CN209725119U - 一种异轴式双电机换挡动力不中断的二档变速器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种异轴式双电机换挡动力不中断的二档变速器，包括第一动力输入机构、中间轴及差速器，第一动力输入机构包括第一电机，第一电机转动连接有输入轴，输入轴外侧壁转动连接有一档主齿，输入轴中心设有一换挡结构，一档主齿外侧壁与换挡结构传动连接，一档主齿与中间轴齿轮连接，中间轴通过主减速齿轮组传动连接差速器，输入轴远离第一动力输入机构一端转动连接第二动力输入机构，第二动力输入机构包括第二电机和转动连接于输入轴外侧壁的二档主齿，第二电机与二档主齿齿轮连接，二档主齿外侧壁与换挡结构传动连接，二档主齿和中间轴齿轮连接。
Description
技术领域
本实用新型属于纯电动变速器技术领域，尤其涉及一种异轴式双电机换挡动力不中断的二档变速器。
背景技术
新能源纯电动汽车的广泛推广应用，给传统汽车行业带来了新的机遇和挑战。
目前市面上的新能源纯电动乘用车上普遍采用单电机加减速器或双电机加减速器结构，在小型乘用车市场得到广泛应用，然而大、中型乘用车对变速器和电机都提出了高速，大扭矩需求，与此同时高速、大扭矩电机和变速器技术难度较大，在大、中型乘用车上应用减速器加电机结构难度较大。
在减速器加电机结构不断追求更大扭矩更高转速的军备竞赛的背景下，延伸出单电机加普通两档变速器结构，普通两档变速器虽然解决了高速、大扭矩的问题，但是两档变速器换挡动力中断衍生而来，主流解决方案是采用双离合器结构，实现预同步保证换挡动力不中断，这种结构解决了以上动力性、舒适性问题，却无法避免双离合器结构效率低，续航里程锐减。目前的电池技术没有重大突破的前提背景下，双离合器式两档变速器很难在乘用车上得到广泛推广应用。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供提供一种动力性强于减速器加电机结构，舒适性好于普通两档变速器加电机结构，效率高于双离合器两档变速器加电机结构，且在将一档换至二档的过程中动力不中断的双电机输入动力不中断的两档变速器。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种异轴式双电机换挡动力不中断的二档变速器，包括第一动力输入机构、中间轴及差速器，第一动力输入机构包括第一电机，第一电机转动连接有输入轴，输入轴外侧壁转动连接有一档主齿，输入轴中心设有一换挡结构，一档主齿外侧壁与换挡结构传动连接，一档主齿与中间轴齿轮连接，中间轴通过主减速齿轮组传动连接差速器，输入轴远离第一动力输入机构一端转动连接第二动力输入机构，第二动力输入机构包括第二电机和转动连接于输入轴外侧壁上的二档主齿，第二电机与二档主齿齿轮连接，二档主齿外侧壁与换挡结构传动连接，中间轴外侧壁周向设有可与二档主齿齿轮连接的二档从齿。
采用以上结构后，本实用新型与现有结构对比具有以下的优点：
本技术方案中的一种同轴式双电机换挡动力不中断变速器是在传统二档变速器的基础上加设了一套动力输入机构；
传统的二档变速器包括本技术方案中的第一动力输入机构，而第一动力输入机构包括第一电机，第一电机转动连接有输入轴，输入轴外侧壁转动连接有一档主齿，一档主齿远离第一电机一端设有第一结合齿圈，输入轴外侧壁滑动连接有一能将输入轴与第一结合齿圈齿轮连接的换挡结构，一档主齿与中间轴齿轮连接，中间轴通过主减速齿轮组传动连接差速器；即当操作人员将换挡结构的档位挂到一档之后，换挡结构的齿套与一档主齿连接，此时动力从第一电机传入输入轴，输入轴将动力通过齿毂、齿套传入一档主齿，从而驱动一档主齿进行周向转动，当一档主齿转动时会带动周向设于中间轴外侧壁上的一档从齿转动，从而驱动中间轴进行周向转动，中间轴的转动又会带动周向这与中间轴外侧壁的主减速主齿进行转动，主减速主齿的转动带动设于变速器上的主减速从齿进行转动，从而通过驱动变速器将动力进行输出；该结构为电机动力输出结构，在该种结构下进行一档变二档动力切换容易导致换挡动力中断，从而大大影响操作人员在操作过程中的舒适度；
