同轉臂干式四速純電動動力系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了同轉臂干式四速純電動動力系統，其電機分別與輸入星型機構、中間星型機構連接；輸入星型機構、中間星型機構、雙行星星型機構均與轉臂連接；輸入星型機構與II檔換檔盤連接；雙行星星型機構與III檔換檔盤、IV檔換檔盤連接；中間星型機構與單向離合器、I檔換檔盤連接；單向離合器的外圈與箱體連接；轉臂與輸出過渡齒輪組連接；輸出過渡齒輪組與差速器連接，I檔換檔盤與I檔換檔機構、II檔換檔盤與II檔換檔機構、III檔換檔盤與III檔換檔機構、IV檔換檔盤與IV檔換檔機構均配合連接。本發明低速爬坡能力強、電系統負荷沖擊小、電機極限轉速低、運行效率高、體積小、維護成本低，實現了多檔傳動，有效提升了傳動性能和整機品質。
【專利說明】
同轉臂干式四速純電動動力系統
技術領域
[0001]本發明涉及汽車技術領域，特別涉及適用于純電動汽車的同轉臂干式四速純電動動力系統。
【背景技術】
[0002]隨著電動汽車最高車速的不斷提高、爬坡性能、加速性能和續航里程需求的不斷提升，以及成本持續下降發展趨勢，高效多檔自動動力傳動系統總成成為解決上述問題的關鍵環節。在電動汽車誕生早期，設計者規劃了采用多檔變速器來輔助電機驅動車輛，以期降低電機轉矩、控制器電流、提升系統效能、提升車輛動力性能、延長續航里程、保護電池包、減小系統重量。然而，由于國際燃油價格和供應量問題，電動汽車發展受到了制約，電動汽車用變速箱也隨之被擱置了將近一個世紀。近15年來，電動汽車以低速大齒輪速比動力總成為主，車輛最高車速低于50Km/h，以巡邏車、高爾夫球車、旅游觀光車、場地車、老年代步車為主。同時，受低速電動兩輪車和三輪車的發展思路影響，電動汽車不需要變速箱的指導發展思路統領了將近12年。直接采用驅動電機進行驅動，以功率在3-8Kw，轉速在3600rpm直流有刷電機或低壓異步電機為主。
[0003]隨著特斯拉等高速長續航里程電動汽車的誕生和動力電池性能的快速提升，環境問題的日益嚴重化和高速軌道交通的快速發展，使得政府和消費者對電動汽車的發展進行了重新詮釋。電動汽車的最高車速已超過200Km/h，續航里程也超過了 500Km，百公里加速時間達到5s以下。電機功率超過了 lOOKw，電機轉速也超過了 lOOOOrpm。該時期受早期電動汽車動力總成的發展慣性，一大部分設計者和決策者認為通過提升電機轉速和功率(如達到20000rpm和200Kw)而不采用自動變速箱。然而，忽視了一個很大優化問題——功率有效利用率，導致系統功率龐大，效能低下，成本居高不下，推廣困難。多數汽車企業針對電動汽車的性能快速提升，認識到了電動汽車用變速動力總成(自動變速器)是必不可少的關鍵核心部件。并快速投入人力財力設計研發電動汽車用變速動力總成。
[0004]對于無特殊用途的乘用車而言，當最高車速小于50Km/h時，采用固定速比動力總成基本能夠滿足要求；當最高車速不超過100Km/h但高于80Km/h時，采用兩速動力總成基本能夠滿足要求；當最高車速不超過150Km/h但高于120Km/h時，采用三速動力總成基本能夠滿足要求。對于商業用途的商用車而言，最好采用多檔自動變速動力來獲得最佳的整車性能。通過采用多檔自動變速動力總成，對降低系統電峰值參數，提升系統動力性、效率、安全性和可靠性，降低振動噪音及成本，同等電量下延長續航里程等具有重要作用。但是，現有的動力傳動系還存在固定速比傳動、低速爬坡能力弱、電系統負荷沖擊大、電機極限轉速高、系統運行效率低、體積大及維護成本高等問題。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是提供一種適用于純電動汽車的多速比傳動、低速爬坡能力強、電系統負荷沖擊小、電機極限轉速低、系統運行效率高、體積小及維護成本低的同轉臂干式四速純電動動力系統。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為:
[0007]同轉臂干式四速純電動動力系統，包括電機、輸入星型機構、中間星型機構、雙行星星型機構、轉臂、單向離合器、I檔換檔盤、II檔換檔盤、III檔換檔盤、IV檔換檔盤、I檔換檔機構、11檔換檔機構、III檔換檔機構、IV檔換檔機構、輸出過渡齒輪組、差速器、箱體;所述電機的輸出軸分別與輸入星型機構、中間星型機構連接;所述輸入星型機構、中間星型機構、雙行星星型機構均與轉臂連接;所述輸入星型機構還與II檔換檔盤連接;所述雙行星星型機構還分別與III檔換檔盤、IV檔換檔盤連接;所述中間星型機構還分別與單向離合器、I檔換檔盤連接;所述單向離合器的外圈與箱體連接;在所述輸入星型機構與中間星型機構之間的轉臂外側與輸出過渡齒輪組連接;所述輸出過渡齒輪組與差速器連接，所述I檔換檔盤還與I檔換檔機構配合連接;所述II檔換檔盤還與II檔換檔機構配合連接;所述III檔換檔盤還與III檔換檔機構配合連接;所述IV檔換檔盤還與IV檔換檔機構配合連接。
