CN110979543A - 中央驱动的对称双电机智能传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中央驱动的对称双电机智能传动系统，包括轮毂以及对称布置在轮毂两侧的两组箱体，轮毂转动中心处固定安装有中央输出部件，中央输出部件的两端通过轴承转动支承在两组箱体上，中央输出部件具有中心安装孔，该中心安装孔的两端固定安装有分别朝两组箱体内部延伸的输出轴；输出轴的轴向布置有输入齿轮、减速机构和凸轮离合机构，其中输入齿轮外侧通过减速组件动力连接有电机，内侧通过摩擦片组件与凸轮离合机构可离合地连接。本发明的有益效果是：实现了轮毂的中央驱动输出，驱动轮平衡性好，能够提升两轮车的操控性和安全性。采用双电机驱动的动力系统，具有节能、加速性能和爬坡性能好等诸多优势。

Description

中央驱动的对称双电机智能传动系统

技术领域

本发明属于电动两轮车传动技术领域，具体涉及一种中央驱动的对称双电机智能传动系统。

背景技术

随着变速机构研发的不断深入，能够进行自动换挡的自动变速器已成为市场主流。近年来，无论是国际上还是在国内市场，对自动变速器的要求也都越来越高，因为自动变速器品质的好坏，对车辆的驾驶感受、车辆性能、能耗经济性等方面都起到了决定性作用。

对于自动变速器的研发，除开市场上较为常见的电控液力自动变速器(AT)、电控机械式自动变速器(AMT)、电控机械无级自动变速器(CVT)以外，申请人近年来研发了一种AAT变速器，即一种智能化的自动变速器，其结构可参照公开号为：CN105151216A的专利申请文件，该AAT变速器主要利用凸轮副进行自适应换挡，通过负载反向驱动凸轮，使凸轮发生轴线位移，从而达到换挡的目的。

对于上述利用凸轮副进行自适应换挡的变速器，尽管具有诸多优势，但目前仍有可以优化的空间。诸如：传统的驱动系统采用单电机作为动力源，仅能够依靠变速器自身的几种传动比提供不同的驱动输出，驱动的选择性较为单一，同时对于布置有减速机构的电驱动系统，动力源与减速机构普遍采用并排方式布置，两者均位于输出部件的同一侧，使整个驱动系统结构过于庞大，存并且受力不对称，平衡性有待改善。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种中央驱动的对称双电机智能传动系统，以解决两轮车驱动选择性单一，以及驱动轮整体平衡性差的技术问题。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种中央驱动的对称双电机智能传动系统，其关键在于：

包括轮毂以及对称布置在轮毂两侧的两组箱体，所述轮毂转动中心处固定安装有中央输出部件，中央输出部件的两端通过轴承转动支承在两组所述箱体上，中央输出部件具有中心安装孔，该中心安装孔的两端固定安装有分别朝两组所述箱体内部延伸的输出轴；

所述输出轴上沿轴向布置有输入齿轮、减速机构和凸轮离合机构，其中输入齿轮外侧通过减速组件动力连接有电机，内侧通过摩擦片组件与所述凸轮离合机构连接；

在所述摩擦片组件分离时，输入齿轮依次经减速机构、凸轮离合机构与所述输出轴动力连接，在所述摩擦片组件结合时，输入齿轮经凸轮离合机构直接与所述述输出轴动力连接。

采用上述结构，中央输出部件的两侧对称布置箱体，箱体内均设有变速驱动装置，即中央输出部件由两组电机驱动，在输出负载较大时，可以让两个电机都介入，以增加两轮车的加速性能和爬坡性能，负载较小时，仅用一个电机进行动力驱动即可，以起到节能的作用。

