CN115419683A - 减速器和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种减速器及车辆，包括：第一输入轴，绕第一轴线可转动；安装件，固定安装在第一输入轴上；差速齿轮，绕自身轴线可转动的安装在安装件上，差速齿轮的轴线与第一轴线垂直；差速齿圈，套设在第一输入轴上，且差速齿圈的内圈与安装件固定连接以随安装件绕第一轴线转动，差速器齿圈的外圈上设置有传动齿；第二输入轴，与差速齿圈的传动齿传动连接。电机产生的动力用于驱动差速齿圈转动，进而带动安装件转动，最后通过安装件来驱动差速齿轮公转，并通过差速齿轮的公转来将动力传递给中桥和后桥的车轮，从而能够同时驱动中桥和后桥上的车轮转动，提高了车辆在纯电行驶时的能量利用率，保证车辆在纯电模式下也能够具有足够的动力。

Description

减速器和车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种减速器和车辆。
背景技术
由于能源短缺与环境污染的双重压力，以及纯电动汽车发展中遇到的续驶里程问题，混合动力汽车技术正成为各国汽车企业的研究热点。混合动力汽车采用两种动力装置(发动机和电机)，通过储能装置(动力电池)和控制系统对发动机工作点进行“削峰填谷”，降低发动机在低效率区工作，使整车具有低排放、低油耗和高性能的特点。
根据混合动力系统的连接方式不同，主要分为三种结构行驶，即串联、并联和混联。根据架构的不同，分为P0、P1、P2、P3和P4。P0方式中电机置于变速器之前，发动机皮带驱动BSG电机；P1中电机置于变速器之前，安装在发动机曲轴上，在离合器之前；P2方式中电机置于变速箱的输入端，在离合器之后；P3方式中电机置于变速器的输出端，由皮带、齿轮或与发动机同轴连接，同源输出；P4方式中电机置于变速箱之后，与发动机的输出轴分离，一般驱动后轮。
现有商用车的混动方案多采用P0、P1、P2和P3的方式，即主要依赖电机拖动发动机的曲轴来实现车辆的混动行驶，电机以用于辅助车辆的发动机为主，导致车辆的纯电行驶的效率较低。而对于P4方式，通常采用在驱动桥上安装电机，并通过电机来驱动该驱动桥上的车轮，从而使得电机直接驱动车轮转动，提高车辆纯电行驶的能量利用率。但由于商用车通常具有多个驱动桥，而上述电机只能驱动一个驱动桥上的车轮，因此其他驱动桥上的车轮在纯电模式的情况下则没有动力输入，导致采用P4的混动方式的商用车的在纯电模式下动力较弱。
发明内容
基于此，有必要针对采用P4的混动方式的商用车的在纯电模式下动力较弱的问题，提供一种改善上述缺陷的减速器和车辆。
一种减速器，包括：
第一输入轴，绕所述第一轴线可转动；
安装件，固定安装在所述第一输入轴上；
差速齿轮，绕自身轴线可转动的安装在所述安装件上，所述差速齿轮的轴线与所述第一轴线垂直；
差速齿圈，套设在所述第一输入轴上，且所述差速齿圈的内圈与所述安装件固定连接以随所述安装件绕所述第一轴线转动，所述差速齿圈的外圈上设置有传动齿；
第二输入轴，与所述传动齿传动连接。
在其中一个实施例中，所述减速器还包括均套设在所述第一输入轴上的中桥齿轮和后桥齿轮；
所述中桥齿轮和所述后桥齿轮分别位于所述差速齿轮相对的两侧，并均与所述差速齿轮相互啮合。
在其中一个实施例中，所述差速齿轮为斜齿轮；
所述中桥齿轮和所述后桥齿轮的至少一者的端面上开设有第一啮合齿，侧面上开设有第二啮合齿，所述第一啮合齿为斜齿并与所述差速齿轮相互啮合。
在其中一个实施例中，所述减速器还包括差速锁，所述差速锁可受控地将所述中桥齿轮和所述第一输入轴相互固定连接。