[0008]進一步地，所述輸入星型機構包括輸入太陽輪、輸入行星輪、行星輪軸、輸入行星輪軸承、II檔內齒圈，所述輸入太陽輪通過花鍵副與電機的輸出軸連接，輸入太陽輪與輸入行星輪外嚙合連接;所述輸入行星輪通過輸入行星輪軸承與行星輪軸連接;所述輸入行星輪與II檔內齒圈內嚙合連接;所述II檔內齒圈通過II檔內齒圈連接軸與位于電機與箱體之間的II檔換檔盤連接;所述行星輪軸兩端分別與轉臂連接。
[0009]進一步地，所述中間星型機構包括第一太陽輪、第一行星輪、行星輪軸、I檔內齒圈，所述第一太陽輪與第一行星輪外嚙合連接;所述第一行星輪與I檔內齒圈內嚙合連接，第一行星輪通過花鍵副與行星輪軸連接;所述第一太陽輪通過花鍵副與電機的輸出軸連接;所述I檔內齒圈通過I檔內齒圈連接軸與I檔換檔盤連接;所述I檔內齒圈連接軸在箱體處還與單向離合器的內圈連接。
[0010]進一步地，所述雙行星星型機構包括第二太陽輪、中間行星輪、中間行星輪軸、中間行星輪軸承、行星輪軸、第二行星輪、III檔內齒圈，所述第二太陽輪與中間行星輪外嚙合連接;所述中間行星輪與第二行星輪外嚙合連接;所述中間行星輪通過中間行星輪軸承與中間行星輪軸連接;所述第二行星輪通過花鍵副與行星輪軸連接;所述第二行星輪與III檔內齒圈內嚙合連接;所述中間行星輪軸與轉臂連接。
[0011 ]進一步地，所述III檔內齒圈通過III檔內齒圈連接軸與箱體外側的III檔換檔盤連接;所述第二太陽輪通過第二太陽輪連接軸與電機外側的IV檔換檔盤連接。
[0012]進一步地，所述轉臂的左端與II檔內齒圈連接固定，轉臂的右端與III檔內齒圈連接固定;所述III檔內齒圈安裝在I檔內齒圈內；所述電機、輸入星型機構、中間星型機構、雙行星星型機構、轉臂、單向離合器、I檔換檔盤、II檔換檔盤、III檔換檔盤、IV檔換檔盤均同軸心安裝;所述電機的輸出軸還安裝連接有電機測速傳感器。
[0013]進一步地，所述輸出過渡齒輪組包括第一輸出齒輪、第二輸出齒輪、第三輸出齒輪、第四輸出齒輪、中間軸，所述第一輸出齒輪與轉臂固定連接、或第一輸出齒輪與轉臂一體成型形成;所述第一輸出齒輪與第二輸出齒輪外嚙合連接;所述第二輸出齒輪與第三輸出齒輪均與中間軸連接;所述中間軸的兩端分別通過軸承與箱體連接;所述第三輸出齒輪與第四輸出齒輪外嚙合連接;所述第四輸出齒輪與差速器連接;所述差速器的右輸出端與右輸出半軸連接，差速器的左輸出端與左輸出半軸連接。
[0014]進一步地，所述I檔換檔機構、II檔換檔機構、III檔換檔機構、IV檔換檔機構的結構均相同，均包括執行器、儲液器、換檔主缸、高壓換檔液管、鉗體保持架、換檔活塞、內摩擦塊、外摩擦塊，所述換檔主缸分別與執行器、儲液器、高壓換檔液管連接;所述高壓換檔液管的另一端與換檔活塞連接;所述換檔活塞、外摩擦塊均與鉗體保持架連接;所述換檔活塞與內摩擦塊連接;所述內摩擦塊、外摩擦塊相對設置;且所述I檔換檔盤、II檔換檔盤、III檔換檔盤、IV檔換檔盤其中任一項位于內摩擦塊、外摩擦塊中間并間隙配合連接。
[0015]進一步地，所述I檔換檔機構、II檔換檔機構、III檔換檔機構、IV檔換檔機構其中任一項還包括低壓報警器、測速傳感器，所述低壓報警器安裝在換檔主缸高壓油液輸出端；所述測速傳感器安裝在鉗體保持架上。
[0016]進一步地，所述I檔換檔盤、II檔換檔盤、III檔換檔盤、IV檔換檔盤其中任一項的圓周上還加工有均勻分布的測速齒;在靠近所述轉臂與輸出過渡齒輪組配合連接的箱體上還安裝有箱體輸出測速傳感器。
[0017]采用上述技術方案，由于使用了電機、輸入星型機構、中間星型機構、雙行星星型機構、轉臂、單向離合器、I檔換檔盤、II檔換檔盤、III檔換檔盤、IV檔換檔盤、I檔換檔機構、
II檔換檔機構、III檔換檔機構、IV檔換檔機構、輸出過渡齒輪組、差速器、箱體等技術特征；將輸入星型機構、中間星型機構、雙行星星型機構與轉臂連接;輸入星型機構與箱體外側的
II檔換檔盤連接;雙行星星型機構與箱體外側的III檔換檔盤、IV檔換檔盤連接；中間星型機構與單向離合器、箱體外側的I檔換檔盤連接;單向離合器的外圈與箱體連接。I檔換檔盤與I檔換檔機構配合連接;II檔換檔盤與II檔換檔機構配合連接;III檔換檔盤與III檔換檔機構配合連接;IV檔換檔盤與IV檔換檔機構配合連接。使得本發明實現了多檔傳動、低速爬坡能力強、電系統負荷沖擊小、電機極限轉速低、系統運行效率高、體積小及維護成本低。本發明具有結構緊湊，傳動效率更高，無動力間斷換檔，自動電子駐車，任意檔位切換，換檔響應迅速、平順、可靠性高，換檔機構與內部傳動結構完全分開，換檔過程產生的熱、粉塵、微粒不會影響傳動內部，維護方便，可線性化控制，成本低等優點。
【附圖說明】
[0018]圖1為發明機構原理圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發明，但并不構成對本發明的限定。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0020]如附圖1所示，同轉臂干式四速純電動動力系統，其電機I的輸出軸2為空心軸，輸出軸2的一端分別通過花鍵副與輸入星型機構的輸入太陽輪3、中間星型機構的第一太陽輪4連接；電機I的輸出軸2的另一端連接安裝電機測速傳感器5;電機I通過法蘭與箱體6連接安裝。
