CN114701300A - 一种电驱动车桥及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种电驱动车桥及车辆。电驱动车桥包括桥壳、两个电机、两个一级减速器、两个驻车制动器、两个半轴以及两个轮边减速器，两个电机和两个一级减速器均设置于中央桥壳内；一级减速器的输入端与电机轴连接；驻车制动器包括制动器壳体和设置于制动器壳体内的制动组件，制动组件能够对一级减速器的输出端进行制动；半轴的一端与一级减速器的输出端连接；轮边减速器的输入端与半轴的另一端传动连接，轮边减速器的输出端与轮毂连接。本发明可靠性较高，能够适用于现有的轮胎尺寸，且提供了一种能够同时安装行车制动器和驻车制动器的方案。

Description

一种电驱动车桥及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种电驱动车桥及车辆。
背景技术
目前，新能源动力的矿用车辆驱动桥，其电机的布置方式有多种。最常规的结构是，驱动电机带动变速箱，变速箱通过传动轴连接驱动桥，进而驱动车辆。此种方案是简单的用电机代替传统的内燃机，本质上对变速箱以及驱动桥没有大的改动。此种结构，理论上讲，变速箱是一种多余的结构，整个车辆的传动系效率较低，成本高。且因为变速箱存在多档位，无论是机械结构变速箱还是自动挡变速箱，总会存在换挡平顺性问题。
还有一种驱动方式，整车没有变速箱，驱动电机直接安装在驱动桥上，此种结构在传统的小吨位公路自卸车和商用车上应用较多，电机较多的安装在驱动桥的前后两侧，然后动力通过电机传递到驱动桥的主减速器，进而传递到轮边减速器，进而驱动车辆行进。此种方案不适合应用在矿用车上，因电机悬出车桥较多，重量较大，矿区道路较差，震动大，对整个系统的可靠性具有较大挑战。
还有一些国外大型电传动刚性矿车上，驱动电机多直接布置在轮边端，即驱动电机直接安装在轮边减速器上，轮边减速器上安装轮胎。此种结构传动效率较高，但是适合匹配较大的轮胎。
针对目前国内90-120吨级的矿用车辆电传动方案，若采用电机外挂在驱动桥的方案，可靠性不足，且整车悬架系统也布置困难；采用国外大型电传动方案，因轮胎尺寸不够，电机以及减速器布置不下。因此，迫切需要一种电驱动车桥以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电驱动车桥及车辆，可靠性较高，能够适用于现有的轮胎尺寸，且提供了一种能够同时安装行车制动器和驻车制动器的方案。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种电驱动车桥，包括：
桥壳，包括中央桥壳、左桥壳以及右桥壳；
两个电机，均设置于所述中央桥壳内，且两个所述电机的电机轴相背设置；
两个一级减速器，均设置于所述中央桥壳内，且两个所述一级减速器与两个所述电机一一对应，所述一级减速器的输入端与所述电机轴传动连接；
两个驻车制动器，均包括制动器壳体和设置于所述制动器壳体内的制动组件，两个所述制动器壳体分别连接于所述中央桥壳的一侧与所述左桥壳之间以及所述中央桥壳的另一侧与所述右桥壳之间，所述制动组件能够对所述一级减速器的输出端进行制动；
两个半轴，与两个所述一级减速器一一对应，所述半轴的一端与所述一级减速器的输出端连接；
两个轮边减速器，分别连接于所述左桥壳和所述右桥壳，且与两个所述半轴一一对应，所述轮边减速器的输入端与所述半轴的另一端传动连接，所述轮边减速器的输出端与轮毂连接。
作为电驱动车桥的优选技术方案，所述一级减速器包括第一齿圈、第一太阳轮、第一行星轮和第一行星架，所述第一齿圈与所述中央桥壳固定连接，所述第一太阳轮固定套设于所述电机轴上，所述第一太阳轮与所述第一行星轮啮合，所述第一行星轮与所述第一齿圈啮合，所述第一行星轮与所述第一行星架转动连接，所述第一行星架与所述半轴连接，所述制动组件能够对所述第一行星架进行制动。
