本發明屬于電動汽車傳動技術領域，涉及一種電動汽車自動變速器，更確切的說是一種電動汽車無刷線控二檔自動變速器。
背景技術：
自動變速器被廣泛應用于汽車、電動汽車、工程機械等各種車輛。現有自動變速器主要有液力機械式自動變速器(AT)、金屬帶式無級自動變速器(CVT)、機械式自動變速器(AMT)、雙離合器式自動變速器(DCT)四大類型。上述四類自動變速器的換檔過程控制均采用電控液壓伺服裝置實現，液壓伺服裝置由液壓泵、多個液壓閥、多個液壓離合器、多個液壓制動器等組成，結構復雜、成本高，運行過程能耗高。
隨著汽車電子技術、自動控制技術和汽車網絡通信技術的廣泛應用，汽車線控技術已成為汽車未來的發展趨勢。汽車線控(X-By-Wire)技術是由電線、電子控制器和線控執行器來代替機械和液壓系統，將駕駛員的操縱動作經過傳感器變成電信號，輸入到電控單元，由電控單元產生控制信號驅動線控執行器進行所需操作。因此，開發新型的線控自動變速器，有利于減少其零部件的數量、降低成本和降低運行能耗，提高傳動效率。
2015年1月21日，中國專利公布了申請號為 CN201410469568.8的多檔環形布置式線控自動變速器專利和申請號為CN201410468564.8的雙級線控多檔自動變速器專利；2015年3月4日，中國專利公布了申請號為CN201410469720.2的電動汽車三檔線控自動變速器專利和申請號為CN201410471726.3的電動汽車多檔線控自動變速器等專利；2015年10月28日，中國專利公布了申請號為CN201520311494.5的多檔線控自動變速器專利。上述公布的各專利中，各檔傳動齒輪常嚙合，無液壓換檔元件，各檔傳動路線上分別設置電磁離合器，電控單元控制各檔電磁離合器的接合和分離實現線控換檔過程。但是，上述各專利技術中，實現線控換檔過程所采用的電磁離合器體積大、轉速低，且電磁離合器所需要的耗電功率大，因此使線控自動變速器體積大、轉速低且運行能耗較大。
技術實現要素：
本發明的目的在于克服現有各種自動變速器技術的不足，提供一種既能實現動力換檔，又具有結構簡單、成本低和運行能耗低的新型電動汽車無刷線控二檔自動變速器。
本發明的技術方案如下：
一種電動汽車無刷線控二檔自動變速器，包括輸入軸、輸出軸、輸入齒輪、一檔輸入齒輪、一檔主動齒輪、一檔從動齒輪；所述輸入齒輪固定安裝在輸入軸上；所述輸入齒輪與一檔輸入齒輪常嚙合；所述一檔輸入齒輪固定安裝在一檔輸入軸上；所述一檔主動齒輪與一檔從動齒輪常嚙合；所述一檔主動齒輪固定安裝在一檔軸上；所述一檔從動齒輪固定安裝在輸出軸上。
其特征在于：它還包括一檔無刷線控摩擦與嚙合傳動接合裝置和二檔無刷線控離心球臂接合裝置。
所述一檔無刷線控摩擦與嚙合傳動接合裝置設置在一檔輸入齒輪和一檔主動齒輪之間；所述一檔無刷線控摩擦與嚙合傳動接合裝置包括一檔帶側齒內花鍵轂、一檔帶側齒花鍵接合套、一檔銜鐵、一檔花鍵套、一檔電磁鐵、一檔回位彈簧。
所述一檔帶側齒內花鍵轂的一端固定連接到一檔輸入齒輪的一端面，所述一檔帶側齒內花鍵轂的另一端的內側端面上設有一檔帶側齒內花鍵轂的側齒；所述一檔帶側齒花鍵接合套通過其內花鍵槽套裝在一檔花鍵套的外花鍵槽上，所述一檔帶側齒花鍵接合套在其靠近一檔帶側齒內花鍵轂的側齒的側端面上設有一檔帶側齒花鍵接合套側齒。
所述一檔花鍵套通過其內花鍵槽套裝在一檔軸的外花鍵槽上；所述一檔花鍵套在其遠離一檔輸入齒輪的一外端面上固定連接有一檔銜鐵；所述一檔電磁鐵通過軸承支撐安裝在一檔軸上并用非導磁材料固定安裝在變速器殼體上，所述一檔電磁鐵的磁極端面正對一檔銜鐵遠離輸入齒輪的一端面，所述一檔電磁鐵與一檔花鍵套之間設有一檔回位彈簧。
所述二檔無刷線控離心球臂接合裝置設置在輸入齒輪和一檔從動齒輪之間；所述二檔無刷線控離心球臂接合裝置包括二檔推力壓盤、二檔從動內花鍵轂、二檔線控驅動盤、二檔電磁鐵、二檔離心球臂空心輪盤、二檔離心球臂銷、二檔離心球臂、二檔離心球、二檔導磁傳力盤、二檔離心球窩、二檔主動軸。
所述二檔主動軸的一端固定連接在輸入軸的一端，所述二檔離心球臂空心輪盤通過軸承支撐安裝在二檔主動軸的中間軸頸上，所述二檔離心球臂空心輪盤在其靠近輸入齒輪一端的外圓周面上設有二檔離心球臂空心輪盤外花鍵槽，所述二檔線控驅動盤通過其內花鍵槽套裝在二檔離心球臂空心輪盤外花鍵槽上；所述二檔離心球臂空心輪盤的遠離輸入齒輪的另一端設有多個沿周向均勻分布的二檔離心球臂支座，所述每個二檔離心球臂支座上固定安裝一個二檔離心球臂銷；所述二檔離心球臂的一端通過其光滑承孔套裝在二檔離心球臂銷的中間軸頸上，所述二檔離心球臂的另一端可繞二檔離心球臂銷自由轉動，所述二檔離心球臂的另一端設有一個二檔離心球窩，所述每個二檔離心球窩內安裝有一個二檔離心球，所述每個二檔離心球在二檔離心球窩內可自由滾動。
所述二檔推力壓盤的一端面為二檔光滑面；所述每個二檔離心球抵靠在二檔推力壓盤的二檔光滑面上；所述二檔推力壓盤的外圓周面上還設有外花鍵槽，所述二檔推力壓盤的外花鍵槽與二檔從動內花鍵轂的內花鍵槽二者軸向滑動接合；所述二檔從動內花鍵轂的遠離輸入齒輪的一端面與一檔從動齒輪固定連接。
所述二檔導磁傳力盤通過二檔導磁傳力盤中心內轂承孔固定安裝在二檔主動軸的軸頸上，所述二檔導磁傳力盤還設有二檔導磁傳力盤外盤，所述二檔導磁傳力盤外盤與輸入齒輪之間設有二檔電磁鐵，所述二檔電磁鐵用非導磁材料固定安裝在變速器殼體上，所述二檔電磁鐵的磁極端面正對二檔導磁傳力盤外盤的一端面，所述二檔導磁傳力盤外盤的一端面與二檔電磁鐵的磁極端面始終保持一定的空氣隙。
所述二檔線控驅動盤的靠近輸入齒輪的一端面還設有二檔摩擦驅動端面，所述二檔摩擦驅動端面正對二檔導磁傳力盤外盤的另一個端面。
本發明與現有技術相比，其優點是：
（1）本發明的電動汽車無刷線控二檔自動變速器取消了傳統自動變速器的液壓系統和換檔機構，采用了帶無刷線控離心球臂接合裝置，由電控單元采用線控方式控制二檔無刷離心球臂接合裝置的電磁線圈的電流的通斷實現換檔，結構簡單，成本低，且運行過程的能耗低；
（2）本發明所采用的一檔無刷線控摩擦與嚙合傳動接合裝置通過帶側齒內花鍵轂與帶側齒花鍵接合套嚙合傳動將帶側齒內花鍵轂輸入的扭矩傳遞至一檔軸，低速運行傳遞扭矩大、傳動效率高；
（3）本發明所采用的二檔無刷線控離心球臂接合裝置，利用高速運行時其二檔離心球臂產生的巨大離心力推動摩擦片與鋼片的摩擦接合，傳遞扭矩大、轉速高，接合過程無沖擊，換檔平順。
附圖說明
圖1是本發明實施例的電動汽車無刷線控二檔自動變速器的結構示意圖。
圖中：1.輸入軸 2.輸出軸 3.一檔輸入軸 4.一檔軸 5.輸入齒輪 6.一檔輸入齒輪 7.一檔主動齒輪 8.一檔從動齒輪 10.一檔線控摩擦與嚙合傳動接合裝置 10a.一檔帶側齒內花鍵轂 10a1.一檔帶側齒內花鍵轂的側齒 10b.一檔帶外花鍵槽摩擦片 10c.一檔帶內花鍵槽鋼片 10d.一檔帶側齒花鍵接合套 10d1.一檔帶側齒花鍵接合套側齒 10e.一檔銜鐵 10f.一檔花鍵套 10g.一檔電磁鐵 10i.一檔回位彈簧 10j.一檔嚙合彈簧 20.二檔線控離心球臂接合裝置 20a.二檔帶內花鍵槽摩擦片 20b.二檔帶外花鍵槽鋼片 20c.二檔推力壓盤 20ca.二檔光滑面 20d.二檔從動內花鍵轂 20e.二檔從動內花鍵轂端蓋 20f.二檔止動盤 20g.二檔線控驅動盤 20ga.二檔摩擦驅動端面 20h.二檔電磁鐵 20i.二檔預壓彈簧 20j.二檔離心球臂空心輪盤 20ja.二檔離心球臂空心輪盤外花鍵槽 20k.二檔離心球臂銷 20l.二檔離心球臂 20m.二檔離心球 20p.二檔離心球臂回位彈簧 20q.二檔導磁傳力盤 20qa.二檔導磁傳力盤中心內轂 20qb.二檔導磁傳力盤外盤 20r.二檔離心球窩20Z.二檔主動軸。
具體實施方式
下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中技術方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例；基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例都屬于本發明保護的范圍。
如圖1所示，本發明的一種電動汽車無刷線控二檔自動變速器，包括輸入軸1、輸入齒輪5、一檔輸入齒輪6、一檔主動齒輪7、一檔從動齒輪8、一檔線控摩擦與嚙合傳動接合裝置10、二檔線控離心球臂接合裝置20；輸入齒輪5固定安裝在輸入軸1上；輸入齒輪5與一檔輸入齒輪6常嚙合；一檔輸入齒輪6固定安裝在一檔輸入軸3上；一檔主動齒輪7與一檔從動齒輪8常嚙合；一檔主動齒輪7固定安裝在一檔軸4上；一檔從動齒輪8固定安裝在輸出軸2上。
一檔無刷線控摩擦與嚙合傳動接合裝置10設置在一檔輸入齒輪6和一檔主動齒輪7之間；一檔無刷線控摩擦與嚙合傳動接合裝置10包括一檔帶側齒內花鍵轂10a、一檔帶外花鍵槽摩擦片10b、一檔帶內花鍵槽鋼片10c、一檔帶側齒花鍵接合套10d、一檔銜鐵10e、一檔花鍵套10f、一檔電磁鐵10g、一檔回位彈簧10i、一檔嚙合彈簧10j。
一檔帶側齒內花鍵轂10a的一端固定連接到一檔輸入齒輪6的一端面，一檔帶側齒內花鍵轂10a的另一端的內側端面上設有一檔帶側齒內花鍵轂的側齒10a1；一檔帶外花鍵槽摩擦片10b通過其外花鍵槽套裝在一檔帶側齒內花鍵轂10a的內花鍵槽上；一檔帶內花鍵槽鋼片10c通過其內花鍵槽套裝在一檔花鍵套10f的外花鍵槽上；一檔帶側齒花鍵接合套10d通過其內花鍵槽套裝在一檔花鍵套10f的外花鍵槽上，一檔帶側齒花鍵接合套10d在其靠近一檔帶側齒內花鍵轂的側齒10a1的側端面上設有一檔帶側齒花鍵接合套側齒10d1。
一檔花鍵套10f通過其內花鍵槽套裝在一檔軸4的外花鍵槽上；一檔花鍵套10f在其遠離一檔輸入齒輪6的一外端面上固定連接有一檔銜鐵10e；一檔電磁鐵10g通過軸承支撐安裝在一檔軸4上并用非導磁材料固定安裝在變速器殼體上，使一檔電磁鐵10g的磁極端面正對一檔銜鐵10e遠離輸入齒輪6的一端面，一檔電磁鐵10g與一檔花鍵套10f之間設有一檔回位彈簧10i。
在一檔電磁鐵10g不通電的狀態下，一檔銜鐵10e遠離一檔輸入齒輪6的一端面與一檔電磁鐵10g的磁極端面，在一檔回位彈簧10i的彈力作用下保持一定的空氣隙。
二檔無刷線控離心球臂接合裝置20設置在輸入齒輪5和一檔從動齒輪8之間；二檔無刷線控離心球臂接合裝置20包括二檔帶內花鍵槽摩擦片20a、二檔帶外花鍵槽鋼片20b、二檔推力壓盤20c、二檔從動內花鍵轂20d、二檔從動內花鍵轂端蓋20e、二檔止動盤20f、二檔線控驅動盤20g、二檔電磁鐵20h、二檔預壓彈簧20i、二檔離心球臂空心輪盤20j、二檔離心球臂銷20k、二檔離心球臂銷20l、二檔離心球20m、二檔離心搖臂回位彈簧20p、二檔導磁傳力盤20q、二檔離心球窩20r、二檔主動軸20Z。
如圖1所示，二檔帶內花鍵槽摩擦片20a通過其內花鍵槽套裝二檔主動軸20Z上的外花鍵槽上；二檔主動軸20Z的一端通過花鍵與輸入軸1固定連接，另一端通過軸承與輸出軸2的前部軸頸連接；二檔帶外花鍵槽鋼片20b通過外花鍵槽套裝在二檔內花鍵轂20d的內花鍵槽上；二檔離心球臂空心輪盤20j通過軸承支撐安裝在二檔主動軸20Z的中間軸頸上，二檔離心球臂空心輪盤20j在其靠近輸入齒輪5一端的外圓周面上設有二檔離心球臂空心輪盤外花鍵槽20ja，二檔線控驅動盤20g通過其內花鍵槽套裝在二檔離心球臂空心輪盤外花鍵槽20ja上；二檔止動盤20f用非導磁材料固定在變速器殼體上；二檔離心球臂空心輪盤20j的遠離輸入齒輪5的另一端設有多個沿周向均勻分布的二檔離心球臂支座，在每個二檔離心球臂支座上固定安裝一個二檔離心球臂銷20k；二檔離心球臂20l的一端通過其光滑承孔套裝在二檔離心球臂銷20k的中間軸頸上，二檔離心球臂20l可繞二檔離心球臂銷20k自由轉動，二檔離心球臂20l的另一端設有一個二檔離心球窩20r，每個二檔離心球窩20r內安裝有一個二檔離心球20m，每個二檔離心球20m在二檔離心球窩20r內可自由滾動。
二檔推力壓盤20c的一端面為二檔光滑面20ca；二檔推力壓盤20c的另一端面為粗糙摩擦面；每個二檔離心球20m抵靠在二檔推力壓盤20c的二檔光滑面20ca上；二檔推力壓盤20c的外圓周面上還設有外花鍵槽，二檔推力壓盤20c的外花鍵槽與二檔從動內花鍵轂20d的內花鍵槽二者軸向滑動接合；二檔從動內花鍵轂20d靠近輸入齒輪5的一端通過螺栓固定連接二檔從動內花鍵轂端蓋20e，遠離輸入齒輪5的一端與一檔從動齒輪8固定連接。
