專利名稱：一種電動(dòng)車(chē)輛用全自動(dòng)二軸有級(jí)變速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于運(yùn)輸車(chē)輛的變速裝置，尤其涉及電動(dòng)車(chē)輛的全自動(dòng)有級(jí)變速裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于石油資源的日益枯竭和環(huán)境保護(hù)的壓力，電動(dòng)車(chē)輛的開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為汽車(chē)工業(yè)研究和開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。電動(dòng)汽車(chē)最大的特點(diǎn)是采用電機(jī)作為動(dòng)力源，現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)采用的電機(jī)具有轉(zhuǎn)速高、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、電機(jī)控制器調(diào)速范圍寬的特點(diǎn)，因此，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和降低成本，大多數(shù)的電動(dòng)汽車(chē)都利用電機(jī)和電機(jī)控制器的調(diào)速特性只采用固定速比的減速器，而取消了離合器和變速器。但是，這種配置帶來(lái)了以下弊端效率低和縮短電機(jī)和電機(jī)控制器的使用壽命。電機(jī)在電動(dòng)汽車(chē)起步加速時(shí)處于低速運(yùn)行區(qū)，電機(jī)的效率非常低。特別是電動(dòng)車(chē)輛大多數(shù)用于城市運(yùn)輸，起步加速非常頻繁，而且平均車(chē)速很低，具有固定速比的電動(dòng)汽車(chē)在絕大多數(shù)的情況下都在低速區(qū)以極低的效率進(jìn)行運(yùn)行，大大縮短了電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程。同時(shí)，長(zhǎng)期的低速運(yùn)轉(zhuǎn)將會(huì)造成電機(jī)過(guò)熱，縮短電機(jī)和電機(jī)控制器的使用壽命。
對(duì)電機(jī)和電機(jī)控制器的要求高，大大提高了電機(jī)和電機(jī)控制器的造價(jià)。采用固定速比的電動(dòng)汽車(chē)要求電機(jī)在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)提供較高的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩，一般都要達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的3～5倍，以滿足起動(dòng)和最大爬坡度的需要；在恒功率區(qū)提供較高的轉(zhuǎn)速，一般是基速的3～5倍，以滿足最高車(chē)速的需要。這樣的電機(jī)和電機(jī)控制器都要通過(guò)特殊的設(shè)計(jì)和制造，大大提高了電機(jī)和電機(jī)控制器的造價(jià)。
為了消除這些弊端需要電動(dòng)汽車(chē)的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠變速，但是，電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大和調(diào)速范圍寬的特點(diǎn)使得電動(dòng)汽車(chē)并不需要像傳統(tǒng)汽車(chē)變速器那么多的變速檔位，本發(fā)明就是綜合了有級(jí)變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高和電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)有級(jí)變速，即駕駛?cè)藛T無(wú)需操作離合器和掛檔，只需操作加速踏板即可。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種電動(dòng)汽車(chē)全自動(dòng)有級(jí)變速裝置，該變速裝置兼顧了有級(jí)變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高和電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速高的優(yōu)勢(shì)，駕駛?cè)藛T無(wú)需操作離合器和掛檔，只需操作加速踏板，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)有級(jí)變速，特別適合前置前驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車(chē)輛。
本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。
