力，钢板弹簧锁定在低速挡位置，动力电机停转过程的转速小于轮胎转速，高速变挡齿轮与超越离合齿轮处于打滑分离状态，此时智能控制器输出高电平脉冲到调速端，瞬时间提高动力电机转速，使低速变挡齿轮与超越离合齿轮立即啮合，高电平脉冲宽度设定为1秒钟，这个1秒钟不是换挡时间，而是在换挡后动力电机自动转动的时间，因此超越离合换挡时间很短；7. 此时智能控制器将转把调速器切换到手动控制。

所述自动变挡差速器在使用手动模式或者倒车控制时，将转换开关置于手动模式，用手动高、低速变挡开关进行变挡，前进、倒车开关置于前进挡，动力电机正转，电动车有两个前进挡，前进、倒车开关置于倒车挡，动力电机反转，电动车有两个倒车挡。

所述自动变挡差速器的动力电机是8极内转子的无刷永磁电机，所述变挡电机是微型永磁直流电机，所述两个霍尔开关选用单极性霍尔开关，所述转速传感器选用磁电式转速传感器，磁电式转速传感器的探头是齿牙形，探头齿牙顶部对准差速器齿轮的齿牙顶部，两个齿牙顶部之间的气隙为1mm，智能控制器内部设置动力电机和变挡电机的电脑控制电路，包括换相、调速、电流探测、转速探测电路、左、右霍尔开关电路、转速传感器转速脉冲换算、动力电机转速脉冲换算、比较电路。

Claims (5)

1.一种自动变挡差速器，由变速箱、驱动齿轮、大、小传动齿轮、超越离合齿轮组、差速器齿轮、钢板弹簧、动力电机、变挡电机和智能控器组成，所述变速箱设置左半壳(1)和右半壳(2)，位于变速箱中部外围的左、右半壳上均设置若干对称的连接耳(3)，连接耳由若干连接螺丝钉(4)将左、右半壳紧固成整体，位于变速箱后端、右半壳右端设置安装孔，安装孔内设置动力电机(5)，动力电机的左端盖左端制有止口台(6)，止口台与安装孔吻合，左端盖圆周设置4个连接孔，连接孔内设置螺丝钉(7)将动力电机紧固在右半壳右端，动力电机设置驱动轴(8)，驱动轴左侧设置驱动齿轮(9)，驱动轴左端设置驱动轴承(10)，左半壳后部设置后轴承架，驱动轴承安装在后轴承架内，左半壳和右半壳后部设置左轴承架和右轴承架，左、右轴承架内安装左传动轴承(11)和右传动轴承(12)，左、右传动轴承内安装传动轴(13)，传动轴左边安装小传动齿轮(14)，右边安装大传动齿轮(15)，所述驱动齿轮与大传动齿轮啮合，所述超越离合齿轮组由中轴、大、小变挡齿轮、超越离合齿轮、花键套、中轴齿轮组成，其特征在于：所述左半壳和右半壳中部设置左轴承架和右轴承架，左、右轴承架内安装左中轴承(16)和右中轴承(17)，左、右中轴承内安装中轴(18)，所述中轴是一个左小右大的台阶轴，中轴右端是中轴与齿轮整体制造的中轴齿轮(19)，中轴齿轮左端设置大变挡齿轮(20)，中轴左端设置小变挡齿轮(21)，大、小变挡齿轮的内圆与中轴滑动配合安装，大变挡齿轮左端中部制有左离合齿轮(22)，小变挡齿轮右端中部制有右离合齿轮(23)，左、右离合齿轮之间设置花键套(24)，中轴外圆制有花键外齿，花键套内圆制有花键内齿，花键内齿与花键外齿啮合，花键套外圆设置超越离合齿轮(25)，所述超越离合齿轮内圆制有六个等分的方形内齿牙(26)，超越离合齿轮外圆制有拨槽(27)，所述花键套外圆制有六个等分的方形外齿牙，与超越离合齿轮的方形内齿牙啮合，所述左、右离合齿轮外圆均制有六个等分的方形外齿牙(28)，所述左、右离合齿轮的方形外齿牙与花键套的方形外齿牙的规格均相同，左、右离合齿轮的方形外齿牙均能与超越离合齿轮的方形内齿牙啮合，所述超越离合齿轮内圆的六个方形内齿牙的左端面均制有左锯形齿(29)、右端面均制有右锯形齿(30)，左、右锯形齿的斜面是左、右对称的，所述左离合齿轮的六个方形外齿牙右端面均制有左离合锯形齿(31)，所述右离合齿轮的六个方形外齿牙左端面均制有右离合锯形齿(32)，左、右离合锯形齿的斜面是左、右对称的，左离合锯形齿的斜面与所述左锯形齿的斜面吻合，右离合锯形齿的斜面与所述右锯形齿的斜面吻合；中轴左端设置外卡簧(33)，大变挡齿轮左端紧靠外卡簧，所述左半壳前端设置左大轴承架，右半壳前端设置右大轴承架，左、右大轴承架内安装左大轴承(34)和右大轴承(35)，左、右大轴承内安装左空心轴(36)和右空心轴(37)，左、右空心轴之间安装差速器(38)，差速器外圆设置差速器齿轮(39)，差速器齿轮与中轴齿轮啮合；所述左半壳外上端设置左滑动轴架(40)，右半壳内上端设置右滑动轴架(41)，左、右滑动轴架内设置滑动轴(42)，滑动轴中部设置连接套(43)，连接套前下端制有拨杆，拨杆前下端制有拨叉(44)，拨叉两端均制有滑块(45)，滑块位于超越离合齿轮外圆的拨槽内，所述连接套后端制有n形连接架(46)，n形连接架中间夹缝内安装钢板弹簧(47)，n形连接架后端设置沉头螺丝钉(48)将钢板弹簧紧固，所述钢板弹簧是一块前大后小的梯形钢板，钢板弹簧的特性是：钢板弹簧的后端左、右受力弯曲具有弹性，松开后钢板弹簧能自动恢复直线，钢板弹簧的后端制有方形窗口(49)，方形窗口内设置圆柱螺丝帽(50)，圆柱螺丝帽上、下端的圆心制有上轴(51)，和下轴，上、下轴左边设置方框形轴架(52)，方框形轴架前、后端设有前螺丝钉(53)、后螺丝钉(54)，将方框形轴架固定在方形窗口左边，方框形轴架的方口与方形窗口对齐，圆柱螺丝帽的侧面中心制有螺丝孔，螺丝孔内设置螺丝杆(55)，所述右半壳内后上端设置变挡电机(56)，变挡电机驱动轴与所述螺丝杆连接，变挡电机右侧直径的上、下端制有上轴孔和下轴孔，右半壳内后上端制有上支架(57)和下支架，上、下支架左端设置上连接轴(58)和下连接轴，上、下连接轴分别装进变挡电机的上、下轴孔内，变挡电机以上、下连接轴为圆心能转动，圆柱螺丝帽在方形窗口内能转动，实现所述螺丝孔与螺丝杆自动定位，减少螺丝孔与螺丝杆之间的摩擦，钢板弹簧的后端设置钕铁硼材料的微型永磁体(59)，极性是前后方向，变速箱内后上端设置左霍尔开关(60)，和右霍尔开关(61)，变速箱后上端设置输出线插座(62)，输出线插座内安插输出线插头(63)，变速箱前上端设置转速传感器(64)，变速箱后端和动力电机的左端盖设置出线孔(65)，动力电机的输出线经过出线孔连接到输出线插座，两个霍尔开关的输出线和转速传感器的输出线均连接到输出线插座，输出线插头的输出线是一根多线汇集的电缆(66)连接到智能控制器(67)，所述智能控制器设置在车厢底部。

