CN204592174U - 一种电动车离心式三档自动变速器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动车离心式三档自动变速器，其设置了F1单向超越离合器、离心式离合器、带式制动器、离心式制动器以及F2单向超越离合器，分别在不同的档位自动对前排齿圈、前排行星架、前排太阳轮、后排齿圈、后排行星架以及后排太阳轮进行控制，使电动车能够自动换挡，摆脱复杂的电控模块及液压系统，提高电动车辆的续航里程，延长电池的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于电动车辆传动技术领域，特别涉及一种电动车离心式三档自动变速器。
背景技术
当前，大多数的电动车辆自动变速器都采用液压控制或电子控制，该类自动变速器成本较高、系统复杂，不利于推广及后期使用。设计一种根据车辆的运行速度采用纯机械式的换档控制方式自动改变挡位的变速器，具有巨大的市场价值。续驶里程短、中高速加速性能不足是限制电动汽车普及的重要原因之一。通过传动系统的改进，可以实现动力总成轻量化，降低对电机扭矩的要求，提高整车续驶里程和车辆性能。电动车采用两挡或多挡自动变速器，能提高整车爬坡度、加速性能、最高车速，减少电机峰值负荷使用时间，增加续驶里程。但是目前大多数的电动车辆自动变速器都采用液压控制或电子控制，这类变速器与纯机械自动变档的变速器相比，成本较高、系统复杂，不利于后期的推广及使用。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本实用新型还有一个目的是提供一种电动车离心式三档自动变速系统，其将主减速器和变速器连成一体，增大速比范围，减小体积和重量，提高传动效率。
本实用新型还有一个目的是提供一种变速器，其设置单向超越离合器、离心式离合器、带式制动器和离心式制动器对传动机构进行控制，使变速器根据车速采用纯机械的工作方式进行自动换挡。
为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种电动车离心式三档自动变速器，包括：
动力输入轴；
前排太阳轮，其与动力输入轴同轴连接；
前排行星轮，其与前排太阳轮外啮合，在被前排太阳轮驱动产生自转的同时，围绕前排太阳轮公转；
前排齿圈，其与前排行星轮内啮合，被前排行星轮的自转驱动；
前排行星架，其与前排行星轮同轴连接，被前排行星轮的公转驱动；
后排太阳轮，其与前排齿圈连接形成第一组件；
后排行星轮，其与后排太阳轮啮合，被后排太阳轮驱动自转；
后排行星架，其与前排行星架连成一体形成第二组件，且与后排行星轮同轴连接，并驱动后排行星轮公转；
后排齿圈，其与后排行星轮内啮合，并将动力输出；以及
外壳；
其中，在外壳与前排行星架之间设置有F1单向超越离合器，用作在一档位时阻止前排行星架逆时针转动，使前排太阳轮驱动前排齿圈；
在第一组件上设置有F2单向超越离合器和离心式制动器，离心式制动器串联在F2单向超越离合器的外部且随第一组件转动，在第二档位时，离心式制动器在离心作用下与外壳连接，将F2单向超越离合器启动，所述F2单向超越离合器阻止后排太阳轮相对离心式制动器逆时针转动，使前排太阳轮驱动前排行星架；
后排齿圈与后排行星架之间设置有离心式离合器将两者分离与结合，或后排行星架与后排太阳轮之间离心式离合器将两者分离与结合，以在三档位时，第一组件和第二组件结为一体带动后排齿圈转动将动力输出。
优选的是，所述的电动车离心式三档自动变速器中，所述外壳与前排行星架之间还设置有带式制动器，以在所述电动车倒档时制动所述前排行星架。
优选的是，所述的电动车离心式三档自动变速器中，所述离心式制动器控制所述F2单向超越离合器，所述F2单向超越离合器阻止所述后排太阳轮相对离心式制动器逆时针转动。
优选的是，所述的电动车离心式三档自动变速器中，所述动力输入轴与电机连接，并将动力输入到前排太阳轮。
优选的是，所述的电动车离心式三档自动变速器中，所述一档位的车速为0-5km/h，二档位车速为5-40km/h，三档位车速为40-100km/h。
