CN112178138B - 一种用于电动车的全功率取力器及工作方法和润滑方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全功率取力器，设置在驱动电机和变速器之间，包括取力器壳体、输入传动总成、中间轴、中间传动总成、齿座、第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承、输出轴以及输出传动总成；变速器包括变速器输入轴、变速器壳体以及变速器轴承端盖；齿座与变速器输入轴连接为一体；变速器输入轴的一端通过第一轴承支撑在取力器壳体上，变速器输入轴的另一端通过第二轴承支撑在变速器壳体上；输入传动总成与变速器输入轴连接；中间轴的两端分别通过第三轴承装在取力器壳体和变速器轴承端盖上；中间轴与中间传动总成连接，中间传动总成与输出传动总成连接；输出轴的两端分别通过第四轴承支撑在取力器壳体和变速器壳体上；输出轴与输出传动总成连接。

Description

一种用于电动车的全功率取力器及工作方法和润滑方法

技术领域

本发明属于动力传动技术领域，尤其涉及一种用于电动车的全功率取力器及工作方法和润滑方法。

背景技术

燃油车受环境压力和能源安全的影响弊端日益凸显，许多国家陆续制定了“禁止燃油车时间表”，新能源汽车不依赖化石燃油得到广泛的认可，尤其是纯电动环卫车，但是纯电动换位车的特殊工况，需要匹配的取力器。

目前，市场上针对纯电动车环卫车用的取力器可选性少，且大多是在传统取力器上改进而来，改进而来的传统取力器和纯电动环卫车上的变速器匹配性差，集成度低，尺寸大，重量重。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中改进的传统取力器和纯电动环卫车上的变速器集成度低，尺寸大，重量重的问题，提供一种用于电动车的全功率取力器及工作方法和润滑方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种用于电动车的全功率取力器，所述全功率取力器设置在驱动电机和变速器之间，所述全功率取力器包括中间轴、输出轴以及取力器壳体；

变速器输入轴通过轴承支撑在取力器壳体和变速器壳体的轴孔内；变速器输入轴上空套有输入齿轮，变速器输入轴上还固定套设有齿座；输入齿轮上设置有滑套，滑套能够在输入齿轮和齿座上滑动；轴承盖和变速器轴承端盖均套设于变速器输入轴上，轴承盖紧贴取力器壳体设置，变速器轴承端盖紧贴变速器壳体设置；

变速器输入轴的上方设置有拨叉轴，拨叉轴的两端分别支撑在取力器壳体和变速器壳体的轴孔内；拨叉轴上空套有拨叉，拨叉的插脚嵌入滑套外圆开设的环槽内；

中间轴设置于变速器输入轴的一侧，通过轴承支撑在取力器壳体和变速器轴承端盖的轴孔内，中间轴上固定套设中间轴主动齿轮和中间轴被动齿轮，中间轴主动齿轮与输入齿轮啮合；

输出轴设置于中间轴远离变速器输入轴的一侧，通过轴承支撑在取力器壳体和变速器壳体的轴孔内，输出轴上固定套设有输出齿轮，输出齿轮与中间轴被动齿轮啮合；输出轴的末端固定连接输出法兰；输出轴轴承盖套设于输出轴上，并紧贴变速器壳体设置。

本发明进一步的改进在于：

变速器输入轴通过第一轴承和第二轴承分别支撑在取力器壳体和变速器壳体的轴孔内；

输入齿轮通过滚针轴承空套在变速器输入轴上；

中间轴的两端分别通过第三轴承和第四轴承支撑在取力器壳体和变速器轴承端盖的轴孔内；

输出轴的两端分别通过第五轴承和第六轴承支撑在取力器壳体和变速器壳体的轴孔内。

所述中间轴主动齿轮和中间轴被动齿轮通过过盈方式分别安装在中间轴上。

所述输出齿轮通过过盈压装在输出轴上。

所述输出法兰和输出轴通过键连接。

所述滑套与输入齿轮通过花键连接传动。

所述取力器壳体上开设有进气孔，拨叉轴上还套设有弹簧，弹簧设置于拨叉与变速器壳体之间。

还包括强制润滑装置，所述强制润滑装置包括设置于变速器轴承端盖上的油泵，油泵齿轮安装于油泵的转子轴上，并与输入齿轮啮合；

油泵的侧面开设进油口，进油口上设置有过滤网，底面开设出油口；变速器轴承端盖的端面上开设有第一有孔、第二有孔，第一油槽和第二油槽，轴承盖上开设有第三油槽；变速器壳体上开设有第三油孔，取力器壳体上开设有第四油孔，输出轴轴承盖上开设有第五油孔，输出轴上开设有第六油孔；输出轴上套设有集油环，集油环设置于第六轴承与输出轴轴承盖之间；

