CN116658579A - 一种两档驱动总成和新能源汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种两档驱动总成和新能源汽车；其中，两档驱动总成包括驱动源、变速机构和减速机构；变速机构包括平行设置的输入轴、中间轴和输出轴，输入轴与驱动源传动连接，输入轴上设有第一齿轮，中间轴上设有第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮，输出轴上设有第五齿轮和第六齿轮，第一齿轮和第二齿轮啮合传动，第三齿轮和第五齿轮啮合传动，第四齿轮和第六齿轮啮合传动，第三齿轮与中间轴之间或第五齿轮与输出轴之间通过离合器传动连接，第四齿轮与中间轴之间或第六齿轮与输出轴之间通过离合器传动连接；减速机构套设在输出轴上，并与差速器传动连接。该两档驱动总成具有输出扭矩大、结构紧凑、传动效率高、NVH性能好和生产成本低等优点。
Description
技术领域
本发明属于新能源汽车技术领域，特别涉及一种两档驱动总成和新能源汽车。
背景技术
新能源汽车的驱动总成一般由电机和减速器构成，电机先将电能转化为机械能，为车辆提供动力，再通过减速器将电机的转速降低，同时将电机的输出扭矩放大，实现减速增扭的作用，使驱动总成能够在一定转速范围内和一定驱动扭矩下运行。
目前，新能源汽车中的驱动总成大多采用电机和固定齿比的减速器，为满足整车的最高车速，需要电机转速能够在较大范围内调节，为满足车辆的动力性，需要选用较大功率的电机进行整车匹配，这就增大了驱动总成的生产成本。并且，采用固定齿比的减速器与电机进行匹配，会导致车辆在低速运行和高速运行时，只能通过电机的调速来实现车辆速度的调节，车辆低速或起步时对电机输出扭矩和功率要求高，车辆高速时对电机的最高转速要求高，电机的高速运转会带来NVH(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)、密封性和耐久性等问题。
发明内容
针对上述问题，本发明公开了一种两档驱动总成和新能源汽车，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明一方面提供一种两档驱动总成，包括驱动源、变速机构和减速机构；
所述变速机构包括平行设置的输入轴、中间轴和输出轴，所述输入轴与所述驱动源传动连接，所述输入轴上设有第一齿轮，所述中间轴上设有第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮，所述输出轴上设有第五齿轮和第六齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合传动，所述第三齿轮和所述第五齿轮啮合传动，所述第四齿轮和所述第六齿轮啮合传动，所述第三齿轮与所述中间轴之间或所述第五齿轮与所述输出轴之间通过离合器传动连接，所述第四齿轮与所述中间轴之间或所述第六齿轮与所述输出轴之间通过离合器传动连接；
所述减速机构套设在所述输出轴上，并与差速器传动连接。
进一步地，所述驱动源的输出轴与所述变速机构的输入轴采用一体化结构。
进一步地，所述输出轴为空心轴，所述输出轴套设在所述差速器一侧的输出半轴上。
进一步地，所述减速机构包括太阳轮、行星轮、齿圈和行星架；
所述太阳轮套设在所述输出轴上，所述齿圈同轴空套在所述太阳轮的外侧，所述行星轮设置在所述太阳轮和所述齿圈之间，且分别与所述太阳轮和所述齿圈啮合，所述行星轮通过行星轴与所述行星架连接，所述行星架与所述差速器的壳体连接。
进一步地，所述行星架与所述差速器的壳体采用一体化结构。
进一步地，所述第三齿轮与所述中间轴之间通过第一离合器传动连接，且所述第三齿轮和所述中间轴之间设有第一滚针轴承；所述第六齿轮与所述输出轴之间通过第二离合器传动连接，且所述第六齿轮和所述输出轴之间设有第二滚针轴承。