在其中一个实施例中，所述减速器还包括与所述传动齿传动连接的减速结构，所述第二输入轴与所述减速结构传动连接并通过所述减速结构减速转速输出至所述传动齿。
在其中一个实施例中，所述减速结构包括太阳轮、行星轮、行星架和减速齿圈，所述太阳轮与所述第二输入轴传动连接，行星架固定在外部结构上，减速齿圈通过安装在行星架上的行星轮随所述太阳轮转动；
所述减速齿圈的外圈上设置有减速齿，所述减速齿与所述传动齿相互啮合。
在其中一个实施例中，所述第二输入轴为齿轮轴，所述第二输入轴作为所述太阳轮与所述行星轮相互啮合。
在其中一个实施例中，所述安装件和所述差速齿轮均包括多个，全部所述安装件绕所述第一轴线间隔布设在所述第一输入轴上，所述差速齿圈与全部所述安装件固定连接；
全部所述差速齿轮与全部所述安装件一一对应，每一所述差速齿轮安装于对应的所述安装件上。
一种车辆，包括如上所述的减速器。
在其中一个实施例中，所述车辆包括燃油机和电机，所述燃油机和所述电机的其中一者与所述第一输入轴传动连接，另一者与所述第二输入轴传动连接。
上述减速器在车辆只通过电机驱动车辆行走时，电机产生的动力经过第二输入轴来驱动差速齿圈转动，进而带动安装件转动，最后通过安装件来驱动差速齿轮公转，并通过差速齿轮的公转来将动力传递给中桥和后桥的车轮，同时还能够通过差速齿轮的自转平衡中桥和后桥两者的车轮的转速差。如此，上述车辆在纯电行驶的时候，电机能够同时驱动中桥和后桥上的车轮转动，不仅提高了车辆在纯电行驶的时电能的能量利用率，同时中桥和后桥上的车轮一起驱动车辆行驶，保证车辆在纯电模式下也能够具有足够的动力。
附图说明
图1为本发明一实施例中减速器的结构示意图；
图2为图1中减速器在车辆中的实际应用位置的结构示意图；
图3位图1实施例中减速器的行星轮组的分解示意图。
第一输入轴10；电机11；第二输入轴12；差速锁13；主动齿轮14；轮间差速器15；
安装件20；差速齿轮21；差速齿圈22；传动齿23；
中桥齿轮30；后桥齿轮31；第一啮合齿32；第二啮合齿33；
减速结构40；太阳轮41；行星轮42；行星架43；减速齿圈44；减速齿45。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定。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。
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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
参阅图1、图2和图3，本发明一实施例提供的车辆，包括电机11、燃油机、减速器、中桥和后桥，电机11和燃油机均与减速器传动连接，并且减速器还能够分别与中桥和后桥的输入轴传动连接，以使得电机11和燃油机传递到的减速器的动力能够通过减速器来传递到中桥和后桥上。
其中，减速器包括第一输入轴10、安装件20、差速齿轮21，第一输入轴10与燃油机传动连接，以通过燃油机驱动第一输入轴10绕第一轴线转动。安装件20固定安装在第一输入轴10上，以随第一输入轴10绕第一轴线转动。差速齿轮21绕自身轴线可转动的安装在安装件20上，其中差速齿轮21的轴线与第一轴线垂直，也就是说，差速齿轮21在能够随第一输入轴10公转的同时，还能够绕自身轴线进行自转。
其中，差速齿轮21能够分别与中桥和后桥的输入轴传动连接，以通过差速齿轮21的公转来将第一输入轴10的动力传递给中桥和后桥，并且还能够通过差速齿轮21的自传来对中桥和后桥两者的车轮的转速差进行平衡，以起到轴间差速器的效果。
