CN108426015A - 载重电动车用3挡双离合自动变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种载重电动车用3挡双离合自动变速器，包括离合器K1、K2、同步器、平行设置的输入轴、第二轴、一挡齿轮副、二挡齿轮副和三挡齿轮副，离合器K1、K2布置在输入轴的两端，离合器K1通过二挡齿轮副传递动力至第二轴，离合器K2通过三挡齿轮副传递动力至第二轴；一挡齿轮副包括一挡主动齿轮和与一挡主动齿轮啮合的一挡被动齿轮，一挡主动齿轮固接于输入轴上，并介于二挡齿轮副和三挡齿轮副之间；同步器布置在第二轴上，并介于一挡齿轮副和二挡齿轮副或三挡齿轮副之间，同步器控制一挡齿轮副的一挡被动齿轮与第二轴接合。本发明主要用在载荷>10t的载重车辆，同时电机功率又希望尽可能小，从而降低整车所有电器元器件的规格成本。

Description

载重电动车用3挡双离合自动变速器
技术领域
本发明涉及一种双离合自动变速器，尤其涉及一种载重电动车用3挡双离合自动变速器。
背景技术
纯电动汽车具有噪声小、零排放、易于操作和维护等优点，由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。
由于纯电动汽车的驱动电机具有很好的调速特性，因此，行业内纯电动汽车动力传动系统多采用两挡变速器，但是，在用于功率较小(常见的客车80-100kw额定，峰值140-200kw)，载荷较大(通常10-12m客车，载荷>14t)的载重电动车时，即正常使用功率在80-100kw额定电机(常用功率)的情况下，采用两挡变速器，一挡速比需要设计很大，从而一挡纯载重爬坡模式情况下速度过低；而切换到二挡后，由于二挡为满足车速要求使得二挡速比较小，从而使得输出驱动力过小，无法满足复杂路面爬坡。这样使得车辆在载货情况下，无法实现在复杂路面载货正常速度行驶。另外由于一挡速比较大，导致一挡的输入齿轮内径过小，无法设计成空心轴模式，而通常双离合自动变速器需要一二挡做成空心轴，才能穿过芯轴满足离合器的驱动输出，这样无法满足常规双离合变速器的设计要求。
专利文献CN104763798A，公开了一种纯电动大巴三挡双离合自动变速箱，该自动变速箱结构为：包括电机连接轴1、双离合器2、第一输入轴3、第二输入轴4、第一挡主动齿轮5、同步器6、第二挡齿轮7、输出轴8、输出齿轮9、输出法兰10、副轴11、第二挡被动齿轮12、第一挡被动齿轮13以及最终齿轮14。双离合器2的输入端通过电机连接轴1连接至车辆电动机的动力输出端；输出轴8的输入端设置有相应的输出齿轮9，而输出端设置有相应的输出法兰10，第二输入轴4内部中空，其输入端与偶数离合器传动相连，在输出端设置有第二挡齿轮7；第一输入轴3为实心结构，其穿设在第二输入轴4中，且输入端与奇数离合器传动相连，输出端设置有同步器6，通过同步器分别与第一挡主动齿轮5和输出轴8上的输出齿轮9相配合，其中第一挡主动齿轮5套设在第一输入轴3上，在同步器6与第一挡主动齿轮5结合时，第一挡主动齿轮5将跟随第一输入轴3转动；当同步器6与输出轴8上的输出齿轮9结合时，输出轴8将直接跟随第一输入轴3转动，而第一挡主动齿轮5不跟随；而同步器6的具体位置由电机转速决定，可分别为第一挡主动齿轮5结合、中间位置、和输出齿轮结合，第二挡被动齿轮12、第一挡被动齿轮13以及最终齿轮14依次设置在副轴11上，并分别与第二挡齿轮7、第一挡主动齿轮5以及输出齿轮9相啮合。