专利名称：电动汽车变速箱与离合器联动一体机的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动汽车传动控制技术领域，特别涉及电动汽车变速箱与
离合器联动控制相关技术。
背景技术：
汽车是人类不可缺少的交通工具，但石油危机和大气污染，迫使 人们对电动汽车投入巨资进行研究。来缓解人类对石油的依赖和对环 境的污染。
常规的电动汽车有直流和交流两种型式，直流电控系统和交流变 频系统是控制电动汽车行驶速度的基本结构，虽然这种电气控制系统 可以调节电动机的转速，从而控制车速，但无法改变不同的路况而要 求的不同的传动扭力。目前的电动汽车大多用固定数比的机械传动， 这种方式只能勉强在平坦的路面上行驶。也有的电动汽车干脆把燃气 汽车的发动机拿掉，换上电动机便成了电动汽车，(发动机和电动机 在功率输出/额定转速的关系上是有很大区别的)所以，燃气汽车的 完善结构并非适宜电动汽车。电动汽车有一个根本性的问题就是行 驶速度和爬坡能力是一个最大的矛盾。
机械传动， 一方面是原动力的效率如何，另一个重要方面便是传 动结构上的内阻，汽车发动机功率大，在内阻方面反映不是很明显， 但在只有几千瓦的电动汽车上，几个偏大的内阻结构，便会明显的体现出来，使本来就有限的车载能源很多消耗在内阻上，不同路况时不 合理的传动数比，会出现不适时宜的大电流输出，使电池能量过多的 不合理消耗，降低行车里程。低效率，高消耗，不适时宜的大电流输 出，是目前电动汽车普遍存在的问题。
电动汽车里的电动机是动力源，电动机功率的选定应设计在最高 时速时的自然输出(转速和电流)，这个数值适应在电动汽车最高行 驶速度上，但这个值并不适宜电动汽车起步和爬坡。(所以在我的电 动汽车系统中有另一项专利是电动汽车专用的两档变速箱，能使电动 汽车始终处于良好的负荷下工作)。
在燃气汽车各式各样的变速传功方法中，手动换挡是机械传动中 内阻最小，效率最高的方法，但也是操作最复杂、劳动强度最大的。 虽然燃气汽车结构有液力自动变速箱，但绝不适宜用于电动汽车结 构。
齿轮变速是变速箱里最筒单、应用最广的方法，齿轮变换档位时 必须首先使动力源和车轮传动脱离，消除齿面压力，然后才能换挡。 所以，离合器是必不可少的设置。但是现代的大范围使用人群很不习 惯离合器和换挡配合的操作方法，电动汽车给人们的意识就是操作筒 单，开钥匙就走的概念，很难让人们向驾驶燃气汽车那样去操作只有 几千瓦功率的、却装有变速杆和离合器操作的电动汽车。
西方有些国家为了绿色环保，大力推广电汽动车，政府规定满 14岁以上的儿童和60岁以下的老人都可以免挂牌、免驾照驾驶低速 电动汽车。这些人群需要的是智能型筒单操作型式的电动汽车，而不是复杂的驾驶要求。 技术内容
本发明目的是针对以上现有电动汽车技术上的不足，设计一种结 构筒单，成本低，使用方便。既有自动变速箱的驾驶舒适、操作筒单， 又有手动变速箱的安全、可靠、成本低、机械效率高、使用经济的优 点的电动汽车变速箱与离合器联动一体机。
本发明目可以通过以下技术方案实现； 一种电动汽车变速箱与离 合器联动一体机，包括一机体，机体上分别设有控制主轴、离合器臂 主轴及变速箱臂主轴，控制主轴与离合器臂主轴通过离合组合件相连 接，控制主轴与变速箱臂主轴通过换挡组合件相连接；离合器臂主轴 通过离合传动件与离合器摇臂相接；变速箱臂主轴通过变速传动件 与变速箱摇臂相接;离合组合件与换挡组合件之间的配合关系为控 制主轴'转动180°为一个周期，当控制主轴开始转动时，离合组合件 使离合器臂主轴转动,离合器臂主轴带动与其相连接的离合传动件移 动，离合器开始渐变分离，当控制主轴转动到90°时，离合器处于完 全分离状态，当控制主轴由90°转动到180°时，离合器开始由分 离渐变到结合，完成一离合周期;此时换挡组合件也在同步运动，使变 速箱臂主轴转动，变速箱臂主轴带动与其相连接的变速传动件移动， 使变速箱完成一次变速换挡。
