CN110725910B - 新能源商用车eat变速器齿轮传动结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源商用车EAT变速器齿轮传动结构，包括前端太阳轮、前端行星轮、后端太阳轮、后端一级行星轮、后端二级行星轮、行星架以及内齿圈，前端太阳轮与前端行星轮啮合，后端一级行星轮与前端行星轮设于同一旋转轴上，后端一级行星轮分别与后端二级行星轮和内齿圈啮合，前端太阳轮、后端太阳轮以及内齿圈轴心重合，后端二级行星轮分别与后端太阳轮以及内齿圈啮合，前端行星轮、后端一级行星轮以及后端二级行星轮安装于行星架上，后端太阳轮连接输入轴，行星架连接输出轴，输入轴与行星架之间设有离合器，内齿圈配置有第一制动器，前端太阳轮配置有第二制动器。本发明具有结构简单、成本低、结构紧凑等优点。

Description

新能源商用车EAT变速器齿轮传动结构

技术领域

本发明涉及新能源商用车领域，特别是8m～12m长的公路客车，具体公开了一种新能源商用车EAT变速器齿轮传动结构。

背景技术

传统的AT变速器(Automatic Transmission,液力自动变速器)，通常由液力变矩器、行星齿轮系、多个摩擦结合元件、以及相应的电控***所组成，依靠摩擦结合元件间的分离与结合实现动力换挡，在乘用车领域应用非常广泛。但是在新能源商用车(电力驱动商用车)领域，主要是采用MT变速器(手动变速器)和AMT变速器(机械式自动变速器)，目前尚没有批量应用的AT变速器。传统的AT变速器为了提高燃油发动机的动力传递性能、降低燃油消耗、以及换挡的平顺性等目的，设置的挡位数较多、传动比也较大(达到6以上)，并且由于燃油发动机输出轴只能单向旋转，还必须设置倒挡，导致齿轮传动***结构非常复杂，增加了制造成本，同时也使得变速器尺寸增大。而新能源商用车挡位数较少，通常仅需设置两到三个前进挡即可，传动比相应也较低，同时由于电动机既可以正向旋转又可以反向旋转，因而无需要求变速器必须具备倒挡，使得传统的AT变速器齿轮传动结构不再适用于新能源商用车。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低、结构紧凑的新能源商用车变速器齿轮传动结构。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种新能源商用车EAT变速器齿轮传动结构，包括前端太阳轮、前端行星轮、后端太阳轮、后端一级行星轮、后端二级行星轮、行星架以及内齿圈，所述前端太阳轮与所述前端行星轮啮合，所述后端一级行星轮与所述前端行星轮设于同一旋转轴上，所述后端一级行星轮分别与所述后端二级行星轮以及所述内齿圈啮合，所述前端太阳轮、所述后端太阳轮以及所述内齿圈轴心重合，所述后端二级行星轮分别与所述后端太阳轮以及所述内齿圈啮合，所述前端行星轮、所述后端一级行星轮以及所述后端二级行星轮安装于所述行星架上，所述后端太阳轮连接输入轴，所述行星架连接输出轴，所述输入轴与所述行星架之间设有离合器，所述内齿圈配置有第一制动器，所述前端太阳轮配置有第二制动器。

作为上述技术方案的进一步改进：齿轮传动结构具有第一传动比i₁，此时所述第一制动器工作、所述第二制动器和所述离合器不工作，则i₁＝1+k₂，其中k₂为所述内齿圈与所述后端太阳轮的齿数比。

作为上述技术方案的进一步改进：4≤i₁≤5。

作为上述技术方案的进一步改进：齿轮传动结构具有第二传动比i₂，此时所述第二制动器工作、所述第一制动器和所述离合器不工作，则i₂＝(k₁+k₂)/k₁，其中k₁为所述内齿圈与所述前端太阳轮的齿数比、且k₁≠k₂。

作为上述技术方案的进一步改进：1＜i₂≤3。

作为上述技术方案的进一步改进：齿轮传动结构具有第三传动比i₃，此时所述离合器工作、所述第一制动器和所述第二制动器不工作，则i₃＝1。

作为上述技术方案的进一步改进：所述前端太阳轮、所述前端行星轮、所述后端一级行星轮、所述后端二级行星轮、所述后端太阳轮以及所述内齿圈均为斜齿结构。

作为上述技术方案的进一步改进：所述后端一级行星轮、所述后端二级行星轮及所述前端行星轮的数量为n，则n≥3。

作为上述技术方案的进一步改进：所述行星架为中空套筒结构并位于所述内齿圈内，所述后端一级行星轮、所述后端二级行星轮以及所述前端行星轮位于所述行星架的空腔内，行星架侧壁上开设有供轮齿穿过的第一开孔，行星架两端分别开设有供所述输入轴和所述输出轴穿过的第二开孔。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的新能源商用车EAT变速器齿轮传动结构，前端采用双级行星齿轮组，后端采用单级行星齿轮组，前端行星轮和后端一级行星轮设于同一旋转轴上，两个行星齿轮系共用行星架和内齿圈，后端太阳轮与输入轴相连，行星架与输出轴相连，输入轴与行星架之间设置离合器，内齿圈配置有第一制动器，前端太阳轮配置有第二制动器，通过离合器、第一制动器和第二制动器三者的配合可实现三个前进挡，通过驱动电机自身的反向旋转可实现倒挡，通过合理调整内齿圈齿数、前端太阳轮齿数和后端太阳轮齿数，能够获得不同的传动比以满足8m～12m长的新能源客车的需求，且整体结构简单、紧凑，零部件数量少，通过试制表明：相比于能够实现相同功能的传统结构的平行轴式变速器，本发明可将变速器尺寸减少1/3左右。

