CN104806713A - 一种电动车离心式三档自动变速*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车离心式三档自动变速***，包括：主减速器和变速器，其中，变速器设置了F1单向超越离合器、离心式离合器、带式制动器、离心式制动器以及F2单向超越离合器分别在不同的档位自动对前排齿圈、前排行星架、前排太阳轮、后排齿圈、后排行星架以及后排太阳轮进行控制，使电动车能够自动换挡，摆脱复杂的电控模块及液压***，提高电动车辆的续航里程，延长电池的使用寿命；同时将主减速器和变速器连成一体，提高速比范围，使所述变速***换挡平顺、结构紧凑、可靠性高、重量轻、体积小、成本低、传动效率高。

Description

一种电动车离心式三档自动变速***

技术领域

本发明属于电动车辆传动技术领域，特别涉及一种电动车辆离心式三档自动变速***。

背景技术

当前，续驶里程短、中高速加速性能不足是限制电动汽车普及的重要原因之一。通过传动***的改进，可以实现动力总成轻量化，降低对电机扭矩的要求，提高整车续驶里程和车辆性能。电动车采用两挡或多挡自动变速器，能提高整车爬坡度、加速性能、最高车速，减少电机峰值负荷使用时间，增加续驶里程。但是目前大多数的电动车辆自动变速器都采用液压控制或电子控制，与主减速器也是分体结构，体积较大、成本较高、***复杂，不利于推广及后期使用。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种电动车离心式三档自动变速***，其将主减速器和变速器连成一体，增大速比范围，减小体积和重量，提高传动效率。

本发明还有一个目的是提供一种变速器，其设置单向超越离合器、离心式离合器、带式制动器和离心式制动器对传动机构进行控制，使变速器根据车速采用纯机械的工作方式进行自动换挡。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种电动车离心式三档自动变速***，包括：主减速器和变速器，两者连成一体并被外壳包裹；

其中，所述变速器包括：

传动机构，其由输入轴、前排太阳轮、前排行星架、前排齿圈、后排行 星架、后排太阳轮和后排齿圈构成；以及

调控换挡机构，其包括：

F1单向超越离合器，其设置在所述外壳与所述前排行星架之间上以阻止所述前排行星架逆时针转动；

F2单向超越离合器和离心式制动器，两者串联且同设置在所述外壳和后排太阳轮之间，所述离心式制动器控制所述F2单向超越离合器，所述F2单向超越离合器阻止所述后排太阳轮相对所述离心式制动器逆时针转动；

