CN112026513A - 一种断开装置及同轴电驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆技术领域，公开一种断开装置及同轴电驱动系统。其中断开装置设置于同轴设置的联轴器和电机轴之间，联轴器与轮毂连接，电机轴与电机的转子连接，断开装置能选择性连接联轴器与电机轴，断开装置包括齿套和齿毂，其中齿套与联轴器滑动连接，齿套与驱动装置连接，齿套能被驱动装置驱动沿电机轴的轴向运动；齿毂与联轴器抵接，齿套能驱动齿毂与电机轴选择性连接。本发明通过在联轴器和电机轴之间设置齿套和齿毂，并通过驱动装置驱动齿套，使齿套沿电机轴的轴向运动，进而驱动齿毂与电机轴选择性连接，实现车辆的四驱及油电混和驱动，结构简单，空间占用率低，断开时具有较小的拖拽扭矩，能降低燃油消耗，减小排放量。

Description

一种断开装置及同轴电驱动系统
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种断开装置及同轴电驱动系统。
背景技术
现有电动汽车的电驱桥一般分为平行轴式和同轴式两种。其中同轴电驱桥，多采用平行轴轮系，即电机轴与轮毂轴同心。
目前，为实现四驱及混动切换，通常在同轴电驱桥的电机轴的两端设置断开装置，以实现电驱桥与轮毂的选择性连接。但是，由于同轴电驱桥占据的径向空间较大，整车布置上存在困难，所以无断开装置，进而无法实现四驱及混动切换。
所以，亟需一种断开装置，以解决上述问题。
发明内容
基于以上所述，本发明的目的在于提供一种断开装置及同轴电驱动系统，设置于电机轴和联轴器之间，能实现电机轴和联轴器之间的选择性连接，结构简单，空间占用率低。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种断开装置，设置于同轴设置的联轴器和电机轴之间，所述联轴器与轮毂连接，所述电机轴与电机的转子连接，所述断开装置能选择性连接所述联轴器与所述电机轴，所述断开装置包括：
齿套，与所述联轴器滑动连接，所述齿套与驱动装置连接，所述齿套能被所述驱动装置驱动沿所述电机轴的轴向运动，
齿毂，与所述联轴器抵接，所述齿套能驱动所述齿毂与所述电机轴选择性连接。
作为一种断开装置的优选方案，所述齿毂靠近所述电机轴的一端设置有第一啮合齿，所述电机轴靠近所述齿毂的一端设置有与所述第一啮合齿啮合的第二啮合齿；当所述第一啮合齿与所述第二啮合齿啮合时，所述断开装置处于连接位；当所述第一啮合齿与所述第二啮合齿脱离啮合时，所述断开装置处于断开位。
作为一种断开装置的优选方案，所述联轴器靠近所述齿毂的一端设置有限位槽，所述限位槽包括依次交替设置的深槽和浅槽；所述齿毂靠近所述联轴器的一端设置有限位凸起，所述限位凸起包括依次交替设置的高凸起和低凸起；驱动所述齿套，所述高凸起能依次与所述深槽和所述浅槽配合；当所述高凸起与所述深槽配合时，所述第一啮合齿与所述第二啮合齿啮合；当所述高凸起与所述浅槽配合时，所述第一啮合齿与所述第二啮合齿脱离啮合。
作为一种断开装置的优选方案，所述联轴器的外周壁设置有导向凹槽，所述齿套的套本体的内壁上设置有能在所述导向凹槽滑动的导向齿。
作为一种断开装置的优选方案，所述导向齿靠近所述齿毂的一端设置有第一斜面，所述齿毂的外周壁上设置有顶柱，所述顶柱靠近所述齿套的一端设置有与所述第一斜面配合的第二斜面。
作为一种断开装置的优选方案，所述高凸起的一侧边设置有第一导向面，所述浅槽的一侧边设置有与所述第一导向面配合的第二导向面。
作为一种断开装置的优选方案，所述齿毂与弹性件连接，所述弹性件能向所述齿毂施加朝向所述联轴器方向的弹性力。
作为一种断开装置的优选方案，所述联轴器的内部设置有花键，所述轮毂与所述花键连接。
作为一种断开装置的优选方案，所述齿套的套本体的外壁上设置有环槽，所述驱动装置与所述环槽连接。
