CN109927485A - 纯电动平行轴双速驱动桥 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了适用于纯电动和混合动力车辆的一种纯电动平行轴双速驱动桥，电机安装转轴，转轴固定安装齿轮，转轴还联动转盘，转盘沿转轴作轴向移动且可用于摩擦联动齿轮。由于设计了转轴套装自由旋转齿轮的同时联动着转盘的两级平行轴传动机构，当利用离合器和/或推动器使转盘向齿轮摩擦时，使两级传动机构之间相互产生传动和/或空转关系，实现低速档、高速档、驻车和空档等驱动模式，解决了拨叉换挡中的卡顿以及动力中断问题，满足了低成本要求，有利于离合器或推动器安装于变速箱外部，简化了驱动桥结构，更便于维修维护。
Description
技术领域
本发明属于车辆动力系统，具体是涉及一种适应于电动车辆的驱动桥。
背景技术
随着电动汽车的快速发展，电动汽车的动力性能和驱动系统成本成为研究热点之一。与目前市面上使用最多的电机配以单速比变速箱相比，采用两速变速箱使得驱动电机最高需求转速下降、低速扭矩需求下降以及峰值功率下降，进而降低了电机体积重量和成本，同时，使得驱动电机的当量高效驱动范围变宽，电驱动效率更高。驱动电机最高转速的下降带来了噪音振动强度大幅度削弱，令人头疼的高速驱动引起的NVH问题得到了很好的解决，这对整车成本控制有很好的帮助。因此，市面上很多研究院校和企业都在开发双速电动汽车用变速驱动桥。
传统的低成本平行轴拨叉式换档变速方案成为研究者首选，传统手动拨叉结构替换成伺服电驱动的拨叉结构就形成了所谓的2AMT方案产品。虽然传统平行轴传动方案具有制造简单、各制造厂积累了经验、成本低，装配简单，但电机驱动相对于内燃机驱动而言，转速升高了许多，传统拨叉换挡方案只适合与低速且完全与动力源脱开实现感觉换挡，电子拨叉换挡少了感觉换挡即所谓模糊换挡这一环节，导致换挡控制复杂可靠性差，甚至出现了换挡成功率这种说法。综合而言，电子拨叉换挡以及动力间断成为2AMT在电驱动应用中的两个瓶颈问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种换档平顺、动力持续、传动系统简洁的纯电动平行轴双速驱动桥。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种纯电动平行轴双速驱动桥，包括电机、驱动齿轮和差速器总成，驱动齿轮传动连接差速器总成，所述电机安装第一转轴，第一转轴固定安装第一齿轮，第一齿轮啮合传动第四齿轮，第四齿轮固定安装于第二转轴；所述第一转轴还套装第二齿轮，且第二齿轮环绕第一转轴以产生自由旋转；所述第一转轴还联动第一转盘，第一转盘沿第一转轴作轴向移动且可用于摩擦联动第二齿轮；所述第二转轴还套装第三齿轮，且第三齿轮环绕第二转轴以产生自由旋转；所述第二转轴还联动第二转盘，第二转盘沿第二转轴作轴向移动且可用于摩擦联动第三齿轮；所述第二齿轮与第三齿轮啮合传动；所述第二齿轮或第三齿轮传动驱动齿轮。
优选地，所述第二齿轮传动离合器或推动器。
优选地，所述三齿轮传动离合器或推动器。
优选地，所述第二齿轮连接第一齿套环，第一齿套环内啮合传动第一轴承推盘，第一轴承推盘安装于第一活塞，第一活塞安装于第一缸体。
优选地，所述第三齿轮连接第二齿套环，第二齿套环内啮合传动第二轴承推盘，第二轴推盘安装于第二活塞，第二活塞安装于第二缸体。
优选地，所述第一转轴与第一转盘通过花键相互滑动地连接。
优选地，所述第二转轴与第二转盘通过花键槽结构相互滑动地连接。
实施上述技术方案，由于设计了转轴套装自由旋转齿轮的同时联动着转盘的两级平行轴传动机构，当利用离合器和/或推动器使转盘向齿轮摩擦时，使两级传动机构之间相互产生传动和/或空转关系，实现低速档、高速档、驻车和空档等驱动模式，解决了拨叉换挡中的卡顿以及动力中断问题，满足了低成本要求，有利于离合器或推动器安装于变速箱外部，简化了驱动桥结构，更便于维修维护，适用于纯电动驱动车辆和混合动力车辆。
附图说明
图1为纯电动平行轴双速驱动桥的结构示意图。
