CN116118476A - 轮毂动力总成及汽车 - Google Patents

Abstract

一种轮毂动力总成及汽车。所述轮毂动力总成包括：轮毂轴承，位于轮毂内且设于轮毂中轴线上；所述轮毂轴承包括轴承内圈及轴承外圈；壳体，围绕所述轮毂轴承形成容纳腔；轮毂驱动器，位于所述容纳腔；其中，所述轴承内圈的第一端与第一连接件相抵；所述轴承内圈的第二端与所述轮毂驱动器相抵；所述轴承内圈的第一端与所述轴承内圈的第二端在轴向上相对；所述轴承外圈固定在所述壳体上。采用上述方案，可以提升轮毂轴承的稳定性，从而提升整个轮毂总成的稳定性。

Description

轮毂动力总成及汽车

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种轮毂动力总成及汽车。

背景技术

轮毂电机技术，又称车轮内装电机技术，即将动力、制动、传动装置都整合到轮毂内，因此将车辆的机械部分大大简化。整合到轮毂内动力、制动、传动装置，构成轮毂总成。

轮毂总成的动力装置，简称轮毂动力总成。所述轮毂动力总成包括轮毂驱动器，轮毂驱动器包括电机以及与电机连接的减速器。电机输出的驱动扭矩通过减速器输出至车轮，从而驱动车轮。减速器可以降低电机的转速，增大输出扭矩。

轮毂中设置有轮毂轴承，轮毂轴承位于轮毂的中轴线上。轮毂轴承的轴承内圈或轴承外圈，与轮毂驱动器输出端连接后，再连接至轮毂，由此轮毂轴承可以用于承担车辆转动时的动态载荷，也起到将驱动扭矩输出至车轮的作用。

然而，现有车辆在运行时，轮毂轴承的稳定性很差，导致整个轮毂总成的稳定性较差。

发明内容

本发明要解决的问题是：如何提升轮毂轴承的稳定性，从而提升整个轮毂总成的稳定性？

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种轮毂动力总成，所述轮毂动力总成包括：

轮毂轴承，位于轮毂内且设于轮毂中轴线上；所述轮毂轴承包括轴承内圈及轴承外圈；所述轮毂轴承通过第一连接件与所述轮毂连接；

壳体，围绕所述轮毂轴承形成容纳腔；

轮毂驱动器，位于所述容纳腔；

其中，所述轴承内圈的第一端与所述第一连接件相抵；所述轴承内圈的第二端与所述轮毂驱动器相抵；所述轴承内圈的第一端与所述轴承内圈的第二端在轴向上相对；所述轴承外圈固定在所述壳体上。

可选地，所述第一连接件位于所述轮毂驱动器的输出轴上；

所述轮毂动力总成还包括：轴向锁紧结构，位于在所述轮毂驱动器的输出轴上，在轴向上锁紧所述第一连接件。

可选地，所述第一连接件包括第一连接部及第二连接部；所述第一连接部用于与所述轮毂驱动器固定连接；所述第二连接部用于向所述轮毂轴承传递激振力。

可选地，所述第一连接部与所述轮毂驱动器花键连接。

可选地，所述第二连接部的内表面为圆柱面。

可选地，所述轮毂动力总成还包括：轮毂轴承压板，位于所述轮毂驱动器与所述轮毂轴承之间的空隙内，用于轴向压紧所述轴承外圈。

可选地，所述轮毂轴承压板包括：压板主体，以及位于所述压板主体外周上的至少一个缺口齿槽，相邻缺口齿槽通过齿槽连接部连接；所述轮毂轴承压板与所述壳体之间形成透气槽；所述齿槽连接部与轮毂驱动器的放气阀相对准，所述放气阀与所述透气槽之间形成气体通道。

可选地，所述齿槽连接部包括：第一齿槽连接部及第二齿槽连接部，所述第一齿槽连接部的外圆弧长度大于所述第二齿槽连接部的外圆弧长度；所述放气阀对准的齿槽连接部为所述第一齿槽连接部。