一种同轴电驱动系统，包括如以上任一方案所述的断开装置。
本发明的有益效果为：通过在联轴器和电机轴之间设置齿套和齿毂，并通过驱动装置驱动齿套，使齿套沿电机轴的轴向运动，进而驱动齿毂与电机轴选择性连接，当齿毂与电机轴连接时，电机的转子的驱动力能依次带动电机轴、齿毂、齿套、联轴器和轮毂转动，实现车辆的四驱及油电混和驱动，当齿毂与电机轴断开连接时，车辆由发动机驱动，且为两驱，即实现四驱及混动切换功能，该断开装置结构简单，空间占用率低，断开时具有较小的拖拽扭矩，能降低燃油消耗，减小排放量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施方式提供的断开装置(隐藏齿套的套本体)处于断开位的示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的断开装置(隐藏齿套的套本体)处于连接位的示意图；
图3是本发明具体实施方式提供的断开装置的电机轴的示意图；
图4是本发明具体实施方式提供的断开装置的齿毂的示意图；
图5是本发明具体实施方式提供的断开装置的联轴器的示意图；
图6是本发明具体实施方式提供的断开装置的齿套的示意图。
图中：
1、联轴器；11、限位槽；111、深槽；112、浅槽；1121、第二导向面；12、导向凹槽；13、花键；
2、电机轴；21、第二啮合齿；
3、齿套；31、套本体；32、导向齿；321、第一斜面；322、第一抵接面；33、环槽；
4、齿毂；41、第一啮合齿；42、限位凸起；421、高凸起；4211、第一导向面；422、低凸起；43、顶柱；431、第二斜面；432、第二抵接面。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图6所示，本实施方式提供一种用于同轴电驱动系统的断开装置，该断开装置设置于同轴设置的联轴器1和电机轴2之间，联轴器1与轮毂连接，电机轴2与电机的转子连接，断开装置能选择性连接联轴器1与电机轴2，断开装置包括齿套3和齿毂4，其中齿套3与联轴器1滑动连接，齿套3与驱动装置连接，齿套3能被驱动装置驱动沿电机轴2的轴向运动；齿毂4与联轴器1抵接，齿套3能驱动齿毂4与电机轴2选择性连接。
通过在联轴器1和电机轴2之间设置齿套3和齿毂4，并通过驱动装置驱动齿套3，使齿套3沿电机轴2的轴向运动，进而驱动齿毂4与电机轴2选择性连接，当齿毂4与电机轴2连接时，电机的转子的驱动力能依次带动电机轴2、齿毂4、齿套3、联轴器1和轮毂转动，实现车辆的四驱及油电混和驱动，当齿毂4与电机轴2断开连接时，车辆由发动机驱动，且为两驱，即实现四驱及混动切换功能，该断开装置结构简单，空间占用率低，断开时具有较小的拖拽扭矩，能降低燃油消耗，减小排放量。
为实现齿毂4和电机轴2的连接，齿毂4靠近电机轴2的一端设置有第一啮合齿41，电机轴2靠近齿毂4的一端设置有与第一啮合齿41啮合的第二啮合齿21；当驱动装置驱动齿套3沿电机轴2的轴向移动时，第一啮合齿41能与第二啮合齿21啮合，此时断开装置处于连接位，电机的转子能带动电机轴2、齿毂4、齿套3、联轴器1和轮毂转动；当驱动装置驱动齿套3沿电机轴2的轴向移动至第一啮合齿41与第二啮合齿21脱离啮合时，断开装置处于断开位，此时齿毂4、齿套3、联轴器1和轮毂通过发动机提供的动力被拖拽转动。
具体地，联轴器1靠近齿毂4的一端设置有限位槽11，限位槽11包括依次交替设置的深槽111和浅槽112；齿毂4靠近联轴器1的一端设置有限位凸起42，限位凸起42包括依次交替设置的高凸起421和低凸起422；当驱动齿套3时，高凸起421能依次与深槽111和浅槽112配合；当高凸起421与深槽111配合时，第一啮合齿41与第二啮合齿21啮合，高凸起421、浅槽112、第一啮合齿41和第二啮合齿21共同传递电机转子的动力；当高凸起421与浅槽112配合时，第一啮合齿41与第二啮合齿21脱离啮合，由于高凸起421与浅槽112配合，所以仅齿毂4跟随齿套3和联轴器1一起随轮毂转动。
