CN202048120U - 电磁离合机构及采用该电磁离合机构的电动车变挡装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电磁离合机构及采用该电磁离合机构的电动车变挡装置，电磁离合机构包括套装在输出轴(1)上的压簧(2)、线圈安装座(3)和活动棘盘(4)，所述活动棘盘(4)沿输出轴(1)的轴向滑动，所述线圈安装座(3)与输出轴(1)相对转动，所述压簧(2)位于所述活动棘盘(4)和线圈安装座(3)之间，其特征在于：在所述线圈安装座(3)与活动棘盘(4)之间还安装有大电流线圈(5)和小电流线圈(6)，所述大电流线圈(5)和小电流线圈(6)与控制电路相连接。本实用新型的显著效果是：能够降低能耗，减少了线圈发热量，利于输出轴1和轴承降温，提高了线圈的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动车辆换挡装置，具体地说，涉及一种电磁离合机构及采用该电磁离合机构的电动车变挡装置。
背景技术
电动车变挡装置包括套装在输出轴上的一挡单向离合齿轮和二、三、四、五挡单向离合齿轮，所述一、二、三、四、五挡单向离合齿轮都设置有凸轮式超越离合器与所述输出轴连接，其中一挡单向离合齿轮中凸轮式超越离合器的凸轮为平面轮，二、三、四、五挡单向离合齿轮中凸轮式超越离合器的凸轮为平面棘轮，每个所述平面棘轮的棘齿面朝向一个电磁离合机构；
电磁离合机构包括套装在输出轴上的压簧、线圈安装座和活动棘盘，所述活动棘盘沿输出轴的轴向滑动，所述线圈安装座与输出轴相对转动，所述压簧位于所述活动棘盘和线圈安装座之间，在所述线圈安装座与活动棘盘之间还安装有一个电流线圈。
各挡位的单向离合齿轮跟随电机转动，当需要输出轴按照某个挡位转动时，压簧推动该挡位的活动棘盘，使其与所对应的平面棘轮相啮合，该挡位的单向离合齿轮就可以带动该活动棘盘一起转动，由于活动棘盘再带动输出轴转动。
需要切换挡位时，就要对线圈通较大的电流，使其产生极大的电磁力将活动棘盘吸合过来，这个电磁力不仅要克服压簧的压力，还要克服两个棘齿面在高速旋转式的咬合力和远距离吸合力。因此，线圈对电能的消耗非常大。
现有技术的缺点是：活动棘盘吸合线圈的能耗过高，且当活动棘盘被吸合到位后，依然给线圈提供较大的电流，造成过多的无谓能耗，且线圈发热很大，影响输出轴和轴承降温。
实用新型内容
本实用新型的目的是为提供一种能够降低能耗的电磁离合机构及采用该电磁离合机构的电动车变挡装置，并能减少线圈发热量，利于输出轴和轴承降温。
本实用新型的技术方案如下：一种电磁离合机构，包括套装在输出轴上的压簧、线圈安装座和活动棘盘，所述活动棘盘沿输出轴的轴向滑动，所述线圈安装座与输出轴相对转动，所述压簧位于所述活动棘盘和线圈安装座之间，其关键在于：在所述线圈安装座与活动棘盘之间还安装有大电流线圈和小电流线圈，所述大电流线圈和小电流线圈与控制电路相连接。
当需要较大吸力对活动棘盘回拉时，大电流线圈和小电流线圈同时通电，所产生的吸力最大，此时的吸力即克服了压簧的压力，又克服了两个棘齿面在高速旋转时的咬合力和远距离吸合力。
当两个棘齿面彻底分离以后，就可以断开大电流线圈供电，只对小电流线圈供电，小电流线圈通电后产生的电磁力就能克服压簧的压力，实现对活动棘盘的可靠控制，同时将线圈能耗降到了最低。
大电流线圈和小电流线圈分工合作，既实现了能耗控制，又利于输出轴和轴承的温度控制。在实现了大电流磁场远距离吸附脱离的同时，又实现了小电流线圈近距离控制的作用。
所述线圈安装座经螺栓与轴承座连接。轴承座与离合器壳体连接。
保证了线圈安装座与输出轴只能相对转动，也可以采用其他方式，如限位卡槽等结构，都能保证二者只能相对转动，但轴承结构的传动效果更好。
在靠近输出轴两端的线圈安装座上安装轴承，实现对输出轴的安装定位。
