CN107054072A - 一种贯穿输入式电控变速比整体驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种贯穿输入式电控变速比整体驱动系统，包括驱动桥本体、差速器、半轴、轮毂制动器总成、制动气室凸轮轴执行组件和被动齿轮。还包括二档位变速装置、离合器分离系统、变速器壳、离合器壳、飞轮、飞轮壳、驱动电机、提供离合动力的离合执行机构、提供换档动力的换档执行机构以及ECU控制机构；所述离合器分离系统包括离合器分离机构和离合器总成。本发明能够解决现有纯电动车驱动过程中存在的不足，具有结构紧凑、性能可靠、散热性好、成本低等特点。
Description
技术领域
本发明涉及电动客车技术领域，具体涉及一种贯穿输入式电控变速比整体驱动系统。
背景技术
目前，国内纯电动车的驱动系统有以下两种：一、采用传动轴连接驱动桥的传动形式，此时，驱动电机需要柔性连接到车辆底架，传动轴要有足够长度满足传动强度、上下摆动伸缩以及万向连接，占用空间大；二、采用电动驱动桥的传动形式，在电动驱动桥左、右轮鼓处，各布置一个驱动电机，分别驱动左、右轮鼓旋转，具有结构复杂、电机散热性差、价格昂贵和维修不便等不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种贯穿输入式电控变速比整体驱动系统，该驱动系统能够解决现有纯电动车驱动过程中存在的不足，具有结构紧凑、性能可靠、散热性好、成本低等特点。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种贯穿输入式电控变速比整体驱动系统，包括驱动桥本体、差速器、半轴、轮毂制动器总成、制动气室凸轮轴执行组件和被动齿轮。还包括二档位变速装置、离合器分离系统、变速器壳、离合器壳、飞轮、飞轮壳、驱动电机、提供离合动力的离合执行机构、提供换档动力的换档执行机构以及ECU控制机构；所述离合器分离系统包括离合器分离机构和离合器总成。
所述二档位变速装置包括一档主动齿轮、一档被动齿轮、同步器、二档主动齿轮、二档被动齿轮、长轴带锥齿的主动齿轮和贯穿输入轴；所述二档位变速装置安装在变速器壳内，且采用螺栓将安装有二档位变速装置的变速器壳安装在驱动桥本体的底面上；所述贯穿输入轴横向贯穿于驱动桥本体；所述一档主动齿轮与一档被动齿轮为一对齿轮副；所述二档主动齿轮与二档被动齿轮为一对齿轮副；所述一档主动齿轮、同步器和二档主动齿轮安装在贯穿输入轴上，且一档主动齿轮与贯穿输入轴之间以及二档主动齿轮与贯穿输入轴之间均设有滚针轴承，同步器与贯穿输入轴之间采用花键连接；所述一档被动齿轮与二档被动齿轮安装在长轴带锥齿的主动齿轮上，且二者与长轴带锥齿的主动齿轮一同旋转；
所述长轴带锥齿的主动齿轮和安装在差速器上的被动齿轮是一对啮合斜齿轮副，二者组成主减速器装置；所述长轴带锥齿的主动齿轮的一端嵌入安装在变速器壳外端内孔中的锥轴承孔中，另一端的锥齿后轴表面安装在变速器壳内支撑的锥轴承孔中。
进一步的，所述离合器分离机构包括分离轴、分离轴承和分离电机；所述分离轴上的拨叉安装在分离轴承的圆槽内；所述离合执行机构包括安装在分离电机旋转轴上的蜗杆以及安装在分离轴上且与蜗杆相配合的扇齿蜗轮，所述蜗杆与扇齿蜗轮是一对啮合副，蜗杆带动扇齿蜗轮来回摆动；
所述离合器总成和分离轴承均安装在位于离合器壳与飞轮壳内的贯穿输入轴上；所述分离轴承套在贯穿输入轴上；所述离合器总成、分离轴承以及飞轮同轴设置；所述分离轴承、一档主动齿轮、二档主动齿轮分别与贯穿输入轴转动配合。
进一步的，所述一档主动齿轮及二档主动齿轮均通过滚针轴承与贯穿输入轴相连。
进一步的，所述贯穿输入轴的一端安装在位于驱动电机转子外端内孔中的第一球轴承中，贯穿输入轴的中部穿过位于离合器壳内支撑的孔中的第二球轴承中，贯穿输入轴的另一端安装在位于变速器壳外端内孔中的滚子轴承中。所述第一球轴承、第二球轴承和滚子轴承对贯穿输入轴上的三个点进行支撑。