附图说明

图1是本发明新能源商用车EAT变速器齿轮传动结构第一视角的立体结构示意图。

图2是本发明新能源商用车EAT变速器齿轮传动结构第二视角的立体结构示意图。

图3是图1的透视图。

图4是本发明一挡传动时的原理示意图。

图5是本发明二挡传动时的原理示意图。

图6是本发明三挡传动时的原理示意图。

图中各标号表示：1、后端太阳轮；2、后端一级行星轮；3、后端二级行星轮；4、前端太阳轮；5、前端行星轮；6、行星架；61、第一开孔；62、第二开孔；7、内齿圈；8、输入轴；9、输出轴；10、离合器；11、第一制动器；12、第二制动器。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1至图3示出了本发明新能源商用车EAT变速器齿轮传动结构的一种实施例，本实施例的新能源商用车变速器齿轮传动结构，包括后端太阳轮1、后端一级行星轮2、后端二级行星轮3、前端太阳轮4、前端行星轮5、行星架6以及内齿圈7，后端二级行星轮3分别与后端太阳轮1和内齿圈7啮合，前端行星轮5与后端一级行星轮2设于同一旋转轴上，后端太阳轮1、内齿圈7和前端太阳轮4三者轴心重合，前端行星轮5与前端太阳轮4啮合，再通过后端一级行星轮2分别与后端二级行星轮3以及内齿圈7啮合，后端一级行星轮2、后端二级行星轮3和前端行星轮5安装于行星架6上，后端太阳轮1连接输入轴8，行星架6连接输出轴9，输入轴8与行星架6之间设有离合器10，内齿圈7配置有第一制动器11，前端太阳轮4配置有第二制动器12。

该新能源商用车EAT变速器齿轮传动结构，前端采用双级行星齿轮组，后端采用单级行星齿轮组，前端行星轮5和后端一级行星轮2设于同一旋转轴上，两个行星齿轮系共用行星架6和内齿圈7，后端太阳轮1与输入轴8相连，行星架6与输出轴9相连，输入轴8与行星架之间设置离合器10，内齿圈7配置有第一制动器11，前端太阳轮4配置有第二制动器12，通过离合器10、第一制动器11和第二制动器12三者的配合可实现三个前进挡，通过车辆驱动电机自身的反向旋转可实现倒挡，通过合理调整内齿圈7齿数、前端太阳轮4齿数和后端太阳轮1齿数，能够获得不同的传动比以满足8m～12m长的新能源客车的需求，且整体结构简单、紧凑，零部件数量少，通过试制表明：相比于能够实现相同功能的传统结构的平行轴式变速器，本发明可将变速器尺寸减少1/3左右，可大幅度减少车辆空间的占用，便于车辆其他构件特别是电池组的布局。其中，离合器10、第一制动器11和第二制动器12可采用已有结构实现功能，不再赘述。

具体如图4所示(其中箭头表示动力传动路径，×号表示非工作状态，√号表示工作状态，下同)，进一步地，本实施例中，齿轮传动结构具有第一传动比i₁，此时第一制动器11工作、第二制动器12和离合器10不工作，则i₁＝1+k₂，其中k₂为内齿圈7与后端太阳轮1的齿数比。

在这种条件下，动力由输入轴8输入至后端太阳轮4，由于内齿圈7被锁死，此时动力直接从行星架6输出。

作为优选的技术方案，4≤i₁≤5，能够较好的满足新能源商用车一挡的速比需求。本实施例中，k₂取值为3.5，相应地，i₁＝4.5。当然在其他实施例中，也可根据车辆的不同用户、不同使用环境进行调节。

具体如图5所示，更进一步地，本实施例中，齿轮传动结构具有第二传动比i₂，此时第二制动器12工作、第一制动器11和离合器10不工作，则i₂＝(k₁+k₂)/k₁，其中k₁为内齿圈7与前端太阳轮4的齿数比、且k₁≠k₂。

在这种条件下，动力由输入轴8输入至后端太阳轮1，由于前端太阳轮4被锁死，此时动力通过两级行星排传递后从行星架6输出。

作为优选的技术方案，1＜i₂≤3，能够较好的满足新能源商用车二挡的速比需求。本实施例中，k₁取值为1.9，k₂取值为3.5，相应地，i₁＝2.84。当然在其他实施例中，也可根据车辆的不同用户、不同使用环境进行调节。

