一體化電機(jī)和變速器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新的電機(jī)和變速器一體化的結(jié)構(gòu)，電機(jī)采用空心轉(zhuǎn)子，變速器采用行星排結(jié)構(gòu)，將變速器置于該空心轉(zhuǎn)子內(nèi)部，這樣大大減小了軸向尺寸，結(jié)構(gòu)更加緊湊，而且電機(jī)和變速器一體化節(jié)省了材料、減輕了整體重量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一體化電機(jī)和變速器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)和變速器一體化結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景
[0002]現(xiàn)如今對(duì)車(chē)輛輕型化、小型化的要求越來(lái)越高，特別是對(duì)于混合動(dòng)力車(chē)輛，由于其在傳統(tǒng)燃油車(chē)或天然氣車(chē)的基礎(chǔ)上增加了電機(jī)、控制器，以及很多電輔件，這就造成了混合動(dòng)力車(chē)輛的輕型化和小型化難度更大；對(duì)于客車(chē)而言，特別是公交車(chē)，由于車(chē)輛的整體空間有限，車(chē)輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)占用空間過(guò)多就必然導(dǎo)致可供人員使用的空間縮小，這顯然不利于人們出行。
[0003]現(xiàn)有的解決電機(jī)和變速器軸向尺寸大的問(wèn)題的方法大多是將電機(jī)和變速器的連接軸盡量縮短，有的甚至做到讓電機(jī)和變速器共軸，但是這樣能減小的尺寸有限，而且電機(jī)與變速器的徑向尺寸不一致會(huì)導(dǎo)致一定空間的浪費(fèi)。
[0004]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種新的電機(jī)和變速器一體化的結(jié)構(gòu)，電機(jī)采用空心轉(zhuǎn)子，變速器采用行星排結(jié)構(gòu)，將變速器置于該空心轉(zhuǎn)子內(nèi)部，電機(jī)與變速器共軸，這樣大大減小了軸向尺寸，結(jié)構(gòu)更加緊湊，而且電機(jī)和變速器一體化節(jié)省了材料、減輕了整體重量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型出于解決現(xiàn)有汽車(chē)空間有限及電機(jī)、變速器軸向尺寸大的問(wèn)題，電機(jī)采用空心轉(zhuǎn)子，變速器采用行星排結(jié)構(gòu)，將變速機(jī)構(gòu)置于所述電機(jī)空心轉(zhuǎn)子內(nèi)部，大大減小了電機(jī)和變速器軸向尺寸，并且電機(jī)和變速器一體化結(jié)構(gòu)節(jié)省了材料，減輕了整體重量，有利于整車(chē)輕型化和小型化發(fā)展。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0007]一種一體化電機(jī)和變速器，包括電機(jī)和變速器，所述電機(jī)包括電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、動(dòng)力輸出軸，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子與所述動(dòng)力輸出軸固定連接；所述變速器為行星排結(jié)構(gòu)，包括太陽(yáng)輪、行星架、齒圈、動(dòng)力輸入軸、離合裝置；所述電機(jī)轉(zhuǎn)子為空心結(jié)構(gòu)，所述變速器置于所述空心結(jié)構(gòu)內(nèi)部，所述離合裝置與所述動(dòng)力輸入軸及太陽(yáng)輪連接，用以連接和分離動(dòng)力輸入軸與太陽(yáng)輪，所述行星架與所述動(dòng)力輸出軸連接，所述齒圈固定，動(dòng)力經(jīng)動(dòng)力輸入軸、離合裝置、太陽(yáng)輪、行星架、動(dòng)力輸出軸輸出。
[0008]所述變速器包括至少2組行星齒輪結(jié)構(gòu)。
[0009]所述離合裝置為雙向離合器，包括第一連接部、第二連接部、中間連接部、滑套，所述第一連接部、第二連接部分別與所述兩個(gè)不同太陽(yáng)輪連接，所述中間連接部與所述動(dòng)力輸入軸連接，所述滑套與所述中間連接部連接，通過(guò)向左滑動(dòng)連接第一連接部與中間連接部、向右滑動(dòng)連接第二連接部與中間連接部。
[0010]所述動(dòng)力輸出軸靠近動(dòng)力輸入軸一端為空心結(jié)構(gòu)，所述動(dòng)力輸入軸一端置于所述動(dòng)力輸出軸內(nèi)，所述動(dòng)力輸入軸與動(dòng)力輸出軸連接端設(shè)置軸間軸承。
