專利名稱：一種動力保持型機械式汽車二擋自動變速器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種動力保持型機械式汽車二擋自動變速器，屬于汽車自動變速器技術領域，可應用于純電驅動汽車的自動變速系統(tǒng)。
背景技術：
隨著全球能源短缺、大氣污染等問題的不斷加劇，傳統(tǒng)內燃機汽車面臨著巨大的挑戰(zhàn)，汽車的能源轉型勢在必行。電動汽車由于用清潔、可再生的電能來替代汽油、柴油，是一種節(jié)能環(huán)保、安全高效的方案，因而成為解決能源危機和環(huán)境污染的途徑之一。目前電動汽車上一般采用固定速比、取消了離合器和變速器的裝置對電動機進行減速，這樣導致電動機常常處于低效率區(qū)域，既浪費電能，又不得不提高對電動機的要求。為了提高電動機運行時的效率，同時降低電動車對于電動機和電池的要求，電動機與多速比變速器的配合是一個比較好的解決辦法。目前有少數(shù)電動車上應用了變速器，其中一部分是直接從傳統(tǒng)汽車上挪用而來的手動變速器，另一部分是進行了再開發(fā)，但基本結構仍為傳統(tǒng)平行軸式的自動變速器。一方面這些變速器的尺寸都比較大，從而給整車的布置帶來一定的困難；另一方面這些變速器并不能徹底解決換擋時的動力中斷問題，使用起來舒適性較差。除此之外，某些采用了行星齒輪系統(tǒng)結構的變速器雖然也已經(jīng)被提出，但往往由于結構復雜而難以真正實現(xiàn)生產(chǎn)制造和應用。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提出一種動力保持型機械式汽車二擋自動變速器，克服現(xiàn)有技術的不足，以充分利用電動汽車上所使用的電動機的特性，提高電動機的運行效率并實現(xiàn)汽車的平順換擋。本實用新型提出的動力保持型機械式汽車二擋自動變速器，包括動力輸入軸、動力輸出軸、中間軸和汽車驅動軸；所述的中間軸和汽車驅動軸分別通過軸承安裝在變速器外殼上，所述的動力輸入軸的一端與電動機相連，另一端伸入變速器外殼，動力輸入軸上安裝有離合器和行星齒輪系統(tǒng)；所述的行星齒輪系統(tǒng)包括齒圈、多個行星齒輪、行星架和太陽輪，太陽輪與所述的動力輸入軸相對固定，行星架套裝在動力輸入軸上，多個行星齒輪安裝在行星架上，并且均布在太陽輪的四周，齒圈安裝在所述的離合器的端部，行星齒輪的內圈與太陽輪成外嚙合，行星齒輪的外圈與齒圈成內嚙合；所述的動力輸出軸的一端通過軸承安裝在變速器外殼上，動力輸出軸的另一端與行星齒輪系統(tǒng)的行星架相對固定；所述的離合器的一端與動力輸入軸相對固定，離合器的另一端與行星齒輪系統(tǒng)的齒圈相對固定；變速器外殼上安裝有制動器，制動器的轉動部分與離合器的另一端以及行星齒輪系統(tǒng)的齒圈相對固定；所述的動力輸出軸上安裝有動力輸出齒輪，動力輸出齒輪通過中間軸上的第一中間齒輪和第二中間齒輪將動力傳遞給安裝在汽車驅動軸上的差速器。本實用新型提出的動力保持型機械式汽車二擋自動變速器，其優(yōu)點是，變速器中采用行星齒輪系統(tǒng)結構，變速器的外形尺寸比已有的平行軸式變速器的尺寸要小，便于整車布置；通過離合器和制動器的滑動摩擦進行擋位切換，無動力中斷，顯著提高汽車換擋時的平順性。

圖1為本實用新型提出的動力保持型機械式汽車二擋自動變速器的結構示意圖。圖2為變速器在一擋時的動力傳遞路線示意圖。圖3為變速器在二擋時的動力傳遞路線示意圖。圖4為變速器的兩個擋位之間的切換關系示意圖。圖5為變速器的兩個擋位與制動器和離合器之間的關系示意圖。圖1一圖3中，I是動力輸入軸，2是尚合器，3是制動器，4是齒圈,5是行星齒輪，6是行星架,7是太陽輪,8是動力輸出齒輪,9是動力輸出軸，10是第一中間齒輪,11是中間軸，12是第二中間齒輪，13是汽車驅動軸，14是差速器，15是變速器外殼，M是電動機。
具體實施方式
本實用新型提出的動力保持型機械式汽車二擋自動變速器，其結構如圖1所示，包括動力輸入軸1、動力輸出軸9、中間軸11和汽車驅動軸13 ;所述的中間軸11和汽車驅動軸13分別通過軸承安裝在變速器外殼15上，所述的動力輸入軸I的一端與電動機M相連，另一端伸入變速器外殼15，動力輸入軸I上安裝有離合器2和行星齒輪系統(tǒng)；所述的行星齒輪系統(tǒng)包括齒圈4、多個行星齒輪5、行星架6和太陽輪7，太陽輪7與所述的動力輸入軸I相對固定，行星架6套裝在動力輸入軸I上，多個行星齒輪5安裝在行星架6上，并且均布在太陽輪7的四周，齒圈4安裝在所述的離合器2的端部，行星齒輪5的內圈與太陽輪7成外嚙合，行星齒輪5的外圈與齒圈4成內嚙合；所述的動力輸出軸9的一端通過軸承安裝在變速器外殼15上，動力輸出軸9的另一端與行星齒輪系統(tǒng)的行星架6相對固定；所述的離合器2的一端與動力輸入軸I相對固定，離合器2的另一端與行星齒輪系統(tǒng)的齒圈4相對固定；變速器外殼15上安裝有制動器3，制動器3的轉動部分與離合器2的另一端以及行星齒輪系統(tǒng)的齒圈4相對固定；所述的動力輸出軸9上安裝有動力輸出齒輪8，動力輸出齒輪8通過中間軸11上的第一中間齒輪10和第二中間齒輪12將動力傳遞給安裝在汽車驅動軸13上的差速器14。本實用新型的動力保持型機械式汽車二擋自動變速器，其中的離合器2在接合時，使動力輸入軸I與行星齒輪系統(tǒng)的齒圈4互連；制動器3在接合時，使變速器外殼15與行星齒輪系統(tǒng)的齒圈4互連。其中的離合器2可以采用電磁式離合器或機械式離合器。其中的制動器3可以采用電磁式制動器或機械式制動器。
以下結合附圖，詳細說明本實用新型提出的動力保持型機械式汽車二擋自動變速器的工作原理和工作過程:如圖2所示，為變速器在一擋的動力傳遞路線示意圖，所述變速器的一擋用于汽車的起步、低速行駛和倒車。變速器位于一擋時，離合器2處于斷開狀態(tài)，制動器3處于接合狀態(tài)，這樣使得變速器外殼15與行星齒輪系統(tǒng)的齒圈4互連；變速器位于一擋時，電動機M的動力經(jīng)過動力輸入軸I傳遞到行星齒輪系統(tǒng)中的太陽輪7，此時由于齒圈4已被固定在變速器外殼15上，行星齒輪系統(tǒng)的太陽輪7與行星架6之間通過行星齒輪5產(chǎn)生一個速t匕，并且該速比大于一；從行星齒輪系統(tǒng)的太陽輪7輸入的動力，經(jīng)行星齒輪系統(tǒng)的行星齒輪5、行星架6傳遞至動力輸出軸9，然后依次通過動力輸出齒輪8、第一中間齒輪10、中間軸11和第二中間齒輪12傳遞至差速器14，最后傳遞到汽車驅動軸13，從而驅動汽車的驅動輪。如圖3所示，為變速器在二擋的動力傳遞路線示意圖，所述變速器的二擋用于汽車的高速行駛。變速器位于二擋時，離合器2處于接合狀態(tài)，制動器3處于斷開狀態(tài)，這樣使得行星齒輪系統(tǒng)的齒圈4與動力輸入軸I互連；電動機M的動力經(jīng)過動力輸入軸I傳遞到行星齒輪系統(tǒng)的太陽輪7和齒圈4，此時由于行星齒輪系統(tǒng)的齒圈4與動力輸入軸I互連，而動力輸入軸I又與行星齒輪系統(tǒng)的太陽輪7相對固定，因此行星齒輪系統(tǒng)的齒圈4與太陽輪7互連，這樣使得行星齒輪系統(tǒng)整體以一個相同的轉速同步轉動，此時行星齒輪系統(tǒng)的太陽輪7與行星架6之間的速比為一，傳遞至行星齒輪系統(tǒng)的太陽輪7和齒圈4的這兩部分動力匯合后經(jīng)行星齒輪系統(tǒng)的行星架6輸出，傳遞至動力輸出軸9，然后依次通過動力輸出齒輪8、第一中間齒輪10、中間軸11和第二中間齒輪12傳遞至差速器14，最后傳遞到汽車驅動軸13，從而驅動汽車的驅動輪。變速器從一擋切換至二擋時，制動器3逐漸斷開，同時離合器2逐漸接合，這樣使得行星齒輪系統(tǒng)的齒圈4逐漸與變速器外殼15斷開，并逐漸與動力輸入軸I互連，當行星齒輪系統(tǒng)的齒圈4與動力輸入軸I完全互連時，完成從一擋到二擋的切換。變速器從二擋切換至一擋時，離合器2逐漸斷開，同時制動器3逐漸接合，這樣使得行星齒輪系統(tǒng)的齒圈4逐漸與動力輸入軸I斷開，并逐漸與變速器外殼15互連，當行星齒輪系統(tǒng)的齒圈4與變速器外殼15完全互連時，完成從二擋到一擋的切換。如圖4所示，為變速器的兩個擋位之間的切換關系示意圖。所述的變速器的一擋和二擋之間可以相互切換。如圖5所示，為變速器的兩個擋位與制動器和離合器之間的關系示意圖。所述的變速器在一擋時制動器是接合的，在二擋時離合器是接合的。
權利要求1.一種動力保持型機械式汽車二擋自動變速器，其特征在于該自動變速器包括動力輸入軸、動力輸出軸、中間軸和汽車驅動軸；所述的中間軸和汽車驅動軸分別通過軸承安裝在變速器外殼上，所述的動力輸入軸的一端與電動機相連，另一端伸入變速器外殼，動力輸入軸上安裝有離合器和行星齒輪系統(tǒng)；所述的行星齒輪系統(tǒng)包括齒圈、多個行星齒輪、行星架和太陽輪，太陽輪與所述的動力輸入軸相對固定，行星架套裝在動力輸入軸上，多個行星齒輪安裝在行星架上，并且均布在太陽輪的四周，齒圈安裝在所述的離合器的端部，行星齒輪的內圈與太陽輪成外嚙合，行星齒輪的外圈與齒圈成內嚙合；所述的動力輸出軸的一端通過軸承安裝在變速器外殼上，動力輸出軸的另一端與行星齒輪系統(tǒng)的行星架相對固定；所述的離合器的一端與動力輸入軸相對固定，離合器的另一端與行星齒輪系統(tǒng)的齒圈相對固定；變速器外殼上安裝有制動 器，制動器的轉動部分與離合器的另一端以及行星齒輪系統(tǒng)的齒圈相對固定；所述的動力輸出軸上安裝有動力輸出齒輪，動力輸出齒輪通過中間軸上的第一中間齒輪和第二中間齒輪將動力傳遞給安裝在汽車驅動軸上的差速器。
專利摘要本實用新型涉及一種動力保持型機械式汽車二擋自動變速器，屬于汽車自動變速器技術領域。包含有動力輸入軸、動力輸出軸、中間軸和汽車驅動軸，所述的動力輸入軸上安裝有離合器和行星齒輪系統(tǒng)，變速器外殼上安裝有制動器，所述的動力輸出軸上安裝有動力輸出齒輪，動力輸出齒輪通過中間軸上的第一中間齒輪和第二中間齒輪將動力傳遞給安裝在汽車驅動軸上的差速器。本實用新型提出的動力保持型機械式汽車二擋自動變速器，其優(yōu)點是，變速器中采用行星齒輪系統(tǒng)結構，變速器的外形尺寸比已有的平行軸式變速器的尺寸要小，便于整車布置；通過離合器和制動器的滑動摩擦進行擋位切換，無動力中斷，顯著提高汽車換擋時的平順性。
文檔編號F16H3/44GK203082135SQ201320039168
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權日2013年1月23日
發(fā)明者宋健, 方圣楠, 宋海軍, 臺玉琢, 李亮, 于良耀 申請人:清華大學