CN111075854B - 具有多片式摩擦离合器的中央驱动式自适应电驱动总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有多片式摩擦离合器的中央驱动式自适应电驱动总成，包括转动输出部件、动力系统和变速系统，所述动力系统通过变速系统驱动带动输出部件。采用以上技术方案，通过全新设计的中央驱动式结构，兼具了轮毂电机和侧挂式结构的优势，弥补了轮毂电机和侧挂式结构的不足，尤其适用于两轮车；并且，多片式摩擦离合器的摩擦结构设置为若干交替排列的外摩擦片和内摩擦片，使承受的扭矩分散在各外摩擦片和内摩擦片上，通过各外摩擦片和内摩擦片分担磨损，大大降低了滑摩损耗，克服传统盘式摩擦离合器的缺陷，从而大幅提高了摩擦离合器的耐磨性、稳定性和可靠性，延长了使用寿命，能够作为大扭矩动力传递装置。

Description

具有多片式摩擦离合器的中央驱动式自适应电驱动总成

技术领域

本发明涉及电驱动系统技术领域，具体涉及一种具有多片式摩擦离合器的中央驱动式自适应电驱动总成。

背景技术

随着环保法规的日益严苛，以纯电为动力的汽车、两轮车、三轮车为代表的新能源交通工具取代传统燃油交通工具已经是大势所趋。现有的两轮电动车普遍采用轮毂电机和电机侧挂式结构。

轮毂电机采用低速直流电机直接驱动，不仅效率相对较低，发热量大，还由于电机体积大、重量重，打破了车轮结构原有的平衡，对操控性能及安全性方面会有一定影响。侧挂式结构将电机和变速系统(变速箱或减速器)置于驱动轮的同一侧，尽管可以采用高速电机以提高机械效率，但变速机构与电机的重量较重，导致车轮的平衡性不佳，尤其对于两轮车的影响更为明显。

现有的电动交通工具由于其传动结构的限制，在行驶过程中，完全由驾驶员在不能准确知晓行驶阻力的情况下，依据经验进行操控，因此，常常不可避免地出现电机工作状态与交通工具实际行驶状况不匹配的情况，造成电机堵转。尤其是交通工具处于启动、爬坡、逆风等低速重载条件时，电机往往需要在低效率、低转速、高扭矩情况下工作，容易引起电机的意外损坏，增加维修和更换成本，同时也会直接影响到电池的续航里程。对于诸如电动物流车等对经济性要求较高的车型而言，传统的变速传动结构显然不能较好的满足其使用要求。

为了解决以上问题，本案发明人团队设计了一系列的凸轮自适应自动变速装置，利用行驶阻力驱动凸轮，达到自动换挡和根据行驶阻力自适应匹配车速输出扭矩的目的，具有较好的应用效果；前述的凸轮自适应自动变速器虽然具有上述优点，稳定性和高效性较现有技术有较大提高，但是部分零部件结构较为复杂，变速器体积较大，长周期运行零部件变形明显，没有稳定支撑，导致运行噪声较大，影响运行舒适性并影响传动效率，从而能耗较高；并且，快慢档接合、分离机构轴向接合面行程长，分离接合不够彻底，不利于提高传动精度，长周期使用后会影响整体形位公差，从而影响传动的稳定性。

因此，急需全新设计一种能够解决上述问题，尤其适用于两轮车的电驱动系统。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有多片式摩擦离合器的中央驱动式自适应电驱动总成。

其技术方案如下：

一种具有多片式摩擦离合器的中央驱动式自适应电驱动总成，包括转动输出部件、动力系统和变速系统，所述动力系统通过变速系统驱动转动输出部件，其要点在于：在所述转动输出部件的两侧分别设置有第一箱体和第二箱体，所述变速系统包括动力输入机构、高速挡传动机构、低速挡传动机构和主轴，所述动力系统、动力输入机构和高速挡传动机构安装在第一箱体中，所述低速挡传动机构安装在第二箱体中，所述主轴穿设在转动输出部件上，且两端分别插入第一箱体和第二箱体中；

所述高速挡传动机构包括多片式摩擦离合器和用于对多片式摩擦离合器施加预紧力的弹性元件组，所述多片式摩擦离合器包括内片安装套、外片安装套以及若干交替设置在内片安装套和外片安装套之间的内摩擦片和外摩擦片，各内摩擦片能够沿内片安装套轴向滑动，各外摩擦片能够沿外片安装套轴向滑动，所述动力系统依次通过动力输入机构和主轴将动力传递给内片安装套，所述弹性元件组能够对内片安装套施加预紧力，以压紧各内摩擦片和外摩擦片，所述内片安装套与主轴之间形成螺旋传动副，使内片安装套能够沿主轴轴向滑动，从而压缩弹性元件组，以释放各内摩擦片和外摩擦片，所述外片安装套能够通过动力输出套将动力传递给转动输出部件；