本技术方案在传统二档变速器的基础上增设了第二动力输入机构，本技术方案的第二动力输入机构设于输入轴远离第一动力输入机构一端，本技术方案中的第二动力输入机构包括包括第二电机，第二电机转动连接有二档电机齿轮，二档电机齿轮齿轮连接二档主齿，二档主齿通过第二通孔内的输入轴轴承转动连接于输入轴远离第一动力输入机构一端外侧壁上，二档主齿靠近换挡结构一侧设有可与换挡结构传动连接的第二结合齿圈，二档主齿与中间轴齿轮连接；即当操作人员将换挡结构的档位挂到一档之后，换挡结构的齿套与一档主齿连接，此时动力从第一电机传入输入轴，输入轴将动力通过齿毂、齿套传入一档主齿，从而驱动一档主齿进行周向转动，当一档主齿转动时会带动周向设于中间轴外侧壁上的一档从齿转动，从而驱动中间轴进行周向转动，中间轴的转动又会带动周向设于中间轴外侧壁的主减速主齿进行转动，主减速主齿的转动带动设于变速器上的主减速从齿进行转动，从而通过驱动变速器将动力进行输出，当该变速器需要将一档调至二档时，第一动力输入机构的第一电机会自动降低扭矩，与此同时，为了保证该变速器在换挡过程中动力不会出现中断，在第一电机降低扭矩的同时，第二动力输入机构的第二电机增大扭矩，以保证第一电机和第二电机的扭矩总值保持不变；当第一电机的扭矩不断下降至0时，换挡结构的齿毂和齿套与一档主齿完全脱离连接滑动至空档，此时第二电机的扭矩与换挡结构挂一档时第一电机提供的扭矩相同；比如：第一扭矩加上第二扭矩的总值为200N.m，当操作人员将档位挂至一档时，齿毂和齿套完全与第一主齿传动连接，此时第一电机提供200N.m的扭矩，而第二电机提供0N.m的扭矩，当变速器需要将档位从一档变至二档时，第一电机会逐渐减小扭矩，而第二电机会逐渐增大扭矩，以保证第一电机和第二电机的扭矩总值保持不变，即当第一电机的扭矩降低至150N.m 时，第二电机的扭矩会伸至50N.m，当第一电机的扭矩降低至0N.m，第二电机的扭矩提高至 200N.m时，换挡结构的齿套、齿毂完全与一档主齿脱离连接并滑动至空档；由于此时输入轴和第二输入轴之间存在一定的转速差，因此无法将换挡结构调整至二档，故此时需要调整第一电机的转速，从而使得输入轴和第二输入轴之间的转速保持一致，此时便可将换挡结构调整至二档，即此时换挡结构的齿套、齿毂与二档主齿传动连接，从而实现在动力不中断情况下将一档换至二档的过程，并且第一电机的增扭实现了与二档的动力耦合。
本技术方案相比于现有技术，具有：换挡动力不中断；换挡调速过程中避免了转速差，减少了换挡冲击；本技术方案中一档和二档的动力耦合充分利用了双电机性能，不至于另一个电机纯粹用于防止换挡动力不中断。
作为一种优选：一档主齿中心设有可供输入轴穿过的第一通孔，第一通孔内侧壁和输入轴外侧壁之间设有方便一档主齿进行周向转动的滚针轴承，一档主齿靠近换挡结构一侧设有可与换挡结构传动连接的第一结合齿圈，中间轴外侧壁周向设有可与一档主齿齿轮连接的一档从齿。
作为一种优选：第二动力输入机构包括第二电机，第二电机外侧壁转动连接有一可与二档主齿进行齿轮连接的二档电机齿轮，二档主齿中心设有可供输入轴穿过的第二通孔，第二通孔内侧壁和输入轴外侧壁之间设有方便二档主齿进行周向转动的输入轴轴承，二档主齿靠近换挡结构一侧设有可与换挡结构进行传动连接的第二结合齿圈；二档主齿和二档从齿之间的齿轮配合结构使得当二档主齿在换挡结构周向转动的带动下进行周向转动时，第二主齿可以带动第二从齿进行周向转动，从而完成第二动力输入机构的动力输入过程。
