CN221162228U - 单侧布置多挡电驱桥传动*** - Google Patents
单侧布置多挡电驱桥传动*** Download PDFInfo
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Abstract
提供了一种单侧布置多挡电驱桥传动***，包括：一级主动齿轮；一级被动齿轮，与一级主动齿轮啮合，第一换挡主动齿轮和第二换挡主动齿轮，固定于第二平行轴；第三平行轴，固定连接有第一换挡器和第二换挡器且可相对转动地套设有第一换挡被动齿轮、第二换挡被动齿轮、第三换挡主动齿轮和第四换挡主动齿轮，第一换挡主动齿轮与第一换挡被动齿轮啮合，第二换挡主动齿轮与第二换挡被动齿轮啮合；以及差速器，该差速器的壳体外周套设有第三换挡被动齿轮和第四换挡被动齿轮，第三换挡主动齿轮与第三换挡被动齿轮啮合，第四换挡主动齿轮与第四换挡被动齿轮啮合。换挡间比大大减小，可降低换挡冲击，便于变速箱箱体与桥壳分开设计。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源汽车零部件领域，尤其涉及一种单侧布置多挡电驱桥传动***。
背景技术
新能源汽车越来越受到国家的重视。电驱动桥应用于商用车的时间还比较短，目前正处于爆发式研发阶段，真正成熟应用的产品还不多，限于电驱动桥的空间布置有限，市面上已应用的或正在研发的电驱动桥大多是单挡或两挡的结构。单挡电驱动桥可降低变速箱的复杂程度，只需配置一个减速机构就行，但对电机的需求较高，需要电机能够提供足够大的扭矩和高转速，以便适应车辆的爬坡性和高车速的要求，往往电机尺寸做的比较大，电机、电控成本较高，而且因为没有挡位的调节，电机运行在高效区间的占比不大，电机整体效率不高。两挡电驱动桥可以很大程度上改善一挡电驱动桥所带来的问题，但仍存在挡位少，换挡冲击大的问题，同时变速箱和桥壳壳体通常无法独立设计。
因此，有必要研究一种单侧布置多挡电驱桥传动***来解决上述的一个或多个技术问题。
实用新型内容
为解决上述至少一个技术问题，根据本实用新型一方面，提供了一种单侧布置多挡电驱桥传动***，其特征在于包括：
一级主动齿轮，经由第一平行轴连接电机并由该电机驱动；
一级被动齿轮，与一级主动齿轮啮合且固定于第二平行轴，
第一换挡主动齿轮和第二换挡主动齿轮，固定于第二平行轴；
第三平行轴，固定连接有第一换挡器和第二换挡器且可相对转动地套设有第一换挡被动齿轮、第二换挡被动齿轮、第三换挡主动齿轮和第四换挡主动齿轮，第一换挡主动齿轮与第一换挡被动齿轮啮合，第二换挡主动齿轮与第二换挡被动齿轮啮合；以及
差速器，设置有第一动力输出半轴和第二动力输出半轴且该差速器的壳体外周套设有第三换挡被动齿轮和第四换挡被动齿轮，第三换挡主动齿轮与第三换挡被动齿轮啮合，第四换挡主动齿轮与第四换挡被动齿轮啮合；
其中，第一动力输出半轴连接至第一车轮，第二动力输出半轴连接至第二车轮，第一换挡器可选择地结合至第一换挡被动齿轮或第二换挡被动齿轮，第二换挡器可选择地结合至第三换挡主动齿轮或第四换挡主动齿轮。
根据本实用新型又一方面，所述第一平行轴、第二平行轴和第三平行轴彼此平行布置且布置于差速器的单侧。
根据本实用新型又一方面，一级被动齿轮设置于第一换挡主动齿轮和第二换挡主动齿轮之间。
根据本实用新型又一方面，第一动力输出半轴和第二动力输出半轴经由轮边减速单元分别连接至第一车轮和第二车轮。
根据本实用新型又一方面，轮边减速单元为减速行星排。
根据本实用新型又一方面，第一动力输出半轴直接连接至第一车轮，第二动力输出半轴直接连接至第二车轮。
根据本实用新型又一方面，第一换挡器布置于第一换挡被动齿轮和第二换挡被动齿轮之间，第二换挡器可布置于第三换挡主动齿轮和第四换挡主动齿轮之间。
根据本实用新型又一方面，第三换挡被动齿轮或第四换挡被动齿轮通过连接与脱开机构连接有PTO装置。
本实用新型可以获得以下一个或多个技术效果：