[0021]輸入行星機構的輸入太陽輪3與輸入行星輪7外嚙合連接;輸入行星輪7通過獨立的輸入行星輪軸承8與行星輪軸9連接;行星輪軸9的兩端分別通過軸承與轉臂10連接，實現軸向和徑向定位;輸入行星輪7與II檔內齒圈11內嚙合連接。II檔內齒圈11通過II檔內齒圈連接軸12與位于電機I與箱體6之間的II檔換檔盤13連接。
[0022]中間星型機構的第一太陽輪4與第一行星輪14外嚙合連接;第一行星輪14通過花鍵副與行星輪軸9;第一行星輪14與I檔內齒圈15外嚙合連接;I檔內齒圈15通過I檔內齒圈連接軸16與I檔換檔盤17連接;在箱體6處，I檔內齒圈連接軸16與單向離合器18的內圈連接;單向離合器18的外圈與箱體6固定連接。
[0023]雙行星星型機構的第二太陽輪19通過第二太陽輪輸出軸20穿過電機I的輸出軸2與位于電機I外側的IV檔換檔盤21連接。第二太陽輪19與中間行星輪22外嚙合連接，中間行星輪22與第二行星輪23外嚙合連接；中間行星輪22通過獨立的支撐軸承24安裝在中間行星輪軸25上；中間行星輪軸25通過軸承安裝在轉臂10上，實現軸向和徑向定位。第二行星輪23通過花鍵副安裝在行星輪軸9上;第二行星輪23與III檔內齒圈26內嚙合連接;III檔內齒圈26通過III檔內齒圈連接軸27與箱體6外側的III檔換檔盤28安裝連接。具體實施中，行星輪軸9的數量為大于或等于二的整數，本案具體實施中采用了四個行星輪軸9。轉臂10左端通過軸承與II檔內齒圈11固定連接;轉臂10的右端通過軸承與III檔內齒圈26固定連接；III檔內齒圈26通過花鍵副安裝在I檔內齒圈15內。具體實施過程中，電機1、輸入星型機構、中間星型機構、雙行星星型機構、轉臂10、單向離合器18、I檔換檔盤17、II檔換檔盤13、III檔換檔盤28、IV檔換檔盤21均同軸心安裝;在靠近轉臂10與輸出過渡齒輪組連接位置的箱體6上安裝有箱體輸出測速傳感器30。
[0024]在位于輸入星型機構與中間星型機構之間的轉臂10的外側通過花鍵副與第一輸出齒輪31連接，或者直接在轉臂10上一體加工形成第一輸出齒輪31;本案具體實施過程中采用在轉臂10上一體加工形成第一輸出齒輪31。第一輸出齒輪31與第二輸出齒輪32外嚙合連接，第二輸出齒輪32與第三輸出齒輪33均安裝在中間軸29上，中間軸29的兩端分別通過軸承安裝在箱體6上，實現軸向和徑向定位。第三輸出齒輪33與第四輸出齒輪34外嚙合連接，第四輸出齒輪34通過花鍵副與差速器35連接。差速器35的右輸出端連接右輸出半軸36，差速器35的左輸出端連接左輸出半軸37。
[0025]I檔換檔機構、II檔換檔機構、III檔換檔機構、IV檔換檔機構的結構均相同。
[0026]具體實施中，I檔換檔機構包括I檔執行器38、I檔儲液器39、I檔換檔主缸40、I檔高壓換檔液管41、I檔鉗體保持架42、I檔換檔活塞43、I檔內摩擦塊44、I檔外摩擦塊45。I檔換檔主缸40分別與I檔執行器38、1檔儲液器39、1檔高壓換檔液管41連接;I檔高壓換檔液管41的另一端與I檔換檔活塞43連接;I檔換檔活塞43、1檔外摩擦塊45均安裝在I檔鉗體保持架42上。I檔換檔活塞43與I檔內摩擦塊44固定連接；I檔換檔盤17與I檔內摩擦塊44、1檔外摩擦塊45間隙地配合連接。在I檔執行器38不執行時，I檔換檔活塞43不動作時I檔換檔盤17可在I檔內摩擦塊44、I檔外摩擦塊45之間自由轉動。在I檔換檔主缸40高壓油液輸出端安裝I檔低壓報警器46，在I檔鉗體保持架42上安裝有I檔測速傳感器47，I檔測速傳感器47正對I檔換檔盤17，為了提高I檔測速傳感器47的檢測靈敏度以及精度，在I檔換檔盤17的外圓周上均勻地設置有測速齒。具體實施中I檔執行器38采用驅動電機、減速器和螺旋機構，通過驅動電機連接減速器，在通過減速器與螺旋機構連接，通過螺旋機構驅動I檔換檔主缸40動作產生高壓液體，驅動I檔換檔活塞43逐漸動作實現對I檔換檔盤17的夾緊固定。
[0027]II檔換檔機構包括II檔執行器48、II檔儲液器49、II檔換檔主缸50、II檔高壓換檔液管51、II檔鉗體保持架52、II檔換檔活塞53、II檔內摩擦塊54、II檔外摩擦塊55。II檔換檔主缸50分別與II檔執行器48、II檔儲液器49、II檔高壓換檔液管51連接；II檔高壓換檔液管51的另一端與II檔換檔活塞53連接;II檔換檔活塞53、1檔外摩擦塊32均安裝在II檔鉗體保持架52上。II檔換檔活塞53與II檔內摩擦塊54固定連接;II檔換檔盤13與II檔內摩擦塊54、II檔外摩擦塊55間隙地配合連接。在II檔執行器48不執行時，II檔換檔活塞53不動作時II檔換檔盤13可在II檔內摩擦塊54、11檔外摩擦塊55之間自由轉動。在II檔換檔主缸50高壓油液輸出端安裝II檔低壓報警器56，在II檔鉗體保持架52上安裝有II檔測速傳感器57，11檔測速傳感器57正對II檔換檔盤13，為了提高II檔測速傳感器57的檢測靈敏度以及精度，在II檔換檔盤13的外圓周上均勻地設置有測速齒。具體實施中II檔執行器48采用驅動電機、減速器和螺旋機構，通過驅動電機連接減速器，在通過減速器與螺旋機構連接，通過螺旋機構驅動II檔換檔主缸50動作使液體產生高壓，驅動II檔換檔活塞53動作，逐漸夾緊II檔換檔盤13。