所述低速挡传动机构包括传动凸轮套、超越离合器和副轴传动组件，所述传动凸轮套可转动地套装在主轴上，并与内片安装套相互靠近的一端凸轮型面配合，形成端面凸轮传动副，该传动凸轮套依次通过副轴传动组件、超越离合器和动力输出套将动力传递给转动输出部件。

采用全新设计的中央驱动式结构，第一箱体和第二箱体相对对称地设置在转动输出部件的两侧，不仅能够很好地保证转动输出部件的平衡性，克服传统侧挂式结构导致平衡性不佳的问题，尤其适用于两轮车，而且能够采用高速电机，相对于传统轮毂电机具有更高的机械效率，更小的发热量，更佳的散热能力和更轻的重量；

并且，在多片式摩擦离合器和超越离合器的共同配合下，当转动输出部件承受的载荷不大时，动力系统依次经动力输入机构、主轴、多片式摩擦离合器和动力输出套，将动力传递到转动输出部件上，从而能够高效地传递动力，电机处于高转速、高效率的工作状态，能耗低；当电动交通工具处于启动、爬坡、逆风等低速重载条件时，转动输出部件的转速小于主轴的转速，内片安装套沿主轴发生轴向位移，多片式摩擦离合器失去预紧力，因而摩擦离合器断开，进入低速挡，动力系统依次经动力输入机构、主轴、内片安装套、传动凸轮套、副轴传动组件、超越离合器和动力输出套，将动力传递到转动输出部件上，此时，能够自适应匹配纯电动交通工具的实际行驶工况与电机工况，不仅使其具有强大的爬坡和重载能力，而且使电机始终处于高效平台上，大大提高了电机在爬坡和重载情况下的效率，降低了电机能耗；并且，当转动输出部件的转速逐步提升至与主轴的转速相同时，变速系统再次切换回到高速挡，从而在不切断驱动力的情况下自适应随行驶阻力变化自动进行换挡变速，大幅增加了电机高效运行的区间，可以满足山区、丘陵和重负荷条件下使用，使电机或发动机负荷变化平缓、纯电动交通工具运行平稳，安全高；

其中，将多片式摩擦离合器中的摩擦结构设置为若干交替排列的外摩擦片和内摩擦片，使承受的扭矩分散在各外摩擦片和内摩擦片上，通过各外摩擦片和内摩擦片分担磨损，大大降低了滑摩损耗，克服传统盘式摩擦离合器的缺陷，从而大幅提高了摩擦离合器的耐磨性、稳定性和可靠性，延长了使用寿命，能够作为大扭矩动力传递装置。

作为优选：所述内片安装套包括呈圆盘形结构的摩擦片压紧盘和呈圆筒形结构的螺旋滚道筒，所述螺旋滚道筒套装在主轴上，并与主轴之间形成螺旋传动副，所述传动凸轮套与螺旋滚道筒相互靠近的一端凸轮型面配合，形成端面凸轮传动副，所述摩擦片压紧盘固套在螺旋滚道筒的一端，并与弹性元件组抵接；

所述外片安装套包括呈摩擦片支撑件和呈圆筒形结构的外片花键套，所述摩擦片支撑件固定在外片花键套远离弹性元件组的一端，并能够通过动力输出套将动力传递给转动输出部件；

各内摩擦片的內缘均与螺旋滚道筒的外壁花键配合，各外摩擦片的外缘均与外片花键套的内壁花键配合，当螺旋滚道筒朝着远离摩擦片支撑件方向轴向移动时，能够使各内摩擦片和外摩擦片相互分离，当螺旋滚道筒朝着靠近摩擦片支撑件方向轴向移动时，摩擦片压紧盘能够压紧各内摩擦片和外摩擦片。

采用以上结构，结构简单可靠，机构配合稳定，易于加工制造。

作为优选：所述螺旋滚道筒包括螺旋滚道配合段和与螺旋滚道配合段远离弹性元件组一端固定连接的凸轮型面配合段，所述螺旋滚道配合段和凸轮型面配合段均呈圆筒形结构；

所述螺旋传动副包括沿周向分布在螺旋滚道配合段内壁上的内螺旋滚道以及沿周向分布在主轴外壁上的外螺旋滚道，在各个外螺旋滚道与对应内螺旋滚道中均嵌设有若干向外凸出的滚珠，各个滚珠分别能够在对应的内螺旋滚道和外螺旋滚道中滚动；

