CN102182799B - 电动汽车用自动变速箱 - Google Patents

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Abstract

电动汽车用自动变速箱，涉及汽车用变速装置的改进。在箱体内安装有连接盘、主动齿轮、以及行星减速机构、双向离合器、左右操作油缸；连接盘2跟动力输入轴1采用花键连接；双向离合器套装于内外花键连接套上；左、右操作油缸分别设置于左、右离合器的外侧并安装于箱体上，左、右操作油缸的活塞分别顶在左压盘和右压盘外侧。本发明提供一种在汽车行驶中无需切断动力的前提下，在电控液压***的操作下实现“高速档”和“低速档”之间的自由切换，还可以实现“停车制动档”和“空档”之间的切换的“四功能二档自动变速箱”。

Description

电动汽车用自动变速箱
技术领域
本发明涉及变速装置，特别涉及汽车用变速装置的改进。
背景技术
众所周知，电动汽车作为节能减排的新能源交通工具，为全球所青睐。实际设计和使用中，电动汽车电机虽然有0～9000rpm的转速范围可变，但也很难同时满足高速行驶(120km／h以上)和低速爬坡(25％以上的坡度)性能的要求；免强达到了，但也由于其低速爬坡时所需的电流过大而带来了效率偏低、续行里程下降、控制器制造成本增加、电池寿命缩短等一系列的弊端。如采用传统的同步器式齿轮变速器，则在换档位时需要用离合器切断动力，否则就不能进行顺利的换档；由于电动汽车的驱动电机加速性能远远超过燃油发动机，离合器的结合力的不足而打滑已成为一大难题；同时增加离合器后庞大的体积，使整车布置增加难度。所以无离合器而可以根据工况自动实现变速变速箱已成为众多电动汽车科技工作者研究对象。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动汽车用自动变速箱，本发明提供一种在汽车行驶中无需切断动力的前提下，在电控液压***的操作下实现“高速档”和“低速档”之间的自由切换，还可以实现“停车制动档”和“空档”之间的切换的“四功能二档自动变速箱”。
本发明的电动汽车用自动变速箱，其特征在于，在箱体内安装有连接盘(2)、主动齿轮(9)、以及行星减速机构、双向离合器、左右操作油缸；连接盘2跟动力输入轴1采用花键连接；其中：
行星减速机构，由左行星架(4)、行星齿轮轴(5)、行星齿轮(6)、内齿圈(7)、右行星架(8)和太阳轮轴(19)构成，主动齿轮(9)固定安装右行星架(8)上，并在太阳轮轴(19)上，主动齿轮(9)、右行星架组合件跟太阳轮轴(19)组成间隙配合运动组；内齿圈(7)固定连接在连接盘(2)侧面，左行星架(4)设置于内齿圈(7)中间并与连接盘(2)之间为间隙配合，行星齿轮(6)固定安装于行星齿轮轴(5)上，它们之间组成间隙配合运动组，行星齿轮轴(5)两端分别安装于左行星架(4)和右行星架(8)上，组成行星减速机构中的行星架机构；
双向离合器由左离合器壳(12)、左湿式摩擦片(13)、左钢片(14)、左压盘(15)、右离合器壳(18)、右湿式摩擦片(20)、右钢片(21)、右压盘(22)、内外花键连接套(24)、压簧(25)构成；内外花键连接套(24)采用花键套装在太阳轮轴(19)上；若干左湿式摩擦片(13)与左钢片(14)交错设置于左离合器壳(12)与左压盘(15)之间构成左离合器，左离合器壳(12)固定在主动齿轮(9)上；若干右湿式摩擦片(20)与右钢片(21)交错设置于右压盘(22)与右离合器壳(18)之间构成右离合器，右离合器壳(18)固定在箱体上；左湿式摩擦片(13)和右湿式摩擦片(20)的外齿分别套入左离合器壳(12)和右离合器壳(18)的槽内，左钢片(14)、右钢片(21)跟内外花键连接套(24)为花键联接。左压盘(15)与右压盘(22)之间设置有压簧(25)；
左右操作油缸由左油缸体(10)、左活塞(11)、右油缸体(16)、右活塞(17)构成，为环型油缸；左油缸体(10)和右油缸体(16)分别设置于左离合器壳(12)和右离合器壳(18)外侧并安装于箱体上，左活塞(11)和右活塞(17)分别顶在左压盘(15)和右压盘(22)外侧。
