專利名稱：一種電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電動汽車用的變速器，特別涉及一種電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器。
背景技術(shù)：
在汽車保有量日益增加，顧客對汽車技術(shù)要求越來越高的今天，汽車技術(shù)也得到了不斷的發(fā)展。但是迫于環(huán)境污染的加劇，油價(jià)的不斷攀升，人們急需一種新能源、潔凈能源來代替汽油、燃油。電動汽車作為一種綠色能源產(chǎn)品，因其采用電能驅(qū)動，結(jié)構(gòu)簡單，噪音低，使用成本低，且具有良好的環(huán)境保護(hù)效果而成為汽車的發(fā)展方向。變速器作為汽車傳動系統(tǒng)的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)，在汽車起步、變速、倒車過程中發(fā)揮作用，其整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)直接影響到汽車的操控性能和使用經(jīng)濟(jì)性。目前能使純電動汽車實(shí)現(xiàn)起步、變速、倒車功能的變速器多與差速器等結(jié)構(gòu)分開獨(dú)立設(shè)置，且電動機(jī)與變速器連接不夠緊湊，從而造成結(jié)構(gòu)尺寸較大等問題，且動力傳遞及能量轉(zhuǎn)換過程中能量損失較大。中國實(shí)用新型專利申請(申請?zhí)?00820067441. 3)中公開了一種電動汽車變速器與差速器組合一體的傳動裝置，它的結(jié)構(gòu)包括變速器、差速器，變速器包括有一對嚙合傳動的大、小斜齒輪，小斜齒輪安裝在由電機(jī)驅(qū)動的主動軸上，大斜齒輪的輪轂通過螺栓與圓盤形支撐架相連接，支撐架通過軸承裝配在機(jī)架上；大斜齒輪的輪轂上設(shè)有通槽，在通槽處裝配有銷軸。差速器的兩個(gè)輸出錐齒輪分別裝配在左右車輪半軸上。該專利將變速器和差速器設(shè)置為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，雖然減少了整個(gè)輪廓結(jié)構(gòu)尺寸，結(jié)構(gòu)緊湊，滿足電動汽車的設(shè)計(jì)要求，但是該專利卻只是解決了結(jié)構(gòu)尺寸問題，并未解決動力傳遞及能量轉(zhuǎn)換過程中能量損失大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種電動汽車用帶磁粉離合器的2 擋變速器，該2擋變速器適用于純電動車，實(shí)現(xiàn)起步、變速和倒車的功能，并且實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊和節(jié)約能源的目的。本發(fā)明通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器， 包括一輸入軸、一輸出軸、磁粉離合器和差速器，其特征在于，所述的輸入軸和輸出軸之間通過兩副變速齒輪組連接，在輸出軸上設(shè)置使輸入軸只通過一副變速齒輪組驅(qū)動輸出軸轉(zhuǎn)動的同步器，所述的同步器與電磁閥換擋機(jī)構(gòu)連接，本2擋變速器還包括變速器處理器和用于控制上述磁粉離合器離合的電流控制單元，所述的電磁閥換擋機(jī)構(gòu)、電流控制單元均與上述的變速器處理器連接。變速器處理器可以控制電磁閥換擋機(jī)構(gòu)以及通過電流控制單元控制磁粉離合器的離合，使得整車、變速器、電動機(jī)的控制更加精準(zhǔn)，減少了動力以及控制過程中能量轉(zhuǎn)換的損失，同時(shí)電磁閥換擋機(jī)構(gòu)可以降低駕駛員的操作疲勞。而磁粉離合器適合動力高轉(zhuǎn)速低的扭矩特性，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了換擋時(shí)的無級變速，增加整車駕駛舒適性。電磁閥換擋機(jī)構(gòu)控制同步器，該同步器控制輸入軸與輸出軸通過兩副變速齒輪組中的任意一幅變速齒輪組連接，即實(shí)現(xiàn)2擋變速。在上述的電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器中，所述的電磁閥換擋機(jī)構(gòu)包括換擋撥叉和與換擋撥叉連接的電磁閥，該電磁閥與上述的變速器處理器通過放大電路連接。變速器處理器通過放大電路控制電磁閥，電磁閥調(diào)節(jié)換擋撥叉實(shí)現(xiàn)換擋，該結(jié)構(gòu)簡單且直接電子控制，控制更加精準(zhǔn)，能量損失少，還可以降低駕駛員的操作疲勞。在上述的電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器中，所述的磁粉離合器包括離合器主體和從動盤，在離合器主體與從動盤之間設(shè)有磁粉，離合器主體內(nèi)設(shè)有線圈，所述的電流控制單元包括與上述變速器處理器連接的放大電路，所述的放大電路與上述的線圈連接。變速器處理器通過電流控制單元的放大電路來控制磁粉和線圈，實(shí)現(xiàn)離合器主體和從動盤的離合，控制精準(zhǔn)且能量損失少。在上述的電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器中，所述的兩副變速齒輪組為固定在輸入軸上的一擋主動齒輪和二擋主動齒輪，所述的輸出軸上設(shè)有與一擋主動齒輪嚙合的一擋從動齒輪和與二擋主動齒輪嚙合的二擋從動齒輪，所述的同步器設(shè)置在一擋從動齒輪和二擋從動齒輪之間。同步器設(shè)置在兩個(gè)從動齒輪之間，直接控制兩副變速齒輪組，結(jié)構(gòu)簡單緊湊。在上述的電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器中，所述的磁粉離合器、輸入軸、 輸出軸和差速器均設(shè)置在同一個(gè)箱體內(nèi)，磁粉離合器和差速器為箱體的同一側(cè)，兩副變速齒輪位于箱體的另一側(cè)。由于都設(shè)置在一個(gè)箱體內(nèi)，所以結(jié)構(gòu)更加緊湊。在上述的電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器中，所述的輸出軸通過兩個(gè)軸承連接到箱體上，第一個(gè)軸承位于輸出軸的端部，第二個(gè)軸承位于輸出軸的中間，輸出軸的一端穿出第二個(gè)軸承并該端部設(shè)置與差速器連接的齒輪。第二個(gè)軸承設(shè)置在與差速器連接的齒輪和一擋從動齒輪之間，可以加強(qiáng)輸出軸的剛度。在上述的電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器中，所述的磁粉離合器上設(shè)有用于檢測離合器離合的離合器傳感器，上述的離合器傳感器與所述的變速器處理器連接，所述的變速器處理器用于接收離合器傳感器輸送來的分離信號，并發(fā)出控制信號控制上述的電磁閥換擋機(jī)構(gòu)進(jìn)行換擋。離合器傳感器將檢測到的離合器分離信號傳送給變速器處理器，變速器處理器控制電磁閥換擋機(jī)構(gòu)進(jìn)行換擋，整個(gè)結(jié)構(gòu)通過電子控制，控制精準(zhǔn)且減少了控制過程中能量轉(zhuǎn)換的損失。在上述的電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器中，所述箱體外固定有電動機(jī)， 所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸直接與上述的離合器主體連接。電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸直接與離合器主體連接， 結(jié)構(gòu)緊湊，能量傳遞損失少。在上述的電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器中，所述電動機(jī)上設(shè)有檢測電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的電動機(jī)傳感器，上述的電動機(jī)傳感器與所述的變速器處理器連接，所述的變速器處理器用于接收電動機(jī)傳感器輸送來的反轉(zhuǎn)信號，并發(fā)出控制信號控制上述的電磁閥換擋機(jī)構(gòu)換擋到一擋起步狀態(tài)。電動機(jī)傳感器將檢測到的電動機(jī)正反轉(zhuǎn)信號傳遞給變速器處理器，變速器處理器控制電磁閥換擋機(jī)構(gòu)換擋到一擋，整個(gè)結(jié)構(gòu)通過電子控制，控制精準(zhǔn)且減少了控制過程中能量轉(zhuǎn)換的損失。在上述的電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器中，所述的差速器上設(shè)有檢測輸出轉(zhuǎn)速的輸出轉(zhuǎn)速傳感器。能夠及時(shí)的反饋輸出轉(zhuǎn)速信息。現(xiàn)有技術(shù)相比，本電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器具有以下優(yōu)點(diǎn)1、由于離合器、差速器、同步器等機(jī)構(gòu)都設(shè)置在一個(gè)箱體內(nèi)，所以結(jié)構(gòu)更加緊湊。2、由于離合器、換擋機(jī)構(gòu)同時(shí)采用電子控制，所以控制更加精準(zhǔn)，動力以及控制過程中的能量轉(zhuǎn)換損失小。3、由于采用磁粉離合器，適合動力的高轉(zhuǎn)速低扭矩特性，所以能實(shí)現(xiàn)換擋時(shí)的無極變速，增加整車駕駛舒適性。4、由于與差速器連接的齒輪和一擋從動齒輪之間設(shè)有軸承，所以加強(qiáng)了輸出軸的剛度。


圖1是本電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器的控制原理圖。圖中，1、輸入軸；2、從動盤；3、離合器主體；4、離合器傳感器；5、線圈；6、磁粉；7、 電動機(jī)；8、電動機(jī)傳感器；9、軸承；10、差速器；11、輸出轉(zhuǎn)速傳感器；12、箱體；13、電磁閥； 14、換擋撥叉；15、同步器；16、輸出軸；17、二擋從動齒輪；18、一擋從動齒輪；19、一擋主動齒輪；20、二擋主動齒輪。
具體實(shí)施例方式以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述， 但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。如圖1所示，本電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器，包括一輸入軸1、一輸出軸 16、磁粉離合器和差速器10，輸入軸1和輸出軸16之間通過兩副變速齒輪組連接，在輸出軸 16上設(shè)置使輸入軸1只通過一副變速齒輪組驅(qū)動輸出軸16轉(zhuǎn)動的同步器15，同步器15與電磁閥換擋機(jī)構(gòu)連接，本2擋變速器還包括變速器處理器和用于控制上述磁粉離合器離合的電流控制單元，電磁閥換擋機(jī)構(gòu)、電流控制單元均與變速器處理器連接，整體控制精準(zhǔn)且能量損失少。磁粉離合器、輸入軸1、輸出軸16和差速器10均設(shè)置在同一個(gè)箱體12內(nèi)，磁粉離合器和差速器10位于箱體12的同一側(cè)，兩副變速齒輪位于箱體12的另一側(cè)，因此整體結(jié)構(gòu)更加緊湊。箱體12外固定有電動機(jī)7，電動機(jī)7的轉(zhuǎn)軸直接與離合器主體3連接，因此結(jié)構(gòu)緊湊，能量傳遞損失少。具體來說，電磁閥換擋機(jī)構(gòu)包括換擋撥叉14和與換擋撥叉14連接的電磁閥13，該電磁閥13與變速器處理器通過放大電路連接。磁粉離合器包括離合器主體3和從動盤2， 在離合器主體3與從動盤2之間設(shè)有磁粉6，離合器主體3內(nèi)設(shè)有線圈5，電流控制單元包括與上述變速器處理器連接的放大電路，放大電路與上述的線圈5連接。該電磁閥換擋機(jī)構(gòu)與磁粉離合器結(jié)構(gòu)簡單且直接電子控制，控制更加精準(zhǔn)，能量損失少，還可以降低駕駛員的操作疲勞。兩副變速齒輪組為固定在輸入軸1上的一擋主動齒輪19和二擋主動齒輪20，輸出軸上16設(shè)有與一擋主動齒輪19嚙合的一擋從動齒輪18和與二擋主動齒輪20嚙合的二擋從動齒輪17，同步器15設(shè)置在一擋從動齒輪18和二擋從動齒輪17之間，結(jié)構(gòu)簡單緊湊。輸出軸16通過兩個(gè)軸承連接到箱體12上，第一個(gè)軸承位于輸出軸16的端部，第二個(gè)軸承 9位于輸出軸16的中間，輸出軸16的一端穿出第二個(gè)軸承9并該端部設(shè)置與差速器10連接的齒輪，由于第二個(gè)軸承9設(shè)置在與差速器10連接的齒輪和一擋從動齒輪18之間，可以加強(qiáng)輸出軸16的剛度。離合器上設(shè)有用于檢測離合器離合的離合器傳感器4，離合器傳感器4與變速器處理器連接，變速器處理器用于接收離合器傳感器4輸送來的分離信號，并發(fā)出控制信號控制上述的電磁閥換擋機(jī)構(gòu)進(jìn)行換擋。