CN108591399B - 变速电动车驱动桥总成 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变速电动车驱动桥总成，包括变速器、差速器总成和离合器，所述变速器包括一轴、二轴和中间轴，所述一轴与所述二轴的轴心位于同一直线上，所述二轴插入所述一轴中，所述中间轴位于所述一轴和所述二轴的下方，所述中间轴上减速齿轮组的大齿轮与所述二轴的一级减速主齿连接，所述差速器总成上的二级减速被齿与所述中间轴上减速齿轮组的小齿轮连接，所述一轴连接在所述离合器的离合器内齿内。本发明采用上述结构的变速电动车驱动桥总成，有效的提高了电动汽车的使用性能，保证了驱动桥结构的紧凑，可以适应多种路况，增加了整车的续航里程。
Description
技术领域
本发明涉及电动车后桥结构技术领域，特别是涉及一种变速电动车驱动桥总成。
背景技术
变速器是用来改变发动机的转速和转矩的机构，又称变速箱。变速器由变速传动机构和操纵机构组成。传动机构大多用普通齿轮传动，也有的用行星齿轮传动。
目前，市场上的电动新能源车驱动桥，一种是电机直接驱动双极减速器，即单一输出速比，再通过差速器传至半轴驱动车辆行驶。另一种是电机通过变速箱，变速器通过传动轴驱动主减速器，再通过差速器传至半轴驱动车辆行驶。随着电动汽车的发展，驱动电机配单速比减速器的方式的在动力性、经济性、续驶里程方面的不足越来越明显，因此，电动汽车向着多档位的方向发展的要求越来越迫切。随着档位增多，常规同步器式的换档装置操作时间长，结构复杂，换档冲击较大，而且在换档过程中存在动力中断，降低了汽车的加速性能和舒适性。
目前，电动汽车的驱动方式存在一些问题，严重影响了电动车的使用性能，一定程度制约了电动车的发展，具体如下：
1.由电机直接驱动的双级减速器后桥，由于速比固定不变，所以对电机的性能要求较高，因而电机功率大、体积重量大、成本高、能耗高，不利于节能。
2.爬坡能力差，面对复杂的路况驾驶人员不能根据路况变换速比，如山区道路和连续起伏的道路等，不能做到应对自如，不适合长距离行驶。
3.速度较低，不能满足高速路况行驶。对于单速比既要满足启动扭矩又要满足高速路况，很难两全。
4.在实际路况下连续长距离正常行驶，电机多以高转速运转，噪音较大还会产生大量的热量，很大一部分电能转化成热能浪费掉，只有一部分电能转化成有效功率，能源利用率较低，电机容易过热，易造成报警停车。目前，可以选择水冷却电机替换普通电机，但是成本会增加很多。
5.单一的速比不能兼顾车速与扭矩。满足高速，则扭矩达不到；扭矩大了，车速难以满足；若要两者兼顾，只有加大电机功率浪费能源，但是车辆载重量难以提高。
6.带传动轴驱动桥，整车电池组布局不方便，如果想要具备变速功能，结构比较复杂，且成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种变速电动车驱动桥总成，有效的提高了电动汽车的使用性能，保证了驱动桥结构的紧凑，可以适应多种路况，增加了整车的续航里程。
为实现上述目的，本发明提供了一种变速电动车驱动桥总成，包括变速器、差速器总成和离合器，所述变速器包括一轴、二轴和中间轴，所述一轴与所述二轴的轴心位于同一直线上，所述二轴插入所述一轴中，所述中间轴位于所述一轴和所述二轴的下方，所述中间轴上减速齿轮组的大齿轮与所述二轴的一级减速主齿连接，所述差速器总成上的二级减速被齿与所述中间轴上减速齿轮组的小齿轮连接，所述一轴连接在所述离合器的离合器内齿内。
优选的，所述二轴上依次连接有一档主齿、二档主齿和三档主齿，所述二轴与所述一轴的连接处设有与所述三档主齿连接的三四档换档滑套，所述二档主齿和所述一档主齿之间设有一二档换档滑套，所述一二档换档滑套上设有一二档换档拨叉，所述三四档换档滑套上设有三四档换档拨叉。
优选的，所述中间轴上还依次设有一档被齿、二档被齿、三档被齿和常啮合齿轮，所述一档被齿与所述一档主齿啮合，所述二档被齿与所述二档主齿啮合，所述三档被齿与所述三档主齿啮合。
优选的，所述一档主齿和所述一级减速主齿之间设有一档主齿垫片，所述二轴的另一端通过滚珠轴承固定，所述中间轴的两端通过滚珠轴承固定。