图中：1-电机，2-第一转轴，3-第一齿轮，4-第二齿轮，5-第一转筒，6-第一齿套环，7-第一转盘，8-第一轴承推盘，9-第一隔热压盘，10-第一活塞，11-第一缸体，12-左半轴，13-第二转盘，14-第二齿套环，15-第三齿轮，16-第四齿轮，17-第二转轴，18-第二转筒，19-第二轴承推盘，20-第二隔热压盘，21-第二缸体，22-第二活塞，23-右半轴，24-驱动齿轮，25-差速器总成。
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，纯电动平行轴双速驱动桥由电机1、第一齿轮3、第二齿轮4、第三齿轮15、第四齿轮16、驱动齿轮24、差速器总成25以及两组干式离合器组成。
两组干式离合器安装在箱体外部。第一干式离合器由第一齿套环6、第一轴承推盘8、第一隔热压盘9、第一活塞10和第一缸体11组成，第一轴承推盘8固定安装在第一隔热压盘9上，第一隔热压盘9与第一活塞10伸出端接触，第一活塞10安装在第一缸体内11。第一转盘7位于第一齿套环6的内腔并可以自由转动，第一齿套环的内腔圆周上均布多个齿槽，第一轴承推盘8外圆上加工有多个齿，第一轴承推盘8通过齿安装在第一齿套环6的齿槽内，第一轴承推盘能够沿第一齿套环的齿槽轴向往复移动。第一转盘7按一定间隙安装在第一齿套环6的壁面和第一轴承推盘8的壁面之间。
第二干式离合器由第二齿套环14、第二隔热压盘20、第二活塞22和第二缸体21组成，第二轴承推盘19固定安装在第二隔热压盘20上，第二隔热压盘20与第二活塞22伸出端接触，第二活塞22安装在第二缸体21内。第二转盘13安装在第二齿套环14的内腔并可以自由转动，第二齿套环的内腔圆周上均布多个齿槽，第二轴承推盘外圆上加工有多个齿，第二轴承推盘通过齿安装在第二齿套环的齿槽内，第二轴承推盘能够沿第二齿套环的齿槽轴向往复移动。第二转盘按一定间隙安装在第二齿套环的壁面和第二轴承推盘的壁面之间。
电机1驱动地连接第一转轴2，第一齿轮3固定安装在第一转轴2的左端上。第一转轴2的右端为滑齿槽结构，第一转盘7通过内孔滑齿与第一转轴2的右端滑齿槽配合，第一转盘能够沿着第一转轴往复滑动。第二齿轮4固定安装在第一转筒5上。第一转筒为空心轴结构，第一转轴2穿过第一转筒5且与第一转盘7连接。第一齿套环6固定安装在第一转筒5上，第一齿套环安装在变速箱体外部。
第二转筒18为空心轴结构，第三齿轮15固定安装在第二转筒18上。第二齿套环14固定安装在第二转筒18上，第二齿套环位于在变速箱体外部。第二转轴17穿过第二转筒18且与第二转盘13连接，第二转轴的右端为滑齿槽结构，第二转盘通过内孔滑齿与第二转轴的右端滑齿槽配合，第二转盘能够沿着第二转轴往复滑动。
第一齿轮3与第四齿轮16外啮合，第二齿轮4与第三齿轮15外啮合，第三齿轮15与驱动齿轮24外啮合。驱动齿轮24固定安装在差速器总成25的差速器壳体，差速器总成通过左半轴12和右半轴23输出动力。
第一缸体内的第一活塞推动第一隔热压盘带动第一轴承推盘，第一轴承推盘推动第一转盘，第一转盘被第一轴承推盘和第一齿套环压紧锁止成一体，进而，第一干式离合器结合，同时，第二干式离合器保持分离状态；电机将动力由第二齿轮传递给第三齿轮，第三齿轮将动力传递给驱动齿轮，驱动齿轮将动力传递给差速器总成，差速器总成将动力由左半轴和右半轴输出，实现高速档驱动模式。
第二缸体内的第二活塞推动第二隔热压盘带动第二轴承推盘，第二轴承推盘推动第二转盘，第二转盘被第二轴承推盘和第二齿套环压紧锁止成一体，进而，第二干式离合器结合，同时，第一干式离合器保持分离状态；电机将动力由第一齿轮传递给第四齿轮，第四齿轮与第三齿轮锁止成一体，进而，第三齿轮将动力传递给驱动齿轮，驱动齿轮将动力传递给差速器总成，差速器总成将动力由左半轴和右半轴输出，实现低速档驱动模式。
当第一干式离合器和第二干式离合器同步结合，使第一齿轮和第二齿轮锁止成一体、第三齿轮和第四齿轮锁止成一体，电机和差速器总成处于锁止状态，实现驻车模式；当第一干式离合器和第二干式离合器同步分离，使电机和差速器总成处于中断状态，实现空档模式。
纯电动平行轴双速驱动桥具有多种驱动模式。