二檔導磁傳力盤20q通過二檔導磁傳力盤中心內轂20qa承孔固定安裝在二檔主動軸20Z的軸頸上，二檔導磁傳力盤20q還設有二檔導磁傳力盤外盤20qb，二檔導磁傳力盤外盤20qb與輸入齒輪5之間設有二檔電磁鐵20h，二檔電磁鐵20h用非導磁材料固定安裝在變速器殼體上，二檔電磁鐵20h的磁極端面正對二檔導磁傳力盤外盤20qb的一端面，二檔導磁傳力盤外盤20qb的一端面與二檔電磁鐵20h的磁極端面始終保持一定的空氣隙。
二檔線控驅動盤20g的靠近輸入齒輪5的一端面還設有二檔摩擦驅動端面20ga，二檔摩擦驅動端面20ga正對二檔導磁傳力盤外盤20qb的另一個端面。
在二檔電磁鐵20h不通電的狀態下，二檔摩擦驅動端面20ga與二檔導磁傳力盤外盤20qb的一端面在二檔預壓彈簧20i的彈力作用下保持一定的空氣隙；在二檔電磁鐵20h通電的狀態下，二檔摩擦驅動端面20ga與二檔導磁傳力盤外盤20qb的一端面接合在一起。
下面結合實施例進一步說明電動汽車無刷線控二檔自動變速器的工作原理的工作原理：
一檔傳動時，一檔電磁鐵10g的電磁線圈通電，一檔無刷線控摩擦與嚙合傳動接合裝置10工作，同時，二檔電磁鐵20h的電磁線圈斷電；一檔電磁鐵10g產生的電磁力吸引一檔銜鐵10e帶動一檔花鍵套10f克服一檔回位彈簧10i的彈力作用向一檔主動齒輪7方向移動，一檔花鍵套10f帶動一檔帶內花鍵鋼片10c與一檔帶外花鍵槽摩擦片10b接合，二者接合產生的摩擦力使一檔帶側齒內花鍵轂10a與一檔花鍵套10f的轉速同步，二者轉速同步以后，一檔嚙合彈簧10j進一步推動一檔帶側齒花鍵接合套10d靠近一檔帶側齒內花鍵轂10a的一端面，使一檔帶側齒內花鍵轂的側齒10a1與一檔帶側齒花鍵接合套側齒10d1嚙合，使一檔帶側齒內花鍵轂10a與一檔花鍵套10f同步旋轉，一檔花鍵套10f通過其內花鍵驅動一檔軸4同步傳動，從而實現一檔傳動；
在二檔電磁鐵20h的電磁線圈斷電后，在二檔預壓彈簧20i的彈力作用下，使二檔線控驅動盤20g與二檔止動盤20f接合，二檔止動盤20f固定在殼體上固定不動，因此二檔線控驅動盤20g與二檔止動盤20f接合后二者之間的摩擦力使二檔線控驅動盤20g連同二檔離心球臂空心輪盤20j的轉速為零，在二檔線控二檔離心球臂回位彈簧20p的扭轉作用下，使二檔離心球臂20l連同二檔離心球20m向內收攏，這樣二檔線控搖臂接合裝置20不傳遞動力。
二檔傳動時，二檔電磁鐵20h的電磁線圈通電，二檔無刷線控離心球臂接合裝置20工作，同時，一檔電磁鐵10g的電磁線圈斷電；在二檔電磁鐵20h的電磁線圈通電后，二檔電磁鐵20h產生的電磁吸力經二檔導磁傳力盤20q傳遞給二檔線控驅動盤20g，使二檔線控驅動盤20g克服二檔預壓彈簧20i的彈力作用向二檔電磁鐵20h方向移動，從而使二檔線控驅動盤20g的二檔摩擦驅動端面20ga與二檔導磁傳力盤20q的一端面接合，在二者接合產生的摩擦力的作