优选的是，所述的电动车离心式三档自动变速器中，所述一档位的车速为0-10km/h，二档位车速为10-50km/h，三档位车速为50-100km/h。
优选的是，所述的电动车离心式三档自动变速器中，所述一档位的车速为0-20km/h，二档位车速为20-60km/h，三档位车速为60-120km/h。
优选的是，所述的电动车离心式三档自动变速器中，所述一档位的车速为0-30km/h，二档位车速为30-70km/h，三档位车速为70-130km/h。
优选的是，所述的电动车离心式三档自动变速器中，所述一档位的车速为0-40km/h，二档位车速为40-80km/h，三档位车速为80-150km/h。
优选的是，所述的电动车离心式三档自动变速器中，所述一档位的车速为0-50km/h，二档位车速为50-100km/h，三档位车速为100-200km/h。
本实用新型至少包括以下有益效果：首先，本实用新型采用离心式离合器及单向超越离合器进行换档，减少动力中断时间，实现平滑换挡；采用单向超越离合器，使得该变速器具有带挡滑行的功能，减少了电量的损耗。
其次，相对于传统的电子控制或液压控制的电动车辆自动变速器，本实用新型的机械式自动变速器利用元件的速度变化、纯机械机构实现前进三挡自动切换，降低了生产成本，系统稳定性高。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本实用新型一种实现形式的结构示意图；
图2为本实用新型另一种实现形式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
图1示出了根据本实用新型的一种实现形式，其中包括：
动力输入轴2；一端和电机连接，另一端与前排太阳轮7同轴连接，电机将动力通过动力输入轴2传递给前排太阳轮7。
前排太阳轮7，其与动力输入轴2同轴连接；
前排行星轮，其与前排太阳轮7外啮合，在被前排太阳轮7驱动产生自转的同时，围绕前排太阳轮7公转；
前排齿圈5，其与前排行星轮内啮合，被前排行星轮的自转驱动；
前排行星架6，其与前排行星轮同轴连接，被前排行星轮的公转驱动；
后排太阳轮11，其与前排齿圈5连接形成第一组件；
后排行星轮，其与后排太阳轮11啮合，被后排太阳轮11驱动自转；
后排行星架10，其与前排行星架6连成一体形成第二组件，且与前排行星轮同轴连接，并驱动后排行星轮公转；
后排齿圈9，其与后排行星轮内啮合，并将动力输出；后排齿圈9和主减速器8连接，主减速器8再将动力输出到电动车的轮子。以及
外壳1，其设置在上述构件的外部；外壳1为内部构件提供支撑或是固定。
其中，在外壳1与前排行星架6之间设置有F1单向超越离合器4，用作在一档位时阻止前排行星架6逆时针转动，使前排太阳轮7驱动前排齿圈5；在电动车启动时，电机带动动力输入轴2顺时针转动，主减速器8将动力输出到轮子时存在阻力，F1单向超越离合器4使得前排行星架6与后排行星架10逆时针单向制动，前排太阳轮7带动前排齿圈5逆时针减速转动，因此后排太阳轮11的逆时针转动带动后排齿圈9的顺时针减速转动；动力传输过程为：前排太阳轮7-前排齿圈5-后排太阳轮11-后排齿圈9。后排齿圈9的动力再经过后主减速器8输出动力，实现前进一挡。
在第一组件上设置有F2单向超越离合器14和离心式制动器13，离心式制动器13串联在F2单向超越离合器14的外部且随第一组件转动，在第二档位时，离心式制动器13在离心作用下与外壳1连接，将F2单向超越离合器14启动，所述F2单向超越离合器14阻止后排太阳轮11相对离心式制动器13逆时针转动，使前排太阳轮7驱动前排行星架6。随着电机转速的升高，离心式制动器13工作，前排齿圈5与后排太阳轮11的逆时针转动被F2单向超越离合器14和离心式制动器13串联制动，F1单向超越离合器4解除锁止。因此电机的动力从动力输入轴2输入，前排太阳轮7带动前排行星架6减速转动，后排行星架10带动后排齿圈9转动，同前述，动力经过主减速器8输出动力，实现前进二挡。
