CN116608243A - 一种变速器及变速器组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变速器及变速器组件，变速器包括：壳体，所述壳体形成空腔；齿轮组，所述齿轮组容纳于所述空腔中；切换元件，所述切换元件容纳于所述空腔中；在所述壳体上形成有油道，所述油道包括用于为所述切换元件提供液压油的油道和用于为所述齿轮组的各个元件提供润滑和冷却油的油道。本发明通过在壳体上集成设置多个油道，减少了零件数量，降低了安装的复杂度，提高了装配效率。

Description

一种变速器及变速器组件

技术领域

本发明属于车辆技术领域，具体来说涉及一种用于车辆中的变速器及变速器组件。

背景技术

电动汽车已经获得了大规模的普及，市场占有率在逐渐增加。许多传统的汽车厂商也开始逐步增加对电动汽车的投入。目前市面上电驱动总成常用方案为单减配合水冷电机的组合方案，水冷***的冷却介质是水，水导电，所以不能对绕组等热源位置进行直接冷却，只能采用机壳液冷的方式进行冷却，该冷却方式下，电机内部的热源产生的热量需要通过层层材料的传导才能被水道带走，一方面因此产生温度梯度，一方面容易在局部产生热量堆积，冷却效率较低，效果不太理想，而油本身不导电，可以用来作为直接冷却电机内部的介质，提高冷却效率和效果，从而提高电驱动的效率和功率密度。

例如中国专利申请CN202011440601.6公开了一种单减配合油冷电机的组合方案，通过在减速器侧增加电泵给油冷电机提供冷却润滑油，实现油冷电驱动功能。采用油冷的方式，一定程度上提高了电驱动的效率和功率密度，但搭配的单速比减速器无法同时很好的兼顾高速和低速两个工况，为兼顾最高车速要求，往往电机的峰值转速要做的特别高，效率和NVH性能都不太好。

发明内容

结合申请人在该领域的研究和实际经验，在此提出以下改进的技术方案。

一种变速器，包括：

壳体，所述壳体形成空腔；

齿轮组，所述齿轮组容纳于所述空腔中；

切换元件，所述切换元件容纳于所述空腔中；

在所述壳体上形成有油道，所述油道包括用于为所述切换元件提供液压油的油道和用于为所述齿轮组的各个元件提供润滑和冷却油的油道。

根据本发明的一个方面，所述齿轮组包括平行设置的第一轴和第二轴，所述第一轴上设置有第一齿轮和第二齿轮，所述第二轴上设置有第三齿轮和第四齿轮，所述第一齿轮和第三齿轮常啮合，所述第二齿轮和第四齿轮常啮合。

根据本发明的一个方面，所述切换元件包括第一离合器和第二离合器，所述第一离合器用于将所述第一齿轮固定连接至所述第一轴，所述第二离合器用于将所述第二齿轮固定连接至所述第一轴。

根据本发明的一个方面，所述油道包括第一油道，所述第一油道形成于所述壳体的垂直于所述齿轮组的轴向的一个侧面。

根据本发明的一个方面，所述油道还包括第二油道，所述第二油道形成于所述壳体的垂直于所述齿轮组的轴向的两个侧面之间的部分。

根据本发明的一个方面，所述油道包括第三油道，所述第三油道形成于所述壳体的用于与电机连接的侧面。

根据本发明的一个方面，所述油道包括第四油道，所述第四油道形成于所述壳体的与所述第三油道所在侧面在轴向上相对的侧面。

根据本发明的一个方面，所述壳体上具有第一接口和第二接口，第一接口为油提供进入电机的定子的通道，第二接口为油提供进入电机的转子的通道。

根据本发明的一个方面，所述第一接口的孔径大于所述第二接口的孔径。

本发明还提出一种变速器组件，包括上述的变速器；以及位于所述壳体上的第一油泵和第二油泵，所述第一油泵位于所述变速器的垂直于轴向的两个侧面之间，所述第二油泵位于所述变速器的垂直于轴向的一个侧面上。

由以上方案可知，本发明具有如下优点：

①一挡大速比提升整车加速、爬坡的性能，二挡小速比降低电机最高转速的需求，改善高频啸叫和动平衡震动问题，提升NVH性能；

②两个挡位，可以兼顾电驱动在低速需要大扭矩和高速需要高转速输出的需求，最大限度的使电机工作在高效区域；

③采用湿式离合器控制换挡的方案，可以实现无动力中断的挡位切换，提升驾驶体验；

④采用双泵策略，可以实现高压油压力和低压油流量的精准控制需求；

⑤高压油路一般需要较高的压力，但流量需求不大，低压油路不需要太高的压力，但对流量需求较大，高低压油路分离的方案，可以最大限度的减少液压***的泄漏，提高***效率；