[0011]所述動(dòng)力輸入軸靠近動(dòng)力輸出軸一端為空心結(jié)構(gòu)，所述動(dòng)力輸出軸一端置于所述動(dòng)力輸入軸內(nèi)，所述動(dòng)力輸入軸與動(dòng)力輸出軸連接端設(shè)置軸間軸承。
[0012]所述電機(jī)還設(shè)置有機(jī)殼，所述機(jī)殼遠(yuǎn)離動(dòng)力輸出軸一端設(shè)置延伸部，所述延伸部與所述電機(jī)轉(zhuǎn)子之間設(shè)置軸承。
[0013]一種混合動(dòng)力系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電機(jī)、變速器，所述變速器、電機(jī)采用上述的一體化電機(jī)和變速器，所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述發(fā)電機(jī)直連，所述發(fā)電機(jī)連接所述動(dòng)力輸入軸，所述發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力由所述動(dòng)力輸入軸輸入、由動(dòng)力輸出軸輸出。
[0014]相比現(xiàn)有的電機(jī)和變速器結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型有顯著優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體體現(xiàn)為:
[0015]1、使用本實(shí)用新型的一體化電機(jī)和變速器，大大減小了電機(jī)和變速器的軸向尺寸。
[0016]2、使用本實(shí)用新型的一體化電機(jī)和變速器，節(jié)省了材料，減輕了電機(jī)和變速器整體重量。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型一體化電機(jī)和變速器軸向剖面示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型一體化電機(jī)和變速器輸入軸與輸出軸連接局部示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]本實(shí)用新型的具體實(shí)施方法如下:
[0020]現(xiàn)在很多的汽車(chē)都向小型化、輕型化發(fā)展，希望在保證車(chē)輛的性能的同時(shí)減小車(chē)輛體積，而且盡可能留出更多的可供使用的空間，這就對(duì)車(chē)載裝置、設(shè)備的體積大小要求越來(lái)越高，為解決該問(wèn)題，本實(shí)用新型采用一種新的電機(jī)、變速器一體化結(jié)構(gòu)，電機(jī)采用空心轉(zhuǎn)子，變速器采用行星排結(jié)構(gòu)，將變速器置于該空心轉(zhuǎn)子內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)電機(jī)和變速器一體化的結(jié)構(gòu)，這樣就能夠大大減小電機(jī)和變速器的軸向尺寸，減小整個(gè)體積，而且減少了材料，有利于整車(chē)輕量化、小型化。
[0021]下面結(jié)合附圖具體說(shuō)明本實(shí)用新型電機(jī)控制器一體化結(jié)構(gòu):
[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型的一體化電機(jī)和變速器包括電機(jī)和變速機(jī)構(gòu)，所述電機(jī)包括電機(jī)定子1、電機(jī)轉(zhuǎn)子2、電機(jī)殼3、動(dòng)力輸入軸4、動(dòng)力輸出軸5，所述動(dòng)力輸入軸4與所述電機(jī)殼3之間設(shè)置第一軸承61，所述動(dòng)力輸出軸5與所述電機(jī)殼3之間設(shè)置第二軸承62，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子2為空心轉(zhuǎn)子并與所述動(dòng)力輸出軸5連接，且所述電機(jī)轉(zhuǎn)子2與所述電機(jī)殼3之間設(shè)置第三軸承63，所述動(dòng)力輸出軸5靠近動(dòng)力輸入軸4 一端為空心結(jié)構(gòu)，所述動(dòng)力輸入4軸一端置于所述動(dòng)力輸出軸5空心結(jié)構(gòu)內(nèi)部且連接處設(shè)置第四軸承64 ;所述變速器置于所述空心轉(zhuǎn)子內(nèi)部，包括第一離合裝置7、第二離合裝置8、第一太陽(yáng)輪9、第二太陽(yáng)輪10、第三太陽(yáng)輪11、第一行星輪12、第二行星輪13、第三行星輪14，所述第一太陽(yáng)輪9與所述第一行星輪12嚙合，所述第二太陽(yáng)輪10與所述第二行星輪13嚙合，所述第三太陽(yáng)輪11與所述第三行星輪14嚙合，所述第一行星輪12的行星架、第二行星輪13的行星架、第三行星輪14的行星架均與所述動(dòng)力輸出軸5連接，所述第一行星輪齒圈、第二行星輪齒圈、第三行星輪齒圈固定，所述離合裝置包括第一連接部、第二連接部、中間連接部、滑套，所述滑套與所述中間連接部活動(dòng)連接，所述第一離合裝置7的第一連接部與所述第一太陽(yáng)輪9固定連接，所述第一離合裝置7的第二連接部與所述第二太陽(yáng)輪10固定連接，所述第二離合裝置8的第一連接部與所述第三太陽(yáng)輪11固定連接，所述第二離合裝置8的第二連接部與所述動(dòng)力輸出軸5固定連接，所述第一離合裝置7及第二離合裝置8的中間部均與所述動(dòng)力輸入軸固定連接，所述滑套為兩端可以移動(dòng)的帶有齒槽的齒輪套結(jié)構(gòu)，用以左右滑動(dòng)來(lái)連接及斷開(kāi)中間連接部與第一連接部、第二連接部。
[0023]上述動(dòng)力輸入軸4可與發(fā)動(dòng)機(jī)等提供動(dòng)力的動(dòng)力源連接，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)給動(dòng)力輸入軸4輸送動(dòng)力時(shí)，通過(guò)控制第一離合裝置7和第二離合裝置8來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳輸和變速的目的，當(dāng)?shù)谝浑x合裝置7滑向左邊、第二離合裝置8不動(dòng)作時(shí)，第一離合裝7的中間連接部與第一連接部連接，此時(shí)動(dòng)力輸入軸4通過(guò)第一離合裝置7與第一行星齒輪組將動(dòng)力傳輸給動(dòng)力輸出軸5，實(shí)現(xiàn)第一檔變速；當(dāng)?shù)谝浑x合裝置7滑向右邊、第二離合裝置8不動(dòng)作時(shí)，第一離合裝7的中間連接部與第二連接部連接，此時(shí)動(dòng)力輸入軸4通過(guò)第一離合裝置7與第二行星齒輪組將動(dòng)力傳輸給動(dòng)力輸出軸5，實(shí)現(xiàn)第二檔變速；當(dāng)?shù)谝浑x合裝置7不動(dòng)作、第二離合裝置8滑向左邊時(shí)，第二離合裝8的中間連接部與第一連接部連接，此時(shí)動(dòng)力輸入軸4通過(guò)第二離合裝置8與第三星形齒輪組將動(dòng)力傳輸給動(dòng)力輸出軸5，實(shí)現(xiàn)第三檔變速；當(dāng)?shù)谝浑x合裝置7不動(dòng)作、第二離合裝置8滑向右邊時(shí)，第二離合裝8的中間連接部與第二連接部連接，此時(shí)動(dòng)力輸入軸4通過(guò)第二離合裝置8直接將動(dòng)力傳輸給動(dòng)力輸出軸5，實(shí)現(xiàn)第四檔變速；當(dāng)?shù)谝浑x合裝置7不動(dòng)作、第二離合裝置8不動(dòng)作時(shí)，實(shí)現(xiàn)空檔。
[0024]下面以搭載本實(shí)用新型一體化電機(jī)和變速器的混合動(dòng)力客車(chē)為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。混合動(dòng)力客車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、一體化電機(jī)和變速器、發(fā)電機(jī)、動(dòng)力電源等，動(dòng)力電源為電池或電容等可以為電機(jī)供電的裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)與一體化電機(jī)和變速器連接，發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力電源連接，利用發(fā)動(dòng)機(jī)給動(dòng)力電源充電，電機(jī)與動(dòng)力電源連接，由動(dòng)力電源給電機(jī)提供動(dòng)力。
[0025]當(dāng)車(chē)輛起步時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不啟動(dòng)，由電源給一體化電機(jī)和變速器供電，一體化電機(jī)和變速器將動(dòng)能傳遞給車(chē)身后橋，圖1中由電機(jī)轉(zhuǎn)子2直接將動(dòng)能傳遞給動(dòng)力輸出軸5，實(shí)現(xiàn)純電驅(qū)動(dòng)模式。