所述凸轮型面配合段远离螺旋滚道配合段的一端端面与传动凸轮套的对应端面均加工有相互适应的凸轮型面结构，形成端面凸轮传动副。

采用以上结构，结构简单可靠，机构配合稳定，易于加工制造。

作为优选：所述摩擦片支撑件包括呈圆盘形结构的摩擦片支撑段和呈圆筒形结构的离合器动力输出段，所述摩擦片支撑段用于支撑各内摩擦片和外摩擦片，所述离合器动力输出段套在螺旋滚道筒外，且靠近弹性元件组的一端与摩擦片支撑段固定连接，该离合器动力输出段与动力输出套花键配合。采用以上结构，结构简单可靠，机构配合稳定，易于加工制造。

作为优选：所述动力系统为电机，所述动力输入机构包括输入减速组件和输入传递组件，所述输入减速组件包括输入一级主动齿套、输入一级从动齿轮、中间轴和输入二级从动齿套，所述输入一级主动齿套固套在电机的电机轴上，所述中间轴与主轴平行，并具有与输入二级从动齿套啮合的输入二级主动齿部，所述输入一级从动齿轮固套在中间轴上，并与输入一级主动齿套啮合，所述输入二级从动齿套通过输入传递组件将动力传递给主轴。采用以上结构，能够稳定可靠地进行减速传动。

作为优选：所述输入传递组件包括输入法兰盘和输入安装套，所述输入法兰盘套装在主轴上，并与主轴花键配合，所述输入安装套的一端与输入法兰盘固定连接，并与输入法兰盘同步转动，该输入安装套套在多片式摩擦离合器和弹性元件组的外部，所述二级从动齿套固套在输入安装套上。采用以上结构，简单可靠。

作为优选：所述副轴传动组件包括固套在传动凸轮套上的副轴一级主动齿轮、与主轴平行的副轴、固套在副轴上的副轴一级从动齿轮以及能够在副轴和动力输出套之间传递动力的超越离合器，所述副轴一级主动齿轮与副轴一级从动齿轮啮合，所述副轴上具有副轴二级主动齿，所述超越离合器的外圈上具有与副轴二级主动齿啮合的副轴二级从动齿，该超越离合器的内心轮可转动地套装在传动凸轮套上，并与动力输出套花键配合。采用以上结构，能够稳定可靠地进行减速传动。

作为优选：所述外圈与内心轮之间设置有若干滚动体，所述滚动体包括沿周向交替设置在内心轮周围的粗滚子和细滚子，在内心轮的外周面上均设置有两个相对的保持架，在每个保持架的内壁上均开设有一圈细滚子滑槽，各个细滚子的两端分别均可滑动地插入对应的细滚子滑槽中。采用以上结构，使各个细滚子能够随动，提高了超越离合器的稳定性和可靠性，增加了使用寿命。

作为优选：所述转动输出部件为组合式车轮，该组合式车轮包括从内到外同轴依次设置的轮毂支架、轮毂和轮胎，所述轮毂支架固套在动力输出套上，所述轮毂为中空结构，并可拆卸地安装在轮毂支架上，所述轮胎套装在轮毂上。采用以上结构，第一箱体和第二箱体分别安装在轮毂支架的两侧，轮毂能够轻易地从轮毂支架上拆下，无论拆装，都无需拆电机和变速系统，从而能够实现快速换胎，提高了中央驱动式电驱动系统总成维护保养的便利性。

作为优选：所述轮毂支架的外圈具有轮毂安装环，所述轮毂的内圈具有与轮毂安装环相适应的轮毂安装圈，所述轮毂安装圈能够通过若干螺栓可拆卸地固定在轮毂安装环上。采用以上结构，使轮毂支架和轮毂能够通过螺栓连接，稳定可靠，易于拆装，成本低廉。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

采用以上技术方案的具有多片式摩擦离合器的中央驱动式自适应电驱动总成，结构新颖，设计巧妙，易于实现，通过全新设计的中央驱动式结构，兼具了轮毂电机和侧挂式结构的优势，弥补了轮毂电机和侧挂式结构的不足，尤其适用于两轮车，不仅能够很好地保证转动输出部件的平衡性，而且具有极高的机械效率，较小的发热量，更佳的散热能力和更轻的重量；能够自适应匹配纯电动交通工具的实际行驶工况与电机工况，不仅使其具有强大的爬坡和重载能力，而且使电机始终处于高效平台上，大大提高了电机在爬坡和重载情况下的效率，降低了电机能耗；并且，多片式摩擦离合器的摩擦结构设置为若干交替排列的外摩擦片和内摩擦片，使承受的扭矩分散在各外摩擦片和内摩擦片上，通过各外摩擦片和内摩擦片分担磨损，大大降低了滑摩损耗，克服传统盘式摩擦离合器的缺陷，从而大幅提高了摩擦离合器的耐磨性、稳定性和可靠性，延长了使用寿命，能够作为大扭矩动力传递装置。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为多片式摩擦离合器与主轴的配合关系示意图；

