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CN104948716B - 一种纵置双电机动力换挡变速器 - Google Patents

一种纵置双电机动力换挡变速器 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种纵置双电机动力换挡变速器，该变速器以两个电机作为动力输入，通过对固定轴齿轮和换挡齿套的合理布置，保证在换挡过程中动力不中断；同时换挡过程中通过电机主动调整速差使得电机能工作在较合适的工作区间内，满足城市公交频繁起步，停车的特殊工况要求。该换挡变速器包括：电动机A、电动机B、变速箱主箱模块、减速器模块以及输出轴。其工作原理为：电动机A和电动机B的动力各通过一个输入轴输入变速箱主箱模块。变速箱主箱模块通过多自由定轴齿轮机构耦合电动机A和电动机B的动力，分别实现5个匹配的挡位。减速器模块实现进一步的降速增扭功能。

Description

一种纵置双电机动力换挡变速器
技术领域
本发明涉及一种换挡变速器，具体涉及一种双电机动力换挡变速器，属动力传动领域。
背景技术
面对日益严重的环境污染和能源危机，节能环保成为汽车发展的重要方向，城市公交车辆作为城市汽车重要组成部分，成为了城市交通的最重要的一部分。而传统城市公交车辆一般采用柴油作为燃料，对城市空气造成了污染。随着我国汽车保有量的快速上升，使得汽车在城市运行时的状况是走走停停，车速不高，纯电动汽车更加适应这种工况。纯电动城市公交车是以电力为能源的车辆，从事交通运输等工作，具有零污染、零排放以及降低能源成本等优点。为提高纯电动城市公交车驱动电机的传动比范围，提高电机的功率利用率或者高效运行区间，主驱动电机往往匹配多挡AMT变速箱，但换挡过程中存在动力中断，换挡舒适性欠佳等问题。
专利CN202319954U公开了一种双电机动力耦合驱动装置，该驱动装置中在采用双电机换挡的过程中，无法保证换挡动力不中断；专利CN102959210A公开了一种双离合变速器，在结构上虽然保证了换挡过程中动力不中断，但其采用的单电机驱动，使其在低负荷时效率较低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种纵置双电机动力换挡变速器，能够保证顺序换挡过程中动力不中断的同时，确保其在低负荷时，电机也有一个较高效的工作区间。
该纵置双电机动力换挡变速器包括：电动机A、电动机B、变速箱主箱模块、减速器模块以及输出轴。
所述变速箱主箱模块采用四轴式布置，即包括输入轴A、输入轴B、中间轴和变速箱主箱输出轴；其中所述输入轴A用于电动机A的动力输入，输入轴B用于电动机B的动力输入；此外，所述变速箱主箱模块包括四对齿轮对和五个换挡齿套。
其连接关系为：所述输入轴A通过换挡齿套同轴空套在变速箱主箱输出轴上；所述中间轴通过换挡齿套同轴空套在输入轴B上，且所述输入轴B平行与输入轴A；所述输入轴A连接齿轮A；从动力输入端起：在所述输入轴B上依次连接有齿轮F和齿轮H，在所述中间轴上依次连接齿轮B和齿轮D，其中所述齿轮B与所述齿轮A啮合；齿轮C、齿轮E、齿轮G各通过一个换挡齿套依次空套在变速箱主箱输出轴上；其中所述齿轮C与齿轮D啮合，齿轮E与齿轮F啮合，齿轮G与齿轮H啮合；所述变速箱主箱输出轴的动力输出端通过减速器模块与输出轴相连；
所述减速器模块用于对接收到的动力进行降速增扭。
所述减速器模块包括：齿圈、行星架和太阳轮；所述其中变速箱主箱输出轴的动力输出端与所述行星排太阳轮相连，所述齿圈固连在变速箱箱体上，所述行星架与输出轴相连。有益效果：
(1)该换挡变速器以两个电机作为动力输入，通过对固定轴齿轮和换挡齿套的合理布置，使变速器在顺序换挡过程中保持动力不中断，能够提高车辆的动力性能。
(2)换挡过程中，两个电动机协调控制，主动调整速差使得电动机能工作在较合适的工作区间内，提升动力性能，改善换挡品质，提高车辆的燃油经济性，满足城市公交频繁起步，停车的特殊工况要求。
(3)采用电动机作为动力源，电动机能够提供电动倒挡功能，取消了倒挡齿轮对，提高齿轮机构的紧凑度。
(4)采用双电机驱动，轻负荷时，用一台电机，高负荷时，用两台电机，能够提高电机高效区间。
附图说明