1、四轴（三个平行轴与左右输出半轴（左右输出半轴为第四轴））式布置，能够分别调节一二轴、二三轴和三四轴之间的角度和轴向距离，能够更合理的设计齿轮参数，一轴、二轴和三轴位于半轴同一侧，可以将变速箱箱体与桥壳壳体分开设计。
2、采用双换挡器结构，可以实现四个挡位功能，低挡位匹配一个大的传动速比，为车辆在起步、脱困、爬坡等工况时提供一个足够大的扭矩，高挡位匹配一个小的传动速比，为车辆跑高速、空车等工况时提供一个足够高的转速，中间两挡位根据车辆常用工况匹配两个介于低挡位和高挡位之间的高效率传动比，为车辆处于非极端工况下提供一个扭矩较高，转速较高的动力需求。四挡位之间的换挡间比相较两挡会大大减小，既能降低换挡冲击，提供车辆舒适性，也能提高电机的工作效率，增加车辆的续航里程。
3、中间变速箱部分全部为圆柱定轴齿轮，将行星排放置到轮边上，降低变速箱结构设计、加工、装配难度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为根据本实用新型的一种优选实施例的单侧布置多挡电驱桥传动***的示意图。
图2-5为根据本实用新型的一种优选实施例的单侧布置多挡电驱桥传动***的四个挡位的动力传递路线（以黑色粗实线示出）示意图。
图6为根据本实用新型的另一种优选实施例的单侧布置多挡电驱桥传动***的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过优选实施例来描述本实用新型的最佳实施方式，这里的具体实施方式在于详细地说明本实用新型，而不应理解为对本实用新型的限制，在不脱离本实用新型的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本实用新型的保护范围之内。
实施例
根据本实用新型一种优选实施方式，参见图1-6，提供了一种单侧布置多挡电驱桥传动***，其特征在于包括：
一级主动齿轮03，经由第一平行轴02连接电机01并由该电机驱动；
一级被动齿轮04，与一级主动齿轮03啮合且固定于第二平行轴05，
第一换挡主动齿轮11和第二换挡主动齿轮13，固定于第二平行轴；
第三平行轴08，固定连接有第一换挡器06和第二换挡器07且可相对转动地套设有第一换挡被动齿轮12、第二换挡被动齿轮14、第三换挡主动齿轮15和第四换挡主动齿轮17，第一换挡主动齿轮与第一换挡被动齿轮啮合，第二换挡主动齿轮与第二换挡被动齿轮啮合；以及
差速器，设置有第一动力输出半轴19和第二动力输出半轴20且该差速器的壳体09外周套设有第三换挡被动齿轮16和第四换挡被动齿轮18，第三换挡主动齿轮与第三换挡被动齿轮啮合，第四换挡主动齿轮与第四换挡被动齿轮啮合；
其中，第一动力输出半轴连接至第一车轮，第二动力输出半轴连接至第二车轮，第一换挡器可选择地结合至第一换挡被动齿轮或第二换挡被动齿轮，第二换挡器可选择地结合至第三换挡主动齿轮或第四换挡主动齿轮。
根据本实用新型又一优选实施方式，所述第一平行轴、第二平行轴和第三平行轴彼此平行布置且布置于差速器的单侧。
根据本实用新型又一优选实施方式，一级被动齿轮设置于第一换挡主动齿轮和第二换挡主动齿轮之间。
根据本实用新型又一优选实施方式，第一动力输出半轴和第二动力输出半轴经由轮边减速单元分别连接至第一车轮和第二车轮。
根据本实用新型又一优选实施方式，轮边减速单元为减速行星排。
根据本实用新型又一优选实施方式，第一动力输出半轴直接连接至第一车轮，第二动力输出半轴直接连接至第二车轮。
根据本实用新型又一优选实施方式，第一换挡器布置于第一换挡被动齿轮和第二换挡被动齿轮之间，第二换挡器可布置于第三换挡主动齿轮和第四换挡主动齿轮之间。
根据本实用新型又一优选实施方式，参见图6，第三换挡被动齿轮或第四换挡被动齿轮通过连接与脱开机构连接有PTO装置。
根据本实用新型又一优选实施方式，在车桥一侧布置的电机01、第一平行轴02、一级主动齿轮03，第一平行轴02一端与电机01连接，一端与第一平行轴02连接，其中，第一平行轴02通过花键与电机01的转子轴连接，一级主动齿轮03固定安装在第一平行轴02上。
