两档变速装置、电动车所用的主驱动系统以及副驱动系统的制作方法

本发明涉及汽车用变速传动系统，特别是涉及一种两档变速装置、电动车所用的主驱动系统以及四驱电动车所用的副驱动系统。

背景技术：

随着越发严格的节能减排法规的实施以及消费者对于环保意识的增强，出现了各种技术和新车型也越来越多，纯电动汽车就是其中的类型。

目前市场上的纯电动汽车档位设计上主要有两种：其一是变速箱只有一个变速比，为了满足整车性能，往往需要匹配较大功率的电动机，而且要求电机有很高的最高转速，高转速也对轴承、油封、齿轮噪音、精度等级等提出了很高的要求；其二是两档变速，一般采用两个受控离合器或者同步器等实现，但由于需要主动控制换挡离合器或者同步器，势必需要设计变速箱的控制模块以及相应液压或者机电执行系统，势必使整个系统变得复杂，而且也存在换挡过程的冲击降低整车性能。

中国专利201610595988.X公开一种电动汽车两档AMT后桥总成，其包括变速器总成，所述变速器总成包括两档AMT变速器传动系统和两挡AMT变速器换挡机构；两档AMT变速器传动系统包括前壳体、高速档主动齿轮、输入轴、高速档从档齿轮、中间轴、主减速从动齿轮、差速器组件、左半轴、右半轴、同步器组件和低速档从动齿轮。本发明的两档AMT变速器传动系统通过同步器实现，整个变速传动系统结构较为复杂。

因此，需要一种结构简单、无需增加控制的两档变速传动系统。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种两档变速装置、电动车所用的主驱动系统以及四驱电动车所用的副驱动系统，用于解决现有技术中电动汽车用变速传动系统结构复杂的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种两档变速装置，其包括：

平行设置的输入轴、输出轴和惰性轴，惰性轴置于输入轴和输出轴之间；

第一变速机构，包括相互啮合的第一主动齿轮和第一从动齿轮，以及与第一主动齿轮或第一从动齿轮配合的第一单向离合器，第一主动齿轮置于所述输入轴上，第一从动齿轮置于所述输出轴上；

第二变速机构，包括置于所述输入轴上的第二主动齿轮，置于所述输出轴上的第二从动齿轮，置于所述惰性轴上的惰性轮，以及与第二主动齿轮、惰性轮或第二从动齿轮配合的第二单向离合器，惰性轮置于第二主动齿轮和第二从动齿轮中间且与第二主动齿轮和第二从动齿轮相互啮合；所述第一变速机构的减速比大于所述第二变速机构的减速比，且且通过所述第一单向离合器和第二单向离合器的配合选择使用第一变速机构和第二变速机构作为执行变速机构。

优选的，所述两档变速装置还包括封装所述输入轴、所述输出轴和所述惰性轴、所述第一变速机构以及所述第二变速机构的外壳，且外壳上具有供输入轴和输出轴分别穿出的轴孔。

优选的，所述输入轴与置于所述外壳外的驱动电机相连。

优选的，所述驱动电机通过差速器与所述输入轴相连。

优选的，所述外壳内设有驱动电机，所述驱动电机与输入轴相连。

优选的，所述第二变速机构还包括锁止所述第二单向离合器的锁止机构。

本发明还提供一种电动车所用的主驱动系统，所述主驱动系统采用上述两档变速装置，两档变速装置中的第二变速机构带有锁止第二单向离合器的锁止机构。

本发明还提供一种四驱电动车所用的副驱动系统，所述副驱动系统采用如上述的两档变速装置。

如上所述，本发明的两档变速装置、电动车所用的主驱动系统以及四驱电动车所用的副驱动系统，具有以下有益效果：通过两个单向离合器实现两个变速机构的选择使用，也就实现了两个变速比的替换使用，两个单向离合器都不需要主动控制，无需增设离合器的控制以及执行系统，简化了变速箱的结构。

附图说明

图1显示为本发明两档变速装置的一实施例示意图。

图2显示为本发明两档变速装置的第二实施例示意图。

图3显示为本发明两档变速装置的第三实施例示意图。

图4显示为本发明两档变速装置的第四实施例示意图。

图5显示为本发明两档变速装置的第五实施例示意图。

图6显示为本发明两档变速装置的第六实施例示意图。

元件标号说明

1 外壳

2 第一从动齿轮

3 输出轴

4 第一单向离合器

5 第一主动齿轮

6 输入轴

7 第二主动齿轮

8 惰性轮

9 惰性轴

10 第二从动齿轮

11 第二单向离合器

12 锁止机构

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图6。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图6所示，本发明提供一种两档变速装置，其包括：

平行设置的输入轴6、输出轴3和惰性轴9，惰性轴9置于输入轴6和输出轴3之间；

第一变速机构，包括相互啮合的第一主动齿轮5和第一从动齿轮2，以及与第一主动齿轮5或第一从动齿轮2配合的第一单向离合器4，第一主动齿轮5置于所述输入轴6上，第一从动齿轮2置于所述输出轴3上；