⑥油冷器可以降低进入电机的润滑油的油温，提升冷却效果，压滤器可以过滤进入电机内部润滑油的杂质，提高清洁度，避免杂质过多对电机运行的不利影响；

⑦所有油路都设计在壳体上，避免了复杂的管路，降低结构的复杂性；

⑧变速器上给电机供油的油路，最终分出的两个出口，可以实现对电机定转子的分别润滑，可以精准控制流量，提升冷却效果。

附图说明

参考附图描述本发明的示例性实施例，其中：

图1示出了本发明的变速器的原理图。

图2示出了本发明的变速器的一个视角下的立体图。

图3示出了本发明的变速器的另一个视角下的立体图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解和实现本发明。但是，对所属技术领域的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不局限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面所述的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用，而不应看作是权利要求的特征或限定，除非在权利要求中明确提出。

在以下描述中可能使用的关于方位的说明，比如“上”、“下”、“内”、“外”、“径向”、“轴向”等，除非具有明确说明，仅为了方便描述，而无欲对发明技术方案形成任何限定。此外，在下文中使用了例如“第一”、“第二”等术语来描述本申请的元件，这些术语仅用于区分各个元件，而无欲限制这些元件的本质、序列、顺序或数目。

图1示出了本发明的变速器的原理图。变速器与电机连接，并将电机的动力输出至车轮。变速器包括壳体，在壳体内设置有多个齿轮以及两个离合器。电机的输出轴1连接至变速器的输入轴，然后经由变速器内部的齿轮机构传递至差速器的输入齿轮2，最后由差速器将动力传递至车辆的车桥，从而驱动车轮转动。

变速器包括有两个平行的轴，在第一轴上设置有通过轴承支撑在第一轴上的第一齿轮3和第二齿轮4。变速器壳体内还设置由两个离合器，其中第一离合器C1能够将第一齿轮3与第一轴固定连接，从而使第一齿轮3和第一轴以相同的角速度旋转，第二离合器C2能够将第二齿轮4与第一轴固定连接，从而使第二齿轮4和第一轴以相同的角速度旋转。

在第二轴5上设置有两个齿轮，这两个齿轮分别是第三齿轮和第四齿轮，且二者分别与第二轴5固定连接。第三齿轮与第一齿轮3常啮合，从而形成第一齿轮副TG1，第四齿轮与第二齿轮4常啮合，从而形成第二齿轮副TG2。在第二轴5上还设置有与第二轴5固定的第五齿轮，第五齿轮与差速器的输入齿轮2常啮合，从而形成第三齿轮副TG3。

图1中示出了档位关系图以及两个档位下的动力流。

当电机工作从而使电机的输出轴1旋转时，第一轴随之转动。当两个离合器都不接合时，第一齿轮3和第二齿轮4与第一轴之间不存在同步旋转的关系，因此第一齿轮3和第二齿轮4仅通过轴承支撑在第一轴上，而不会随着第一轴旋转，也就无法将动力通过两个齿轮副向后继续传递，由此形成变速器的空挡，即N挡。

当第一离合器C1接合而第二离合器C2不接合时，当电机工作从而通过输出轴1带动第一轴转动，第一齿轮3通过第一离合器C1被固定连接至第一轴，从而与第一轴一同旋转，进而通过第一齿轮副TG1带动第三齿轮转动，而第三齿轮又带动同样位于第二轴上的第五齿轮转动，从而通过第三齿轮副TG3将动力传递到差速器。由此，变速器按照第一挡位工作。

当第一离合器C1不接合而第二离合器C2接合时，当电机工作从而通过输出轴1带动第一轴转动，第二齿轮4通过第二离合器C2被固定连接至第一轴，从而与第一轴一同旋转，进而通过第二齿轮副TG2带动第四齿轮转动，而第四齿轮又带动同样位于第二轴上的第五齿轮转动，从而通过第三齿轮副TG3将动力传递到差速器。由此，变速器按照第二挡位工作。

当第一离合器C1接合而第二离合器C2不接合时，当电机反向旋转从而通过输出轴1带动第一轴转动，第一齿轮3通过第一离合器C1被固定连接至第一轴，从而与第一轴一同旋转，进而通过第一齿轮副TG1带动第三齿轮转动，而第三齿轮又带动同样位于第二轴上的第五齿轮转动，从而通过第三齿轮副TG3将动力传递到差速器。由此，变速器的工作挡位与第一挡位相同，但是由于电机反向旋转，因此车辆向后行驶。

第一离合器C1和第二离合器C2的运行是由液压油实现的。为此，本发明的变速器配备有油泵，用于为两个离合器提供工作所需的液压油，通过两个离合器实现一挡大速比和二挡小速比的无动力中断换挡。

图2示出了本发明的变速器的一个视角下的立体图。从图2中可以看出，本发明的变速器设置有第一油泵14。第一油泵14可以采用电子油泵的形式。此外，为了实现对变速器内各个零件的润滑，本发明还设置有第二油泵13。第二油泵13可以采用电子油泵的形式。

通过使用两个电子油泵分别提供两个离合器所需的高压力油以及提供变速器和/或电机所需的低压冷却润滑油，本发明实现了对高压油的压力的精确控制和对低压油流量的精确控制。

图3示出了本发明的变速器的另一个视角下的立体图。在图3中示出了变速器的输入轴，该轴与电机的输入轴1连接。变速器的壳体12与电机的壳体之间通过接合面连接。二者之间的连接可以通过螺纹紧固件等实现。