可选地，所述轮毂驱动器包括：电机，以及与所述电机连接的减速器；所述轴承内圈的第二端与所述减速器相抵。

本发明实施例还提供了一种汽车，所述汽车包括上述的轮毂动力总成。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

应用本发明的方案，轮毂轴承的轴承内圈，第一端与第一连接件相抵，第二端与轮毂驱动器相抵，使得轴承内圈在轴向上被第一连接件及轮毂驱动器夹紧，由此可以减少轮毂轴承在轴向上的窜动。同时。轮毂轴承的轴承外圈直接固定在壳体上，由此使得轮毂轴承在径向上被壳体固定，防止轮毂轴承在径向上跳动。因此，采用本发明的方案，轮毂轴承在轴向上及径向上均被固定，故稳定性更好，由此可以提升整个轮毂总成的稳定性。

附图说明

图1是一种轮毂动力总成的位置示意图；

图2是本发明实施例中一种轮毂动力总成的局部结构示意图；

图3是本发明实施例中一种轮毂轴承压板的右视图，其中C部分为该处沿径向方向的剖视图；

图4是本发明实施例中一种轮毂轴承压板的左视图；

图5是图3中轮毂轴承压板装配后沿C-C方向的剖视图。

具体实施方式

现有轮毂中，轮毂轴承的稳定性很差，导致整个轮毂总成的稳定性较差。

针对上述问题，本发明实施例提供了一种轮毂动力总成，在所述轮毂动力总成中，轮毂轴承的轴承内圈在轴向上被第一连接件及轮毂驱动器夹紧，由此可以减少轮毂轴承在轴向上的窜动。同时。轮毂轴承的轴承外圈直接固定在壳体上，由此使得轮毂轴承在径向上被壳体固定，防止轮毂轴承在径向上跳动。因此，采用本发明的方案，轮毂轴承在轴向上及径向上均被固定，故稳定性更好，由此可以提升整个轮毂总成的稳定性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例作详细地说明。

参照图1，本发明实施例提供了一种轮毂动力总成10。所述轮毂动力总成10的一端通过叉臂结构20与转向驱动装置30连接，另一端连接车轮40的轮毂。

在实际应用中，车辆直线行走时，可以不启动所述转向驱动装置30，即不向所述转向驱动装置30发送转向控制信号，由车轮40上的轮毂动力总成10直接驱动电机轴带动车轮旋转，实现车辆直线行走。当车辆需要转弯时，通过向所述转向驱动装置30发送转向控制信号，由转向驱动装置30带动叉臂结构20转动，而叉臂结构20的转动，会同时使得所连接的车轮40发生转动，从而可以控制车辆向不同方向旋转。

在本发明的实施例中，所述轮毂动力总成包括：轮毂轴承，壳体及轮毂驱动器。其中：

轮毂轴承，位于轮毂内且设于轮毂中轴线上；所述轮毂轴承包括轴承内圈及轴承外圈；所述轮毂轴承通过第一连接件与所述轮毂连接；

壳体，围绕所述轮毂轴承形成容纳腔；

轮毂驱动器，位于所述容纳腔；

其中，所述轴承内圈的第一端与所述第一连接件相抵；所述轴承内圈的第二端与所述轮毂驱动器相抵；所述轴承内圈的第一端与所述轴承内圈的第二端在轴向上相对；所述轴承外圈固定在所述壳体上。

在具体实施中，所述轮毂驱动器可以包括：电机及减速器。

其中，所述电机可以包括：转子组件、定子组件及转子支架。转子组件固定在壳体上。当转子组件接收到驱动控制信号时，会绕定子组件旋转，进而产生驱动扭矩。转子支架支撑转子组件，且一端与转子组件固定连接，另一端与减速器的动力输入端连接，由此，在转子组件旋转时，转子支架会支撑转子组件进行同步旋转，从而将驱动扭矩传递至减速器的动力输入端。减速器的动力输出端通过轮毂轴承的轴承外圈与轮毂连接。减速器可以对电机产的驱动器扭矩放大，并将放大后的驱动扭矩传递至轮毂，从而驱动车轮转动。

