CN218929088U - 一种集成式多挡变速电驱动车桥总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种集成式多挡变速电驱动车桥总成，包括减速器总成、电机总成、电控单元；所述减速器总成与电机总成相连接，所述电机总成由电控单元控制；本实用新型通过序列换挡执行电机控制蜗轮蜗杆机构，实现主/副变速机构的同时动作，有效减小换挡行程及换挡时间，从而有效提升了换挡时间间隔，换挡效率得到明显提升。

Description

一种集成式多挡变速电驱动车桥总成

技术领域

本实用新型涉及新能源商用车技术领域，尤其涉及一种集成式多挡变速电驱动车桥总成。

背景技术

车桥作为车辆承载系与传动系最为关键的部件，其主要作用是在承受车辆载荷的同时，将发动机所产生的动力经过减速增扭实现车辆的驱动行驶；

而随着新能源技术的不断发展，电驱动已成为商用车技术领域主要的发展方向之一，现有技术中电驱动商用车所采用的技术路线主要包括：1、通过中央电机产生动力，经机械变速箱变速增扭，最后通过传动轴将动力输入至车桥，从而驱动车辆行驶；2、采用电驱动车桥技术，由电机产生动力，经一级减速齿轮或多级减速齿轮减速增扭，从而驱动车辆行驶；

上述两种技术路线存在的主要问题为：第一种技术路线动力系统传动路线长，产生的损耗较大，在能耗和维护便捷性方面相对较差；第二种技术路线虽然在驱动效率方面得到了一定的提升，但因其多级减速齿轮的存在，造成车桥整体尺寸结构较大，难以满足车辆悬架系统的布置性对困难，同时不存在变速系统，能耗方面依然居高不下。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足从而提供一种集成式多挡变速电驱动车桥总成，通过将电机总成、电控总成、减速器总成、驱动桥壳总成集成设计，同时采用序列换挡结构，实现了在保证车桥结构紧凑、体积较小的同时，车桥输出扭矩及传动效率均得到有效提升，车辆的整体性能和能耗均得到了明显的改善。

本实用新型是采用如下技术方案来实现的：

一种集成式多挡变速电驱动车桥总成，包括驱动桥壳总成、减速器总成、电机总成、电控单元；所述减速器总成、电机总成、电控单元集成设置在同一壳体中，且与驱动桥壳总成相连接；所述减速器总成与电机总成相连接，所述电机总成由电控单元控制；