离心式离合器，其设置在所述后排齿圈与后排行星架之间将两者分离与结合，或者设置在所述后排行星架与后排太阳轮之间将两者分离与结合。

优选的是，所述的电动车离心式三档自动变速***中，所述传动机构包括：

输入轴；

前排太阳轮，其同轴固接在输入轴上；

前排行星架，其通过行星轮与所述前排太阳轮啮合，并选择性被所述前排太阳轮带动；

前排齿圈，其与所述行星轮啮合，并选择性被所述前排太阳轮带动；

后排行星架，其与前排行星架连接，并通过后排行星轮与后排齿圈啮合；

后排太阳轮，其与前排齿圈连接，并与所述后排行星轮啮合；

后排齿圈。 

优选的是，所述的电动车离心式三档自动变速***中，所述调控换挡机构还包括带式制动器，其设置在所述外壳与前排行星架之间，以在所述电动车倒档时制动所述前排行星架。

优选的是，所述的电动车离心式三档自动变速***中，所述主减速器设置在所述变速器之后，其包括：

中间轴，其上同轴穿设有第一齿轮和第二齿轮；

输出轴，其上同轴设置有第三齿轮；

其中，所述第一齿轮与所述后排齿圈啮合，所述第二齿轮与所述第三齿轮啮合。

优选的是，所述的电动车离心式三档自动变速***中，所述主减速器包 括：

单排双级行星齿轮组或单排单级齿轮组，其连接在所述输入轴和前排太阳轮之间；

转动轴，其连接所述后排齿圈并将动力输出。

优选的是，所述的电动车离心式三档自动变速***中，所述单排双级行星齿轮组包括：

太阳轮，其连接所述输入轴；

双行星轮，其设置在行星架上并与所述太阳轮啮合，以在自身转动的同时围绕所述太阳轮旋转；

行星架，其连接所述前排太阳轮，并将动力反向减速输入至所述前排太阳轮；

齿圈，其固定在所述外壳上并与所述双行星轮啮合。

优选的是，所述的电动车离心式三档自动变速***中，所述单排单级齿轮组包括：

太阳轮，其连接所述输入轴；

单行星轮，其设置在行星架上并与所述太阳轮啮合，以在自身转动的同时围绕所述太阳轮旋转；

行星架，其连接所述前排太阳轮，并将动力同向减速输入至所述前排太阳轮；

齿圈，其固定在所述外壳上并与所述单行星轮啮合。

本发明至少包括以下有益效果：首先，由于主减速器和变速器连为一体的结构，拓宽了传动比范围，减少了传动***的总体积，降低了传动***对驱动电机的性能要求，提高了电机运行效率及车辆的续航里程。

其次，本发明采用离心式离合器及单向超越离合器进行换档，减少动力中断时间，实现平滑换挡；采用单向超越离合器，使得该变速器具有带挡滑行的功能，减少了电量的损耗。

最后，相对于传统的电子控制或液压控制的电动车辆自动变速器，本发明的机械式自动变速器利用元件的速度变化、纯机械机构实现前进三挡自动切换，降低了生产成本，***稳定性高。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例3的结构示意图；

图4为本发明实施例4的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

图1示出了根据本发明的一种实现形式，其中包括：主减速器和变速器，两者连成一体，并被外壳1包裹；主减速器可以连接在变速器之前，也可以连接在变速器之后。

其中，所述变速器包括：

传动机构，其为由输入轴2、前排太阳轮7、前排行星架6、前排齿圈5、后排行星架10、后排太阳轮11和后排齿圈9构成的双排行星齿轮机构，其中，前排太阳轮7与输入轴2相连，前排行星架6与后排行星架10相连，前排齿圈5与后排太阳轮11相连；以及

调控换挡机构，其包括：

F1单向超越离合器4，其设置在所述外壳1和前排行星架6之间以阻止所述前排行星架6逆时针转动；在电动车启动时，电动机带动输入轴2顺时针转动，主减速器输出轴16存在阻力，F1单向超越离合器4使得前排行星架6与后排行星架10逆时针单向制动，前排太阳轮7带动前排齿圈5逆时针减速转动，因此后排太阳轮11的逆时针转动带动后排齿圈9的顺时针减速转 动；动力传输过程为：前排太阳轮7-前排齿圈5-后排太阳轮11-后排齿圈9。后排齿圈9的动力再经过主减速器的两对外啮合减速齿轮(后排齿圈9与主减速器中间轴齿轮一8、主减速器中间轴齿轮二18与主减速器输出齿轮15)从主减速器输出轴16输出动力，实现前进一挡。

F2单向超越离合器14和离心式制动器13，两者串联且同设置在所述外壳1和后排太阳轮11之间，所述离心式制动器13控制所述F2单向超越离合器14，所述F2单向超越离合器14阻止所述后排太阳轮11相对所述离心式制动器13逆时针转动；随着电动机转速的升高，离心式制动器13工作，前排齿圈5与后排太阳轮11的逆时针转动被F2单向超越离合器14和离心式制动器13串联制动，F1单向超越离合器4解除锁止。因此电动机的动力从输入轴2输入，前排太阳轮7带动前排行星架6减速转动，后排行星架10带动后排齿圈9转动，同前述，动力经过主减速器的两对减速齿轮从主减速器输出轴16输出动力，实现前进二挡。

离心式离合器12，其设置在所述后排齿圈9与后排行星架10之间将两者分离与结合。随着电动机转速的进一步升高，离心式离合器12工作，后排行星架10与后排太阳轮11结合，此时前、后排行星齿轮机构成为一个整体，同步运动，同前述，后排齿圈9经过主减速器的两对减速齿轮从主减速器输出轴16输出动力，实现前进三挡。

所述F1单向超越离合器4的工作原理：所述F1单向超越离合器4的外圈与壳体1连接，单向超越离合器F14的内圈与前排行星架6和后排行星架10组件连接。因此，F1单向超越离合器4使得前排行星架6与后排行星架10逆时针单向制动。

所述F2单向超越离合器14的工作原理：F2单向超越离合器14的外圈与离心式制动器13的内圈连接，F2单向超越离合器14的内圈与前排齿圈5和后排太阳轮11组件连接。因此，前排齿圈5与后排太阳轮11组件相对于离心式制动器13内圈逆时针转动时，被F2单向超越离合器14制动。进一步的，电动机转速提高，离心式制动器13与壳体1连接时，则前排齿圈5与后排太阳轮11组件逆时针单向制动。