由此可知，该方案中包括第一输入轴，第二输入轴、输出轴和副轴，结构较为复杂，且工艺成本较高，该方案中，为实现爬坡要求，一挡速比设计较大，一挡输入齿轮难以设计的很大，所以一挡齿轮无法做成空心轴(主要是穿过该空心轴的传动轴直径太小，难以负荷大扭矩)，也就是说该方案中，会使得一挡空心轴的强度不够(或第二输入实心轴直径过小，强度不够)，无法完成实际工程设计，同时更无法与三挡或其他挡位输入齿轮做成整体齿轮。此外，该方案中，第一输入轴作为穿心轴穿入第二输入轴中，且采用奇偶双离合器，造成穿心轴的长度较长且较细，难以负荷大扭矩，增加了整体轴的刚度要求及加工难度，无法保证工艺可行性及产业化可行性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出一种较好应用于功率较小(常见的客车80-100kw额定，峰值140-200kw)，载荷较大(通常10-12m客车，载荷>14t)的载重电动车的3挡双离合自动变速器。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种载重电动车用3挡双离合自动变速器，包括离合器K1、离合器K2、同步器、平行设置的输入轴、第二轴、一挡齿轮副、二挡齿轮副和三挡齿轮副，所述离合器K1与所述离合器K2布置在所述输入轴的两端，所述离合器K1通过所述二挡齿轮副传递动力至所述第二轴，所述离合器K2通过所述三挡齿轮副传递动力至所述第二轴；所述一挡齿轮副包括一挡主动齿轮和与所述一挡主动齿轮啮合的一挡被动齿轮，所述一挡主动齿轮固接于所述输入轴上，并介于所述二挡齿轮副和所述三挡齿轮副之间；所述同步器布置在所述第二轴上，并介于所述一挡齿轮副和所述二挡齿轮副或所述三挡齿轮副之间，所述同步器控制所述一挡齿轮副的一挡被动齿轮与所述第二轴接合。
进一步的，所述二挡齿轮副包括二挡主动齿轮和与所述二挡主动齿轮啮合的二挡被动齿轮，所述三挡齿轮副包括三挡主动齿轮和与所述三挡主动齿轮啮合的三挡被动齿轮；所述离合器K1的主动部分、所述离合器K2的主动部分均与所述输入轴固接，所述二挡主动齿轮与所述离合器K1的被动部分固接，所述二挡被动齿轮与所述第二轴固接，所述三挡主动齿轮与所述离合器K2的被动部分固接，所述三挡被动齿轮与所述第二轴固接，所述同步器的主动部分与所述第二轴固接，所述一挡被动齿轮与所述同步器的被动部分固接。
进一步的，还包括差速器总成，所述第二轴通过输出齿轮副传递动力至所述差速器总成。
进一步的，所述输出齿轮副包括输出主动齿轮和输出被动齿轮，所述输出主动齿轮同轴固接于所述第二轴上，所述输出被动齿轮与所述差速器总成的输入端固接。
进一步的，所述差速器总成通过位于其相对的两侧的两个半轴输出动力。
进一步的，所述离合器K1、所述离合器K2是完全相同的两个离合器。
本发明的有益效果是：本发明提供一种载重电动车用3挡双离合自动变速器，通过三挡位设计可以使车辆在配备较低功率的电机下获得较大的扭矩，打破了市场上现有的单挡及两挡电动车辆在承受最大扭矩的局限性。本发明一挡采用单独实心轴，一挡被动齿轮单独采用同步器换挡方式，独立为爬坡挡，非常适用于大载重(载荷>14t)爬坡。二挡、三挡分别由独立的离合器K1和K2控制，正常行驶路面使用二挡-三挡常规使用足够，且二挡、三挡使用两个离合器K1和K2交替切换，实现无动力中断，保证车辆的安全性和舒适性。相对于现有三挡变速器，本发明仅设置了输入轴和第二轴，具有结构简单、工艺成本较低的优点；且本发明采用两端对置两个离合器的方式，从工艺上避免了输入空心轴齿长度过长，避免二挡或三挡输入齿轮需要长轴穿过一挡齿轮，从而降低了穿心轴的长度，减小细长实心轴的长度，增加了整体轴的刚度及降低了加工难度，很大程度上保证了工艺可行性，增加了产业化的可行性。本发明可以负荷更大的载荷，主要用在载荷>10t的载重车辆，同时电机功率又希望尽可能小，从而降低整车所有电器元器件的规格成本。相对4挡位双离合自动变速器减少了一组同步器，结构更加简单，成本相对更低，更加经济实用。
附图说明
图1为本发明载重电动车用3挡双离合自动变速器结构示意图；
图2为现有技术中3挡双离合自动变速器结构示意图；
结合附图，作以下说明：
1-离合器K1，2-离合器K2，3-同步器、4-输入轴，5-第二轴，6-一挡主动齿轮，7-一挡被动齿轮，8-二挡主动齿轮，9-二挡被动齿轮，10-三挡主动齿轮，11-三挡被动齿轮，12-输出主动齿轮，13-输出被动齿轮，14-差速器总成。
具体实施方式
为使本发明能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
如图1所示，一种载重电动车用3挡双离合自动变速器，包括离合器K11、离合器K22、同步器3、平行设置的输入轴4、第二轴5、一挡齿轮副、二挡齿轮副和三挡齿轮副，所述离合器K1与所述离合器K2布置在所述输入轴的两端，所述离合器K1通过所述二挡齿轮副传递动力至所述第二轴，所述离合器K2通过所述三挡齿轮副传递动力至所述第二轴；所述一挡齿轮副包括一挡主动齿轮6和与所述一挡主动齿轮啮合的一挡被动齿轮7，所述一挡主动齿轮固接于所述输入轴上，并介于所述二挡齿轮副和所述三挡齿轮副之间；所述同步器布置在所述第二轴上，并介于所述一挡齿轮副和所述二挡齿轮副或所述三挡齿轮副之间，所述同步器控制所述一挡齿轮副的一挡被动齿轮与所述第二轴接合；所述二挡齿轮副包括二挡主动齿轮8和与所述二挡主动齿轮啮合的二挡被动齿轮9，所述三挡齿轮副包括三挡主动齿轮10和与所述三挡主动齿轮啮合的三挡被动齿轮11；所述离合器K1的主动部分、所述离合器K2的主动部分均与所述输入轴固接，所述二挡主动齿轮与所述离合器K1的被动部分固接，所述二挡被动齿轮与所述第二轴固接，所述三挡主动齿轮与所述离合器K2的被动部分固接，所述三挡被动齿轮与所述第二轴固接，所述同步器的主动部分与所述第二轴固接，所述一挡被动齿轮与所述同步器的被动部分固接。
上述结构中，通过三挡位设计可以使车辆在配备较低功率的电机下获得较大的扭矩，打破了市场上现有的单挡及两挡电动车辆在承受最大扭矩的局限性。本发明一挡采用单独实心轴，一挡被动齿轮单独采用同步器换挡方式，独立为爬坡挡，非常适用于大载重(载荷>14t)爬坡。二挡、三挡分别由独立的离合器K1和K2控制，正常行驶路面使用二挡-三挡常规使用足够，且二挡、三挡使用两个离合器K1和K2交替切换，实现无动力中断，保证车辆的安全性和舒适性。相对于现有三挡变速器，本发明仅设置了输入轴和第二轴，具有结构简单、工艺成本较低的优点；且本发明采用两端对置两个离合器的方式，从工艺上避免了输入空心轴齿长度过长，避免二挡或三挡输入齿轮需要长轴穿过一挡齿轮，从而降低了穿心轴的长度，减小细长实心轴的长度，增加了整体轴的刚度及降低了加工难度，很大程度上保证了工艺可行性，增加了产业化的可行性。本发明可以负荷更大的载荷，主要用在载荷>10t的载重车辆，同时电机功率又希望尽可能小，从而降低整车所有电器元器件的规格成本。相对4挡位双离合自动变速器减少了一组同步器，结构更加简单，成本相对更低，更加经济实用。