优选的，所述一档主齿、所述二档主齿、所述三档主齿、所述一档被齿、所述二档被齿和所述三档被齿均为斜齿轮，所述一二档换档滑套和所述三四档换档滑套的端面均为圆弧齿结构。
优选的，所述差速器总成包括行星齿轮轴、行星齿轮、半轴齿轮和差速器壳体，所述行星齿轮位于所述行星齿轮轴的上下两端，所述半轴齿轮位于所述行星齿轮轴的左右两侧，并与所述行星齿轮齿轮连接，所述行星齿轮轴上端的孔内设有弹性圆柱销，所述半轴齿轮的内侧设有半轴齿轮垫片。
优选的，所述差速器壳体的一端设有用于固定所述二级减速被齿的固定盘。
优选的，所述差速器壳体的两端通过差速器轴承固定，所述二级减速被齿通过螺栓固定在所述固定盘的螺孔上。
优选的，所述离合器包括依次连接的离合器鼓、离合器内压盘、离合器组片、离合器外压板、离合器内齿和一轴轴承压盖，所述离合器内压盘位于所述离合器鼓和所述离合器组片之间，所述一轴轴承压盖位于所述离合器外压板外侧，所述离合器组片卡设在所述离合器鼓的开口内，所述离合器内齿位于所述离合器组片内侧，所述离合器组片包括相互连接的离合器摩擦片和钢片。
优选的，离合器顶杆依次穿过所述离合器内压盘、所述离合器组片、所述离合器外压板、所述离合器内齿和所述一轴轴承压盖，并与离合器分泵连接。
因此，本发明采用上述结构的变速电动车驱动桥总成，具备四个前进档一个倒档，集离合器、变速器、差速器为一体。通过电机输入动力，由离合器控制分离与结合，将电机动力传给变速器，再通过变速器增减变速比后，将动力传给差速器，驱动车辆正常行驶。
本发明解决了现有电动车的以下技术难题：
1、可变速车桥对电机性能要求较低，如在载重一吨的情况下原车型电机最高转速6800r/min，最高车速85km/h；电机电流是100A；而本发明变速车桥在使用三档时电机转速4600r/min时，车辆时速就可达到85km/h，而电流只有85A。使用本发明四档高速行驶时电机转速4000r/min时，可满足120km/h速度。即同种车型的情况下可使电机功率，体积重量能耗大大降低，即同种车型原来使用额定功率50千瓦的电机现在使用30千瓦完全可以满足车辆需要，这样可使能耗比下降20％。
2、可变速车桥爬坡能力强，如现有后桥传动比约为8，本发明可变速后桥1档传动比为19.98，2挡传动比是10.95，3挡传动比是6.41，4挡传动比是3.94。电机动力经过多次降速增扭，大大提高了车桥的输出扭矩。本发明增强了爬坡性能，减轻对电池容量的需求，降低能耗比，达到降低电池重量降低整车成本满足节能的效果。
3、可变速车桥档位较多，高速路况时可以挂入最高档即4档，完全能够满足车辆对速度的需求，解决了载重车难以高速行驶问题。
4、面对复杂多变的实际路况，变速车桥档位较多(四个前进档)，可满足不同路况行驶要求(即爬坡用低速档，平坦路面用高速档)，使驾驶人员应对自如，可满足长途行车要求。
5、可变速车桥档位多、速比变化大，即保证了车辆的行驶速度同时又满足了车辆对扭矩的需求，可谓两者兼得，并适用于不同轻型物流及乘用车。
6、可变速车桥不使用传动轴，具有单独的变速机构。结构紧凑、体积较小，这样即解决了整车电池组布局困难的问题，又减轻了整车质量，相对于有同种功能的整车来比成本减低30％。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明变速电动车驱动桥总成实施例的使用图；
图2是本发明变速电动车驱动桥总成中变速器实施例的爆炸状态示意图；
图3是本发明变速电动车驱动桥总成中差速器实施例的爆炸状态示意图；
图4是本发明变速电动车驱动桥总成中离合器实施例的爆炸状态示意图；
其中：1、变速器；2、差速器总成；3、离合器；4、一轴；5、二轴；6、一级减速主齿；7、一档主齿垫片；8、一档主齿；9、二档主齿；10、三档主齿；11、三四档换档滑套；12、一二档换档滑套；13、中间轴；14、大齿轮；15、小齿轮；16、一档被齿；17、二档被齿；18、三档被齿；19、常啮合齿轮；20、差速器壳体；21、固定盘；22、行星齿轮轴；23、行星齿轮；24、半轴齿轮；25、弹性圆柱销；26、半轴齿轮垫片；27、二级减速被齿；28、离合器鼓；29、离合器内压盘；30、离合器组片；31、离合器外压板；32、离合器内齿；33、一轴轴承压盖；34、离合器分泵；35、离合器顶杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