一種電動(dòng)車(chē)輛用全自動(dòng)二軸有級(jí)變速裝置，它包括電機(jī)、控制器，所述控制器的信號(hào)輸入端與電機(jī)、踏板、倒車(chē)信號(hào)的信號(hào)輸出端相連，它還包括離合器，變速器，設(shè)置在所述變速器殼體上的伺服裝置，所述的變速器包括架設(shè)在其殼體上的輸入軸和輸出軸，所述的輸入軸與所述的離合器的輸出軸相連，在所述的輸入軸上分別設(shè)置有高、低速齒輪副的一個(gè)齒輪，在所述的輸出軸上分別設(shè)置有高、低速齒輪副的另一個(gè)齒輪，所述的高、低速齒輪副的兩個(gè)齒輪分別彼此相嚙合，所述的設(shè)置在輸出軸的兩個(gè)齒輪上分別設(shè)置有外齒高、低速齒輪副結(jié)合圈，在所述的高、低速齒輪副結(jié)合圈之間的輸出軸上設(shè)置有外齒花鍵轂，所述的花鍵轂外套有可移動(dòng)的內(nèi)齒結(jié)合套，所述的結(jié)合套和花鍵轂、高速或低速齒輪副結(jié)合圈彼此相嚙合，所述的花鍵轂上設(shè)置有滑動(dòng)軸，所述的伺服裝置的推動(dòng)軸與所述的滑動(dòng)軸彼此連接，所述控制器的信號(hào)輸出端分別與所述離合器和所述伺服裝置的信號(hào)輸入端相連。
由于本實(shí)用新型采用了以上技術(shù)方案，因而具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠。充分利用了電機(jī)調(diào)速范圍寬和有級(jí)變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，與汽車(chē)5檔變速器相比，減去了3個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔，使得變速系統(tǒng)的機(jī)械零件減去了60％，極大地降低了成本和提高了變速裝置的可靠性。
本實(shí)用新型能夠適用與純電動(dòng)車(chē)輛、混合動(dòng)力車(chē)輛和燃料電池車(chē)輛等所有的電動(dòng)車(chē)輛。
本實(shí)用新型最大的優(yōu)點(diǎn)是屬于有級(jí)變速器，但是實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速的功能，所以同時(shí)兼顧了有級(jí)變速器效率高和無(wú)級(jí)變速器操作方便的優(yōu)點(diǎn)。本裝置與汽車(chē)常用的無(wú)級(jí)變速器(AT、CVT、AMT)相比，傳動(dòng)效率提高2％～10％，價(jià)格降低50％以上。


圖1是本實(shí)用新型的一種電動(dòng)車(chē)輛用全自動(dòng)二軸有級(jí)變速裝置的原理示意圖；圖2是圖1所述裝置的結(jié)合套原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1所述裝置的結(jié)合套與花鍵轂和高速齒輪副相嚙合傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4圖1所述裝置的結(jié)合套與花鍵轂和低速齒輪副相嚙合傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
如附圖所示，一種電動(dòng)車(chē)輛用全自動(dòng)二軸有級(jí)變速裝置，它包括電機(jī)7、控制器4，所述控制器的信號(hào)輸入端與電機(jī)7、踏板5、倒車(chē)信號(hào)6的輸出信號(hào)端相連，它還包括離合器8，變速器1，設(shè)置在所述變速器殼體上的伺服裝置2，所述的變速器1包括架設(shè)在其殼體上的輸入軸9和輸出軸12，所述的輸入軸9與所述的離合器8的輸出軸相連，在所述的輸入軸9上分別設(shè)置有高、低速齒輪副10、11的一個(gè)齒輪，在所述的輸出軸12上分別設(shè)置有高、低速齒輪副10、11的另一個(gè)齒輪，所述的高、低速齒輪副的兩個(gè)齒輪分別彼此嚙合傳動(dòng)，所述的設(shè)置在輸出軸12的兩個(gè)齒輪上分別設(shè)置有外齒高、低速齒輪副結(jié)合圈13、15，在所述的高、低速齒輪副結(jié)合圈之間的輸出軸上設(shè)置有外齒花鍵轂14，所述的花鍵轂14外套有可移動(dòng)的內(nèi)齒結(jié)合套3，所述的結(jié)合套3和花鍵轂14、高速或低速齒輪副結(jié)合圈13、15彼此相嚙合傳動(dòng)，所述的花鍵轂14上設(shè)置有滑動(dòng)軸，所述的伺服裝置的推動(dòng)軸與所述的滑動(dòng)軸彼此垂直連接，所述控制器的信號(hào)輸出端分別與所述離合器和所述伺服裝置的信號(hào)輸入端相連。所述的伺服裝置為電磁鐵、電控液壓缸或電控氣缸。所述的離合器為電控機(jī)械離合器、電磁離合器、液壓離合器或汽動(dòng)離合器。