作为一种优选：换挡结构横向滑动连接于第一输入轴外侧壁上，换挡结构包括套设于第一输入轴外侧壁的齿毂，齿毂外侧壁设有可与第一结合齿圈或第二结合齿圈齿轮连接的齿套；齿毂和齿套的结合保证了该变速器在变速是不会出现打滑的现象，保证了整个换挡结构的稳定性。
作为一种优选：主减速齿轮组包括转动连接于中间轴外侧壁的主减速主齿，差速器外侧壁设有可与主减速主齿齿轮连接的主减速从齿。
附图说明
图1是本实用新型一种异轴式双电机换挡动力不中断的二档变速器的结构示意图。
图中，1、第一动力输入机构，2、中间轴，3、差速器，4、换挡结构，5、主减速齿轮组，6、第二动力输入机构，101、第一电机，102、输入轴，103、一档主齿，104、第一通孔，105、滚针轴承，106、第一结合齿圈，201、一档从齿，202、二档从齿，301、主减速从齿，401、齿毂，402、齿套，501、主减速主齿，601、第二电机，602、二档主齿，603、二档电机齿轮， 604、第二通孔，605、输入轴轴承，606、第二结合齿圈。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的一种具体实施方式做出说明。
实施例1：本技术方案在传统二档变速器的基础上增设了第二动力输入机构，本技术方案的第二动力输入机构设于输入轴远离第一动力输入机构一端，本技术方案中的第二动力输入机构包括包括第二电机，第二电机转动连接有二档电机齿轮，二档电机齿轮齿轮连接二档主齿，二档主齿通过第二通孔内的输入轴轴承转动连接于输入轴远离第一动力输入机构一端外侧壁上，二档主齿靠近换挡结构一侧设有可与换挡结构传动连接的第二结合齿圈，二档主齿与中间轴齿轮连接；即当操作人员将换挡结构的档位挂到一档之后，换挡结构的齿套与一档主齿连接，此时动力从第一电机传入输入轴，输入轴将动力通过齿毂、齿套传入一档主齿，从而驱动一档主齿进行周向转动，当一档主齿转动时会带动周向设于中间轴外侧壁上的一档从齿转动，从而驱动中间轴进行周向转动，中间轴的转动又会带动周向设于中间轴外侧壁的主减速主齿进行转动，主减速主齿的转动带动设于变速器上的主减速从齿进行转动，从而通过驱动变速器将动力进行输出，当该变速器需要将一档调至二档时，第一动力输入机构的第一电机会自动降低扭矩，与此同时，为了保证该变速器在换挡过程中动力不会出现中断，在第一电机降低扭矩的同时，第二动力输入机构的第二电机增大扭矩，以保证第一电机和第二电机的扭矩总值保持不变；当第一电机的扭矩不断下降至0时，换挡结构的齿毂和齿套与一档主齿完全脱离连接滑动至空档，此时第二电机的扭矩与换挡结构挂一档时第一电机提供的扭矩相同；比如：第一扭矩加上第二扭矩的总值为200N.m，当操作人员将档位挂至一档时，齿毂和齿套完全与第一主齿传动连接，此时第一电机提供200N.m的扭矩，而第二电机提供 0N.m的扭矩，当变速器需要将档位从一档变至二档时，第一电机会逐渐减小扭矩，而第二电机会逐渐增大扭矩，以保证第一电机和第二电机的扭矩总值保持不变，即当第一电机的扭矩降低至150N.m时，第二电机的扭矩会伸至50N.m，当第一电机的扭矩降低至0N.m，第二电机的扭矩提高至200N.m时，换挡结构的齿套、齿毂完全与一档主齿脱离连接并滑动至空档；由于此时输入轴和第二输入轴之间存在一定的转速差，因此无法将换挡结构调整至二档，故此时需要调整第一电机的转速，从而使得输入轴和第二输入轴之间的转速保持一致，此时便可将换挡结构调整至二档，即此时换挡结构的齿套、齿毂与二档主齿传动连接，从而实现在动力不中断情况下将一档换至二档的过程，并且第一电机的增扭实现了与二档的动力耦合。