进一步地，联轴器1的外周壁设置有导向凹槽12，齿套3的套本体31的内壁上设置有能在导向凹槽12能滑动的导向齿32。当驱动转柱驱动齿套3移动时，导向齿32在导向凹槽12内滑动，以为齿套3的运动提供方向，使齿套3仅沿电机轴2的轴向移动。
本实施例中，导向齿32靠近齿毂4的一端设置有第一斜面321，齿毂4的外周壁上设置有顶柱43，顶柱43靠近齿套3的一端设置有与第一斜面321配合的第二斜面431。第一斜面321和第二斜面431的设置用于实现高凸起421与深槽111和浅槽112之间的一次配合。相应地，导向齿32上沿电机轴2的轴向与第一斜面321对应的一面为第一抵接面322，顶柱43上沿电机轴2的轴向与第二斜面431对应的一面为第二抵接面432。
优选地，齿毂4与弹性件连接，弹性件能向齿毂4施加朝向联轴器1方向的弹性力，使得齿毂4在没有齿套3的驱动时能时刻与联轴器1抵接。
断开装置由断开位变化为连接位的过程如下：齿套3被驱动装置驱动沿电机轴2的轴向靠近电机轴2移动，第一斜面321首先与第二斜面431抵接配合，由于此时高凸起421与深槽111配合，所以在齿套3驱动齿毂4移动的初期，齿毂4仅沿电机轴2的周向方向移动，使第一啮合齿41与第二啮合齿21啮合；由于齿套3在沿电机轴2轴向驱动齿毂4过程中，第一斜面321不仅对第二斜面431施加沿电机轴2轴向的力，还会对第二斜面431施加沿齿毂4外周壁切线方向的力，所以当高凸起421与深槽111脱离配合时，齿毂4会旋转一定角度，直至第一抵接面322与第二抵接面432抵接，此时高凸起421正对浅槽112；随后驱动装置驱动齿套3沿电机轴2的轴向方向远离电机轴2，由于齿毂4连接有弹性件，且弹性件能向齿毂4施加沿电机轴2的轴向朝向联轴器1的力，所以齿毂4也同样会跟随齿套3沿电机轴2的轴向方向远离电机轴2，直至高凸起421与浅槽112抵接，实现断开装置由断开位向连接位的变化。
值得说明的是，上述齿毂4转动的角度与齿毂4的外周壁设置的顶柱43以及齿套3的套本体31的内壁设置有的导向齿32的数量有关，在此不做具体限定。另外断开装置处于连接位时，第一啮合齿41虽然与第二啮合齿21啮合连接，但第一啮合齿41的齿根和第二啮合齿21的齿根之间存在间隙，以便于断开装置由连接位到断开位变化时，高凸起421与浅槽112能脱离连接。
断开装置由连接位变化为断开位的过程如下：齿套3被驱动装置驱动沿电机轴2的轴向靠近电机轴2移动，第一斜面321与第二斜面431抵接配合，由于此时高凸起421与浅槽112配合，所以在齿套3驱动齿毂4移动的初期，齿毂4仅沿电机轴2的周向方向移动，抵消第一啮合齿41的齿根齿与第二啮合齿21的齿根之间的间隙；由于齿套3在沿电机轴2轴向驱动齿毂4过程中，第一斜面321不仅对第二斜面431施加沿电机轴2轴向的力，还会对第二斜面431施加沿齿毂4外周壁切线方向的力，所以当高凸起421与浅槽112脱离配合时，齿毂4会旋转一定角度，直至第一抵接面322与第二抵接面432抵接，此时高凸起421正对深槽111；随后驱动装置驱动齿套3沿电机轴2的轴向方向远离电机轴2，由于齿毂4连接有弹性件，且弹性件能向齿毂4施加沿电机轴2的轴向朝向联轴器1的力，所以齿毂4同样会跟随齿套3沿电机轴2的轴向方向远离电机轴2，第一啮合齿41与第二啮合齿21脱离抵接，同时高凸起421与深槽111抵接，实现断开装置由连接位向断开位的变化。
可选地，高凸起421的一侧边设置有第一导向面4211，浅槽112的一侧边设置有与第一导向面4211配合的第二导向面1121，为高凸起421和浅槽112之间的啮合连接提供导向作用，使高凸起421和浅槽112之间的啮合连接更加准确。
本实施例中，联轴器1的内部设置有花键13，轮毂与花键13连接，花键13的设置能传递较大的动力，不易失效，有利于提高断开装置的使用寿命。