进一步地，所述第一齿轮与所述输入轴之间、所述第二齿轮与所述中间轴之间、所述第四齿轮与所述中间轴之间以及所述第五齿轮与所述输出轴之间均通过花键连接。
进一步地，所述第五齿轮与所述输出轴之间通过第一离合器传动连接，且所述第五齿轮和所述输出轴之间设有第一滚针轴承；所述第六齿轮与所述输出轴之间通过第二离合器传动连接，所述第六齿轮和所述输出轴之间设有第二滚针轴承。
进一步地，所述差速器的壳体与所述差速器一侧的输出半轴之间设有第三离合器。
本发明的另一方面提供一种新能源汽车，所述新能源汽车采用上述所述的两档驱动总成。
本发明的优点及有益效果是：
本发明的两档驱动总成中，通过设置平行设置的输入轴、中间轴和输出轴，实现了两档不同齿比的二级减速，并且在输出轴与差速器之间设置减速机构，使两档驱动总成能够进行高传动速比的动力输出，在能够满足车辆最高车速及动力性的要求下，降低了对电机的功率、扭矩和最高转速的要求，进而降低了两档电驱动总成的成本，避免了因电机高速运转带来的NVH、密封性、耐久性问题；该两档驱动总成具有输出扭矩大、结构紧凑、占用空间小、传动效率高、NVH性能好和生产成本低等优点。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明的一个实施例中两档驱动总成在一档时的结构示意图；
图2为本发明的一个实施例中两档驱动总成在二档时的结构示意图。
图中：1、驱动源；2、输入轴；3、中间轴；4、输出轴；5、第一齿轮；6、第二齿轮；7、第三齿轮；8、第四齿轮；9、第五齿轮；10、第六齿轮；11、差速器；12、太阳轮；13、行星轮；14、齿圈；15、行星架；16、第一离合器；17、第一滚针轴承；18、第二离合器；19、第二滚针轴承；20、第三离合器；21、左输出半轴；22、右输出半轴。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员在没有做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。
以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
实施例1
本实施例中公开一种两档驱动总成，如图1和图2所示，该两档驱动总成包括驱动源1、变速机构和减速机构。其中，驱动源可以是电动机或发动机。
具体地，变速机构包括平行设置的输入轴2、中间轴3和输出轴4，输入轴2与驱动源1传动连接，输入轴2上设有第一齿轮5，中间轴3上设有第二齿轮6、第三齿轮7和第四齿轮8，输出轴4上设有第五齿轮9和第六齿轮10，第一齿轮5和第二齿轮6啮合传动，第三齿轮7和第五齿轮9啮合传动，第四齿轮8和第六齿轮10啮合传动，第三齿轮7与中间轴3之间通过第一离合器16传动连接，且第三齿轮7和中间轴3之间设有第一滚针轴承17；第六齿轮10与输出轴4之间通过第二离合器18传动连接，且第六齿轮10和输出轴4之间设有第二滚针轴承19。并且，第一齿轮5与输入轴2之间、第二齿轮6与中间轴3之间、第四齿轮8与中间轴3之间以及第五齿轮9与输出轴4之间均通过花键连接。
其中，第三齿轮7和第五齿轮9的传动比与第四齿轮8和第六齿轮10的传动比不相同，实现两种速比输出，即通过控制第一离合器16和第二离合器18实现中间轴3与输出轴4之间通过第三齿轮7和第五齿轮9啮合传动或者通过第四齿轮8和第六齿轮10啮合传动，实现低速档和高速档的切换，进而满足不同的工况。并且，通过第一齿轮5与第二齿轮6啮合实现输入轴2与中间轴3的传动，通过第三齿轮7和第五齿轮9啮合或第四齿轮8和第六齿轮10啮合实现中间轴3和输出轴4的传动，进而能够进行两级减速。