所述输出轴上开有直线键槽，所述活动棘盘的内壁设置有键齿，该键齿落入所述直线键槽中。
键槽较其他限位结构更简单，保证了活动棘盘只能沿输出轴的轴向滑动。
所述活动棘盘的正面开有棘齿，背面设置有轴套，该轴套套装在所述输出轴上，该轴套的内壁开有压簧槽，所述压簧位于该压簧槽中。
轴套实现对压簧的限位。也将压簧和线圈相互隔离开。
所述压簧的一端与所述活动棘盘相抵接，该压簧的另一端抵接在定位套的一个端面，该定位套活套在所述输出轴上，该定位套的另一个端面与所述轴承的内圈相抵接。
定位套也可以固定在输出轴上。
定位套能提高压簧工作的稳定性。
所述大电流线圈和小电流线圈固定在所述线圈安装座上，且套装在所述轴套上。
线圈安装座上安装有线圈外壳，大电流线圈和小电流线圈被保护在线圈外壳中，可以避免线圈被外力冲击。
一种采用所述电磁离合机构的电动车变挡装置，包括套装在输出轴上的一挡单向离合齿轮和二挡单向离合齿轮，所述一挡单向离合齿轮和二挡单向离合齿轮都设置有凸轮式超越离合器与所述输出轴连接，其中一挡单向离合齿轮中凸轮式超越离合器的凸轮为平面轮，二挡单向离合齿轮中凸轮式超越离合器的凸轮为平面棘轮，其关键在于：所述平面棘轮的棘齿面朝向所述的电磁离合机构；
该电磁离合机构中活动棘盘的正面开有棘齿，该棘齿与所述平面棘轮相对；
所述电磁离合机构中的大电流线圈和小电流线圈与控制电路相连接。
所述控制电路由电源、控制器、换挡开关和电机组成，所述电源连接在控制器电源端上，控制器的电机输出端与所述电机连接，所述换挡开关的输出端连接在控制器的换挡输入端上，所述控制器的二挡大电流控制端连接所述大电流线圈，所述控制器的二挡小电流控制端连接所述小电流线圈。
所述控制器的显示输出端连接有挡位显示器，该控制器的调速输入端连接有调速转把。
所述输出轴上还安装有装配结构与二挡单向离合齿轮、电磁离合机构一致的如下机构组合：
三挡单向离合齿轮和三挡电磁离合机构、四挡单向离合齿轮和四挡电磁离合机构、五挡单向离合齿轮和五挡电磁离合机构；
所述控制器上还设置有：三挡大、小电流控制端与所述三挡电磁离合机构连接，四挡大、小电流控制端与所述四挡电磁离合机构连接，五挡大、小电流控制端与所述五挡电磁离合机构连接。
本实用新型的有益效果是：提供了一种能够降低能耗的电磁离合机构及采用该电磁离合机构的电动车变挡装置，并减少了线圈发热量，利于输出轴和轴承降温，提高了线圈的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型的机械结构图；
图2是本实用新型的电路结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
实施例1，如图1、2所示，本实用新型是一种电磁离合机构，包括套装在输出轴1上的压簧2、线圈安装座3和活动棘盘4，所述活动棘盘4沿输出轴1的轴向滑动，所述线圈安装座3与输出轴1相对转动，所述压簧2位于所述活动棘盘4和线圈安装座3之间，在所述线圈安装座3与活动棘盘4之间还安装有大电流线圈5和小电流线圈6，所述大电流线圈5和小电流线圈6与控制电路相连接。
当需要较大吸力对活动棘盘4回拉时，大电流线圈5和小电流线圈6同时通电，所产生的吸力最大，此时的吸力即克服了压簧2的压力，又克服了两个棘齿面在高速旋转式的咬合力，同时解决了远距离吸合力差的问题。
当两个棘齿面彻底分离以后，就可以断开大电流线圈5，只对小电流线圈6继续供电，小电流线圈6在正负极较近的情况下就能克服压簧2的压力，实现对活动棘盘4的可靠控制，同时将线圈能耗降到了最低。
大电流线圈5和小电流线圈6分工合作，及实现了能耗控制，又利于输出轴1和轴承的温度控制。
所述线圈安装座3经螺栓与轴承座11连接。
所述线圈安装座3经轴承7与所述输出轴1连接。