所述的电动汽车变速箱与离合器联动一体机，其连接控制主轴与 离合器臂主轴的离合组合件为，控制主轴上固接有离合主动臂，离合 器臂主轴上固接有离合从动臂，离合主动臂与离合从动臂两者之间分别通过离合主动臂轴、离合从动臂轴及离合臂连杆连接；所述连接控 制主轴与变速箱臂主轴的换挡组合件为，控制主轴上固接有变速主 动臂，变速箱臂主轴上固接有变速从动臂，变速主动臂与变速从动臂 两者之间分别通过变速主动臂轴、变速从动臂轴及变速臂连杆相接。
所述的电动汽车变速箱与离合器联动一体机，其离合传动件及变 速传动件可以是拉索、连杆、液压机构中的一种，或拉索、连杆、液 压机构任意两者或两者以上的结合
所述的电动汽车变速箱与离合器联动一体机，其离合传动件及变 速传动件为拉索时，离合器臂主轴与离合拉索的连接是，在离合器臂 主轴上固接有离合主摇臂，离合主摇臂的一端通过离合主摇臂铰链与 离合拉索的一端连接；离合拉索的另一端通过离合摇臂铰链与离合器 摇臂相接。
所述的电动汽车变速箱与离合器联动一体机，为限制离合拉索的 移动方向，所述机体上设有离合拉索前端限位装置，离合拉索的一端 穿过离合拉索前端限位装置的限位孔；汽车离合器上设有离合拉索后 端限位装置，离合拉索的另一端穿过离合拉索后端限位装置的限位孔 与离合器摇臂相接。
所述的电动汽车变速箱与离合器联动一体机，其连接变速箱臂主 轴与变速箱摇臂相接的变速拉索为相互对应反向运动的双段拉索，一 段为进拉索， 一段为退拉索，变速箱臂主轴与变速拉索的连接是，在 变速箱臂主轴上固接有变速主摇臂，变速主摇臂的一端通过变速主摇 臂铰链与进拉索及退拉索的一端连接；进拉索及退拉索的另一端通过变速摇臂铰链与变速箱摇臂相接。
所述的电动汽车变速箱与离合器联动一体机，为限制变速拉索的 移动方向，所述机体上设有变速进拉索前端限位装置及变速退拉索前 端限位装置，进拉索的一端穿过变速进拉索前端限位装置的进拉索限
位孔，退拉索的一端穿过变速退拉索前端限位装置的退拉索限位孔； 汽车变速箱上设有变速进拉索后端限位装置及变速退拉索后端限位 装置，进拉索的另一端穿过变速进拉索后端限位装置的进限位孔及退 拉索的另一端穿过变速退拉索后端限位装置的退限位孔与变速箱摇 臂铰链相接。
所述的电动汽车变速器与离合器联动一体机，为便于控制，操 作手柄控制主轴转动。
所述的电动汽车变速器与离合器联动一体机，为便于控制，操作 手柄通过正反开关组件、控制电机、变速机构控制主轴转动。
所述的电动汽车变速箱与离合器联动一体机，其机体为一盒体， 控制主轴、离合器臂主轴、变速箱臂主轴穿设于盒体壁，离合组合件 及换挡组合件设在盒体的里面。
本发明与现有技术的不同在于结构筒单，成本低，使用方便； 既有自动变速箱的驾驶舒适、操作筒单，又有手动变速箱的安全、可 靠、成本低、机械效率高、使用经济的优点。
图1为本发明的使用原理立体示意图； 图2为本发明一档内部状态示意图3为本发明二档内部状态示意图4为本发明电动汽车变速箱工作线行示意图5为本发明电动汽车离合器工作线行示意图。
实施方式
本发明的设计方案如图1所示，变速箱4与离合器3及驱动电机 2不需要传统驾车那样去同时操作离合器和变速箱，而是由一套电动 汽车变速箱与离合器联动一体机1来程序性的、机械的控制离合器和 变速箱，使驾驶者轻松自如的操作电动汽车，使电动汽车的电流输出 始终处于科学合理的状态下消耗。若本发明配合以电动汽车电流控制 器系统，不同的路况，电动汽车电流控制器系统会自动变换档位。若 本发明配合以手动档，驾驶员只需筒单的操作一个手柄(手动)、便可 以自动轻松的同时操作离合器和变速箱的传动关系。与本发明的方法 配合，电动汽车有手柄操作(手动)、和(电动汽车电流控制器系统)(自 控)两种，都可以精确的控制离合器和变速箱的相互传动关系。