[0028]III檔換檔機構包括III檔執行器58、III檔儲液器59、III檔換檔主缸60、III檔高壓換檔液管61、III檔鉗體保持架62、111檔換檔活塞63、III檔內摩擦塊64、III檔外摩擦塊65。III檔換檔主缸60分別與III檔執行器58、III檔儲液器59、III檔高壓換檔液管61連接；
III檔高壓換檔液管61的另一端與III檔換檔活塞63連接;III檔換檔活塞63、III檔外摩擦塊65均安裝在III檔鉗體保持架62上。III檔換檔活塞63與III檔內摩擦塊64固定連接；III檔換檔盤28與III檔內摩擦塊64、III檔外摩擦塊65間隙地配合連接。在III檔執行器58不執行時，III檔換檔活塞63不動作時III檔換檔盤28可在III檔內摩擦塊64、III檔外摩擦塊65之間自由轉動。在III檔換檔主缸60高壓油液輸出端安裝III檔低壓報警器66，在III檔鉗體保持架62上安裝有III檔測速傳感器67，III檔測速傳感器67正對III檔換檔盤28，為了提高
III檔測速傳感器67的檢測靈敏度以及精度，在III檔換檔盤28的外圓周上均勻地設置有測速齒。具體實施中III檔執行器58采用驅動電機、減速器和螺旋機構，通過驅動電機連接減速器，在通過減速器與螺旋機構連接，通過螺旋機構驅動III檔換檔主缸60動作使液體產生高壓，驅動III檔換檔活塞63動作，逐漸夾緊III檔換檔盤28。
[0029]IV檔換檔機構包括IV檔執行器68、IV檔儲液器69、IV檔換檔主缸70、IV檔高壓換檔液管71、IV檔鉗體保持架72、IV檔換檔活塞73、IV檔內摩擦塊74、IV檔外摩擦塊75。IV檔換檔主缸70分別與IV檔執行器68、IV檔儲液器69、IV檔高壓換檔液管71連接;IV檔高壓換檔液管71的另一端與IV檔換檔活塞73連接；IV檔換檔活塞73、IV檔外摩擦塊75均安裝在IV檔鉗體保持架72上。IV檔換檔活塞73與IV檔內摩擦塊74固定連接;IV檔換檔盤21與IV檔內摩擦塊74、IV檔外摩擦塊75間隙地配合連接。在IV檔執行器68不執行時，IV檔換檔活塞73不動作時IV檔換檔盤21可在IV檔內摩擦塊74、IV檔外摩擦塊75之間自由轉動。在IV檔換檔主缸70高壓油液輸出端安裝IV檔低壓報警器76，在IV檔鉗體保持架72上安裝有IV檔測速傳感器77，IV檔測速傳感器77正對IV檔換檔盤21，為了提高I檔測速傳感器47的檢測靈敏度以及精度，在IV檔換檔盤21的外圓周上均勻地設置有測速齒。具體實施中IV檔執行器68采用驅動電機、減速器和螺旋機構，通過驅動電機連接減速器，在通過減速器與螺旋機構連接，通過螺旋機構驅動IV檔換檔主缸70動作產生高壓液體，驅動IV檔換檔活塞73逐漸動作實現對IV檔換檔盤21的夾緊固定。
[0030]上述技術方案，將輸入星型機構、中間星型機構、雙行星星型機構與轉臂10連接；輸入星型機構與箱體6外側的II檔換檔盤13連接;雙行星星型機構與箱體6外側的III檔換檔盤28、IV檔換檔盤21連接；中間星型機構與單向離合器18、箱體6外側的I檔換檔盤17連接;單向離合器18的外圈與箱體6連接。箱體6外的I檔換檔盤17與I檔換檔機構配合連接;箱體6外的II檔換檔盤13與II檔換檔機構配合連接;箱體6外的III檔換檔盤28與III檔換檔機構配合連接;箱體6外的IV檔換檔盤21與IV檔換檔機構配合連接。使得本發明實現了多檔傳動、低速爬坡能力強、電系統負荷沖擊小、電機極限轉速低、系統運行效率高、體積小及維護成本低。本發明具有結構緊湊，傳動效率更高，無動力間斷換檔，自動電子駐車，任意檔位切換，換檔響應迅速、平順、可靠性高，換檔機構與內部傳動結構完全分開，換檔過程產生的熱、粉塵、微粒不會影響傳動內部，維護方便，可線性化控制，成本低等優點。有效提升了現有技術中純電動汽車動力傳動系統的性能，提升了純電動汽車整機品質。
[0031]本發明主要控制策略和運行過程包括以下幾個方面:
[0032]I檔工作模式:當電機I接受到主控制器指令時(如無特別說明，本文均規定電機正向轉動視為車輛正向前進行駛，電機反向轉動視為車輛倒車行駛)，從儲能電源處得到能量通過輸出軸2將正向動力傳遞給輸入太陽輪3，輸入太陽輪3與輸入行星輪7發生外嚙合關系，帶動輸入行星輪7反向轉動；由于輸入行星輪7采用獨立的輸入行星輪軸承8安裝在行星輪軸9上，因此，輸入行星輪7的運動不會影響到第一行星輪14和第二行星輪23;由于輸入行星輪7與II檔內齒圈11內嚙合，因此，II檔內齒圈11在輸入行星輪7帶動下反向轉動；II檔內齒圈11通過11檔內齒圈連接軸12與II檔換檔盤13連接，進而11檔換檔盤13反向轉動；II檔執行器48保持初始狀態，即II檔換檔盤13與II檔內摩擦塊54和II檔外摩擦塊55保持一定間隙，II檔內齒圈11處于自由釋放狀態，輸入星型機構不起動力傳動作用，處于II檔退出模式。第一太陽輪4同樣安裝在輸出軸2上，將該正向動力傳遞給第一行星輪14，由于第一行星輪14與第一太陽輪4為外嚙合關系，因此第一行星輪14反向轉動;第一行星輪14與I檔內齒圈15為內嚙合關系，I檔內齒圈15反向轉動；I檔內齒圈15通過I檔內齒圈連接軸16與I檔換檔盤17連接；I檔執行器38保持初始狀態，S卩I檔換檔盤17與I檔內摩擦塊44和I檔外摩擦塊45保持一定間隙，I檔內齒圈15處于自由釋放狀態;然而，在I檔內齒圈連接軸16上固定安裝有單向離合器18的內圈，單向離合器18的外圈安裝在箱體6內；單向離合器18對I檔內齒圈15具有逆向(相對第一太陽輪4轉向)鎖止功能;進而，I檔內齒圈15被單向離合器18制動，行星變速器進入I檔工作模式；由于第一行星輪14與第二行星輪23同軸固定連接，第一行星輪14與第二行星輪23按相同轉速轉動；第二行星輪23通過內嚙合關系帶動III檔內齒圈26同向轉動，III檔內齒圈26通過III檔內齒圈連接軸27與111檔換檔盤28連接，進而111檔換檔盤28同向轉動；III檔執行器58保持初始狀態，即III檔換檔盤28與III檔內摩擦塊64和III檔外摩擦塊65保持一定間隙，III檔內齒圈26處于自由釋放狀態，雙行星星型機構不起動力傳動作用，處于III檔退出模式。第二行星輪23通過外嚙合傳動帶動中間行星輪22反向轉動，中間行星輪22具有與第一太陽輪4轉向相同的轉動趨勢；中間行星輪22通過外嚙合傳動帶動第二太陽輪19反向轉動，第二太陽輪19具有與第一太陽輪4轉向相反的轉動趨勢;第二太陽輪19通過第二太陽輪輸出軸20與IV檔換檔盤21連接，進而帶動IV檔換檔盤21同向轉動；IV檔執行器68保持初始狀態，即IV檔換檔盤21與IV檔內摩擦塊74和IV檔外摩擦塊75保持一定間隙，第二太陽輪19處于自由釋放狀態，處于IV檔退出模式。變速器將以I檔速比由轉臂10輸出動力;轉臂10通過其上的第一輸出齒輪31通過外嚙合關系將動力傳遞給第二輸出齒輪32，第二輸出齒輪32將動力傳遞給共同安裝在中間軸29上的第三輸出齒輪33，第三輸出齒輪33通過外嚙合關系將動力傳遞給第四輸出齒輪34，第四輸出齒輪34將動力傳遞給固定安裝的差速器35，差速器35將動力由內部輸出差速錐齒輪傳遞給左輸出半軸37和右輸出半軸36驅動車輛前進。定義輸入太陽輪3的齒數Z0、輸入行星輪7的齒數Z1、II檔內齒圈11的齒數Z2、第一太陽輪4的齒數Z3、第一行星輪14的齒數Z4，第二行星輪23的齒數Z5，第二太陽輪19的齒數Z6，I檔內齒圈15的齒數Z7，III檔內齒圈26的齒數Z8，第一輸出齒輪31的齒數Z9，第二輸出齒輪32的齒數Z10、第三輸出齒輪33的齒數Zll、第四輸出齒輪34的齒數Z12，則總成按速比為(1+Z7/Z3)*Z10*Z12/Z9*Z11完成I檔工作模式。
[0033]11檔工作模式:當主控制器檢測到車輛操控參數和行駛條件達到11檔設定閾值時，控制器向II檔執行器48發出指令，II檔執行器48推動II檔換檔主缸50將產生的高壓油液通過II檔高壓換檔液管51進入II檔換檔活塞53，II檔換檔活塞53在高壓油液的作用下推動II檔內摩擦塊54和II檔外摩擦塊55夾緊制動II檔換檔盤13，II檔換檔盤13被制動。由于II檔換檔盤13通過II檔內齒圈連接軸12與II檔內齒圈11連接，進而II檔內齒圈11被制動；輸出軸2將正向動力傳遞給輸入太陽輪3。輸入太陽輪3與輸入行星輪7發生外嚙合關系，帶動輸入行星輪7反向轉動。由于輸入行星輪7采用獨立的輸入行星輪軸承8安裝在行星輪軸9上，因此，輸入行星輪7的運動不會影響到第一行星輪14和第二行星輪23;由于輸入行星輪7與II檔內齒圈11內嚙合，因此，II檔內齒圈11在輸入行星輪7帶動下具有反向轉動趨勢；由于II檔內齒圈11被制動，因此，該反向運動轉化為轉臂10的正向運動輸出，處于II檔工作模式。輸出軸2將同樣轉速的動力傳遞給第一太陽輪4，第一太陽輪4將該正向動力傳遞給第一行星輪14，由于第一行星輪14與第一太陽輪4為外嚙合關系，因此第一行星輪14反向轉動；第一行星輪14與I檔內齒圈15為內嚙合關系，I檔內齒圈15反向轉動。此時，轉臂10和第一太陽輪4經第一行星輪14共同帶動I檔內齒圈15轉動，由于轉臂1轉速高于I檔內齒圈15制動時由第一太陽輪4產生的轉速，進而I檔內齒圈15將具有正向轉動趨勢(與第一太陽輪4同向)。此時，I檔執行器38保持初始狀態，S卩I檔換檔盤17與I檔內摩擦塊44和I檔外摩擦塊45保持一定間隙，I檔內齒圈15處于自由釋放狀態。由于單向離合器18對I檔內齒圈15僅具有逆向(相對第一太陽輪4轉向)鎖止功能，因此，處于II檔工作模式時，單向離合器18不再對I檔內齒圈15具有制動作用，處于I檔退出模式。