同时在上述结构中，两侧的箱体相对于中央输出部件完全对称，使得驱动系统整体受力平衡，两轮车驱动轮的平衡性好，有利于提升车辆的操控性和安全性。

作为优选：所述减速机构包括一级传动轴和二级传动轴，所述一级传动轴上设置有超越离合器和第一减速齿轮，其中第一减速齿轮与一级传动轴转动配合，并与所述输入齿轮固定连接，所述二级传动轴上设置有第二减速齿轮和第三减速齿轮，其中第二减速齿轮与第一减速齿轮啮合，第三减速齿轮与所述超越离合器的外圈啮合。采用上述结构，减速机构内部动力传递路径依次为：第一减速齿轮、第二减速齿轮、二级传动轴、第三减速齿轮、超越离合器外圈、超越离合器内圈、一级传动轴，当超越离合器外圈转速大于内圈转速时，超越离合器进入工作状态，减速机构正常传递动力，反之则动力中断，一级传动轴随输出轴转动。

作为优选：所述输入齿轮内侧固定安装有过渡套，过渡套的一端设有延伸凸台，所述第一减速齿轮端部设有通过花键与该延伸凸台固定连接的延伸套。采用上述结构，便于实现输入齿轮与第一减速齿轮之间的固定连接。

作为优选：所述输入齿轮远离第一减速齿轮的一端固定安装有保持架，保持架通过轴承转动安装在输出轴上。采用上述结构，便于以转动方式装配输入齿轮。

作为优选：所述凸轮离合机构包括安装在输出轴上的摩擦传动部件，该摩擦传动部件的内侧通过嵌设有滚珠的内螺旋槽与所述输出轴滑动连接，外侧通过所述摩擦片组件与过渡套可离合地连接，所述摩擦传动部件一端通过弹性元件支撑在输出轴上，另一端端部设有弧形外凸结构；

所述一级传动轴端部设有与弧形外凸结构相匹配的弧形内凹结构，一级传动轴转动时，能够通过该弧形内凹结构对摩擦传动部件施加与弹性元件弹力方向相反的推力。采用上述结构，由于摩擦传动部件与一级传动轴之间是通过弧形外凸结构和弧形内凹结构摩擦配合的，在两轮车起步时，输出轴承受负载较大，即弧形外凸结构与弧形内凹结构之间的相互作用较明显，摩擦传动部件在弧形内凹结构的驱动下，在输出轴上克服弹性元件的弹力阻力向右移动，然后摩擦传动部件在摩擦片组件的位置与过渡套的内侧断开，即与输入齿轮的内侧断开，从而保证动力传动路线经减速机构作低速传递，随着两轮车逐步启动后，输出轴承受的负载逐渐减小，然后摩擦传动部件在弹性元件的弹力作用下向左复位，并使其通过摩擦片组件与过渡套摩擦结合，此时由于减速机构内置有超越离合器，减速机构内部的动力中断，输入齿轮输出动力直接经摩擦传动部件高速传递给输出轴。

作为优选：所述摩擦片组件包括阵列分布在摩擦传动部件外侧的第一摩擦片，以及阵列分布在过渡套内侧的第二摩擦片，且第一摩擦片与第二摩擦片依次交替分布。采用上述结构，在两轮车刚起步时，轴承受承受负载较大，即一级传动轴承受负载较大，摩擦传动部件在弧形内凹结构的推动下在输出轴上向右移动，从而使第一摩擦片与第二摩擦片分离，即离合机构实现分离。

作为优选：所述输出轴上设有与内螺旋槽匹配的外螺旋槽，外螺旋槽与内螺旋槽合围形成容纳所述滚珠的滚动通道。采用上述结构，能够满足滚珠安装的需求，使摩擦传动部件与输出轴之间形成滚珠丝杆连接的原理，以保证摩擦传动部件受负载时其能够在输出轴上做轴向移动。

作为优选：所述输出轴贯穿减速机构，所述超越离合器的内圈与一级传动轴一体成型，且一级传动轴以轴套形式固定套装在输出轴上。采用上述结构，便于系统的装配，且能够保证动力的有效传递。