图1是本发明变速电动车驱动桥总成实施例的使用图，图2是本发明变速电动车驱动桥总成中变速器实施例的爆炸状态示意图，如图所示，一种变速电动车驱动桥总成包括变速器1、差速器总成2和离合器3，变速器1包括一轴4、二轴5和中间轴13，一轴4与二轴5的轴心位于同一直线上，二轴5插入一轴4中，中间轴13位于一轴4和二轴5的下方，一轴4连接在离合器3的离合器内齿32内。
中间轴13上依次设有减速齿轮组、一档被齿16、二档被齿17、三档被齿18和常啮合齿轮19，减速齿轮组包括大齿轮14和小齿轮15，大齿轮14与二轴5的一级减速主齿6连接，差速器总成2上的二级减速被齿27与小齿轮15连接。一档被齿16与一档主齿8啮合，二档被齿17与二档主齿9啮合，三档被齿18与三档主齿10啮合。
二轴5还依次连接有一档主齿8、二档主齿9和三档主齿10，一轴4和二轴5的连接处设有位于二轴5上的三四档换档滑套11，三四档换挡滑套11与三档主齿10连接。二档主齿9和一档主齿8之间设有一二档换档滑套12，一二档换档滑套12上设有一二档换档拨叉，三四档换档滑套11上设有三四档换档拨叉。一档主齿8、二档主齿9、三档主齿10、一档被齿16、二档被齿17和三档被齿18均为斜齿轮，一二档换档滑套12和三四档换档滑套11的端面均为圆弧齿结构。
一档主齿8和一级减速主齿6之间设有一档主齿垫片7，二轴5的另一端通过滚珠轴承固定，中间轴13的两端通过滚珠轴承固定。
三档变速过程为：电机转动后，三四档换档滑套11靠近三档主齿10方向，动力从离合器3传递到一轴4，一轴4齿轮带动中间轴13的常啮合齿轮19转动，三档被齿18带动三档主齿10转动，从而二轴5上的一级减速主齿6发生转动，一级减速主齿6与大齿轮14连接，大齿轮14带动小齿轮15，小齿轮15与二级减速被齿27连接，从而变速器1将动力传递给差速器总成2，驱动车辆行驶。
二档变速过程为：电机转动后，一二档换档滑套12靠近二档主齿9，动力从离合器3传递到一轴4，一轴4的齿轮带动中间轴13的常啮合齿轮19转动，二档被齿17带动二档主齿9转动，从而二轴5上的一级减速主齿6转动，一级减速主齿6与大齿轮14连接，大齿轮14带动小齿轮15，小齿轮15与二级减速被齿27连接，从而变速器1将动力传递给差速器总成2，驱动车辆行驶。
一档变速过程为：电机转动后，一二档换档滑套12靠近一档主齿8，动力从离合器3传递到一轴4，一轴4的齿轮带动中间轴13的常啮合齿轮19转动，一档被齿16带动一档主齿8转动，从而二轴5上的一级减速主齿6转动，一级减速主齿6与大齿轮14连接，大齿轮14带动小齿轮15，小齿轮15与二级减速被齿27连接，从而变速器1将动力传递给差速器总成2，驱动车辆行驶。
四档变速过程为：电机转动后，三四档换档滑套11靠近一轴4，动力直接从离合器3传递到一轴4上的一级减速主齿6，一级减速主齿6与大齿轮14连接，大齿轮14带动小齿轮15，小齿轮15与二级减速被齿27连接，差速器总成2驱动车辆行驶。
倒档时，电机反转，电极带动齿轮反向转动，倒档的动力传递线路与一档变速的动力传递线路一致。
图3是本发明变速电动车驱动桥总成中差速器实施例的爆炸状态示意图，如图所示，差速器总成2包括行星齿轮轴22、行星齿轮23、半轴齿轮24和差速器壳体20，行星齿轮23位于行星齿轮轴22的上下两端，半轴齿轮24位于行星齿轮轴22的左右两侧，并与行星齿轮23齿轮连接，行星齿轮轴22上端的孔内设有弹性圆柱销25。半轴齿轮24的内侧设有半轴齿轮垫片26。
差速器壳体20的一端设有用于固定二级减速被齿27的固定盘21。差速器壳体20的两端通过差速器轴承固定，二级减速被齿27通过螺栓固定在固定盘21的螺孔上。