在具体实施中，所述减速器可以为行星减速器，也可以为其它结构的减速器。

图2为本发明实施例中轮毂动力总成的局部结构示意图。其中，A部分为该处的剖面结构示意图。

以行星减速器为例，所述行星减速器可以包括：

太阳轮201，作为所述行星减速器的输入端；

齿圈，以所述太阳轮201为中心设置；

若干行星轮202，布置与所述太阳轮201周围，并同时与所述太阳轮201和齿圈啮合；

行星架203，连接所述若干行星轮202，并作为所述行星减速器的输出端与所述轮毂连接。

在具体实施中，太阳轮201与电机的转子支架固定连接，转子支架转动时，可以带动太阳轮转动。太阳轮201与齿圈内的行星轮啮合，故太阳轮201转动时，可以带动行星轮202转动。行星轮202与行星架203定连接，当行星轮202转动时，行星架203发生转动。行星架203通过第一连接件23与轮毂连接，在行星架203转动时，可以将驱动扭矩传递至轮毂，从而驱动车轮转动。

在具体实施中，参照图2，所述壳体21可以为与叉臂结构一体化的壳体。壳体21可以与电机控制器的内侧壳体、轮毂、轮毂轴承22之间形成容纳腔。电机及减速器设置在该容纳腔中。

在具体实施中，轮毂轴承22包括轴承内圈及轴承外圈，轴承内圈及轴承外圈之间设置有滚动体。轴承外圈与轮毂连接，轴承内圈与减速器的输出端连接。

以所述减速器为行星减速器为例，参照图2，轮毂轴承22的轴承内圈，第一端通过第一连接件23与轮毂连接，第二端与行星架203相抵。在轮毂轴承21的轴承内圈上，第一端与第二端在轴向上相对。轮毂轴承22的轴承外圈，固定在所述壳体21上。

在具体实施中，轮毂轴承22的轴承外圈为非转动圈，轮毂轴承22的轴承内圈为转动圈。轮毂轴承22的轴承外圈可以与壳体21形状过盈配合，直接固定在壳体21上，由壳体21在径向上夹紧轮毂轴承22的轴承外圈。当第一连接件23受到来自地面的冲击与振动时，直接将所受到的激振力传递至轮毂轴承22，再由轮毂轴承22将所受到的激振力传递至壳体21。

此时，一方面，壳体21可以在径向上夹紧轮毂轴承21的轴承外圈，减少轮毂轴承22在径向上的跳动，提升轮毂轴承的稳定性，另一方面，壳体21可以分散和承担激振力，使得壳体21本身的强度提高。最终，使得整个轮毂总成的稳定性提升。

在具体实施中，参照图2，所述第一连接件23可以位于所述轮毂驱动器的输出轴上。

在一实施例中，为了更好地传递激振力，所述第一连接件23可以套设在行星架203外，并与行星架203固定连接。此时，第一连接件23沿轴向方向可以包括两部分，分别为第一连接部231及第二连接部232。所述第一连接部231用于与所述轮毂驱动器固定连接；所述第二连接部232用于向所述轮毂轴承22传递激振力。

在一实施例中，所述第一连接部231与行星架203可以通过花键连接，从而将第一连接件23与行星架203进行固定，实现同步转动。例如，所述行星架203的外圆周面上，对应所述第一连接部231的位置可以设置有若干外齿。所述第一连接部231的内圆周面上可以设有槽，该槽的内圆周面上设有内齿，在连接时，行星架203外圆周面上的外齿可以深入槽中与内齿构成花键连接。