图1为该纵置双电机动力换挡变速器传动方案示意图；
图2为该纵置双电机动力换挡变速器传动方案1档功率流图；
图3为该纵置双电机动力换挡变速器传动方案2档功率流图；
图4为该纵置双电机动力换挡变速器传动方案3档功率流图；
图5为该纵置双电机动力换挡变速器传动方案4档功率流图；
图6为该纵置双电机动力换挡变速器传动方案5档功率流图。
其中：1-电动机A、2-电动机B、3-输入轴A，4-输入轴B、5-齿轮A、6-齿轮B、7-中间轴、8-换挡齿套A、9-换挡齿套B、10-齿轮C、11-齿轮D、12-变速箱主箱输出轴、13-换挡齿套C、14-齿轮E、15-齿轮F、16-换挡齿套D、17-换挡齿套E、18-齿轮G、19-齿轮H、20-齿圈、21-行星架、22-太阳轮、23-输出轴、100-变速箱主箱模块、200-减速器模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本实施例提供一种纵置双电机动力换挡变速器，该变速器以两个电机作为动力输入，对固定轴齿轮和换挡齿套的合理布置，在换挡过程中保持动力不中断；同时换挡过程中通过电机主动调整速差使得电机能工作在较合适的工作区间内，满足城市公交频繁起步，停车的特殊工况要求。
该换挡变速器包括：电动机A1、电动机B2、变速箱主箱模块100、减速器模块200以及输出轴23，如图1所示。
其中变速箱主箱模块100包括四对齿轮对(分别为齿轮A-齿轮H)和五个换挡齿套(分别为换挡齿套A-换挡齿套E)。所述变速箱主箱模块100采用四轴式布置，即输入轴A3、输入轴B4、中间轴7和变速箱主箱输出轴12；其中输入轴A3用于实现电动机A1的动力输入，输入轴B4用于实现电动机B2的动力输入。其连接关系为：所述输入轴A3与变速箱主箱输出轴12同轴布置，输入轴A3通过换挡齿套A8空套在变速箱主箱输出轴12上。输入轴B4与中间轴7同轴布置，且平行与输入轴A3，中间轴7通过换挡齿套C13空套在输入轴B4上。所述输入轴A3连接齿轮A5；从动力输入端起：在所述输入轴B4上依次连接有齿轮F15和齿轮H19，在所述中间轴7上依次连接齿轮B6和齿轮D11，其中齿轮B6与所述齿轮A5啮合。从动力输入端起，齿轮C10通过换挡齿套B9、齿轮E14通过换挡齿套D16、齿轮G18通过换挡齿套E17依次空套在变速箱主箱输出轴12上。其中所述齿轮C10与齿轮D11啮合，齿轮E14与齿轮F15啮合，齿轮G18与齿轮H19啮合。所述变速箱主箱输出轴12的动力输出端与减速器模块200相连。
所述减速器模块200包括：齿圈20、行星架21和太阳轮22。其中变速箱主箱输出轴12的动力输出端与行星排太阳轮22相连，齿圈20固连在变速箱箱体上，变速箱行星排行星架21与输出轴23相连。
该换挡变速器的工作原理为：电动机A1和电动机B2的动力分别通过其输入轴A3和输入轴B4输入变速箱主箱模块100。变速箱主箱模块100通过多自由定轴齿轮机构耦合电动机A1和电动机B2的动力，分别实现5个匹配的挡位。减速器模块200实现进一步的降速增扭功能。
该变速器的顺序换挡过程以及在各档位下的功率流为：
(1)1挡
此时，换挡齿套C13和换挡齿套E17工作，即换挡齿套C13结合中间轴7和输入轴B4，换挡齿套E17结合齿轮G18和变速箱主箱输出轴12。该档位下的功率流为：电动机A1的动力通过输入轴A3传输给齿轮A5，齿轮A5与齿轮B6啮合，进而通过齿轮B6传输给输入轴B4。传输至输入轴B4的动力与电动机B2的动力耦合后，依次经过齿轮H19和齿轮G18传输到变速箱主箱输出轴12，最后经过减速器模块200的减速增扭后输出给输出轴23；如图2所示。
(2)2挡
从1挡换2挡时，两个电机持续输出动力，而换挡齿套C13停止工作，中间轴7和输入轴B4脱离；换挡齿套B9工作，即换挡齿套B9结合齿轮C10和变速箱主箱输出轴12。由于换挡过程中，换挡齿套E17持续工作，电动机B2的动力依次经过齿轮H19和齿轮G18传输到变速箱主箱输出轴12，从而保证换挡过程中动力不中断。
该档位下的功率流为：电动机A1的动力通过输入轴A3传输给齿轮A5，进而依次通过齿轮B6、齿轮D11和齿轮C10输入到变速箱主箱输出轴12上；并耦合依次经过输入轴B4、齿轮H19和齿轮G18输入到变速箱主箱输出轴12的电动机B2的动力后，经过减速器模块200的减速增扭输出给输出轴23，如图3所示。
