应用于纯电动汽车的四挡自动变速器的制作方法

本发明涉及汽车技术领域，具体而言，尤其涉及一种应用于纯电动汽车的四挡自动变速器。

背景技术：

变速器是汽车动力总成的核心，其内部部件多且结构复杂。在纯电动汽车传动系统中，大多使用固定速比的变速器进行减速增矩，这样对纯电动汽车驱动电机的要求很高，极大地增加了整车的开发成本，且无法使驱动电机更多的运行在高效率区，降低了纯电动汽车的续驶里程。由于纯电动汽车的驱动电机具有很好的调速特性，纯电动汽车传动系统的挡位数不宜过多，通过对纯电动汽车动力传动系统参数匹配发现四挡变速器是比较合理的纯电动汽车传动系统。目前纯电动汽车上开发的四挡变速器主要有机械式手动变速器（mt）、机械式自动变速器（amt）和双离合器自动变速器（dct）。

现有技术中的一种四挡混动变速器，是基于对现有变速器改动最小的前提下，通过在现有变速器上添加一个驱动电机来实现的。但这种形式的混动变速器存在如下问题，（1）由于差速器、输入轴等的位置限制，以及传动机构的布置不合理，导致挡位依次整齐排列在输入轴上，该结构容易导致在换挡过程中出现动力中断现象，影响车辆的正常行驶。（2）差速器总成与电机输出轴之间为间距的平行设置，这样对于结构紧凑型型电动汽车的机构排布造成很大的困扰。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种应用于纯电动汽车的四挡自动变速器。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种应用于纯电动汽车的四挡自动变速器，包括空套在差速器半轴上的输入轴，所述输入轴上固设有一电机，所述电机、输入轴以及差速器半轴的中轴线共轴；所述输入轴的两侧设有呈对称结构设置且与其相平行用以接收其传输的动力的中间轴i和中间轴ii，所述中间轴i通过奇数齿轮组与差速器传动连接，所述中间轴ii通过偶数齿轮组与差速器传动连接；还包括与所述输入轴平行设置的短惰轮轴，所述短惰轮轴上固设有一驻车棘轮，所述驻车棘轮通过传动组件与所述差速器传动连接。

优选的，所述输入轴上固设有主动轮，所述主动轮与固设在所述中间轴i上的从动轮i和固设在所述中间轴ii上的从动轮ii啮合。

优选的，所述电机包括转子和定子，所述转子与所述输入轴固接。

优选的，所述中间轴i和中间轴ii之间的距离与所述电机的高度相当。

优选的，所述偶数齿轮组包括空套在中间轴ii上的二挡主动齿轮和四挡主动齿轮，所述二挡主动齿轮与固设在所述差速器壳体上的从动齿轮啮合，所述四挡主动齿轮与所述差速器的主减速齿轮啮合；所述所述二挡主动齿轮和四挡主动齿轮之间还设有设置在所述中间轴ii上的二四同步器，所述二四同步器可选择地与所述二挡主动齿轮或四挡主动齿轮传动连接。

优选的，所述奇数齿轮组包括空套在中间轴i上的一挡主动齿轮和三挡主动齿轮，所述一挡主动齿轮与所述从动齿轮啮合，所述三挡主动齿轮与所述主减速齿轮啮合；所述一挡主动齿轮和三挡主动齿轮之间还设有设置在所述中间轴i上的一三同步器，所述一三同步器可选择地与所述一挡主动齿轮或三挡主动齿轮传动连接。

优选的，所述传动组件包括固设在所述短惰轮轴上的惰轮，所述惰轮与所述三挡主动齿轮啮合。

优选的，所述传动组件包括固设在所述短惰轮轴上的惰轮，所述惰轮与所述主减速齿轮啮合。

优选的，所述二挡主动齿轮和一挡主动齿轮在所述中间轴ii和中间轴i上位于远离所述电机的端侧。

优选的，适用于前桥系统或后桥系统。

本发明的有益效果主要体现在：

1、本发明采用三轴式布置，进而减小轴向空间，最终为变速器在同样的承载要求的前提下提供更小的空间需求，适用于更广车型；

2、差速器的输出轴与输入轴共轴设置，减小变速器的纵向尺寸，减小质量，降低能源消耗，并结合设置在变速器壳体内部的轴承的支持，确保整体的刚性；

3、取消离合器，该变速器中无离合器控制，极大地降低企业成本；

4、该变速器中中间轴、输出轴、输入轴的弯曲变形得到良好的控制，为同样空间需求下提供更大的承载能力提供了可行性，可提高承载能力；

5、奇数挡位和偶数挡位可以在同步器的配合下交替结合和脱开，以避免在换挡过程中的动力中断现象。当两个连续挡位同为奇数挡位或偶数挡位时不能预结合，预结合和结合的状态均通过tcu进行控制；