由于第一行星輪14與第二行星輪23同軸固定連接，第一行星輪14與第二行星輪23按相同轉速轉動；第二行星輪23通過內嚙合關系帶動III檔內齒圈26同向轉動，III檔內齒圈26通過III檔內齒圈連接軸27與III檔換檔盤28連接，進而III檔換檔盤28同向轉動。III檔執行器58保持初始狀態，即III檔換檔盤28與III檔內摩擦塊64和III檔外摩擦塊65保持一定間隙，III檔內齒圈26處于自由釋放狀態，雙行星星型機構不起動力傳動作用，處于III檔退出模式。第二行星輪23通過外嚙合傳動帶動中間行星輪22反向轉動，中間行星輪22具有與第一太陽輪4轉向相同的轉動趨勢；中間行星輪22通過外嚙合傳動帶動第二太陽輪19反向轉動，第二太陽輪19具有與第一太陽輪4轉向相反的轉動趨勢;第二太陽輪19通過第二太陽輪輸出軸20與IV檔換檔盤21連接，進而帶動IV檔換檔盤21同向轉動。IV檔執行器68保持初始狀態，S卩IV檔換檔盤21與IV檔內摩擦塊74和IV檔外摩擦塊75保持一定間隙，第二太陽輪19處于自由釋放狀態，處于IV檔退出模式。行星變速器將以II檔速比由轉臂10輸出動力;轉臂10通過安裝在其上的第一輸出齒輪31通過外嚙合關系將動力傳遞給第二輸出齒輪32，第二輸出齒輪32將動力傳遞給共同安裝在中間軸29上的第三輸出齒輪33，第三輸出齒輪33通過外嚙合關系將動力傳遞給第四輸出齒輪34，第四輸出齒輪34將動力傳遞給固定安裝的差速器35，差速器35將動力由內部輸出差速錐齒輪傳遞給左輸出半軸37和右輸出半軸36驅動車輛前進。定義輸入太陽輪3的齒數Z0、輸入行星輪7的齒數Zl、11檔內齒圈11的齒數Z2、第一太陽輪4的齒數Z3、第一行星輪14的齒數Z4，第二行星輪23的齒數Z5，第二太陽輪19的齒數Z6，I檔內齒圈15的齒數Z7，III檔內齒圈26的齒數Z8，第一輸出齒輪31的齒數Z9，第二輸出齒輪32的齒數Z10、第三輸出齒輪33的齒數Z11、第四輸出齒輪34的齒數Z12，則總成按速比為(1+Z2/Z0)*Z10*Z12/Z9*Z11完成II檔工作模式。
[0034]III檔工作模式:當主控制器檢測到車輛操控參數和行駛條件達到III檔設定閾值時，控制器向III檔執行器58發出指令，III檔執行器58推動III檔換檔主缸60將產生的高壓油液通過III檔高壓換檔液管61進入III檔換檔活塞63，III檔換檔活塞63在高壓油液的作用下推動III檔內摩擦塊64和III檔外摩擦塊65夾緊制動III檔換檔盤28，III檔換檔盤28被制動。由于III檔換檔盤28通過III檔內齒圈連接軸27與III檔內齒圈26連接，進而III檔內齒圈26被制動，行星變速器進入III檔工作模式。II檔執行器48保持初始狀態，即II檔換檔盤13與II檔內摩擦塊54和11檔外摩擦塊55保持一定間隙，II檔內齒圈11處于自由釋放狀態，輸入星型機構不起動力傳動作用，處于II檔退出模式。即輸出軸2將正向動力傳遞給輸入太陽輪3輸入太陽輪3帶動輸入行星輪7反向轉動，由于輸入行星輪7采用獨立的輸入行星輪軸承8安裝在行星輪軸9上，因此，輸入行星輪7的運動不會影響到第一行星輪14和第二行星輪23。輸入行星輪7帶動II檔內齒圈11同向轉動，由于II檔內齒圈11處于自由釋放狀態，因此，處于II檔退出模式。輸出軸2將同樣轉速的動力傳遞給第一太陽輪4，第一太陽輪4將該正向動力傳遞給第一行星輪14;第一行星輪14與第一太陽輪4為外嚙合關系，因此第一行星輪14反向轉動。由于第一行星輪14與第二行星輪23同軸固定連接，第一行星輪14與第二行星輪23按相同轉速轉動;第二行星輪23通過內嚙合關系帶動III檔內齒圈26同向轉動。由于III檔內齒圈26被制動，因此，該反向運動轉化為轉臂10的正向運動輸出，處于III檔工作模式。此時，轉臂10和第一太陽輪4經第一行星輪14共同帶動I檔內齒圈15轉動，由于轉臂1轉速高于I檔內齒圈15制動時由第一太陽輪4產生的轉速，進而I檔內齒圈15將具有正向轉動趨勢(與第一太陽輪4同向)。此時，I檔執行器38保持初始狀態，即I檔換檔盤17與I檔內摩擦塊44和I檔外摩擦塊45保持一定間隙，I檔內齒圈15處于自由釋放狀態。由于單向離合器18對I檔內齒圈15僅具有逆向(相對第一太陽輪4轉向)鎖止功能，因此，處于III檔工作模式時，單向離合器18不再對I檔內齒圈15具有制動作用，處于I檔退出模式。第二行星輪23通過外嚙合傳動帶動中間行星輪22反向轉動，中間行星輪22具有與第一太陽輪4轉向相同的轉動趨勢；中間行星輪22通過外嚙合傳動帶動第二太陽輪19反向轉動，第二太陽輪19具有與第一太陽輪4轉向相反的轉動趨勢。第二太陽輪19通過第二太陽輪輸出軸20與IV檔換檔盤21連接，進而帶動IV檔換檔盤21同向轉動;IV檔執行器68保持初始狀態，S卩IV檔換檔盤21與IV檔內摩擦塊74和IV檔外摩擦塊75保持一定間隙，第二太陽輪19處于自由釋放狀態，處于IV檔退出模式。