进一步地，齿套3的套本体31的外壁上设置有环槽33，驱动装置与环槽33连接。其中驱动装置可以为拨叉或气缸等，只要能实现驱动齿套3沿电机轴2的轴向移动即可，在此不做具体限定。
本实施方式还公开一种同轴电驱动系统，包括如上任一方案所述的断开装置。能实现电机轴2和联轴器1之间的选择性连接，实现四驱及混动切换功能，结构简单，空间占用率低。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (10)

1.一种断开装置，其特征在于，设置于同轴设置的联轴器(1)和电机轴(2)之间，所述联轴器(1)与轮毂连接，所述电机轴(2)与电机的转子连接，所述断开装置能选择性连接所述联轴器(1)与所述电机轴(2)，所述断开装置包括：
齿套(3)，与所述联轴器(1)滑动连接，所述齿套(3)与驱动装置连接，所述齿套(3)能被所述驱动装置驱动沿所述电机轴(2)的轴向运动，
齿毂(4)，与所述联轴器(1)抵接，所述齿套(3)能驱动所述齿毂(4)与所述电机轴(2)选择性连接。
2.根据权利要求1所述的断开装置，其特征在于，所述齿毂(4)靠近所述电机轴(2)的一端设置有第一啮合齿(41)，所述电机轴(2)靠近所述齿毂(4)的一端设置有与所述第一啮合齿(41)啮合的第二啮合齿(21)；当所述第一啮合齿(41)与所述第二啮合齿(21)啮合时，所述断开装置处于连接位；当所述第一啮合齿(41)与所述第二啮合齿(21)脱离啮合时，所述断开装置处于断开位。
3.根据权利要求2所述的断开装置，其特征在于，所述联轴器(1)靠近所述齿毂(4)的一端设置有限位槽(11)，所述限位槽(11)包括依次交替设置的深槽(111)和浅槽(112)；所述齿毂(4)靠近所述联轴器(1)的一端设置有限位凸起(42)，所述限位凸起(42)包括依次交替设置的高凸起(421)和低凸起(422)；驱动所述齿套(3)，所述高凸起(421)能依次与所述深槽(111)和所述浅槽(112)配合；当所述高凸起(421)与所述深槽(111)配合时，所述第一啮合齿(41)与所述第二啮合齿(21)啮合；当所述高凸起(421)与所述浅槽(112)配合时，所述第一啮合齿(41)与所述第二啮合齿(21)脱离啮合。
4.根据权利要求3所述的断开装置，其特征在于，所述联轴器(1)的外周壁设置有导向凹槽(12)，所述齿套(3)的套本体(31)的内壁上设置有能在所述导向凹槽(12)滑动的导向齿(32)。
5.根据权利要求4所述的断开装置，其特征在于，所述导向齿(32)靠近所述齿毂(4)的一端设置有第一斜面(321)，所述齿毂(4)的外周壁上设置有顶柱(43)，所述顶柱(43)靠近所述齿套(3)的一端设置有与所述第一斜面(321)配合的第二斜面(431)。
6.根据权利要求3所述的断开装置，其特征在于，所述高凸起(421)的一侧边设置有第一导向面(4211)，所述浅槽(112)的一侧边设置有与所述第一导向面(4211)配合的第二导向面(1121)。
7.根据权利要求1-6任一项所述的断开装置，其特征在于，所述齿毂(4)与弹性件连接，所述弹性件能向所述齿毂(4)施加朝向所述联轴器(1)方向的弹性力。
8.根据权利要求1-6任一项所述的断开装置，其特征在于，所述联轴器(1)的内部设置有花键(13)，所述轮毂与所述花键(13)连接。
9.根据权利要求1-6任一项所述的断开装置，其特征在于，所述齿套(3)的套本体(31)的外壁上设置有环槽(33)，所述驱动装置与所述环槽(33)连接。
10.一种同轴电驱动系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的断开装置。
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