CN201696565U - 一种纯电动汽车专用自动变速器行星齿轮机构 - Google Patents

一种纯电动汽车专用自动变速器行星齿轮机构 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种纯电动汽车专用自动变速器行星齿轮机构。该机构包括齿圈，与齿圈啮合的前行星轮空套在行星架的一端，行星架上还空套有后行星轮；与前行星轮啮合的前太阳齿轮设于轮轴的一端，且前太阳齿轮位于齿圈内；轮轴为输入轴，其一端通过轴承插设在输出轴上，输出轴上设有后太阳轮，后太阳轮与后行星轮啮合；轮轴的另一端通过3挡离合器C连接着行星架的一端，行星架上设有一个前进挡单向离合器F1与倒挡制动器B；齿圈的外侧连接着单向离合器F2。本实用新型的效率高于燃油汽车行星齿轮机构形式的自动变速器；其齿轮布置形式结构简单，结构紧凑，体积小、重量小，符合汽车轻量化的原则。

Description

一种纯电动汽车专用自动变速器行星齿轮机构
技术领域
本实用新型属于汽车变速箱技术领域，具体涉及纯电动汽车专用自动变速器行星齿轮机构。
背景技术
目前，纯电动汽车变速器主要由燃油汽车的变速器“变形”而来，或者有的电动汽车直接只用减速器。纯电动汽车没有专用的自动变速器，燃油汽车自动变速器虽然具有优越的性能，但是对于电动汽车来说，一方面其体积、重量太大，直接应用于电动汽车，使得整车重量增加的太多；另一方面，由于电机特性与发动机特性的不同，纯电动汽车也没有必要使用燃油汽车自动变速器那么复杂的结构。直接使用现有自动变速器就造成不必要的能量损耗，降低了纯电动汽车的能量利用效率。
实用新型内容
为了解决现有自动变速器应用于纯电动汽车时其体积过大、结构复杂、效率低下的问题，本实用新型提供一种纯电动汽车专用自动变速器行星齿轮机构。
实现上述目的的技术解决方案如下：
一种纯电动汽车专用自动变速器行星齿轮机构包括机箱，机箱一侧设有具有内啮合齿的齿圈3，与齿圈3啮合的前行星轮8空套在行星架7的一端，行星架的一端上还空套有后行星轮6；与前行星轮8啮合的前太阳齿轮2设于轮轴1的一端，且前太阳齿轮2位于齿圈3内；轮轴1为输入轴，其一端通过轴承插设在输出轴5上，输出轴5上设有后太阳轮4，后太阳轮4与后行星轮6啮合；轮轴1的输入端通过3挡离合器C连接着行星架7的一端，行星架上设有一个前进挡单向离合器F1与倒挡制动器B；齿圈3的外侧连接着单向离合器F2。
所述输出轴5为空心轴，输入轴1通过轴承置于输出轴5内。
所述前行星轮8和后行星轮6为双联齿轮。
本实用新型的有益技术效果体现在下述几个方面：
与目前汽车用自动变速箱行星齿轮机构相比，纯电动汽车专用自动变速箱行星齿轮机构简单，适合于纯电动汽车专用。减少了齿轮、换挡执行元件，具有较高的效率。
1、效率高于燃油汽车行星齿轮机构形式的自动变速器。在2挡时动力的传递路线相当于定轴轮系，3挡时直接传递动力，通过主减速器减速，只有1挡为行星齿轮传递动力。而且，换挡执行元件较少，只有4个换挡执行元件，而齿轮传动机构的功率损失主要来自离合器摩擦片组的摩擦损耗(约占70％)；齿轮也较少，这样也减小了离合器摩擦损耗以及齿轮啮合损耗。因此，本实用新型的纯电动汽车专用变速器结构布置形式具有较高的效率。
2、齿轮布置形式结构简单，结构紧凑，体积小、重量小，符合汽车轻量化的原则。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图，
图2为图1中双联齿轮结构图，
图3为输出轴与输入轴配合剖视图，
图4为一种纯电动汽车专用自动变速器结构简图。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地描述。
参见图4，一种纯电动汽车专用自动变速器结构简图，包括液力变矩器10、机箱9和纯电动汽车专用自动变速器行星齿轮机构，该机构安装于机箱9内。参见图1，机箱一侧设有具有内啮合齿的齿圈3，与齿圈3啮合的前行星轮8空套在行星架7的一端，行星架的一端上还空套有后行星轮6，前行星轮8和后行星轮6为双联齿轮，见图2。与前行星轮8啮合的前太阳齿轮2安装在轮轴1(输入轴)的一端，且前太阳齿轮2位于齿圈3内；轮轴1为输入轴，其一端通过轴承插装在输出轴5内，输出轴5为空心轴，见图3。输出轴5上安装有后太阳轮4，后太阳轮4与后行星轮6啮合；轮轴1的输入端通过3挡离合器C连接着行星架7的一端，通过3挡离合器C，可控制行星架的转动。前进挡单向离合器F1与倒挡制动器B连接着行星架7的另一端。齿圈3的外侧连接着单向离合器F2，单向离合器F2安装于机箱9内。
