CN109185433A - 一种新能源汽车四挡自动变速箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车四挡自动变速箱，包括输入轴，输入轴上设有相同参数的第一和第二主动齿轮，第一和第二主动齿轮分别常啮合有相同参数的第一和第二从动齿轮；第一从动齿轮通过第一中间轴可转动的设在箱体上，第一中间轴通过第一离合器与第二中间轴连接；第二从动齿轮套装在可转动的设在箱体上的齿轮架上；齿轮架通过第二离合器与行星架连接，行星架空套在第二中间轴上；行星架、行星轮、太阳轮和内齿圈构成行星减速结构，内齿圈与输出轴固定连接；太阳轮固定在第二中间轴上，第二中间轴由两端分别与第一中间轴和输出轴可转动连接；第二中间轴与箱体和行星架与箱体之间分别设有第一和第二制动器。本发明的有益效果是，实现了单行星排的四挡变速结构，且结构紧凑、重量轻。

Description

一种新能源汽车四挡自动变速箱

技术领域

本发明涉及一种变速箱，特别是一种新能源汽车四挡自动变速箱。

背景技术

目前新能源汽车自动变速箱多采用传统的手动变速箱进行挡位简化和改制而形成。但这类变速箱普遍存在以下问题：一是体积大、轴向尺寸长；二是质量重，不利于电动车轻量化；三是换挡动力中断时间长，舒适性差。为此，本领域的技术人员通过采用行星变速机构形成的变速箱能够克服上述缺陷。但目前出现的单行星排的变速箱通常只有两挡，不能满足路况变化的多挡位需求。为此，需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的行星变速箱挡位少的不足，提供一种布局紧凑，且重量轻的单行星排新能源汽车四挡自动变速箱。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案。

一种新能源汽车四挡自动变速箱，包括设在箱体上的输入轴和输出轴，所述输入轴由驱动电机驱动转动；所述输入轴上设有第一主动齿轮和第二主动齿轮，第一主动齿轮和第二主动齿轮具有相同的模数和齿数，第一主动齿轮和第二主动齿轮分别常啮合有第一从动齿轮和第二从动齿轮，第一从动齿轮和第二从动齿轮具有相同的模数和齿数；第一从动齿轮设在第一中间轴上，第一中间轴一端可转动的设在所述箱体上，第一中间轴另一端通过第一离合器与第二中间轴的一端连接；所述第二从动齿轮呈外齿圈结构，第二从动齿轮套装在圆筒形齿轮架的一端，圆筒形齿轮架的另一端可转动的连接在箱体上；圆筒形齿轮架通过第二离合器与行星架一端连接，行星架空套在所述第二中间轴上；行星架的另一端设有行星轮，行星轮同时啮合有太阳轮和内齿圈，内齿圈与所述输出轴呈同步转动的固定连接；所述太阳轮固定连接在所述第二中间轴的另一端，第二中间轴的两端分别与所述第一中间轴和输出轴同轴可转动连接；所述第二中间轴与箱体之间设有第一制动器；所述行星架与箱体之间设有第二制动器。

采用前述技术方案的本发明，通过两组同步的动力传输路径、两个离合器和两个制动器，以及行星齿轮减速机构的单行星排结构形成三个前进挡和一个倒挡的四挡变速结构。其中，一档时，第一离合器结合，且第二制动器制动；动力传输路径为：驱动电机→输入轴→第一主动齿轮→第一从动齿轮→第一中间轴→第二中间轴→太阳轮→行星轮→内齿圈→输出轴，其中，行星架固定，输出轴与驱动电机输出反向；第二从动齿轮在第二主动齿轮带动下空转。二挡时，第一离合器结合，且第二离合器结合；动力传输路径为：其中第一路动力传输为，驱动电机→输入轴→第一主动齿轮→第一从动齿轮→第一中间轴→第二中间轴→太阳轮；另一路动力传输路径为：驱动电机→输入轴→第二主动齿轮→第二从动齿轮→圆筒形齿轮架→行星架+行星轮→内齿圈→输出轴；其中，行星架、行星轮和太阳轮三者无相对转动，相当于三者为一个刚性体，行星轮随行星架和太阳轮同步转动，并驱动内齿圈转动；输出轴与驱动电机输出同向，并与第一中间轴转速相同，从而形成一级减速，且转速大于一挡转速。三挡时，第二离合器结合，且第一制动器制动；动力传输路径为：驱动电机→输入轴→第二主动齿轮→第二从动齿轮→圆筒形齿轮架→行星架→行星轮→内齿圈→输出轴；其中，太阳轮固定，行星轮随行星架公转，并驱动内齿圈转动，输出轴与驱动电机输出同向，且三挡转速大于二挡转速；第一从动齿轮在第一主动齿轮带动下空转。倒挡时，动力传输路径与一挡相同，仅需驱动电机旋转方向与一挡的旋转方向相反即可。相对于传统行星变速箱只能形成两挡或者包括倒挡的三挡变速而言，本方案更加适宜多挡位需求。当假定二挡、三挡的驱动电机的旋转方向为正转时，则一挡时驱动电机的旋转方向为反转；相应倒挡时驱动电机的旋转方向为正转，反之亦然。