实施例2：在换挡结构挂挡在一档时，在第一动力输入机构正常驱动的状态下，第二动力输入机构也可进行动力输入，此时第二动力输入机构动力输入过程为：第二电机将动力能传输给二档电机齿轮从而驱动二档电机齿轮进行周向转动，而二档主齿和二档电机齿轮为齿轮连接结构，故当二档电机齿轮进行周向转动时，二档主齿也会因二档电机齿轮的转动而进行周向转动，二档主齿会带动二档从齿进行周向转动，而二档从齿为周向固定设于中间轴外侧壁上，故当二档从齿进行周向转动时动力会通过中间轴传输至主减速主齿，而主减速主齿又会将动力经过变速器的出减速从齿进行动力输出；从而完成第一动力输入机构和第二动力输入机构之间的动力耦合。
实施例3：当本技术方案的变速器需要将档位从二档变至一档时，第一电机会降低扭矩，第二电机会增大扭矩，当第一电机的扭矩降低至0时，第一输出轴外侧壁的换挡结构挂至空档，此时调整第一电机的转速，直至第一电机的转速与一档主齿的转速一致，此时换挡结构的齿套便可与一档主齿进行传动连接，从而实现该变速器自二档至一档的换挡过程。
参见图1，本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种异轴式双电机换挡动力不中断的二档变速器，包括第一动力输入机构1、中间轴2及差速器3，第一动力输入机构1 包括第一电机101，第一电机101转动连接有输入轴102，输入轴102外侧壁转动连接有一档主齿103，输入轴102中心设有一换挡结构4，一档主齿103外侧壁与换挡结构4传动连接，一档主齿103与中间轴2齿轮连接，中间轴2通过主减速齿轮组5传动连接差速器3，输入轴102远离第一动力输入机构1一端转动连接第二动力输入机构6，第二动力输入机构6包括第二电机601和转动连接于输入轴102外侧壁上的二档主齿602，第二电机601与二档主齿602齿轮连接，二档主齿602外侧壁与换挡结构4传动连接，中间轴2外侧壁周向设有可与二档主齿602齿轮连接的二档从齿202。
采用以上结构后，本实用新型与现有结构对比具有以下的优点：
本技术方案中的一种同轴式双电机换挡动力不中断变速器是在传统二档变速器的基础上加设了一套动力输入机构；
传统的二档变速器包括本技术方案中的第一动力输入机构，而第一动力输入机构包括第一电机，第一电机转动连接有输入轴，输入轴外侧壁转动连接有一档主齿，一档主齿远离第一电机一端设有第一结合齿圈，输入轴外侧壁滑动连接有一能将输入轴与第一结合齿圈齿轮连接的换挡结构，一档主齿与中间轴齿轮连接，中间轴通过主减速齿轮组传动连接差速器；即当操作人员将换挡结构的档位挂到一档之后，换挡结构的齿套与一档主齿连接，此时动力从第一电机传入输入轴，输入轴将动力通过齿毂、齿套传入一档主齿，从而驱动一档主齿进行周向转动，当一档主齿转动时会带动周向设于中间轴外侧壁上的一档从齿转动，从而驱动中间轴进行周向转动，中间轴的转动又会带动周向这与中间轴外侧壁的主减速主齿进行转动，主减速主齿的转动带动设于变速器上的主减速从齿进行转动，从而通过驱动变速器将动力进行输出；该结构为电机动力输出结构，在该种结构下进行一档变二档动力切换容易导致换挡动力中断，从而大大影响操作人员在操作过程中的舒适度；
本技术方案在传统二档变速器的基础上增设了第二动力输入机构，本技术方案的第二动力输入机构设于输入轴远离第一动力输入机构一端，本技术方案中的第二动力输入机构包括包括第二电机，第二电机转动连接有二档电机齿轮，二档电机齿轮齿轮连接二档主齿，二档主齿通过第二通孔内的输入轴轴承转动连接于输入轴远离第一动力输入机构一端外侧壁上，二档主齿靠近换挡结构一侧设有可与换挡结构传动连接的第二结合齿圈，二档主齿与中间轴齿轮连接；即当操作人员将换挡结构的档位挂到一档之后，换挡结构的齿套与一档主齿连接，此时动力从第一电机传入输入轴，输入轴将动力通过齿毂、齿套传入一档主齿，从而驱动一档主齿进行周向转动，当一档主齿转动时会