CN110920367A - 同轴式两档电驱动桥 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种同轴式两档电驱动桥，电机、双行星排、差速器自左向右依次同轴排布，左输出半轴、右输出半轴分别与车轮相连接，双行星排的小太阳轮与电机的电机转子相连接，狗齿套装在差速器的差速器壳体靠近双行星排的一端上，狗齿可沿差速器壳体轴向移动，在狗齿朝左移动时，狗齿的内圈与双行星排的大太阳轮相连接，实现电驱动桥处于二档档位；在狗齿朝右移动时，狗齿的外圈与双行星排的行星架相连接，实现电驱动桥处于一档档位；狗齿位于中间位置时，电驱动桥处于空档档位。本发明结构简单，体积小，成本低，档位变换快速方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种同轴式两档电驱动桥。
背景技术
目前，纯电动汽车所使用的驱动电机具有低转速恒扭矩、高转速恒功率和工作范围宽等特性，所以国内众多主机厂所匹配的都是固定速比的变速器，其性能上基本能够满足行驶需求。但实际上，由于路况的复杂性，固定速比的纯电动汽车往往存在低速爬坡电机发热、高速弱磁和高速噪音等问题，导致整车电能消耗快、续航里程较短等方面的缺陷。而为了使整车达到更优的性能，往往只能提高电机的性能，这必将使得成本的增加。显然，具备两个传动比的两档变速器可以通过两个档位的不断切换，使得电机尽量工作在高效率区间，整车可获得更好的动力性和燃油经济性。
现有的两档方案多数是将电机和差速器采用平行轴式布置，这势必增加电驱动桥的径向尺寸，占用空间大，特别是单独布置在狭窄的汽车后桥上的适应性极差。
发明内容
本发明旨在提供一种结构简单、体积小、成本低、档位变换快速方便的同轴式两档电驱动桥。
本发明通过以下方案实现：
一种同轴式两档电驱动桥，包括电机、差速器、双行星排、狗齿、左输出半轴和右输出半轴，所述双行星排包括行星架、大行星轮、小行星轮、大太阳轮、小太阳轮和齿圈，所述大行星轮与小行星轮通过连接轴同轴连接在一起，所述连接轴套装在行星架上，所述大行星轮与小太阳轮相啮合，所述小行星轮分别与大太阳轮、齿圈相啮合，所述齿圈固定在壳体上，一般情况下，所述行星架为空心轴结构，所述大太阳轮、小太阳轮置于行星架内且大太阳轮、小太阳轮、行星架同轴排布；所述差速器包括差速器壳体、两个行星齿轮、左半轴齿轮和右半轴齿轮，两个行星齿轮分别固定在差速器壳体上，两个行星齿轮的两端分别与左半轴齿轮、右半轴齿轮相啮合，所述左半轴齿轮与左输出半轴相连接，所述右半轴齿轮与右输出半轴相连接，所述左输出半轴、右输出半轴分别与车轮相连接实现将动力传输至车轮上；所述电机、双行星排、差速器自左向右依次同轴排布，所述双行星排的小太阳轮与电机的电机转子相连接，所述狗齿套装在差速器的差速器壳体靠近双行星排的一端上，所述狗齿可沿差速器壳体轴向移动，在狗齿朝左移动时，所述狗齿的内圈与双行星排的大太阳轮相连接，实现电驱动桥处于二档档位；在狗齿朝右移动时，所述狗齿的外圈与双行星排的行星架相连接，实现电驱动桥处于一档档位；所述狗齿位于中间位置即初始位置时，电驱动桥处于空档档位。狗齿为换挡元件，通过液压系统或电机控制狗齿，使得狗齿左右轴向移动，实现电驱动桥的档位变换。
进一步地，所述电机的电机转子、双行星排的大太阳轮和小太阳轮均为空心轴结构，所述差速器的左输出半轴依次穿过双行星排的大太阳轮、小太阳轮、电机的电机转子。
进一步地，所述狗齿与差速器的差速器壳体靠近双行星排的一端之间、狗齿的内圈与双行星排的大太阳轮之间、狗齿的外圈与双行星排的行星架之间均通过花键连接。实际制作时，狗齿的内圈设置有狗齿内花键，狗齿的外圈远离差速器的一端设置有狗齿外花键，差速器的差速器壳体靠近双行星排的一端上设置有差速器壳体外花键，双行星排的大太阳轮上设置有大太阳轮外花键，双行星排的行星架的一端端口设置有行星架内花键，狗齿内圈的狗齿内花键与双行星排的大太阳轮的大太阳轮外花键相配合实现狗齿内圈与双行星排的大太阳轮的连接，狗齿外圈的狗齿外花键与双行星排的行星架的行星架内花键相配合实现狗齿外圈与双行星排的行星架的连接，狗齿内圈的狗齿内花键与差速器的差速器壳体靠近双行星排的一端上的差速器壳体外花键相配合实现狗齿与差速器的差速器壳体靠近双行星排的一端的连接。
本发明的同轴式两档电驱动桥，具有以下优点：
1、本发明结构简单，采用结构集成设计，实现了电机、双行星排与差速器的高度一体化设计，有效地减少了同轴式两档电驱动桥的体积和重量，同时成本较低。
2、本发明可使整车获得更好的动力性和燃油经济性。
3、本发明中，双行星排和差速器之间的接合方式，双行星排传输的动力已满足车辆需求，不再需要传统差速器上的主减齿轮做二次减速，故而本发明中减少了主减齿轮，可一定程度上降低成本，同时也可使双行星排与差速器之间的连接更为紧凑。
4、本发明以双行星排的大太阳轮和行星架作为两个不同的输出端，采用狗齿作为关键的换挡元件，可更好地实现两种不同传动比输出，实现优于常规同步器或者离合器的大扭矩换挡方式。
5、本发明体积小，可作为单独的驱动电桥搭载纯电动车型，也可布置在后桥匹配混动车型。
附图说明
图1为实施例1中同轴式两档电驱动桥的结构示意图；
图2为实施例1中同轴式两档电驱动桥处于一档档位时的结构示意图；
图3为实施例1中同轴式两档电驱动桥处于二档档位时的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
一种同轴式两档电驱动桥，如图1所示，包括电机1、差速器2、双行星排3、狗齿4、左输出半轴6和右输出半轴7，双行星排3包括行星架301、大行星轮302、小行星轮303、大太阳轮304、小太阳轮305和齿圈306，大行星轮302与小行星轮303通过连接轴307同轴连接在一起，所述连接轴307套装在行星架301上，大行星轮302与小太阳轮305相啮合，小行星轮303分别与大太阳轮304、齿圈306相啮合，齿圈306固定在壳体5上，大太阳轮304、小太阳轮305、行星架301均为空心轴结构，大太阳轮304、小太阳轮305置于行星架301内且大太阳轮304、小太阳轮305、行星架301同轴排布，大太阳轮304上设置有大太阳轮外花键3041，行星架301的一端端口设置有行星架内花键3011；差速器2包括差速器壳体201、两个行星齿轮202、左半轴齿轮203和右半轴齿轮204，两个行星齿轮202分别固定在差速器壳体201上，两个行星齿轮202的两端分别与左半轴齿轮203、右半轴齿轮204相啮合，左半轴齿轮203与左输出半轴6相连接，右半轴齿轮204与右输出半轴7相连接，左输出半轴6、右输出半轴7分别与车轮相连接实现将动力传输至车轮上；电机1的电机转子101为空心轴结构，电机1、双行星排3、差速器2自左向右依次同轴排布，左输出半轴6依次穿过双行星排3的大太阳轮304、小太阳轮305、电机1的电机转子101，差速器2的差速器壳体201靠近双行星排3的一端上设置有差速器壳体外花键2011，双行星排3的小太阳轮305与电机1的电机转子101相连接，狗齿4为换挡元件，狗齿4的内圈设置有狗齿内花键401，狗齿4的外圈远离差速器2的一端设置有狗齿外花键402，狗齿4套装在差速器2的差速器壳体201靠近双行星排3的一端上且狗齿4与差速器2的差速器壳体201靠近双行星排3的一端之间通过花键连接即狗齿4内圈的狗齿内花键401与差速器2的差速器壳体201靠近双行星排3的一端上的差速器壳体外花键2011相配合，狗齿4可沿差速器壳体201轴向移动，在狗齿4朝左移动时，狗齿4的内圈与双行星排3的大太阳轮304之间通过花键相连接即狗齿4内圈的狗齿内花键401与双行星排3的大太阳轮304的大太阳轮外花键3041相配合，实现电驱动桥处于二档档位；在狗齿4朝右移动时，狗齿4的外圈与双行星排3的行星架301之间通过花键相连接即狗齿4外圈的狗齿外花键402与双行星排3的行星架301的行星架内花键3011相配合，实现电驱动桥处于一档档位；狗齿4位于中间位置即初始位置时，电驱动桥处于空档档位。