进一步的，所述同步器、离合器总成的摩擦片总成分别与贯穿输入轴花键连接，且同步器及离合器总成的摩擦片在花键轴上移动；所述同步器、离合器总成的摩擦片总成与贯穿输入轴一同旋转。
进一步的，所述飞轮通过螺栓连接在驱动电机转子的外端面上，且通过螺栓将离合器总成连接到飞轮的端面上；所述驱动电机带动飞轮及离合器总成的摩擦片总成一同转动；所述离合器壳分别通过螺栓连接在飞轮壳和离合器壳上；所述飞轮壳通过螺栓连接在驱动电机的壳体上。
进一步的，所述换挡执行机构安装在变速器壳上，该换挡执行机构包括换挡电机、设置在换挡电机旋转轴上的螺杆以及安装在螺杆上的带有拨叉的螺母；螺母的拨叉安装在同步器的啮合圆槽内。
由以上技术方案可知，本发明通过驱动电机驱动飞轮旋转，使飞轮与离合器总成紧密啮合带动贯穿输入轴旋转；通过二档位变速装置的齿轮系（一档主动齿轮、一档被动齿轮、二档主动齿轮及二档被动齿轮）带动长轴带锥齿的主动齿轮旋转，经过被动齿轮及差速器，再分别通过半轴传递到左、右轮毂制动器总成，进而分别带动车辆左、右轮毂旋转，实现车辆的直驶和转向工况。综上所述，本发明能够消除现有纯电动车驱动过程中存在的不足，具有结构紧凑、性能可靠、散热性好、成本低等特点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是离合执行机构、换档执行机构和ECU控制机构的位置示意图；
图3是驱动桥本体、差速器、半轴、轮毂制动器总成、制动气室凸轮轴执行组件的位置示意图；
图4是换档执行机构的结构示意图；
图5是贯穿输入轴的结构示意图。
其中：
1、驱动桥本体，2、制动气室凸轮轴执行组件，3、轮毂制动器总成，4、半轴，5、差速器，6、被动齿轮，7、长轴带锥齿的主动齿轮，8、一档被动齿轮，9、一档主动齿轮，10、二档被动齿轮，11、二档主动齿轮，12、同步器，13、贯穿输入轴，14、变速器壳，15、离合器壳，16、离合器分离机构，17、离合器总成，18、飞轮，19、飞轮壳，20、驱动电机，21、换档执行机构，22、ECU控制机构，23、离合执行机构，101、螺杆，102、螺母，103、换挡电机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1-图5所示的一种贯穿输入式电控变速比整体驱动系统，包括驱动桥本体1、差速器5、半轴4、轮毂制动器总成3、制动气室凸轮轴执行组件2、被动齿轮6。还包括二档位变速装置、离合器分离系统、变速器壳14、离合器壳15、飞轮18、飞轮壳19、驱动电机20、提供离合动力的离合执行机构23、提供换档动力的换档执行机构21以及ECU控制机构22；所述离合器分离系统包括离合器分离机构16和离合器总成17。所述离合器分离系统的作用是切断或结合驱动电机的动力。换档执行机构的作用是切换档。ECU控制机构的作用是控制换挡电机的旋转和控制离合执行机构中的分离电机的旋转。
所述二档位变速装置包括一档主动齿轮8、一档被动齿轮9、同步器12、二档主动齿轮11、二档被动齿轮10、长轴带锥齿的主动齿轮7和贯穿输入轴13。所述二档位变速装置安装在变速器壳14内，且采用螺栓将安装有二档位变速装置的变速器壳14安装在驱动桥本体1的底面上。采用轴承及盖板将长轴带锥齿的主动齿轮的轴和贯穿输入轴固定住。所述贯穿输入轴13横向贯穿于驱动桥本体1；所述一档主动齿轮8与一档被动齿轮9为一对齿轮副；所述二档主动齿轮11与二档被动齿轮10为一对齿轮副；所述一档主动齿轮8、同步器12和二档主动齿轮11安装在贯穿输入轴13上，且一档主动齿轮8与贯穿输入轴13之间以及二档主动齿轮11与贯穿输入轴13之间均设有滚针轴承，同步器12与贯穿输入轴13之间采用花键连接；所述一档被动齿轮9与二档被动齿轮10安装在长轴带锥齿的主动齿轮7上，且二者与长轴带锥齿的主动齿轮7一同旋转。所述二档位变速装置的作用是变速、减速和增加扭矩。
所述长轴带锥齿的主动齿轮7和通过螺栓安装在差速器5壳体上的被动齿轮6是一对啮合斜齿轮副，二者组成主减速器装置。所述长轴带锥齿的主动齿轮7的一端嵌入安装在变速器壳14外端内孔中的锥轴承孔中，另一端的锥齿后轴表面安装在变速器壳14内支撑的锥轴承孔中。主减速器装置的作用是换向、减速、增加扭矩。