结合图2和图3，可以看出图2中所示出的是变速器壳体背离电机的一侧。在此，将变速器的壳体与电机接合的一侧称为第一侧，与第一侧在轴向上相对的一侧则称为第二侧。从图2中可以看出，在第二侧上，壳体12具有多个用于支撑轴的支撑部，以及多个油道。在壳体12上，沿着垂直于变速器的轴向的方向延伸设置有第一油道7，以便提供壳体内部的多个零件的润滑和冷却。

在第二侧上，还设置有第四油道8-2，该油道用于为两个离合器中的一个提供压力油。从图3中可以看出在第一侧设置有第三油道8-1，该油道用于为两个离合器中的另一个提供压力油。第一油泵14设置在第一侧。

从图2中可看出，在壳体12位于第一侧和第二侧之间的部分上，设置有第二油道9，用于实现对电机的冷却。相应地，本发明还在第一侧上设置了与电机的定子和转子流体连接的第一接口11和第二接口10，以便在第二油泵13的作用下通过第二油道9将润滑油分别送至电机的定子和转子，从而实现冷却和润滑。第一接口11和第二接口10可以都设置为具有圆形的孔径，且第一接口11的孔径大于第二接口10的孔径，最好是大于第二接口10的孔径的一倍或者两倍，以实现对定子的更好的润滑。第一接口11在径向上可位于第二接口10的外侧，位于电机上的用于转子润滑的油道从第二接口10通过电机壳体上的油道延伸到电机后端盖处，然后再从后端盖上的结构进入转子轴。

本发明的润滑油路中无需设置分配阀，而是通过各个润滑口的节流孔径实现流量的分配。由此，本发明通过单独的第二油泵13来提供低压力润滑油对变速器内部的旋转件进行主动润滑，也对电机的定子和转子进行主动润滑，。此外，通过两个低压油道和两个高压油道的物理隔离，实现高低压油路分离的效果。

在壳体12上，还设置有过滤器15和冷却器16，以便保证进入电机的润滑油更低的油温和更好的清洁度。过滤器15和冷却器16设置在第一侧与第二侧之间的位置上，从而不会增加变速器的轴向尺寸。出于同样的目的，第二油泵13也设置在在第一侧与第二侧之间的位置上，并且更靠近第二侧设置。

作为本发明的一个改进，所有的油道都设置在壳体12上，通过加工的方式形成在壳体12上，无需使用油管。这减少了零件数量，降低了安装的复杂度，提高了装配效率。

上文描述的仅仅是有关本发明的精神和原理的示例性实施方式。本领域技术人员可以明白，在不背离所述精神和原理的前提下，可以对所描述的示例做出各种变化，这些变化及其各种等同方式均被本发明人所预想到，并落入由本发明的权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种变速器，包括：

壳体，所述壳体形成空腔；

齿轮组，所述齿轮组容纳于所述空腔中；

切换元件，所述切换元件容纳于所述空腔中；

其特征在于，

在所述壳体上形成有油道，所述油道包括用于为所述切换元件提供液压油的油道和用于为所述齿轮组的各个元件提供润滑和冷却油的油道。

2.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，

所述齿轮组包括平行设置的第一轴和第二轴，所述第一轴上设置有第一齿轮和第二齿轮，所述第二轴上设置有第三齿轮和第四齿轮，所述第一齿轮和第三齿轮常啮合，所述第二齿轮和第四齿轮常啮合。

3.根据权利要求2所述的变速器，其特征在于，

所述切换元件包括第一离合器和第二离合器，所述第一离合器用于将所述第一齿轮固定连接至所述第一轴，所述第二离合器用于将所述第二齿轮固定连接至所述第一轴。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的变速器，其特征在于，

所述油道包括第一油道，所述第一油道形成于所述壳体的垂直于所述齿轮组的轴向的一个侧面。

5.根据权利要求4所述的变速器，其特征在于，

所述油道还包括第二油道，所述第二油道形成于所述壳体的垂直于所述齿轮组的轴向的两个侧面之间的部分。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的变速器，其特征在于，

所述油道包括第三油道，所述第三油道形成于所述壳体的用于与电机连接的侧面。

7.根据权利要求6所述的变速器，其特征在于，

所述油道包括第四油道，所述第四油道形成于所述壳体的与所述第三油道所在侧面在轴向上相对的侧面。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的变速器，其特征在于，

所述壳体上具有第一接口和第二接口，第一接口为油提供进入电机的定子的通道，第二接口为油提供进入电机的转子的通道。

9.根据权利要求8所述的变速器，其特征在于，

所述第一接口的孔径大于所述第二接口的孔径。

10.一种变速器组件，其特征在于，

包括如权利要求1-9中任一项所述的变速器；以及

位于所述壳体上的第一油泵和第二油泵，所述第一油泵位于所述变速器的垂直于轴向的两个侧面之间，所述第二油泵位于所述变速器的垂直于轴向的一个侧面上。