本发明的电动汽车用自动变速箱，可以满足电动汽车在行驶中根据路面状况在无需切断动力的前提下，在电控液压***的操作下实现“高速档”和“低速档”之间的自由切换，而且还可以根据驾驶员的意图实现“停车制动档”和“空档”的切换，本发明是四功能二档的自动变速箱。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中符号说明：动力输入轴1、连接盘2、滚柱推力轴承3、左行星架4、行星齿轮轴5、行星齿轮6、内齿圈7、右行星架8、主动齿轮9、左油缸体10、左活塞11、左离合器壳12、湿式摩擦片13、钢片14、左压盘15、右油缸体16、右活塞17、右离合器壳18、太阳轮轴19、湿式摩擦片20、钢片21、右压盘22、限位用卡簧23、内外花键连接套24、压簧25。
具体实施方式
下面结合附图并用最佳的实施例对本发明作详细的说明。
参阅图1，电动汽车用自动变速箱，在箱体内安装有连接盘2、主动齿轮(9)、以及行星减速机构、双向离合器、左右操作油缸；连接盘2跟动力输入轴1采用花键连接；其中：
行星减速机构，由左行星架4、行星齿轮轴5、行星齿轮6、内齿圈7、右行星架8和太阳轮轴19构成，主动齿轮9固定安装右行星架8上，并在太阳轮轴19上，主动齿轮9、右行星架组合件跟太阳轮轴19组成间隙配合运动组；内齿圈7固定连接在连接盘2侧面，左行星架4设置于内齿圈7中间并与连接盘2之间为间隙配合，行星齿轮6固定安装于行星齿轮轴5上，它们之间组成间隙配合运动组，行星齿轮轴5两端分别安装于左行星架4和右行星架8上，组成行星减速机构中的行星架机构；
双向离合器由左离合器壳12、左湿式摩擦片13、左钢片14、左压盘15、右离合器壳18、右湿式摩擦片20、右钢片21、右压盘22、内外花键连接套2)、压簧25构成；内外花键连接套24采用花键套装在太阳轮轴19上；若干左湿式摩擦片13与左钢片14交错设置于左离合器壳12与左压盘15之间构成左离合器，左离合器壳12固定在主动齿轮9上；若干右湿式摩擦片20与右钢片21交错设置于右压盘22与右离合器壳18之间构成右离合器，右离合器壳18固定在箱体上；左湿式摩擦片13和右湿式摩擦片20的外齿分别套入左离合器壳12和右离合器壳18的槽内，左钢片14、右钢片21跟内外花键连接套24为花键联接。左压盘15与右压盘22之间设置有压簧25；
左右操作油缸由左油缸体10、左活塞11、右油缸体16、右活塞17构成，为环型油缸；左油缸体10和右油缸体16分别设置于左离合器壳12和右离合器壳18外侧并安装于箱体上，左活塞11和右活塞17分别顶在左压盘15和右压盘22外侧。
在内外花键连接套24外圆柱表面的中间位置还安装有限位用卡簧23。
所述动力输入轴1可以为电机输出轴或其它动力输入轴。
根据行星减速运动理论可知，当内齿圈为主动件，行星架输出时，行星架、太阳轮处于不同状态时可以分别实现四种功能：(一)太阳轮固定时，内齿圈带动行星齿轮转并驱动行星架，行星架为减速运动，其减速比为内齿圈齿数与太阳轮齿数之比；(二)太阳轮可动，同时行星架跟太阳轮锁死时，内齿圈带动行星轮与太阳轮一起转(整体转动)，此时不减速为1：1运动；(三)太阳轮固定，同时行星架跟太阳轮锁死时，行星减速机构不能转动(制动状态)；(四)太阳轮可动，同时行星架跟太阳轮不锁死时，内齿轮带动行星齿轮转也带动太阳轮转，行星架无相对运动(空转状态)。
本发明的工作原理为：
1、外接液压操作***使左油道A通高压油、右油道B不通油时，左油缸动作顶开左压盘15使左离合器分离，而右离合器在压簧25的作用下处接合状态。此时为太阳轮固定、行星架可动，动力输入轴1转动时固定在行星架上的主动齿轮9，在连接盘2、内齿圈7、行星齿轮6的带动下作减速运动。
2、外接液压操作***使右油道B通高压油、左油道A不通油时，右油缸动作顶开右压盘22使右离合器分离、左离合器结合。此时太阳轮和行星架锁死，动力输入轴1转动时固定在行星架上的主动齿轮9，在连接盘2、内齿圈7、行星齿轮6的带动下跟太阳轮轴19一起作整体转动，主动齿轮9由减速转为1：1运动。
3、外接液压操作***使左油道A、右油道B同时通高压油时，左离合器和右离合器都处于分离状态。此时太阳轮和行星架都为可动，动力输入轴1转动时，在连接盘2、内齿圈7、行星齿轮6的带动下太阳轮轴19转动，固定在行星架上的主动齿轮9不动，为“空档”状态。