第二变速机构，包括置于所述输入轴6上的第二主动齿轮7，置于所述输出轴3上的第二从动齿轮10，置于所述惰性轴9上的惰性轮8，以及与第二主动齿轮7、惰性轮8或第二从动齿轮10配合的第二单向离合器11，惰性轮8置于第二主动齿轮7和第二从动齿轮10中间且与第二主动齿轮7和第二从动齿轮10相互啮合；所述第一变速机构的减速比大于所述第二变速机构的减速比，且通过所述第一单向离合器4和第二单向离合器11的配合选择使用第一变速机构和第二变速机构作为执行变速机构。

本发明通过两个单向离合器(即上述第一单向离合器4和第二单向离合器11)实现两个变速机构的选择使用，也就实现了两个变速比的替换使用，两个单向离合器都不需要主动控制，只需根据驱动电机的正转和反转实现两个单向离合器处于不同的工作状态，实现两档的选择，无需增设离合器的控制以及执行系统，简化了变速箱的结构。

上述两个单向离合器根据需要可设置在主动齿轮上也可设置在从动齿轮上。则，本发明的两个单向离合器的安装位置可形成四种组合方式，分别如图1、图2、图3及图4所示。

如图1所示，本发明的第一实施例，本实施例中的第一单向离合器4和第二单向离合器11均置于输出轴3上，即分别与第一从动齿轮2和第二从动齿轮10配合使用，本实施例通过第一单向离合器与第二离合器反向设置，如只需将第一单向离合器4的锁止方向为输出轴反转，第二单向离合器11的锁止方向为输出轴正转，以此实现第一变速机构和第二变速机构的选择使用。

如图2所示，本发明的第二实施例，本实施例中的第一单向离合器4和第二单向离合器11不共轴设置，第一单向离合器4置于输出轴3上与第一从动齿轮2配合，第二单向离合器11置于输入轴6上与第二主动齿轮7配合使用。本实施例通过第一单向离合器与第二离合器反向设置，如只需将第一单向离合器的锁止方向为输入轴反转，第二单向离合器的锁止方向为输入轴正转，以此实现第一变速机构和第二变速机构的选择使用。

如图3所示，本发明的第三实施例，本实施例中的第一单向离合器4和第二单向离合器11均置于输入轴6上，第一单向离合器4与第一主动齿轮5配合，第二单向离合器11与第二主动齿轮7配合使用。

如图4所示，本发明的第四实施例，本实施例中的第一单向离合器4和第二单向离合器11不共轴设置，第一单向离合器4置于输入轴3上与第一主动齿轮5配合，第二单向离合器11置于输出轴上与第二从动齿轮10配合使用。

本发明中的第一单向离合器和第二单向离合器设置在输入轴上时，则两档变速装置具有更高的转速要求，更低的扭矩要求；而第一单向离合器和第二单向离合器设置在输出轴上时，则两档变速装置具有高低的转速要求，更高的扭矩要求。

本发明的第二变速机构中的第二单向离合器还可以设置在惰性轴上与惰性轮配合，实现第二变速机构的选择使用。如图5所示，本发明的第五实施例，本实施例中第一单向离合器4置于输出轴3上与第一从动齿轮2配合，第二单向离合器11置于惰性轴9上与惰性轮8配合使用。如图6所示，本发明的第六实施例，本实施例中第一单向离合器4置于输入轴6上与第一主动齿轮5配合，第二单向离合器11置于惰性轴9上与惰性轮8配合使用。

本发明可根据第一单向离合器4和第二单向离合器11的设置位置，来设置两个单向离合器的锁止方向。当第一单向离合器4和第二单向离合器11位于同一轴上，即同位于输出轴3(见上述第一实施例)或者同位于输入轴6上(见上述第三实施例)时，上述第一单向离合器4和第二单向离合器11的锁止方向相反，则两档变速装置在使用时，当输入轴6正转时，第一单向离合器4结合，第二单向离合器11分离，此时第一变速机构作为传动系统，实现一档变速，此时第二变速机构中的第二主动齿轮7只带动惰性轮9以及第二从动齿轮空转；当输入轴反转时，第一单向离合器4分离，第二单向离合器11结合，此时第二变速机构作为传动系统，实现二档变速。本实施例的结构简单，通过两个锁止方向相反设置的单向离合器来确定一档和二挡的选择使用，无需增设同步器等执行控制系统。

当第一单向离合器4和第二单向离合器11不共轴设置时，即上述第四实施例中的第一单向离合器4位于输入轴6上，而第二单向离合器11位于输出轴3上，或者上述第二实施例中的第一单向离合器4位于输出轴3上，而第二单向离合器11位于输入轴6上，或者第五实施例和第六实施例中的第一单向离合器11在输入轴6或输出轴3上，第二单向离合器11位于惰性轴9上时，此时两个单向离合器的锁止方向相同。该些实施例通过两个单向离合器锁止方向相同，根据输入轴的转动方向，实现对第一变速机构和第二变速机构的选择使用，即确定一档和二挡的选择使用，无需增设同步器等执行控制系统。