后排齿圈9与后排行星架10之间设置有离心式离合器12将两者分离与结合，以在三档位时，第一组件和第二组件结为一体带动后排齿圈9转动将动力输出。随着电机转速的进一步升高，离心式离合器12工作，后排行星架10与后排太阳轮11结合，此时前、后排行星齿轮机构成为一个整体，同步运动，同前述，后排齿圈9经过主减速器8输出动力，实现前进三挡。
所述F1单向超越离合器4的工作原理：所述F1单向超越离合器4的外圈与壳体1连接，单向超越离合器F1的内圈与前排行星架6和后排行星架10组件连接。因此，F1单向超越离合器4使得前排行星架6与后排行星架10逆时针单向制动。
所述F2单向超越离合器14的工作原理：F2单向超越离合器14的外圈与离心式制动器13的内圈连接，F2单向超越离合器14的内圈与前排齿圈5和后排太阳轮11组件连接。因此，前排齿圈5与后排太阳轮11组件相对于离心式制动器13内圈逆时针转动时，被F2单向超越离合器14制动。进一步的，电机转速提高，离心式制动器13与壳体1连接时，则前排齿圈5与后排太阳轮11组件逆时针单向制动。
所述的电动车离心式三档自动变速器中，所述外壳1与前排行星架6之间还设置有带式制动器3，以在所述电动车倒档时制动所述前排行星架6。倒挡时，带式制动器3使得前排行星架6与后排行星架10制动，电机带动动力输入轴2反转动，经过动力输入轴2输入动力，其余动力传递路线与前进一挡相同，动力经前排太阳轮7-前排齿圈5-后排太阳轮11-后排齿圈9后输出动力。
所述的电动车离心式三档自动变速器中，所述离心式制动器13控制所述F2单向超越离合器14，所述F2单向超越离合器14阻止所述后排太阳轮11相对离心式制动器13逆时针转动。
所述的电动车离心式三档自动变速器中，所述动力输入轴2与电机连接，并将动力输入到前排太阳轮7。
使用不同的离心式制动器13和离心式离合器12，可以调节不同档位的速度范围。
当离心式制动器13在5km/h，离心式离合器12在40km/h的速度下启动时，一档位的车速为0-5km/h，二档位车速为5-40km/h，三档位车速为40km/h以上。
当离心式制动器13在10km/h，离心式离合器12在50km/h的速度下启动时，一档位的车速为0-10km/h，二档位车速为10-50km/h，三档位车速为50km/h以上。
当离心式制动器13在15km/h，离心式离合器12在55km/h的速度下启动时，一档位的车速为0-15km/h，二档位车速为15-55km/h，三档位车速为55km/h以上。
当离心式制动器13在20km/h，离心式离合器12在60km/h的速度下启动时，一档位的车速为0-20km/h，二档位车速为20-60km/h，三档位车速为60km/h以上。
当离心式制动器13在30km/h，离心式离合器12在70km/h的速度下启动时，一档位的车速为0-30km/h，二档位车速为30-70km/h，三档位车速为70km/h以上。
当离心式制动器13在40km/h，离心式离合器12在80km/h的速度下启动时，一档位的车速为0-40km/h，二档位车速为40-80km/h，三档位车速为80km/h以上。
当离心式制动器13在50km/h，离心式离合器12在100km/h的速度下启动时，一档位的车速为0-50km/h，二档位车速为50-100km/h，三档位车速为100km/h以上。
图2示出了本实用新型的另一种实现形式，该图例的电动车离心式三档自动变速器中的离心式离合器12位于后排行星架10与后排太阳轮11之间；它的作用是，当处于前进三档时，离心式离合器12工作，后排行星架10与后排太阳轮11连接，同样，第一组件和第二组件结合使得前、后排行星齿轮机构成为一个整体。
本实用新型的工作原理如下：
前进一挡：汽车起步时，电机带动输入轴2顺时针转动，主减速器输出动力时存在阻力，F1单向超越离合器4使得前排行星架6与后排行星架10逆时针单向制动，前排太阳轮7带动前排齿圈5逆时针减速转动，因此后排太阳轮11的逆时针转动带动后排齿圈9的顺时针减速转动；后排齿圈9的动力经过主减速器8输出动力，实现前进一挡。