根据本实用新型又一优选实施方式，在车桥一侧布置的第二平行轴05、一级被动齿轮04、 第一换挡器主动齿轮11、第二换挡器主动齿轮13，上述第一换挡主动齿轮11、第二换挡主动齿轮13、一级被动齿轮04均固定安装在第二平行轴05上，其中一级被动齿轮04与上述一级主动齿轮03啮合装配。
根据本实用新型又一优选实施方式，在车桥一侧布置的第三平行轴08，该轴上安装有四个齿轮，四个齿轮均通过轴承安装在轴上，齿轮与轴都可相对转动；第三平行轴08除四个齿轮外还安装有2个换挡器，第一换挡器06可左右滑动分别与第一换挡被动齿轮12和第二换挡被动齿轮14接合，第二换挡器07可左右滑动分别与第三换挡主动齿轮15和第四换挡主动齿轮17接合。
根据本实用新型又一优选实施方式，第一换挡被动齿轮12与第一换挡主动齿轮11啮合，第二换挡被动齿轮14与第二换挡主动齿轮13啮合，第三换挡主动齿轮15与第三换挡被动齿轮16啮合，第四换挡主动齿轮17与第四换挡被动齿轮18啮合。
根据本实用新型又一优选实施方式，上述第三换挡被动齿轮16和第四换挡被动齿轮18均固定在差速器壳09上。
根据本实用新型又一优选实施方式，差速器壳内装有差速器齿轮组10，差速器齿轮组10两端分别连接有左半轴（第一动力输出半轴）19和右半轴（第二动力输出半轴）20。
根据本实用新型又一优选实施方式，左半轴19连接左轮边21，右半轴连接至右轮边22。左轮边可以为一个无减速器结构的总成，也可以为一个有减速器结构的总成，该轮边减速器为一个行星排减速机构，上述半轴连接该行星排减速机构的太阳轮37（例如右半轴20直接连接太阳轮37或经由连接轴36与太阳轮连接），太阳轮周向分布N（N一般为4或5）个行星轮39，行星轮通过轴承安装在行星架38上，行星轮同时与太阳轮和固定在桥壳上的齿40圈啮合，行星排的动力由太阳轮输入，由行星架输出至轮胎。
根据本实用新型又一优选实施方式，电机动力要传递至左右轮边，第一换挡器06和第二换挡器07必须同时处于工作状态，即上述两个换挡器都必须与结合齿啮合，电机的功率才能输出至轮端，只要上述两个换挡器的任何一个处于空挡位置，电机的动力即可断开，此种设计可以保证两换挡器同时挂挡不会造成传动***抱死的风险。
根据本实用新型又一优选实施方式，通过轴承安装的齿轮均位于第三平行轴08上，该轴可做成空心轴，便于轴承润滑，其余齿轮均固定安装在轴上。
根据本实用新型又一优选实施方式，第三换挡被动齿轮16或第四换挡被动齿轮18可以连接一个PTO装置23，如图6。PTO与第三换挡被动齿轮16或第四换挡被动齿轮18有连接、脱开机构，该机构连接时，PTO连接接通动力，处于工作模式，该机构脱开时，PTO断开动力，处于非工作模式。
下面针对一种优选方案进行详细说明其工作原理：
A挡功率流：如图2所示，电机01扭矩通过第一平行轴02传递至一级主动齿轮03上，一级主动齿轮03和一级被动齿轮04处于常啮合状态，上述一级被动齿轮04固定安装在第二平行轴05上，因此一级主动齿轮03上的扭矩通过与其啮合的一级被动齿轮04传递至第二平行轴05上。上述第二平行轴05上还固定安装有第一换挡主动齿轮11和第二换挡主动齿轮13，第一换挡主动齿轮11和第二换挡主动齿轮13分别与环套在第三平行轴08上的第一换挡被动齿轮12和第二换挡被动齿轮14啮合。上述第三平行轴08上还环套有第三换挡主动齿轮15和第四换挡主动齿轮17以及固定安装的第一换挡器06和第二换挡器07，上述第三换挡主动齿轮15和第四换挡主动齿轮17分别与固定在差速器壳09上的第三换挡被动齿轮16和第四换挡被动齿轮18啮合。当第一换挡器06向右滑移且第二换挡器07也向右滑移时，第一换挡器06和安装在第一换挡被动齿轮12上的结合齿A啮合，第二换挡器07和安装在第三换挡主动齿轮15上的结合齿C啮合。此时，第二平行轴05上的动力通过第一组换挡齿轮副和第一换挡器06传递至第三平行轴08上，第三平行轴08上的动力再通过第二换挡器07和第三组换挡齿轮副传递至差速器壳09上。差速器壳09上的动力通过十字轴传递至差速器齿轮组10上，差速器齿轮组10上的动力根据车辆实际路况传递至左半轴19和右半轴20上，左半轴19的动力传递至左轮边21，右半轴20的动力传递至右轮边22。