2.根据权利要求1所述的自动变挡差速器，其特征在于：所述变挡电机驱动螺丝杆正转时，螺丝杆驱动圆柱螺丝帽、钢板弹簧向左移动，钢板弹簧传动滑动轴、拨杆、拨叉、超越离合齿轮，使所述超越离合齿轮的左锯形齿与所述左离合齿轮的左离合锯形齿啮合，此时为低速挡，当变挡电机驱动螺丝杆反转时，螺丝杆驱动圆柱螺丝帽、钢板弹簧向右移动，钢板弹簧传动滑动轴、拨杆、拨叉、超越离合齿轮，使所述超越离合齿轮的右锯形齿与所述右离合齿轮的右离合锯形齿啮合，此时为高速挡，所述左、右锯形齿与所述左、右离合锯形齿是在超越同步转速的状态下啮合，无论是低速挡还是高速挡，当离合锯形齿的转速小于锯形齿的转速时，所述左、右锯形齿与所述左、右离合锯形齿处于打滑分离状态，当离合锯形齿的转速大于锯形齿的转速时，所述左、右锯形齿与所述左、右离合锯形齿自动啮合，所述左、右锯形齿与所述左、右离合锯形齿在钢板弹力作用下处于打滑分离状态时，摩擦小、噪音低，不存在卡齿、打齿、顿挫现象，处于超越啮合时，在钢板弹力作用下，由于啮合快，离合锯形齿的转速超过锯形齿的转速很大时，会产生冲击力，因此，在高低速变挡的短暂过程中，只要控制离合锯形齿的转速大于锯形齿的转速在一定的范围，就能保证两者可靠的无冲击啮合，高低速变挡齿轮与超越离合齿轮啮合后，两者依靠钢板弹簧弯曲的弹力靠紧，高低速变挡齿轮与超越离合齿轮啮合后，左、右离合齿轮的方形外齿牙均能与超越离合齿轮的方形内齿牙啮合，因为内、外方形齿牙的端面为锯形齿，所以内、外方形齿牙啮合的深度正反转不同，齿轮正转为前进挡，啮合的深度长，齿轮反转为倒车挡，啮合的深度短，因此，内、外方形齿牙啮合的深度要满足倒车的啮合要求。