优选的，还包括差速器总成14，所述第二轴通过输出齿轮副传递动力至所述差速器总成，所述输出齿轮副包括输出主动齿轮12和输出被动齿轮13，所述输出主动齿轮同轴固接于所述第二轴上，所述输出被动齿轮与所述差速器总成的输入端固接；所述差速器总成通过位于其相对的两侧的两个半轴输出动力。用户可根据实际需求选装该差速器(Diff)总成，如装有差速器则动力由行星轮半轴输出，否则动力由第二轴输出(其中差速器包含且不仅限于行星差速器)
优选的，所述离合器K1、所述离合器K2是完全相同的两个离合器。本发明两个离合器分别独立分开水平对置，更好的解决了润滑和散热的问题，且拥有两个完全相同的离合器，简化了生产工艺及降低了生产成本。
本发明载重电动车用3挡双离合自动变速器的工作原理如下：
该变速器设置有三个挡位，离合器K1、离合器K2断开，同步器与一挡主动齿轮接合，动力由一挡齿轮副传递，这样，一挡采用单独实心轴，独立为爬坡挡，主要用于爬坡工况；通过离合器K1控制二挡，离合器K2控制三挡，同步器断开时，交替选择离合器K1和K2，即可实现换挡。
以上实施例是参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本发明的实质的情况下，都落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种载重电动车用3挡双离合自动变速器，其特征在于：包括离合器K1(1)、离合器K2(2)、同步器(3)、平行设置的输入轴(4)、第二轴(5)、一挡齿轮副、二挡齿轮副和三挡齿轮副，所述离合器K1与所述离合器K2布置在所述输入轴的两端，所述离合器K1通过所述二挡齿轮副传递动力至所述第二轴，所述离合器K2通过所述三挡齿轮副传递动力至所述第二轴；所述一挡齿轮副包括一挡主动齿轮(6)和与所述一挡主动齿轮啮合的一挡被动齿轮(7)，所述一挡主动齿轮固接于所述输入轴上，并介于所述二挡齿轮副和所述三挡齿轮副之间；所述同步器布置在所述第二轴上，并介于所述一挡齿轮副和所述二挡齿轮副或所述三挡齿轮副之间，所述同步器控制所述一挡齿轮副的一挡被动齿轮与所述第二轴接合。
2.根据权利要求1所述的载重电动车用3挡双离合自动变速器，其特征在于：所述二挡齿轮副包括二挡主动齿轮(8)和与所述二挡主动齿轮啮合的二挡被动齿轮(9)，所述三挡齿轮副包括三挡主动齿轮(10)和与所述三挡主动齿轮啮合的三挡被动齿轮(11)；所述离合器K1的主动部分、所述离合器K2的主动部分均与所述输入轴固接，所述二挡主动齿轮与所述离合器K1的被动部分固接，所述二挡被动齿轮与所述第二轴固接，所述三挡主动齿轮与所述离合器K2的被动部分固接，所述三挡被动齿轮与所述第二轴固接，所述同步器的主动部分与所述第二轴固接，所述一挡被动齿轮与所述同步器的被动部分固接。
3.根据权利要求1所述的载重电动车用3挡双离合自动变速器，其特征在于：还包括差速器总成，所述第二轴通过输出齿轮副传递动力至所述差速器总成。
4.根据权利要求3所述的载重电动车用3挡双离合自动变速器，其特征在于：所述输出齿轮副包括输出主动齿轮(12)和输出被动齿轮(13)，所述输出主动齿轮同轴固接于所述第二轴上，所述输出被动齿轮与所述差速器总成的输入端固接。
5.根据权利要求3所述的载重电动车用3挡双离合自动变速器，其特征在于：所述差速器总成通过位于其相对的两侧的两个半轴输出动力。
6.根据权利要求1所述的载重电动车用3挡双离合自动变速器，其特征在于：所述离合器K1、所述离合器K2是完全相同的两个离合器。
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