作为优选：所述电机的驱动轴与所述输出轴平行。采用上述结构，电机以并排方式与输出轴平行设置，不仅动力传递更可靠，而且系统的整体结构也更加紧凑。

作为优选：所述输出轴一端通过第一轴承与一级传动轴一体转动安装在箱体内，另一端通过第二轴承与中央输出部件一体转动安装在箱体内。采用上述结构，在系统工作时，能够保证中央输出部件、输出轴和一级传动轴三者同步转动，即弧形内凹结构与弧形外凸结构持续具有相互作用，满足自适应换挡的需求。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明提供的中央驱动的对称双电机智能传动系统，采用双电机驱动的动力系统，在输出负载较大时，可以让两个电机都介入，以增加车辆的加速性能和爬坡性能，负载较小时，仅用一个电机进行动力驱动，以起到节能的作用。同时两侧的箱体相对于中央输出部件完全对称，使得驱动系统整体受力平衡，不仅实现了在驱动系统的中央进行动力输出，而且还具有机械传动效率高、电机发热率低、平衡性好、车辆操控性好、安全系数高、结构紧凑、制造成本低等技术优势。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为减速机构和凸轮离合机构布置在输出轴上的结构示意图；

图3为箱体内低速传动的线路示意图；

图4为箱体内高速传动的线路示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种中央驱动的对称双电机智能传动系统，该系统所涉及的主要构件有：中央输出部件4、箱体A、电机1、减速机构6、凸轮离合机构7、输出轴3、减速组件8、输入齿轮2、轮毂9，其中电机1、减速组件8、输入齿轮2、减速机构6、凸轮离合机构7和输出轴3构成驱动系统的变速驱动装置，并布置在箱体A内。

如图3所示，箱体A的数量为两组，对称布置在中央输出部件4和轮毂9的左右两侧，中央输出部件4的两端通过轴承a2支承在两组箱体A内，中央输出部件4具有中心安装孔4a，输出轴3的一端穿出箱体A并通过花键齿固定连接在中央输出部件4的中心安装孔4a内，输出轴3在箱体A内部的部分也通过轴承与箱体A转动配合。

轮毂9固定安装在中央输出部件4上，即轮毂9由两组电机驱动，在输出负载较大时，可以让两个电机都介入，以增加两轮车的加速性能和爬坡性能，负载较小时，仅用一个电机进行动力驱动，以起到节能的作用。同时，轮毂位于驱动系统的对称中心，两轮车的驱动轮整体受力平衡，车辆的操控性和安全性较好。

进一步的，如图2所示，箱体A内部可以形成高速挡和低速挡，两个档位通过减速机构6和凸轮离合机构7的切换来实现，具体结构如下所述：

减速机构6的结构包括一级传动轴6a和二级传动轴6b，所述一级传动轴6a上设置有超越离合器6c和第一减速齿轮6d，其中第一减速齿轮6d与一级传动轴6a转动配合，并与所述输入齿轮2固定连接，所述二级传动轴6b上设置有第二减速齿轮6e和第三减速齿轮6f，其中第二减速齿轮6e与第一减速齿轮6d啮合，第三减速齿轮6f与所述超越离合器6c的外圈啮合。

为便于实现输入齿轮2与第一减速齿轮6d之间的固定连接，输入齿轮2内侧固定安装有过渡套2a，过渡套2a的一端设有延伸凸台2b，第一减速齿轮6d端部设有通过花键与该延伸凸台2b固定连接的延伸套6d1。

凸轮离合机构7的结构包括安装在输出轴3上的摩擦传动部件7a，该摩擦传动部件7a的内侧通过嵌设有滚珠7b的内螺旋槽7c与输出轴3滑动连接，外侧通过所述摩擦片组件7e与过渡套2a可离合地连接，所述摩擦传动部件7a一端通过弹性元件7g支撑在输出轴3上，另一端端部设有弧形外凸结构7f；一级传动轴6a端部设有与弧形外凸结构7f相匹配的弧形内凹结构7h，一级传动轴6a转动时，能够通过该弧形内凹结构7h对摩擦传动部件7a施加与弹性元件7g弹力方向相反的推力。

上述摩擦片组件7e包括阵列分布在摩擦传动部件7a外侧的第一摩擦片7e1，以及阵列分布在过渡套2a内侧的第二摩擦片7e2，且第一摩擦片7e1与第二摩擦片7e2依次交替分布。