轴承7保证了线圈安装座3与输出轴1只能相对转动，也可以采用其他方式，如限位卡槽等结构，都能保证二者只能相对转动，但轴承7结构的传动效果更好。
所述输出轴1上开有直线键槽1a，所述活动棘盘4的内壁设置有键齿，该键齿落入所述直线键槽1a中。
键槽较其他限位结构更简单，保证了活动棘盘4只能沿输出轴1的轴向滑动。
所述活动棘盘4的正面开有棘齿，背面设置有轴套4a，该轴套4a套装在所述输出轴1上，该轴套4a的内壁开有压簧槽，所述压簧2位于该压簧槽中。
轴套4a实现对压簧2的限位。也将压簧2和线圈相互隔离开。
所述压簧2的一端与所述活动棘盘4相抵接，该压簧2的另一端抵接在定位套8的一个端面，该定位套8活套在所述输出轴1上，该定位套8的另一个端面与所述轴承7的内圈相抵接。
定位套8能提高压簧2工作的稳定性。
所述大电流线圈5和小电流线圈6固定在所述线圈安装座3上，且套装在所述轴套4a上。
线圈安装座3上安装有线圈外壳，大电流线圈5和小电流线圈6被保护在线圈外壳中，可以避免线圈被外力冲击，同时可将线圈热量通过壳体传递到外面。
一种采用所述电磁离合机构的电动车变挡装置，包括套装在输出轴1上的一挡单向离合齿轮和二挡单向离合齿轮9，所述一挡单向离合齿轮和二挡单向离合齿轮9都设置有凸轮式超越离合器与所述输出轴1连接，其中一挡单向离合齿轮中凸轮式超越离合器的凸轮为平面轮，内孔为花键的二挡单向离合齿轮中凸轮式超越离合器的凸轮为平面棘轮10，内孔为活套。该平面棘轮10的棘齿面朝向所述的电磁离合机构；
该电磁离合机构中活动棘盘4的正面开有棘齿，该棘齿与所述平面棘轮10相对；
所述电磁离合机构中的大电流线圈5和小电流线圈6与控制电路相连接。
所述控制电路由电源13、控制器14、换挡开关15和电机16组成，所述电源13连接在控制器14电源端上，控制器14的电机输出端组与所述电机16连接，所述换挡开关15的输出端连接在控制器14的换挡输入端上，所述控制器14的二挡大电流控制端连接所述大电流线圈5，所述控制器14的二挡小电流控制端连接所述小电流线圈6。
所述控制器14的显示输出端连接有挡位显示器17，该控制器14的调速输入端连接有调速转把18。
整机停机后，挡位显示器17显示为一挡，二挡单向离合齿轮因电磁离合机构断电与二挡活动棘盘卡接，当整车通电时，电磁线圈应立即通电，使活动棘盘与二挡凸轮分离行使一挡工作状态。
在需要从一档切换到二挡时，电机电流需要立刻降到零，再迅速由零上升到二挡所需电流。这是为配合二挡单向离合齿轮与电磁离合机构结合时，利用输出轴的惯性带动二挡单向离合齿轮转动，随着电流的迅速升高，二挡单向离合齿轮迅速由从动变为主动，带动输出轴转动。实现挡位的平滑过渡，避免换档时产生机械速差而造成车辆突然加速。当从二挡换成一挡时，大电流线圈5和小电流线圈6通电的同时将电机停止转动，这时让车轮带动输出轴向前滑行，已便卸掉主动齿轮的阻力矩，使活动棘盘与凸轮平面棘轮顺利脱开。
所述输出轴1上还安装有装配结构与二挡单向离合齿轮、电磁离合机构一致的如下机构组合：
三挡单向离合齿轮和三挡电磁离合机构、四挡单向离合齿轮和四挡电磁离合机构、五挡单向离合齿轮和五挡电磁离合机构；
所述控制器14上还设置有：三挡大、小电流控制端与所述三挡电磁离合机构连接，四挡大、小电流控制端与所述四挡电磁离合机构连接，五挡大、小电流控制端与所述五挡电磁离合机构连接。
在实现高挡位传动时，如在三挡工作时，可以对低挡位的电磁线圈断电，如二挡的大、小电流线圈都断电，凸轮式超越离合器实现输出轴对低挡位单向离合齿轮的超越离合。这一切都可以通过同一控制器14控制。
