CN102774279B - 无冗余支点式电机与变速器一体化驱动*** - Google Patents

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Abstract

本发明的名称为无冗余支点式电机与变速器一体化驱动***。属于电动汽车传动***技术领域。主要是解决现有电机变速箱一体化设计在性能、寿命上存在差异，甚至出现各种异常、故障的问题。它的主要特征是变速箱输入端结构特征包括输入轴、轴承、轴承端盖、油封、主动齿、固定锁紧装置，轴承端盖及油封是位于电机外部、变速箱内部；气缸包括缸体、气缸端盖、活塞、拨叉杆及固定锁紧装置，气缸及密封装置位于变速箱之外的壳体上；变速箱输入轴是两个轴承位支撑的两端支撑结构，变速箱输出轴是两个轴承位支撑的两端支撑结构。本发明具有能够更好的保证产品的性能、寿命的一致性，更好的节约售后成本的特点，主要用于电动汽车。

Description

无冗余支点式电机与变速器一体化驱动***
技术领域
本发明属于电动汽车传动***技术领域，具体涉及一种电驱动机械式变速动力传动***。
背景技术
电动汽车包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。其驱动电机常采用交流感应电机和交流永磁电机。
这两种电机都可以采用变频技术，实现无级调速，因而在工业机械上一般不要求变速传动装置。但对于车速要求高，而同时又要求爬坡能力强的车辆，这种配置则难以满足车辆的行驶要求。采用可变速比齿轮变速传动装置可以满足最高车速的行驶要求，并提高车轮爬坡能力。
中国专利申请CN200910061844公开了一种电动汽车电机自动变速驱动***，其包括可调速电机、齿轮式变速器、控制***，可调速电机的电机轴与齿轮式变速器的第一轴为同一轴。可调速电机的输出端的电机壳体直接与齿轮式变速器的变速器机体固定连接；其去掉了电机与齿轮式变速器之间的离合器，取消了传统变速器中的同步器，采用啮合套式换档结构；利用电机的调速功能，实现换档过程中的待啮合齿轮等转速、同相位控制，利用气压(或液压)操纵机构完成换档，实现***的自动控制。虽然专利申请CN200910061844中可调速电机输出端的电机壳体直接与齿轮式变速器的变速器机体固定连接，但其电机机座与电机前端盖为分体式，其优点是使零部件的加工变的简单了，其缺点为从零件加工开始就存在加工误差，在到二者的装配，依照装配工艺要求，是要满足一定的同轴度要求的，否则，会出现电机转子与定子之间的气隙空间分布不均，从而造成电机的噪音与振动，影响电机的整体功能，装配中又存在一定的装配误差，再和其他零部件装配，这样的误差累积就有可能造成电机运行异常现象。中国专利申请CN201020675252.1公开了一种电驱动机械式变速动力传动***，其包括车用电机和变速箱；车用电机输出轴与变速箱输入轴制成同一轴，其特征在于：电机机座输出端与电机前端盖制成一体，即取消了专利申请CN200910061844中电机的左端盖，变速箱直接与电机输出端装配。该实用新型的目的是针对中国专利申请CN200910061844中的不足之处提供的一种技术解决方案。但该实用新型的结构设计上，电机机座输出端与电机前端盖制成一体，即取消了专利申请CN200910061844中电机的左端盖，变速箱直接与电机输出端装配，但电机输出端的轴承端盖及密封变速箱油的油封是位于电机输出端轴承左侧即电机内部，该结构造成电机的装配拆卸难度很大，也直接导致电机输出端轴承易损件跟换的难度很大，甚至无法在售后现场进行更换轴承，从而造成售后成本的成倍增加。该实用新型的结构设计上，由于整车布置空间有限，要求汽缸的结构简单，故采用了汽缸变速箱一体化设计且变速箱的换挡动力为气动，但该汽缸变速箱一体化设计，汽缸与变速箱壳体之间的密封O型圈是埋在变速箱壳体内部的，该结构造成密封易损件跟换的难度很大，更换埋在变速箱壳体内的密封件就必须拆掉变速箱内部的各个总成，加大故障概率，造成售后成本增加。该实用新型的结构设计上，电机轴上有三个轴承位，其中两个轴承位是为电机转子支撑，定位用的，第三个轴承位是为变速箱输出轴支撑用的，变速箱壳体为变速箱输出轴提供一个支撑用的轴承位。变速箱存在直接档，即电机轴与变速箱输出轴直接连接输出力矩，为了保证变速箱正常、高效运转，这就要求电机轴与变速箱输出轴必须保证很高同轴度，由上述电机轴与变速箱输出轴起支撑作用的轴承位可知，变速箱输出轴的两个轴承支撑为分别位于变速箱壳体和电机轴一轴上，其优点是简化了变速箱的整体结构，其缺点是在实际加工、装配中，由于各种误差的存在，要求电机机座、电机轴、变速箱壳体三者之间保证相应的更高的同轴度，满足相应的工艺要求。否则，可能造成电机变速箱一体化设计在性能、寿命上存在差异，甚至各种异常、故障。
发明内容
本发明的目的是提供一种电驱动机械式变速动力传动***，可避免上述不足之处。
