CN206954003U - 一种汽车机电一体化的驱动力主动分配机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车机电一体化的驱动力主动分配机构，其驱动力输入轴一端安装有主动锥齿轮；从动轴上安装有从动锥齿轮；从动锥齿轮和主动锥齿轮啮合；左、右周转轮系分别设置在从动轴的左右两端；左、右驱动半轴分别通过行星架和左、右周转轮系配合；驱动力矩分配电机安装于电磁制动器一侧；差速器右半轴上安装有差速器齿轮II、差速器齿轮IV；差速器齿轮IV和右周转轮系相啮合；差速器左半轴上安装差速器齿轮I、差速器齿轮III；差速器齿轮I和左驱动半轴相啮合；差速器齿轮III和差速器齿轮II相啮合。本实用新型采取两套周转轮系和一套由圆柱齿轮组成的定轴轮系差速机构来完成减速和差速功能，采取力矩调节电机来完成车辆驱动力矩的分配功能。

Description

一种汽车机电一体化的驱动力主动分配机构

【技术领域】

本实用新型涉及一种汽车的组成机构，具体涉及一种汽车机电一体化的驱动力主动分配机构，属于汽车驱动系统技术领域。

【背景技术】

一般车辆差速机构的功能是将车辆驱动转矩等额分配到驱动桥左、右侧车轮，以便于在车辆转向行驶时，左、右侧车轮可以以不同转速行驶。但是如果某一车车轮在低附着系数的路面上滑转，驱动力很小，也会导致另一侧车轮的驱动力下降，使发动机动力得不到有效利用，严重情况下车辆停止行驶，从而降低车辆在较差、特殊路况及环境下的通过性。

为了解决上面的问题，越野车等对通过性要求较高车辆的驱动桥安装有差速锁，在一侧车轮滑转时，通过差速锁使左右半轴称为一体，左右半轴等速转动，从而可以利用另一侧的车轮附着力驱动车辆，使车辆获得行驶的动力，一般采用机械的或液压控制的离合器实现上述功能。

目前，具有4WD的高端车辆动力传动系一般都具有驱动力矩分配功能，采用的机构一般为：(1)具有随输出转速调节力矩分配功能的托森差速器(一般用于中央差速器)；(2)采取结合压力可调的离合器分配左右侧车轮驱动力；(3)采取对个别车轮电控制动的方式对驱动力进行分配。

上述带力矩分配的差速机构一般采用可控接合压力的离合器实现力矩的调节。然而，其往往存在以下缺点：

(1)要完成转矩调节，离合器必须要有液压或其他压力来实现，存在较大的能源消耗；

(2)离合器往往处于半结合状态，主动盘和从动盘之间具有较大转速差，摩擦功率损失较大，能源利用效率低，对车辆的经济性不利；

(3)现代新能源汽车发展迅猛，新能源汽车对传动系的效率要求更高，采用离合器调节的方法不适合新能源汽车动力传动系统。

因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的汽车机电一体化的驱动力主动分配机构，以克服现有技术中的所述缺陷。

