一種用于電動汽車的自動變速器及汽車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于電動汽車的自動變速器。所述自動變速器包括：主動軸、一擋一級主動齒輪、一擋一級被動齒輪、一擋二級主動齒輪、一擋二級被動齒輪、二擋主動齒輪以及二擋被動齒輪，所述一擋一級主動齒輪設置于所述主動軸上，并與所述一擋一級被動齒輪嚙合；所述一擋二級主動齒輪與所述一擋一級被動齒輪為一整體，并與所述一擋二級被動齒輪嚙合；所述一擋二級被動齒輪和所述二擋主動齒輪均與所述主動軸共軸線，且所述二擋主動齒輪與所述二擋被動齒輪嚙合。本發(fā)明優(yōu)化了自動變速器各旋轉件的轉速，擴大了自動變速器輸入轉速的范圍；同時有利于縮短換擋時間，改善換擋品質。此外，本發(fā)明還改善了齒輪的受力狀況，延長齒輪壽命，降低了齒輪傳動噪聲。
【專利說明】
一種用于電動汽車的自動變速器及汽車
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及變速器領域，具體地，涉及一種用于電動汽車的自動變速器及汽車。
【背景技術】
[0002] 純電動汽車(Battery Electric Vehicle，簡稱BEV)是指以車載電源為動力，用電 機驅動車輪行駛的對環(huán)境影響極小的新一代清潔能源汽車。在單檔的純電動汽車中，傳動 比固定，只能單純地靠改變電機轉速來控制輸出速度，而電機的轉速是通過改變電流的大 小來控制的，對電機要求較高、且會影響電機的使用壽命。在驅動電機參數(shù)已確定的情況 下，輸出轉矩和輸出轉速范圍較小，最高車速和爬坡性能因此受限。因此，兩擋變速器能解 決上述問題?，F(xiàn)已公開的兩擋變速器，存在各種問題。當變速器處于2擋時，1擋的主動齒輪 帶著與其連接的一擋離合器摩擦片空轉，其轉速是輸入轉速與速比比值(一擋速比與二擋 速比的比值)的乘積，例如最大輸入轉速為n〇 = 6000r/min，速比比值為1.8，則一擋主動齒 輪和一擋離合器摩擦片空轉轉速最高達到n = nQ*l. 8 = 10800r/min，將引起噪聲大，能量損 失大等問題，更主要的是摩擦片邊沿的線速度(v = Jmr/60,角速度與半徑的乘積)會超過其 許用值。因此，該自動變速器只能用于輸入轉速較低的低速電機及低速車。另外，當變速器 處于2擋時，1擋離合器是分離的，其一端的摩擦片隨一擋主動齒輪旋轉，另一端隨主動軸 (輸入軸)旋轉，兩端的相對轉速(轉速差)為△ n = n-n〇 = 0.8n〇。
[0003] 圖1是現(xiàn)有的兩擋變速器的結構示意圖。如圖1所示，具體地，當二擋離合器2接合， 二擋主動齒輪的轉速與輸入軸的轉速相同，即等于動力電機的轉速n〇，變速器處于2擋。由 于一擋和二擋的兩對齒輪處于常嚙合狀態(tài)，而一擋被動齒輪、二擋被動齒輪同為一體，轉速 相同，所以一擋主動齒輪在一擋被動齒輪的驅動下，處于空轉狀態(tài)，其轉速為
[0004] m=n〇ii/12
[0005] 式中，i#Pi2分別為一擋和二擋的速比，h>i2,一般h為1 2的1.8~2倍，則一擋主動 齒輪空轉轉速為輸入轉速的1.8~2倍。由于一擋離合器4的一端與一擋主動齒輪固定連接， 所以該端的摩擦片以相同的轉速旋轉。因此，限定了輸入轉速不能太高，否則，變速器處于 二擋時，一擋主動齒輪和一擋離合器摩擦片的轉速太高，摩擦片邊緣的線速度將超過其許 用值。另外，一擋離合器4的一端與輸入軸連接，轉速為n Q，另一端與一擋主動齒輪固定連 接，其轉速為n〇ii/i2,離合器兩端相對轉速較高(n〇/i2*(ii_i2))，換擋困難。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種用于電動汽車的自動變速器及汽車。其中，所述自動變 速器解決了現(xiàn)有的兩擋變速器存在的輸入轉速受限制以及使用范圍窄的技術問題。此外， 不僅能夠降低換擋時離合器兩端的相對轉速，縮短換擋時間，改善換擋品質，還且還能夠改 善了齒輪的受力狀況，延長齒輪壽命，降低了齒輪傳動噪聲。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于電動汽車的自動變速器。所述自動變速 器包括：
[0008] 主動軸、一擋一級主動齒輪、一擋一級被動齒輪、一擋二級主動齒輪、一擋二級被 動齒輪、二擋主動齒輪以及二擋被動齒輪，
[0009] 所述一擋一級主動齒輪設置于所述主動軸上，并與所述一擋一級被動齒輪嚙合； 所述一擋二級主動齒輪與所述一擋一級被動齒輪為一整體，并與所述一擋二級被動齒輪嚙 合;所述一擋二級被動齒輪和所述二擋主動齒輪均與所述主動軸共軸線，且所述二擋主動 齒輪與所述二擋被動齒輪嚙合。
[0010] 可選地，所述自動變速器還包括:主減速器，
[0011] 所述主減速器的主動齒輪與所述二擋被動齒輪為一整體，所述主減速器的主動齒 輪與所述主減速器的被動齒輪嗤合。
[0012] 可選地，所述自動變速器還包括:一擋離合器和二擋離合器，
[0013] 所述一擋離合器的一端連接所述一擋二級被動齒輪，所述一擋離合器的另一端連 接所述二擋主動齒輪;所述二擋離合器的一端連接所述二擋主動齒輪，所述二擋離合器的 另一端連接所述主動軸。
[0014] 可選地，所述自動變速器還包括：
[0015] 液壓系統(tǒng)，與所述一擋離合器和所述二擋離合器相連，用于控制所述一擋離合器 接合或分離以及控制所述二擋離合器接合或分離。
[0016] 可選地，所述自動變速器還包括：油栗，與所述液壓系統(tǒng)連接，用于為所述液壓系 統(tǒng)提供動力。
[0017] 可選地，在所述一擋離合器接合，以及所述二擋離合器分離的情況下，所述主動軸 傳入的動力經(jīng)所述一擋一級主動齒輪、所述一擋一級被動齒輪、所述一擋二級主動齒輪、所 述一擋二級被動齒輪、所述一擋離合器、所述二擋主動齒輪、所述二擋被動齒輪傳遞，由所 述主減速器輸出，
[0018] 其中，所述二擋離合器處于空轉狀態(tài)。
[0019] 可選地，在所述二擋離合器接合，以及所述一擋離合器分離的情況下，所述主動軸 傳入的動力經(jīng)所述二擋離合器、所述二擋主動齒輪、所述二擋被動齒輪傳遞，由主減速器輸 出，
[0020] 其中，所述一擋一級主動齒輪、所述一擋一級被動齒輪、所述一擋二級主動齒輪、 所述一擋二級被動齒輪處于空轉狀態(tài)。
[0021] 可選地，所述二擋主動齒輪的轉速與所述一擋二級被動齒輪的轉速相同。
[0022] 相應地，本發(fā)明還提供一種電動汽車。所述電動汽車包括用于電動汽車的自動變 速器。
[0023] 通過上述技術方案，一擋一級主動齒輪設置于主動軸上，并與一擋一級被動齒輪 口齒合;一擋二級主動齒輪與一擋一級被動齒輪為一整體，并與一擋二級被動齒輪嗤合;一擋 二級被動齒輪和二擋主動齒輪均與主動軸共軸線，且二擋主動齒輪與二擋被動齒輪嚙合， 解決了現(xiàn)有的兩擋變速器存在的輸入轉速受限制以及使用范圍窄的技術問題。此外，不僅 能夠降低換擋時離合器兩端的相對轉速，縮短換擋時間，改善換擋品質，還且還能夠改善了 齒輪的受力狀況，延長齒輪壽命，降低了齒輪傳動噪聲。
【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些圖獲得其他的附圖。
[0025] 圖1是現(xiàn)有的兩擋變速器的結構示意圖。
[0026] 圖2是本發(fā)明一實施例提供的自動變速器的結構示意圖。
[0027]附圖標記說明
[0028] 1主動軸 2二擋離合器 3二擋主動齒輪4 一擋離合器
[0029] 5-擋二級被動齒輪6-擋一級主動齒輪
[0030] 7-擋一級被動齒輪8-擋二級主動齒輪9二擋被動齒輪
[0031] 10主減速器 11液壓系統(tǒng) 12油栗 13電機14車輪
【具體實施方式】
[0032]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0033] 圖2是本發(fā)明一實施例提供的自動變速器的結構示意圖。如圖2所示，本發(fā)明一實 施例提供的自動變速器包括:主動軸1、一擋一級主動齒輪6、一擋一級被動齒輪7、一擋二級 主動齒輪8、一擋二級被動齒輪5、二擋主動齒輪3以及二擋被動齒輪9,所述一擋一級主動齒 輪6設置于所述主動軸1上，并與所述一擋一級被動齒輪7嚙合;所述一擋二級主動齒輪8與 所述一擋一級被動齒輪7為一整體，并與所述一擋二級被動齒輪5嗤合;所述一擋二級被動 齒輪5和所述二擋主動齒輪3均與所述主動軸1共軸線，且所述二擋主動齒輪3與所述二擋被 動齒輪9嚙合。
[0034] 在本實施例中，所述自動變速器還包括:主減速器10，所述主減速器10的主動齒輪 與所述二擋被動齒輪9為一整體，所述主減速器10的主動齒輪與所述主減速器10的被動齒 輪嚙合。
[0035] 在本實施例中，所述自動變速器還包括:一擋離合器4和二擋離合器2,所述一擋離 合器4的一端連接所述一擋二級被動齒輪5,所述一擋離合器4的另一端連接所述二擋主動 齒輪3;所述二擋離合器2的一端連接所述二擋主動齒輪3,所述二擋離合器2的另一端連接 所述主動軸1。
[0036] 具體地，在所述一擋離合器4接合，以及所述二擋離合器2分離的情況下，所述主動 軸1傳入的動力經(jīng)所述一擋一級主動齒輪6、所述一擋一級被動齒輪7、所述一擋二級主動齒 輪8、所述一擋二級被動齒輪5、所述一擋離合器4、所述二擋主動齒輪3、所述二擋被動齒輪9 傳遞，由所述主減速器10輸出，其中，所述二擋離合器2處于空轉狀態(tài)，所述二擋主動齒輪3 的轉速與所述一擋二級被動齒輪5的轉速相同。在所述二擋離合器2接合，以及所述一擋離 合器4分離的情況下，所述主動軸1傳入的動力經(jīng)所述二擋離合器4、所述二擋主動齒輪3、所 述二擋被動齒輪9傳遞，由主減速器10輸出，其中，所述一擋一級主動齒輪6、所述一擋一級 被動齒輪7、所述一擋二級主動齒輪8、所述一擋二級被動齒輪5處于空轉狀態(tài)。
[0037] 在具體的實施方式中，所述自動變速器還包括:液壓系統(tǒng)11，與所述一擋離合器4 和所述二擋離合器2相連，用于控制所述一擋離合器4接合或分離以及控制所述二擋離合器 2接合或分離。
[0038] 在具體的實施方式中，所述自動變速器還包括：油栗12,與所述液壓系統(tǒng)11連接， 用于為所述液壓系統(tǒng)11提供動力。
[0039] 本實施例通過將一擋一級主動齒輪設置于主動軸上，并與一擋一級被動齒輪嚙 合;一擋二級主動齒輪與一擋一級被動齒輪為一整體，并與一擋二級被動齒輪嚙合;一擋二 級被動齒輪和二擋主動齒輪均與主動軸共軸線，且二擋主動齒輪與二擋被動齒輪嚙合，解 決了現(xiàn)有的兩擋變速器存在的輸入轉速受限制以及使用范圍窄的技術問題。此外，不僅能 夠降低換擋時離合器兩端的相對轉速，縮短換擋時間，改善換擋品質，還且還能夠改善了齒 輪的受力狀況，延長齒輪壽命，降低了齒輪傳動噪聲。
[0040] 參照圖2,本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了一種可兩擋變速的自動變速器(簡稱2DCT)， 該自動變速器包括:主動軸1、一擋離合器4、二擋離合器2、一擋一級主動齒輪6、一擋一級被 動齒輪7、一擋二級主動齒輪8、一擋二級被動齒輪5、二擋主動齒輪3、二擋被動齒輪9和主減 速器10。
[0041] 主動軸1即動力輸入軸，通過花鍵和電機13的輸出軸連接。一擋一級主動齒輪6與 主動軸1為一整體，和一擋一級被動齒輪7嗤合，一擋二級主動齒輪8與一擋一級被動齒輪7 為一整體，與一擋二級被動齒輪5嗤合，一擋二級被動齒輪5與主動軸1共軸線。二擋主動齒 輪3與主動軸1共軸線，與二擋被動齒輪9嗤合。一擋離合器4一端連接一擋二級被動齒輪5， 另一端連接二擋主動齒輪3。二擋離合器2-端連接主動軸1，另一端同樣連接二擋主動齒輪 3。主減速器10的主動齒輪與二擋被動齒輪9為一整體，被動齒輪通過差速器將動力輸出至 汽車的車輪14。
[0042] 當一擋離合器4接合，以及二擋離合器2分離時，二擋主動齒輪3與一擋二級被動齒 輪5轉速相同，變速器的動力傳輸路線是，由輸入軸1輸入，經(jīng)一擋一級主動齒輪6、一擋一級 被動齒輪7、一擋二級主動齒輪8、一擋二級被動齒輪5、一擋離合器4、二擋主動齒輪3以及二 擋被動齒輪9,最后由主減速器10輸出。一擋減速由三級減速構成，此時一擋速比為各級減 速比的乘積，即
[0043]
[0044] 式中，21、22、23、24、25、26分別為一擋一級主動齒輪6、一擋一級被動齒輪7、一擋二 級主動齒輪8、一擋二級被動齒輪5、二擋主動齒輪3和二擋被動齒輪9的齒數(shù)。
[0045] 具體地，同樣的一擋減速比原來由一對齒輪完成，現(xiàn)由3對齒輪完成，分配到每對 齒輪的減速比就比原來的小，在同樣中心距的情況下，減速比小，意味著小齒輪(主動齒輪） 的直徑大，傳遞同樣扭矩，齒輪直徑大，則齒輪的受力小，齒輪受力小，可以提高齒輪壽命， 而且可以采用模數(shù)更小的齒輪，利于降低噪聲。
[0046] 當二擋離合器2接合，以及一擋離合器4分離時，二擋主動齒輪3與主動軸1轉速相 同，變速器的動力傳輸路線是，由輸入軸1輸入，經(jīng)二擋離合器4、二擋主動齒輪3和二擋被動 齒輪9,最后由主減速器10輸出。此時二擋速比為：
[0047]
[0048] 通過對各齒輪齒數(shù)的的選配，可以得到所需要的速比。
[0049] 當變速器處于一擋時，除二擋離合器2外，其它各構件都參與傳動工作，主動軸1、 一擋一級主動齒輪6轉速最高，為輸入轉速no,其它構件轉速沿動力傳輸線路依次遞減。二 擋離合器2-端隨主動軸空轉，轉速m=n〇，另一端隨二擋主動齒輪3空轉，轉速為：
[0050]
[00511二擋離合器2兩端相對轉速為：
[0052]
[0053]當變速器處于二擋時，輸入軸1，二擋離合器2、二擋主動齒輪3和二擋被動齒輪9， 主減速器10參與傳動工作，主動軸1、二擋主動齒輪6轉速最高，為輸入轉速n〇,二擋被動齒 輪9轉速為n〇/i2。一擋一級主動齒輪6、一擋一級被動齒輪7、一擋二級主動齒輪8以及一擋二 級被動齒輪5處于空轉狀態(tài)，一擋一級主動齒輪6轉速最高，為輸入轉速no，其它依次遞減。 一擋離合器4 一端隨一擋二級被動齒輪5空轉，轉速為：
[0054]
[0055]另一端隨二擋主動齒輪3空轉，轉速為n2 = n〇,一擋離合器4兩端相對轉速為
[0056]
[0057]無論變速器處于一擋或二擋，不工作的離合器兩端相對轉速的絕對值均為
[0058]
[0059] 因為，所卩
換擋前離合器的相對轉速降低， 降低了換擋時間。
[0060] 具體地，與現(xiàn)有的二擋變速器相比，當變速器處于一擋時，二擋離合器處于分離狀 態(tài)，二擋離合器兩端的相對轉速是Δ n = n〇*(l_i2/ii)，如果ii/i2 = l .8,則Δ η = 0·44η〇,而 當變速器處于二擋時，一擋離合器處于分離狀態(tài)，一擋離合器兩端的相對轉速是A η = η〇* (1-12/^=0.44110,而現(xiàn)有的二擋變速器的一擋離合器兩端的相對轉速Δ η = 〇.8η〇,可見 縮短了由2擋換到1擋的時間，改善了換擋品質。
[0061] 優(yōu)選地，該自動變速器還包括與離合器相連的液壓系統(tǒng)11，并設有為液壓系統(tǒng)11 提供動力的油栗12，油栗由電機13驅動。
[0062] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種純電動汽車，采用上述實施例的自動變速器 機構。
[0063] 由以上表述可知，本發(fā)明提供的用于電動汽車的自動變速器及具有該自動變速器 的汽車的上述實施例實現(xiàn)了如下技術效果：
[0064] 1、無論傳動件還是空轉件，所有旋轉件轉速在任何時候均不大于變速器的輸入轉 速，擴大了自動變速器的輸入轉速范圍。
[0065] 2、換擋前離合器兩端的相對轉速低，換擋時間短，改善換擋品質。
[0066] 3、一擋減速比由3對齒輪完成，分配到每對齒輪的減速比就比由一對齒輪完成小， 在同樣中心距的情況下，減速比小，則小齒輪(主動齒輪）的直徑大，傳遞同樣扭矩，齒輪直 徑大，則齒輪的受力小，可以提高齒輪壽命，而且可以采用模數(shù)更小的齒輪，利于降低噪聲。 [0067]以上結合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實 施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡 單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0068] 另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛 盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可 能的組合方式不再另行說明。