3.根据权利要求1所述的自动变挡差速器，其特征在于：所述智能控制器输入端设置电源开关、自动模式与手动模式的转换开关、高、低速变挡开关以及前进、倒车开关，所有开关设置在电动车操作台上，电动车正常前进起步时，打开电源开关、自动模式开关以及前进开关，自动变挡差速器的初始状态是：钢板弹簧后端所述微型永磁体接近所述左霍尔开关，左霍尔开关输出信号到智能控制器，控制变挡电机停止，此时低速变挡齿轮与超越离合齿轮啮合、靠紧，钢板弹簧向左弯曲一定弯度，保持一定弹力，变挡电机螺丝杆驱动圆柱螺丝帽到位停止时具有锁定功能，钢板弹簧锁定在低速挡位置，电动车在行驶中，智能控制器按照下面程序控制：1.当转速传感器探测到的轮胎转速参数和动力电机的电流参数达到高速挡的参数要求时，智能控制器将转把调速器的手动控制切换到自动控制，智能控制器输出低电平到转把调速端，关停动力电机；2.控制变挡电机反转，钢板弹簧向右移动，动力电机停转过程中，超越离合齿轮内齿在不受力状态下退出低速挡；3.钢板弹簧继续向右移动，所述微型永磁体接近所述右霍尔开关时，控制变挡电机停止，高速变挡齿轮与超越离合齿轮靠紧，钢板弹簧向右弯曲一定弯度，保持一定弹力，钢板弹簧锁定在高速挡位置，如果动力电机停转过程的转速略大于轮胎转速处于超越同步转速时，高速变挡齿轮与超越离合齿轮立即啮合，啮合有很小的冲击在允许范围，如果动力电机停转过程的转速小于轮胎转速时，高速变挡齿轮与超越离合齿轮处于打滑分离状态，此时智能控制器输出高电平脉冲到转把调速端，瞬时间提高动力电机转速，使高速变挡齿轮与超越离合齿轮立即啮合，高电平脉冲宽度设定为半秒钟；4. 此时智能控制器将转把调速器切换到手动控制，当电动车上坡时，转速传感器探测到的轮胎转速参数和动力电机的电流参数达到低速挡的参数要求时，智能控制器将转把调速器切换到自动控制，智能控制器输出低电平到转把调速端，关停动力电机；5.控制变挡电机反转，钢板弹簧向左移动，动力电机停转过程中，超越离合齿轮内齿在不受力状态下退出高速挡；6.钢板弹簧继续向左移动，所述微型永磁体接近所述左霍尔开关时，控制变挡电机停止，低速变挡齿轮与超越离合齿轮靠紧，钢板弹簧向左弯曲一定弯度，保持一定弹力，钢板弹簧锁定在低速挡位置，动力电机停转过程的转速小于轮胎转速，高速变挡齿轮与超越离合齿轮处于打滑分离状态，此时智能控制器输出高电平脉冲到转把调速端，瞬时间提高动力电机转速，使低速变挡齿轮与超越离合齿轮立即啮合，高电平脉冲宽度设定为1秒钟，这个1秒钟不是换挡时间，而是在换挡后动力电机自动转动的时间，因此超越离合换挡时间很短；7. 此时智能控制器将转把调速器切换到手动控制。

4.根据权利要求1所述的自动变挡差速器，其特征在于： 所述自动变挡差速器在使用手动模式或者倒车控制时，将转换开关置于手动模式，用手动高、低速变挡开关进行变挡，前进、倒车开关置于前进挡时，动力电机正转，电动车有两个前进挡，前进、倒车开关置于倒车挡时，动力电机反转，电动车有两个倒车挡。

5.根据权利要求1所述的自动变挡差速器，其特征在于：所述自动变挡差速器的动力电机是8极内转子的无刷永磁电机，所述变挡电机是微型永磁直流电机，所述两个霍尔开关选用单极性霍尔开关，所述转速传感器选用磁电式转速传感器，磁电式转速传感器的探头是齿牙形，探头齿牙顶部对准差速器齿轮的齿牙顶部，两个齿牙顶部之间的气隙为1mm，智能控制器内部设置动力电机和变挡电机的电脑控制电路，包括换相、调速、电流探测、转速探测电路、左、右霍尔开关电路、转速传感器的转速脉冲换算、动力电机的转速脉冲换算、比较电路。