[0026]當(dāng)車(chē)速達(dá)到一定限值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，由發(fā)動(dòng)機(jī)提供車(chē)輛行駛所需動(dòng)能，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)將動(dòng)能傳遞給一體化電機(jī)和變速器，由一體化電機(jī)和變速器將動(dòng)能傳遞給車(chē)身后橋，當(dāng)圖1中當(dāng)?shù)谝浑x合裝置7滑向左邊、第二離合裝置8不動(dòng)作時(shí)，第一離合裝7的中間連接部與第一連接部連接，此時(shí)動(dòng)力輸入軸4通過(guò)第一離合裝置7與第一行星齒輪組將動(dòng)力傳輸給動(dòng)力輸出軸5，實(shí)現(xiàn)第一檔變速；當(dāng)?shù)谝浑x合裝置7滑向右邊、第二離合裝置8不動(dòng)作時(shí)，第一離合裝7的中間連接部與第二連接部連接，此時(shí)動(dòng)力輸入軸4通過(guò)第一離合裝置7與第二行星齒輪組將動(dòng)力傳輸給動(dòng)力輸出軸5，實(shí)現(xiàn)第二檔變速；當(dāng)?shù)谝浑x合裝置7不動(dòng)作、第二離合裝置8滑向左邊時(shí)，第二離合裝8的中間連接部與第一連接部連接，此時(shí)動(dòng)力輸入軸4通過(guò)第二離合裝置8與第三星形齒輪組將動(dòng)力傳輸給動(dòng)力輸出軸5，實(shí)現(xiàn)第三檔變速；當(dāng)?shù)谝浑x合裝置7不動(dòng)作、第二離合裝置8滑向右邊時(shí)，第二離合裝8的中間連接部與第二連接部連接，此時(shí)動(dòng)力輸入軸4通過(guò)第二離合裝置8直接將動(dòng)力傳輸給動(dòng)力輸出軸5，實(shí)現(xiàn)第四檔變速；當(dāng)?shù)谝浑x合裝置7不動(dòng)作、第二離合裝置8不動(dòng)作時(shí)，實(shí)現(xiàn)空檔。通過(guò)上述一體化電機(jī)和變速器能夠?qū)崿F(xiàn)多檔變速，拓寬發(fā)動(dòng)機(jī)高效區(qū)，有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率，繼而提高整車(chē)工作效率。
[0027]當(dāng)車(chē)輛上坡或加速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和電源共同為車(chē)輛提供動(dòng)力，此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和電源提高的動(dòng)力在一體化電機(jī)和變速器處耦合后傳遞給車(chē)身后橋，當(dāng)圖1中當(dāng)?shù)谝浑x合裝置7滑向左邊、第二離合裝置8不動(dòng)作時(shí)，第一離合裝7的中間連接部與第一連接部連接，此時(shí)動(dòng)力輸入軸4通過(guò)第一離合裝置7與第一行星齒輪組將動(dòng)力傳輸給動(dòng)力輸出軸5，實(shí)現(xiàn)第一檔變速；當(dāng)?shù)谝浑x合裝置7滑向右邊、第二離合裝置8不動(dòng)作時(shí)，第一離合裝7的中間連接部與第二連接部連接，此時(shí)動(dòng)力輸入軸4通過(guò)第一離合裝置7與第二行星齒輪組將動(dòng)力傳輸給動(dòng)力輸出軸5，實(shí)現(xiàn)第二檔變速；當(dāng)?shù)谝浑x合裝置7不動(dòng)作、第二離合裝置8滑向左邊時(shí)，第二離合裝8的中間連接部與第一連接部連接，此時(shí)動(dòng)力輸入軸4通過(guò)第二離合裝置8與第三星形齒輪組將動(dòng)力傳輸給動(dòng)力輸出軸5，實(shí)現(xiàn)第三檔變速；當(dāng)?shù)谝浑x合裝置7不動(dòng)作、第二離合裝置8滑向右邊時(shí)，第二離合裝8的中間連接部與第二連接部連接，此時(shí)動(dòng)力輸入軸4通過(guò)第二離合裝置8直接將動(dòng)力傳輸給動(dòng)力輸出軸5，實(shí)現(xiàn)第四檔變速；當(dāng)?shù)谝浑x合裝置7不動(dòng)作、第二離合裝置8不動(dòng)作時(shí)，實(shí)現(xiàn)空檔。通過(guò)此一體化電機(jī)和變速器能夠?qū)崿F(xiàn)多檔變速，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。
[0028]當(dāng)車(chē)輛滑行或剎車(chē)時(shí)，由一體化電機(jī)和變速器實(shí)現(xiàn)動(dòng)能回收，將回收動(dòng)能儲(chǔ)存在電源中供后續(xù)車(chē)輛行駛。
[0029]通過(guò)所述一體化電機(jī)和變速器，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的工作效率的提高，從而提高整車(chē)的工作效率，節(jié)約能源；一體化的電機(jī)和變速器結(jié)構(gòu)，大大減小了體積，而且節(jié)省了材料，減輕了重量，對(duì)于增加車(chē)輛使用空間及整車(chē)輕量化有明顯的有益效果。
