CN109334443A - 汽车共转臂式双行星排驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车共转臂式双行星排驱动装置，驱动机传动输出轴，所述驱动机与输出轴之间传动连接至少两级行星排。驱动机通过两级行星排传动给输出轴，当选择相应两组制动器的闭合和释放时，实现了两种速比驱动模式、空档模式和驻车模式，具有传动结构简洁、无动力间断换档、任意档位切换、空档损耗极小和换档响应迅速等优势，特别适应于电动车辆的具有自动变速功能的驱动装置。

Description

汽车共转臂式双行星排驱动装置

技术领域

本发明属于车辆动力系统，具体是涉及一种应用于汽车的驱动装置。

背景技术

随着车辆对动力总成高动力性、高节电性及降低成本的需求不断提高，采用双速驱动装置成为目前解决上述问题的一个关键。目前市场上大都采用单电机直接驱动模式和单电机加小速比差的多档变速装置的驱动方案，其中多档自动变速装置主要是采用AMT方案和AT方案，前者主要采用电子执行拨叉选档换档，后者主要是采用湿式摩擦片液压执行换档。对于多档AMT变速箱，存在动力间断、空档损耗大、电制动能量回收弱、难以实现快速任意档位切换、档位间速比差小、换档时间长、成本较高；对于多档湿式摩擦副AT变速箱，虽然解决了动力间断和任意档位切换问题，然而，却存在换档离合器断开后空转损耗极大、成本昂贵、换档能耗大等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无动力间断换档、任意档位切换、空档损耗极小、换档响应迅速的汽车共转臂式双行星排驱动装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种汽车共转臂式双行星排驱动装置，包括驱动机，驱动机传动输出轴，所述驱动机与输出轴之间传动连接至少两级行星排。

进一步地，所述首级行星轮和末级行星轮共同连接首级行星轮轴，首级行星轮轴安装于转臂。

进一步地，所述末级太阳轮与末级行星轮之间传动连接中间行星轮，中间行星轮连接末级行星轮轴，末级行星轮轴安装于转臂。

进一步地，所述行星排包括首级太阳轮、首级行星轮、齿圈、首级行星轮轴、末级太阳轮、中间行星轮、末级行星轮、末级行星轮轴和转臂；所述驱动机传动首级太阳轮，首级太阳轮与首级行星轮外啮合，首级行星轮与齿圈内啮合；所述末级太阳轮连接转轴且与中间行星轮外啮合，中间行星轮与末级行星轮外啮合；所述首级行星轮和末级行星轮共用首级行星轮轴安装在转臂上，中间行星轮通过末级行星轮轴安装在转臂上；所述转臂与输出轴固定连接。

进一步地，所述驱动机设置空心结构的电机轴，电机轴驱动连接首级太阳轮；所述末级太阳轮连接转轴，转轴穿过电机轴。

实施上述技术方案，由于驱动机通过两级行星排传动给输出轴，当选择相应两组制动器的闭合和释放时，实现了两种速比驱动模式、空档模式和驻车模式，具有传动结构简洁、无动力间断换档、任意档位切换、空档损耗极小和换档响应迅速等优势，特别适应于电动车辆的具有自动变速功能的驱动装置。

附图说明

图1为汽车共转臂式双行星排驱动装置的结构示意图。

图中：1-高速档制动盘；2-高速档制动器；3-电机轴；4-电机；5-低速档制动器；6-首级太阳轮；7-首级行星轮；8-齿圈；9-低速档制动盘；10-转轴；11-首级行星轮轴；12-末级太阳轮；13-中间行星轮；14-末级行星轮；15-转臂；16-末级行星轮轴；17-输出轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，汽车共转臂式双行星排驱动装置主要由电机4、共转臂双行星排以及高、低速制动器组成。共转臂双星排、电机4、电机轴3、转轴10、高速换档制动盘1依次同轴安装。

电机轴3为空心轴结构，转轴10穿过电机轴3、高速档制动器2安装在电机4的右端盖上，高速档制动盘1按一定间隙安装在高速档制动器2的左右摩擦块之间。

共转臂双行星排由首级太阳轮6、首级行星轮7、齿圈8、首级行星轮轴11、末级太阳轮12、中间行星轮13、末级行星轮14、末级行星轮轴16和转臂15组成。首级太阳轮6固定安装在电机轴3的左端，首级太阳轮6与首级行星轮7外啮合，首级行星轮7与齿圈8内啮合，末级太阳轮12与中间行星轮13外啮合，中间行星轮13与末级行星轮14外啮合。首级行星轮与末级行星轮为双联齿轮，首级行星轮7和末级行星轮14共用首级行星轮轴11安装在转臂15上，中间行星轮13用末级行星轮轴16安装在转臂上，转臂15与输出轴17固定连接。末级太阳轮12与高速档制动盘1之间连接转轴10。齿圈为内齿圈结构，齿圈8与低速档制动盘9固定连接，低速档制动盘9按一定间隙安装在低速档制动器5的左右摩擦块之间。

当低速档制动器闭合、高速档制动器释放时，低速档制动盘处于锁止状态、高速档制动盘处于自由转动状态，进而，齿圈处于锁止状态、末级太阳轮处于自由转动状态；电机从车载电源处获得电能并转换成动力后由电机轴传递给首级太阳轮，首级太阳轮将动力传递给首级行星轮，首级行星轮将动力传递给转臂，转臂将动力传递给输出轴，实现低速档驱动模式。