【实用新型内容】

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种汽车机电一体化的驱动力主动分配机构，其采取两套周转轮系(驱动左、右车轮的半轴)和一套由圆柱齿轮组成的定轴轮系差速机构来完成减速和差速功能，采取力矩调节电机来完成车辆驱动力矩的分配功能。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种汽车机电一体化的驱动力主动分配机构，其包括机架、驱动力输入轴、主动锥齿轮、从动轴、从动锥齿轮、左周转轮系、右周转轮系、行星架、左驱动半轴、右驱动半轴、驱动力矩分配电机、电磁制动器、差速器左半轴、差速器右半轴、差速器齿轮I、差速器齿轮II、差速器齿轮III以及差速器齿轮IV；其中，所述驱动力输入轴枢接于机架上，其一端安装有所述主动锥齿轮；所述从动轴亦枢接于机架上，其上安装有从动锥齿轮；所述从动锥齿轮和主动锥齿轮啮合；所述左周转轮系、右周转轮系分别设置在从动轴的左右两端，并由从动轴驱动；所述左驱动半轴通过行星架和左周转轮系配合，并由左周转轮系驱动；所述右驱动半轴通过行星架和右周转轮系配合，并由右周转轮系驱动；所述驱动力矩分配电机安装于电磁制动器一侧，所述电磁制动器安装于机架一侧；所述差速器右半轴枢接于机架，其上安装有所述差速器齿轮II、差速器齿轮IV；所述差速器齿轮IV和右周转轮系相啮合；所述差速器左半轴枢接于机架，其上安装有所述差速器齿轮I、差速器齿轮III；所述差速器齿轮I和左周转轮系相啮合；所述差速器齿轮III和差速器齿轮II相啮合。

本实用新型的汽车机电一体化的驱动力主动分配机构进一步设置为：所述驱动力输入轴和从动轴相垂直设置。

本实用新型的汽车机电一体化的驱动力主动分配机构进一步设置为：所述左周转轮系包括太阳轮、行星轮以及内外齿圈；其中，所述太阳轮安装于从动轴上；所述行星轮分别和太阳轮和内外齿圈的内齿相啮合；所述内外齿圈的外齿和差速器齿轮I啮合。

本实用新型的汽车机电一体化的驱动力主动分配机构进一步设置为：所述右周转轮系包括太阳轮、行星轮以及内外齿圈；其中，所述太阳轮安装于从动轴上；所述行星轮分别和太阳轮和内外齿圈的内齿相啮合；所述内外齿圈的外齿和差速器齿轮IV啮合。

本实用新型的汽车机电一体化的驱动力主动分配机构进一步设置为：所述差速器齿轮II、差速器齿轮III采用一对圆柱齿轮传动。

本实用新型的汽车机电一体化的驱动力主动分配机构进一步设置为：所述主动锥齿轮和从动锥齿轮能用圆柱齿轮代替，此时，驱动力输入轴和从动轴相平行设置。

本实用新型的汽车机电一体化的驱动力主动分配机构进一步设置为：所述的力矩分配电机的电机轴与差速器右半轴同轴安装；或者所述的力矩分配电机的电机轴与差速器左半轴同轴安装。

本实用新型的汽车机电一体化的驱动力主动分配机构还设置为：所述的电磁制动器与力矩分配电机同侧、同轴安装，或与力矩分配电机分左、右两侧安装。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的汽车机电一体化的驱动力主动分配机构采用圆柱齿轮传动的差速机构与两套周转轮系减速器组成车辆的差速与减速系统，采用控制驱动力矩分配电机对差速机构一侧齿轮进行转速、转矩控制，实现对车辆驱动轮力矩的分配，通过对电磁制动器的控制实现一般由液压离合器实现的差速锁功能，控制简单、方便。

【附图说明】

图1是本实用新型的汽车机电一体化的驱动力主动分配机构的剖视图。

图2是图1中沿A-A的剖视图。

【具体实施方式】

请参阅说明书附图1和附图2所示，本实用新型涉及一种汽车机电一体化的驱动力主动分配机构，其由机架20、驱动力输入轴7、主动锥齿轮8、从动轴10、从动锥齿轮9、左周转轮系、右周转轮系、行星架3、左驱动半轴4、右驱动半轴12、驱动力矩分配电机17、电磁制动器16、差速器左半轴2、差速器右半轴14、差速器齿轮I1、差速器齿轮II13、差速器齿轮III15以及差速器齿轮IV18等几部分组成。