4、外接液压操作***使左油道A、右油道B同时不通油时，左离合器和右离合器在压簧25和左压盘21、右压盘22的分别作用下都进入接合状态。太阳轮轴19被制动，行星架与太阳轮被锁死，主动齿轮9不能转动，进入“停车制动”状态。
以上实施例是本发明较优选具体实施方式的一种，本领域技术人员在本技术方案范围内进行的通常变化和替换应包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.电动汽车用自动变速箱，其特征在于，在箱体内安装有连接盘(2)、主动齿轮(9)、以及行星减速机构、双向离合器、左右操作油缸；连接盘(2)跟动力输入轴(1)采用花键连接；其中：
行星减速机构，由左行星架(4)、行星齿轮轴(5)、行星齿轮(6)、内齿圈(7)、右行星架(8)和太阳轮轴(19)构成，主动齿轮(9)固定安装右行星架(8)上，并在太阳轮轴(19)上，主动齿轮(9)、右行星架组合件跟太阳轮轴(19)组成间隙配合运动组；内齿圈(7)固定连接在连接盘(2)侧面，左行星架(4)设置于内齿圈(7)中间并与连接盘(2)之间为间隙配合，行星齿轮(6)固定安装于行星齿轮轴(5)上，它们之间组成间隙配合运动组，行星齿轮轴(5)两端分别安装于左行星架(4)和右行星架(8)上，组成行星减速机构中的行星架机构；
双向离合器由左离合器壳(12)、左湿式摩擦片(13)、左钢片(14)、左压盘(15)、右离合器壳(18)、右湿式摩擦片(20)、右钢片(21)、右压盘(22)、内外花键连接套(24)、压簧(25)构成；内外花键连接套(24)采用花键套装在太阳轮轴(19)上；若干左湿式摩擦片(13)与左钢片(14)交错设置于左离合器壳(12)与左压盘(15)之间构成左离合器，左离合器壳(12)固定在主动齿轮(9)上；若干右湿式摩擦片(20)与右钢片(21)交错设置于右压盘(22)与右离合器壳(18)之间构成右离合器，右离合器壳(18)固定在箱体上；左湿式摩擦片(13)和右湿式摩擦片(20)的外齿分别套入左离合器壳(12)和右离合器壳(18)的槽内，左钢片(14)、右钢片(21)跟内外花键连接套(24)为花键联接；左压盘(15)与右压盘(22)之间设置有压簧(25)；
左右操作油缸由左油缸体(10)、左活塞(11)、右油缸体(16)、右活塞(17)构成，为环型油缸；左油缸体(10)和右油缸体(16)分别设置于左离合器壳(12)和右离合器壳(18)外侧并安装于箱体上，左活塞(11)和右活塞(17)分别顶在左压盘(15)和右压盘(22)外侧；
所述的自动变速箱的工作原理为：
1)、外接液压操作***使左油道A通高压油、右油道B不通油时，左油缸动作顶开左压盘(15)使左离合器分离，而右离合器在压簧(25)的作用下处接合状态；此时为太阳轮固定、行星架可动，动力输入轴(1)转动时固定在行星架上的主动齿轮(9)，在连接盘(2)、内齿圈(7)、行星齿轮(6)的带动下作减速运动；
2)、外接液压操作***使右油道B通高压油、左油道A不通油时，右油缸动作顶开右压盘(22)使右离合器分离、左离合器结合；此时太阳轮和行星架锁死，动力输入轴(1)转动时固定在行星架上的主动齿轮(9)，在连接盘(2)、内齿圈(7)、行星齿轮(6)的带动下跟太阳轮轴(19)一起作整体转动，主动齿轮(9)由减速转为1：1运动；
3)、外接液压操作***使左油道A、右油道B同时通高压油时，左离合器和右离合器都处于分离状态；此时太阳轮和行星架都为可动，动力输入轴(1)转动时，在连接盘(2)、内齿圈(7)、行星齿轮(6)的带动下太阳轮轴(19)转动，固定在行星架上的主动齿轮(9)不动，为“空档”状态；
4)、外接液压操作***使左油道A、右油道B同时不通油时，左离合器和右离合器在压簧(25)和左压盘(21)、右压盘(22)的分别作用下都进入接合状态；太阳轮轴(19)被制动，行星架与太阳轮被锁死，主动齿轮(9)不能转动，进入“停车制动”状态。
2.如权利要求1所述的电动汽车用自动变速箱，其特征在于，在内外花键连接套(24)外圆柱表面的中间位置还安装有限位用卡簧(23)。
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