本发明如图l、图2、图3所示，电动汽车变速箱与离合器联动 一体机l，包括一机体IO，机体10上分别设有控制主轴11、离合器 臂主轴12及变速箱臂主轴13。控制主轴11与离合器臂主轴12通过 离合组合件14相连接。控制主轴11与变速箱臂主轴13通过换挡组 合件15相连接。离合器臂主轴12通过离合传动件16与离合器摇臂 30相接。变速箱臂主轴13通过变速传动件17与变速箱摇臂40相接。 离合传动件及变速传动件可以是拉索、连杆、液压机构中的一种，或 拉索、连杆、液压机构任意两者或两者以上的结合的结构，只要完成控制即可。离合组合件14与换挡组合件15之间的配合关系为控制 主轴11转动180°为一个周期。当控制主轴11开始转动时，离合组 合件14使离合器臂主轴12转动，离合器臂主轴1-2带动与其相连接的 离合传动件16移动，离合器3开始渐变分离，当控制主轴11转动到 90°时,离合器3处于完全分离状态。当控制主轴11由90°转动到 180°时，离合器3开始由分离渐变到结合，完成一离合周期。此时 换挡组合件15也在同步运动,使变速箱臂主轴13转动，变速箱臂主轴 13带动与其相连接的变速传动件17移动，使变速箱4完成一次变速 换挡。
下面结合一具体结构，对电动汽车变速箱与离合器联动一体机给 予细述离合组合件14由离合主动臂140、离合从动臂141、离合主 动臂轴142、离合从动臂轴143及离合臂连杆144组成。其连接控制 主轴11与离合器臂主轴12的离合组合件14为控制主轴11上固接 有离合主动臂140，离合器臂主轴12上固接有离合从动臂141,离合 主动臂140与离合从动臂141两者之间分别通过离合主动臂轴142、 离合从动臂轴143及离合臂连杆144连接。换挡组合件15由变速主 动臂150、变速从动臂151、变速主动臂轴152、变速从动臂轴153 及变速臂连杆154组成。所述连接控制主轴11与变速箱臂主轴13的 换挡组合件15为控制主轴11上固接有变速主动臂150，变速箱臂 主轴13上固接有变速从动臂151，变速主动臂150与变速从动臂151 两者之间分别通过变速主动臂轴152、变速从动臂轴1^53及变速臂连 杆154相接。当电动汽车变速箱与离合器联动一体机工作时，如图2、图3所 示，控制主轴11转动，其上连接离合组合件14和换挡组合件15;
离合组合件14的离合主动臂140、离合从动臂141、离合主动臂轴 142、离合从动臂轴143及离合臂连杆144及换挡组合件15由变速主 动臂150、变速从动臂151、变速主动臂轴152、变速从动臂轴153 及变速臂连杆154，各连接点位于不同的角度上。离合主动臂140与 变速主动臂150是同时转动的，但产生的是不同的运转尺距效果，其 变速箱4与离合器3相配合的工作线行关系如图4、图5所示，两张 线行图是同一控制主轴11上同步转动的，其中M1、 M2是在相同的 转速下产生不同的运行距离，Ml为最小运动尺距，M2为最大运动 尺距。由此程序性的适应了离合器和变速器所要求的操作规程。
当控制主轴11接到指令开始转动时，首先离合主动臂140立刻 以最大的运行尺距拉动离合传动件16移动，使离合器3开^分离， 同时会联动变速器换档组合件15作运动。当控制主轴11转动到 20° —50°时，离合器3开始渐变分离到彻底分离，90°时离合从动 臂141此时处于微缓运动状态；此时的变速从动臂151由微缓运动进 入快速运动状态，完成换档。当控制主轴11转动到110° -140°时， 换档完成。此时离合器3开始渐缓结合，当控制主轴11转动到 180°时，离合器3完全结合，完成一个换档周期。