图3为超越离合器的示意图；

图4为超越离合器的内部结构示意图；

图5为保持架的结构示意图；

图6为组合式车轮与动力输出套的配合关系示意图；

图7为组合式车轮的结构示意图；

图8为轮毂支架其中一个视角的示意图；

图9为轮毂支架另外一个视角的示意图；

图10为轮毂其中一个视角的示意图；

图11为轮毂另外一个视角的示意图。

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，一种具有多片式摩擦离合器的中央驱动式自适应电驱动总成，包括转动输出部件1、动力系统和变速系统，所述动力系统通过变速系统驱动转动输出部件1，在所述转动输出部件1的两侧分别设置有第一箱体8和第二箱体9，所述变速系统包括动力输入机构、高速挡传动机构、低速挡传动机构和主轴4，所述动力系统、动力输入机构和高速挡传动机构安装在第一箱体8中，所述低速挡传动机构安装在第二箱体9中，所述主轴4穿设在转动输出部件1上，且两端分别插入第一箱体8和第二箱体9中。

通过全新设计的中央驱动式结构，兼具了轮毂电机和侧挂式结构的优势，弥补了轮毂电机和侧挂式结构的不足，尤其适用于两轮车，不仅能够很好地保证转动输出部件的平衡性，而且具有极高的机械效率，较小的发热量，更佳的散热能力和更轻的重量。

本实施例中，转动输出部件1为组合式车轮。请参见图6和图7，所述组合式车轮包括从内到外同轴依次设置的轮毂支架1a、轮毂1b和轮胎1c。变速系统驱动轮毂支架1a，以驱使组合式车轮转动。所述轮毂1b为中空结构，该轮毂1b可拆卸地安装在轮毂支架1a上。所述轮胎1c套装在轮毂1b上。

请参见图6-图11，所述轮毂支架1a的外圈具有轮毂安装环1a1，所述轮毂1b的内圈具有与轮毂安装环1a1相适应的轮毂安装圈1b1，所述轮毂安装圈1b1能够通过若干螺栓1d可拆卸地固定在轮毂安装环1a1上。中央驱动式电驱动系统总成的动力系统和变速系统分别安装在轮毂支架1a的两侧，当需要更换或修补轮胎1c时，只需要取下全部螺栓1d(无需拆卸动力系统和变速系统)，就可以把轮毂1b和轮胎1c一同取下，和传统的方式完全相同，从而能够实现快速换胎，提高了中央驱动式电驱动系统总成维护保养的便利性。

请参见图8和图9，所述轮毂支架1a还包括同轴设置在轮毂安装环1a1中的动力输入盘1a2，所述轮毂安装环1a1和动力输入盘1a2之间通过若干支架连接筋1a3连接，结构强度高，稳定可靠，重量较轻，能够实现减重的目的。

所述动力输入盘1a2的中心位置具有驱动轴孔1a21，该驱动轴孔1a21的孔壁为花键结构，能够稳定可靠地进行动力传递。

所述动力输入盘1a2的一侧内凹形成有凹腔1a22，该凹腔1a22的中心位置设置有动力输入轴套1a23，该动力输入轴套1a23的轴孔为所述驱动轴孔1a21。动力输入轴套1a23基本隐藏在凹腔1a22中，提升整体的外观。

在所述凹腔1a22中设置有若干加强筋1a24，各根加强筋1a24沿周向分布在动力输入轴套1a23周围，且各根加强筋1a24的两端分别与凹腔1a22的腔壁和动力输入轴套1a23的外壁连接，能够大幅提高动力输入盘1a2和动力输入轴套1a23的结构强度。所述动力输入盘1a2与凹腔1a22相对的一侧盘面凸出形成有一圈圆环形的凸缘1a25，该凸缘1a25的外周面上设置有若干加强凸块1a26，能够保证凸缘1a25的结构强度。

请参见图10和图11，所述轮毂1b还包括同轴设置在轮毂安装圈1b1外的轮胎安装圈1b2，所述轮胎安装圈1b2和轮毂安装圈1b1之间通过若干轮毂连接筋1b3连接，结构强度高，稳定可靠，重量较轻，能够实现减重的目的。并且，轮毂连接筋1b3的一侧表面具有减重凹槽1b31，在保证结构强度的前提下，实现减重功能。所述轮毂安装圈1b1安装轮毂安装环1a1的一侧表面具有与轮毂安装环1a1相适应的安装沉台1b11，安装沉台1b11既能够对轮毂安装环1a1定位，提高装配效率，又能够提高轮毂支架1a和轮毂1b连接的可靠性。