1、低速档驱动模式。当整车需求低速行驶时，整车控制器向液压泵站发出指令，第二缸体21内通入压力油推动第二活塞22，第二活塞22推动第二隔热压盘20带动第二轴承推盘19，第二轴承推盘19推动第二转盘13沿第二转轴17移动，第二转盘13被第二轴承推盘19和第二齿套环14压紧锁止成一体，进而，第二干式离合器结合，同时，第一干式离合器保持分离状态；电机1将动力由第一齿轮3传递给第四齿轮16，第四齿轮16与第三齿轮15锁止成一体，进而，第三齿轮15将动力传递给驱动齿轮24，驱动齿轮24将动力传递给差速器总成25，差速器总成25将动力由左半轴12和右半轴23输出，实现低速档驱动模式。该模式下第一转轴2与驱动齿轮24满足下列转速关系式：
其中：Z1表示第一齿轮3的齿数；Z2表示第二齿轮4的齿数；Z3表示第三齿轮15的齿数；Z4表示第四齿轮16的齿数；Z5表示驱动齿轮24的齿数；n1表示第一转轴2的转速；n2表示驱动齿轮24的转速。
2、高速档驱动模式。当整车需求中高速行驶时，整车控制器向液压泵站发出指令，第一缸体11内通入压力油推动第一活塞10，第一活塞10推动第一隔热压盘9带动第一轴承推盘8，第一轴承推盘8推动第一转盘7沿第一转轴2移动，第一转盘7被第一轴承推盘8和第一齿套环6压紧锁止成一体，进而，第一干式离合器结合，同时，第二干式离合器保持分离状态；电机1将动力由第二齿轮4传递给第三齿轮15，第三齿轮15将动力传递给驱动齿轮24，驱动齿轮24将动力传递给差速器总成25，差速器总成25将动力由左半轴12和右半轴23输出，实现高速档驱动模式。该模式下第一转轴2与驱动齿轮24满足下列转速关系式：
3、驻车及空档模式。当第一干式离合器和第二干式离合器同时结合，进而，第一齿轮3和第二齿轮4锁止成一体、第三齿轮15和第四齿轮16锁止成一体，电机1和差速器总成25处于锁止状态，实现驻车模式；当第一干式离合器和第二干式离合器同时分离，进而，电机1和差速器总成25处于动力中断状态，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 (7)
1.一种纯电动平行轴双速驱动桥，包括电机、驱动齿轮和差速器总成，驱动齿轮传动连接差速器总成，其特征在于：所述电机安装第一转轴，第一转轴固定安装第一齿轮，第一齿轮啮合传动第四齿轮，第四齿轮固定安装于第二转轴；
所述第一转轴还套装第二齿轮，且第二齿轮环绕第一转轴以产生自由旋转；所述第一转轴还联动第一转盘，第一转盘沿第一转轴作轴向移动且可用于摩擦联动第二齿轮；
所述第二转轴还套装第三齿轮，且第三齿轮环绕第二转轴以产生自由旋转；所述第二转轴还联动第二转盘，第二转盘沿第二转轴作轴向移动且可用于摩擦联动第三齿轮；
所述第二齿轮与第三齿轮啮合传动；
所述第二齿轮或第三齿轮传动驱动齿轮。
2.根据权利要求1所述的纯电动平行轴双速驱动桥，其特征在于，所述第二齿轮传动离合器或推动器。
3.根据权利要求1所述的纯电动平行轴双速驱动桥，其特征在于，所述三齿轮传动离合器或推动器。
4.根据权利要求1所述的纯电动平行轴双速驱动桥，其特征在于，所述第二齿轮连接第一齿套环，第一齿套环内啮合传动第一轴承推盘，第一轴承推盘安装于第一活塞，第一活塞安装于第一缸体。
5.根据权利要求1所述的纯电动平行轴双速驱动桥，其特征在于，所述第三齿轮连接第二齿套环，第二齿套环内啮合传动第二轴承推盘，第二轴推盘安装于第二活塞，第二活塞安装于第二缸体。
6.根据权利要求1所述的纯电动平行轴双速驱动桥，其特征在于，所述第一转轴与第一转盘通过花键相互滑动地连接。
7.根据权利要求1所述的纯电动平行轴双速驱动桥，其特征在于，所述第二转轴与第二转盘通过花键槽结构相互滑动地连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112525525A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-19 | 苏州英特模汽车科技有限公司 | 一种同轴式电驱动桥齿轮箱的测试装置 |
| CN113738835A (zh) * | 2021-09-10 | 2021-12-03 | 北京理工大学 | 一种正倒装置及其正倒切换方法 |
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