离合器3与变速箱4运动关系是接指令后变速主动臂150转动 180° ，完成离合器3分离一A挡位变换成B挡位一离合器3接 合； 一个换档周期。当接到指令要求换回A挡时，离合主动臂140反转，同样是完成:
离合器分离一由B挡位变换回A档位一离合器接合。
当离合传动件16为拉索时，离合器臂主轴12与离合拉索(离合 传动件16)的连接是，在离合器臂主轴12上固接有离合主摇臂145， 离合主摇臂145的一端通过离合主摇臂铰链146与离合拉索的一端连 接；离合拉索的另一端通过离合摇臂铰链147与离合器摇臂30相接。 为限制离合拉索的移动方向，所述机体1上设有离合拉索前端限位装 置160，离合拉索的一端穿过离合拉索前端限位装置160的限位孔 1600。汽车离合器3上设有离合拉索后端限位装置31，离合拉索的 另一端穿过离合拉索后端限位装置31的限位孔310与离合器摇臂30 相接。
当变速传动件17为拉索时，其连接变速箱臂主轴13与变速箱摇 臂40相接的变速拉索为相互对应反向运动的双段拉索， 一段为进拉 索170， 一段为退拉索171，变速箱臂主轴13与变速拉索的连接是 在变速箱臂主轴13上固接有变速主摇臂155，变速主摇臂155的一
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端通过变速主摇臂铰链156与进拉索170及退拉索171的一端连接； 进拉索170及退拉索171的另一端通过变速摇臂铰链157与变速箱摇 臂40相接。为限制变速拉索的移动方向，所述机体.l上设有变速进 拉索前端限位装置172及变速退拉索前端限位装置173，变速进拉索 170的一端穿过变速进拉索前端限位装置172的进拉索限位孔1720。 变速退拉索171的一端穿过变速退拉索前端限位装置173的退拉索限 位孔1730。汽车变速箱4上设有变速进拉索后端限位装置41及变速退拉索后端限位装置42，变速进拉索的另一端穿过变速进拉索后端 限位装置41的进限位孔410及变速退拉索的另一端穿过变速退拉索 后端限位装置42的退限位孔420与变速箱摇臂铰链40相接。
本发明可使电动汽车分为手动和自动两种型式；当电动汽车为手 动型式时，操作手柄直接连接控制电动汽车变速箱与离合器联动一体 机1的控制主轴11。当电动汽车为自动型式时，在电动汽车变速箱 与离合器联动一体机上设有一通过减速机构操控控制主轴11的控制 电机18,这部控制电机18由电流控制器系统控制，实现电动汽车的 自动控制。
为安全及防尘需要，所述的电动汽车变速箱与离合器联动一体 机，其机体1可为一盒体，控制主轴11、离合器臂主轴12、变速箱 臂主轴13穿设于盒体壁，离合组合件14及换挡组合件15设在盒体 的里面。
权利要求
1、一种电动汽车变速器与离合器联动一体机，其特征在于，所述电动汽车变速器与离合器联动一体机包括一机体，机体上分别设有控制主轴、离合器臂主轴及变速箱臂主轴，控制主轴与离合器臂主轴通过离合组合件相连接，控制主轴与变速箱臂主轴通过换挡组合件相连接；离合器臂主轴通过离合传动件与离合器摇臂相接；变速箱臂主轴通过变速传动件与变速箱摇臂相接；离合组合件与换挡组合件之间的配合关系为控制主轴转动180°为一个周期，当控制主轴开始转动时，离合组合件使离合器臂主轴转动，离合器臂主轴带动与其相连接的离合传动件移动，离合器开始渐变分离，当控制主轴转动到90°时，离合器处于完全分离状态，当控制主轴由90°转动到180°时，离合器开始由分离渐变到结合，完成一离合周期；此时换挡组合件也在同步运动，使变速箱臂主轴转动，变速箱臂主轴带动与其相连接的变速传动件移动，使变速箱完成一次变速换挡。