进一步地，为了提高轮毂支架1a和轮毂1b的可靠性，所述轮毂支架1a和轮毂1b均为一体成型。

请参见图1，所述动力系统为电机12，所述动力输入机构包括输入减速组件和输入传递组件，所述输入减速组件包括输入一级主动齿套13、输入一级从动齿轮14、中间轴15和输入二级从动齿套16，所述输入一级主动齿套13固套在电机12的电机轴上，所述中间轴15与主轴4平行，并具有与输入二级从动齿套16啮合的输入二级主动齿部15a，所述输入一级从动齿轮14固套在中间轴15上，并与输入一级主动齿套13啮合，所述输入二级从动齿套16通过输入传递组件将动力传递给主轴4。

所述输入传递组件包括输入法兰盘17和，所述输入法兰盘17套装在主轴4上，并与主轴4花键配合，所述输入安装套18的一端与输入法兰盘17固定连接，并与输入法兰盘17同步转动，该输入安装套18套在多片式摩擦离合器2和弹性元件组3的外部，所述二级从动齿套16固套在输入安装套18上。其中，输入安装套18包括第一安装段18a和第二安装段18b，所述二级从动齿套16固定在第一安装段18a和第二安装段18b之间，所述第一安装段18a远离二级从动齿套16的一端与输入法兰盘17固定连接。

电机12的电机轴带动输入一级主动齿套13转动，输入一级主动齿套13带动输入一级从动齿轮14转动，输入一级从动齿轮14带动中间轴15转动，中间轴15的输入二级主动齿部15a带动输入二级从动齿套16转动，输入二级从动齿套16带动输入安装套18转动，输入安装套18带动输入法兰盘17转动，输入法兰盘17带动主轴4转动。

请参见图1和图2，所述高速挡传动机构包括多片式摩擦离合器2和用于对多片式摩擦离合器2施加预紧力的弹性元件组3，所述多片式摩擦离合器2包括内片安装套2a、外片安装套2b以及若干交替设置在内片安装套2a和外片安装套2b之间的内摩擦片2c和外摩擦片2d，各内摩擦片2c能够沿内片安装套2a轴向滑动，各外摩擦片2d能够沿外片安装套2b轴向滑动，所述动力系统依次通过动力输入机构和主轴4将动力传递给内片安装套2a，所述弹性元件组3能够对内片安装套2a施加预紧力，以压紧各内摩擦片2c和外摩擦片2d，所述内片安装套2a与主轴4之间形成螺旋传动副，使内片安装套2a能够沿主轴4轴向滑动，从而压缩弹性元件组3，以释放各内摩擦片2c和外摩擦片2d，所述外片安装套2b能够通过动力输出套5将动力传递给转动输出部件1。相对于传统盘式摩擦离合器，本事实例中的多片式摩擦离合器2，长期使用，各外摩擦片2d和内摩擦片2c的磨损情况基本一致，降低了滑摩损耗，提高了多片式摩擦离合器2的耐磨性、稳定性和可靠性，延长多片式摩擦离合器2的使用寿命。

所述内片安装套2a包括呈圆盘形结构的摩擦片压紧盘2a1和呈圆筒形结构的螺旋滚道筒2a2，所述螺旋滚道筒2a2套装在主轴4上，并与主轴4之间形成螺旋传动副，所述传动凸轮套7与螺旋滚道筒2a2相互靠近的一端凸轮型面配合，形成端面凸轮传动副，所述摩擦片压紧盘2a1固套在螺旋滚道筒2a2的一端，并与弹性元件组3抵接。

所述外片安装套2b包括摩擦片支撑件2b1和呈圆筒形结构的外片花键套2b2，所述摩擦片支撑件2b1固定在外片花键套2b2远离弹性元件组3的一端，并能够通过动力输出套5将动力传递给转动输出部件1。

各内摩擦片2c的內缘均与螺旋滚道筒2a2的外壁花键配合，各外摩擦片2d的外缘均与外片花键套2b2的内壁花键配合，当螺旋滚道筒2a2朝着远离摩擦片支撑件2b1方向轴向移动时，能够使各内摩擦片2c和外摩擦片2d相互分离，当螺旋滚道筒2a2朝着靠近摩擦片支撑件2b1方向轴向移动时，摩擦片压紧盘2a1能够压紧各内摩擦片2c和外摩擦片2d。

所述螺旋滚道筒2a2包括螺旋滚道配合段2a21和与螺旋滚道配合段2a21远离弹性元件组3一端固定连接的凸轮型面配合段2a22，所述螺旋滚道配合段2a21和凸轮型面配合段2a22均呈圆筒形结构。