进一步的，减速器还包括第二输入轴12和差速齿圈22，第二输入轴12用于与电机11相连，以接收来自电机11的动力。差速齿圈22套设在第一输入轴10上，并且差速齿圈22的内圈与安装件20固定连接，以使得差速齿圈22能够随着第一输入轴10绕第一轴线转动。其中，在差速齿圈22的外圈上设置有传动齿23，第二输入轴12与传动齿23传动连接，以使得第二输入轴12接受的电机11的动力通过差速齿圈22传递到安装件20上，再通过安装件20带动差速齿轮21绕第一轴线转动，而差速齿轮21又能够直接将动力传递到中桥和后桥上，如此电机11的动力便能够用于驱动中桥和后桥的车轮转动。
在实际的使用过程中，当车辆只通过燃油驱动车辆行走时，燃油机产生的动力经过第一输入轴10来驱动安装件20转动，进而驱动差速齿轮21公转，并通过差速齿轮21的公转来将动力传递给中桥和后桥的车轮，并通过差速齿轮21的自转平衡中桥和后桥两者的车轮的转速差。
而当车辆只通过电机11驱动车辆行走时，电机11产生的动力经过第二输入轴12来驱动差速齿圈22转动，进而带动安装件20转动，最后通过安装件20来驱动差速齿轮21公转，并通过差速齿轮21的公转来将动力传递给中桥和后桥的车轮，同时还能够通过差速齿轮21的自转平衡中桥和后桥两者的车轮的转速差。如此，上述车辆在纯电行驶的时候，电机11能够同时驱动中桥和后桥上的车轮转动，不仅提高了车辆在纯电行驶的时电能的能量利用率，同时中桥和后桥上的车轮一起驱动车辆行驶，保证车辆在纯电模式下也能够具有足够的动力。
更进一步的，上述车辆还能够通过燃油机和电机11同时驱动车辆行走，即第一输入轴10和第二输入轴12同时驱动安装件20绕第一轴线转动，进而驱动差速齿轮21公转，如此便可以通过混动的方式来提高车辆的动力。
需要说明的是，在其他实施例中，还可以将第一输入轴10与电机11相连，将第二输入轴12与燃油机相连，其同样可以起到上述效果，在此不做限定。
本发明的实施例中，为了将差速齿轮21接收到的动力分别传递给中桥和后桥，减速器还包括套设在第一输入轴10上的中桥齿轮30和后桥齿轮31，中桥齿轮30和后桥齿轮31分别位于差速齿轮21相对的两侧，并均与差速齿轮21相互啮合。在实际的使用过程中，中桥齿轮30与中桥的输入轴相连，后桥齿轮31与后桥的输入轴相连，当差速齿轮21绕第一轴线公转时，会带动中桥齿轮30和后桥齿轮31与一起转动，从而将动力传递给中桥和后桥上。当中桥上的车轮和后桥上的车轮转速不一致时，会导致中桥齿轮30与后桥齿轮31的转速不一致，此时差速齿轮21会绕自身轴线自转以平衡中桥齿轮30和后桥齿轮31的转速。
在一些实施例中，为了使得中桥齿轮30既能够与差速齿轮21相啮合，同时还能够使得中桥齿轮30能够将动力传递给中桥的输入轴，将差速齿轮21设置为斜齿轮，同时中桥齿轮30上设置有第一啮合齿32和第二啮合齿33，第一啮合齿32开设在中桥齿轮30的端面上，且第一啮合齿32为斜齿，以用于与差速齿轮21相互啮合，当差速齿轮21转动时，便会通过第一啮合齿32来带动中桥齿轮30转动。
进一步的，第二啮合齿33可以为平齿也可以为斜齿，中桥的输入轴上安装有与第二啮合齿33相互啮合的主动齿轮14，当差速齿轮21带动中桥齿轮30转动时，中桥齿轮30可以通过第二啮合齿33带动主动齿轮14转动，进而带动中桥的输入轴转动。
具体到实施例中，中桥包括轮间差速器15，输入轴接收的动力直接传递到轮间差速器15上，以用于驱动中桥的车轮转动。
进一步的，后桥齿轮31可以采用中桥齿轮30相同的方法，即设置第一啮合齿32和第二啮合齿33来传递动力，还可以只设置一个啮合齿，以用于与差速齿轮21相互啮合，并靠后桥齿轮31的轮轴来将动力传递到后桥上。