进一步的，所述离合器分离机构16包括分离轴、分离轴承和分离电机；所述分离轴上的拨叉安装在分离轴承的圆槽内；所述离合执行机构23包括安装在分离电机旋转轴上的蜗杆以及安装在分离轴上且与蜗杆相配合的扇齿蜗轮，所述蜗杆与扇齿蜗轮是一对啮合副，蜗杆带动扇齿蜗轮来回摆动。离合器分离机构的分离轴承受力在贯穿输入轴上来回移动，迫使离合器总成的摩擦片总成与飞轮结合或分离。
所述离合器总成17和分离轴承均安装在位于离合器壳15与飞轮壳19内的贯穿输入轴13上；所述分离轴承套在贯穿输入轴13上；所述离合器总成17、分离轴承以及飞轮18同轴设置；所述分离轴承、一档主动齿轮9、二档主动齿轮11分别与贯穿输入轴13转动配合。
进一步的，所述一档主动齿轮9及二档主动齿轮11均通过滚针轴承与贯穿输入轴13相连。
进一步的，所述贯穿输入轴13的一端安装在位于驱动电机20转子外端内孔中的第一球轴承中，贯穿输入轴13的中部穿过位于离合器壳14内支撑的孔中的第二球轴承中，贯穿输入轴13的另一端安装在位于变速器壳14外端内孔中的滚子轴承中。所述第一球轴承、第二球轴承和滚子轴承对贯穿输入轴上的三个点进行支撑。
进一步的，所述同步器12、离合器总成17的摩擦片总成分别与贯穿输入轴13花键连接，且同步器12及离合器总成17的摩擦片在花键轴上移动；所述同步器12、离合器总成17的摩擦片总成与贯穿输入轴一同旋转。
进一步的，所述飞轮18通过螺栓连接在驱动电机20转子的外端面上，且通过螺栓将离合器总成17连接到飞轮18的端面上；所述驱动电机20带动飞轮18及离合器总成17的摩擦片总成一同转动；所述离合器壳15分别通过螺栓连接在飞轮壳19和离合器壳15上；所述飞轮壳19通过螺栓连接在驱动电机20的壳体上。
进一步的，所述换挡执行机构21安装在变速器壳14上，该换挡执行机构21包括换挡电机103、设置在换挡电机103旋转轴上的螺杆101以及安装在螺杆101上的带有拨叉的螺母102；螺母102的拨叉安装在同步器12的啮合圆槽内。
如图5所示的贯穿输入轴13的结构示意图，图中表示出了各个部件在贯穿输入轴13上的位置，从左向右依次为：嵌入安装在变速器壳14外端内孔中的滚子轴承、通过滚针轴承与贯穿输入轴连接且与贯穿输入轴转动配合的二档主动齿轮11、与贯穿输入轴13花键连接的同步器12、通过滚针轴承与贯穿输入轴连接且与贯穿输入轴转动配合的二档主动齿轮9、安装在离合器壳15内支撑的孔中的第二球轴承、套在贯穿输入轴13上的离合器分离轴承、与贯穿输入轴13花键连接的离合器总成17的摩擦片总成、嵌入安装在驱动电机20转子外端内孔中的第一球轴承。
本发明的工作原理为：
本发明通过设置驱动电机20驱动飞轮18旋转，使飞轮18与离合器总成17紧密啮合带动贯穿输入轴13旋转（离合器总成17的摩擦片总成与贯穿输入轴13之间以花键连接），从而带动与贯穿输入轴13花键联接的同步器12空转。当换挡执行机构21的换档电机103接到ECU控制机构22指令时，换挡执行机构21的换档电机103旋转，带动换档电机103上的螺杆101旋转，从而使螺母102外凸拔叉部分在同步器12啮合圆槽内推动同步器12在贯穿输入轴13上向左端或向右端移动，进而使同步器12的啮合套与一档主动齿轮9相啮合或与二档主动齿轮11相啮合，带动一档被动齿轮8或二档被动齿轮10旋转，与一档被动齿轮8和二档被动齿轮10固定连接的长轴带锥齿的主动齿轮7同时旋转，接着带动与长轴带锥齿的主动齿轮7啮合的被动齿轮6旋转，因而联接被动齿轮6的差速器5与之一起旋转，再分别通过半轴4传递到左、右轮毂制动器总成3上，进而分别带动轮毂制动器总成3的左、右轮毂旋转，实现车辆的直驶和转向工况。
本发明通过车辆制动阀给制动气室凸轮轴执行组件2的制动气室输入压缩空气，带动制动气室凸轮轴执行组件2的制动臂摆动，从而使制动气室凸轮轴执行组件2的凸轮轴转动，凸轮轴涨开轮毂制动器总成3的制动蹄，使轮毂制动器总成3的制动鼓渐渐地停止转动，实现行驶车辆的制动工况。