以实际开发某型纯电动汽车为例，所选挡位数为3，最小传动比为3.16最大传动比为7.27，中间挡位5.37。将主减速器传动比设为3.16，行星齿轮机构各挡的变速比为：1挡——2.30，2挡——1.70，3挡——1。对行星齿轮配齿计算得出各齿轮的齿数如表1所示。最后得出的各挡实际传动比为：1挡——2.34，2挡——1.72，3挡——1。
表1齿轮齿数表
  齿轮   前太阳轮   前行星轮   齿圈   后太阳轮   后行星轮
  齿数   36   31   98   49   18
如附图1及附图4所示，一种纯电动汽车专用自动变速器使用了4个换挡执行元件：1个离合器、1个制动器、2个单向离合器。
表2纯电动汽车专用自动变速器换挡元件名称及作用
  元件代号   名称   作用
  C   3挡离合器   可使动力由输入轴传给行星架
  B   倒挡制动器   固定行星架
  F1   前进挡单向离合器   锁止行星架逆时针转动
  F2   2挡单向离合器   锁止齿圈逆时针转动
各个挡位的执行元件如表3所示。
表3纯电动汽车专用自动变速器行星齿轮机构换挡执行元件工作表
Figure BSA00000162791600031
各挡动力传递路线说明，结合图1及图4，输入转矩为顺时针。
1、倒挡——R位(电机逆时针转动)
R位时，倒档离合器B工作。
动力经轮轴1传给前太阳轮2，使之逆时针转动，由于行星架7被倒挡制动器B锁止，动力在由太阳轮传给双联齿轮时，双联齿轮只能绕其轴线顺时针转动，后太阳轮4便在双联齿轮的作用下逆时针转动，实现车辆倒驶。
2、前进挡——D位(电机顺时针转动)
(1)前进一挡(D1挡)
D1挡时，前进挡单向离合器F1工作。
动力经轮轴1传给前太阳轮2，使之顺时针转动，前太阳轮驱动与之相啮合的前行星轮8逆时针转动，并使双联齿轮逆时针转动。由于起步时后太阳轮4与双联齿轮相连，起步阻力大，双联齿轮逆时针转动时，有带动行星架7逆时针转动的趋势。而前进挡单项离合器F1阻止行星架逆时针转动，双联齿轮便驱动后太阳轮4顺时针转动。
(2)前进二挡(D2挡)
D2挡时，前进挡单项离合器F1、2挡单项离合器F2工作。
动力经轮轴1传给前太阳轮2，使之顺时针转动，前太阳轮驱动与之相啮合的前行星轮8逆时针转动，前行星轮8驱动齿圈3逆时针转动。而2挡单项离合器F2阻止齿圈3逆时针转动，行星架7便作顺时针转动，双联齿轮便和行星架7一起驱动后太阳轮作顺时针转动。
(2)前进三挡(D3挡)
D3挡时，前进挡离合器C、2挡单离合器F2工作。
动力经轮轴1传给前太阳轮2，且经前进挡离合器C传给行星架7，双联齿轮的自转被限制，整个行星齿轮机构一起转动，输入轴与输出轴转速一致，传动比为1。
3、爬坡挡——2位(电机顺时针转动)
(1)爬坡1挡(21挡)
同前进一挡(D1挡)。
(2)爬坡2挡(22挡)
同前进二挡(D2挡)。

Claims (3)

1.一种纯电动汽车专用自动变速器行星齿轮机构，其特征在于：包括机箱，机箱一侧设有具有内啮合齿的齿圈(3)，与齿圈(3)啮合的前行星轮(8)空套在行星架(7)的一端，行星架的一端上还空套有后行星轮(6)；与前行星轮(8)啮合的前太阳齿轮(2)设于轮轴(1)的一端，且前太阳齿轮(2)位于齿圈(3)内；轮轴(1)为输入轴，其一端通过轴承插设在输出轴(5)上，输出轴(5)上设有后太阳轮(4)，后太阳轮(4)与后行星轮(6)啮合；轮轴(1)的输入端通过3挡离合器C连接着行星架(7)的一端，行星架上设有一个前进挡单向离合器F1与倒挡制动器B；齿圈(3)的外侧连接着单向离合器F2。
2.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车专用自动变速器行星齿轮机构，其特征在于：所述输出轴(5)为空心轴，输入轴(1)通过轴承置于输出轴(5)内。
3.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车专用自动变速器行星齿轮机构，其特征在于：所述前行星轮(8)和后行星轮(6)为双联齿轮。
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