作为电驱动车桥的优选技术方案，所述第一行星架与所述中央桥壳之间设置有两个第一轴承。
作为电驱动车桥的优选技术方案，所述制动组件包括固定片、摩擦片、蝶簧和活塞，所述活塞与所述制动器壳体之间形成有封闭的油腔，多个所述固定片与多个所述摩擦片交错设置，且位于所述活塞的一侧，所述固定片与所述制动器壳体固定连接，所述摩擦片与所述第一行星架通过花键连接，并能够随所述第一行星架转动，所述蝶簧以压缩状态设置于所述活塞的另一侧，所述油腔的液压油对所述活塞的作用方向与所述蝶簧对所述活塞的作用方向相反。
作为电驱动车桥的优选技术方案，所述轮边减速器包括减速器壳体和设置于所述减速器壳体内的第二齿圈、第二太阳轮、第二行星轮以及第二行星架，所述电驱动车桥还包括两个半轴套管，两个所述半轴套管分别与所述左桥壳和所述右桥壳连接，所述半轴穿设于所述半轴套管，所述第二太阳轮固定套设于所述半轴上，所述第二太阳轮与所述第二行星轮啮合，所述第二行星轮与所述第二齿圈啮合，所述第二齿圈与半轴套管固定连接，所述第二行星轮与所述第二行星架连接，所述第二行星架与所述减速器壳体连接，所述减速器壳体与所述轮毂固定连接。
作为电驱动车桥的优选技术方案，所述半轴套管上固定设置有齿圈支架，所述第二齿圈固定于所述齿圈支架。
作为电驱动车桥的优选技术方案，所述减速器壳体与所述半轴套管之间设置有两个第二轴承。
作为电驱动车桥的优选技术方案，所述电驱动车桥还包括两个行车制动器，两个所述行车制动器分别设置于所述左桥壳与其中一个轮边减速器之间以及所述右桥壳与另一个所述轮边减速器之间，所述行车制动器内设置有测速组件，所述测速组件用于监测车轮的转速。
作为电驱动车桥的优选技术方案，所述中央桥壳包括相互连接的第一中央桥壳和第二中央桥壳，两个所述电机以及与两个所述电机对应的一级减速器分别设置在所述第一中央桥壳和所述第二中央桥壳内。
一种车辆，包括前驱动桥和后驱动桥，所述前驱动桥和所述后驱动桥均采用如上任一方案所述的电驱动车桥。
本发明的有益效果：
本发明提供的电驱动车桥，首先，取消了传统驱动车桥的主减速器结构，将电机布置在中央桥壳内部，避免了电机悬出，提高了车辆运行的可靠性，且适用于现有的轮胎尺寸，另外受中央桥壳内安装空间限制，电机一般采用小扭矩高转速电机，而为了保证整车所需要的驱动扭矩，减速机构采用双级减速装置，一级减速器安装在电机端，轮边减速器作为二级减速器，一级与二级减速器之间采用半轴连接，高转速的电机经过一级减速器减速之后，转速降低了，再通过半轴连接轮边减速器，这样对半轴及轮边减速器的动平衡要求和加工要求都降低了，可靠性有保障；其次，一级减速器也布置于中央桥壳内部，布置方式简单且新颖；最后，将驻车制动器模块化设计，并设置在中央桥壳与边桥壳之间，拆装方便，且提供了一种新的驻车制动器的安装方案，解决了需要同时安装行车制动器和驻车制动器时的安装布置问题，同时驻车制动器的制动器壳体与中央桥壳以及左桥壳和右桥壳共同组成桥壳整体，即制动器壳体可以作为桥壳整体的一部分，起到支撑作用。
附图说明
图1是本发明实施例提供的电驱动车桥的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的电驱动车桥的主视图；
图3是图2中沿A-A方向的剖视图；
图4是图3中B处的局部放大图；
图5是图3中C处的局部放大图；
图6是图3中D处的局部放大图。
图中：
11、中央桥壳；111、第一中央桥壳；112、第二中央桥壳；12、左桥壳；13、右桥壳；
20、电机；21、电机轴；
31、第一轴承；32、第一齿圈；33、第一太阳轮；34、第一行星轮；35、第一行星架；
40、制动器壳体；41、固定片；42、摩擦片；43、蝶簧；44、活塞；
50、半轴；51、半轴套管；511、齿圈支架；