当离合执行机构23的分离电机接到ECU控制机构22指令时，离合执行机构23的分离电机带动蜗杆轴旋转，从而带动离合执行机构23中固定在分离轴上的扇齿蜗轮摆动，固定在分离轴上的拔叉摆动，拔叉的指在分离轴承圆槽内移动，带动离合器分离机构16的分离轴承受力在贯穿输入轴13上移动，迫使离合器总成17的摩擦片总成与飞轮18分离，切除驱动电机20动力传递，实现飞轮18空转。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种贯穿输入式电控变速比整体驱动系统，包括驱动桥本体、差速器、半轴、轮毂制动器总成、制动气室凸轮轴执行组件和被动齿轮；其特征在于：还包括二档位变速装置、离合器分离系统、变速器壳、离合器壳、飞轮、飞轮壳、驱动电机、提供离合动力的离合执行机构、提供换档动力的换档执行机构以及ECU控制机构；所述离合器分离系统包括离合器分离机构和离合器总成；
所述二档位变速装置包括一档主动齿轮、一档被动齿轮、同步器、二档主动齿轮、二档被动齿轮、长轴带锥齿的主动齿轮和贯穿输入轴；所述二档位变速装置安装在变速器壳内，且采用螺栓将安装有二档位变速装置的变速器壳安装在驱动桥本体的底面上；所述贯穿输入轴横向贯穿于驱动桥本体；所述一档主动齿轮与一档被动齿轮为一对齿轮副；所述二档主动齿轮与二档被动齿轮为一对齿轮副；所述一档主动齿轮、同步器和二档主动齿轮安装在贯穿输入轴上，且一档主动齿轮与贯穿输入轴之间以及二档主动齿轮与贯穿输入轴之间均设有滚针轴承，同步器与贯穿输入轴之间采用花键连接；所述一档被动齿轮与二档被动齿轮安装在长轴带锥齿的主动齿轮上，且二者与长轴带锥齿的主动齿轮一同旋转；
所述长轴带锥齿的主动齿轮和安装在差速器上的被动齿轮是一对啮合斜齿轮副，二者组成主减速器装置；所述长轴带锥齿的主动齿轮的一端嵌入安装在变速器壳外端内孔中的锥轴承孔中，另一端的锥齿后轴表面安装在变速器壳内支撑的锥轴承孔中。
2.根据权利要求1所述的一种贯穿输入式电控变速比整体驱动系统，其特征在于：所述离合器分离机构包括分离轴、分离轴承和分离电机；所述分离轴上的拨叉安装在分离轴承的圆槽内；所述离合执行机构包括安装在分离电机旋转轴上的蜗杆以及安装在分离轴上且与蜗杆相配合的扇齿蜗轮，所述蜗杆与扇齿蜗轮是一对啮合副，蜗杆带动扇齿蜗轮来回摆动；
所述离合器总成和分离轴承均安装在位于离合器壳与飞轮壳内的贯穿输入轴上；所述分离轴承套在贯穿输入轴上；所述离合器总成、分离轴承以及飞轮同轴设置；所述分离轴承、一档主动齿轮、二档主动齿轮分别与贯穿输入轴转动配合。
3.根据权利要求1所述的一种贯穿输入式电控变速比整体驱动系统，其特征在于：所述一档主动齿轮及二档主动齿轮均通过滚针轴承与贯穿输入轴相连。
4.根据权利要求1所述的一种贯穿输入式电控变速比整体驱动系统，其特征在于：所述贯穿输入轴的一端安装在位于驱动电机转子外端内孔中的第一球轴承中，贯穿输入轴的中部穿过位于离合器壳内支撑的孔中的第二球轴承中，贯穿输入轴的另一端安装在位于变速器壳外端内孔中的滚子轴承中。
5.根据权利要求1所述的一种贯穿输入式电控变速比整体驱动系统，其特征在于：所述同步器、离合器总成的摩擦片总成分别与贯穿输入轴花键连接，且同步器及离合器总成的摩擦片在花键轴上移动；所述同步器、离合器总成的摩擦片总成与贯穿输入轴一同旋转。
6.根据权利要求1所述的一种贯穿输入式电控变速比整体驱动系统，其特征在于：所述飞轮通过螺栓连接在驱动电机转子的外端面上，且通过螺栓将离合器总成连接到飞轮的端面上；所述驱动电机带动飞轮及离合器总成的摩擦片总成一同转动；所述离合器壳分别通过螺栓连接在飞轮壳和离合器壳上；所述飞轮壳通过螺栓连接在驱动电机的壳体上。
7.根据权利要求1所述的一种贯穿输入式电控变速比整体驱动系统，其特征在于：所述换挡执行机构安装在变速器壳上，该换挡执行机构包括换挡电机、设置在换挡电机旋转轴上的螺杆以及安装在螺杆上的带有拨叉的螺母；螺母的拨叉安装在同步器的啮合圆槽内。
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