行星變速器將以III檔速比由轉臂10輸出動力;轉臂10通過安裝在其上的第一輸出齒輪31通過外嚙合關系將動力傳遞給第二輸出齒輪32，第二輸出齒輪32將動力傳遞給共同安裝在中間軸29上的第三輸出齒輪33，第三輸出齒輪33通過外嚙合關系將動力傳遞給第四輸出齒輪34，第四輸出齒輪34將動力傳遞給固定安裝的差速器35，差速器35將動力由內部輸出差速錐齒輪傳遞給左輸出半軸37和右輸出半軸36驅動車輛前進。定義輸入太陽輪3的齒數Z0、輸入行星輪7的齒數Zl、II檔內齒圈11的齒數Z2、第一太陽輪4的齒數Z3、第一行星輪14的齒數Z4，第二行星輪23的齒數Z5，第二太陽輪19的齒數Z6，I檔內齒圈15的齒數Z7，III檔內齒圈26的齒數Z8，第一輸出齒輪31的齒數Z9，第二輸出齒輪32的齒數Z10、第三輸出齒輪33的齒數Z11、第四輸出齒輪34的齒數Z12，則總成按速比為(1+Z4*Z8/Z3*Z5)*Z10*Z12/Z9*Z11完成III檔工作模式。
[0035]IV檔工作模式:當主控制器檢測到車輛操控參數和行駛條件達到IV檔設定閾值時，控制器向IV檔執行器68發出指令，IV檔執行器68推動IV檔換檔主缸70將產生的高壓油液通過IV檔高壓換檔液管71進入IV檔換檔活塞73，IV檔換檔活塞73在高壓油液的作用下推動IV檔內摩擦塊74和IV檔外摩擦塊75夾緊制動IV檔換檔盤21，IV檔換檔盤21。由于IV檔換檔盤21通過第二太陽輪輸出軸20與第二太陽輪19連接，進而第二太陽輪19被制動，行星變速器進入IV檔工作模式。II檔執行器48保持初始狀態，即II檔換檔盤13與II檔內摩擦塊54和II檔外摩擦塊55保持一定間隙，II檔內齒圈11處于自由釋放狀態，輸入星型機構不起動力傳動作用，處于II檔退出模式。即輸出軸2將正向動力傳遞給輸入太陽輪3，輸入太陽輪3帶動輸入行星輪7反向轉動，由于輸入行星輪7采用獨立的輸入行星輪軸承8安裝在行星輪軸9上，因此，輸入行星輪7的運動不會影響到第一行星輪14和第二行星輪23。輸入行星輪7帶動II檔內齒圈11同向轉動，由于II檔內齒圈11處于自由釋放狀態，因此，處于II檔退出模式。輸出軸2將同樣轉速的動力傳遞給第一太陽輪4，第一太陽輪4將該正向動力傳遞給第一行星輪14;第一行星輪14與第一太陽輪4為外嚙合關系，因此第一行星輪14反向轉動；由于第一行星輪14與第二行星輪23同軸固定連接，第一行星輪14與第二行星輪23按相同轉速轉動。第二行星輪23通過外嚙合傳動帶動中間行星輪22反向轉動，中間行星輪22具有與第一太陽輪4轉向相同的轉動趨勢。中間行星輪22通過外嚙合傳動帶動第二太陽輪19反向轉動；由于第二太陽輪19被制動，因此，第一太陽輪4經第一行星輪14、第二行星輪23、中間行星輪22和第二太陽輪19的速度合成，將電機I的動力傳遞給轉臂10。此時，轉臂10和第一太陽輪4經第一行星輪14共同帶動I檔內齒圈15轉動，由于轉臂10轉速高于I檔內齒圈15制動時由第一太陽輪4產生的轉速，進而I檔內齒圈15將具有正向轉動趨勢(與第一太陽輪4同向)。此時，I檔執行器38保持初始狀態，S卩I檔換檔盤17與I檔內摩擦塊44和I檔外摩擦塊45保持一定間隙，I檔內齒圈15處于自由釋放狀態。由于單向離合器18對I檔內齒圈15僅具有逆向(相對第一太陽輪4轉向)鎖止功能，因此，處于III檔工作模式時，單向離合器18不再對I檔內齒圈15具有制動作用，處于I檔退出模式。III檔執行器58保持初始狀態，S卩III檔換檔盤28與III檔內摩擦塊64和111檔外摩擦塊65保持一定間隙，III檔內齒圈26處于自由釋放狀態，雙行星星型機構不起動力傳動作用，處于III檔退出模式。行星變速器將以IV檔速比由轉臂10輸出動力;轉臂10通過安裝在其上的第一輸出齒輪31通過外嚙合關系將動力傳遞給第二輸出齒輪32，第二輸出齒輪32將動力傳遞給共同安裝在中間軸29上的第三輸出齒輪33，第三輸出齒輪33通過外嚙合關系將動力傳遞給第四輸出齒輪34，第四輸出齒輪34將動力傳遞給固定安裝的差速器35，差速器35將動力由內部輸出差速錐齒輪傳遞給左輸出半軸37和右輸出半軸36驅動車輛前進。定義輸入太陽輪3的齒數Z0、輸入行星輪7的齒數Z1、II檔內齒圈11的齒數Z2、第一太陽輪4的齒數Z3、第一行星輪14的齒數Z4，第二行星輪23的齒數Z5，第二太陽輪19的齒數Z6，I檔內齒圈15的齒數Z7，III檔內齒圈26的齒數Z8，第一輸出齒輪31的齒數Z9，第二輸出齒輪32的齒數Z10、第三輸出齒輪33的齒數Zll、第四輸出齒輪34的齒數Z12，則總成按速比為(1+Z4*Z6/Z3*Z5)*Z10*Z12/Z9*Z11完成IV檔工作模式。