在一些实施例中，减速器上还设置有差速锁13，差速锁13可受控地将中桥齿轮30和第一输入轴10相互固定连接，以将中桥齿轮30和第一输入轴10连接形成一个整体，从而控制中桥齿轮30和第一输入轴10的转速一致。而由于中桥齿轮30和第一输入轴10转速一致，因此差速齿轮21无法自转只能公转，从而使得后桥齿轮31的转速也与第一输入轴10一致。如此可以使得中桥和后桥上的全部车轮转速一致，以提高车辆的通过性。
可选地，差速锁13包括拨叉和安装在第一输入轴10上的滑轮，拨叉带动滑轮移动，以控制滑动和中桥齿轮30相互固定或者分离，以达到将中桥齿轮30和第一输入轴10固定成一个整体或者相互分离。
本发明的实施例中，为了将电机11的转速降低到合适的转速以输出至差速齿圈22上，减速器中还设置有减速结构40，减速结构40与传动齿23传动连接，第二输入轴12与减速结构40传动连接并通过减速结构40减速转速后输出至传动齿23。该减速结构40可以为齿轮减速器或者蜗杆减速器等。
在一些实施例中，减速结构40为行星轮组，行星轮组包括太阳轮41、行星轮42、行星架43和减速齿圈44，太阳轮41与第二输入轴12传动连接，以接收来自电机11的动力。行星架43固定在外部结构上，该外部结构可以是减速器的壳体也可以是中桥或后桥的壳体等。由于行星架43是固定，因此行星轮42便不能绕太阳轮41公转只能够自转，减速齿圈44便能够通过安装在行星架43上的行星轮42随太阳轮41转动。
其中，在减速齿圈44的外圈上设置有减速齿45，并将减速齿45与传动齿23相互啮合，如此，太阳轮41接受到的电机11的转速，经过行星轮42和减速齿圈44的减速成合适的转速后，再传递到差速齿圈22上，以用于驱动中桥和后桥的车轮转动。
具体到实施例中，第二输入轴12为齿轮轴，第二输入轴12作为太阳轮41与行星轮42相互啮合，以通过第二输入轴12将电机11的转速直接输入到行星轮组以进行减速。
本发明的实施例中，为了提高第一输入轴10和第二输入轴12与中桥和后桥的传递效率，在上述减速器中，安装件20和差速齿轮21均包括多个，全部安装件20绕第一轴线间隔布设在第一输入轴10上，多个差速齿轮21与多个安装件20一一对应，每一差速齿轮21安装于对应的安装件20上，并且中桥齿轮30和后桥齿轮31均与全部差速齿轮21相互啮合，如此第一输入轴10或者第二输入轴12接收的动力便会通过多个差速齿轮21来传递给中桥齿轮30和后桥齿轮31，从而提高动力的传递效率和稳定性。
在一些实施例中，全部安装件20为安装轴，安装轴的一端安装在第一输入轴10上，另一端与差速齿圈22固定连接，全部差速齿轮21套设在对应的安装件20上，以使得差速齿轮21能够绕自身轴线转动。
上述减速器至少具有以下优点：
当车辆只通过燃油驱动车辆行走时，燃油机产生的动力经过第一输入轴10来驱动安装件20转动，进而驱动差速齿轮21公转，并通过差速齿轮21的公转来将动力传递给中桥和后桥的车轮，并通过差速齿轮21的自转平衡中桥和后桥两者的车轮的转速差。
而当车辆只通过电机11驱动车辆行走时，电机11产生的动力经过第二输入轴12来驱动差速齿圈22转动，进而带动安装件20转动，最后通过安装件20来驱动差速齿轮21公转，并通过差速齿轮21的公转来将动力传递给中桥和后桥的车轮，同时还能够通过差速齿轮21的自转平衡中桥和后桥两者的车轮的转速差。如此，上述车辆在纯电行驶的时候，电机11能够同时驱动中桥和后桥上的车轮转动，不仅提高了车辆在纯电行驶的时电能的能量利用率，同时中桥和后桥上的车轮一起驱动车辆行驶，保证车辆在纯电模式下也能够具有足够的动力。