60、行车制动器；61、制动盘；62、制动钳；63、制动底板；64、测速齿盘；65、测速传感器；
70、轮边减速器；71、减速器壳体；72、第二齿圈；73、第二太阳轮；74、第二行星轮；75、第二行星架；76、第二轴承。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图1至图6所示，本发明实施例提供一种电驱动车桥，包括桥壳、两个电机20、两个一级减速器、两个驻车制动器、两个半轴50以及两个轮边减速器70，其中，桥壳包括中央桥壳11、左桥壳12以及右桥壳13；两个电机20均设置于中央桥壳11内，且两个电机20的电机轴21相背设置；两个一级减速器均设置于中央桥壳11内，且两个一级减速器与两个电机20一一对应，一级减速器的输入端与电机轴21连接；驻车制动器包括制动器壳体40和设置于制动器壳体40内的制动组件，两个制动器壳体40分别连接于中央桥壳11的一侧与左桥壳12之间以及中央桥壳11的另一侧与右桥壳13之间，制动组件能够对一级减速器的输出端进行制动；两个半轴50与两个一级减速器一一对应，半轴50的一端与一级减速器的输出端连接；两个轮边减速器70分别连接于左桥壳12和右桥壳13远离第一壳体31的一端，且与两个半轴50一一对应，轮边减速器70的输入端与半轴50的另一端传动连接，轮边减速器70的输出端与轮毂连接。
首先，取消了传统驱动车桥的主减速器结构，将电机20布置在中央桥壳11内部，避免了电机20悬出，提高了车辆运行的可靠性，且适用于现有的轮胎尺寸，另外受中央桥壳11内安装空间限制，电机20一般采用小扭矩高转速电机20，而为了保证整车所需要的驱动扭矩，减速机构采用双级减速装置，一级减速器安装在电机20端，轮边减速器70作为二级减速器，一级与二级减速器之间采用半轴50连接，高转速的电机20经过一级减速器减速之后，转速降低了，再通过半轴50连接轮边减速器70，这样对半轴50及轮边减速器70的动平衡要求和加工要求都降低了，可靠性有保障；其次，一级减速器也布置于中央桥壳11内部，布置方式简单且新颖；最后，将驻车制动器模块化设计，并设置在中央桥壳与边桥壳之间，拆装方便，且提供了一种新的驻车制动器的安装方案，解决了需要同时安装行车制动器60和驻车制动器时的安装布置问题，同时驻车制动器的制动器壳体40与中央桥壳11以及左桥壳12和右桥壳13共同组成桥壳整体，即制动器壳体40可以作为桥壳整体的一部分，起到支撑作用。需要说明的是，行车制动器60一般安装在轮边端，当行车制动器60采用液压盘式制动器时，则需要同时安装驻车制动器；当行车制动器60采用气压盘式制动器时，因气压盘式制动结构既可充当行车制动器60，也可充当驻车制动器使用，则不需要额外考虑驻车制动问题。本发明实施例针对的是行车制动器60为液压盘式制动器时的情况，解决了需要同时安装行车制动器60和驻车制动器的安装布置问题。
于本实施例中，参照图4，一级减速器包括第一齿圈32、第一太阳轮33、第一行星轮34和第一行星架35，第一齿圈32与中央桥壳11固定连接，第一太阳轮33固定套设于电机轴21上，第一太阳轮33与第一行星轮34啮合，第一行星轮34与第一齿圈32啮合，第一行星轮34与第一行星架35转动连接，第一行星架35与半轴50连接，驻车制动器能够对第一行星架35进行制动。第一太阳轮33为一级减速器的输入端，第一行星架35为一级减速器的输出端。一级减速器能够对电机20的高转速进行一级降速。优选地，第一行星架35与中央壳体11之间设置有两个第一轴承31。