带动周向设于中间轴外侧壁上的一档从齿转动，从而驱动中间轴进行周向转动，中间轴的转动又会带动周向设于中间轴外侧壁的主减速主齿进行转动，主减速主齿的转动带动设于变速器上的主减速从齿进行转动，从而通过驱动变速器将动力进行输出，当该变速器需要将一档调至二档时，第一动力输入机构的第一电机会自动降低扭矩，与此同时，为了保证该变速器在换挡过程中动力不会出现中断，在第一电机降低扭矩的同时，第二动力输入机构的第二电机增大扭矩，以保证第一电机和第二电机的扭矩总值保持不变；当第一电机的扭矩不断下降至0时，换挡结构的齿毂和齿套与一档主齿完全脱离连接滑动至空档，此时第二电机的扭矩与换挡结构挂一档时第一电机提供的扭矩相同；比如：第一扭矩加上第二扭矩的总值为200N.m，当操作人员将档位挂至一档时，齿毂和齿套完全与第一主齿传动连接，此时第一电机提供200N.m的扭矩，而第二电机提供0N.m的扭矩，当变速器需要将档位从一档变至二档时，第一电机会逐渐减小扭矩，而第二电机会逐渐增大扭矩，以保证第一电机和第二电机的扭矩总值保持不变，即当第一电机的扭矩降低至150N.m 时，第二电机的扭矩会伸至50N.m，当第一电机的扭矩降低至0N.m，第二电机的扭矩提高至 200N.m时，换挡结构的齿套、齿毂完全与一档主齿脱离连接并滑动至空档；由于此时输入轴和第二输入轴之间存在一定的转速差，因此无法将换挡结构调整至二档，故此时需要调整第一电机的转速，从而使得输入轴和第二输入轴之间的转速保持一致，此时便可将换挡结构调整至二档，即此时换挡结构的齿套、齿毂与二档主齿传动连接，从而实现在动力不中断情况下将一档换至二档的过程，并且第一电机的增扭实现了与二档的动力耦合。
本技术方案相比于现有技术，具有：换挡动力不中断；换挡调速过程中避免了转速差，减少了换挡冲击；本技术方案中一档和二档的动力耦合充分利用了双电机性能，不至于另一个电机纯粹用于防止换挡动力不中断。
作为一种优选：一档主齿103中心设有可供输入轴102穿过的第一通孔104，第一通孔 104内侧壁和输入轴102外侧壁之间设有方便一档主齿103进行周向转动的滚针轴承105，一档主齿103靠近换挡结构4一侧设有可与换挡结构4传动连接的第一结合齿圈106，中间轴2 外侧壁周向设有可与一档主齿103齿轮连接的一档从齿201。
作为一种优选：第二动力输入机构6包括第二电机601，第二电机601外侧壁转动连接有可与二档主齿602进行齿轮连接的二档电机齿轮603，二档主齿602中心设有可供输入轴 102穿过的第二通孔604，第二通孔604内侧壁和输入轴102外侧壁之间设有方便二档主齿 602进行周向转动的输入轴轴承605，二档主齿602靠近换挡结构4一侧设有可与换挡结构4 进行传动连接的第二结合齿圈606；二档主齿和二档从齿之间的齿轮配合结构使得当二档主齿在换挡结构周向转动的带动下进行周向转动时，第二主齿可以带动第二从齿进行周向转动，从而完成第二动力输入机构的动力输入过程。
作为一种优选：换挡结构4横向滑动连接于输入轴102外侧壁上，换挡结构4包括套设于输入轴102外侧壁的齿毂401，齿毂401外侧壁设有可与第一结合齿圈106或第二结合齿圈606齿轮连接的齿套402；齿毂和齿套的结合保证了该变速器在变速是不会出现打滑的现象，保证了整个换挡结构的稳定性。
作为一种优选：主减速齿轮组5包括转动连接于中间轴2外侧壁的主减速主齿501，差速器3外侧壁设有可与主减速主齿501齿轮连接的主减速从齿301。
Claims (5)