优选的，所述输出轴一体形成或同轴固定连接在所述内齿圈上；所述第二中间轴通过所述内齿圈与所述输出轴连接。以将齿圈与输出轴形成分体结构，便于单独加工，降低加工难度和制造成本。

优选的，所述第二中间轴设置所述第一离合器的一端构成第一离合器外鼓；所述第一中间轴的对应端构成第一离合器内鼓；所述刹车装置位于所述第一离合器外周的第一离合器外鼓与所述箱体之间；所述行星架靠近第二从动齿轮的一端构成所述第二离合器的内鼓；所述箱体的对应内壁构成第二离合器的外鼓；第二制动器19位于行星架的另一端。以进一步减少轴向尺寸，提升在车辆布置的方便性。

优选的，所述第一离合器和第二离合器均由液压力驱动。以确保传递扭矩和离合器结合的可靠性。

优选的，所述第一制动器和第二制动器的制动结构形式采用带式制动器或多片式制动器。以形成多种结构形式，方便在车辆上布设。其中，带式制动器是指通过办包裹在圆柱面上形成摩擦制动；多片式制动器与多片离合器结构相同。

本发明的有益效果是，打破传统结构局限，实现了单行星排结构的行星轮式四挡变速，并充分利用行星轮式结构，减小变速箱尺寸，尤其是轴向尺寸显著缩小，更方便动力总成的布置；变速箱重量轻，有利于整车轻量化，提高电动车的续航里程；换挡过程采用制动器和离合器配合协调，缩短了换挡时间，减小了动力中断时间，有助于提升整车换挡舒适性和动力性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

参见图1，一种新能源汽车四挡自动变速箱，包括设在箱体8上的输入轴1和输出轴2，所述输入轴1由驱动电机3驱动转动；其特征在于，所述输入轴1上设有第一主动齿轮4和第二主动齿轮5，第一主动齿轮4和第二主动齿轮5具有相同的模数和齿数，第一主动齿轮4和第二主动齿轮5分别常啮合有第一从动齿轮6和第二从动齿轮7，第一从动齿轮6和第二从动齿轮7具有相同的模数和齿数；第一从动齿轮6设在第一中间轴9上，第一中间轴9一端可转动的设在所述箱体8上，第一中间轴9另一端通过第一离合器10与第二中间轴11的一端连接；所述第二从动齿轮7呈外齿圈结构，第二从动齿轮7套装在圆筒形齿轮架12的一端，圆筒形齿轮架12的另一端可转动的连接在箱体8上；圆筒形齿轮架12通过第二离合器13与行星架14一端连接，行星架14空套在所述第二中间轴11上；行星架14的另一端设有行星轮15，行星轮15同时啮合有太阳轮16和内齿圈17，内齿圈17与所述输出轴2呈同步转动的固定连接；所述太阳轮16固定连接在所述第二中间轴11的另一端，第二中间轴11的两端分别与所述第一中间轴9和输出轴2同轴可转动连接；所述第二中间轴11与箱体8之间设有第一制动器18；所述行星架14与箱体8之间设有第二制动器19。

其中，所述输出轴2一体形成或同轴固定连接在所述内齿圈17上；所述第二中间轴11通过所述内齿圈17与所述输出轴2连接。所述第二中间轴11设置所述第一离合器10的一端构成第一离合器外鼓；所述第一中间轴9的对应端构成第一离合器内鼓；所述刹车装置18位于所述第一离合器10外周的第一离合器外鼓与所述箱体8之间；所述行星架14靠近第二从动齿轮7的一端构成所述第二离合器13的内鼓；所述箱体8的对应内壁构成第二离合器13的外鼓；第二制动器19位于行星架14的另一端。所述第一离合器10和第二离合器13均由液压力驱动。所述第一制动器18和第二制动器19均由液压力驱动。所述第一制动器18和第二制动器19的制动结构形式采用带式制动器或多片式制动器。

本实施例中的第一离合器10和第二离合器13采用湿式多片式离合器结构。

本实施例中的圆筒形齿轮架12与行星架14之间也可以通过轴承形成相互转动的连接关系；其中轴承包括径向轴承、滑动轴承和滚针轴承。

本发明各挡位的传动路线如下：

一档时，第一离合器10结合，且第二制动器19制动；动力传输路径为：

驱动电机3→输入轴1→第一主动齿轮4→第一从动齿轮6→第一中间轴9→第二中间轴11→太阳轮16→行星轮15→内齿圈17→输出轴2，其中，行星架14固定，输出轴2与驱动电机3输出反向；第二从动齿轮7在第二主动齿轮5带动下空转。