本发明的技术解决方案是：一种无冗余支点式电机与变速器一体化驱动***，其包括车用电机和变速箱，车用电机输出轴与变速箱输入轴制成同一轴；其特征在于：所述变速箱输入端结构特征包括输入轴、轴承、轴承端盖、油封、主动齿、固定锁紧装置，其中，轴承端盖及油封是位于轴承与主动齿之间即电机外部、变速箱内部；气缸包括缸体、气缸端盖、活塞、拨叉杆及固定锁紧装置，气缸及密封装置位于变速箱之外的壳体上；气缸在满足气缸与变速箱一体化设计且变速箱的换挡动力为气动的前提下，整个气缸包括密封装置从变速箱壳体上分离出来，部件式设计，保证可单独进行整体部件更换；变速箱输入轴即电机轴是由两个轴承位支撑的两端支撑结构，变速箱输出轴是由两个轴承位支撑的两端支撑结构；二者之间的传动关系为电机运转经过电机轴即变速箱输入轴传递给变速箱中间轴，再由变速箱中间轴传递给变速箱输出轴，变速箱输出轴再把经过变速箱变速调扭后的动力传递给汽车联轴器；无论何种运行状态都不会直接通过齿套连接使变速箱输入轴与变速箱输出轴进行速度与扭矩传动的直接档出现。
本发明使电驱动机械式变速动力传动***的结构设计更趋于合理化，能够更好的保证产品的性能、寿命的一致性，更好的节约售后成本。本发明主要用于电动汽车。
附图说明
图1是变速箱俯视图。
图2是变速箱一、二、三、四档用位置开关示意图。
图3是变速箱执行挂一档过程示意图。
图4是变速箱执行挂二档过程示意图。
图5是变速箱执行挂三档过程示意图。
图6是变速箱执行挂四档过程示意图
图7是变速箱装配图（1）。
图8是变速箱装配图（2）。
图9是四档水冷纯电动模式动力控制***整体分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述：
如图1至图9所示。车用电机2为汽车用变频调速电机，可以是三相交流永磁同步电机，也可采用三相交流异步电机，如为YCVF系列汽车用变频调速三相交流异步或永磁同步牵引电机。
变速箱1为多档齿轮变速箱。变速箱1采用凹型壳体18，靠车用电机前端盖相邻处无端盖，通过其边缘直接固定在车用电机2前端盖上。车用电机2与变速箱1之间省去了离合器。变速箱1上设有两个气缸19，推动拨叉，换档用。车用电机2输出轴20为变速箱1输入轴20。电机机座输出端与电机前端盖制成一体，即取消了专利申请CN200910061844中电机的左端盖，变速箱直接与电机输出端装配。
变速箱1输入端结构特征包括输入轴20、轴承21、轴承端盖23、油封22、主动齿9、固定锁紧装置。其中轴承端盖23及密封变速箱齿轮油的油封22是位于轴承21与主动齿9之间即电机2外部、变速箱1内部。该结构更有利有电机与变速箱一体式设计的装配拆卸，避免了轴承端盖23及密封变速箱齿轮油的油封22是位于轴承21左侧即电机2内部时，生产装配难度大，售后跟换易损件必要拆电机总成的故障隐患。
变速箱1中间轴29上设有齿轮24、25、26、27、28，齿轮25、26、27、28与变速箱1输出轴30上的一组齿轮10、12、14、17配合实现多档变速，多档变速中不存在直接档状态。变速箱1不经过中间轴29的变速调扭，直接通过齿套11连接使变速箱1输入轴20与变速箱输出轴30进行速度与扭矩传动的档位为直接档。
变速箱1输入轴20即电机轴20是由两个轴承位31、32支撑的两端支撑方式，变速箱输出轴30是由两个轴承位13、33支撑的两端支撑方式。二者之间的传动关系为电机2运转经过电机轴20即变速箱输入轴20传递给变速箱中间轴29，再由变速箱中间轴29传递给变速箱输出轴30，变速箱输出轴30再把经过变速箱变速调扭后的动力传递给汽车联轴器。无论何种运行状态都不会有直接连接的状况出现。
气缸19在满足气缸19与变速箱1一体化设计且变速箱1的换挡动力为气动的前提下，整个气缸19包括密封装置从变速箱壳体18上分离出来，部件式设计，保证可单独进行整体部件更换；其结构特征包括缸体8、气缸端盖6、活塞7、拨叉杆15及固定锁紧装置。分别通过拨叉与变速箱1输出轴30上三组齿轮对应连接，通过分别推动拨叉实现多档的换档。
变速箱输出轴30上安装有霍尔传感器34，测量输出轴30的转速。
变速箱凹型壳体上设有五个档位感应开关，分别为空档感应开关3；一档感应开关4；二档感应开关5；三档感应开关35；四档感应开关16。
磁阻旋转变压器由定子和转子构成，装于车用电机的尾端，磁阻旋转变压器连接线与控制器连接，因而可将电机转速信号传送给控制器，进而实现准确换档操作。
当汽车起步时，用低速档起步，转矩大，使汽车起步平滑，电机电流小，对电池冲击小；当车速达到一定速度后，靠电机变频控制器调整转速达到从动轴同步后变速，气缸推动拨叉自动变速为高速档，使汽车加速。反之减速时，增大动力转矩，也是靠电机控制器调整转速达到从动轴同步变速，气缸推动拨叉变低速档，使汽车减速。

Claims (1)

1.一种无冗余支点式电机与变速器一体化驱动***，其包括车用电机(2)和变速箱(1)，车用电机(2)输出轴(20)与变速箱输入轴(20)制成同一轴；其特征在于：所述变速箱（1）输入端结构特征包括输入轴（20）、轴承（21）、轴承端盖（23）、油封（22）、主动齿（9）、固定锁紧装置，其中，轴承端盖（23）及油封（22）是位于轴承（21）与主动齿（9）之间即电机（2）外部、变速箱（1）内部；气缸（19）包括缸体（8）、气缸端盖（6）、活塞（7）、拨叉杆（15）及固定锁紧装置，气缸（19）位于变速箱（1）之外的壳体上；变速箱（1）输入轴（20）即电机轴（20）是由两个轴承位（31、32）支撑的两端支撑结构，变速箱输出轴（30）是由两个轴承位（13、33）支撑的两端支撑结构。
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