所述减速器总成包括：与电机总成输出端连接的电机轴、序列换挡结构；

第一减速齿轮轴，传动连接于所述电机轴上；

主变速齿轮轴，传动连接于所述第一减速齿轮轴上，且与序列换挡结构连接；所述主变速齿轮轴为分段式结构，所述主变速齿轮轴用于在序列换挡结构的作用下实现换挡；

副变速齿轮轴，传动连接于所述主变速齿轮轴远离第一减速齿轮轴的一侧；

输出轴，传动连接于所述主变速齿轮轴远离副变速齿轮轴的一侧。

优选的，所述电机总成包括驱动电机、序列换挡执行电机；所述驱动电机、序列换挡执行电机分别由电控单元控制。

优选的，所述电机轴输入端与驱动电机的输出端花键连接，所述电机轴的中部设置有输入齿轮。

优选的，所述第一减速齿轮轴的一端设置有与输入齿轮相啮合的第一减速齿轮，另一端设置有第二减速齿轮。

优选的，所述主变速齿轮轴包括周向转动的主变速齿轮轴一和主变速齿轮轴二；

所述主变速齿轮轴一上设置有周向转动的主变速齿轮一、主变速齿轮二和主变速齿轮三；所述主变速齿轮一与第二减速齿轮相啮合；

所述主变速齿轮一和主变速齿轮二之间设置有与主变速齿轮轴一固定连接的主变速连接环，所述主变速连接环的外侧滑动设置有主变速啮合套；

所述主变速齿轮三上设置有与副变速连接环相配合的主变速齿轮连接环一；

所述主变速齿轮轴二为空心结构，在靠近主变速齿轮轴一一侧设置有主变速齿轮四，另一侧固定设置有主变速齿轮五；

所述主变速齿轮四靠近主变速齿轮轴一一侧的端部设置有与副变速连接环相配合的主变速齿轮连接环二，并在副变速连接环外侧滑动设置有副变速啮合套；

所述副变速齿轮轴的一端设置有副变速齿轮二，并与主变速齿轮五相啮合，另一端固定设置有副变速齿轮一，并与主变速齿轮三相啮合。

优选的，所述输出轴包括被动齿轮、差速器；所述被动齿轮与主变速齿轮四相啮合，并与差速器固定连接。

优选的，所述序列换挡结构包括蜗杆、蜗轮、序列换挡主执行轮、主变速拨叉、副变速拨叉、拨叉轴、序列换挡执行轮轴；

所述序列换挡执行电机连接有与设置在序列换挡执行轮轴一端的蜗轮相啮合的蜗杆，所述序列换挡执行轮轴上设置有序列换挡主执行轮和序列换挡副执行轮，所述序列换挡主执行轮和序列换挡副执行轮上设置有可使主变速拨叉和副变速拨叉在拨叉轴上滑移的变速槽结构，所述主变速拨叉和副变速拨叉分别与主变速啮合套和副变速啮合套相配合。

优选的，所述输入齿轮、第一减速齿轮、第二减速齿轮、副变速齿轮一、副变速齿轮二、主变速齿轮一、主变速齿轮二、主变速齿轮三、主变速齿轮四、主变速齿轮五以及被动齿轮均为斜齿圆柱齿轮。

优选的，所述主变速齿轮三靠近主变速齿轮二一侧通过轴肩进行定位，另一侧通过副变速连接环进行定位。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

1、结构紧凑、集成度高：将电机总成、电控单元与减速器总成集成设计于同一壳体之内，从而实现车桥驱动、控制、变速功能的高度集成，同时采用主/副变速齿轮轴结构设计，有效减小了车桥减速器的轴向尺寸，车桥结构更为紧凑、体积更小；

2、输出扭矩大：根据车桥档位的变化，适时的改变啮合齿轮副的数量，在低速工况需要大扭矩输出时，选择采用多级齿轮副减速，从而实现大扭矩输出；

3、传动效率高：采用主/副变速齿轮轴结构，有效减少在多挡变速传动过程中的啮合齿轮副及变速机构的数量，从而有效减少传动摩擦损耗，提升传动效率；

4、换挡效率高：采用序列换挡结构，通过序列换挡执行电机控制蜗轮蜗杆机构，实现主/副变速机构的同时动作，有效减小换挡行程及换挡时间，从而有效提升了换挡时间间隔，换挡效率得到明显提升；

5、低噪音、运行稳定且可靠：主减速器采用全斜齿结构，从而有效降低车桥的传动噪音及振动幅值，从而在提升传动效率的同时车桥的运行可靠性得到明显改善。

附图说明

下面结合附图对实用新型作进一步的说明：

图1为本实用新型实施例所述的集成式多挡变速电驱动车桥总成结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述序列换挡结构及变速器轴系布置结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述变速器轴系布置结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述序列换挡装置结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述动力断开工况时的齿轮轴系动力传递示意图；