電動機(jī)7上設(shè)有檢測電動機(jī)7正反轉(zhuǎn)的電動機(jī)傳感器8，電動機(jī)傳感器8與變速器處理器連接，變速器處理器用于接收電動機(jī)傳感器8輸送來的反轉(zhuǎn)信號，并發(fā)出控制信號控制上述的電磁閥換擋機(jī)構(gòu)換擋到一擋起步狀態(tài)。換擋過程及電機(jī)反轉(zhuǎn)過程均通過電子控制，控制精準(zhǔn)且減少了控制過程中能量轉(zhuǎn)換的損失。差速器 10上設(shè)有檢測輸出轉(zhuǎn)速的輸出轉(zhuǎn)速傳感器11，能夠及時(shí)的反饋輸出轉(zhuǎn)速信息。當(dāng)汽車需要起步時(shí)，電動機(jī)7通過整流交流電實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)，而整流交流電的大小及通斷有Can Bus來控制。電動機(jī)7帶動離合器主體3轉(zhuǎn)動，在電刷控制離合器主體3與從動盤2結(jié)合并調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)幕瑒颖嚷屎螅x合器主體3將動力傳遞給從動盤2，從動盤2直接帶著輸入軸1轉(zhuǎn)動。輸入軸1通過其中的一副變速齒輪組將動力傳遞給輸出軸16。輸出軸 16通過差速器10將動力傳遞給左右車輪，汽車開始起步。當(dāng)汽車需要換擋時(shí)，變速器處理器通過電流控制單元的放大電路控制離合器主體 3內(nèi)的線圈5與磁粉6，使磁粉離合器分離，即離合器主體3與從動盤2分離。變速器處理器接收到離合器傳感器4輸送來的分離信號后，發(fā)出控制信號，通過放大電路控制電磁閥換擋機(jī)構(gòu)的電磁閥13，電磁閥13驅(qū)動換擋撥叉14帶著同步器15進(jìn)行換擋操作，即一副變速齒輪組分離，另一副變速齒輪組嚙合，通電結(jié)束后，電刷控制離合器主體3與從動盤2結(jié)合并調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)幕瑒颖嚷剩瑥亩鴮?shí)現(xiàn)了 2擋變速。動力由輸入軸1傳遞給輸出軸16并最終通過差速器10傳遞給左右車輪。當(dāng)汽車需要倒車時(shí)，電動機(jī)7通過整流交流電實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，其他過程與汽車起步時(shí)基本相同。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了輸入軸1、從動盤2、離合器主體3、離合器傳感器4、線圈5、 磁粉6、電動機(jī)7、電動機(jī)傳感器8、軸承9、差速器10、輸出轉(zhuǎn)速傳感器11、箱體12、電磁閥 13、換擋撥叉14、同步器15、輸出軸16、二擋從動齒輪17、一擋從動齒輪18、一擋主動齒輪 19、二擋主動齒輪20等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
權(quán)利要求
1.一種電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器，包括一輸入軸(1)、一輸出軸(16)、磁粉離合器和差速器(10)，其特征在于，所述的輸入軸(1)和輸出軸(16)之間通過兩副變速齒輪組連接，在輸出軸(16)上設(shè)置使輸入軸(1)只通過一副變速齒輪組驅(qū)動輸出軸(16) 轉(zhuǎn)動的同步器(15)，所述的同步器(1 與電磁閥換擋機(jī)構(gòu)連接，本2擋變速器還包括變速器處理器和用于控制上述磁粉離合器離合的電流控制單元，所述的電磁閥換擋機(jī)構(gòu)、電流控制單元均與上述的變速器處理器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器，其特征在于，所述的電磁閥換擋機(jī)構(gòu)包括換擋撥叉(14)和與換擋撥叉(14)連接的電磁閥(13)，該電磁閥(13) 