为便于安装使用，本发明的两档变速装置还包括封装输入轴6、所述输出轴3和所述惰性轴9、第一变速机构以及第二变速机构的外壳1，且外壳1上具有供输入轴6和输出轴3分别穿出的轴孔。输入轴6、输出轴3和惰性轴9的两端均设有轴承座，外壳1的设置使本发明的两档变速装置构成变速箱，可整体安装使用。

本发明中的输入轴6与置于外壳1外的驱动电机相连。为适应不同的驱动，该驱动电机可通过主减速齿轮及差速器与输入轴6相连。

本发明也可在外壳1内设有驱动电机，驱动电机与输入轴6相连，使本发明作为一个整体驱动装置使用。

为使本发明的两档变速装置可作为主驱动使用，上述第二变速机构还包括锁止第二单向离合器11的锁止机构12，见图1、图3及图4、图5、图6所示，图2中未增设该锁止机构，其也可以根据需要增设锁止第二单向离合器11的锁止机构。该锁止机构12可以为电磁离合器，也可以为其他机械传动机构构成的倒挡锁止机构。锁止机构12的设置，可使本发明的两档变速装置实现倒挡功能，使本发明在驱动电机正转时，第一单向离合器4处于分离形式，锁止机构12锁止，第二单向离合器11处于结合形式，实现倒挡功能。

本发明还提供一种电动车所用的主驱动系统，主驱动系统采用上述两档变速装置，该两档变速装置包括平行设置的输入轴6、输出轴3和惰性轴9，惰性轴9置于输入轴6和输出轴3之间，以及上述第一变速机构和第二变速机构，作为主驱动系统其需要实现倒挡功能，因此，两档变速装置中的第二变速机构带有锁止第二单向离合器11的锁止机构12。本发明的主驱动系统可选用上述六个实施例中的任一实施例描述的两档变速装置，该主驱动系统可根据需要选择设置驱动电机与两档变速装置位于同一壳体内，也可以分开设置，两档变速装置独立置于壳体内，而驱动电机置于壳体外。本发明通过改变驱动电机的旋转方向，实现第一变速机构和第二变速机构的选择使用，即实现一档、二挡的选择，同时通过增设锁止机构12实现倒挡功能。其功能选择具体见表1。

表1

如表1所示，本发明提供的电动车所用的主驱动系统，前进时档位选择只需要控制驱动电机正反转即可，无需对两档变速装置进行控制，倒挡时对锁止机构进行控制。具体工作如下：

控制上述锁止机构处于分离状态，使驱动电机正转，第一单向离合器结合，上述两档变速装置中的第一变速机构作为执行变速机构，第二单向离合器分离，此时第二变速机构中的第二主动齿轮、第二从动齿轮和惰性轮处于空转状态；使驱动电机反转，第一单向离合器分离，第二单向离合器结合，上述两档变速装置中的第二变速机构作为执行变速机构，此时第一变速机构中的第一主动齿轮和第一从动齿轮处于空转状态；

控制上述锁止机构处于结合状态，使驱动电机正转，由于第一变速机构中的的减速比大于所述第二变速机构的减速比，则上述两档变速装置中的第二变速机构作为执行变速机构，由于惰性轮的存在，此时第一变速机构中的第一主动齿轮和第一从动齿轮处于空转状态。

本发明还提供一种四驱电动车所用的副驱动系统，副驱动系统采用如上述的两档变速装置，该两档变速装置包括平行设置的输入轴6、输出轴3和惰性轴9，惰性轴9置于输入轴6和输出轴3之间，以及上述第一变速机构和第二变速机构。作为副驱动系统无需实现倒挡功能，因此其不需要增设上述锁止机构，见图2所示。该副驱动系统也可选用其他实施例中的任一实施例描述的两档变速装置。本发明的副驱动系统工作状态如表2。

表2

如表2所示，本发明提供的四驱电动车所用的副驱动系统，只需要控制驱动电机正转和反转即可实现档位选择，无需对两档变速装置进行控制设计。使驱动电机正转，第一单向离合器结合，上述两档变速装置中的第一变速机构作为执行变速机构，第二单向离合器分离，此时第二变速机构中的第二主动齿轮、第二从动齿轮和惰性轮处于空转状态；使驱动电机反转，第一单向离合器分离，第二单向离合器结合，上述两档变速装置中的第二变速机构作为执行变速机构，此时第一变速机构中的第一主动齿轮和第一从动齿轮处于空转状态。

综上所述，本发明的两档变速装置、电动车所用的主驱动系统以及四驱电动车所用的副驱动系统，通过两个单向离合器实现两个变速机构的选择使用，也就实现了两个变速比的替换使用，两个单向离合器都不需要主动控制，无需增设离合器的控制以及执行系统，简化了变速箱的结构。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。