第一油孔和第二油孔分别与第一油槽的两端相连通，第二油槽与第三油孔连通，第三油孔依次连通第五油孔和集油环，集油环与第六油孔相连通；第四油孔与第三油槽相连通。

一种述全功率取力器的工作方法，包括以下步骤：

当取力器需要启动时，接通气路，气体通过进气孔推动拨叉轴移动，进而带动拨叉移动，拨动滑套移动，和齿座上的花键结合；电机的动力通过变速器输入轴、齿座、滑套传递到中间轴主动齿轮，并通过中间轴、中间轴被动齿轮以及输出齿轮传递到输出轴，再由输出法兰输出；

当取力器需要关闭时，断开气路，空套在拨叉轴上的弹簧推动拨叉反向移动，滑套和齿座分离，输入齿轮和变速器输入轴动力连接中断，取力器停止工作。

一种全功率取力器的润滑方法，包括以下步骤：

输入齿轮与油泵齿轮啮合驱动油泵转动，油泵进油口开始吸入润滑油，润滑油通过油泵出油口、第一油孔、第一油槽后分为两路：一路润滑油沿油槽流至第二油孔，通过安装在变速器轴承端盖上的油管，引流至各个齿轮处，润滑输入齿轮、中间轴主动齿轮、中间轴被动齿轮和输出齿轮；另一路沿第一油槽，经过变速器壳体上的第三油孔，输出轴轴承盖上的第五油孔，流至集油环和第六轴承处，并对第六轴承进行润滑；

集油环将润滑油引导至输出轴上的第六油孔内，到达并润滑第五轴承；润滑完第五轴承的润滑油，通过取力器壳体上的第四油孔，轴承盖上的第三油槽，依次流至第四轴承和第一轴承处，并对其润滑。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

齿座与变速器输入轴连接为一体；变速器输入轴的一端通过第一轴承支撑在取力器壳体上，变速器输入轴的另一端通过第二轴承支撑在变速器壳体上；输入传动总成与变速器输入轴连接；中间轴的两端分别通过第三轴承支撑在取力器壳体和变速器轴承端盖上；中间轴与中间传动总成连接，中间传动总成与输出传动总成连接；输出轴的两端分别通过第四轴承支撑在取力器壳体和变速器壳体上；本发明减少了零部件数量，使取力器的轴、齿轮部分支撑在变速器的零件上，提高了取力器和变速器的集成度。

进一步：通过输入齿轮空套在变速器输入轴上，取力器滑套布置在变速器输入轴上，充分利用取力器中间轴上两排轮的空间，使取力器中间轴向尺寸进一步缩短。

进一步：取力器内设置强制润滑装置，可以对取力器的每一个齿轮和轴承进行强制润滑，极大地提高了齿轮和轴承的可靠性。同时，整个取力器的布置也更加方便，不再受飞溅润滑效果差的限制。

进一步：进油口上设置有过滤网，直接浸没在油池中，出油口直接和变速器壳体上的油道连通，除了润滑齿轮的一个油管外，其余油道全部集成在变速器壳体上，在铸造变速器壳体时直接铸出，不用加工，结构简单可靠，成本低廉。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的整个取力器结构剖视图；

图2为本发明的取力器齿轮润滑示意图；

图3为本发明的油泵结构示意图；

图4为本发明的变速器轴承端盖的油路结构示意图。

其中：1、轴变速器输入轴；2、第一轴承；3、轴承盖；4、输入齿轮；5、取力器壳体；6、进气孔；7、拨叉轴；8、拨叉；9、弹簧；10、变速器轴承端盖；11、变速器壳体；12、第二轴承；13、齿座；15、第三轴承；16、中间轴；17、第一油孔；18、输出法兰；19、集油环；20、输出轴轴承盖；21、输出齿轮；22、第五轴承；23、输出轴；24、第二油孔；25、第三油孔；26、中间轴被动齿轮；27、中间轴主动齿轮；28、第三油槽；29、滑套；30、滚针轴承；31、第四轴承；32、第六轴承；33、第四油孔；10-1、第五油孔；10-2、第六油孔；10-3、第二油槽；10-4、第一油槽；40、油泵；41、油泵齿轮；42、油管；40-1、进油口；40-2、出油口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，一种用于电动车的全功率取力器，设置在驱动电机和变速器之间，所述全功率取力器包括取力器壳体5、输入齿轮4、轴承盖3、中间轴16、中间轴主动齿轮27、中间轴被动齿轮26、齿座13、第一轴承2、第二轴承12、第三轴承15、第四轴承22、第五轴承31、第六轴承32、输出轴23、输出轴轴承盖20、输出齿轮21、输出法兰18、滑套29、拔叉8以及拔叉轴7等零部件。

变速器包括变速器输入轴1、变速器壳体11以及变速器轴承端盖10。

变速器输入轴1穿过取力器壳体5，通过第一轴承2和第二轴承12分别支撑在取力器壳体5和变速器壳体11的轴孔内。

输入齿轮4通过滚针轴承30空套在变速器输入轴1上。

变速器输入轴1上还固定套设有齿座13，齿座13外圆上设置有花键，齿座13的内孔通过键和变速器输入轴1连接为一体。输入齿轮4和齿座13上设置有滑套29。

拔叉8位于变速器输入轴1的上方；拨叉轴7两端分别支撑在取力器壳体5和变速器壳体11孔内；拨叉8空套在拨叉轴7上，拨叉8的叉脚嵌入滑套29的外圆槽内；滑套29和输入齿轮4通过花键连接传动。

轴承盖3和变速器轴承端盖10均套设于变速器输入轴1上，轴承盖3紧贴取力器壳体5设置，变速器轴承端盖10紧贴变速器壳体11设置。

中间轴16设置于变速器输入轴1的一侧，中间轴16的两端分别通过第四轴承31和第三轴承15支撑在取力器壳体5和变速器轴承端盖10的轴孔内。第四轴承31和第三轴承15优选圆柱滚子轴承。

输出轴23设置于中间轴16远离变速器输入轴1的一侧，输出轴23的两端分别通过第五轴承22和第六轴承32支撑在取力器壳体5和变速器壳体11上。

输出轴23上固定套设有输出齿轮21，输出齿轮21通过过盈压装在输出轴23上，输出齿轮21与中间轴被动齿轮26啮合。

输出轴23的末端连接输出法兰18，输出轴轴承盖20套设于输出轴23上，紧贴变速器壳体11设置。输出法兰18和输出轴23通过键连接。

中间轴主动齿轮27和中间轴被动齿轮26通过过盈方式分别安装在中间轴16上。

中间轴主动齿轮27和输入齿轮4啮合。

取力器壳体5上设置有进气孔6，拔叉轴7上还套设有弹簧9，弹簧9设置于拔叉与变速器壳体11之间。

本发明还公开了一种全功率取力器的工作方法，包括以下步骤：

当取力器需要启动时，接通气路，气体通过进气孔6推动拨叉轴7移动，进而带动拨叉8移动，拨动滑套29移动，和齿座13上的花键结合；电机的动力通过变速器输入轴1、齿座13、滑套29以及输入齿轮4传递到中间轴主动齿轮27，并通过中间轴16、中间轴被动齿轮26以及输出齿轮21传递到输出轴23，再由输出法兰18输出；

当取力器需要关闭时，断开气路，空套在拨叉轴7上的弹簧9推动拨叉8反向移动，滑套29和齿座13分离，输入齿轮4和变速器输入轴1动力连接中断，取力器停止工作。

参照图2、图3以及图4所示，为了对取力器各齿轮和轴承有效润滑，提升取力器的寿命，取力器内设置有强制润滑装置，对取力器内所有齿轮和轴承提供强制润滑。

强制润滑装置包括设置于变速器轴承端盖10上的油泵40，安装于油泵40的转子轴上的油泵齿轮41，油管42及油槽等。油泵齿轮41与输入齿轮4啮合。

油泵的侧面开设有进油口40-1，底面开设有出油口40-2。

变速器轴承端盖10的端面上开设有第一有孔10-1、第二有孔10-2，第一油槽10-4和第二油槽10-3，轴承盖3上开设有第三油槽28；变速器壳体11上开设有第三油孔17，取力器壳体上开设有第四油孔25，输出轴轴承盖20上开设有第五油孔33，输出轴23上开设有第六油孔24；输出轴23上套设有集油环19，集油环19设置于第六轴承32与输出轴轴承盖20之间。