在两轮车低速启动时，轮毂9承受的负载较大，即输出轴3和一级传动轴6a承受的负载较大，由于摩擦传动部件7a与一级传动轴6a之间是通过弧形外凸结构7f和弧形内凹结构7h摩擦配合的，所以在车辆刚启动时，摩擦传动部件7a能够在弧形内凹结构7h的推动下，在输出轴3上克服弹性元件7g的弹性阻力向右移动，此时摩擦片组件7e的第一摩擦片7e1与第二摩擦片7e2分离，即实现了摩擦传动部件7a与过渡套2a之间的分离，从而使输入齿轮2与摩擦传动部件7a之间的动力传递中断，然后输入齿轮2的转动经减速机构6作低速传递。

因此，请参图3所示，低速传动路线B的动力传递路径为：电机1→减速组件8→输入齿轮2→过渡套2a→第一减速齿轮6d→第二减速齿轮6e→二级传动轴6b→第三减速齿轮6f→超越离合器6c的外圈→超越离合器6c的内圈→一级传动轴6a→摩擦传动部件7a→输出轴3→中央输出部件4→轮毂9。

随着两轮车逐步启动后，轮毂9承受的负载逐渐减小，即输出轴3和一级传动轴6a承受的负载逐渐减小，弧形外凸结构7f与弧形内凹结构7h之间的相互作用逐渐减小，然后摩擦传动部件7a在弹性元件7g的弹力作用下向左复位，此时摩擦片组件7e的第一摩擦片7e1与第二摩擦片7e2重新结合，即实现了摩擦传动部件7a与过渡套2a之间的结合，从而使输入齿轮2与摩擦传动部件7a动力连接，同时由于减速机构6内置有超越离合器6c，超越离合器6c内圈转速超过外圈转速，减速机构6内部的动力中断，然后输入齿轮2的转动直接经摩擦传动部件7a高速传递给输出轴3。

因此，请参图4所示，高速传动路线C的动力传递路径为：电机1→减速组件8→输入齿轮2→过渡套2a→摩擦传动部件7a→输出轴3→中央输出部件4→轮毂9。

再如图2所示，本实施例中，弹性元件7g优选采用碟簧，弧形外凸结构7f与弧形内凹结构7h均为端面凸轮，两者相互适应，并以凸轮副的形式传动配合。输出轴3上设有与内螺旋槽7c路径一致的外螺旋槽7k，外螺旋槽7k与内螺旋槽7c合围形成容纳滚珠7b的滚动通道，使摩擦传动部件7a与输出轴3之间形成滚珠丝杆连接的原理，以保证摩擦传动部件7a受负载时或者在碟簧的推力下，能够在输出轴3上做轴向移动。

输出轴3贯穿减速机构6，且一级传动轴6a以轴套形式固定套装在输出轴3上，超越离合器6c的内圈与一级传动轴6a一体成型，输出轴3一端通过第一轴承a1与一级传动轴6a一体转动安装在箱体A内，另一端通过第二轴承a2与中央输出部件4一体转动安装在箱体A内，在驱动系统工作时，该结构布局能够保证中央输出部件4、输出轴3和一级传动轴6a三者同步转动，即弧形内凹结构7h与弧形外凸结构7f持续具有相互作用，满足自适应换挡的需求。

再如图2所示，输入齿轮2远离第一减速齿轮6d的一端固定安装有保持架2c，保持架2c通过轴承a3转动安装在输出轴3上。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种中央驱动的对称双电机智能传动系统，其特征在于：

包括轮毂(9)以及对称布置在轮毂(9)两侧的两组箱体(A)，所述轮毂(9)转动中心处固定安装有中央输出部件(4)，中央输出部件(4)的两端通过轴承转动支承在两组所述箱体(A)上，中央输出部件(4)具有中心安装孔(4a)，该中心安装孔(4a)的两端固定安装有分别朝两组所述箱体(A)内部延伸的输出轴(3)；