在一实施例中，所述第二连接部232的内表面可以为光滑的圆柱面，该圆柱面可以与第一连接件贴合，由此可以更便于传递激振力。

在具体实施中，壳体21上对应轮毂轴承22的轴承外圈的位置，可以设置相应的凹槽，从而能够将轮毂轴承22的轴承外圈覆盖，在径向上固定轮毂轴承22。

在具体实施中，所述第一连接件23可以为环形件，具体可以为轮毂法兰轴，所述轮毂法兰轴具有上述的第一连接部及第二连接部。轮毂法兰轴可以通过螺栓固定在轮毂上。

在具体实施中，所述第一连接部231的直径可以大于第二连接部232的直接，使得第一连接部231与第二连接部232具有径向的台阶，轮毂轴承22的第一端与该台阶相抵，第二端与行星架相抵，从而实现轮毂轴承22的轴向固定。

在本发明的一实施例中，为了进一步提高轮毂轴承22在轴向上的稳定性，所述轮毂动力总成还可以包括：轴向锁紧结构24，位于在所述轮毂驱动器的输出轴上，在轴向上锁紧所述第一连接件23，由此进一步在轴向上固定轮毂轴承22。

在具体实施中，所述轴向锁紧结构24可以为锁紧螺母，相应地，行星架203的相应位置设置有螺纹，通过该锁紧螺母及螺纹，锁紧第一连接件23。

在本发明的一实施例中，为了进一步提高轮毂轴承22在轴向上的稳定性，所述轮毂动力总成还可以包括：轮毂轴承压板25，位于所述轮毂驱动器与所述轮毂轴承22之间的空隙内，用于轴向压紧所述轴承外圈。

具体地，轮毂轴承22位于行星架203与轮毂轴承22轴承外圈之间的空隙内。轮毂轴承压板25可以固定在壳体21上，从而对轮毂轴承22轴承外圈进行轴向压紧。

在本发明的一实施例中，所述轮毂轴承压板25包括：压板主体，以及位于所述压板主体外周上的至少一个缺口齿槽，相邻缺口齿槽通过齿槽连接部连接；所述轮毂轴承压板与所述壳体之间形成透气槽；所述齿槽连接部与轮毂驱动器的放气阀相对准，所述放气阀与所述透气槽之间形成气体通道。

由于放气阀对准所述齿槽连接部并与透气槽之间形成气体通道，由此在放气阀处存在油液时，齿槽连接部可以对油液进行遮挡，防止油液冲入减速器内，即便油液进入气体通道，也会在重力作用下在气体通道内下滑。同时，在减速器内气压升高时，气体可以通过缺口齿槽进入气体通道，进而从放气阀排出，维持减速器内外气压平衡，在保证透气的同时防止漏油。

也就是说，本发明中的所述轮毂轴承压板25，一方面可以对轮毂轴承22进行轴向压紧，另一方面可以同时作为减速器的放气结构，由此可以节约布置空间和成本。

图3为所述轮毂轴承压板的右视图，其中B部分为该处沿径向方向的剖视图。图4为所述轮毂轴承压板的左视图。图5为图3中轮毂轴承压板装配后沿C-C方向的剖视图。在图5中，省略了减速器透气装置两侧的电机、轮毂轴承等结构。

下面结合图3至图5，对所述轮毂轴承压板进行详细描述：

参照图3及图4，所述轮毂轴承压板25包括：压板主体251，以及位于所述压板主体251外周上的至少一个缺口齿槽252，相邻缺口齿槽252之间通过齿槽连接部253连接。齿槽连接部253上没有缺口齿槽。

参照图3及图5，所述轮毂轴承压板25与所述壳体21之间形成透气槽254；所述放气阀255对准所述齿槽连接部253，与所述透气槽254之间形成气体通道。

在具体实施中，所述轮毂轴承压板25的形状与容纳腔的形状相匹配。所述轮毂轴承压板25的边缘，即齿槽连接部253的侧壁，可以与壳体21相抵，且与所述壳体21之间过盈配合，以此将轮毂轴承压板25固定在容纳腔中。