尽管以上结构结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但本实用新型不限于上述具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的而不是限定性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以作出多种类似的表示，如将大、小电流线圈固定在活动棘盘4上，更改大、小电流线圈和压簧的位置关系等。这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电磁离合机构，包括套装在输出轴(1)上的压簧(2)、线圈安装座(3)和活动棘盘(4)，所述活动棘盘(4)沿输出轴(1)的轴向滑动，所述线圈安装座(3)与输出轴(1)相对转动，所述压簧(2)位于所述活动棘盘(4)和线圈安装座(3)之间，其特征在于：在所述线圈安装座(3)与活动棘盘(4)之间还安装有大电流线圈(5)和小电流线圈(6)，所述大电流线圈(5)和小电流线圈(6)与控制电路相连接。
2.根据权利要求1所述的电磁离合机构，其特征在于：所述线圈安装座(3)经螺栓与轴承座(11)连接。
3.根据权利要求1所述的电磁离合机构，其特征在于：所述输出轴(1)上开有直线键槽(1a)，所述活动棘盘(4)的内壁设置有键齿，该键齿落入所述直线键槽(1a)中。
4.根据权利要求1所述的电磁离合机构，其特征在于：所述活动棘盘(4)的正面开有棘齿，背面设置有轴套(4a)，该轴套(4a)套装在所述输出轴(1)上，该轴套(4a)的内壁开有压簧槽，所述压簧(2)位于该压簧槽中。
5.根据权利要求2或4所述的电磁离合机构，其特征在于：所述压簧(2)的一端与所述活动棘盘(4)相抵接，该压簧(2)的另一端抵接在定位套(8)的一个端面上，该定位套(8)活套在所述输出轴(1)上，该定位套(8)的另一个端面与所述轴承(7)的内圈相抵接。
6.根据权利要求1或4所述的电磁离合机构，其特征在于：所述大电流线圈(5)和小电流线圈(6)固定在所述线圈安装座(3)上，且套装在所述轴套(4a)上。
7.一种采用权1所述电磁离合机构的电动车变挡装置，包括套装在输出轴(1)上的一挡单向离合齿轮和二挡单向离合齿轮(9)，所述一挡单向离合齿轮和二挡单向离合齿轮(9)都设置有凸轮式超越离合器与所述输出轴(1)连接，其中一挡单向离合齿轮中凸轮式超越离合器的凸轮为平面轮，二挡单向离合齿轮中凸轮式超越离合器的凸轮为平面棘轮(10)，其特征在于：所述平面棘轮(10)的棘齿面朝向权1所述的电磁离合机构；
该电磁离合机构中活动棘盘(4)的正面开有棘齿，该棘齿与所述平面棘轮(10)相对；
所述电磁离合机构中的大电流线圈(5)和小电流线圈(6)与控制电路相连接。
8.根据权利要求7所述的电动车变挡装置，其特征在于：所述控制电路由电源(13)、控制器(14)、换挡开关(15)和电机(16)组成，所述电源(13)连接在控制器(14)电源端上，控制器(14)的电机输出端组与所述电机(16)连接，所述换挡开关(15)的输出端连接在控制器(14)的换挡输入端上，所述控制器(14)的二挡大电流控制端连接所述大电流线圈(5)，所述控制器(14)的二挡小电流控制端连接所述小电流线圈(6)。
9.根据权利要求8所述的电动车变挡装置，其特征在于：所述控制器(14)的显示输出端连接有挡位显示器(17)，该控制器(14)的调速输入端连接有调速转把(18)。
10.根据权利要求8所述的电动车变挡装置，其特征在于：所述输出轴(1)上还安装有装配结构与二挡单向离合齿轮、电磁离合机构一致的如下机构组合：
三挡单向离合齿轮和三挡电磁离合机构、四挡单向离合齿轮和四挡电磁离合机构、五挡单向离合齿轮和五挡电磁离合机构；
所述控制器(14)上还设置有：三挡大、小电流控制端与所述三挡电磁离合机构连接，四挡大、小电流控制端与所述四挡电磁离合机构连接，五挡大、小电流控制端与所述五挡电磁离合机构连接。
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