1.一种异轴式双电机换挡动力不中断的二档变速器，包括第一动力输入机构(1)、中间轴(2)及差速器(3)，所述第一动力输入机构(1)包括第一电机(101)，所述第一电机(101)转动连接有输入轴(102)，输入轴(102)外侧壁转动连接有一档主齿(103)，所述输入轴(102)中心设有一换挡结构(4)，所述一档主齿(103)外侧壁与换挡结构(4)传动连接，所述一档主齿(103)与中间轴(2)齿轮连接，所述中间轴(2)通过主减速齿轮组(5)传动连接差速器(3)，其特征在于：所述输入轴(102)远离第一动力输入机构(1)一端转动连接第二动力输入机构(6)，所述第二动力输入机构(6)包括第二电机(601)和转动连接于输入轴(102)外侧壁上的二档主齿(602)，所述第二电机(601)与二档主齿(602)齿轮连接，所述二档主齿(602)外侧壁与换挡结构(4)传动连接，所述中间轴(2)外侧壁周向设有可与二档主齿(602)齿轮连接的二档从齿(202)。
2.根据权利要求1所述的一种异轴式双电机换挡动力不中断的二档变速器，其特征在于：所述一档主齿(103)中心设有可供输入轴(102)穿过的第一通孔(104)，所述第一通孔(104)内侧壁和输入轴(102)外侧壁之间设有方便一档主齿(103)进行周向转动的滚针轴承(105)，所述一档主齿(103)靠近换挡结构(4)一侧设有可与换挡结构(4)传动连接的第一结合齿圈(106)，所述中间轴(2)外侧壁周向设有可与一档主齿(103)齿轮连接的一档从齿(201)。
3.根据权利要求2所述的一种异轴式双电机换挡动力不中断的二档变速器，其特征在于：所述第二动力输入机构(6)包括第二电机(601)，所述第二电机(601)外侧壁转动连接有可与二档主齿(602)进行齿轮连接的二档电机齿轮(603)，所述二档主齿(602)中心设有可供输入轴(102)穿过的第二通孔(604)，所述第二通孔(604)内侧壁和输入轴(102)外侧壁之间设有方便二档主齿(602)进行周向转动的输入轴轴承(605)，所述二档主齿(602)靠近换挡结构(4)一侧设有可与换挡结构(4)进行传动连接的第二结合齿圈(606)。
4.根据权利要求3所述的一种异轴式双电机换挡动力不中断的二档变速器，其特征在于：所述换挡结构(4)横向滑动连接于输入轴(102)外侧壁上，所述换挡结构(4)包括套设于输入轴(102)外侧壁的齿毂(401)，所述齿毂(401)外侧壁设有可与第一结合齿圈(106)或第二结合齿圈(606)齿轮连接的齿套(402)。
5.根据权利要求1所述的一种异轴式双电机换挡动力不中断的二档变速器，其特征在于：所述主减速齿轮组(5)包括转动连接于中间轴(2)外侧壁的主减速主齿(501)，所述差速器(3)外侧壁设有可与主减速主齿(501)齿轮连接的主减速从齿(301)。
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| CN109882553A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-06-14 | 宁波圣龙汽车动力系统股份有限公司 | 一种异轴式双电机换档动力不中断的二档变速器 |
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2018
- 2018-12-27 CN CN201822206975.6U patent/CN209725119U/zh active Active
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| CN109882553A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-06-14 | 宁波圣龙汽车动力系统股份有限公司 | 一种异轴式双电机换档动力不中断的二档变速器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |