專利名稱：三離合三檔變速傳動(dòng)裝置及變速傳動(dòng)裝置的三離合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車領(lǐng)域，更具體地說涉及一種用于電動(dòng)車變速的三離合三
檔變速傳動(dòng)裝置及變速傳動(dòng)裝置的三離合方法。
背景技術(shù)：
汽車已經(jīng)是人類不可缺少的交通工具，但隨著全球變暖和石油成本的增加，迫使人們對(duì)電動(dòng)汽車投入大量資金進(jìn)行開發(fā)研究，以緩解人類對(duì)石油的依賴和減少對(duì)環(huán)境的污染。傳統(tǒng)的電動(dòng)汽車有直流和交流兩種方式，直流電控系統(tǒng)和交流電控系統(tǒng)是控制電動(dòng)汽車行駛速度的基本元件，雖然這種電氣控制系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制車速，但無法改變不同的路況要求不同的的傳動(dòng)扭矩?，F(xiàn)有的電動(dòng)汽車變速箱體多為單電機(jī)驅(qū)動(dòng)具有固定齒數(shù)比的齒輪箱，由于不具有離合器，不具有換擋功能，齒輪箱輸出的性能達(dá)不到最優(yōu)化，電動(dòng)汽車在起步時(shí)段或者上坡時(shí)段低速運(yùn)行時(shí)所需牽引力較大，需要輸出大扭矩時(shí)釋放不出來；電動(dòng)汽車需要處在高轉(zhuǎn)速工作時(shí)不能滿足，不能實(shí)現(xiàn)牽引電動(dòng)機(jī)的最大運(yùn)行效率。目前的電動(dòng)車包括電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)能在驅(qū)動(dòng)時(shí)作為電機(jī)工作，牽引電動(dòng)車前行；剎車時(shí)作為發(fā)電機(jī)工作，進(jìn)而向蓄電池組充電，所述電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)可以為直流有刷電機(jī)、直流無刷電機(jī)、無刷永磁同步電機(jī)或交流異步電機(jī)。由于電動(dòng)車攜帶的電池能量有限，提高電機(jī)的運(yùn)行效率及能量回收效率對(duì)延長(zhǎng)車輛的一次充電續(xù)駛里程有明顯的意義。 提高電機(jī)的運(yùn)行效率及能量回收效率可以從兩個(gè)方面考慮，一方面是電動(dòng)車處于牽引驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)時(shí)，另一方面是電動(dòng)車處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)。當(dāng)電動(dòng)車處于牽引驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)時(shí)，由于電機(jī)在額定負(fù)載、額定轉(zhuǎn)速區(qū)域的運(yùn)行效率是最高的，但是在實(shí)際運(yùn)行中，電機(jī)往往出現(xiàn)小負(fù)載低速運(yùn)行狀況，此時(shí)大量能量消耗在銅耗和鐵損上，不能實(shí)現(xiàn)牽引電機(jī)的最大運(yùn)行效率。當(dāng)電動(dòng)車處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，可以將動(dòng)能變成電能向蓄電池組充電，即對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行能量回收，在能量回收過程中，根據(jù)電機(jī)工作效率曲線圖，得知電機(jī)只有工作在最佳效率區(qū)間范圍才能有效的回收制動(dòng)能量，就必須要求電機(jī)轉(zhuǎn)速處于最佳效率區(qū)間，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速小于達(dá)到某個(gè)最佳效率區(qū)間所要求的最低速度時(shí)，不能回收這部分制動(dòng)能量，這將大大降低能量回收效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有換擋功能的三離合三檔變速傳動(dòng)裝置及變速傳動(dòng)裝置的三離合方法，該三離合方法能兼顧電機(jī)電動(dòng)和發(fā)電兩個(gè)狀態(tài)對(duì)轉(zhuǎn)速扭矩變化的要求，使電機(jī)在電動(dòng)和發(fā)電狀態(tài)時(shí)均能工作在穩(wěn)定工作狀態(tài)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
三離合三檔變速傳動(dòng)裝置，包括箱體，在箱體內(nèi)設(shè)置有輸入軸以及套裝在所述輸入軸上的第一主動(dòng)齒輪和第三主動(dòng)齒輪，輸出軸以及套裝在所述輸出軸上的第二從動(dòng)齒輪和第四從動(dòng)齒輪，所述輸入軸通過第一離合器與輸出軸連接，所述箱體內(nèi)設(shè)置有第一中間軸以及套裝在第一中間軸上的第一從動(dòng)齒輪，第二中間軸以及套裝在第二中間軸上的第二主動(dòng)齒輪，所述第一中間軸通過第二離合器與第二中間軸連接，所述第一中間軸上的第一從動(dòng)齒輪與輸入軸上的第一主動(dòng)齒輪嚙合，所述第二中間軸上的第二主動(dòng)齒輪與輸出軸上的第二從動(dòng)齒輪嚙合；所述箱體內(nèi)還設(shè)置有第三中間軸以及套裝在第三中間軸上的第三從動(dòng)齒輪，第四中間軸以及套裝在第四中間軸上的第四主動(dòng)齒輪，所述第三中間軸通過第三離合器與第四中間軸連接，所述第三中間軸上的第三從動(dòng)齒輪與輸入軸上的第三主動(dòng)齒輪嚙合，所述第四中間軸上的第四主動(dòng)齒輪與輸出軸上的第四從動(dòng)齒輪嚙合。上述三離 合三檔變速傳動(dòng)裝置中，所述第一中間軸和輸出軸上分別安裝有轉(zhuǎn)速傳感器，所述轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測(cè)到電機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出軸轉(zhuǎn)速。上述三離合三檔變速傳動(dòng)裝置中，輸入軸與輸出軸在一條軸線上，第一中間軸與第二中間軸在一條軸線上，第三中間軸及第四中間軸也在一條軸線上，所述輸入軸、輸出軸、第一中間軸、第二中間軸、第三中間軸及第四中間軸之間平行布置。上述三離合三檔變速傳動(dòng)裝置中，所述第一離合器、第二離合器及第三離合器為摩擦離合器、液力偶合器、齒輪離合器或電磁離合器。上述三離合三檔變速傳動(dòng)裝置中，所述第一離合器和第二離合器及第三離合器分別為電磁端齒離合器。
上述三離合三檔變速傳動(dòng)裝置中，所述電磁端齒離合器包括主動(dòng)件與從動(dòng)件，主動(dòng)件和從動(dòng)件對(duì)稱設(shè)置，所述主動(dòng)件包括芯軸、以及套裝在所述芯軸上的固定嚙合盤，所述固定嚙合盤和芯軸固定連接組成主動(dòng)端齒軸，所述主動(dòng)端齒軸套裝于第一軸承中，所述固定嚙合盤遠(yuǎn)離從動(dòng)件一側(cè)設(shè)有第一線圈槽，由支撐體包裹的第一線圈裝于所述第一線圈槽內(nèi)， 所述從動(dòng)件包括花鍵軸，活動(dòng)嚙合盤套裝于所述花鍵軸上組成從動(dòng)端齒軸，所述從動(dòng)端齒軸套裝于第二軸承中，所述活動(dòng)嚙合盤遠(yuǎn)離主動(dòng)件一側(cè)設(shè)有第二線圈槽，由支撐體包裹的第二線圈裝于所述第二線圈槽內(nèi)。上述三離合三檔變速傳動(dòng)裝置中，所述活動(dòng)嚙合盤的中心軸孔設(shè)置有與所述花鍵軸的鍵齒相適配的鍵槽。上述三離合三檔變速傳動(dòng)裝置中，所述花鍵軸的端面中心設(shè)置有定位銷，固定嚙合盤的中心開設(shè)有與定位銷相適配的定位孔，花鍵軸的定位銷與固定嚙合盤的定位孔相匹配，使固定嚙合盤和活動(dòng)嚙合盤能夠在嚙合后保持軸向同心。上述三離合三檔變速傳動(dòng)裝置中，所述固定嚙合盤的盤面上設(shè)置有端面齒，活動(dòng)嚙合盤的盤面上設(shè)置有與所述端面齒相嚙合的端面槽。上述三離合三檔變速傳動(dòng)裝置中，所述端面齒或端面槽圍繞其所在嚙合盤的軸向均勻分布。上述三離合三檔變速傳動(dòng)裝置中，所述端面齒或端面槽成等分間隔分布。上述三離合三檔變速傳動(dòng)裝置中，所述端面齒的高度和端面槽的深度一致。上述三離合三檔變速傳動(dòng)裝置中，所述端面槽的寬度稍大于端面齒的寬度。上述三離合三檔變速傳動(dòng)裝置中，所述活動(dòng)嚙合盤后遠(yuǎn)離主動(dòng)件一側(cè)的花鍵軸上設(shè)有止推墊。上述三離合三檔變速傳動(dòng)裝置中，所述第一線圈固定在第一線圈槽內(nèi)，不隨固定嚙合盤的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第二線圈固定在第二線圈槽內(nèi)，不隨活動(dòng)嚙合盤的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。變速傳動(dòng)裝置的三離合方法，根據(jù)電機(jī)在電動(dòng)和發(fā)電狀態(tài)轉(zhuǎn)速的不同，對(duì)變速傳動(dòng)裝置中的第一離合器、第二離合器和第三離合器進(jìn)行閉合或斷開的操作，所述變速傳動(dòng)裝置為三離合三檔變速傳動(dòng)裝置，所述變速傳動(dòng)裝置的三離合方法為
A、當(dāng)電機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)時(shí),輸入軸作為輸入端,輸出軸作為輸出端，
①當(dāng)車輛在低速工況運(yùn)行時(shí)，斷開第一離合器和第三離合器，閉合第二離合器，電機(jī)通過輸入軸和第一中間軸，第二中間軸和輸出軸設(shè)定的齒輪傳動(dòng)比將轉(zhuǎn)速降低，以便扭矩增加；
②當(dāng)車輛在中速工況運(yùn)行時(shí)，斷開第二離合器和第三離合器，閉合第一離合器，電機(jī)通過輸入軸和輸出軸相連直接輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，使電機(jī)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)；
CD當(dāng)車輛在高速工況運(yùn)行時(shí)，斷開第一離合器和第二離合器，閉合第三離合器，電機(jī)
通過輸入軸和第三中間軸，第四中間軸和輸出軸設(shè)定的齒輪傳動(dòng)比將轉(zhuǎn)速增加，以滿足汽車對(duì)高轉(zhuǎn)速的需求。B、電機(jī)在發(fā)電狀態(tài)時(shí),輸出軸作為輸入端,輸入軸作為輸出端，
①當(dāng)車輛在高速工況制動(dòng)時(shí)，斷開第二離合器和第三離合器，閉合第一離合器，通過輸出軸和輸入軸直接相連驅(qū)動(dòng)電機(jī)；
②當(dāng)車輛在低速工況制動(dòng)時(shí)，斷開第一離合器和第三離合器，閉合第二離合器，通過輸出軸和第二中間軸，第一中間軸和輸入軸設(shè)定的齒輪傳動(dòng)比將電機(jī)轉(zhuǎn)速提升。整個(gè)制動(dòng)過程中，即使輸出軸的轉(zhuǎn)速小于達(dá)到某個(gè)最佳效率區(qū)所要求的最低速度時(shí)，通過齒輪傳動(dòng)比使輸入軸的轉(zhuǎn)速相對(duì)輸出軸的轉(zhuǎn)速得到提升，使輸出軸的最低轉(zhuǎn)速即便處于較小值也能進(jìn)行能量回收，從而極大地提高了整車的能量回收效率。本發(fā)明的三離合三檔變速傳動(dòng)裝置包括輸入軸、輸出軸、第一中間軸、第二中間軸、第三中間軸、第四中間軸、第一主動(dòng)齒輪、第一從動(dòng)齒輪、第三主動(dòng)齒輪、第三從動(dòng)齒輪、 第二主動(dòng)齒輪、第二從動(dòng)齒輪、第四主動(dòng)齒輪、第四從動(dòng)齒輪。第一主動(dòng)齒輪和第三主動(dòng)齒輪套裝在輸入軸上，第二從動(dòng)齒輪和第四從動(dòng)齒輪套裝在輸出軸上，第一從動(dòng)齒輪套裝在第一中間軸上，第二主動(dòng)齒輪套裝在第二中間軸上，第三從動(dòng)齒輪套裝在第三中間軸上，第四主動(dòng)齒輪套裝在第四中間軸上。三離合三檔變速傳動(dòng)裝置的齒輪傳動(dòng)比設(shè)計(jì)靈活，可根據(jù)設(shè)計(jì)需要設(shè)定第一主動(dòng)齒輪與第一從動(dòng)齒輪，第二主動(dòng)齒輪與第二從動(dòng)齒輪，第三主動(dòng)齒輪與第三從動(dòng)齒輪、第四主動(dòng)齒輪和第四從動(dòng)齒輪的傳動(dòng)比。本發(fā)明的變速傳動(dòng)裝置的三離合方法，電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)車輛在低速工況運(yùn)行，需要增加車輛牽引力時(shí)，將第一離合器和第三離合器斷開，第二離合器閉合，通過設(shè)定的齒輪傳動(dòng)比將電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，使電機(jī)扭矩增大，從而使電機(jī)獲得最高運(yùn)行效率和最佳的驅(qū)動(dòng)性能；當(dāng)車輛在中速工況運(yùn)行時(shí)，斷開將第二離合器和第三離合器，閉合第一離合器， 電機(jī)通過輸入軸和輸出軸相連直接輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，使電機(jī)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)車輛在高速工況運(yùn)行時(shí)，將第一離合器和第二離合器斷開，第三離合器閉合，通過設(shè)定的齒輪傳動(dòng)比將轉(zhuǎn)速增加，以滿足汽車對(duì)高轉(zhuǎn)速的需求。電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，當(dāng)車輛在低速工況制動(dòng)， 輸出軸的轉(zhuǎn)速低于最高發(fā)電效率對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，將第一離合器和第三離合器斷開，第二離合器閉合，通過設(shè)定的齒輪傳動(dòng)比使輸入軸的轉(zhuǎn)速提升再作用于電機(jī)，使輸出軸的最低轉(zhuǎn)速即便處于較小 值也能進(jìn)行能量回收，從而極大地提高了整車的能量回收效率，增加了續(xù)航里程。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果
I、由于電動(dòng)汽車具有本發(fā)明的三離合三檔變速傳動(dòng)裝置，通過控制變速傳動(dòng)裝置中第一離合器和第三離合器斷開，第二離合器閉合使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低至設(shè)定值，以便車輛能在低速下得到較大的牽引力和扭矩，爬坡能力強(qiáng)；通過控制變速傳動(dòng)裝置中第二離合器和第三離合器斷開，第一離合器閉合使輸出軸與輸入軸相連，以便將動(dòng)力直接傳遞給輸出軸，讓電動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)牽引電動(dòng)機(jī)的最大運(yùn)行效率，能量利用率高；通過控制第一離合器和第二離合器斷開，第三離合器閉合使使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高至設(shè)定值，使電動(dòng)汽車需要高轉(zhuǎn)速時(shí)就能夠提供高轉(zhuǎn)速，滿足電動(dòng)汽車對(duì)高轉(zhuǎn)速的要求。2、三離合三檔變速傳動(dòng)裝置內(nèi)部采用平行軸的布置結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，降低了電動(dòng)機(jī)成本和重量，變速操作時(shí)更加平穩(wěn)無沖擊性，可靠性高，增加了電動(dòng)車的行駛性能和駕駛舒適性。3、三離合三檔變速傳動(dòng)裝置所采用的離合器為電磁端齒離合器，該離合器能避免摩擦離合器使用壽命短的缺點(diǎn)，能快速、可靠地傳遞大扭矩，離合器采用電子控制，方便操縱且易于實(shí)現(xiàn)，使用電磁端齒離合器換擋時(shí)間短，減少了在換擋過程中動(dòng)力的損耗。4、變速傳動(dòng)裝置的三離合方法，能兼顧電機(jī)電動(dòng)和發(fā)電兩個(gè)狀態(tài)對(duì)扭矩轉(zhuǎn)速變化的要求，使電機(jī)在電動(dòng)和發(fā)電狀態(tài)時(shí)均能處于高效穩(wěn)定的工作狀態(tài)，提高了電機(jī)的運(yùn)行效率及能量回收效率，延長(zhǎng)了車輛的一次充電續(xù)駛里程。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為實(shí)施例I中電磁端齒離合器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2中固定嚙合盤的嚙合面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖2中活動(dòng)嚙合盤的嚙合面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為電磁端齒離合器中固定哨合盤和活動(dòng)哨合盤的結(jié)構(gòu)不意圖。圖中標(biāo)記1-主動(dòng)件，2-從動(dòng)件，3-固定嚙合盤，4-芯軸，5-第一軸承，6_第一線圈，7-支撐體，8-活動(dòng)嚙合盤，9-花鍵軸，10-第二軸承，11-第二線圈，12-定位銷， 13-定位孔，14-鍵槽，15-止推墊，16-第一線圈槽，17-第二線圈槽，18-輸入軸，19-輸出軸，20-第一中間軸，21-第二中間軸，22-第三中間軸，23-第四中間軸，24-軸承，25-第一離合器，26-第二離合器,27-第三離合器,28-第一轉(zhuǎn)速傳感器,29-第二轉(zhuǎn)速傳感器， A-第一主動(dòng)齒輪，B-第三主動(dòng)齒輪，C-第二從動(dòng)齒輪，D-第四從動(dòng)齒輪，E-第一從動(dòng)齒輪，F(xiàn)-第二主動(dòng)齒輪，G-第二從動(dòng)齒輪，H-第四主動(dòng)齒輪。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說明。為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
實(shí)施例I
如附圖I所示，本實(shí)施例的三離合三檔變速傳動(dòng)裝置，包括箱體，在箱體內(nèi)設(shè)置有輸入軸18以及套裝在所述輸入軸18上的第一主動(dòng)齒輪A和第三主動(dòng)齒輪B，輸出軸19以及套裝在所述輸出軸19上的第二從動(dòng)齒輪C和第四從動(dòng)齒輪D，所述輸入軸18和輸出軸19分別套裝于軸承24中，所述輸入軸18通過第一離合器25與輸出軸19連接，所述箱體內(nèi)設(shè)置有第一中間軸20以及套裝在第一中間軸20上的第一從動(dòng)齒輪E，第二中間軸21以及套裝在第二中間軸21上的第二主動(dòng)齒輪F，所述第一中間軸20和第二中間軸21分別套裝于軸承24中，所述第一中間軸20通過第二離合器26與第二中間軸21連接，所述第一中間軸20 上的第一從動(dòng)齒輪E與輸入軸18上的第一主動(dòng)齒輪A嚙合，所述第二中間軸21上的第二主動(dòng)齒輪F與輸出軸19上的第二從動(dòng)齒輪C嚙合；所述箱體內(nèi)還設(shè)置有第三中間軸22以及套裝在第三中間軸22上的第三從動(dòng)齒輪G，第四中間軸23以及套裝在第四中間軸23上的第四主動(dòng)齒輪H，所述第三中間軸22和第四中間軸23分別套裝于軸承24中，所述第三中間軸22通過第三離合器27與第四中間軸23連接，所述第三中間軸22上的第三從動(dòng)齒輪G 與輸入軸18上的第三主動(dòng)齒輪B嚙合，所述第四中間軸23上的第四主動(dòng)齒輪H與輸出軸 19上的第四從動(dòng)齒輪D嚙合。所述第一中間軸20上安裝有第一轉(zhuǎn)速傳感器28，用于檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；所述輸出軸19上安裝有第二轉(zhuǎn)速傳感器29，用于檢測(cè)輸出軸19的轉(zhuǎn)速。輸入軸18左端通過軸承24支撐在箱體上，所述輸入軸18左端與電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸連接，右端通過軸承24支撐在第一離合器25的左側(cè)，第一主動(dòng)齒輪A和第三主動(dòng)齒輪B套裝在輸入軸18上；輸出軸19的左端通過軸承24支撐在第一離合器25的右側(cè)，右端通過軸承24支撐在箱體上，第二從動(dòng)齒輪C和第四從動(dòng)齒輪D套裝在輸出軸19上。第一中間軸20左端通過軸承24支撐在箱體上，右端通過軸承24支撐在第二離合器26的左偵牝第一從動(dòng)齒輪E套裝在第一中間軸20上；第二中間軸21左端通過軸承24支撐在第二離合器26的右側(cè)，右端通過軸承24支撐在箱體上，第二主動(dòng)齒輪F套裝在第二中間軸21上。 第三中間軸22左端通過軸承24支撐在箱體上，右端通過軸承24支撐在第三離合器27的左側(cè)，第三從動(dòng)齒輪G套裝在第三中間軸22上；第四中間軸23左端通過軸承支撐在第三離合器27的右側(cè)，右端通過軸承24支撐在箱體上，第四主動(dòng)齒輪H套裝在第四中間軸21上。 所述第一離合器25左右端分別固定在輸入軸18、輸出軸19上,第二離合器26左右端分別固定在第一中間軸20、第二中間軸21上，第三離合器27左右端分別固定在第三中間軸22、 第四中間軸23上。本實(shí)施例三離合三檔變速傳動(dòng)裝置中輸入軸18與輸出軸19在一條軸線上，第一中間軸20與第二中間軸21在一條軸線上，第三中間軸22及第四中間軸23也在一條軸線上，所述輸入軸18、輸出軸19、第一中間軸20、第二中間軸21、第三中間軸22及第四中間軸23之間平行布置，簡(jiǎn)化了內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使得變速傳動(dòng)裝置體積小，降低了電動(dòng)機(jī)成本和重量，變速操作時(shí)更加平穩(wěn)無沖擊性，可靠性高，增加了電動(dòng)車的行駛性能和駕駛舒適性。由于電動(dòng)汽車具有三離合三檔變速傳動(dòng)裝置，通過控制變速傳動(dòng)裝置中第一離合器25和第三離合器27斷開，第二離合器26閉合使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低至設(shè)定值，以便車輛能在低速下得到較大的牽引力和扭矩，爬坡能力強(qiáng)；通過控制變速傳動(dòng)裝置中第二離合器26 和第三離合器27斷開,第一離合器25閉合使輸出軸19與輸入軸18相連，以便將動(dòng)力直接傳遞給輸出軸19，讓電動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)牽引電動(dòng)機(jī)的最大運(yùn)行效率，能量利用率高；通過控制第一離合器25和第二離合器26斷開，第三離合器27閉合使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高至設(shè)定值，使電動(dòng)汽車需要高轉(zhuǎn)速時(shí)就能夠提供高轉(zhuǎn)速，滿足電動(dòng)汽車對(duì)高轉(zhuǎn)速的要求。本實(shí)施例中的第一離合器、第二離合器及第三離合器都為電磁端齒離合器，如第一離合器25包括主動(dòng)件I與從動(dòng)件2，主動(dòng)件I和從動(dòng)件2對(duì)稱設(shè)置，所述主動(dòng)件包括芯軸
4、以及套裝在所述芯軸4上的固定嚙合3，所述固定嚙合盤3和芯軸4固定連接組成主動(dòng)端齒軸，所述主動(dòng)端齒軸套裝于第一軸承5中，所述固定嚙合盤3遠(yuǎn)離從動(dòng)件2 —側(cè)設(shè)有第一線圈槽16，由支撐體7包裹的第一線圈6裝于所述第一線圈槽16內(nèi)；所述從動(dòng)件包括花鍵軸9，活動(dòng)嚙合盤套8裝于所述花鍵軸9上組成從動(dòng)端齒軸，所述活動(dòng)嚙合盤8的中心軸孔設(shè)置有與所 述花鍵軸9的鍵齒相適配的鍵槽14，所述從動(dòng)端齒軸套裝于第二軸承10中， 所述活動(dòng)嚙合盤8遠(yuǎn)離主動(dòng)件一側(cè)設(shè)有第二線圈槽17，由支撐體7包裹的第二線圈裝11 于所述第二線圈槽17內(nèi)。所述芯軸4與輸入軸18連接，花鍵軸9與輸出軸19連接。如附圖3、附圖4所示，活動(dòng)嚙合盤的盤面上設(shè)置有與所述端面齒相嚙合的端面槽，所述端面齒或端面槽圍繞其所在嚙合盤的軸向等分間隔均勻分布，端面齒的高度和端面槽的深度一致，為了順利嚙合，端面槽的寬度稍大于端面齒的寬度。電磁端齒離合器工作時(shí)，主動(dòng)件中置放在第一線圈槽16里的第一線圈6通電，使固定嚙合盤3產(chǎn)生極性為“S”的磁力，通過控制第二線圈11的電極，使活動(dòng)嚙合盤8產(chǎn)生極性為“N”的磁力，由于固定嚙合盤3和芯軸4固定連接，而活動(dòng)嚙合盤8套在花鍵軸9上， 活動(dòng)嚙合盤8受電磁力的吸引，在花鍵軸9上向前滑動(dòng)，直至固定嚙合盤3與活動(dòng)嚙合盤8 嚙合，如附圖5所示，為固定嚙合盤和活動(dòng)嚙合盤的結(jié)構(gòu)示意圖(圖中省略了固定嚙合盤的盤面上設(shè)置的端面齒和活動(dòng)嚙合盤的盤面上設(shè)置的端面槽)，所述花鍵軸9的端面中心設(shè)置有定位銷12，固定嚙合盤3的中心開設(shè)有與定位銷12相適配的定位孔13，花鍵軸9的定位銷12與固定嚙合盤3的定位孔13配合，保證固定嚙合盤3和活動(dòng)嚙合盤8能夠在嚙合后保持軸向同心，所述第一線圈固定在第一線圈槽內(nèi)，不隨固定嚙合盤的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第二線圈固定在第二線圈槽內(nèi)，不隨活動(dòng)嚙合盤的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)改變第二線圈11的電極， 活動(dòng)嚙合盤8產(chǎn)生極性為“N”的磁力時(shí)，套在花鍵軸9上的活動(dòng)嚙合盤8在花鍵軸9上向后滑動(dòng)，固定嚙合盤3與活動(dòng)嚙合盤8瞬間脫離，為了防止活動(dòng)嚙合盤8瞬間向后滑動(dòng)距離過遠(yuǎn)，且易對(duì)后面的部件的造成撞擊，在活動(dòng)嚙合盤8后遠(yuǎn)離主動(dòng)件一側(cè)的花鍵軸9上設(shè)有止推墊15。電磁端齒離合器的嚙合和脫離都依靠變化的電磁力，并通過嚙合盤來傳遞扭矩， 減少了摩擦，增加了使用壽命，能快速、可靠的傳遞大扭矩，離合器采用電子控制，方便操縱且易于實(shí)現(xiàn)；換擋時(shí)間短，減少了在換擋過程中動(dòng)力的損耗。實(shí)施例2
本實(shí)施例變速傳動(dòng)裝置的三離合方法，根據(jù)電機(jī)在電動(dòng)和發(fā)電狀態(tài)轉(zhuǎn)速的不同，對(duì)變速傳動(dòng)裝置中的第一離合器25、第二離合器26和第三離合器27進(jìn)行閉合或斷開的操作， 所述變速傳動(dòng)裝置為三離合三檔變速傳動(dòng)裝置，所述變速傳動(dòng)裝置的三離合方法為
當(dāng)電機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸與輸入軸18連接，在變速傳動(dòng)裝置中，
輸入軸18作為輸入端，輸出軸19作為輸出端。(I)汽車在起步時(shí)段或者上坡時(shí)段低速運(yùn)行時(shí)，所需的牽引力較大，斷開第一離合器25和第三離合器27斷開，閉合第二離合器26，來自電機(jī)的動(dòng)力首先進(jìn)入輸入軸18，套裝在輸入軸18上的第一主動(dòng)齒輪A與套裝在第一中間軸20上的第一從動(dòng)齒輪E相互嚙合，經(jīng)一級(jí)變速，動(dòng)力通過齒輪傳遞給第一中間軸20，由于第二離合器26閉合，第一中間軸20 和第二中間軸21的轉(zhuǎn)速相等，套裝在第二中間軸21上的第二主動(dòng)齒輪F與套裝在輸出軸 19上的第二從動(dòng)齒輪C相互嚙合，經(jīng)二級(jí)變速，動(dòng)力通過齒輪傳遞給輸出軸19。通過設(shè)定四個(gè)齒輪嚙合的傳動(dòng)比，輸出軸19的轉(zhuǎn)速相對(duì)于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速降低了三倍(三為兩級(jí)變速后的齒輪傳動(dòng)比)，根據(jù)輸出功率一定的情況下，牽引力與速度成反比，輸出軸轉(zhuǎn)速降低， 則車輪扭矩和車輛牽引力增加，滿足汽車在起步時(shí)段或者上坡時(shí)段的需求。(2)電動(dòng)汽車正常起步后正常運(yùn)行時(shí)，不需要增加車輛牽引力時(shí)，斷開第二離合器26和第三離合器27,閉合第一離合器25,輸入軸18與輸出軸19通過第一離合器25直接連接，由于連接第一中間軸20和第二中間軸21的第二離合器26斷開，連接第三中間軸 22和第四中間軸23的第三離合器27斷開，因此第一從動(dòng)齒輪E和第二主動(dòng)齒輪F，第三從動(dòng)齒輪G和第四主動(dòng)齒輪H都處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，不傳遞動(dòng)力。來自電機(jī)的動(dòng)力首先進(jìn)入輸入軸18,通過第一離合器25直接將動(dòng)力傳遞給輸出軸19,輸入軸18和輸出軸19的轉(zhuǎn)速相等，讓電動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，提高能量利用效率。(3)電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行后，不需要太大牽引力，而需高轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，斷開第一離合器25和第二離合器26,閉合第三離合器27。來自電機(jī)的動(dòng)力首先進(jìn)入輸入軸18,套裝在輸入軸18上的第三主動(dòng)齒輪B與套裝在第三中間軸22上 的第三從動(dòng)齒輪G相互嚙合，經(jīng)一級(jí)變速，動(dòng)力通過齒輪傳遞給第三中間軸22，由于第三離合器27閉合，第三中間軸22和第四中間軸23的轉(zhuǎn)速相等，套裝在第四中間軸23上的第四主動(dòng)齒輪H與套裝在輸出軸19上的第四從動(dòng)齒輪D相互嚙合，經(jīng)二級(jí)變速，動(dòng)力通過齒輪傳遞給輸出軸19。通過設(shè)定四個(gè)齒輪嚙合的傳動(dòng)比，輸出軸19的轉(zhuǎn)速相對(duì)于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速增加了三倍(三為兩級(jí)變速后的齒輪傳動(dòng)比)，滿足汽車對(duì)高轉(zhuǎn)速的需求。電機(jī)在發(fā)電狀態(tài)時(shí)，輸出軸19作為輸入端，輸入軸18作為輸出端，
(1)當(dāng)車輛在高速工況制動(dòng)，輸出軸19的轉(zhuǎn)速高于最高發(fā)電效率對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)， 斷開第二離合器26和第三離合器27,閉合第一離合器25,輸出軸19和輸入軸18直接相連驅(qū)動(dòng)電機(jī)；由于連接第一中間軸20和第二中間軸21的第二離合器26斷開，因此第一從動(dòng)齒輪E和第二主動(dòng)齒輪F處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，不傳遞動(dòng)力，同理由于連接第三中間軸22和第四中間軸23的第三離合器27斷開，因此第三從動(dòng)齒輪G和第四主動(dòng)齒輪H也處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)， 不傳遞動(dòng)力。通過輸出軸19與輸入軸18直接相連，使電機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出軸19的轉(zhuǎn)速一致， 讓電機(jī)處于穩(wěn)定的發(fā)電狀態(tài)；
(2)當(dāng)車輛在低速工況制動(dòng)，輸出軸19的轉(zhuǎn)速低于最高發(fā)電效率對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)， 啟動(dòng)智能變速箱增速功能，斷開第一離合器25和第三離合器27，閉合第二離合器26，輸出軸19作為輸入端，套裝在輸出軸19上的第二從動(dòng)齒輪C與套裝在第二中間軸21上的第二主動(dòng)齒輪F相互嚙合，經(jīng)一級(jí)變速，動(dòng)力通過齒輪傳遞給第二中間軸21，由于第二離合器 26閉合，第二中間軸21和第一中間軸20的轉(zhuǎn)速相等，套裝在第一中間軸20上的第一從動(dòng)齒輪E與套裝在輸出軸19上的第一主動(dòng)齒輪A相互嚙合，經(jīng)二級(jí)變速再傳遞給輸入軸18， 通過齒輪傳動(dòng)比使輸入軸18的轉(zhuǎn)速相對(duì)輸出軸19的轉(zhuǎn)速提升三倍，整個(gè)制動(dòng)過程中，即使輸出軸19的轉(zhuǎn)速小于達(dá)到某個(gè)最佳效率區(qū)所要求的最低速度時(shí)，通過齒輪傳動(dòng)比使輸入軸18的轉(zhuǎn)速相對(duì)輸出軸19的轉(zhuǎn)速得到提升，使輸出軸19的最低轉(zhuǎn)速即便處于較小值也能進(jìn)行能量回收，從而極大地提高了整車的能量回收效率，增加了續(xù)航里程。
本實(shí)施例的變速傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)組成靈活，可根據(jù)需要任意設(shè)計(jì)齒輪的最佳傳動(dòng)比；采用變速傳動(dòng)裝置的三離合方法，能兼顧電動(dòng)機(jī)電動(dòng)和發(fā)電兩個(gè)狀態(tài)對(duì)扭矩轉(zhuǎn)速變化的要求，使電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)和發(fā)電狀態(tài)時(shí)均能處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，提高了電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率及能量回收效率，延長(zhǎng)了車輛的一次充電續(xù)駛里程。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)
權(quán)利要求
1.三離合三檔變速傳動(dòng)裝置，包括箱體，在箱體內(nèi)設(shè)置有輸入軸以及套裝在所述輸入軸上的第一主動(dòng)齒輪和第三主動(dòng)齒輪，輸出軸以及套裝在所述輸出軸上的第二從動(dòng)齒輪和第四從動(dòng)齒輪，所述輸入軸通過第一離合器與輸出軸連接，其特征在于所述箱體內(nèi)設(shè)置有第一中間軸以及套裝在第一中間軸上的第一從動(dòng)齒輪，第二中間軸以及套裝在第二中間軸上的第二主動(dòng)齒輪，所述第一中間軸通過第二離合器與第二中間軸連接，所述第一中間軸上的第一從動(dòng)齒輪與輸入軸上的第一主動(dòng)齒輪嚙合，所述第二中間軸上的第二主動(dòng)齒輪與輸出軸上的第二從動(dòng)齒輪嚙合；所述箱體內(nèi)還設(shè)置有第三中間軸以及套裝在第三中間軸上的第三從動(dòng)齒輪，第四中間軸以及套裝在第四中間軸上的第四主動(dòng)齒輪，所述第三中間軸通過第三離合器與第四中間軸連接，所述第三中間軸上的第三從動(dòng)齒輪與輸入軸上的第三主動(dòng)齒輪嚙合，所述第四中間軸上的第四主動(dòng)齒輪與輸出軸上的第四從動(dòng)齒輪嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三離合三檔變速傳動(dòng)裝置，其特征在于所述第一中間軸和輸出軸上分別安裝有轉(zhuǎn)速傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的三離合三檔變速傳動(dòng)裝置，其特征在于所述輸入軸與輸出軸在一條軸線上，第一中間軸與第二中間軸在一條軸線上，第三中間軸及第四中間軸也在一條軸線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三離合三檔變速傳動(dòng)裝置，其特征在于所述第一離合器、第二離合器及第三離合器為摩擦離合器、液力偶合器、齒輪離合器或電磁離合器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三離合三檔變速傳動(dòng)裝置，其特征在于所述第一離合器和第二離合器及第三離合器分別為電磁端齒離合器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三離合三檔變速傳動(dòng)裝置，其特征在于所述電磁端齒離合器，包括主動(dòng)件與從動(dòng)件，主動(dòng)件和從動(dòng)件對(duì)稱設(shè)置，所述主動(dòng)件包括芯軸、以及套裝在所述芯軸上的固定嚙合盤，所述固定嚙合盤和芯軸固定連接組成主動(dòng)端齒軸，所述主動(dòng)端齒軸套裝于第一軸承中，所述固定嚙合盤遠(yuǎn)離從動(dòng)件一側(cè)設(shè)有第一線圈槽，由支撐體包裹的第一線圈裝于所述第一線圈槽內(nèi)，其特征在于所述從動(dòng)件包括花鍵軸，活動(dòng)嚙合盤套裝于所述花鍵軸上組成從動(dòng)端齒軸，所述從動(dòng)端齒軸套裝于第二軸承中，所述活動(dòng)嚙合盤遠(yuǎn)離主動(dòng)件一側(cè)設(shè)有第二線圈槽，由支撐體包裹的第二線圈裝于所述第二線圈槽內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三離合三檔變速傳動(dòng)裝置，其特征在于所述花鍵軸的端面中心設(shè)置有定位銷，固定嚙合盤的中心開設(shè)有與定位銷相適配的定位孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三離合三檔變速傳動(dòng)裝置，其特征在于所述固定嚙合盤的盤面上設(shè)置有端面齒，活動(dòng)嚙合盤的盤面上設(shè)置有與所述端面齒相嚙合的端面槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三離合三檔變速傳動(dòng)裝置，其特征在于所述活動(dòng)嚙合盤后遠(yuǎn)離主動(dòng)件一側(cè)的花鍵軸上設(shè)有止推墊。
10.變速傳動(dòng)裝置的三離合方法，其特征在于根據(jù)電機(jī)在電動(dòng)和發(fā)電狀態(tài)轉(zhuǎn)速的不同，對(duì)變速傳動(dòng)裝置中的第一離合器、第二離合器和第三離合器進(jìn)行閉合或斷開的操作， 所述變速傳動(dòng)裝置為權(quán)利要求I一9中任意一項(xiàng)所述的三離合三檔變速傳動(dòng)裝置，所述變速傳動(dòng)裝置的三離合方法為A、當(dāng)電機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)時(shí),輸入軸作為輸入端,輸出軸作為輸出端，①當(dāng)車輛在低速工況運(yùn)行時(shí)，斷開第一離合器和第三離合器、閉合第二離合器，電機(jī)通過輸入軸和第一中間軸，第二中間軸和輸出軸設(shè)定的齒輪傳動(dòng)比將轉(zhuǎn)速降低，以便扭矩增加；②當(dāng)車輛在中速工況運(yùn)行時(shí)，斷開第二離合器和第三離合器，閉合第一離合器，電機(jī)通過輸入軸和輸出軸相連直接輸出轉(zhuǎn)速和扭矩；(D當(dāng)車輛在高速工況運(yùn)行時(shí)，斷開第一離合器和第二離合器，閉合第三離合器，電機(jī)通過輸入軸和第三中間軸，第四中間軸和輸出軸設(shè)定的齒輪傳動(dòng)比將轉(zhuǎn)速增加，以滿足汽車對(duì)高轉(zhuǎn)速的需求；B、電機(jī)在發(fā)電狀態(tài)時(shí)，輸出軸作為輸入端，輸入 軸作為輸出端，①當(dāng)車輛在高速工況制動(dòng)時(shí)，斷開第二離合器和第三離合器、閉合第一離合器，通過輸出軸和輸入軸直接相連驅(qū)動(dòng)電機(jī)；②當(dāng)車輛在低速工況制動(dòng)時(shí)，斷開第一離合器和第三離合器、閉合第二離合器，通過輸出軸和第二中間軸，第一中間軸和輸入軸設(shè)定的齒輪傳動(dòng)比將電機(jī)轉(zhuǎn)速提升。
全文摘要
本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車領(lǐng)域，更具體地說涉及一種用于電動(dòng)車變速的三離合三檔變速傳動(dòng)裝置及變速傳動(dòng)裝置的三離合方法。三離合三檔變速傳動(dòng)裝置，包括箱體，在箱體內(nèi)設(shè)置有輸入軸以及套裝在所述輸入軸、輸出軸，輸入軸通過第一離合器與輸出軸連接，箱體內(nèi)設(shè)置有第一中間軸、第二中間軸，第一中間軸通過第二離合器與第二中間軸連接；箱體內(nèi)還設(shè)置有第三中間軸、第四中間軸，第三中間軸通過第三離合器與第四中間軸連接，各軸上設(shè)置有大小不一的齒輪，齒輪間相互嚙合。通過控制第二離合器閉合使車輛能在低速下得到較大的牽引力和扭矩；第一離合器閉合使電動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)；第三離合器閉合使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高至設(shè)計(jì)值，滿足電動(dòng)汽車對(duì)高轉(zhuǎn)速的要求。
文檔編號(hào)F16H3/097GK102619936SQ201210102500
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者張列平, 王選民 申請(qǐng)人:成都凱邁科技有限公司