所述输出轴(3)上沿轴向布置有输入齿轮(2)、减速机构(6)和凸轮离合机构(7)，其中输入齿轮(2)外侧通过减速组件(8)动力连接有电机(1)，内侧通过摩擦片组件(7e)与所述凸轮离合机构(7)连接；

在所述摩擦片组件(7e)分离时，输入齿轮(2)依次经减速机构(6)、凸轮离合机构(7)与所述输出轴(3)动力连接，在所述摩擦片组件(7e)结合时，输入齿轮(2)经凸轮离合机构(7)直接与所述述输出轴(3)动力连接。

2.根据权利要求1所述的中央驱动的对称双电机智能传动系统，其特征在于：所述减速机构(6)包括一级传动轴(6a)和二级传动轴(6b)，所述一级传动轴(6a)上设置有超越离合器(6c)和第一减速齿轮(6d)，其中第一减速齿轮(6d)与一级传动轴(6a)转动配合，并与所述输入齿轮(2)固定连接，所述二级传动轴(6b)上设置有第二减速齿轮(6e)和第三减速齿轮(6f)，其中第二减速齿轮(6e)与第一减速齿轮(6d)啮合，第三减速齿轮(6f)与所述超越离合器(6c)的外圈啮合。

3.根据权利要求2所述的中央驱动的对称双电机智能传动系统，其特征在于：所述输入齿轮(2)内侧固定安装有过渡套(2a)，过渡套(2a)的一端设有延伸凸台(2b)，所述第一减速齿轮(6d)端部设有通过花键与该延伸凸台(2b)固定连接的延伸套(6d1)。

4.根据权利要求3所述的中央驱动的对称双电机智能传动系统，其特征在于：所述输入齿轮(2)远离第一减速齿轮(6d)的一端固定安装有保持架(2c)，保持架(2c)通过轴承转动安装在输出轴(3)上。

5.根据权利要求4所述的中央驱动的对称双电机智能传动系统，其特征在于：所述凸轮离合机构(7)包括安装在输出轴(3)上的摩擦传动部件(7a)，该摩擦传动部件(7a)的内侧通过嵌设有滚珠(7b)的内螺旋槽(7c)与所述输出轴(3)滑动连接，外侧通过所述摩擦片组件(7e)与过渡套(2a)可离合地连接，所述摩擦传动部件(7a)一端通过弹性元件(7g)支撑在输出轴(3)上，另一端端部设有弧形外凸结构(7f)；

所述一级传动轴(6a)端部设有与弧形外凸结构(7f)相匹配的弧形内凹结构(7h)，一级传动轴(6a)转动时，能够通过该弧形内凹结构(7h)对摩擦传动部件(7a)施加与弹性元件(7g)弹力方向相反的推力。

6.根据权利要求5所述的中央驱动的对称双电机智能传动系统，其特征在于：所述摩擦片组件(7e)包括阵列分布在摩擦传动部件(7a)外侧的第一摩擦片(7e1)，以及阵列分布在过渡套(2a)内侧的第二摩擦片(7e2)，且第一摩擦片(7e1)与第二摩擦片(7e2)依次交替分布。

7.根据权利要求6所述的中央驱动的对称双电机智能传动系统，其特征在于：所述输出轴(3)上设有与内螺旋槽(7c)匹配的外螺旋槽(7k)，外螺旋槽(7k)与内螺旋槽(7c)合围形成容纳所述滚珠(7b)的滚动通道。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的中央驱动的对称双电机智能传动系统，其特征在于：所述输出轴(3)贯穿减速机构(6)，所述超越离合器(6c)的内圈与一级传动轴(6a)一体成型，且一级传动轴(6a)以轴套形式固定套装在输出轴(3)上。

9.根据权利要求8所述的中央驱动的对称双电机智能传动系统，其特征在于：所述电机(1)的驱动轴与所述输出轴(3)平行。

10.根据权利要求8所述的中央驱动的对称双电机智能传动系统，其特征在于：所述输出轴(3)一端通过第一轴承(a1)与一级传动轴(6a)一体转动安装在箱体(A)内，另一端通过第二轴承(a2)与中央输出部件(4)一体转动安装在箱体(A)内。

Images