图6为本实用新型实施例所述第一档位下的齿轮轴系动力传递示意图；

图7为本实用新型实施例所述第二档位下的齿轮轴系动力传递示意图；

图8为本实用新型实施例所述第三档位下的齿轮轴系动力传递示意图；

图9为本实用新型实施例所述第四档位下的齿轮轴系动力传递示意图；

图10为本实用新型实施例所述变速器在三挡布置时的序列换挡结构运动轨迹示意图；

图11为本实用新型实施例所述变速器在四挡布置时的序列换挡结构运动轨迹示意图。

附图标记说明：

1、减速器总成；2、电机总成；3、驱动桥壳总成；4、电控单元；

11、电机轴；12、第一减速齿轮轴；13、副变速齿轮轴；14、主变速齿轮轴；14a、主变速齿轮轴一；14b、主变速齿轮轴二；15、输出轴；16、序列换挡结构；

11-1、电机连接花键；11-2、输入齿轮；

12-1、第一减速齿轮；12-2、第二减速齿轮；

13-1、副变速齿轮一；13-2、副变速齿轮二；

14-1、主变速齿轮一；14-2、主变速啮合套；14-3、主变速连接环；14-4、主变速齿轮二；14-5、主变速齿轮三；14-6、副变速啮合套；14-7、主变速齿轮四；14-8、主变速齿轮五；14-9、主变速齿轮连接环二；14-10、主变速齿轮连接环一；14-11、副变速连接环；

15-1、被动齿轮；15-2、差速器；

16-1、序列换挡执行电机；16-2、蜗杆；16-3、蜗轮；16-4、序列换挡主执行轮；16-5、主变速拨叉；16-6、副变速拨叉；16-7、拨叉轴；16-8、序列换挡执行轮轴；16-9、序列换挡副执行轮。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：

如图1-11所示，一种集成式多挡变速电驱动车桥总成，包括集成设计于同一壳体并与驱动桥壳总成3相连的减速器总成1、电机总成2、电控单元4；减速器总成1与电机总成2相连接，电机总成2由电控单元4控制；

所述减速器总成1包括：与电机总成2输出端连接的电机轴11、序列换挡结构16；

第一减速齿轮轴12，传动连接于所述电机轴11上；

主变速齿轮轴14，传动连接于所述第一减速齿轮轴12上，且与序列换挡结构16连接；所述主变速齿轮轴14为分段式结构，所述主变速齿轮轴14用于在序列换挡结构16的作用下实现换挡；

副变速齿轮轴13，传动连接于所述主变速齿轮轴14远离第一减速齿轮轴12的一侧；

输出轴15，传动连接于所述主变速齿轮轴14远离副变速齿轮轴13的一侧。

在本实用新型一种实施例中，电机总成2包括驱动电机、序列换挡执行电机16-1；驱动电机、序列换挡执行电机16-1由电控单元4控制连接；

在本实用新型一种实施例中，电机轴11的一端部设置有电机连接花键11-1，并与驱动电机相连接，并在电机轴11的中部设置有输入齿轮11-2；

在本实用新型一种实施例中，第一减速齿轮轴12的一端设置有与输入齿轮11-2相啮合的第一减速齿轮12-1，另一端设置有与主变速齿轮一14-1相啮合的第二减速齿轮12-2；

在本实用新型一种实施例中，主变速齿轮轴14包括可以自由周向转动的主变速齿轮轴一14a和主变速齿轮轴二14b；主变速齿轮轴一14a上设置有可以自由周向转动的主变速齿轮一14-1、主变速齿轮二14-4和主变速齿轮三14-5；主变速齿轮一14-1和主变速齿轮二14-4之间设置有与主变速齿轮轴一14a固定连接的主变速连接环14-3，并在其相对侧均设置有与主变速连接环14-3规格一致的啮合花键结构；主变速连接环14-3的外侧通过花键连接的方式设置有可左右滑动的主变速啮合套14-2；主变速齿轮三14-5靠近主变速齿轮二14-4一侧通过轴肩进行定位，另一侧通过副变速连接环14-11进行定位，并在主变速齿轮三14-5上设置有与副变速连接环14-11规格一致的主变速齿轮连接环一14-10；主变速齿轮轴二14b为空心结构，在靠近主变速齿轮轴一14a一侧设置有与其一体成型的主变速齿轮四14-7，另一侧固定设置有主变速齿轮五14-8，主变速齿轮四14-7靠近主变速齿轮轴一14a一侧的端部设置有与副变速连接环14-11规格一致的主变速齿轮连接环二14-9，并在的副变速连接环14-11外侧通过花键连接的方式设置有可左右滑动的副变速啮合套14-6；