其中，所述驱动力输入轴7枢接于机架20上，其一端安装有所述主动锥齿轮8。所述从动轴10亦枢接于机架20上，其上安装有从动锥齿轮9。所述从动锥齿轮9和主动锥齿轮8啮合，从而实现驱动力输入轴7驱动从动轴10。且所述驱动力输入轴7和从动轴10相垂直设置。所述主动锥齿轮8和从动锥齿轮9能用圆柱齿轮代替，此种情况主要针对车辆为前置前驱或后置后驱的情况，此时，驱动力输入轴7和从动轴10相平行设置。

所述左周转轮系、右周转轮系分别设置在从动轴10的左右两端，并由从动轴10驱动。

所述左驱动半轴4通过行星架3和左周转轮系配合，并由左周转轮系驱动。所述右驱动半轴12通过行星架3和右周转轮系配合，并由右周转轮系驱动。

在本实施方式中，所述左周转轮系包括太阳轮11、行星轮5以及内外齿圈6。其中，所述太阳轮11安装于从动轴10上；所述行星轮5分别和太阳轮11和内外齿圈6的内齿相啮合；所述内外齿圈6的外齿和差速器齿轮I1啮合。

所述右周转轮系和左周转轮系的组成结构相同，亦包括太阳轮11、行星轮5以及内外齿圈6；其中，所述太阳轮11安装于从动轴10上；所述行星轮5分别和太阳轮11和内外齿圈6的内齿相啮合；所述内外齿圈6的外齿和差速器齿轮IV18啮合。

所述驱动力矩分配电机17、电磁制动器16、差速器左半轴2、差速器右半轴14、差速器齿轮I1、差速器齿轮II13、差速器齿轮III15和差速器齿轮IV18等部件组成差速机构。其中，所述驱动力矩分配电机17安装于电磁制动器16一侧，所述电磁制动器16安装于机架20一侧，即所述的电磁制动器16与力矩分配电机17同侧、同轴安装，或与力矩分配电机17分左、右两侧安装，即与另一侧差速器半轴同轴安装。当需要锁止时，电磁制动器16进行锁止控制，可以通过控制电磁制动器16的电流大小实现不锁止到完全锁止状态的实时控制。

进一步的，在本实施方式中，所述的力矩分配电机17的电机轴与差速器右半轴14同轴安装(如图所示)；或者所述的力矩分配电机17的电机轴也可与差速器左半轴2同轴安装。

所述差速器右半轴14枢接于机架20，其由驱动力矩分配电机17驱动，其上安装有所述差速器齿轮II13、差速器齿轮IV18。所述差速器齿轮IV18和右周转轮系相啮合。

所述差速器左半轴2枢接于机架20，其上安装有所述差速器齿轮I1、差速器齿轮III15。所述差速器齿轮III15和差速器齿轮II13相啮合，从而实现差速器右半轴14驱动差速器左半轴2。

本实施方式中，所述差速器齿轮II13、差速器齿轮III15采用一对圆柱齿轮传动，具有零件数少，安装要求低，对轴承要求低，结构简单，传动效率高的特点。

本实用新型的汽车机电一体化的驱动力主动分配机构的设计原理如下：

1、动力传动路线：

发动机(或电动机)动力由输入轴7输入，经锥齿轮传动至从动轴10，再通过左、右两侧的周转轮系将动力传递到行星架3，通过行星架3的花键将动力传给左、右车轮的驱动半轴4、12。

2、车辆直线行驶

由于左右车辆阻力矩相等，在差速机构的约束下，左、右侧周转轮系的齿圈6固定，左、右侧周转轮系传动比一致，车轮转速一致，车轮直线行驶。

3、车辆转向行驶

转向行驶时，在差速机构作用下，内侧周转轮系齿圈6反向转动，外侧周转轮系齿圈6正向转动，内侧周转轮系行星架、驱动半轴转速降低，车轮转速降低；而外侧行星架转速、驱动半轴及车轮转速升高，左右侧车轮驱动力矩相等。