另外，减速机构套设在输出轴4上，并与差速器11传动连接，通过差速器11把动力传递到左输出半轴21和右输出半轴22上，进而带动车轮转动，实现动力输出。
本实施例的两档驱动总成中，通过设置平行设置的输入轴、中间轴和输出轴，实现了两档不同齿比的二级减速，并且在输出轴与差速器之间设置减速机构，使两档驱动总成能够进行高传动速比的动力输出，在能够满足车辆最高车速及动力性的要求下，降低了对电机的功率、扭矩和最高转速的要求，进而降低了两档电驱动总成的成本，避免了因电机高速运转带来的NVH、密封性、耐久性问题；该两档驱动总成具有输出扭矩大、结构紧凑、占用空间小、传动效率高、NVH性能好和生产成本低等优点。
在本实施例中，驱动源的输出轴与变速机构的输入轴采用一体化结构，这样，在动力进行传递时，可以减小驱动源的输出轴对变速机构的冲击，并且减小传动损失。本发明的其他实施例中，驱动源的输出轴也可通过联轴器与变速机构的输入轴连接。
另外，如图1和图2所示，输出轴4为空心轴，输出轴4套设在差速器11左侧的左输出半轴21上，使输出轴4能相对左输出半轴21进行转动而保持轴向相对固定。当然，也可以将输出轴套设在差速器右侧的右输出半轴上，亦在本发明的保护范围之内。通过将输出轴空套在差速器一侧的输出半轴上的设计，可充分利用差速器原有的空间体积，使两档驱动总成与差速器配合时的纵向体积更小。
进一步地，减速机构包括太阳轮12、行星轮13、齿圈14和行星架15。
具体地，太阳轮12套设在输出轴4上，齿圈14同轴空套在太阳轮12的外侧，齿圈14可与变速机构的壳体固定连接，行星轮13设置在太阳轮12和齿圈14之间，且分别与太阳轮12和齿圈14啮合，行星轮13通过行星轴与行星架15连接，行星架15与差速器11的壳体连接。这样，输出轴4上的动力依次通过太阳轮12、行星轮13和行星架15，传递至差速器11的壳体，通过控制行星轮13与太阳轮12的传动比，使两档驱动总成可以实现大扭矩输出。其中，行星轮的数量为多个，优选为三个或四个。
并且，行星架与差速器的壳体采用一体化结构一体制造成型，这样便于两档驱动总成进行装配，使行星架与差速器的壳体之间的连接结构更为简单牢固。当然，在其他实施例中，行星架与差速器的壳体也可采用分体式结构，分开进行加工制造，然后通过螺钉/螺栓连接或者焊接的方式进行固定连接，分体式的行星架与差速器的壳体更容易加工制造。
此外，差速器11的壳体与差速器11右侧的右输出半轴22之间设有第三离合器20，当第三离合器20啮合时，差速器11的壳体与右输出半轴22之间锁止，进而实现差速器11的锁止。这样，当车轮一侧发生打滑或不能与路面接触时，可通过第三离合器将差速器锁住，使动力传递至有附着力的车轮上，实现车轮脱困的功能。当然，第三离合器也可以设置在差速器的壳体与左输出半轴之间。
本实施例中的两档驱动总成的工作过程具体为：
一档实施过程：如图1所示，控制第一离合器16分离，控制第二离合器18吸合，此时，动力由驱动源1产生，并通过输入轴2传递给第一齿轮5，通过第一齿轮5与第二齿轮6啮合，将动力传递至中间轴3，实现一级减速；中间轴3带动第四齿轮8转动，通过第四齿轮8与第六齿轮10啮合，将动力传递至输出轴4，实现二级减速；输出轴4依次经过太阳轮12、行星轮13将动力传递给行星架15，实现行星减速增扭；行星架15带动差速器11的壳体转动，动力经左输出半轴21和右输出半轴22传递至车轮上，实现一档的驱动状态。
二档实施过程：如图2所示，控制第一离合器16吸合，控制第二离合器18分离，此时，动力由驱动源1产生，并通过输入轴2传递给第一齿轮5，通过第一齿轮5与第二齿轮6啮合，将动力传递至中间轴3，实现一级减速；中间轴3带动第三齿轮7转动，通过第三齿轮7与第五齿轮9啮合，将动力传递至输出轴4，实现二级减速；输出轴4依次经过太阳轮12、行星轮13将动力传递给行星架15，实现行星减速增扭；行星架15带动差速器11的壳体转动，动力经左输出半轴21和右输出半轴22传递至车轮上，实现二档的驱动状态。