所述的电动车离心式三档自动变速***中，所述传动机构包括：

输入轴2；

前排太阳轮7，其同轴固接在输入轴2上；

前排行星架6，其通过至少一行星轮与所述前排太阳轮7啮合，并选择性被所述前排太阳轮7带动；

前排齿圈5，其与所述行星轮啮合，并选择性被所述前排太阳轮7带动；

后排行星架10，其与前排行星架6连接，并通过后排行星轮与后排齿圈9啮合；

后排太阳轮11，其与前排齿圈5连接，并与所述后排行星轮啮合；

后排齿圈9。

所述的电动车离心式三档自动变速***中，所述调控换挡机构还包括带式制动器3，其设置在所述外壳1和前排行星架6之间，以在所述电动车倒档时制动所述前排行星架6。倒挡时，带式制动器3使得前排行星架6与后排行星架10制动，电动机带动输入轴2反转动，经过输入轴2输入动力，其余动力传递路线与前进一挡相同，动力经前排太阳轮7-前排齿圈5-后排太阳轮11-后排齿圈9后输出动力。

所述的电动车离心式三档自动变速***中，其外部包裹着壳体1。外壳1保护内部元件并为内部元件提供支撑。

所述的电动车离心式三档自动变速***中，所述主减速器设置在所述变速器之后，其包括：

中间轴17，其上同轴穿设有第一齿轮8和第二齿轮18；

输出轴16，其上同轴设置有第三齿轮15；

其中，所述第一齿轮8与所述后排齿圈9啮合，所述第二齿轮18与所述第三齿轮15啮合。

实施例2

图2示出了本发明的另一种实现形式，该图例的电动车辆离心式三档自动变速器及主减速器中的离心式离合器12位于后排行星架10与后排太阳轮11之间；它的作用是，当处于前进三档时，离心式离合器12工作，后排行星架10与后排太阳轮11连接，同样使得前、后排行星齿轮机构成为一个整体。

如图3和图4示出了主减速器的不同的实施方式，所述主减速器包括：

单排双级行星齿轮组或单排单级齿轮组，其连接在所述输入轴2和前排太阳轮7之间；

中间轴17，其连接所述后排齿圈9并将动力输出。

实施例3

如图3示出了主减速器的一种实施方式，所述单排双级行星齿轮组包括：

太阳轮21，其连接所述输入轴2；

双行星轮，其设置在行星架20上并与所述太阳轮21啮合，以在自身转动的同时围绕所述太阳轮21旋转；

行星架20，其连接所述前排太阳轮7，并将动力反向减速输入至所述前排太阳轮7；

齿圈19，其固定在所述外壳1上并与所述双行星轮啮合。

该实例的电动车辆离心式三档自动变速器及主减速器中的主减速器位于输入轴之前，包含一个单排双级行星齿轮组，齿圈19、行星架20、太阳轮21，其中齿圈19与壳体相连，输入轴与太阳轮21相连、行星架20反向减速输入至前排太阳轮7；主减速器中间轴17成为机构的动力输出端。

实施例4

图4示出了所述的主减速器的一种实施方式，所述单排单级齿轮组包括：

太阳轮21，其连接所述输入轴2；

单行星轮，其设置在行星架20上并与所述太阳轮21啮合，以在自身转动的同时围绕所述太阳轮21旋转；

行星架20，其连接所述前排太阳轮7，并将动力同向减速输入至所述前排太阳轮7；

齿圈19，其固定在所述外壳1上并与所述单行星轮啮合。

在该实例中，包含一个单排单级行星齿轮组，齿圈19、行星架20、太阳轮21，连接方式与第三实施例相同，行星架20同向减速输入至前排太阳轮7；因此电机反转，轴17正转，实现前进挡；电机正转，轴17反转，实现倒挡。

本发明的工作原理如下：

前进一挡：汽车起步时，电动机带动输入轴2顺时针转动，主减速器输 出轴16存在阻力，F1单向超越离合器4使得前排行星架6与后排行星架10逆时针单向制动，前排太阳轮7带动前排齿圈5逆时针减速转动，因此后排太阳轮11的逆时针转动带动后排齿圈9的顺时针减速转动；后排齿圈9的动力经过主减速器的两对外啮合减速齿轮(后排齿圈9与主减速器中间轴齿轮一8、主减速器中间轴齿轮二18与主减速器输出齿轮15)从主减速器输出轴16输出动力，实现前进一挡。