继续参照图4，制动组件包括固定片41、摩擦片42、蝶簧43和活塞44，活塞44与制动器壳体40之间形成有封闭的油腔，多个固定片41与多个摩擦片42交错设置，且位于活塞44的一侧，固定片41与制动器壳体40固定连接，摩擦片42与第一行星架35通过花键连接，并能够随第一行星架35转动，蝶簧43以压缩状态设置于活塞44的另一侧，油腔的液压油对活塞44的作用方向与蝶簧43对活塞44的作用方向相反。当车辆静止时，活塞44在蝶簧43的弹性力的作用下向靠近摩擦片42的方向移动，从而推动摩擦片42与固定片41结合，实现车辆驻车；当车辆行驶时，油腔内的液压油推动活塞44向远离摩擦片42的方向移动，从而使摩擦片42与固定片41分离，实现解除制动。
参照图5，轮边减速器70包括减速器壳体71和设置于减速器壳体71内的第二齿圈72、第二太阳轮73、第二行星轮74以及第二行星架75，电驱动桥还包括两个半轴套管51，两个半轴套管51分别与左桥壳12和右桥壳13连接，半轴50穿设于半轴套管51，第二太阳轮73固定套设于半轴50上，第二太阳轮73与第二行星轮74啮合，第二行星轮74与第二齿圈72啮合，第二齿圈72与半轴套管51固定连接，第二行星轮74与第二行星架75连接，第二行星架75与减速器壳体71连接，减速器壳体71与轮毂固定连接。第二太阳轮73为轮边减速器70的输入端，第二行星架75为轮边减速器70的输出端。通过设置轮边减速器70进行二级减速，可达到增大电驱动车桥的减速比、提高电机轴21的转速、降低电机20的尺寸和重量，并提高电机20的运行效率的作用。
优选地，半轴套管51上固定设置有齿圈支架511，第二齿圈72固定于齿圈支架511。通过设置齿圈支架511，更加便于对第二齿圈72进行固定。优选地，减速器壳体71与半轴套管51之间设置有两个第二轴承76，第二轴承76用于支撑减速器壳体71转动。
于本实施例中，电驱动车桥还包括两个行车制动器60，两个行车制动器60分别设置于左桥壳12与其中一个轮边减速器70之间以及右桥壳13与另一个轮边减速器70之间，参照图6，行车制动器60包括制动盘61和制动钳62，制动盘61与轮毂连接，制动盘61能够随车轮一起转动，制动钳62通过制动底板63固定在桥壳上，制动钳62能够对制动盘61进行制动。行车制动器60内设置有测速组件，测速组件用于监测车轮的转速，以用于整车计算。优选地，测速组件包括测速齿盘64和测速传感器65，测速齿盘64与制动盘61连接，测速传感器65设置于制动底板63上，测速传感器65与测速齿盘64相对设置。测速齿盘64能够随制动盘61一起转动，测速传感器65能够监测测速齿盘64的转速，从而获得车轮转速。
此外，于本实施例中，中央桥壳11包括相互连接的第一中央桥壳111和第二中央桥壳112，两个电机20以及与两个电机20对应的一级减速器分别设置在第一中央桥壳111和第二中央桥壳112内。通过将中央桥壳11设置为分体的形式，便于电机20的装配。或者于其他实施例中，第一中央桥壳111和第二中央桥壳112还可以为一体成型，并不以本实施例为限。
本发明实施例还提供一种车辆，包括前驱动桥和后驱动桥，前驱动桥和后驱动桥均采用如上方案所述的电驱动车桥。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电驱动车桥，其特征在于，包括：
桥壳，包括中央桥壳(11)、左桥壳(12)以及右桥壳(13)；
两个电机(20)，均设置于所述中央桥壳(11)内，且两个所述电机(20)的电机轴(21)相背设置；
两个一级减速器，均设置于所述中央桥壳(11)内，且两个所述一级减速器与两个所述电机(20)一一对应，所述一级减速器的输入端与所述电机轴(21)传动连接；
两个驻车制动器，均包括制动器壳体(40)和设置于所述制动器壳体(40)内的制动组件，两个所述制动器壳体(40)分别连接于所述中央桥壳(11)的一侧与所述左桥壳(12)之间以及所述中央桥壳(11)的另一侧与所述右桥壳(13)之间，所述制动组件能够对所述一级减速器的输出端进行制动；
两个半轴(50)，与两个所述一级减速器一一对应，所述半轴(50)的一端与所述一级减速器的输出端连接；