在本发明的一实施例中，参照图2及图3，所述轮毂轴承压板25为环形件，其在径向方向上的截面形状为圆形，由此使得所述轮毂轴承压板25沿轴向的侧壁256(如图4所示)为圆柱面，该圆柱面与壳体21过盈配合，由此可以避免放气阀255处的油液通过该圆柱面与壳体21之间的缝隙进入减速器内。

在具体实施中，所述压板主体251外周上可以仅设置一个缺口齿槽252，也可以设置两个或两个以上缺口齿槽252。相邻缺口齿槽252之间通过齿槽连接部253进行连接，比如，缺口齿槽252的数量可以为9个。

在具体实施中，所述缺口齿槽252沿所述压板主体25251的轴向分布，且贯穿所述压板主体251。当缺口齿槽252数量为两个以上时，减速器内的气体可以通过任意一个或多个缺口齿槽252进入气体通道。其中，所述缺口齿槽252的深度可以根据实际需要设置，此处不作限制。各缺口齿槽252的深度可以相同，也可以不同，此处不作限制

在具体实施中，当压板主体251外周上设置两个以上缺口齿槽252时，相邻缺口齿槽252之间的距离可以相同，也可以不同。以轮毂轴承压板25在径向方向上的截面形状为圆形为例，相邻缺口齿槽252之间齿槽连接部253的外圆弧长度，可以相同，也可以不同。

在一实施例中，为了更好地遮挡放气阀255处的油液，所述齿槽连接部包括：第一齿槽连接部253a及第二齿槽连接部253b，所述第一齿槽连接部253a的外圆弧长度大于所述第二齿槽连接部253b的外圆弧长度；所述放气阀255对准的齿槽连接部为所述第一齿槽连接部253a。

在具体实施中，放气阀255可以安装在壳体21上对应轮毂轴承压板25的最高处。具体可以设置放气阀255的安装孔对准第一齿槽连接部253a的中间位置，这样，第一齿槽连接部253a可以对放气阀255处的油液从两个方向进行对称地遮挡，避免油液进入减速器内。

在具体实施中，可以设置各第二齿槽连接部253b的外圆弧长度相同。第一齿槽连接部253a的外圆弧长度为第二齿槽连接部253b的外圆弧长度的2倍或者2倍以上，比如，第一齿槽连接部253a的外圆弧长度为第二齿槽连接部253b的外圆弧长度的3倍。

在具体实施中，轮毂轴承压板25与壳体21之间形成透气槽。该透气槽包括两部分：一部分为第一齿槽连接部253a与壳体21之间的第一空隙，另一部分为轮毂轴承压板主体251与壳体21之间的第二空隙。第一空隙通常大于第二空隙。减速器内的气体沿图3中C部分的箭头方向，通过第一空隙排出。即便油液从放气阀255进入，也可以在重力的作用下，由第一空隙进入第二空隙，最终下滑至轮毂轴承压板在径向的最低处。

在具体实施中，所述压板主体251具有中心通孔256，使得压板主体251为空心的圆环状结构。所述减速器的动力输出端通过所述中心通孔256与所述轮毂轴承连接。通过中心通孔256，可以避让减速器的动力输出端(比如行星架)。中心通孔256的形状可以根据实际需要进行设置。

在具体实施中，参照图5，缺口齿槽252及齿槽连接部253形成的外周结构，在轴向上，可以向靠近电机控制器的方向，突出于所述压板主体251，以与壳体21更好地贴合，并形成透气槽254。整个轮毂轴承压板25可以一体形成。

在本发明的一实施例中，在轴向上，可以设置所述压板主体251覆盖所述轮毂轴承的外圈，且暴露所述轮毂轴承的内圈。具体可以根据轮毂轴承的位置，设置压板主体251的内径，使得轮毂轴承压板主体251可以轴向压住轮毂轴承的外圈，起到轮毂轴承压板的作用，由此可以无需额外设置轮毂轴承压板，降低成本并简化轮毂动力总成结构。