[0030]對(duì)于為本實(shí)用新型的示范性實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解為是本實(shí)用新型的權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍內(nèi)其中的某一種示范性示例，具有對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的技術(shù)方案的指導(dǎo)性作用，而非對(duì)本實(shí)用新型的限定。
【權(quán)利要求】
1.一種一體化電機(jī)和變速器，包括電機(jī)和變速器，所述電機(jī)包括電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、動(dòng)力輸出軸，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子與所述動(dòng)力輸出軸固定連接；所述變速器為行星排結(jié)構(gòu)，包括太陽(yáng)輪、行星架、齒圈、動(dòng)力輸入軸、離合裝置；其特征在于:所述電機(jī)轉(zhuǎn)子為空心結(jié)構(gòu)，所述變速器置于所述空心結(jié)構(gòu)內(nèi)部，所述離合裝置與所述動(dòng)力輸入軸及太陽(yáng)輪連接，用以連接和分離動(dòng)力輸入軸與太陽(yáng)輪，所述行星架與所述動(dòng)力輸出軸連接，所述齒圈固定，動(dòng)力經(jīng)動(dòng)力輸入軸、離合裝置、太陽(yáng)輪、行星架、動(dòng)力輸出軸輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化電機(jī)和變速器，其特征在于:所述變速器包括至少2組行星齒輪結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體化電機(jī)和變速器，其特征在于:所述離合裝置為雙向離合器，包括第一連接部、第二連接部、中間連接部、滑套，所述第一連接部、第二連接部分別與所述兩個(gè)不同太陽(yáng)輪連接，所述中間連接部與所述動(dòng)力輸入軸連接，所述滑套與所述中間連接部連接，通過(guò)向左滑動(dòng)連接第一連接部與中間連接部、向右滑動(dòng)連接第二連接部與中間連接部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一體化電機(jī)和變速器，其特征在于:所述動(dòng)力輸出軸靠近動(dòng)力輸入軸一端為空心結(jié)構(gòu)，所述動(dòng)力輸入軸一端置于所述動(dòng)力輸出軸內(nèi)，所述動(dòng)力輸入軸與動(dòng)力輸出軸連接端設(shè)置軸間軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一體化電機(jī)和變速器，其特征在于:所述動(dòng)力輸入軸靠近動(dòng)力輸出軸一端為空心結(jié)構(gòu)，所述動(dòng)力輸出軸一端置于所述動(dòng)力輸入軸內(nèi)，所述動(dòng)力輸入軸與動(dòng)力輸出軸連接端設(shè)置軸間軸承。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的一體化電機(jī)和變速器，其特征在于:所述電機(jī)還設(shè)置有機(jī)殼，所述機(jī)殼遠(yuǎn)離動(dòng)力輸出軸一端設(shè)置延伸部，所述延伸部與所述電機(jī)轉(zhuǎn)子之間設(shè)置軸承。
7.—種混合動(dòng)力系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電機(jī)、變速器，其特征在于:所述變速器、電機(jī)采用權(quán)利要求1?6所述的一體化電機(jī)和變速器，所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述發(fā)電機(jī)直連，所述發(fā)電機(jī)連接所述動(dòng)力輸入軸，所述發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力由所述動(dòng)力輸入軸輸入、由動(dòng)力輸出軸輸出。
【文檔編號(hào)】B60K17/08GK204263927SQ201420564552
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】趙建虎, 張德星, 高小二 申請(qǐng)人:天津市松正電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)股份有限公司