两个轮边减速器(70)，分别连接于所述左桥壳(12)和所述右桥壳(13)，且与两个所述半轴(50)一一对应，所述轮边减速器(70)的输入端与所述半轴(50)的另一端传动连接，所述轮边减速器(70)的输出端与轮毂连接。
2.根据权利要求1所述的电驱动车桥，其特征在于，所述一级减速器包括第一齿圈(32)、第一太阳轮(33)、第一行星轮(34)和第一行星架(35)，所述第一齿圈(32)与所述中央桥壳(11)固定连接，所述第一太阳轮(33)固定套设于所述电机轴(21)上，所述第一太阳轮(33)与所述第一行星轮(34)啮合，所述第一行星轮(34)与所述第一齿圈(32)啮合，所述第一行星轮(34)与所述第一行星架(35)转动连接，所述第一行星架(35)与所述半轴(50)连接，所述制动组件能够对所述第一行星架(35)进行制动。
3.根据权利要求2所述的电驱动车桥，其特征在于，所述第一行星架(35)与所述中央桥壳(11)之间设置有两个第一轴承(31)。
4.根据权利要求2所述的电驱动车桥，其特征在于，所述制动组件包括固定片(41)、摩擦片(42)、蝶簧(43)和活塞(44)，所述活塞(44)与所述制动器壳体(40)之间形成有封闭的油腔，多个所述固定片(41)与多个所述摩擦片(42)交错设置，且位于所述活塞(44)的一侧，所述固定片(41)与所述制动器壳体(40)固定连接，所述摩擦片(42)与所述第一行星架(35)通过花键连接，并能够随所述第一行星架(35)转动，所述蝶簧(43)以压缩状态设置于所述活塞(44)的另一侧，所述油腔的液压油对所述活塞(44)的作用方向与所述蝶簧(43)对所述活塞(44)的作用方向相反。
5.根据权利要求1所述的电驱动车桥，其特征在于，所述轮边减速器(70)包括减速器壳体(71)和设置于所述减速器壳体(71)内的第二齿圈(72)、第二太阳轮(73)、第二行星轮(74)以及第二行星架(75)，所述电驱动车桥还包括两个半轴套管(51)，两个所述半轴套管(51)分别与所述左桥壳(12)和所述右桥壳(13)连接，所述半轴(50)穿设于所述半轴套管(51)，所述第二太阳轮(73)固定套设于所述半轴(50)上，所述第二太阳轮(73)与所述第二行星轮(74)啮合，所述第二行星轮(74)与所述第二齿圈(72)啮合，所述第二齿圈(72)与半轴套管(51)固定连接，所述第二行星轮(74)与所述第二行星架(75)连接，所述第二行星架(75)与所述减速器壳体(71)连接，所述减速器壳体(71)与所述轮毂固定连接。
6.根据权利要求5所述的电驱动车桥，其特征在于，所述半轴套管(51)上固定设置有齿圈支架(511)，所述第二齿圈(72)固定于所述齿圈支架(511)。
7.根据权利要求5所述的电驱动车桥，其特征在于，所述减速器壳体(71)与所述半轴套管(51)之间设置有两个第二轴承(76)。
8.根据权利要求1所述的电驱动车桥，其特征在于，所述电驱动车桥还包括两个行车制动器(60)，两个所述行车制动器(60)分别设置于所述左桥壳(12)与其中一个轮边减速器(70)之间以及所述右桥壳(13)与另一个所述轮边减速器(70)之间，所述行车制动器(60)内设置有测速组件，所述测速组件用于监测车轮的转速。
9.根据权利要求1所述的电驱动车桥，其特征在于，所述中央桥壳(11)包括相互连接的第一中央桥壳(111)和第二中央桥壳(112)，两个所述电机(20)以及与两个所述电机(20)对应的一级减速器分别设置在所述第一中央桥壳(111)和所述第二中央桥壳(112)内。
10.一种车辆，其特征在于，包括前驱动桥和后驱动桥，所述前驱动桥和所述后驱动桥均采用如权利要求1-9任一项所述的电驱动车桥。
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