图4是本发明变速电动车驱动桥总成中离合器实施例的爆炸状态示意图，如图所示，离合器3包括依次连接的离合器鼓28、离合器内压盘29、离合器组片30、离合器外压板31、离合器内齿32和一轴轴承压盖33，离合器顶杆35依次穿过离合器内压盘29、离合器组片30、离合器外压板31、离合器内齿32和一轴轴承压盖33。离合器顶杆35与离合器分泵34连接。离合器内压盘29位于离合器鼓28和离合器组片30之间，一轴轴承压盖33位于离合器外压板31外侧，离合器组片30卡设在离合器鼓28的开口内，离合器内齿32位于离合器组片30的内侧。离合器组片30包括相互交叉的离合器摩擦片和钢片，离合器摩擦片和钢片的数量根据根据需要的扭矩大小进行组合。
行驶时，通过电机输入动力，由离合器3控制分离与结合，将电机动力传给变速器1，再通过变速器1增减变速比后，将动力传给差速器总成2，驱动车辆正常行驶。
因此，本发明采用上述结构的变速电动车驱动桥总成，有效的提高了电动汽车的使用性能，保证了驱动桥结构的紧凑，可以适应多种路况，增加了整车的续航里程。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种变速电动车驱动桥总成，其特征在于：包括变速器、差速器总成和离合器，所述变速器包括一轴、二轴和中间轴，所述一轴与所述二轴的轴心位于同一直线上，所述二轴插入所述一轴中，所述中间轴位于所述一轴和所述二轴的下方，所述中间轴上减速齿轮组的大齿轮与所述二轴的一级减速主齿连接，所述差速器总成上的二级减速被齿与所述中间轴上减速齿轮组的小齿轮连接，所述一轴连接在所述离合器的离合器内齿内，所述一级减速主齿的直径小于所述中间轴上减速齿轮组大齿轮的直径，所述中间轴上减速齿轮组小齿轮的直径小于所述差速器总成上二级减速被齿的直径，所述二轴上依次连接有一档主齿、二档主齿和三档主齿，所述二轴与所述一轴的连接处设有与所述三档主齿连接的三四档换档滑套，所述二档主齿和所述一档主齿之间设有一二档换档滑套，所述一二档换档滑套上设有一二档换档拨叉，所述三四档换档滑套上设有三四档换档拨叉，所述中间轴上还依次设有一档被齿、二档被齿、三档被齿和常啮合齿轮，所述一档被齿与所述一档主齿啮合，所述二档被齿与所述二档主齿啮合，所述三档被齿与所述三档主齿啮合，所述一轴上设有能够带动所述常啮合齿轮转动的齿轮，所述一档主齿、所述二档主齿、所述三档主齿、所述一档被齿、所述二档被齿和所述三档被齿均为斜齿轮，所述一二档换档滑套和所述三四档换档滑套的端面均为圆弧齿结构。
2.根据权利要求1所述的一种变速电动车驱动桥总成，其特征在于：所述一档主齿和所述一级减速主齿之间设有一档主齿垫片，所述二轴的另一端通过滚珠轴承固定，所述中间轴的两端通过滚珠轴承固定。
3.根据权利要求1所述的一种变速电动车驱动桥总成，其特征在于：所述差速器总成包括行星齿轮轴、行星齿轮、半轴齿轮和差速器壳体，所述行星齿轮位于所述行星齿轮轴的上下两端，所述半轴齿轮位于所述行星齿轮轴的左右两侧，并与所述行星齿轮齿轮连接，所述行星齿轮轴上端的孔内设有弹性圆柱销，所述半轴齿轮的内侧设有半轴齿轮垫片。
4.根据权利要求3所述的一种变速电动车驱动桥总成，其特征在于：所述差速器壳体的一端设有用于固定所述二级减速被齿的固定盘。
5.根据权利要求4所述的一种变速电动车驱动桥总成，其特征在于：所述差速器壳体的两端通过差速器轴承固定，所述二级减速被齿通过螺栓固定在所述固定盘的螺孔上。
6.根据权利要求1所述的一种变速电动车驱动桥总成，其特征在于：所述离合器包括依次连接的离合器鼓、离合器内压盘、离合器组片、离合器外压板、离合器内齿和一轴轴承压盖，所述离合器内压盘位于所述离合器鼓和所述离合器组片之间，所述一轴轴承压盖位于所述离合器外压板外侧，所述离合器组片卡设在所述离合器鼓的开口内，所述离合器内齿位于所述离合器组片内侧，所述离合器组片包括相互连接的离合器摩擦片和钢片。
7.根据权利要求6所述的一种变速电动车驱动桥总成，其特征在于：离合器顶杆依次穿过所述离合器内压盘、所述离合器组片、所述离合器外压板、所述离合器内齿和所述一轴轴承压盖，并与离合器分泵连接。
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