(3)3挡
从2挡换3挡时，两个电机持续输出动力，换挡齿套E17停止工作，齿轮G18和变速箱主箱输出轴12脱离；换挡齿套D16工作，结合齿轮E14和变速箱主箱输出轴12。由于换挡过程中，换挡齿套B9持续工作，电动机A1的动力通过输入轴A3传输给齿轮A5，进而依次通过齿轮B6、齿轮D11和齿轮C10输入到变速箱主箱输出轴12上，从而保证换挡过程中动力不中断。
该档位下的功率流为：电动机A1的动力通过输入轴A3传输给齿轮A5，进而依次通过齿轮B6、齿轮D11和齿轮C10输入到变速箱主箱输出轴12上；并耦合依次经过输入轴B4、齿轮F15和齿轮E14输入到变速箱主箱输出轴12的电动机B2的动力后，经过减速器模块200的减速增扭输出给输出轴23，如图4所示。
(4)4挡
从3挡换4挡时，两个电机持续输出动力，换挡齿套B9停止工作，齿轮C10和变速箱主箱输出轴12脱离；换挡齿套A8工作，即换挡齿套A8结合输入轴A3和变速箱主箱输出轴12。由于换挡过程中，换挡齿套D16持续工作，电动机B2的动力依次经过输入轴B4、齿轮F15和齿轮E14输入到变速箱主箱输出轴12，从而保证换挡过程中动力不中断。
该档位下的功率流为：电动机A1的动力通过输入轴3直接输入到变速箱主箱输出轴12上，并耦合依次经过输入轴B4、齿轮F15和齿轮E14输入到变速箱主箱输出轴12的电动机B2的动力后，经过变减速器模块200的减速增扭输出给输出轴23，如图5所示。
(5)5挡
从4挡换5挡时，两个电机持续输出动力，换挡齿套D16停止工作，齿轮E14和变速箱主箱输出轴12脱离；换挡齿套C13工作，即换挡齿套C13结合中间轴7和变速箱主箱输出轴12。由于换挡过程中，换挡齿套A8持续工作，电动机A1的动力通过输入轴3直接输入到变速箱主箱输出轴12上，从而保证换挡过程中动力不中断。
该档位下的功率流为：电动机A1的动力通过输入轴A3输入，并耦合依次经过输入轴B4、中间轴7、齿轮B6、齿轮A5输入到输入轴A3上的的电动机B2的动力后，直接输入到变速箱主箱输出轴12上，最后经过减速器模块200的减速增扭后输出给输出轴23，如图6所示。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种纵置双电机动力换挡变速器，其特征在于，包括：电动机A(1)、电动机B(2)、变速箱主箱模块(100)、减速器模块(200)以及输出轴(23)；
所述变速箱主箱模块(100)采用四轴式布置，即包括输入轴A(3)、输入轴B(4)、中间轴(7)和变速箱主箱输出轴(12)；其中所述输入轴A(3)用于电动机A(1)的动力输入，输入轴B(4)用于电动机B(2)的动力输入；此外，所述变速箱主箱模块(100)包括四对齿轮对和五个换挡齿套；
其连接关系为：所述输入轴A(3)通过换挡齿套同轴空套在变速箱主箱输出轴(12)上；所述中间轴(7)通过换挡齿套同轴空套在输入轴B(4)上，且所述输入轴B(4)平行于输入轴A(3)；所述输入轴A(3)连接齿轮A(5)；从动力输入端起：在所述输入轴B(4)上依次连接有齿轮F(15)和齿轮H(19)，在所述中间轴(7)上依次连接齿轮B(6)和齿轮D(11)，其中所述齿轮B(6)与所述齿轮A(5)啮合；齿轮C(10)、齿轮E(14)、齿轮G(18)各通过一个换挡齿套依次空套在变速箱主箱输出轴(12)上；其中所述齿轮C(10)与齿轮D(11)啮合，齿轮E(14)与齿轮F(15)啮合，齿轮G(18)与齿轮H(19)啮合；所述变速箱主箱输出轴(12)的动力输出端通过减速器模块(200)与输出轴(23)相连；
所述减速器模块(200)用于对接收到的动力进行降速增扭。
2.如权利要求1所述的纵置双电机动力换挡变速器，其特征在于，所述减速器模块(200)包括：齿圈(20)、行星架(21)和太阳轮(22)；其中所述变速箱主箱输出轴(12)的动力输出端与所述太阳轮(22)相连，所述齿圈(20)固连在变速箱箱体上，所述行星架(21)与输出轴(23)相连。
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