参见图1，当狗齿位于中间位置时，电驱动桥处于空档档位，此时车轮端的动力和电机端完全断开。
参见图2，通过换挡拨叉推动狗齿沿差速器壳体向右移动，狗齿外圈的狗齿外花键与双行星排的行星架的行星架内花键相配合使得狗齿的外圈与双行星排的行星架之间相连接，此时狗齿与差速器的差速器壳体靠近双行星排的一端之间仍通过花键连接在一起，实现电驱动桥处于一档档位，此时电机的电机转子正转，通过双行星排的小太阳轮输入动力，小太阳轮带动大行星轮旋转，小行星轮以与大行星轮相同转速旋转，由于齿圈与壳体相固定，行星架转动，通过狗齿将动力传递到差速器上，再通过差速器的左半轴齿轮、右半轴齿轮相应传递至左输出半轴、右输出半轴，最终将动力传递至车轮上。
参见图3，通过换挡拨叉推动狗齿沿差速器壳体向左移动，狗齿外圈的狗齿外花键与双行星排的行星架的行星架内花键脱离开，此时电驱动桥恢复为空档档位，通过电机调速，使双行星排的大太阳轮与狗齿的转速达到同步，狗齿继续沿差速器壳体向左移动，狗齿内圈的狗齿内花键与双行星排的大太阳轮的大太阳轮外花键相配合使得狗齿的内圈与双行星排的大太阳轮之间相连接，此时狗齿与差速器的差速器壳体靠近双行星排的一端之间仍通过花键连接在一起，实现电驱动桥处于二档档位，此时电机的电机转子正转，通过双行星排的小太阳轮输入动力，小太阳轮带动大行星轮旋转，小行星轮以与大行星轮相同转速旋转，由于齿圈与壳体相固定，行星架转动，大太阳轮也随之转动，通过狗齿将动力传递到差速器上，再通过差速器的左半轴齿轮、右半轴齿轮相应传递至左输出半轴、右输出半轴，最终将动力传递至车轮上。
在本发明中，电机反转即可实现倒档，可根据具体工况选择使用一档甚至二档实现倒档，其动力传递路径与上述相同。
Claims (3)
1.一种同轴式两档电驱动桥，其特征在于：包括电机、差速器、双行星排、狗齿、左输出半轴和右输出半轴，所述双行星排包括行星架、大行星轮、小行星轮、大太阳轮、小太阳轮和齿圈，所述大行星轮与小行星轮通过连接轴同轴连接在一起，所述连接轴套装在行星架上，所述大行星轮与小太阳轮相啮合，所述小行星轮分别与大太阳轮、齿圈相啮合，所述齿圈固定在壳体上；所述差速器包括差速器壳体、两个行星齿轮、左半轴齿轮和右半轴齿轮，两个行星齿轮分别固定在差速器壳体上，两个行星齿轮的两端分别与左半轴齿轮、右半轴齿轮相啮合，所述左半轴齿轮与左输出半轴相连接，所述右半轴齿轮与右输出半轴相连接，所述左输出半轴、右输出半轴分别与车轮相连接实现将动力传输至车轮上；所述电机、双行星排、差速器自左向右依次同轴排布，所述双行星排的小太阳轮与电机的电机转子相连接，所述狗齿套装在差速器的差速器壳体靠近双行星排的一端上，所述狗齿可沿差速器壳体轴向移动，在狗齿朝左移动时，所述狗齿的内圈与双行星排的大太阳轮相连接，实现电驱动桥处于二档档位；在狗齿朝右移动时，所述狗齿的外圈与双行星排的行星架相连接，实现电驱动桥处于一档档位；所述狗齿位于中间位置时，电驱动桥处于空档档位。
2.如权利要求1所述的同轴式两档电驱动桥，其特征在于：所述电机的电机转子、双行星排的大太阳轮和小太阳轮均为空心轴结构，所述差速器的左输出半轴依次穿过双行星排的大太阳轮、小太阳轮、电机的电机转子。
3.如权利要求1或2所述的同轴式两档电驱动桥，其特征在于：所述狗齿与差速器的差速器壳体靠近双行星排的一端之间、狗齿的内圈与双行星排的大太阳轮之间、狗齿的外圈与双行星排的行星架之间均通过花键连接。
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