4、主动力矩分配

需要对左、右侧车轮驱动力矩进行主动分配时，通过力矩分配电机16可以对左、右侧周转轮系的齿圈6的转速进行调整，改变左右侧车轮的转速，调节驱动轮的滑移率，实现对驱动力矩的主动分配。主动力矩分配状态可以通过调节驱动力矩分配电机17的驱动电流来实现。比现有一般四驱系统采用的离合器控制简单、方便，不需要恒定功率液压动力源及其能源消耗，没有离合器摩擦功率损失，电机的驱动功率与传动系功率叠加，实现功率汇流对车轮驱动，大大提高车辆的驱动效率。

根据行驶工况需要，对差速机构的力矩分配电机实施转矩控制，实现主动的驱动力分配功能，实现车辆主动转向、车身姿态动态稳定控制等功能。

以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种汽车机电一体化的驱动力主动分配机构，其特征在于：包括机架、驱动力输入轴、主动锥齿轮、从动轴、从动锥齿轮、左周转轮系、右周转轮系、行星架、左驱动半轴、右驱动半轴、驱动力矩分配电机、电磁制动器、差速器左半轴、差速器右半轴、差速器齿轮I、差速器齿轮II、差速器齿轮III以及差速器齿轮IV；其中，所述驱动力输入轴枢接于机架上，其一端安装有所述主动锥齿轮；所述从动轴亦枢接于机架上，其上安装有从动锥齿轮；所述从动锥齿轮和主动锥齿轮啮合；所述左周转轮系、右周转轮系分别设置在从动轴的左右两端，并由从动轴驱动；所述左驱动半轴通过行星架和左周转轮系配合，并由左周转轮系驱动；所述右驱动半轴通过行星架和右周转轮系配合，并由右周转轮系驱动；所述驱动力矩分配电机安装于电磁制动器一侧，所述电磁制动器安装于机架一侧；所述差速器右半轴枢接于机架，其由驱动力矩分配电机驱动，其上安装有所述差速器齿轮II、差速器齿轮IV；所述差速器齿轮IV和右周转轮系相啮合；所述差速器左半轴枢接于机架，其上安装有所述差速器齿轮I、差速器齿轮III；所述差速器齿轮I和左周转轮系相啮合；所述差速器齿轮III和差速器齿轮II相啮合。

2.如权利要求1所述的汽车机电一体化的驱动力主动分配机构，其特征在于：所述驱动力输入轴和从动轴相垂直设置。

3.如权利要求1所述的汽车机电一体化的驱动力主动分配机构，其特征在于：所述左周转轮系包括太阳轮、行星轮以及内外齿圈；其中，所述太阳轮安装于从动轴上；所述行星轮分别和太阳轮和内外齿圈的内齿相啮合；所述内外齿圈的外齿和差速器齿轮I啮合。

4.如权利要求1所述的汽车机电一体化的驱动力主动分配机构，其特征在于：所述右周转轮系包括太阳轮、行星轮以及内外齿圈；其中，所述太阳轮安装于从动轴上；所述行星轮分别和太阳轮和内外齿圈的内齿相啮合；所述内外齿圈的外齿和差速器齿轮IV啮合。

5.如权利要求1所述的汽车机电一体化的驱动力主动分配机构，其特征在于：所述差速器齿轮II、差速器齿轮III采用一对圆柱齿轮传动。

6.如权利要求1所述的汽车机电一体化的驱动力主动分配机构，其特征在于：所述主动锥齿轮和从动锥齿轮能用圆柱齿轮代替，此时，驱动力输入轴和从动轴相平行设置。

7.如权利要求1所述的汽车机电一体化的驱动力主动分配机构，其特征在于：所述的力矩分配电机的电机轴与差速器右半轴同轴安装；或者所述的力矩分配电机的电机轴与差速器左半轴同轴安装。

8.如权利要求1所述的汽车机电一体化的驱动力主动分配机构，其特征在于：所述的电磁制动器与力矩分配电机同侧、同轴安装，或与力矩分配电机分左、右两侧安装。