本發(fā)明涉及一種具有雙離合器的電動(dòng)車(chē)用變速箱，且特別涉及一種針對(duì)不同傳動(dòng)比的變速齒輪進(jìn)行切換以提供不同扭力的電動(dòng)車(chē)用兩速變速箱。

背景技術(shù)：

隨著電動(dòng)車(chē)越來(lái)越普及，對(duì)于變速箱的性能要求越顯重要。現(xiàn)有電動(dòng)車(chē)的變速箱，一般采用單速變速箱，其傳動(dòng)比一般在1:6.4～1:7.5之間，在此情況下，由于傳動(dòng)力恒定，因而在車(chē)輛進(jìn)行爬坡時(shí)，無(wú)法提供高扭矩，且車(chē)輛在平地上行駛時(shí)，由于齒輪比的限制，無(wú)法為車(chē)輛提供較高的運(yùn)動(dòng)速度。

因此，現(xiàn)有單速變速箱無(wú)法有效被運(yùn)用，導(dǎo)致爬坡能力差，起動(dòng)耗能，下坡升速拖拽電動(dòng)機(jī)，效率低及容易燒毀電動(dòng)機(jī)等種種缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種具有雙離合器的電動(dòng)車(chē)用兩速變速箱，能夠提供兩個(gè)傳動(dòng)比，以適應(yīng)車(chē)輛行駛于高扭矩或高速度的情形下的不同要求，具有能量利用率高、爬坡能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出一種具有雙離合器的電動(dòng)車(chē)用兩速變速箱，包括一電動(dòng)機(jī)、一中間軸、一第一離合器、一第二離合器、一第一組齒輪以及一第二組齒輪。電動(dòng)機(jī)包括一主軸。第一離合器及第二離合器共軸配置在中間軸上。第一組齒輪分別配置于主軸與第一離合器上，以產(chǎn)生一第一傳動(dòng)比。第二組齒輪分別配置于主軸與第二離合器上，以產(chǎn)生一第二傳動(dòng)比，第一傳動(dòng)比與第二傳動(dòng)比不同。當(dāng)?shù)谝浑x合器被致動(dòng)而與中間軸處于接合狀態(tài)時(shí)，第二離合器與中間軸分離，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子輸出對(duì)應(yīng)于第一傳動(dòng)比的一第一扭力至中間軸。當(dāng)?shù)诙x合器被致動(dòng)而與中間軸處于接合狀態(tài)時(shí)，第一離合器與中間軸分離，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子輸出對(duì)應(yīng)于第二傳動(dòng)比的一第二扭力至中間軸。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的 限定。

附圖說(shuō)明

圖1a及圖1b分別繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的電動(dòng)車(chē)用兩速變速箱的外觀示意圖及沿著a-a線(xiàn)的剖視圖；

圖2繪示圖1a的電動(dòng)車(chē)用兩速變速箱的簡(jiǎn)易示意圖；

圖3及圖4分別繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的電動(dòng)車(chē)用兩速變速箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及簡(jiǎn)易參考圖；

圖5a至圖5c分別繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的電動(dòng)車(chē)用兩速變速箱的操作示意圖。

其中，附圖標(biāo)記

100：電動(dòng)車(chē)用兩速變速箱

110：電動(dòng)機(jī)

111：定子

112：轉(zhuǎn)子

113：主軸

115：中間軸

116：中間軸齒輪

117：動(dòng)力輸出軸

118：差速器齒輪

118t：差速器

120：第一組齒輪

121：第一主齒輪

122：第一副齒輪

124：外殼

125：第一離合器

126：第一靜摩擦片

127：第一動(dòng)摩擦片

128：離合器心套

129：第一壓盤(pán)

130：第二組齒輪

131：第二主齒輪

132：第二副齒輪

134：外殼

135：第二離合器

136：第二靜摩擦片

137：第二動(dòng)摩擦片

138：離合器心套

139：第二壓盤(pán)

140：液壓油路

ts1、ts3：內(nèi)栓槽

ts2、ts4：外栓槽

a-a：剖視線(xiàn)

b：軸承

p1：第一活塞

p2：第二活塞

v1：入口

v2：出口

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述：

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，采用兩組離合器的切換，使其中一離合器與中間軸結(jié)合，另一離合器與中間軸分離，來(lái)輸出不同的傳動(dòng)比，以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛在爬坡時(shí)的高扭矩要求，增強(qiáng)車(chē)輛的爬坡能力，以及車(chē)輛在平地上行駛的高轉(zhuǎn)速要求，以提高車(chē)輛平地的行駛速度，提高能量的利用率。

在一實(shí)施例中，兩組不同傳動(dòng)比的齒輪分別安裝在電動(dòng)機(jī)的主軸上，并受到各別離合器的控制。當(dāng)?shù)谝浑x合器與中間軸處于接合狀態(tài)時(shí)，第二離合器與中間軸分離，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子帶動(dòng)第一組齒輪旋轉(zhuǎn)，以輸出對(duì)應(yīng)于第一組齒輪的傳動(dòng)比的第一扭力至中間軸。之后，中間軸齒輪再藉由輸出軸齒輪與差速器相嚙合，以將第一扭力傳送至車(chē)輛的動(dòng)力輸出軸。

此外，當(dāng)?shù)谝浑x合器與中間軸分離時(shí)，第二離合器與中間軸處于接合狀態(tài)，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子帶動(dòng)第二組齒輪旋轉(zhuǎn)，以輸出對(duì)應(yīng)于第二組齒輪的傳動(dòng)比的第二扭力至中間軸。之后，中間軸齒輪再藉由輸出軸齒輪與差速器相嚙合，以將第二扭力傳送至車(chē)輛的動(dòng)力輸出軸。

第一扭力可為高扭力輸出，對(duì)應(yīng)于高傳動(dòng)比的第一組齒輪，在此傳動(dòng)比下車(chē)輛能夠獲得低轉(zhuǎn)速、高扭矩，適合車(chē)輛啟動(dòng)、爬坡以及下坡的情況下使用。第二扭力可為低扭力輸出，對(duì)應(yīng)于低傳動(dòng)比的第二組齒輪，在此傳動(dòng)比下車(chē)輛能夠獲得高轉(zhuǎn)速、低扭矩，適合在平坦路面上行駛。

以下提出實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，實(shí)施例僅用以作為范例說(shuō)明，并非用以限縮本發(fā)明欲保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖4，其中圖1a及圖1b分別繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的電動(dòng)車(chē)用兩速變速箱的外觀示意圖及沿著a-a線(xiàn)的剖視圖，圖2繪示圖1a的電動(dòng)車(chē)用兩速變速箱的簡(jiǎn)易示意圖，圖3及圖4分別繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的電動(dòng)車(chē)用兩速變速箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及簡(jiǎn)易參考圖。

如圖1a、圖1b及圖2所示，電動(dòng)車(chē)用兩速變速箱100包括一電動(dòng)機(jī)110、一中間軸115、第一組齒輪120、第一離合器125、第二組齒輪130以及一第二離合器135。電動(dòng)機(jī)110包括一定子111、一轉(zhuǎn)子112以及一主軸113，定子111固定在電動(dòng)機(jī)110的殼體上，其中轉(zhuǎn)子112的中心與主軸113耦合，并可帶動(dòng)主軸113旋轉(zhuǎn)，主軸113可輸出電動(dòng)機(jī)110的動(dòng)力至傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，例如是車(chē)輛的差速器齒輪118、差速器118t及動(dòng)力輸出軸117等。在一實(shí)施例中，車(chē)輛的行車(chē)電腦可藉由外部感測(cè)器偵測(cè)車(chē)速以及路面的狀況，控制電動(dòng)車(chē)用兩速變速箱100使其切換至第一變速模式或第二變速模式，藉以調(diào)整變速箱的傳動(dòng)比，以使電動(dòng)機(jī)110輸出的動(dòng)力符合高扭矩或高轉(zhuǎn)速的需求。

如圖1a所示，主軸113、中間軸115以及動(dòng)力輸出軸117上分別設(shè)有二軸承b，例如是滾珠軸承，以使主軸113、中間軸115以及動(dòng)力輸出軸117可藉由軸承b穩(wěn)固地承靠在電動(dòng)車(chē)用兩速變速箱100的機(jī)體中。

第一組齒輪120包括第一主齒輪121以及第一副齒輪122，第二組齒輪130包括第二主齒輪131以及第二副齒輪132。第一主齒輪121與第二主齒輪131設(shè)置于電動(dòng)機(jī)110的主軸113上，并可隨主軸113同步旋轉(zhuǎn)。第一副齒輪122設(shè)置于第一離合器125上，并與第一主齒輪121相互嚙合，以產(chǎn)生第一傳動(dòng)比。 第二副齒輪132設(shè)置于第二離合器135上，并與第二主齒輪131相互嚙合，以產(chǎn)生第二傳動(dòng)比。

第一組齒輪120用以將電動(dòng)機(jī)110的動(dòng)力輸出為第一扭力，并將第一扭力輸出至中間軸115。之后，設(shè)置于中間軸115上的中間軸齒輪116再與差速器齒輪118相嚙合，以差速器齒輪118帶動(dòng)差速器118t旋轉(zhuǎn)，并將第一扭力傳送至車(chē)輛的動(dòng)力輸出軸117。在另一實(shí)施例中，中間軸齒輪116與差速器齒輪118之間亦可以皮帶或其他的傳動(dòng)部件帶動(dòng)，以輸出第一扭力。

此外，第二組齒輪130用以將電動(dòng)機(jī)110的動(dòng)力輸出為第二扭力，并將第二扭力輸出至中間軸115。之后，設(shè)置于中間軸115上的中間軸齒輪116與差速器齒輪118相嚙合，以差速器齒輪118帶動(dòng)差速器118t旋轉(zhuǎn)，并將第二扭力傳送至車(chē)輛的動(dòng)力輸出軸117。在另一實(shí)施例中，中間軸齒輪116與差速器齒輪118之間亦可以皮帶或其他的傳動(dòng)部件帶動(dòng)，以輸出第二扭力。

由上述說(shuō)明可知，本發(fā)明利用兩組傳動(dòng)比不同的變速齒輪，并搭配離合器控制器對(duì)不同傳動(dòng)比的變速齒輪進(jìn)行切換，以提供不同扭力或轉(zhuǎn)矩至車(chē)輛的動(dòng)力輸出軸117，以適應(yīng)車(chē)輛行駛于高轉(zhuǎn)矩或高轉(zhuǎn)速的情形下的不同要求，該傳動(dòng)比是為輸出齒輪的齒數(shù)與輸入齒輪的齒數(shù)的比值。第一傳動(dòng)比適用于高轉(zhuǎn)速下的傳動(dòng)比，例如介于6～7之間，第二傳動(dòng)比適用于高轉(zhuǎn)矩下的傳動(dòng)比，例如介于11～12之間，或是兩者相反亦可，本發(fā)明對(duì)此不加以限制。

請(qǐng)參照?qǐng)D3及圖4，第一離合器125與第二離合器135可為一組摩擦片式離合器。第一離合器125包括設(shè)置于離合器心套128上的多個(gè)第一靜摩擦片126以及與第一靜摩擦片126相鄰交叉配置的多個(gè)第一動(dòng)摩擦片127。第二離合器135包括設(shè)置于離合器心套138上的多個(gè)第二靜摩擦片136以及與第二靜摩擦片136相鄰交叉配置的多個(gè)第二動(dòng)摩擦片137。

第一副齒輪122設(shè)置于第一離合器125的外殼124上，第一動(dòng)摩擦片127設(shè)置于第一離合器外殼124的內(nèi)壁上，且第一動(dòng)摩擦片127與第一離合器外殼124的內(nèi)壁上以軸向延伸的內(nèi)栓槽ts1相互配合，使第一動(dòng)摩擦片127可在內(nèi)栓槽ts1上軸向移動(dòng)。第一動(dòng)摩擦片127可隨著第一離合器外殼124旋轉(zhuǎn)而繞著中間軸115旋轉(zhuǎn)。第一靜摩擦片126與離合器心套128之間以軸向延伸的外栓槽ts2相互配合，使第一靜摩擦片126可在外栓槽ts2上軸向移動(dòng)。離合器心套128上設(shè)有一第一壓盤(pán)129，此第一壓盤(pán)129可以被液壓油路140驅(qū)動(dòng)而 在中間軸115的軸向上移動(dòng)，以推動(dòng)第一靜摩擦片126與第一動(dòng)摩擦片127相互緊密結(jié)合。

圖5a至圖5c分別繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的電動(dòng)車(chē)用兩速變速箱的操作示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D3、圖4及圖5a，當(dāng)?shù)谝换钊鹥1被液壓油路140開(kāi)啟(push-on)時(shí)，離合器心套128上的第一壓盤(pán)129被第一活塞p1致動(dòng)而緊壓第一靜摩擦片126與第一動(dòng)摩擦片127，使得第一靜摩擦片126與第一動(dòng)摩擦片127緊密接合。由于第一靜摩擦片126設(shè)置于離合器心套128上，且離合器心套128又與中間軸115相聯(lián)結(jié)，因此，當(dāng)?shù)谝混o摩擦片126與第一動(dòng)摩擦片127被第一壓盤(pán)129緊壓后，可將電動(dòng)機(jī)110(轉(zhuǎn)子112)輸出的第一扭力經(jīng)由與中間軸115處于接合狀態(tài)的第一離合器125而傳遞至中間軸齒輪116、差速器118t及動(dòng)力輸出軸117，如第5a圖中箭頭所示的動(dòng)力傳輸路徑。反之，當(dāng)?shù)谝粔罕P(pán)129被釋放而回到原來(lái)的位置后，由于第一靜摩擦片126與第一動(dòng)摩擦片127未接合，因此電動(dòng)機(jī)110輸出的第一扭力不會(huì)傳遞至中間軸115。

此外，第二副齒輪132設(shè)置于第二離合器135的外殼134上，第二動(dòng)摩擦片137設(shè)置于第二離合器外殼134的內(nèi)壁上，且第二動(dòng)摩擦片137與第二離合器外殼134的內(nèi)壁上以軸向延伸的內(nèi)栓槽ts3相互配合，使第二動(dòng)摩擦片137可在內(nèi)栓槽ts3上軸向移動(dòng)。第二動(dòng)摩擦片137可隨著第二離合器外殼134旋轉(zhuǎn)而繞著中間軸115同步旋轉(zhuǎn)。另外，第二靜摩擦片136與離合器心套138之間以軸向延伸的外栓槽ts4相互配合，使第二靜摩擦片136可在外栓槽ts4上軸向移動(dòng)。離合器心套138上設(shè)有一第二壓盤(pán)139，此第二壓盤(pán)139可以被液壓油路140驅(qū)動(dòng)而在中間軸115的軸向上移動(dòng)，以推動(dòng)第二靜摩擦片136與第二動(dòng)摩擦片137相互緊密結(jié)合。

請(qǐng)參照?qǐng)D3、圖4及圖5b的操作流程圖，當(dāng)?shù)诙钊鹥2被液壓油路140開(kāi)啟(push-on)時(shí)，離合器心套138上的第二壓盤(pán)139被第二活塞p2致動(dòng)而緊壓第二靜摩擦片136與第二動(dòng)摩擦片137，使得第二靜摩擦片136與第二動(dòng)摩擦片137緊密接合。由于第二靜摩擦片136設(shè)置于離合器心套138上，且離合器心套138又與中間軸115相聯(lián)結(jié)，因此，當(dāng)?shù)诙o摩擦片136與第二動(dòng)摩擦片137被第二壓盤(pán)139緊壓后，可將電動(dòng)機(jī)110(轉(zhuǎn)子112)輸出的第二扭力經(jīng)由與中間軸115處于接合狀態(tài)的第二離合器135而傳遞至中間軸齒輪116、差速器118t以及動(dòng)力輸出軸117，如圖5b中箭頭所示的動(dòng)力傳輸路徑。 反之，當(dāng)?shù)诙罕P(pán)139被釋放后，由于第二靜摩擦片136與第二動(dòng)摩擦片137未接合，因此電動(dòng)機(jī)110輸出的第二扭力不會(huì)傳遞至中間軸115。

另外，請(qǐng)參照?qǐng)D3、圖4及圖5c，當(dāng)?shù)谝浑x合器125及第二離合器135未受到液壓油路140驅(qū)動(dòng)而無(wú)法與中間軸115結(jié)合，致使主軸113無(wú)法將動(dòng)力輸出至中間軸115時(shí)，該電動(dòng)機(jī)110的轉(zhuǎn)子112空轉(zhuǎn)而無(wú)扭力輸出至中間軸115，使電動(dòng)車(chē)的電動(dòng)機(jī)110保持于惰速情況下。

由上述的說(shuō)明可知，離合器控制器以第一活塞p1、第二活塞p2及液壓油路140的開(kāi)關(guān)作動(dòng)(on-off)來(lái)控制第一離合器125與第二離合器135。也就是說(shuō)，當(dāng)?shù)谝浑x合器125的第一靜摩擦片126與第一動(dòng)摩擦片127被緊壓而接合時(shí)，第二離合器135的第二靜摩擦片136與第二動(dòng)摩擦片137分離。反之，當(dāng)?shù)谝浑x合器125的第一靜摩擦片126與第一動(dòng)摩擦片127分離時(shí)，第二離合器135的第二靜摩擦片136與第二動(dòng)摩擦片137被緊壓而接合。由于上述第一及第二離合器125、135的變檔操作簡(jiǎn)便、可靠，因此可避免換檔時(shí)出現(xiàn)空檔而發(fā)生扭力輸出不連續(xù)，造成車(chē)輛抖動(dòng)的情形，進(jìn)而大幅提升駕駛的舒適性。

上述的液壓油路140的入口v1及出口v2處例如各設(shè)有控制閥(圖未繪示)，用以控制入口v1壓力、出口v2壓力及流量，藉以調(diào)節(jié)液壓缸的內(nèi)部壓力。此外，上述的液壓油路140亦可藉由油泵切換器連接至單一油泵，并以單一油泵來(lái)驅(qū)動(dòng)第一離合器125與第二離合器135作動(dòng)，以使液壓油路140系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、體積更小、重量更輕。

本發(fā)明上述實(shí)施例所揭露的電動(dòng)車(chē)用兩速變速箱，能夠提供兩個(gè)傳動(dòng)比，以適應(yīng)車(chē)輛行駛于高扭矩或高速度的情形下的不同要求，具有能量利用率高、爬坡能力強(qiáng)等特點(diǎn)。此外，本發(fā)明的變速箱整體結(jié)構(gòu)緊實(shí)、組裝容易、重量輕、體積小，增加電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力性能，有利于電動(dòng)車(chē)的規(guī)格化推廣及使用。

當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。