控制器4根據(jù)電機(jī)7的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號(hào)、加速踏板5的信號(hào)和車(chē)速信號(hào)，控制自動(dòng)離合器8分離或結(jié)合以及控制掛檔伺服裝置2使有級(jí)變速器的結(jié)合套3移動(dòng)，進(jìn)入高速齒輪副10或低速齒輪副11，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)有級(jí)變速。低速時(shí)動(dòng)力傳輸路線電機(jī)7-自動(dòng)離合器8-輸入軸9-低速齒輪副11-結(jié)合套3-輸出軸12；高速時(shí)動(dòng)力傳輸路線電機(jī)7-自動(dòng)離合器8-輸入軸9-高速齒輪副10-結(jié)合套3-輸出軸12。在兼顧最高車(chē)速和最大爬坡度的同時(shí)，通過(guò)全自動(dòng)有級(jí)變速裝置使電動(dòng)汽車(chē)絕大部分時(shí)間控制在額定轉(zhuǎn)速附近運(yùn)行，最大限度地提高電機(jī)和電機(jī)控制器的效率和降低對(duì)電機(jī)和電機(jī)控制器的要求，從而降低成本。本裝置實(shí)現(xiàn)倒車(chē)時(shí)，駕駛員按動(dòng)倒車(chē)按鈕6，控制器4得到倒車(chē)信號(hào)，通過(guò)自動(dòng)離合器8和掛檔伺服裝置2，使兩檔有級(jí)變速器1強(qiáng)制進(jìn)入低速狀態(tài)，電機(jī)限速倒轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)倒車(chē)。
本發(fā)明在純電動(dòng)車(chē)輛、串聯(lián)式混合動(dòng)力車(chē)輛和燃料電池車(chē)輛上可以直接采用，在并聯(lián)式和混聯(lián)式混合動(dòng)力車(chē)輛上采用時(shí)，通過(guò)自動(dòng)離合器將本裝置與發(fā)動(dòng)機(jī)耦合，換檔和倒車(chē)時(shí)，自動(dòng)離合器將發(fā)動(dòng)機(jī)與本裝置斷開(kāi)，切斷發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，完全由電機(jī)提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)變速和倒車(chē)。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)車(chē)輛用全自動(dòng)二軸有級(jí)變速裝置，它包括電機(jī)、控制器，所述控制器的信號(hào)輸入端與電機(jī)、踏板、倒車(chē)信號(hào)的輸出信號(hào)端相連，其特征在于它還包括離合器，變速器，設(shè)置在所述變速器殼體上的伺服裝置，所述的變速器包括架設(shè)在其殼體上的輸入軸和輸出軸，所述的輸入軸與所述的離合器的輸出軸相連，在所述的輸入軸上分別設(shè)置有高、低速齒輪副的一個(gè)齒輪，在所述的輸出軸上分別設(shè)置有高、低速齒輪副的另一個(gè)齒輪，所述的高、低速齒輪副的兩個(gè)齒輪分別彼此相嚙合，所述的設(shè)置在輸出軸的兩個(gè)齒輪上分別設(shè)置有外齒高、低速齒輪副結(jié)合圈，在所述的高、低速齒輪副結(jié)合圈之間的輸出軸上設(shè)置有外齒花鍵轂，所述的花鍵轂外套有可移動(dòng)的內(nèi)齒結(jié)合套，所述的結(jié)合套和花鍵轂、高速或低速齒輪副結(jié)合圈彼此相嚙合，所述的花鍵轂上設(shè)置有滑動(dòng)軸，所述的伺服裝置的推動(dòng)軸與所述的滑動(dòng)軸彼此連接，所述控制器的信號(hào)輸出端分別與所述離合器和所述伺服裝置的信號(hào)輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車(chē)輛用全自動(dòng)二軸有級(jí)變速裝置，其特征在于所述的伺服裝置為電磁鐵、電控液壓缸或電控氣缸。
3.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)車(chē)輛用全自動(dòng)二軸有級(jí)變速裝置，其特征在于所述的離合器為電控機(jī)械離合器、電磁離合器、液壓離合器或汽動(dòng)離合器。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電動(dòng)車(chē)輛用全自動(dòng)二軸有級(jí)變速裝置，它包括電機(jī)、控制器，它還包括離合器，變速器，設(shè)置在所述變速器殼體上的伺服裝置，所述的變速器包括架設(shè)在其殼體上的輸入軸和輸出軸，分別設(shè)置有外齒高、低速齒輪副結(jié)合圈的高、低速齒輪副、設(shè)置在所述的高、低速齒輪副結(jié)合圈之間的輸出軸上的外齒花鍵轂，所述的花鍵轂外套有可移動(dòng)的內(nèi)齒結(jié)合套，所述的花鍵轂上設(shè)置有滑動(dòng)軸，所述的伺服裝置的推動(dòng)軸與所述的滑動(dòng)軸彼此連接，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，屬于有級(jí)變速器，但是實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速的功能，所以同時(shí)兼顧了有級(jí)變速器效率高和無(wú)級(jí)變速器操作方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B62M11/04GK2875938SQ20052012336
公開(kāi)日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者周榮 申請(qǐng)人:天津清源電動(dòng)車(chē)輛有限責(zé)任公司