二挡时，第一离合器10结合，且第二离合器13结合；动力传输路径为：

其中第一路动力传输为，驱动电机3→输入轴1→第一主动齿轮4→第一从动齿轮6→第一中间轴9→第二中间轴11→太阳轮16；另一路动力传输路径为：驱动电机3→输入轴1→第二主动齿轮5→第二从动齿轮7→圆筒形齿轮架12→行星架14+行星轮15→内齿圈17→输出轴2；其中，行星架14、行星轮15和太阳轮16三者无相对转动，相当于三者为一个刚性体，行星轮15随行星架14和太阳轮16同步转动，并驱动内齿圈17转动；输出轴2与驱动电机3输出同向，并与第一中间轴9转速相同，从而形成一级减速，且转速大于一挡转速。

三挡时，第二离合器13结合，且第一制动器18制动；动力传输路径为：

驱动电机3→输入轴1→第二主动齿轮5→第二从动齿轮7→圆筒形齿轮架12→行星架14→行星轮15→内齿圈17→输出轴2；其中，太阳轮16固定，行星轮15随行星架14公转，并驱动内齿圈17转动，输出轴2与驱动电机3输出同向，且三挡转速大于二挡转速；第一从动齿轮6在第一主动齿轮4带动下空转。

倒挡时，动力传输路径与一挡相同，仅需驱动电机3旋转方向与一挡的旋转方向相反即可。

本发明当假定二挡、三挡输出时的驱动电机旋转方向为正转，则一挡时，驱动电机旋转方向为反转；倒挡时，驱动电机与二、三挡相同为正转。

本发明相对于传统单排行星变速箱只能形成两挡或者包括倒挡的三挡变速而言，本方案提供了更多的挡位，以更加适宜多挡位需求。

本发明中的整体构思为减速传动，当适当变换相啮合的齿轮参数后，以改变传动比，以方便的形成三挡输出呈增速传动变速结构。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种新能源汽车四挡自动变速箱，包括设在箱体(8)上的输入轴(1)和输出轴(2)，所述输入轴(1)由驱动电机(3)驱动转动；其特征在于，所述输入轴(1)上设有第一主动齿轮(4)和第二主动齿轮(5)，第一主动齿轮(4)和第二主动齿轮(5)具有相同的模数和齿数，第一主动齿轮(4)和第二主动齿轮(5)分别常啮合有第一从动齿轮(6)和第二从动齿轮(7)，第一从动齿轮(6)和第二从动齿轮(7)具有相同的模数和齿数；第一从动齿轮(6)设在第一中间轴(9)上，第一中间轴(9)一端可转动的设在所述箱体(8)上，第一中间轴(9)另一端通过第一离合器(10)与第二中间轴(11)的一端连接；所述第二从动齿轮(7)呈外齿圈结构，第二从动齿轮(7)套装在圆筒形齿轮架(12)的一端，圆筒形齿轮架(12)的另一端可转动的连接在箱体(8)上；圆筒形齿轮架(12)通过第二离合器(13)与行星架(14)一端连接，行星架(14)空套在所述第二中间轴(11)上；行星架(14)的另一端设有行星轮(15)，行星轮(15)同时啮合有太阳轮(16)和内齿圈(17)，内齿圈(17)与所述输出轴(2)呈同步转动的固定连接；所述太阳轮(16)固定连接在所述第二中间轴(11)的另一端，第二中间轴(11)的两端分别与所述第一中间轴(9)和输出轴(2)同轴可转动连接；所述第二中间轴(11)与箱体(8)之间设有第一制动器(18)；所述行星架(14)与箱体(8)之间设有第二制动器(19)。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车四挡自动变速箱，其特征在于，所述输出轴(2)一体形成或同轴固定连接在所述内齿圈(17)上；所述第二中间轴(11)通过所述内齿圈(17)与所述输出轴(2)连接。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车四挡自动变速箱，其特征在于，所述第二中间轴(11)设置所述第一离合器(10)的一端构成第一离合器外鼓；所述第一中间轴(9)的对应端构成第一离合器内鼓；所述刹车装置(18)位于所述第一离合器(10)外周的第一离合器外鼓与所述箱体(8)之间；所述行星架(14)靠近第二从动齿轮(7)的一端构成所述第二离合器(13)的内鼓；所述箱体(8)的对应内壁构成第二离合器(13)的外鼓；所述第二制动器19位于行星架(14)的另一端。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的新能源汽车四挡自动变速箱，其特征在于，所述第一离合器(10)和第二离合器(13)均由液压力驱动。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的新能源汽车四挡自动变速箱，其特征在于，所述第一制动器(18)和第二制动器(19)均由液压力驱动。

6.根据权利要求1～3中任意一项所述的新能源汽车四挡自动变速箱，其特征在于，所述第一制动器(18)和第二制动器(19)的制动结构形式采用带式制动器或多片式制动器。