B挡功率流：如图3所示，电机01扭矩通过第一平行轴02传递至一级主动齿轮03上，一级主动齿轮03和一级被动齿轮04处于常啮合状态，上述一级被动齿轮04固定安装在第二平行轴05上，因此一级主动齿轮03上的扭矩通过与其啮合的一级被动齿轮04传递至第二平行轴05上。上述第二平行轴05上还固定安装有第一换挡主动齿轮11和第二换挡主动齿轮13，第一换挡主动齿轮11和第二换挡主动齿轮13分别与环套在第三平行轴08上的第一换挡被动齿轮12和第二换挡被动齿轮14啮合。上述第三平行轴08上还环套有第三换挡主动齿轮15和第四换挡主动齿轮17以及固定安装的第一换挡器06和第二换挡器07，上述第三换挡主动齿轮15和第四换挡主动齿轮17分别与固定在差速器壳09上的第三换挡被动齿轮16和第四换挡被动齿轮18啮合。当第一换挡器06向右滑移且第二换挡器07向左滑移时，第一换挡器06和安装在第一换挡被动齿轮12上的结合齿A啮合，第二换挡器07和安装在第四换挡主动齿轮17上的结合齿D啮合。此时，第二平行轴05上的动力通过第一组换挡齿轮副和第一换挡器06传递至第三平行轴08上，第三平行轴08上的动力再通过第二换挡器07和第四组换挡齿轮副传递至差速器壳09上。差速器壳09上的动力通过十字轴传递至差速器齿轮组10上，差速器齿轮组10上的动力根据车辆实际路况传递至左半轴19和右半轴20上，左半轴19的动力传递至左轮边21，右半轴20的动力传递至右轮边22。
C挡功率流：如图4所示，电机01扭矩通过第一平行轴02传递至一级主动齿轮03上，一级主动齿轮03和一级被动齿轮04处于常啮合状态，上述一级被动齿轮04固定安装在第二平行轴05上，因此一级主动齿轮03上的扭矩通过与其啮合的一级被动齿轮04传递至第二平行轴05上。上述第二平行轴05上还固定安装有第一换挡主动齿轮11和第二换挡主动齿轮13，第一换挡主动齿轮11和第二换挡主动齿轮13分别与环套在第三平行轴08上的第一换挡被动齿轮12和第二换挡被动齿轮14啮合。上述第三平行轴08上还环套有第三换挡主动齿轮15和第四换挡主动齿轮17以及固定安装的第一换挡器06和第二换挡器07，上述第三换挡主动齿轮15和第四换挡主动齿轮17分别与固定在差速器壳09上的第三换挡被动齿轮16和第四换挡被动齿轮18啮合。当第一换挡器06向左滑移且第二换挡器07向右滑移时，第一换挡器06和安装在第二换挡被动齿轮14上的结合齿B啮合，第二换挡器07和安装在第三换挡主动齿轮15上的结合齿C啮合。此时，第二平行轴05上的动力通过第二组换挡齿轮副和第一换挡器06传递至第三平行轴08上，第三平行轴08上的动力再通过第二换挡器07和第三组换挡齿轮副传递至差速器壳09上。差速器壳09上的动力通过十字轴传递至差速器齿轮组10上，差速器齿轮组10上的动力根据车辆实际路况传递至左半轴19和右半轴20上，左半轴19的动力传递至左轮边21，右半轴20的动力传递至右轮边22。
D挡功率流：如图5所示，电机01扭矩通过第一平行轴02传递至一级主动齿轮03上，一级主动齿轮03和一级被动齿轮04处于常啮合状态，上述一级被动齿轮04固定安装在第二平行轴05上，因此一级主动齿轮03上的扭矩通过与其啮合的一级被动齿轮04传递至第二平行轴05上。上述第二平行轴05上还固定安装有第一换挡主动齿轮11和第二换挡主动齿轮13，第一换挡主动齿轮11和第二换挡主动齿轮13分别与环套在第三平行轴08上的第一换挡被动齿轮12和第二换挡被动齿轮14啮合。上述第三平行轴08上还环套有第三换挡主动齿轮15和第四换挡主动齿轮17以及固定安装的第一换挡器06和第二换挡器07，上述第三换挡主动齿轮15和第四换挡主动齿轮17分别与固定在差速器壳09上的第三换挡被动齿轮16和第四换挡被动齿轮18啮合。当第一换挡器06向左滑移且第二换挡器07也向左滑移时，第一换挡器06和安装在第二换挡被动齿轮14上的结合齿B啮合，第二换挡器07和安装在第四换挡主动齿轮17上的结合齿D啮合。此时，第二平行轴05上的动力通过第二组换挡齿轮副和第一换挡器06传递至第三平行轴08上，第三平行轴08上的动力再通过第二换挡器07和第四组换挡齿轮副传递至差速器壳09上。差速器壳09上的动力通过十字轴传递至差速器齿轮组10上，差速器齿轮组10上的动力根据车辆实际路况传递至左半轴19和右半轴20上，左半轴19的动力传递至左轮边21，右半轴20的动力传递至右轮边22。