用下帶動二檔離心球臂空心輪盤20j旋轉，二檔離心球臂空心輪盤20j帶動各二檔離心球臂20l旋轉，同時，在離心力的作用下，各二檔離心球臂20l繞二檔離心球臂銷20k向外張開，使設有二檔離心球窩20r的一端帶動二檔離心球20m沿二檔推力壓盤20c的二檔光滑面20ca向外作圓周運動，從而使二檔離心球臂20l連同二檔離心球20m產生離心力，該離心力沿二檔離心球臂空心輪盤20j的中心軸方向的分力推動二檔推力壓盤20c產生遠離二檔離心球臂空心輪盤20j的軸向移動，從而使二檔推力壓盤20c將各二檔帶外花鍵槽鋼片20b與各二檔帶內花鍵槽摩擦片20a相互壓緊，依靠各二檔帶外花鍵槽鋼片20b與各二檔帶內花鍵槽摩擦片20a之間的摩擦力實現二檔從動內花鍵轂20d連同二檔主動軸20Z同步旋轉，使二檔主動軸20Z與輸出軸2的同步旋轉，從而實現二檔傳動；
在一檔電磁鐵10g的電磁線圈斷電后，一檔花鍵套10f連同一檔銜鐵10e在一檔回位彈簧10i的彈力作用下帶動一檔帶內花鍵鋼片10c與一檔帶外花鍵槽摩擦片10b二者分離，一檔帶側齒內花鍵轂的側齒10a1與一檔帶側齒花鍵接合套側齒10d1脫離嚙合，使一檔線控摩擦與嚙合傳動接合裝置10不傳遞動力。
二檔電磁鐵20h被固定在殼體上，二檔電磁鐵20h與二檔導磁傳力盤20q始終保持固定的空氣隙，因此上述二檔傳動過程可實現無刷線控傳動。同時，由于二檔電磁鐵20h的電磁線圈通電后所產生的電磁力經二檔導磁傳力盤20q、二檔線控驅動盤20g只控制驅動二檔離心球臂空心輪盤20j轉動，二檔電磁鐵20h耗電功率小，因此降低了二檔無刷線控離心球臂接合裝置20的運行能耗。
一檔的傳動路線為：一檔無刷線控摩擦與嚙合傳動接合裝置10通電接合，電動機的扭矩通過輸入軸1傳遞給輸入齒輪5，輸入齒輪5將該扭矩進一步傳遞給一檔輸入齒輪6，再通過接合的一檔無刷線控摩擦與嚙合傳動接合裝置10傳遞給一檔軸4，再由一檔主動齒輪7和一檔從動齒輪8的嚙合將動力傳遞至輸出軸2，實現一檔減速傳動。
二檔的傳動路線為：二檔無刷線控離心球臂接合裝置20通電接合，電動機的扭矩通過輸入軸1傳遞給二檔主動軸20Z，通過接合的二檔無刷線控離心球臂接合裝置20將動力傳遞至一檔從動齒輪8，再通過輸出軸2向外輸出動力，實現二檔傳動。
倒檔的傳動路線為：電動機反轉，一檔無刷線控摩擦與嚙合傳動接合裝置10通電接合，電動機的扭矩通過輸入軸1傳遞給輸入齒輪5，輸入齒輪5將該扭矩進一步傳遞給一檔輸入齒輪6，再通過接合的一檔無刷線控摩擦與嚙合傳動接合裝置10傳遞給二檔軸4，再由一檔主動齒輪7和一檔從動齒輪8的嚙合將動力傳遞至輸出軸2，實現倒檔減速傳動。
空檔：一檔無刷線控摩擦與嚙合傳動接合裝置10、二檔無刷線控離心球臂接合裝置20均處于斷電不工作狀態，實現空檔。
上面結合附圖對本發明的實施方式作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方式，在所屬技術領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。