2、 根据权利要求1所述的电动汽车变速器与离合器联动一体机， 其特征在于，所述连接控制主轴与离合器臂主轴的离合组合件为，控 制主轴上固接有离合主动臂，离合器臂主轴上固接有离合从动臂，离 合主动臂与离合从动臂两者之间分别通过离合主动臂轴、离合从动臂 轴及离合臂连杆连接；所述连接控制主轴与变速箱臂主轴的换挡组 合件为，控制主轴上固接有变速主动臂，变速箱臂主轴上固接有变速从动臂，变速主动臂与变速从动臂两者之间分别通过变速主动臂轴、 变速从动臂轴及变速臂连杆相接。
3、 根据权利要求1或2所述的电动汽车变速器与离合器联动一体 机，其特征在于，所述离合传动件及变速传动件可以是拉索、连杆、 液压机构中的一种，或拉索、连杆、液压机构任意两者或两者以上的 ^口 口 o
4、 根据权利要求1或2所述的电动汽车变速器与离合器联动一体 机，其特征在于，所述离合传动件及变速传动件为拉索时，离合器臂 主轴与离合拉索的连接是，在离合器臂主轴上固接有离合主摇臂，离 合主摇臂的一端通过离合主摇臂铰链与离合拉索的一端连接；离合拉 索的另 一端通过离合摇臂铰链与离合器摇臂相接。
5、 根据权利要求4所述的电动汽车变速器与离合器联动一体机， 其特征在于，为限制离合拉索的移动方向，所述机体上设有离合拉索 前端限位装置，离合拉索的一端穿过离合拉索前端限位装置的限位 孔；汽车离合器上设有离合拉索后端限位装置，离合拉索的另一端穿 过离合拉索后端限位装置的限位孔与离合器摇臂相接。
6、 根据权利要求4所述的电动汽车变速器与离合器联动一体机， 其特征在于，所述连接变速箱臂主轴与变速箱摇臂相接的变速拉索为 相互对应反向运动的双段拉索， 一段为进拉索， 一段为退拉索，变速 箱臂主轴与变速拉索的连接是，在变速箱臂主轴上固接有变速主摇 臂，变速主摇臂的一端通过变速主摇臂铰链与进拉索及退拉索的一端 连接；进拉索及退拉索的另一端通过变速摇臂铰链与变速箱摇臂相接。
7、 根据权利要求6所述的电动汽车变速器与离合器联动一体机， 其特征在于，为限制变速拉索的移动方向，所述机体上设有变速进拉 索前端限位装置及变速退拉索前端限位装置，进拉索的一端穿过变速 进拉索前端限位装置的进拉索限位孔，退拉索的一端穿过变速退拉索前端限位装置的退拉索限位孔；汽车变速箱上设有变速进拉索后端 限位装置及变速退拉索后端限位装置，进拉索的另一端穿过变速进拉 索后端限位装置的进限位孔及退拉索的另一端穿过变速退拉索后端 限位装置的退限位孔与变速箱摇臂铰链相接。
8、 根据权利要求1或2所述的电动汽车变速器与离合器联动一体 机，其特征在于，为便于控制，操作手柄控制主轴转动。
9、 根据权利要求1或2所述的电动汽车变速器与离合器联动一体 机，其特征在于，为便于控制，操作手柄通过正反开关组件、控制电 机、变速机构控制主轴转动。
10、 根据权利要求2所述的电动汽车变速器与离合器联动一体机， 其特征在于，所述机体为一盒体，.控制主轴、离合器臂主轴、变速箱 臂主轴穿设于盒体壁，离合组合件及换挡组合件设在盒体的里面。
全文摘要
一种电动汽车变速箱与离合器联动一体机，包括机体，机体上分别设有控制主轴、离合器臂主轴及变速箱臂主轴，控制主轴与离合器臂主轴通过离合组合件相连接，控制主轴与变速箱臂主轴通过换挡组合件相连接；当控制主轴开始转动时，离合组合件使离合器臂主轴转动，离合器臂主轴带动与其相连接的离合传动件移动，离合器开始渐变分离，当控制主轴转动到90°时，离合器处于完全分离状态，当控制主轴由90°转动到180°时，离合器开始由分离渐变到结合，完成一离合周期；此时换挡组合件也在同步运动，使变速箱臂主轴转动，变速箱臂主轴带动与其相连接的变速传动件移动，使变速箱完成一次变速换挡。
文档编号B60K20/00GK101524961SQ20081021756
公开日2009年9月9日 申请日期2008年11月13日 优先权日2008年11月13日
发明者赵利伟 申请人:赵利伟