在具体实施中，所述轮毂驱动总成还可以包括：油塞257，位于所述壳体21上，对应所述轮毂轴承压板在径向上的最低处。将油塞257拆卸后，可以对减速器进行注油。进入至第一空隙内的油液，可以下滑至注油位置。

在具体实施中，所述压板主体251上设置有若干个安装孔258，用于将所述轮毂轴承压板25固定在所述壳体21上。具体可以使用沉头螺钉通过安装孔258，将轮毂轴承压板25固定在所述壳体21。

在具体实施中，参照图3，所述齿槽连接部上，还可以设置多个齿圈安装结构259，行星减速器的齿圈可以通过齿圈安装结构259与轮毂轴承压板25连接，而行星减速器的行星架，通过轮毂轴承压板主体251的中心通孔穿过，与轮毂轴承连接。

在安装时，可以先将放气阀255及油塞257安装在壳体21上，然后将轮毂轴承压板25的第一齿槽连接部对准放气阀255，通过安装孔258完成轮毂轴承压板的安装，安装过程方便。并且，轮毂轴承压板的结构简单且加工容易，既保留透气效果又防止漏油。

由上述内容可知，本发明实施例中的轮毂动力总成，轮毂轴承不仅在轴向上被固定，而且在径向上被固定，轮毂轴承的稳定性更好，从而可以提升整个轮毂总成的稳定性。

本发明实施例还提供了一种汽车，所述汽车可以包括上述任一种的轮毂动力总成。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种轮毂动力总成，其特征在于，包括：

轮毂轴承，位于轮毂内且设于轮毂中轴线上；所述轮毂轴承包括轴承内圈及轴承外圈；所述轮毂轴承通过第一连接件与所述轮毂连接；

壳体，围绕所述轮毂轴承形成容纳腔；

轮毂驱动器，位于所述容纳腔；

其中，所述轴承内圈的第一端与所述第一连接件相抵；所述轴承内圈的第二端与所述轮毂驱动器相抵；所述轴承内圈的第一端与所述轴承内圈的第二端在轴向上相对；所述轴承外圈固定在所述壳体上。

2.如权利要求1所述的轮毂动力总成，其特征在于，所述第一连接件位于所述轮毂驱动器的输出轴上；

所述轮毂动力总成还包括：轴向锁紧结构，位于在所述轮毂驱动器的输出轴上，在轴向上锁紧所述第一连接件。

3.如权利要求2所述的轮毂动力总成，其特征在于，所述第一连接件包括第一连接部及第二连接部；所述第一连接部用于与所述轮毂驱动器固定连接；所述第二连接部用于向所述轮毂轴承传递激振力。

4.如权利要求3所述的轮毂动力总成，其特征在于，所述第一连接部与所述轮毂驱动器花键连接。

5.如权利要求3所述的轮毂动力总成，其特征在于，所述第二连接部的内表面为圆柱面。

6.如权利要求1所述的轮毂动力总成，其特征在于，还包括：轮毂轴承压板，位于所述轮毂驱动器与所述轮毂轴承之间的空隙内，用于轴向压紧所述轴承外圈。

7.如权利要求6所述的轮毂动力总成，其特征在于，所述轮毂轴承压板包括：压板主体，以及位于所述压板主体外周上的至少一个缺口齿槽，相邻缺口齿槽通过齿槽连接部连接；所述轮毂轴承压板与所述壳体之间形成透气槽；所述齿槽连接部与轮毂驱动器的放气阀相对准，所述放气阀与所述透气槽之间形成气体通道。

8.如权利要求7所述的轮毂动力总成，其特征在于，所述齿槽连接部包括：第一齿槽连接部及第二齿槽连接部，所述第一齿槽连接部的外圆弧长度大于所述第二齿槽连接部的外圆弧长度；所述放气阀对准的齿槽连接部为所述第一齿槽连接部。

9.如权利要求1所述的轮毂动力总成，其特征在于，所述轮毂驱动器包括：电机，以及与所述电机连接的减速器；所述轴承内圈的第二端与所述减速器相抵。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的轮毂动力总成。

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