在本实用新型一种实施例中，副变速齿轮轴13的一端设置有与其一体成型的副变速齿轮二13-2，并与主变速齿轮五14-8相啮合，另一端固定设置有副变速齿轮一13-1，并与主变速齿轮三14-5相啮合；

在本实用新型一种实施例中，输出轴15包括被动齿轮15-1以及差速器15-2，被动齿轮15-1与主变速齿轮四14-7相啮合，并与差速器15-2连接固定；

在本实用新型一种实施例中，序列换挡结构16包括序列换挡执行电机16-1，序列换挡执行电机16-1连接有与设置在序列换挡执行轮轴16-8一端的蜗轮16-3相啮合的蜗杆16-2，序列换挡执行轮轴16-8上设置有与其一体成型的序列换挡主执行轮16-4和序列换挡副执行轮16-9，序列换挡主执行轮16-4和序列换挡副执行轮16-9上设置有可使主变速拨叉16-5和副变速拨叉16-6在拨叉轴16-7上左右滑移的变速槽结构，主变速拨叉16-5和副变速拨叉16-6分别与主变速啮合套14-2和副变速啮合套14-6相配合；

在本实用新型一种实施例中，输入齿轮11-2、第一减速齿轮12-1、第二减速齿轮12-2、副变速齿轮一13-1、副变速齿轮二13-2、主变速齿轮一14-1、主变速齿轮二14-4、主变速齿轮三14-5、主变速齿轮四14-7、主变速齿轮五14-8以及被动齿轮15-1均为斜齿圆柱齿轮；

电驱动车桥总成的多挡变速原理为：当车桥需要换挡操作时，序列换挡结构16中的序列换挡执行电机16-1在电控单元4的控制下转动蜗杆16-2，同时设置于序列换挡执行轮轴16-8上与蜗杆16-2相啮合的蜗轮16-3带动序列换挡主执行轮16-4和序列换挡副执行轮16-9转动一定角度，进而带动设置在拨叉轴16-7的主变速拨叉16-5和副变速拨叉16-6至少一个发生左右滑移，实现各变速齿轮之间的选择性连接，从而完成车桥档位的变化；序列换挡结构16可通过调整序列换挡主执行轮16-4和序列换挡副执行轮16-9的变速槽结构的展开轨迹实现三挡或四挡变速。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种集成式多挡变速电驱动车桥总成，其特征在于，包括驱动桥壳总成(3)、减速器总成(1)、电机总成(2)、电控单元(4)；所述减速器总成(1)、电机总成(2)、电控单元(4)集成设置在同一壳体中，且与驱动桥壳总成(3)相连接；所述减速器总成(1)与电机总成(2)相连接，所述电机总成(2)由电控单元(4)控制；

所述减速器总成(1)包括：与电机总成(2)输出端连接的电机轴(11)、序列换挡结构(16)；

第一减速齿轮轴(12)，传动连接于所述电机轴(11)上；

主变速齿轮轴(14)，传动连接于所述第一减速齿轮轴(12)上，且与序列换挡结构(16)连接；所述主变速齿轮轴(14)为分段式结构，所述主变速齿轮轴(14)用于在序列换挡结构(16)的作用下实现换挡；

副变速齿轮轴(13)，传动连接于所述主变速齿轮轴(14)远离第一减速齿轮轴(12)的一侧；

输出轴(15)，传动连接于所述主变速齿轮轴(14)远离副变速齿轮轴(13)的一侧。

2.如权利要求1所述的集成式多挡变速电驱动车桥总成，其特征在于，所述电机总成(2)包括驱动电机、序列换挡执行电机(16-1)；所述驱动电机、序列换挡执行电机(16-1)分别由电控单元(4)控制。

3.如权利要求2所述的集成式多挡变速电驱动车桥总成，其特征在于，所述电机轴(11)输入端与驱动电机的输出端花键连接，所述电机轴(11)的中部设置有输入齿轮(11-2)。

4.如权利要求3所述的集成式多挡变速电驱动车桥总成，其特征在于，所述第一减速齿轮轴(12)的一端设置有与输入齿轮(11-2)相啮合的第一减速齿轮(12-1)，另一端设置有第二减速齿轮(12-2)。

5.如权利要求4所述的集成式多挡变速电驱动车桥总成，其特征在于，所述主变速齿轮轴(14)包括周向转动的主变速齿轮轴一(14a)和主变速齿轮轴二(14b)；

所述主变速齿轮轴一(14a)上设置有周向转动的主变速齿轮一(14-1)、主变速齿轮二(14-4)和主变速齿轮三(14-5)；所述主变速齿轮一(14-1)与第二减速齿轮(12-2)相啮合；

所述主变速齿轮一(14-1)和主变速齿轮二(14-4)之间设置有与主变速齿轮轴一(14a)固定连接的主变速连接环(14-3)，所述主变速连接环(14-3)的外侧滑动设置有主变速啮合套(14-2)；

所述主变速齿轮三(14-5)上设置有与副变速连接环(14-11)相配合的主变速齿轮连接环一(14-10)；

所述主变速齿轮轴二(14b)为空心结构，在靠近主变速齿轮轴一(14a)一侧设置有主变速齿轮四(14-7)，另一侧固定设置有主变速齿轮五(14-8)；

所述主变速齿轮四(14-7)靠近主变速齿轮轴一(14a)一侧的端部设置有与副变速连接环(14-11)相配合的主变速齿轮连接环二(14-9)，并在副变速连接环(14-11)外侧滑动设置有副变速啮合套(14-6)；

所述副变速齿轮轴(13)的一端设置有副变速齿轮二(13-2)，并与主变速齿轮五(14-8)相啮合，另一端固定设置有副变速齿轮一(13-1)，并与主变速齿轮三(14-5)相啮合。

6.如权利要求5所述的集成式多挡变速电驱动车桥总成，其特征在于，所述输出轴(15)包括被动齿轮(15-1)、差速器(15-2)；所述被动齿轮(15-1)与主变速齿轮四(14-7)相啮合，并与差速器(15-2)固定连接。

7.如权利要求6所述的集成式多挡变速电驱动车桥总成，其特征在于，所述序列换挡结构(16)包括蜗杆(16-2)、蜗轮(16-3)、序列换挡主执行轮(16-4)、主变速拨叉(16-5)、副变速拨叉(16-6)、拨叉轴(16-7)、序列换挡执行轮轴(16-8)；

所述序列换挡执行电机(16-1)连接有与设置在序列换挡执行轮轴(16-8)一端的蜗轮(16-3)相啮合的蜗杆(16-2)，所述序列换挡执行轮轴(16-8)上设置有序列换挡主执行轮(16-4)和序列换挡副执行轮(16-9)，所述序列换挡主执行轮(16-4)和序列换挡副执行轮(16-9)上设置有可使主变速拨叉(16-5)和副变速拨叉(16-6)在拨叉轴(16-7)上滑移的变速槽结构，所述主变速拨叉(16-5)和副变速拨叉(16-6)分别与主变速啮合套(14-2)和副变速啮合套(14-6)相配合。

8.如权利要求7所述的集成式多挡变速电驱动车桥总成，其特征在于，所述输入齿轮(11-2)、第一减速齿轮(12-1)、第二减速齿轮(12-2)、副变速齿轮一(13-1)、副变速齿轮二(13-2)、主变速齿轮一(14-1)、主变速齿轮二(14-4)、主变速齿轮三(14-5)、主变速齿轮四(14-7)、主变速齿轮五(14-8)以及被动齿轮(15-1)均为斜齿圆柱齿轮。

9.如权利要求5所述的集成式多挡变速电驱动车桥总成，其特征在于，所述主变速齿轮三(14-5)靠近主变速齿轮二(14-4)一侧通过轴肩进行定位，另一侧通过副变速连接环(14-11)进行定位。

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