所述螺旋传动副包括沿周向分布在螺旋滚道配合段2a21内壁上的内螺旋滚道2a2a以及沿周向分布在主轴4外壁上的外螺旋滚道4a，在各个外螺旋滚道4a与对应内螺旋滚道2a2a中均嵌设有若干向外凸出的滚珠11，各个滚珠11分别能够在对应的内螺旋滚道2a2a和外螺旋滚道4a中滚动。

所述凸轮型面配合段2a22远离螺旋滚道配合段2a21的一端端面与传动凸轮套7的对应端面均加工有相互适应的凸轮型面结构，形成端面凸轮传动副，使凸轮型面配合段2a22既能够带动传动凸轮套7转动，又能够沿主轴4滑动一段距离。

所述摩擦片支撑件2b1包括呈圆盘形结构的摩擦片支撑段2b11和呈圆筒形结构的离合器动力输出段2b12，所述摩擦片支撑段2b11用于支撑各内摩擦片2c和外摩擦片2d，所述离合器动力输出段2b12套在螺旋滚道筒2a2外，且靠近弹性元件组3的一端与摩擦片支撑段2b11固定连接，该离合器动力输出段2b12与动力输出套5花键配合。

高速挡动力传递路线：主轴4通过螺旋传动副带动内片安装套2a，内片安装套2a通过内摩擦片2c和外摩擦片2d带动外片安装套2b，外片安装套2b带动动力输出套5，动力输出套5带动组合式车轮。

请参见图1和图3，所述低速挡传动机构包括传动凸轮套7、超越离合器6和副轴传动组件，所述传动凸轮套7可转动地套装在主轴4上，并与内片安装套2a相互靠近的一端凸轮型面配合，形成端面凸轮传动副，该传动凸轮套7依次通过副轴传动组件、超越离合器6和动力输出套5将动力传递给转动输出部件1。

请参见图1、图3-图5，所述副轴传动组件包括固套在传动凸轮套7上的副轴一级主动齿轮19、与主轴4平行的副轴20和固套在副轴20上的副轴一级从动齿轮21，所述副轴一级主动齿轮19与副轴一级从动齿轮21啮合，所述副轴20上具有副轴二级主动齿20a，所述超越离合器6的外圈6c上具有与副轴二级主动齿20a啮合的副轴二级从动齿6c1，该超越离合器6的内心轮6a可转动地套装在传动凸轮套7上，并与动力输出套5花键配合。

所述外圈6c与内心轮6a之间设置有若干滚动体，所述滚动体包括沿周向交替设置在内心轮6a周围的粗滚子6b1和细滚子6b2，在内心轮6a的外周面上均设置有两个相对的保持架6d，在每个保持架6d的内壁上均开设有一圈细滚子滑槽6d1，各个细滚子6b2的两端分别均可滑动地插入对应的细滚子滑槽6d1中。采用以上结构，使各个细滚子6b2能够随动，提高了超越离合器6的稳定性和可靠性，增加了使用寿命。

所述内心轮6a的内花键齿数为外齿6a1齿数的两倍，便于安装和调试。

所述外齿6a1包括顶弧段6a12以及分别位于顶弧段6a12两侧的短边段6a11和长边段6a13，所述短边段6a11为向内凹陷的弧形结构，所述长边段6a13为向外凸出的弧形结构，所述短边段6a11的曲率小于长边段6a13的曲率。采用以上结构，能够保证单向传动功能的稳定性和可靠性。

低速挡动力传递路线：内片安装套2a带动传动凸轮套7，传动凸轮套7带动副轴一级主动齿轮19，副轴一级主动齿轮19带动副轴一级从动齿轮21，副轴一级从动齿轮21带动副轴20，副轴20的副轴二级主动齿20a带动超越离合器6，超越离合器6带动动力输出套5，动力输出套5带动组合式车轮。

本实施例中，多片式摩擦离合器2在弹性元件组3的压力下处于结合状态，动力处于高速挡动力传递路线，此时超越离合器6处于超越状态；当组合式车轮传递给多片式摩擦离合器2的阻力矩大于多片式摩擦离合器2的载荷极限时，传动凸轮套7推动内片安装套2a，压缩弹性元件组3，多片式摩擦离合器2的各内摩擦片2c和外摩擦片2d之间出现间隙，即分离，动力改为通过下述路线传递，即低速挡动力传递路线，此时超越离合器6处于结合状态。从上述传递路线可以看出，本发明在运行时，形成一个保持一定压力的自动变速机构。

本实施例以电动两轮车为例，在启动时阻力大于驱动力，以低速挡速度转动；因此，自动实现了低速挡起动，缩短了起动时间。与此同时，弹性元件组3吸收运动阻力矩能量，为恢复高速挡挡位传递动力储备势能。

启动成功后，行驶阻力减少，当分力减少到小于弹性元件组3所产生的压力时，因被运动阻力压缩而产生弹性元件组3压力迅速释放的推动下，多片式摩擦离合器2恢复结合状态，以高速挡速度转动。

行驶过程中，随着运动阻力的变化自动换挡原理同上，在不需要切断动力的情况下实现变挡，使整车运行平稳，安全低耗，而且传递路线简单化，提高传动效率。

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 (9)

1.一种具有多片式摩擦离合器的中央驱动式自适应电驱动总成，包括转动输出部件(1)、动力系统和变速系统，所述动力系统通过变速系统驱动转动输出部件(1)，其特征在于：在所述转动输出部件(1)的两侧分别设置有第一箱体(8)和第二箱体(9)，所述变速系统包括动力输入机构、高速挡传动机构、低速挡传动机构和主轴(4)，所述动力系统、动力输入机构和高速挡传动机构安装在第一箱体(8)中，所述低速挡传动机构安装在第二箱体(9)中，所述主轴(4)穿设在转动输出部件(1)上，且两端分别插入第一箱体(8)和第二箱体(9)中；

所述高速挡传动机构包括多片式摩擦离合器(2)和用于对多片式摩擦离合器(2)施加预紧力的弹性元件组(3)，所述多片式摩擦离合器(2)包括内片安装套(2a)、外片安装套(2b)以及若干交替设置在内片安装套(2a)和外片安装套(2b)之间的内摩擦片(2c)和外摩擦片(2d)，各内摩擦片(2c)能够沿内片安装套(2a)轴向滑动，各外摩擦片(2d)能够沿外片安装套(2b)轴向滑动，所述动力系统依次通过动力输入机构和主轴(4)将动力传递给内片安装套(2a)，所述弹性元件组(3)能够对内片安装套(2a)施加预紧力，以压紧各内摩擦片(2c)和外摩擦片(2d)，所述内片安装套(2a)与主轴(4)之间形成螺旋传动副，使内片安装套(2a)能够沿主轴(4)轴向滑动，从而压缩弹性元件组(3)，以释放各内摩擦片(2c)和外摩擦片(2d)，所述外片安装套(2b)能够通过动力输出套(5)将动力传递给转动输出部件(1)；

所述低速挡传动机构包括传动凸轮套(7)、超越离合器(6)和副轴传动组件，所述传动凸轮套(7)可转动地套装在主轴(4)上，并与内片安装套(2a)相互靠近的一端凸轮型面配合，形成端面凸轮传动副，该传动凸轮套(7)依次通过副轴传动组件、超越离合器(6)和动力输出套(5)将动力传递给转动输出部件(1)；

所述内片安装套(2a)包括呈圆盘形结构的摩擦片压紧盘(2a1)和呈圆筒形结构的螺旋滚道筒(2a2)，所述螺旋滚道筒(2a2)套装在主轴(4)上，并与主轴(4)之间形成螺旋传动副，所述传动凸轮套(7)与螺旋滚道筒(2a2)相互靠近的一端凸轮型面配合，形成端面凸轮传动副，所述摩擦片压紧盘(2a1)固套在螺旋滚道筒(2a2)的一端，并与弹性元件组(3)抵接；

所述外片安装套(2b)包括摩擦片支撑件(2b1)和呈圆筒形结构的外片花键套(2b2)，所述摩擦片支撑件(2b1)固定在外片花键套(2b2)远离弹性元件组(3)的一端，并能够通过动力输出套(5)将动力传递给转动输出部件(1)；

各内摩擦片(2c)的內缘均与螺旋滚道筒(2a2)的外壁花键配合，各外摩擦片(2d)的外缘均与外片花键套(2b2)的内壁花键配合，当螺旋滚道筒(2a2)朝着远离摩擦片支撑件(2b1)方向轴向移动时，能够使各内摩擦片(2c)和外摩擦片(2d)相互分离，当螺旋滚道筒(2a2)朝着靠近摩擦片支撑件(2b1)方向轴向移动时，摩擦片压紧盘(2a1)能够压紧各内摩擦片(2c)和外摩擦片(2d)。

2.根据权利要求1所述的具有多片式摩擦离合器的中央驱动式自适应电驱动总成，其特征在于：所述螺旋滚道筒(2a2)包括螺旋滚道配合段(2a21)和与螺旋滚道配合段(2a21)远离弹性元件组(3)一端固定连接的凸轮型面配合段(2a22)，所述螺旋滚道配合段(2a21)和凸轮型面配合段(2a22)均呈圆筒形结构；

所述螺旋传动副包括沿周向分布在螺旋滚道配合段(2a21)内壁上的内螺旋滚道(2a2a)以及沿周向分布在主轴(4)外壁上的外螺旋滚道(4a)，在各个外螺旋滚道(4a)与对应内螺旋滚道(2a2a)中均嵌设有若干向外凸出的滚珠(11)，各个滚珠(11)分别能够在对应的内螺旋滚道(2a2a)和外螺旋滚道(4a)中滚动；

所述凸轮型面配合段(2a22)远离螺旋滚道配合段(2a21)的一端端面与传动凸轮套(7)的对应端面均加工有相互适应的凸轮型面结构，形成端面凸轮传动副。

3.根据权利要求1所述的具有多片式摩擦离合器的中央驱动式自适应电驱动总成，其特征在于：所述摩擦片支撑件(2b1)包括呈圆盘形结构的摩擦片支撑段(2b11)和呈圆筒形结构的离合器动力输出段(2b12)，所述摩擦片支撑段(2b11)用于支撑各内摩擦片(2c)和外摩擦片(2d)，所述离合器动力输出段(2b12)套在螺旋滚道筒(2a2)外，且靠近弹性元件组(3)的一端与摩擦片支撑段(2b11)固定连接，该离合器动力输出段(2b12)与动力输出套(5)花键配合。

4.根据权利要求1所述的具有多片式摩擦离合器的中央驱动式自适应电驱动总成，其特征在于：所述动力系统为电机(12)，所述动力输入机构包括输入减速组件和输入传递组件，所述输入减速组件包括输入一级主动齿套(13)、输入一级从动齿轮(14)、中间轴(15)和输入二级从动齿套(16)，所述输入一级主动齿套(13)固套在电机(12)的电机轴上，所述中间轴(15)与主轴(4)平行，并具有与输入二级从动齿套(16)啮合的输入二级主动齿部(15a)，所述输入一级从动齿轮(14)固套在中间轴(15)上，并与输入一级主动齿套(13)啮合，所述输入二级从动齿套(16)通过输入传递组件将动力传递给主轴(4)。

5.根据权利要求4所述的具有多片式摩擦离合器的中央驱动式自适应电驱动总成，其特征在于：所述输入传递组件包括输入法兰盘(17)和输入安装套(18)，所述输入法兰盘(17)套装在主轴(4)上，并与主轴(4)花键配合，所述输入安装套(18)的一端与输入法兰盘(17)固定连接，并与输入法兰盘(17)同步转动，该输入安装套(18)套在多片式摩擦离合器(2)和弹性元件组(3)的外部，所述二级从动齿套(16)固套在输入安装套(18)上。

6.根据权利要求1所述的具有多片式摩擦离合器的中央驱动式自适应电驱动总成，其特征在于：所述副轴传动组件包括固套在传动凸轮套(7)上的副轴一级主动齿轮(19)、与主轴(4)平行的副轴(20)和固套在副轴(20)上的副轴一级从动齿轮(21)，所述副轴一级主动齿轮(19)与副轴一级从动齿轮(21)啮合，所述副轴(20)上具有副轴二级主动齿(20a)，所述超越离合器(6)的外圈(6c)上具有与副轴二级主动齿(20a)啮合的副轴二级从动齿(6c1)，该超越离合器(6)的内心轮(6a)可转动地套装在传动凸轮套(7)上，并与动力输出套(5)花键配合。

7.根据权利要求6所述的具有多片式摩擦离合器的中央驱动式自适应电驱动总成，其特征在于：所述外圈(6c)与内心轮(6a)之间设置有若干滚动体，所述滚动体包括沿周向交替设置在内心轮(6a)周围的粗滚子(6b1)和细滚子(6b2)，在内心轮(6a)的外周面上均设置有两个相对的保持架(6d)，在每个保持架(6d)的内壁上均开设有一圈细滚子滑槽(6d1)，各个细滚子(6b2)的两端分别均可滑动地插入对应的细滚子滑槽(6d1)中。

8.根据权利要求1所述的具有多片式摩擦离合器的中央驱动式自适应电驱动总成，其特征在于：所述转动输出部件(1)为组合式车轮，该组合式车轮包括从内到外同轴依次设置的轮毂支架(1a)、轮毂(1b)和轮胎(1c)，所述轮毂支架(1a)固套在动力输出套(5)上，所述轮毂(1b)为中空结构，并可拆卸地安装在轮毂支架(1a)上，所述轮胎(1c)套装在轮毂(1b)上。

9.根据权利要求8所述的具有多片式摩擦离合器的中央驱动式自适应电驱动总成，其特征在于：所述轮毂支架(1a)的外圈具有轮毂安装环(1a1)，所述轮毂(1b)的内圈具有与轮毂安装环(1a1)相适应的轮毂安装圈(1b1)，所述轮毂安装圈(1b1)能够通过若干螺栓(1d)可拆卸地固定在轮毂安装环(1a1)上。

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