前进二挡：随着电动机转速的升高，离心式制动器13工作，前排齿圈5与后排太阳轮11的逆时针转动被F2单向超越离合器14和离心式制动器13串联制动，F1单向超越离合器4解除锁止。因此电动机的动力从输入轴2输入，前排太阳轮7带动前排行星架6减速转动，后排行星架10带动后排齿圈9转动，同前述，经过主减速器的两对减速齿轮从主减速器输出轴16输出动力，实现前进二挡。

前进三挡：随着电动机转速的进一步升高，离心式离合器12工作，后排行星架10与后排太阳轮11结合，此时前、后排行星齿轮机构成为一个整体，同步运动，同前述，后排齿圈9经过主减速器的两对减速齿轮从主减速器输出轴16输出动力，实现前进三挡。

倒挡：带式制动器3使得前排行星架6与后排行星架10制动，电动机反转动，经过输入轴2输入动力，其余动力传递路线与前进一挡相同。

相反，当汽车车速降低时，自动变速器将按上述相反的顺序自动降挡。

当汽车下坡时，由于单向超越离合器的存在，该自动变速器具有在档滑行功能。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种电动车离心式三档自动变速***，其特征在于，包括：主减速器和变速器，两者连成一体并被外壳包裹；

其中，所述变速器包括：

传动机构，其由输入轴、前排太阳轮、前排行星架、前排齿圈、后排行星架、后排太阳轮和后排齿圈构成；以及

调控换挡机构，其包括：

F1单向超越离合器，其设置在所述外壳与所述前排行星架之间上以阻止所述前排行星架逆时针转动；

F2单向超越离合器和离心式制动器，两者串联且同设置在所述外壳和后排太阳轮之间，所述离心式制动器控制所述F2单向超越离合器，所述F2单向超越离合器阻止所述后排太阳轮相对所述离心式制动器逆时针转动；

离心式离合器，其设置在所述后排齿圈与后排行星架之间将两者分离与结合，或者设置在所述后排行星架与后排太阳轮之间将两者分离与结合。

2.如权利要求1所述的电动车离心式三档自动变速***，其特征在于，所述传动机构包括：

输入轴；

前排太阳轮，其同轴固接在输入轴上；

前排行星架，其通过行星轮与所述前排太阳轮啮合，并选择性被所述前排太阳轮带动；

前排齿圈，其与所述行星轮啮合，并选择性被所述前排太阳轮带动；

后排行星架，其与前排行星架连接，并通过后排行星轮与后排齿圈啮合；

后排太阳轮，其与前排齿圈连接，并与所述后排行星轮啮合；

后排齿圈。

3.如权利要求1所述的电动车离心式三档自动变速***，其特征在于，所述调控换挡机构还包括带式制动器，其设置在所述外壳与前排行星架之间，以在所述电动车倒档时制动所述前排行星架。

4.如权利要求1所述的电动车离心式三档自动变速***，其特征在于，所述主减速器设置在所述变速器之后，其包括：

中间轴，其上同轴穿设有第一齿轮和第二齿轮；

输出轴，其上同轴设置有第三齿轮；

其中，所述第一齿轮与所述后排齿圈啮合，所述第二齿轮与所述第三齿轮啮合。

5.如权利要求1所述的电动车离心式三档自动变速***，其特征在于，所述主减速器包括：

单排双级行星齿轮组或单排单级齿轮组，其连接在所述输入轴和前排太阳轮之间；

转动轴，其连接所述后排齿圈并将动力输出。

6.如权利要求5所述的电动车离心式三档自动变速***，其特征在于，所述单排双级行星齿轮组包括：

太阳轮，其连接所述输入轴；

双行星轮，其设置在行星架上并与所述太阳轮啮合，以在自身转动的同时围绕所述太阳轮旋转；

行星架，其连接所述前排太阳轮，并将动力反向减速输入至所述前排太阳轮；

齿圈，其固定在所述外壳上并与所述双行星轮啮合。

7.如权利要求5所述的电动车离心式三档自动变速***，其特征在于，所述单排单级齿轮组包括：

太阳轮，其连接所述输入轴；

单行星轮，其设置在行星架上并与所述太阳轮啮合，以在自身转动的同时围绕所述太阳轮旋转；

行星架，其连接所述前排太阳轮，并将动力同向减速输入至所述前排太阳轮；

齿圈，其固定在所述外壳上并与所述单行星轮啮合。