與上述的變速器處理器通過放大電路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器，其特征在于，所述的磁粉離合器包括離合器主體(3)和從動盤O)，在離合器主體(3)與從動盤(2)之間設(shè)有磁粉(6)，離合器主體(3)內(nèi)設(shè)有線圈(5)，所述的電流控制單元包括與上述變速器處理器連接的放大電路，所述的放大電路與上述的線圈(5)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器，其特征在于，所述的兩副變速齒輪組為固定在輸入軸(1)上的一擋主動齒輪(19)和二擋主動齒輪 (20)，所述的輸出軸(16)上設(shè)有與一擋主動齒輪(19)嚙合的一擋從動齒輪(18)和與二擋主動齒輪00)嚙合的二擋從動齒輪(17)，所述的同步器(1 設(shè)置在一擋從動齒輪(18)和二擋從動齒輪(17)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器，其特征在于，所述的磁粉離合器、輸入軸(1)、輸出軸(16)和差速器(10)均設(shè)置在同一個(gè)箱體(1 內(nèi)，磁粉離合器和差速器(10)為箱體(1 的同一側(cè)，兩副變速齒輪位于箱體(1 的另一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器，其特征在于，所述的輸出軸(16)通過兩個(gè)軸承連接到箱體(1 上，第一個(gè)軸承位于輸出軸的端部，第二個(gè)軸承(9)位于輸出軸的中間，輸出軸(16)的一端穿出第二個(gè)軸承(9)并該端部設(shè)置與差速器 (10)連接的齒輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器，其特征在于，所述的磁粉離合器上設(shè)有用于檢測離合器離合的離合器傳感器G)，上述的離合器傳感器(4)與所述的變速器處理器連接，所述的變速器處理器用于接收離合器傳感器(4)輸送來的分離信號，并發(fā)出控制信號控制上述的電磁閥換擋機(jī)構(gòu)進(jìn)行換擋。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器，其特征在于，所述箱體(1 外固定有電動機(jī)(7)，所述電動機(jī)(7)的轉(zhuǎn)軸直接與上述的離合器主體C3)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器，其特征在于，所述電動機(jī)(7)上設(shè)有檢測電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的電動機(jī)傳感器(8)，上述的電動機(jī)傳感器(8)與所述的變速器處理器連接，所述的變速器處理器用于接收電動機(jī)傳感器( 輸送來的反轉(zhuǎn)信號，并發(fā)出控制信號控制上述的電磁閥換擋機(jī)構(gòu)換擋到一擋起步狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器，其特征在于，所述的差速器(10)上設(shè)有檢測輸出轉(zhuǎn)速的輸出轉(zhuǎn)速傳感器(11)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器，屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域。它解決了變速器、差速器、電動機(jī)等結(jié)構(gòu)連接不夠緊湊，結(jié)構(gòu)尺寸較大，動力傳遞及能量轉(zhuǎn)換過程中能量損失較大的問題。本電動汽車用帶磁粉離合器的2擋變速器，包括一輸入軸、一輸出軸、磁粉離合器、差速器、變速器處理器以及電流控制單元，輸入軸和輸出軸之間通過兩副變速齒輪組連接，在輸出軸上設(shè)置使輸入軸只通過一副變速齒輪組驅(qū)動輸出軸轉(zhuǎn)動的同步器，同步器與電磁閥換擋機(jī)構(gòu)連接，通過變速器處理器直接控制電磁閥換擋機(jī)構(gòu)及磁粉離合器，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊和節(jié)約能源的目的。
文檔編號F16H63/30GK102562965SQ20121000955
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者付軍, 傅靈玲, 羅大國, 趙福全, 陳勇 申請人:浙江吉利控股集團(tuán)有限公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司