本發(fā)明涉及電動汽車的底盤設計與制造領域，尤其是涉及一種麥弗遜式懸架輪邊驅(qū)動系統(tǒng)。

背景技術：

1、發(fā)展節(jié)能、環(huán)保的電動汽車是汽車產(chǎn)業(yè)解決未來能源、環(huán)境問題的措施之一，其中，分布式驅(qū)動電動汽車是一種具有多個獨立動力源的電動汽車，取消了半軸等傳動部件，具有傳動鏈短、動力傳遞高效、結構緊湊的優(yōu)點。同時，各動力源驅(qū)動/制動轉(zhuǎn)矩獨立可控，具備高機動性和高可靠性，進一步集成線控獨立轉(zhuǎn)向技術的驅(qū)動、轉(zhuǎn)向一體化模塊，不僅可以實現(xiàn)主動前后輪控制、直接橫擺力矩控制等，更有利于實現(xiàn)車輛的模塊化、系列化開發(fā)，是實現(xiàn)無人駕駛的理想車型。

2、相較于輪轂電機驅(qū)動技術，采用輪邊電機可以降低對驅(qū)動電機性能的要求。申請公布號cn118254865a公開了一種輪邊驅(qū)動電機雙叉臂懸架的四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該構型具有良好的結構剛度，但車輪最大轉(zhuǎn)向角度受下擺臂形狀的約束，同時轉(zhuǎn)向減速器輸出軸須與轉(zhuǎn)向臂和球鉸的中心線嚴格重合，否則會引起結構干涉。對此，申請公布號cn116279770a公開了一種基于輪轂電機的車輪獨立轉(zhuǎn)向結構，將轉(zhuǎn)向電機安裝于車架上，令轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動整個懸架結構進行轉(zhuǎn)向，避免轉(zhuǎn)向時車輪與懸架發(fā)生干涉，但在該懸架構型下車輪垂向跳動時，車輪中心線會在車輪側(cè)向方向上發(fā)生移動，而頂部轉(zhuǎn)向支架與轉(zhuǎn)向軸之間僅通過圓錐滾子軸承支承，當車輪中心線超出圓錐滾子軸承的回轉(zhuǎn)半徑時，輪端垂向力會對軸承產(chǎn)生較大的傾覆力矩，可見該構型對頂部圓錐滾子軸承支承以及結構有著很高的支承剛度要求。

3、綜上所述，如何設計一種既能滿足大角度轉(zhuǎn)向需求，且具有對支撐剛度要求低的輪邊驅(qū)動系統(tǒng)為需要解決的技術問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的無法滿足大角度轉(zhuǎn)向需求或?qū)χ蝿偠纫蟾叩娜毕荻峁┮环N麥弗遜式懸架輪邊驅(qū)動系統(tǒng)。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

3、根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種麥弗遜式懸架輪邊驅(qū)動系統(tǒng)，包括車輪、輪轂、傳動部、驅(qū)動電機、球鉸、連接機構、副支架、車架、支承軸承和轉(zhuǎn)向電機；

4、所述車輪安裝在輪轂上；所述傳動部包括傳動機構殼體和位于傳動機構殼體內(nèi)的傳動機構，所述傳動機構輸入端連接驅(qū)動電機，輸出端連接輪轂，所述傳動機構殼體通過球鉸和連接機構連接副支架；所述副支架連接支承軸承的內(nèi)圈，所述車架連接支承軸承的外圈；所述支承軸承的軸線與車輪的軸線垂直；所述轉(zhuǎn)向電機的輸出軸連接副支架；

5、所述車輪與地面接觸點的鉛垂線位于支承軸承的回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)。

6、作為優(yōu)選的技術方案，所述的傳動機構殼體包括一級傳動機構殼體和二級傳動機構殼體，所述一級傳動機構殼體和二級傳動機構殼體之間安裝雙列圓錐滾子軸承；所述的傳動機構包括安裝在一級傳動機構殼體內(nèi)的一級傳動機構、安裝在二級傳動機構殼體內(nèi)的二級傳動機構和傳動軸；所述一級傳動機構和二級傳動機構的傳動中心距均固定。

7、作為優(yōu)選的技術方案，所述的驅(qū)動系統(tǒng)還包括扭桿彈簧、固定支架和擺桿，所述傳動軸的中部與二級傳動機構殼體之間安裝有軸承；所述傳動軸為空心軸，所述扭桿彈簧從傳動軸內(nèi)部的空腔穿過，一端連接固定支架，另一端連接擺桿；所述固定支架與二級傳動機構殼體固連，所述擺桿與一級傳動機構殼體形成轉(zhuǎn)動副。

8、作為優(yōu)選的技術方案，所述的連接機構包括橫向拉桿、下擺臂和減震器，所述一級傳動機構殼體遠離地面的一側(cè)通過球鉸與副支架連接；所述橫向拉桿兩端分別通過球鉸連接二級傳動機構殼體靠近副支架的一側(cè)和副支架；所述下擺臂一端通過球鉸連接二級傳動機構殼體靠近地面的一側(cè)，另一端通過鉸鏈連接副支架；所述減震器兩端分別通過球鉸連接下擺臂和副支架。

9、作為優(yōu)選的技術方案，所述的一級傳動機構殼體、二級傳動機構殼體、下擺臂以及橫向拉桿構成懸架機構，所述一級傳動機構殼體遠離地面一側(cè)球鉸與二級傳動機構殼體靠近地面一側(cè)球鉸的連線為懸架機構的副主銷，所述副主銷與車輪垂直于軸線的中間剖面之間形成內(nèi)傾角，所述副主銷與車輪平行于軸線的中間剖面之間形成后傾角。

10、作為優(yōu)選的技術方案，所述的減震器上并聯(lián)有彈性元件。

11、作為優(yōu)選的技術方案，所述的一級傳動機構包括第一齒輪軸、相互嚙合的第一齒輪和第二齒輪；所述第一齒輪固連在第一齒輪軸上，所述第一齒輪軸與驅(qū)動電機的輸出軸固連，所述第一齒輪軸與一級傳動機構殼體之間安裝有軸承；所述第二齒輪固連在傳動軸上。

12、作為優(yōu)選的技術方案，所述的二級傳動機構包括第四齒輪軸、相互嚙合的第三齒輪和第四齒輪；所述第三齒輪固連在傳動軸上；所述第四齒輪固連在第四齒輪軸上，所述第四齒輪固連在第四齒輪軸上，所述第四齒輪軸與輪轂固連，所述第四齒輪軸與二級傳動機構殼體之間安裝有軸承。

13、作為優(yōu)選的技術方案，所述的驅(qū)動電機固定安裝在一級傳動機構殼體靠近車架的一側(cè)。

14、作為優(yōu)選的技術方案，所述的轉(zhuǎn)向電機安裝在車架上，所述轉(zhuǎn)向電機的輸出軸通過聯(lián)軸器連接副支架，所述轉(zhuǎn)向電機輸出軸的軸線與回轉(zhuǎn)軸承的軸線重合。

15、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

16、1)本發(fā)明在副支架頂部布置有大回轉(zhuǎn)半徑的支承軸承，使得車輪與地面接觸點的鉛垂線在車輪垂向跳動或轉(zhuǎn)向過程中始終位于支承軸承的回轉(zhuǎn)半徑以內(nèi)，既能滿足大角度轉(zhuǎn)向需求，也降低了對輪邊驅(qū)動系統(tǒng)整體結構的支承剛度要求，并減小了支承軸承占用的垂向空間；

17、2)本發(fā)明一級傳動機構殼體、二級傳動機構殼體、下擺臂以及橫向拉桿構成了麥弗遜式懸架，使輪邊驅(qū)動系統(tǒng)具有良好的承載能力，并可以實現(xiàn)與現(xiàn)有車輛相似的車輪定位參數(shù)；

18、3)本發(fā)明通過在一級傳動機構與二級傳動機構的連接傳動軸處布置扭桿彈簧，作為懸架中的彈性元件，增強了輪邊驅(qū)動系統(tǒng)的結構剛度，尤其是一級傳動機構與二級傳動機構連接處的結構剛度，減小由于傳動機構殼體承載變形引起的傳動機構中心距變化以及齒輪嚙合角度變化，有助于減小齒輪的磨損與噪聲；

19、4)本發(fā)明具有大角度轉(zhuǎn)向能力，并通過多級傳動機構降低對驅(qū)動電機的性能要求，同時轉(zhuǎn)向電機布置于車架上、驅(qū)動電機的布置位置靠近車架，有利于緩解驅(qū)動電機引起的簧下質(zhì)量負效應。

技術特征：

1.一種麥弗遜式懸架輪邊驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，包括車輪(1)、輪轂(2)、傳動部、驅(qū)動電機(13)、球鉸、連接機構、副支架(8)、車架(10)、支承軸承(11)和轉(zhuǎn)向電機(9)；

2.根據(jù)權利要求1所述的一種麥弗遜式懸架輪邊驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的傳動機構殼體包括一級傳動機構殼體(12)和二級傳動機構殼體(6)，所述一級傳動機構殼體(12)和二級傳動機構殼體(6)之間安裝雙列圓錐滾子軸承(7)；所述的傳動機構包括安裝在一級傳動機構殼體(12)內(nèi)的一級傳動機構、安裝在二級傳動機構殼體(6)內(nèi)的二級傳動機構和傳動軸(17)；所述一級傳動機構和二級傳動機構的傳動中心距均固定。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種麥弗遜式懸架輪邊驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的驅(qū)動系統(tǒng)還包括扭桿彈簧(16)、固定支架(4)和擺桿(15)，所述傳動軸(17)的中部與二級傳動機構殼體(6)之間安裝有軸承；所述傳動軸(17)為空心軸，所述扭桿彈簧(16)從傳動軸(17)內(nèi)部的空腔穿過，一端連接固定支架(4)，另一端連接擺桿(15)；所述固定支架(4)與二級傳動機構殼體(6)固連，所述擺桿(15)與一級傳動機構殼體(12)形成轉(zhuǎn)動副。

4.根據(jù)權利要求2所述的一種麥弗遜式懸架輪邊驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的連接機構包括橫向拉桿(20)、下擺臂(21)和減震器(19)，所述一級傳動機構殼體(12)遠離地面的一側(cè)通過球鉸與副支架(8)連接；所述橫向拉桿(20)兩端分別通過球鉸連接二級傳動機構殼體(6)靠近副支架(8)的一側(cè)和副支架(8)；所述下擺臂(21)一端通過球鉸連接二級傳動機構殼體(6)靠近地面的一側(cè)，另一端通過鉸鏈連接副支架(8)；所述減震器(19)兩端分別通過球鉸連接下擺臂(21)和副支架(8)。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種麥弗遜式懸架輪邊驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的一級傳動機構殼體(12)、二級傳動機構殼體(6)、下擺臂(21)以及橫向拉桿(20)構成懸架機構，所述一級傳動機構殼體(12)遠離地面一側(cè)球鉸與二級傳動機構殼體(6)靠近地面一側(cè)球鉸的連線為懸架機構的副主銷，所述副主銷與車輪(1)垂直于軸線的中間剖面之間形成內(nèi)傾角，所述副主銷與車輪(1)平行于軸線的中間剖面之間形成后傾角。

6.根據(jù)權利要求4所述的一種麥弗遜式懸架輪邊驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的減震器(19)上并聯(lián)有彈性元件。

7.根據(jù)權利要求2所述的一種麥弗遜式懸架輪邊驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的一級傳動機構包括第一齒輪軸、相互嚙合的第一齒輪(14)和第二齒輪(18)；所述第一齒輪(14)固連在第一齒輪軸上，所述第一齒輪軸與驅(qū)動電機(13)的輸出軸固連，所述第一齒輪軸與一級傳動機構殼體(12)之間安裝有軸承；所述第二齒輪(18)固連在傳動軸(17)上。

8.根據(jù)權利要求2所述的一種麥弗遜式懸架輪邊驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的二級傳動機構包括第四齒輪軸、相互嚙合的第三齒輪(5)和第四齒輪(3)；所述第三齒輪(5)固連在傳動軸(17)上；所述第四齒輪(3)固連在第四齒輪軸上，所述第四齒輪(3)固連在第四齒輪軸上，所述第四齒輪軸與輪轂(2)固連，所述第四齒輪軸與二級傳動機構殼體(6)之間安裝有軸承。

9.根據(jù)權利要求2所述的一種麥弗遜式懸架輪邊驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的驅(qū)動電機(13)固定安裝在一級傳動機構殼體(12)靠近車架(10)的一側(cè)。

10.根據(jù)權利要求1所述的一種麥弗遜式懸架輪邊驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)向電機(9)安裝在車架(10)上，所述轉(zhuǎn)向電機(9)的輸出軸通過聯(lián)軸器連接副支架(8)，所述轉(zhuǎn)向電機(9)輸出軸的軸線與回轉(zhuǎn)軸承的軸線重合。

技術總結
本發(fā)明涉及一種麥弗遜式懸架輪邊驅(qū)動系統(tǒng)，包括傳動部、驅(qū)動電機、連接機構、副支架、車架和支承軸承等；傳動部包括傳動機構殼體和傳動機構，傳動機構連接驅(qū)動電機和輪轂，傳動機構殼體和連接機構連接副支架；副支架連接支承軸承的內(nèi)圈，車架連接支承軸承的外圈；支承軸承的軸線與車輪的軸線垂直；車輪與地面接觸點的鉛垂線位于支承軸承的回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有在副支架頂部布置有大回轉(zhuǎn)半徑的支承軸承，使得車輪與地面接觸點的鉛垂線始終位于支承軸承的回轉(zhuǎn)半徑以內(nèi)，既能滿足大角度轉(zhuǎn)向需求，也降低了對整體結構的支承剛度要求；布置扭桿彈簧，增強了傳動部的結構剛度，有助于減小齒輪的磨損與噪聲等優(yōu)點。

技術研發(fā)人員：陳辛波,陳嘉偉,白云顧簡,陸良茵
受保護的技術使用者：同濟大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/26