更进一步的，车辆还能够通过燃油机和电机11同时驱动车辆行走，即第一输入轴10和第二输入轴12同时驱动安装件20绕第一轴线转动，进而驱动差速齿轮21公转，如此便可以通过混动的方式来提高车辆的动力。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种减速器，其特征在于，所述减速器包括：
第一输入轴(10)，绕第一轴线可转动；
安装件(20)，固定安装在所述第一输入轴(10)上；
差速齿轮(21)，绕自身轴线可转动的安装在所述安装件(20)上，所述差速齿轮(21)的轴线与所述第一轴线垂直；
差速齿圈(22)，套设在所述第一输入轴(10)上，且所述差速齿圈(22)的内圈与所述安装件(20)固定连接以随所述安装件(20)绕所述第一轴线转动，所述差速齿圈(22)的外圈上设置有传动齿(23)；
第二输入轴(12)，与所述传动齿(23)传动连接。
2.根据权利要求1所述的减速器，其特征在于，所述减速器还包括均套设在所述第一输入轴(10)上的中桥齿轮(30)和后桥齿轮(31)；
所述中桥齿轮(30)和所述后桥齿轮(31)分别位于所述差速齿轮(21)相对的两侧，并均与所述差速齿轮(21)相互啮合。
3.根据权利要求2所述的减速器，其特征在于，所述差速齿轮(21)为斜齿轮；
所述中桥齿轮(30)和所述后桥齿轮(31)的至少一者的端面上开设有第一啮合齿(32)，侧面上开设有第二啮合齿(33)，所述第一啮合齿(32)为斜齿并与所述差速齿轮(21)相互啮合。
4.根据权利要求2所述的减速器，其特征在于，所述减速器还包括差速锁(13)，所述差速锁(13)可受控地将所述中桥齿轮(30)和所述第一输入轴(10)相互固定连接。
5.根据权利要求1所述的减速器，其特征在于，所述减速器还包括与所述传动齿(23)传动连接的减速结构(40)，所述第二输入轴(12)与所述减速结构(40)传动连接并通过所述减速结构(40)减速转速输出至所述传动齿(23)。
6.根据权利要求5所述的减速器，其特征在于，所述减速结构(40)包括太阳轮(41)、行星轮(42)、行星架(43)和减速齿(45)圈(44)，所述太阳轮(41)与所述第二输入轴(12)传动连接，行星架(43)固定在外部结构上，减速齿(45)圈(44)通过安装在行星架(43)上的行星轮(42)随所述太阳轮(41)转动；
所述减速齿(45)圈(44)的外圈上设置有减速齿(45)，所述减速齿(45)与所述传动齿(23)相互啮合。
7.根据权利要求6所述的减速器，其特征在于，所述第二输入轴(12)为齿轮轴，所述第二输入轴(12)作为所述太阳轮(41)与所述行星轮(42)相互啮合。
8.根据权利要求1所述的减速器，其特征在于，所述安装件(20)和所述差速齿轮(21)均包括多个，全部所述安装件(20)绕所述第一轴线间隔布设在所述第一输入轴(10)上，所述差速齿圈(22)与全部所述安装件(20)固定连接；
全部所述差速齿轮(21)与全部所述安装件(20)一一对应，每一所述差速齿轮(21)安装于对应的所述安装件(20)上。
9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的减速器。
10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述车辆包括燃油机和电机(11)，所述燃油机和所述电机(11)的其中一者与所述第一输入轴(10)传动连接，另一者与所述第二输入轴(12)传动连接。
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