第一油孔10-1和第二油孔10-2分别与第一油槽10-4的两端相连通，第二油槽10-3与第三油孔17连通，第三油孔17依次连通第五油孔33和集油环19，集油环19与第六油孔24相连通；第四油孔25与第三油槽28相连通。

本发明全功率取力器内置有强制润滑装置，可以对取力器的每一个齿轮和轴承进行强制润滑，极大地提高了齿轮和轴承的可靠性。同时，整个取力器的布置也更加方便，不再受飞溅润滑效果差的限制。

取力器的强制润滑系统结构简单，零件少，可靠性高，成本低。油泵40的进油口40-1集成过滤网，直接浸没在油池中，出油口40-2直接和变速器壳体11上的油道连通，除了润滑齿轮的一个油管外，其余油道全部集成在壳体上，在铸造壳体时直接铸出，不用加工，结构简单可靠，成本低廉。

本发明还公开了一种全功率取力器的润滑方法，包括以下步骤：

输入齿轮4与油泵齿轮41啮合驱动油泵40转动，油泵进油口40-1开始吸入润滑油，润滑油通过油泵出油口40-2、第一油孔10-1、第一油槽10-4后分为两路：一路润滑油沿油槽流至第二油孔10-2，通过安装在变速器轴承端盖10上的油管42，引流至各个齿轮处，润滑输入齿轮4、中间轴主动齿轮27、中间轴被动齿轮26和输出齿轮21；另一路沿第二油槽10-3，经过变速器壳体上的第三油孔17，输出轴轴承盖20上的第五油孔33，流至集油环19和第六轴承32处，并对第六轴承32进行润滑；

集油环19将润滑油引导至输出轴23上的第六油孔24内，到达并润滑第五轴承22；润滑完第五轴承22的润滑油，通过取力器壳体5上的第四油孔25，轴承盖3上的第三油槽28，依次流至第四轴承31和第一轴承2处，并对其润滑。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于电动车的全功率取力器，所述全功率取力器设置在驱动电机和变速器之间，其特征在于，包括中间轴（16）、输出轴（23）以及取力器壳体（5）；

变速器输入轴（1）通过轴承支撑在取力器壳体（5）和变速器壳体（11）的轴孔内；变速器输入轴（1）上空套有输入齿轮（4），变速器输入轴（1）上还固定套设有齿座（13）；输入齿轮（4）上设置有滑套（29），滑套（29）能够在输入齿轮（4）和齿座（13）上滑动；轴承盖（3）和变速器轴承端盖（10）均套设于变速器输入轴（1）上，轴承盖（3）紧贴取力器壳体（5）设置，变速器轴承端盖（10）紧贴变速器壳体（11）设置；变速器输入轴（1）通过第一轴承（2）和第二轴承（12）分别支撑在取力器壳体（5）和变速器壳体（11）的轴孔内；输入齿轮（4）通过滚针轴承（30）空套在变速器输入轴（1）上；

变速器输入轴（1）的上方设置有拨叉轴（7），拨叉轴（7）的两端分别支撑在取力器壳体（5）和变速器壳体（11）的轴孔内；拨叉轴上空套有拨叉（8），拨叉（8）的插脚嵌入滑套（29）外圆开设的环槽内；

中间轴（16）设置于变速器输入轴（1）的一侧，通过轴承支撑在取力器壳体（5）和变速器轴承端盖（10）的轴孔内，中间轴（16）上固定套设中间轴主动齿轮（27）和中间轴被动齿轮（26），中间轴主动齿轮（27）与输入齿轮（4）啮合；中间轴（16）的两端分别通过第三轴承（15）和第四轴承（31）支撑在取力器壳体（5）和变速器轴承端盖（10）的轴孔内；所述中间轴主动齿轮（27）和中间轴被动齿轮（26）通过过盈方式分别安装在中间轴（16）上；