具体如图6所示，更进一步地，本实施例中，齿轮传动结构具有第三传动比i₃，此时离合器10工作、第一制动器11和第二制动器12不工作，则i₃＝1。

在这种条件下，由于输入轴8与行星架6相连，也即动力直接通过行星架6输出，作为新能源商用车的直接挡。

进一步地，本实施例中，前端太阳轮4、前端行星轮5、后端一级行星轮2、后端二级行星轮3、后端太阳轮1以及内齿圈7均为斜齿结构。斜齿轮的啮合性好，传动平稳、噪声小，同时降低了每对齿轮的载荷，提高了齿轮的承载能力。

作为优选的技术方案，后端一级行星轮2、后端二级行星轮3及前端行星轮5的数量为n，则n≥3，也即太阳轮匹配2～3个行星轮，结构简单、紧凑，满足传动需求。

作为优选的技术方案，本实施例中，行星架6为中空套筒结构并位于内齿圈7内，后端一级行星轮2、后端二级行星轮3以及前端行星轮5位于行星架6的空腔内，行星架6侧壁上开设有供轮齿穿过的第一开孔61，行星架6两端分别开设有供输入轴8和输出轴9穿过的第二开孔62。该行星架6结构简单、紧凑，占用空间少，同时满足各行星轮、旋转轴的安装、啮合需求。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种新能源商用车EAT变速器齿轮传动结构，其特征在于：包括前端太阳轮(4)、前端行星轮(5)、后端太阳轮(1)、后端一级行星轮(2)、后端二级行星轮(3)、行星架(6)以及内齿圈(7)，所述前端太阳轮(4)、所述后端太阳轮(1)以及所述内齿圈(7)轴心重合，所述前端太阳轮(4)与所述前端行星轮(5)啮合，所述后端一级行星轮(2)与所述前端行星轮(5)设于同一旋转轴上，所述后端一级行星轮(2)分别与所述后端二级行星轮(3)以及所述内齿圈(7)啮合，所述后端二级行星轮(3)分别与所述后端太阳轮(1)以及所述内齿圈(7)啮合，所述前端行星轮(5)、所述后端一级行星轮(2)以及所述后端二级行星轮(3)安装于所述行星架(6)上，所述后端太阳轮(1)连接输入轴(8)，所述行星架(6)连接输出轴(9)，所述输入轴(8)与所述行星架(6)之间设有离合器(10)，所述内齿圈(7)配置有第一制动器(11)，所述前端太阳轮(4)配置有第二制动器(12)，所述行星架(6)为中空套筒结构并位于所述内齿圈(7)内，所述后端一级行星轮(2)、所述后端二级行星轮(3)以及所述前端行星轮(5)位于所述行星架(6)的空腔内，行星架(6)侧壁上开设有供轮齿穿过的第一开孔(61)，行星架(6)两端分别开设有供所述输入轴(8)和所述输出轴(9)穿过的第二开孔(62)。

2.根据权利要求1所述的新能源商用车EAT变速器齿轮传动结构，其特征在于：齿轮传动结构具有第一传动比i₁，此时所述第一制动器(11)工作、所述第二制动器(12)和所述离合器(10)不工作，则i₁＝1+k₂，其中k₂为所述内齿圈(7)与所述后端太阳轮(1)的齿数比。

3.根据权利要求2所述的新能源商用车EAT变速器齿轮传动结构，其特征在于：4≤i₁≤5。

4.根据权利要求2所述的新能源商用车EAT变速器齿轮传动结构，其特征在于：齿轮传动结构具有第二传动比i₂，此时所述第二制动器(12)工作、所述第一制动器(11)和所述离合器(10)不工作，则i₂＝(k₁+k₂)/k₁，其中k₁为所述内齿圈(7)与所述前端太阳轮(4)的齿数比、且k₁≠k₂。

5.根据权利要求4所述的新能源商用车EAT变速器齿轮传动结构，其特征在于：1＜i₂≤3。

6.根据权利要求4所述的新能源商用车EAT变速器齿轮传动结构，其特征在于：齿轮传动结构具有第三传动比i₃，此时所述离合器(10)工作、所述第一制动器(11)和所述第二制动器(12)不工作，则i₃＝1。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的新能源商用车EAT变速器齿轮传动结构，其特征在于：所述前端太阳轮(4)、所述前端行星轮(5)、所述后端一级行星轮(2)、所述后端二级行星轮(3)、所述后端太阳轮(1)以及所述内齿圈(7)均为斜齿结构。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的新能源商用车EAT变速器齿轮传动结构，其特征在于：所述后端一级行星轮(2)、所述后端二级行星轮(3)及所述前端行星轮(5)的数量为n，则n≥3。

9.根据权利要求8所述的新能源商用车EAT变速器齿轮传动结构，其特征在于：所述后端一级行星轮(2)、所述后端二级行星轮(3)及所述前端行星轮(5)的数量为n，则n≥3。

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