[0069] 此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本 發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內容。
【主權項】
1. 一種用于電動汽車的自動變速器，其特征在于，所述自動變速器包括： 主動軸（1 )、一擋一級主動齒輪(6)、一擋一級被動齒輪(7)、一擋二級主動齒輪(8)、一 擋二級被動齒輪(5)、二擋主動齒輪(3)以及二擋被動齒輪(9)， 所述一擋一級主動齒輪(6)設置于所述主動軸（1)上，并與所述一擋一級被動齒輪(7) 口齒合;所述一擋二級主動齒輪(8)與所述一擋一級被動齒輪(7)為一整體，并與所述一擋二 級被動齒輪(5)嚙合;所述一擋二級被動齒輪(5)和所述二擋主動齒輪(3)均與所述主動軸 (1)共軸線，且所述二擋主動齒輪(3)與所述二擋被動齒輪(9)嚙合。2. 根據(jù)權利要求1所述的用于電動汽車的自動變速器，其特征在于，所述自動變速器還 包括： 主減速器（10)， 所述主減速器（10)的主動齒輪與所述二擋被動齒輪(9)為一整體，所述主減速器（10) 的主動齒輪與所述主減速器(10)的被動齒輪嚙合。3. 根據(jù)權利要求1所述的用于電動汽車的自動變速器，其特征在于，所述自動變速器還 包括： 一擋離合器(4)和二擋離合器(2)， 所述一擋離合器(4)的一端連接所述一擋二級被動齒輪(5)，所述一擋離合器(4)的另 一端連接所述二擋主動齒輪(3);所述二擋離合器(2)的一端連接所述二擋主動齒輪(3)，所 述二擋離合器(2)的另一端連接所述主動軸(1)。4. 根據(jù)權利要求3所述的用于電動汽車的自動變速器，其特征在于，所述自動變速器還 包括： 液壓系統(tǒng)（11)，與所述一擋離合器(4)和所述二擋離合器(2)相連，用于控制所述一擋 離合器(4)接合或分離以及控制所述二擋離合器(2)接合或分離。5. 根據(jù)權利要求4所述的用于電動汽車的自動變速器，其特征在于，所述自動變速器還 包括： 油栗（12)，與所述液壓系統(tǒng)（11)連接，用于為所述液壓系統(tǒng)（11)提供動力。6. 根據(jù)權利要求3所述的用于電動汽車的自動變速器，其特征在于， 在所述一擋離合器(4)接合，以及所述二擋離合器(2)分離的情況下，所述主動軸（1)傳 入的動力經(jīng)所述一擋一級主動齒輪(6)、所述一擋一級被動齒輪(7)、所述一擋二級主動齒 輪(8)、所述一擋二級被動齒輪(5)、所述一擋離合器(4)、所述二擋主動齒輪(3)、所述二擋 被動齒輪(9)傳遞，由所述主減速器(10)輸出， 其中，所述二擋離合器(2)處于空轉狀態(tài)。7. 根據(jù)權利要求3所述的用于電動汽車的自動變速器，其特征在于， 在所述二擋離合器(2)接合，以及所述一擋離合器(4)分離的情況下，所述主動軸（1)傳 入的動力經(jīng)所述二擋離合器(4)、所述二擋主動齒輪(3)、所述二擋被動齒輪(9)傳遞，由主 減速器(10)輸出， 其中，所述一擋一級主動齒輪(6)、所述一擋一級被動齒輪(7)、所述一擋二級主動齒輪 (8)、所述一擋二級被動齒輪(5)處于空轉狀態(tài)。8. 根據(jù)權利要求6所述的用于電動汽車的自動變速器，其特征在于，所述二擋主動齒輪 (3)的轉速與所述一擋二級被動齒輪(5)的轉速相同。9. 一種電動汽車，其特征在于，所述電動汽車包括權利要求1-8中任意一項權利要求所 述的用于電動汽車的自動變速器。
【文檔編號】F16H3/087GK105864367SQ201610356812
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】賀雙桂, 傅兵, 高帥, 王建德, 田苗亮, 陳黎, 劉云峰
【申請人】湖南江麓容大車輛傳動股份有限公司