[0036]以上結合附圖對本發明的實施方式作了詳細說明，但本發明不限于所描述的實施方式。對于本領域的技術人員而言，在不脫離本發明原理和精神的情況下，對這些實施方式進行多種變化、修改、替換和變型，仍落入本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.同轉臂干式四速純電動動力系統，其特征在于，包括電機、輸入星型機構、中間星型機構、雙行星星型機構、轉臂、單向離合器、I檔換檔盤、II檔換檔盤、III檔換檔盤、IV檔換檔盤、I檔換檔機構、II檔換檔機構、III檔換檔機構、IV檔換檔機構、輸出過渡齒輪組、差速器、箱體;所述電機的輸出軸分別與輸入星型機構、中間星型機構連接;所述輸入星型機構、中間星型機構、雙行星星型機構均與轉臂連接;所述輸入星型機構還與II檔換檔盤連接;所述雙行星星型機構還分別與III檔換檔盤、IV檔換檔盤連接;所述中間星型機構還分別與單向離合器、I檔換檔盤連接;所述單向離合器的外圈與箱體連接;在所述輸入星型機構與中間星型機構之間的轉臂外側與輸出過渡齒輪組連接;所述輸出過渡齒輪組與差速器連接，所述I檔換檔盤還與I檔換檔機構配合連接;所述II檔換檔盤還與II檔換檔機構配合連接;所述III檔換檔盤還與III檔換檔機構配合連接;所述IV檔換檔盤還與IV檔換檔機構配合連接。2.根據權利要求1所述的同轉臂干式四速純電動動力系統，其特征在于，所述輸入星型機構包括輸入太陽輪、輸入行星輪、行星輪軸、輸入行星輪軸承、II檔內齒圈，所述輸入太陽輪通過花鍵副與電機的輸出軸連接，輸入太陽輪與輸入行星輪外嚙合連接;所述輸入行星輪通過輸入行星輪軸承與行星輪軸連接;所述輸入行星輪與II檔內齒圈內嚙合連接;所述II檔內齒圈通過II檔內齒圈連接軸與位于電機與箱體之間的II檔換檔盤連接;所述行星輪軸兩端分別與轉臂連接。3.根據權利要求2所述的同轉臂干式四速純電動動力系統，其特征在于，所述中間星型機構包括第一太陽輪、第一行星輪、行星輪軸、I檔內齒圈，所述第一太陽輪與第一行星輪外嚙合連接;所述第一行星輪與I檔內齒圈內嚙合連接，第一行星輪通過花鍵副與行星輪軸連接;所述第一太陽輪通過花鍵副與電機的輸出軸連接;所述I檔內齒圈通過I檔內齒圈連接軸與I檔換檔盤連接;所述I檔內齒圈連接軸在箱體處還與單向離合器的內圈連接。4.根據權利要求3所述的同轉臂干式四速純電動動力系統，其特征在于，所述雙行星星型機構包括第二太陽輪、中間行星輪、中間行星輪軸、中間行星輪軸承、行星輪軸、第二行星輪、III檔內齒圈，所述第二太陽輪與中間行星輪外嚙合連接;所述中間行星輪與第二行星輪外嚙合連接;所述中間行星輪通過中間行星輪軸承與中間行星輪軸連接;所述第二行星輪通過花鍵副與行星輪軸連接;所述第二行星輪與III檔內齒圈內嚙合連接;所述中間行星輪軸與轉臂連接。5.根據權利要求4所述的同轉臂干式四速純電動動力系統，其特征在于，所述III檔內齒圈通過III檔內齒圈連接軸與箱體外側的III檔換檔盤連接;所述第二太陽輪通過第二太陽輪連接軸與電機外側的IV檔換檔盤連接。6.根據權利要求5所述的同轉臂干式四速純電動動力系統，其特征在于，所述轉臂的左端與II檔內齒圈連接固定，轉臂的右端與III檔內齒圈連接固定;所述III檔內齒圈安裝在I檔內齒圈內；所述電機、輸入星型機構、中間星型機構、雙行星星型機構、轉臂、單向離合器、I檔換檔盤、II檔換檔盤、III檔換檔盤、IV檔換檔盤均同軸心安裝;所述電機的輸出軸還安裝連接有電機測速傳感器。7.根據權利要求1?6任一項所述的同轉臂干式四速純電動動力系統，其特征在于，所述輸出過渡齒輪組包括第一輸出齒輪、第二輸出齒輪、第三輸出齒輪、第四輸出齒輪、中間軸，所述第一輸出齒輪與轉臂固定連接、或第一輸出齒輪與轉臂一體成型形成;所述第一輸出齒輪與第二輸出齒輪外嚙合連接;所述第二輸出齒輪與第三輸出齒輪均與中間軸連接；所述中間軸的兩端分別通過軸承與箱體連接;所述第三輸出齒輪與第四輸出齒輪外嚙合連接;所述第四輸出齒輪與差速器連接;所述差速器的右輸出端與右輸出半軸連接，差速器的左輸出端與左輸出半軸連接。8.根據權利要求7所述的同轉臂干式四速純電動動力系統，其特征在于，所述I檔換檔機構、II檔換檔機構、III檔換檔機構、IV檔換檔機構的結構均相同，均包括執行器、儲液器、換檔主缸、高壓換檔液管、鉗體保持架、換檔活塞、內摩擦塊、外摩擦塊，所述換檔主缸分別與執行器、儲液器、高壓換檔液管連接;所述高壓換檔液管的另一端與換檔活塞連接;所述換檔活塞、外摩擦塊均與鉗體保持架連接;所述換檔活塞與內摩擦塊連接;所述內摩擦塊、外摩擦塊相對設置;且所述I檔換檔盤、II檔換檔盤、III檔換檔盤、IV檔換檔盤其中任一項位于內摩擦塊、外摩擦塊中間并間隙配合連接。9.根據權利要求8所述的同轉臂干式四速純電動動力系統，其特征在于，所述I檔換檔機構、II檔換檔機構、III檔換檔機構、IV檔換檔機構其中任一項還包括低壓報警器、測速傳感器，所述低壓報警器安裝在換檔主缸高壓油液輸出端;所述測速傳感器安裝在鉗體保持架上。10.根據權利要求9所述的同轉臂干式四速純電動動力系統，其特征在于，所述I檔換檔盤、II檔換檔盤、III檔換檔盤、IV檔換檔盤其中任一項的圓周上還加工有均勻分布的測速齒;在靠近所述轉臂與輸出過渡齒輪組配合連接的箱體上還安裝有箱體輸出測速傳感器。
【文檔編號】B60K17/08GK106080184SQ201610702258
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月22日
【發明人】段福海, 王豫, 陳軍
【申請人】廣州市新域動力技術有限公司