实施例2
与实施例1不同之处在于，本实施例中，第五齿轮与输出轴之间通过第一离合器传动连接，且第五齿轮和输出轴之间设有第一滚针轴承；第六齿轮与输出轴之间通过第二离合器传动连接，第六齿轮和输出轴之间设有第二滚针轴承。这样，在两档驱动总成进行空转时，可减小驱动源的负载，节约能耗。
当然，在其他实施例中，第三齿轮与中间轴之间可通过第一离合器传动连接，第四齿轮与中间轴之间可通过第二离合器传动连接。
实施例3
本实施例公开一种新能源汽车，该新能源汽车采用上述实施例中的两档驱动总成，具有输出动力足、生产成本低和NVH性能好等优点。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种两档驱动总成，其特征在于，包括驱动源、变速机构和减速机构；
所述变速机构包括平行设置的输入轴、中间轴和输出轴，所述输入轴与所述驱动源传动连接，所述输入轴上设有第一齿轮，所述中间轴上设有第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮，所述输出轴上设有第五齿轮和第六齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合传动，所述第三齿轮和所述第五齿轮啮合传动，所述第四齿轮和所述第六齿轮啮合传动，所述第三齿轮与所述中间轴之间或所述第五齿轮与所述输出轴之间通过离合器传动连接，所述第四齿轮与所述中间轴之间或所述第六齿轮与所述输出轴之间通过离合器传动连接；
所述减速机构套设在所述输出轴上，并与差速器传动连接。
2.根据权利要求1所述的两档驱动总成，其特征在于，所述驱动源的输出轴与所述变速机构的输入轴采用一体化结构。
3.根据权利要求1所述的两档驱动总成，其特征在于，所述输出轴为空心轴，所述输出轴套设在所述差速器一侧的输出半轴上。
4.根据权利要求3所述的两档驱动总成，其特征在于，所述减速机构包括太阳轮、行星轮、齿圈和行星架；
所述太阳轮套设在所述输出轴上，所述齿圈同轴空套在所述太阳轮的外侧，所述行星轮设置在所述太阳轮和所述齿圈之间，且分别与所述太阳轮和所述齿圈啮合，所述行星轮通过行星轴与所述行星架连接，所述行星架与所述差速器的壳体连接。
5.根据权利要求4所述的两档驱动总成，其特征在于，所述行星架与所述差速器的壳体采用一体化结构。
6.根据权利要求1所述的两档驱动总成，其特征在于，所述第三齿轮与所述中间轴之间通过第一离合器传动连接，且所述第三齿轮和所述中间轴之间设有第一滚针轴承；所述第六齿轮与所述输出轴之间通过第二离合器传动连接，且所述第六齿轮和所述输出轴之间设有第二滚针轴承。
7.根据权利要求6所述的两档驱动总成，其特征在于，所述第一齿轮与所述输入轴之间、所述第二齿轮与所述中间轴之间、所述第四齿轮与所述中间轴之间以及所述第五齿轮与所述输出轴之间均通过花键连接。
8.根据权利要求1所述的两档驱动总成，其特征在于，所述第五齿轮与所述输出轴之间通过第一离合器传动连接，且所述第五齿轮和所述输出轴之间设有第一滚针轴承；所述第六齿轮与所述输出轴之间通过第二离合器传动连接，所述第六齿轮和所述输出轴之间设有第二滚针轴承。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的两档驱动总成，其特征在于，所述差速器的壳体与所述差速器一侧的输出半轴之间设有第三离合器。
10.一种新能源汽车，其特征在于，所述新能源汽车采用权利要求1～9中任一项所述的两档驱动总成。
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