输出轴（23）设置于中间轴（16）远离变速器输入轴（1）的一侧，通过轴承支撑在取力器壳体（5）和变速器壳体（11）的轴孔内，输出轴（23）上固定套设有输出齿轮（21），输出齿轮（21）与中间轴被动齿轮（26）啮合；输出轴（23）的末端固定连接输出法兰（18）；输出轴轴承盖（20）套设于输出轴（23）上，并紧贴变速器壳体设置；输出轴（23）的两端分别通过第五轴承（22）和第六轴承（32）支撑在取力器壳体（5）和变速器壳体（11）的轴孔内。

2.根据权利要求1所述的用于电动车的全功率取力器，其特征在于，所述输出齿轮（21）通过过盈压装在输出轴（23）上。

3.根据权利要求1所述的用于电动车的全功率取力器，其特征在于，所述输出法兰（18）和输出轴（23）通过键连接。

4.根据权利要求1所述的用于电动车的全功率取力器，其特征在于，所述滑套（29）与输入齿轮（4）通过花键连接传动。

5.根据权利要求1所述的用于电动车的全功率取力器，其特征在于，所述取力器壳体（5）上开设有进气孔（6），拨叉轴（7）上还套设有弹簧（9），弹簧（9）设置于拨叉（8）与变速器壳体（11）之间。

6.根据权利要求1所述的用于电动车的全功率取力器，其特征在于，还包括强制润滑装置，所述强制润滑装置包括设置于变速器轴承端盖（10）上的油泵（40），油泵齿轮（41）安装于油泵（40）的转子轴上，并与输入齿轮（4）啮合；

油泵（40）的侧面开设进油口（40-1），进油口上设置有过滤网，底面开设出油口（40-2）；变速器轴承端盖（10）的端面上开设有第一油孔（10-1）、第二油孔（10-2），第一油槽（10-4）和第二油槽（10-3），轴承盖（3）上开设有第三油槽（28）；变速器壳体（11）上开设有第三油孔（17），取力器壳体上开设有第四油孔（25），输出轴轴承盖（20）上开设有第五油孔（33），输出轴（23）上开设有第六油孔（24）；输出轴（23）上套设有集油环（19），集油环（19）设置于第六轴承（32）与输出轴轴承盖（20）之间；

第一油孔（10-1）和第二油孔（10-2）分别与第一油槽（10-4）的两端相连通，第二油槽（10-3）与第三油孔（17）连通，第三油孔（17）依次连通第五油孔（33）和集油环（19），集油环（19）与第六油孔（24）相连通；第四油孔（25）与第三油槽（28）相连通。

7.一种权利要求5所述全功率取力器的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

当取力器需要启动时，接通气路，气体通过进气孔（6）推动拨叉轴（7）移动，进而带动拨叉（8）移动，拨动滑套（29）移动，和齿座（13）上的花键结合；电机的动力通过变速器输入轴（1）、齿座（13）、滑套（29）以及输入齿轮（4）传递到中间轴主动齿轮（27），并通过中间轴（16）、中间轴被动齿轮（26）以及输出齿轮（21）传递到输出轴（23），再由输出法兰（18）输出；

当取力器需要关闭时，断开气路，空套在拨叉轴（7）上的弹簧（9）推动拨叉（8）反向移动，滑套（29）和齿座（13）分离，输入齿轮（4）和变速器输入轴（1）动力连接中断，取力器停止工作。

8.一种权利要求6所述全功率取力器的润滑方法，其特征在于，包括以下步骤：

输入齿轮（4）与油泵齿轮（41）啮合驱动油泵（40）转动，油泵进油口（40-1）开始吸入润滑油，润滑油通过油泵出油口（40-2）、第一油孔（10-1）、第一油槽（10-4）后分为两路：一路润滑油沿油槽流至第二油孔（10-2），通过安装在变速器轴承端盖（10）上的油管（42），引流至各个齿轮处，润滑输入齿轮（4）、中间轴主动齿轮（27）、中间轴被动齿轮（26）和输出齿轮（21）；另一路沿第一油槽（10-4），经过变速器壳体上的第三油孔（17），输出轴轴承盖（20）上的第五油孔（33），流至集油环（19）和第六轴承（32）处，并对第六轴承（32）进行润滑；

集油环（19）将润滑油引导至输出轴（23）上的第六油孔（24）内，到达并润滑第五轴承（22）；润滑完第五轴承（22）的润滑油，通过取力器壳体（5）上的第四油孔（25），轴承盖（3）上的第三油槽（28），依次流至第四轴承（31）和第一轴承（2）处，并对其润滑。