前进二挡：随着电机转速的升高，离心式制动器13工作，前排齿圈5与后排太阳轮11的逆时针转动被F2单向超越离合器14和离心式制动器13串联制动，F1单向超越离合器4解除锁止。因此电机的动力从输入轴2输入，前排太阳轮7带动前排行星架6减速转动，后排行星架10带动后排齿圈9转动再经过主减速器8输出动力，实现前进二挡。
前进三挡：随着电机转速的进一步升高，离心式离合器12工作，后排行星架10与后排太阳轮11结合，此时第一组件和第二组件结合，前、后排行星齿轮机构成为一个整体，同步运动，后排齿圈9经过主减速器8输出动力，实现前进三挡。
倒挡：带式制动器3使得前排行星架6与后排行星架10制动，电机反转动，经过动力输入轴2输入动力，其余动力传递路线与前进一挡相同。
相反，当汽车车速降低时，所述离心式三档自动变速器将按上述相反的顺序自动降挡。
当汽车下坡时，由于单向超越离合器的存在，该离心式三档自动变速器具有在档滑行功能。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种电动车离心式三档自动变速器，其特征在于，包括：
动力输入轴；
前排太阳轮，其与动力输入轴同轴连接；
前排行星轮，其与前排太阳轮外啮合，在被前排太阳轮驱动产生自转的同时，围绕前排太阳轮公转；
前排齿圈，其与前排行星轮内啮合，被前排行星轮的自转驱动；
前排行星架，其与前排行星轮同轴连接，被前排行星轮的公转驱动；
后排太阳轮，其与前排齿圈连接形成第一组件；
后排行星轮，其与后排太阳轮啮合，被后排太阳轮驱动自转；
后排行星架，其与前排行星架连成一体形成第二组件，且与后排行星轮同轴连接，并驱动后排行星轮公转；
后排齿圈，其与后排行星轮内啮合，并将动力输出；以及
外壳；
其中，在外壳与前排行星架之间设置有F1单向超越离合器，用作在一档位时阻止前排行星架逆时针转动，使前排太阳轮驱动前排齿圈；
在第一组件上设置有F2单向超越离合器和离心式制动器，离心式制动器串联在F2单向超越离合器的外部且随第一组件转动，在第二档位时，离心式制动器在离心作用下与外壳连接，将F2单向超越离合器启动，所述F2单向超越离合器阻止后排太阳轮相对离心式制动器逆时针转动，使前排太阳轮驱动前排行星架；
后排齿圈与后排行星架之间设置有离心式离合器将两者分离与结合，或后排行星架与后排太阳轮之间离心式离合器将两者分离与结合，以在三档位时，第一组件和第二组件结为一体带动后排齿圈转动将动力输出。
2.如权利要求1所述的电动车离心式三档自动变速器，其特征在于，所述外壳与前排行星架之间还设置有带式制动器，以在所述电动车倒档时制动所述前排行星架。
3.如权利要求1所述的电动车离心式三档自动变速器，其特征在于，所述离心式制动器控制所述F2单向超越离合器，所述F2单向超越离合器阻止所述后排太阳轮相对离心式制动器逆时针转动。
4.如权利要求1所述的电动车离心式三档自动变速器，其特征在于，所述动力输入轴与电机连接，并将动力输入到前排太阳轮。
5.如权利要求1所述的电动车离心式三档自动变速器，其特征在于，所述一档位的车速为0-5km/h，二档位车速为5-40km/h，三档位车速为40-100km/h。
6.如权利要求1所述的电动车离心式三档自动变速器，其特征在于，所述一档位的车速为0-10km/h，二档位车速为10-50km/h，三档位车速为50-100km/h。
7.如权利要求1所述的电动车离心式三档自动变速器，其特征在于，所述一档位的车速为0-20km/h，二档位车速为20-60km/h，三档位车速为60-120km/h。
8.如权利要求1所述的电动车离心式三档自动变速器，其特征在于，所述一档位的车速为0-30km/h，二档位车速为30-70km/h，三档位车速为70-130km/h。
9.如权利要求1所述的电动车离心式三档自动变速器，其特征在于，所述一档位的车速为0-40km/h，二档位车速为40-80km/h，三档位车速为80-150km/h。
10.如权利要求1所述的电动车离心式三档自动变速器，其特征在于，所述一档位的车速为0-50km/h，二档位车速为50-100km/h，三档位车速为100-200km/h。
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