当低速档制动器释放、高速档制动器闭合时，低速档制动盘处于自由转动状态、高速档制动盘处于锁止状态，进而，齿圈处于自由转动状态、末级太阳轮处于锁止状态；电机从车载电源处获得电能并转换成动力后由电机轴传递给首级太阳轮，首级太阳轮将动力传递给首级行星轮，首级行星轮将动力传递给末级行星轮，末级行星轮将动力传递给中间行星轮，中间行星轮从首级太阳轮处获得反作用力矩，进而，首级行星轮、末级行星轮和中间行星轮将动力传递给转臂，转臂将动力传递给输出轴，实现高速档驱动模式。

当低速档制动器和高速档制动器全部闭合时，此时，低速档制动盘和高速档制动盘均处于锁止状态，进而，齿圈和末级太阳轮处于锁止状态，由于首级行星轮与末级行星轮为双联齿轮，因此，转臂处于锁止状态，实现驻车或紧急中央制动器模式。

当低速档制动器和高速档制动器保持释放时，此时，低速档制动盘和高速档制动盘处于自由转动状态，进而，齿圈和末级太阳轮处于自由转动状态，输出轴与电机轴处于动力中断状态，实现空档模式。

汽车共转臂式双行星排驱动装置具有四种工作模式：

1、高速档驱动模式。当整车需求较高车速行驶时，整车控制器发出低速档制动器5释放、高速档制动器2闭合时，低速档制动盘9处于自由转动状态、高速档制动盘1处于锁止状态，进而，齿圈8处于自由转动状态、末级太阳轮12处于锁止状态；电机4从车载电源处获得电能并转换成动力后由电机轴3传递给首级太阳轮6，首级太阳轮6将动力传递给首级行星轮7，首级行星轮7将动力传递给末级行星轮14，末级行星轮14将动力传递给中间行星轮13，中间行星轮13从首级太阳轮12处获得反作用力矩，进而，首级行星轮7、末级行星轮14和中间行星轮13将动力传递给转臂15，转臂15将动力传递给输出轴17驱动车辆行驶。该模式下电机轴3与输出轴17满足下列转速关系式：

其中：Z1表示首级太阳轮(6)的齿数；Z2表示齿圈(8)的齿数；Z3表示首级行星轮(7)的齿数；Z4表示末级太阳轮(12)的齿数；Z5表示末级行星轮(14)的齿数；n1表示电机轴(9)的转速；n2表示输出轴(17)的转速。

2、低速档驱动模式。当整车需求大转矩低速行驶时，整车控制器发出低速档制动器5闭合、高速档制动器2释放指令，低速档制动盘9处于锁止状态、高速档制动盘1处于自由转动状态，进而，齿圈8处于锁止状态、末级太阳轮12处于自由转动状态；电机4从车载电源处获得电能并转换成动力后由电机轴3传递给首级太阳轮6，首级太阳轮6将动力传递给首级行星轮7，首级行星轮7将动力传递给转臂15，转臂15将动力传递给输出轴17驱动车辆行驶。该模式下电机轴3与输出轴17满足下列转速关系式：

3、驻车或紧急中央制动模式。当整车需求驻车或紧急中央制动时，整车控制器发出低速档制动器5和高速档制动器2全部闭合时，此时，低速档制动盘9和高速档制动盘1均处于锁止状态，进而，齿圈8和末级太阳轮12处于锁止状态，由于首级行星轮7与末级行星轮14为双联齿轮，因此，转臂15处于锁止状态，进而，输出轴17处于制动状态，从而，实现驻车或紧急中央制动器模式。

4、空档模式。当整车需求空档模式时，整车控制器发出当低速档制动器5和高速档制动器1保持释放指令，此时，低速档制动盘9和高速档制动盘1处于自由转动状态，进而，齿圈8和末级太阳轮12处于自由转动状态，输出轴17与电机轴3处于动力中断状态，从而，实现空档模式。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种汽车共转臂式双行星排驱动装置，包括驱动机，驱动机传动输出轴，其特征在于：所述驱动机与输出轴之间传动连接至少两级行星排。

2.根据权利要求1所述的汽车共转臂式双行星排驱动装置，其特征在于，所述首级行星轮和末级行星轮共同连接首级行星轮轴，首级行星轮轴安装于转臂。

3.根据权利要求2所述的汽车共转臂式双行星排驱动装置，其特征在于，所述末级太阳轮与末级行星轮之间传动连接中间行星轮，中间行星轮连接末级行星轮轴，末级行星轮轴安装于转臂。

4.根据权利要求1所述的汽车共转臂式双行星排驱动装置，其特征在于，所述行星排包括首级太阳轮、首级行星轮、齿圈、首级行星轮轴、末级太阳轮、中间行星轮、末级行星轮、末级行星轮轴和转臂；所述驱动机传动首级太阳轮，首级太阳轮与首级行星轮外啮合，首级行星轮与齿圈内啮合；所述末级太阳轮连接转轴且与中间行星轮外啮合，中间行星轮与末级行星轮外啮合；所述首级行星轮和末级行星轮共用首级行星轮轴安装在转臂上，中间行星轮通过末级行星轮轴安装在转臂上；所述转臂与输出轴固定连接。

5.根据权利要求1所述的汽车共转臂式双行星排驱动装置，其特征在于，所述驱动机设置空心结构的电机轴，电机轴驱动连接首级太阳轮；所述末级太阳轮连接转轴，转轴穿过电机轴。