本实用新型可以获得以下一个或多个技术效果：
1、四轴（三个平行轴与左右输出半轴（左右输出半轴为第四轴））式布置，能够分别调节一二轴、二三轴和三四轴之间的角度和轴向距离，能够更合理的设计齿轮参数，一轴、二轴和三轴位于半轴同一侧，可以将变速箱箱体与桥壳壳体分开设计。
2、采用双换挡器结构，可以实现四个挡位功能，低挡位匹配一个大的传动速比，为车辆在起步、脱困、爬坡等工况时提供一个足够大的扭矩，高挡位匹配一个小的传动速比，为车辆跑高速、空车等工况时提供一个足够高的转速，中间两挡位根据车辆常用工况匹配两个介于低挡位和高挡位之间的高效率传动比，为车辆处于非极端工况下提供一个扭矩较高，转速较高的动力需求。四挡位之间的换挡间比相较两挡会大大减小，既能降低换挡冲击，提供车辆舒适性，也能提高电机的工作效率，增加车辆的续航里程。
3、中间变速箱部分全部为圆柱定轴齿轮，将行星排放置到轮边上，降低变速箱结构设计、加工、装配难度。
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的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种单侧布置多挡电驱桥传动***，其特征在于包括：
一级主动齿轮，经由第一平行轴连接电机并由该电机驱动；
一级被动齿轮，与一级主动齿轮啮合且固定于第二平行轴，
第一换挡主动齿轮和第二换挡主动齿轮，固定于第二平行轴；
第三平行轴，固定连接有第一换挡器和第二换挡器且可相对转动地套设有第一换挡被动齿轮、第二换挡被动齿轮、第三换挡主动齿轮和第四换挡主动齿轮，第一换挡主动齿轮与第一换挡被动齿轮啮合，第二换挡主动齿轮与第二换挡被动齿轮啮合；以及
差速器，设置有第一动力输出半轴和第二动力输出半轴且该差速器的壳体外周套设有第三换挡被动齿轮和第四换挡被动齿轮，第三换挡主动齿轮与第三换挡被动齿轮啮合，第四换挡主动齿轮与第四换挡被动齿轮啮合；
其中，第一动力输出半轴连接至第一车轮，第二动力输出半轴连接至第二车轮，第一换挡器可选择地结合至第一换挡被动齿轮或第二换挡被动齿轮，第二换挡器可选择地结合至第三换挡主动齿轮或第四换挡主动齿轮。
2.根据权利要求1所述的单侧布置多挡电驱桥传动***，其特征在于所述第一平行轴、第二平行轴和第三平行轴彼此平行布置且布置于差速器的单侧。
3.根据权利要求2所述的单侧布置多挡电驱桥传动***，其特征在于一级被动齿轮设置于第一换挡主动齿轮和第二换挡主动齿轮之间。
4.根据权利要求1-3任一项所述的单侧布置多挡电驱桥传动***，其特征在于第一动力输出半轴和第二动力输出半轴经由轮边减速单元分别连接至第一车轮和第二车轮。
5.根据权利要求4所述的单侧布置多挡电驱桥传动***，其特征在于轮边减速单元为减速行星排。
6.根据权利要求1-3任一项所述的单侧布置多挡电驱桥传动***，其特征在于第一动力输出半轴直接连接至第一车轮，第二动力输出半轴直接连接至第二车轮。
7.根据权利要求6所述的单侧布置多挡电驱桥传动***，其特征在于第一换挡器布置于第一换挡被动齿轮和第二换挡被动齿轮之间，第二换挡器可布置于第三换挡主动齿轮和第四换挡主动齿轮之间。
8.根据权利要求7所述的单侧布置多挡电驱桥传动***，其特征在于第三换挡被动齿轮或第四换挡被动齿轮通过连接与脱开机构连接有PTO装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant |