CN213145242U - 一种用于电气化汽车的一体化两档变速驱动桥机构 - Google Patents

Abstract

一种用于电气化汽车的一体化两档变速驱动桥机构，包括第一轴、第二轴和差速器，第一轴与驱动电机联动，在第一轴上固设有一档主动齿轮和二档主动齿轮，在第二轴上转动安装有一档从动齿轮和二档从动齿轮，一档从动齿轮和二档从动齿轮分别对应与一档主动齿轮和二档主动齿轮相啮合；在第二轴上位于一档从动齿轮和二档从动齿轮之间设置有变速器；差速器的两个输出轴分别对应固定连接有第三轴和第四轴，该差速器的输入轴经减速器与第二轴联动，第三轴和第四轴为动力输出轴。通过变速器中的同步器和单向轴承实现一档和二档之间的切换，另外配合弹性机构使得单向轴承始终与一档从动齿轮联动，实现一档切换二档时无动力中断，提高换挡的平顺性。

Description

一种用于电气化汽车的一体化两档变速驱动桥机构

技术领域

本实用新型涉及电气化汽车的变速机构，具体涉及一种用于电气化汽车的一体化两档变速驱动桥机构。

背景技术

当前，电动汽车，混合动力汽车等电气化车辆的应用呈热门趋势。现有市场上的电气化车辆，除个别日系车采用独创的混联驱动机构以外，其余增程式或纯电动车辆均采取单速固定齿比驱动机构。这是由于电动机的特性，调速范围大，高效区间大，中低速扭矩大，因此单速固定变速比驱动机构可以满足一般的需求。

但是，随着电气化车辆的应用，当前电动汽车车重增加，续航里程的问题日益突出。对电气化车辆的能源效率，车辆适用性提出来更高的要求。需要车辆在有限增加电量和重量下尽可能提高效率，提供足够的动力，减小高速巡航的能耗，低速时的通过能力和加速性能。靠增大电动机提高扭矩会增加能耗，减小功率则降低最大扭矩。本身就很高的效率下难以再有巨大的提升。

实用新型内容

针对现有技术中的不足，本实用新型提供一种用于电气化汽车的一体化两档变速驱动桥机构，通过一个无动力中断的两档自动变速器，从而提高当前电气化车辆的效率，极速和动力性能。

一种用于电气化汽车的一体化两档变速驱动桥机构，包括第一轴、第二轴和差速器，所述第一轴与驱动电机联动，在所述第一轴上固设有一档主动齿轮和二档主动齿轮，在所述第二轴上转动安装有一档从动齿轮和二档从动齿轮，所述一档从动齿轮和二档从动齿轮分别对应与所述一档主动齿轮和二档主动齿轮相啮合；在所述第二轴上位于所述一档从动齿轮和二档从动齿轮之间设置有变速器，所述变速器包括换挡同步器和单向轴承，所述换挡同步器滑动安装在所述第二轴上，所述第二轴套设在所述单向轴承的内圈内且与该内圈同步转动，所述单向轴承位于所述换挡同步器和一档从动齿轮之间，在所述单向轴承和一档从动齿轮之间设有第一同步器，在所述换挡同步器和一档从动齿轮之间设有第二同步器，在所述换挡同步器与二档从动齿轮之间设有第三同步器；

所述差速器的两个输出轴分别对应固定连接有第三轴和第四轴且相互同轴设置，该差速器的输入轴经减速器与所述第二轴联动，所述第三轴和第四轴为动力输出轴；

所述一档主动齿轮和一档从动齿轮的齿轮比，大于所述二档主动齿轮和二档从动齿轮的齿轮比。

为使得单向轴承与一档从动齿轮始终联动，进一步为：所述单向轴承滑动设置在所述第二轴上，在所述单向轴承与换挡同步器之间设有弹性机构，该弹性机构分别抵接在所述换挡同步器和单向轴承上。

进一步为：所述弹性机构为压缩弹簧，或者为弹片，或者为弹性伸缩杆。

为增加第一轴、第二轴和第三轴的稳定性，进一步为：所述第一轴、第二轴和第三轴的两端均通过滚动轴承支撑设置。

为便于单向轴承和第二换挡同步器安装在第二轴上，进一步为：所述单向轴承和换挡同步器均通过花键滑套在所述第二轴上。

为增加一档从动齿轮和二档从动齿轮的稳定性，进一步为：所述一档从动齿轮和二档从动齿轮均通过滚针轴承转动设置在所述第二轴上。

进一步为：所述换挡同步器外接有驱动机构并与驱动机构联动。驱动机构用于带动换挡同步器沿第二轴的轴向移动。

进一步为：所述第一轴为所述驱动电机的输出轴，所述输出轴为空心结构，所述第四轴贯穿设置在所述输出轴中且两者间隙配合，将第四轴贯穿设置在驱动电机内，使得本实用新型的结构更紧凑。

进一步为：所述减速器包括相互啮合的减速主动齿轮和减速从动齿轮，所述减速主动齿轮固套在所述第二轴上，所述差速器的输入轴与所述减速从动齿轮联动。

进一步为：包括第一壳体、第二壳体和第三壳体，所述差速器和减速器均位于所述第三壳体内，所述第三轴的一端端部从所述第三壳体内穿出，所述第四轴的一端端部依次穿过所述第二壳体和第一壳体后位于所述第一壳体的外部，所述第一轴的两端端部分别位于所述第一壳体和第二壳体内，所述驱动电机位于所述第一壳体内，所述一档从动齿轮、一档主动齿轮、二档从动齿轮、二档主动齿轮和同步器均位于所述第二壳体内，所述驱动机构位于所述第二壳体的外部并与所述换挡同步器连接，所述第二轴的两端端部分别位于所述第二壳体和第三壳体内。

本实用新型的有益效果：通过同步器和单向轴承实现一档和二档之间的切换，另外配合弹性机构使得单向轴承始终与一档从动齿轮联动，实现一档切换二档时无动力中断，提高换挡的平顺性；将动力输出轴贯穿设置在驱动电机中，使得结构更紧凑；本实用新型结构设计科学合理，两档控制且切换平顺，无动力中断，动力输出稳定且可靠性强，提高车辆的动力性能。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中部分结构示意图；

图3为本实用新型的结构示意图。

图中，11、第一轴；12、第二轴；13、第三轴；14、第四轴；21、一档主动齿轮；22、一档从动齿轮；31、二档主动齿轮；32、二档从动齿轮；41、单向轴承；42、换挡同步器；51、第一同步器；52、第二同步器；53、第三同步器；54、弹性机构；61、减速主动齿轮；62、减速从动齿轮；7、差速器；8、驱动机构；9、驱动电机；101、第一壳体；102、第二壳体；103、第三壳体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细说明。下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。本实用新型实例中的左、中、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

第一实施例：

一种用于电气化汽车的一体化两档变速驱动桥机构，包括第一轴11、第二轴12和差速器7，所述第一轴11与驱动电机9联动，在所述第一轴11上固设有一档主动齿轮21和二档主动齿轮31，在所述第二轴12上转动安装有一档从动齿轮22和二档从动齿轮32，所述一档从动齿轮22和二档从动齿轮32分别对应与所述一档主动齿轮21和二档主动齿轮31相啮合；在所述第二轴12上位于所述一档从动齿轮21和二档从动齿轮31之间设置有变速器，所述变速器包括换挡同步器42和单向轴承41，所述换挡同步器42滑动安装在所述第二轴12上，所述第二轴12固套在所述单向轴承41的内圈内且与该内圈同步转动，所述单向轴承41位于所述换挡同步器42和一档从动齿轮22之间，在所述单向轴承41和一档从动齿轮22之间设有第一同步器51，在所述换挡同步器42和一档从动齿轮22之间设有第二同步器52，在所述换挡同步器42与二档从动齿轮32之间设有第三同步器53；

所述差速器7的两个输出轴分别对应固定连接有第三轴13和第四轴14且相互同轴设置，该差速器7的输入轴经减速器与所述第二轴12联动，具体的，所述减速器包括相互啮合的减速主动齿轮61和减速从动齿轮62，所述减速主动齿轮61固套在所述第二轴12上，所述差速器的输入轴与所述减速从动齿轮62联动，所述第三轴13和第四轴14为动力输出轴；所述一档主动齿轮21和一档从动齿轮22的齿轮比，大于所述二档主动齿轮31和二档从动齿轮32的齿轮比。

其中，所述第一轴11、第二轴12和第三轴13的两端均通过滚动轴承支撑设置；所述单向轴承41通过花键滑套在所述第二轴12上；所述一档从动齿轮22和二档从动齿轮32均通过滚针轴承转动设置在所述第二轴12上。

另外，所述换挡同步器42外接有驱动机构8并与驱动机构8联动。

本实施例的工作原理：一档从动齿轮始终通过第一同步器与单向轴承联动，换挡同步器通过第二同步器结合时，为一档传动，电机正反转实现车轮的正反转；二档从动齿轮转速大于一档从动齿轮转速，当换挡同步器向二档从动齿轮切换时，两者逐渐结合的过程中，二档从动齿轮参与传递一部分动力，并在同步结合过程中，逐步接管全部动力，二档从动齿轮与换挡同步器结合完毕后，第三同步器的转速大于第一同步器的转速，此时单向离合器分离，一档从动齿轮不再传递动力，本实用新型进入二档传动。

第二实施例：

其它技术特征在与第一实施例相同的情况下，所述单向轴承41滑动设置在所述第二轴12上，在所述单向轴承41与换挡同步器42之间设有弹性机构54，该弹性机构54分别抵接在所述换挡同步器42和单向轴承41上；所述弹性机构54为压缩弹簧，或者为弹片，或者为弹性伸缩杆；所述换挡同步器42均通过花键滑套在所述第二轴12上。

本实施例的工作原理：当极端异常，驱动机构或变速器由特别原因或外力损坏，或不能换挡，变速器自动会停留在所在档位，或通过弹性机构保持在一档，仍能将车辆行驶到安全地带等待救援。

第三实施例：

其它技术特征在与第一实施例或第二实施例相同的情况下，所述第一轴11为所述驱动电机9的输出轴，所述输出轴为空心结构，所述第四轴14贯穿设置在所述输出轴中且两者间隙配合。

第四实施例：

结合图1和图3所示，包括第一壳体101、第二壳体102和第三壳体103，所述差速器和减速器均位于所述第三壳体103内，所述第三轴13的一端端部从所述第三壳体103内穿出，所述第四轴14的一端端部依次穿过所述第二壳体102和第一壳体101后位于所述第一壳体101的外部，所述第一轴11的两端端部分别位于所述第一壳体101和第二壳体102内，所述驱动电机9位于所述第一壳体101内，所述一档从动齿轮22、一档主动齿轮21、二档从动齿轮32、二档主动齿轮31和同步器均位于所述第二壳体102内，所述驱动机构8位于所述第二壳体101的外部并与所述换挡同步器连接，所述第二轴12的两端端部分别位于所述第二壳体102和第三壳体103内。

本实用新型和现有技术相比：

1、与普通手动变速箱，普通手动变速箱是手动控制，需要离合器。本方案为自动变速箱，且中间不需要离合器，适用于纯电动或混合动力等电气化车辆。

2、与自动变速箱相比，本方案只有两档，控制简单可靠，不需要离合器，不需要液力变矩器，效率更高，比普通手动变速箱效率还高。

3、与双离合变速箱相比，本方案档位少，不需要离合器，效率高，结构紧凑，热损耗很小。

4、与其他电动车辆单级变速箱比，本方案多了一个档位，可以切换来改善性能和效率。

5、与其他多档电动变速箱比，本方案采用了单向轴承和同步器一体化部件，换挡中间动力不中断。

6、与其它使用单向轴承动力无中断的产品比，本方案换挡到位后，单向轴承只用在过度时期，完全结合后脱开或固定，使用寿命更高，不出现滑动，效率更高。且碰到刹车时可以像单级变速器一样与电机双向连接，可以随时制动产生回馈和阻转减速效果。

此外，本方案是一种输入和输出共轴线的结构，整个驱动***结构非常紧凑，有利于电机和变速器散热等控制互相辅助，重量轻，简单结构可靠，传递扭矩大，内腔紧凑，容积不大，对润滑油需求不多，维护成本低。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种用于电气化汽车的一体化两档变速驱动桥机构，其特征在于：包括第一轴、第二轴和差速器，所述第一轴与驱动电机联动，在所述第一轴上固设有一档主动齿轮和二档主动齿轮，在所述第二轴上转动安装有一档从动齿轮和二档从动齿轮，所述一档从动齿轮和二档从动齿轮分别对应与所述一档主动齿轮和二档主动齿轮相啮合；在所述第二轴上位于所述一档从动齿轮和二档从动齿轮之间设置有变速器，所述变速器包括换挡同步器和单向轴承，所述换挡同步器滑动安装在所述第二轴上，所述第二轴套设在所述单向轴承的内圈内且与该内圈同步转动，所述单向轴承位于所述换挡同步器和一档从动齿轮之间，在所述单向轴承和一档从动齿轮之间设有第一同步器，在所述换挡同步器和一档从动齿轮之间设有第二同步器，在所述换挡同步器与二档从动齿轮之间设有第三同步器；

所述差速器的两个输出轴分别对应固定连接有第三轴和第四轴且相互同轴设置，该差速器的输入轴经减速器与所述第二轴联动，所述第三轴和第四轴为动力输出轴；所述一档主动齿轮和一档从动齿轮的齿轮比，大于所述二档主动齿轮和二档从动齿轮的齿轮比。

2.根据权利要求1所述的一种用于电气化汽车的一体化两档变速驱动桥机构，其特征在于：所述减速器包括相互啮合的减速主动齿轮和减速从动齿轮，所述减速主动齿轮固套在所述第二轴上，所述差速器的输入轴与所述减速从动齿轮联动。

3.根据权利要求1所述的一种用于电气化汽车的一体化两档变速驱动桥机构，其特征在于：所述第一轴、第二轴和第三轴的两端均通过滚动轴承支撑设置。

4.根据权利要求1所述的一种用于电气化汽车的一体化两档变速驱动桥机构，其特征在于：所述一档从动齿轮和二档从动齿轮均通过滚针轴承转动设置在所述第二轴上。

5.根据权利要求1所述的一种用于电气化汽车的一体化两档变速驱动桥机构，其特征在于：所述换挡同步器外接有驱动机构并与驱动机构联动。

6.根据权利要求1所述的一种用于电气化汽车的一体化两档变速驱动桥机构，其特征在于：所述第一轴为所述驱动电机的输出轴，所述输出轴为空心结构，所述第四轴贯穿设置在所述输出轴中且两者间隙配合。

7.根据权利要求6所述的一种用于电气化汽车的一体化两档变速驱动桥机构，其特征在于：包括第一壳体、第二壳体和第三壳体，所述差速器和减速器均位于所述第三壳体内，所述第三轴的一端端部从所述第三壳体内穿出，所述第四轴的一端端部依次穿过所述第二壳体和第一壳体后位于所述第一壳体的外部，所述第一轴的两端端部分别位于所述第一壳体和第二壳体内，所述驱动电机位于所述第一壳体内，所述一档从动齿轮、一档主动齿轮、二档从动齿轮、二档主动齿轮和同步器均位于所述第二壳体内，所述第二轴的两端端部分别位于所述第二壳体和第三壳体内。

8.根据权利要求1所述的一种用于电气化汽车的一体化两档变速驱动桥机构，其特征在于：所述单向轴承滑动设置在所述第二轴上，在所述单向轴承与换挡同步器之间设有弹性机构，该弹性机构分别抵接在所述换挡同步器和单向轴承上。

9.根据权利要求8所述的一种用于电气化汽车的一体化两档变速驱动桥机构，其特征在于：所述单向轴承和换挡同步器均通过花键滑套在所述第二轴上。

10.根据权利要求8所述的一种用于电气化汽车的一体化两档变速驱动桥机构，其特征在于：所述弹性机构为压缩弹簧，或者为弹片，或者为弹性伸缩杆。

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