6、采用双中间轴结构，挡位数的配比更加合理，能够取得更好的动力性能以及经济性指标，降低油耗；

7、本发明更紧凑，重量轻、体积小，有利于整车搭载。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明第一实施例的结构示意图；

图2：本发明第二实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限于本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明揭示了一种应用于纯电动汽车的四挡自动变速器，包括输入轴1，其上固设有电机12，所述电机12包括转子121和定子122，所述转子121与所述输入轴1固接，用以驱动所述输入轴1转动。上述中，所述输入轴1为空心输入轴，空套在差速器半轴41上，且所述输入轴1、电机12以及差速器半轴41的中轴线共轴，该设计减小变速器的纵向尺寸，减小质量，降低能源消耗，并结合设置在变速器壳体内部的轴承的支持，确保整体的刚性。另外，直接由电机12驱动，起步响应快，加速性能也得到大大地提升。进一步的，所述差速器半轴41的两端固设有车轮。

所述输入轴1的两侧设有与其平行的中间轴i2和中间轴ii3，所述输入轴1上固设有主动轮13，所述主动轮13与固设在所述中间轴i2上的从动轮i21和固设在所述中间轴ii3上的从动轮ii31啮合。上述采用双中间轴结构，挡位数的配比更加合理，能够取得更好的动力性能以及经济性指标，降低油耗。另外，所述中间轴i2和中间轴ii3之间的距离与所述电机12的高度相当，进一步保证了变速器的纵向尺寸，便于电动汽车的机构排布，使结构更紧凑，体积小，有利于整车搭载。

所述中间轴i2通过奇数齿轮组与差速器4传动连接，所述中间轴ii3通过偶数齿轮组与差速器4传动连接。上述结构中，奇数挡位和偶数挡位可以在同步器的配合下交替结合和脱开，以避免在换挡过程中的动力中断现象。当两个连续挡位同为奇数挡位或偶数挡位时不能预结合，预结合和结合的状态均通过tcu进行控制。

本实施例中，所述偶数齿轮组包括空套在中间轴ii3上的二挡主动齿轮32和四挡主动齿轮33，所述二挡主动齿轮32与固设在所述差速器4壳体上的从动齿轮43啮合，所述四挡主动齿轮33与所述差速器4的主减速齿轮44啮合；所述所述二挡主动齿轮32和四挡主动齿轮33之间还设有设置在所述中间轴ii3上的二四同步器34，所述二四同步器34可选择地与所述二挡主动齿轮32或四挡主动齿轮33传动连接。

所述奇数齿轮组包括空套在中间轴i2上的一挡主动齿轮22和三挡主动齿轮23，所述一挡主动齿轮22与所述从动齿轮43啮合，所述三挡主动齿轮23与所述主减速齿轮44啮合；所述一挡主动齿轮22和三挡主动齿轮23之间还设有设置在所述中间轴i2上的一三同步器24，所述一三同步器24可选择地与所述一挡主动齿轮22或三挡主动齿轮23传动连接。上述所述二挡主动齿轮32和一挡主动齿轮22在所述中间轴ii3和中间轴i2上位于远离所述电机的端侧，该设计可达到最优化的传动比，能够取得更好的动力性能以及经济性指标，降低油耗。

本发明中，对于p挡驻车的结构也有揭示，包括与所述输入轴1平行设置的短惰轮轴5，所述短惰轮轴5上固设有一驻车棘轮51，所述驻车棘轮51通过传动组件与所述差速器4传动连接，实现自动驻车。如图1所示的第一实施例，所述传动组件包括固设在所述短惰轮轴5上的惰轮52，所述惰轮52与所述三挡主动齿轮23啮合。如图2所示的第二实施例，所述传动组件包括固设在所述短惰轮轴5上的惰轮52，所述惰轮52通过惰轮53与所述主减速齿轮44啮合。当本发明需要驻车时：通过推杆总成驱动驻车棘爪，进而与驻车棘轮51配合，实现驻车。

下面揭示一下本发明的工作过程，当汽车需要一档输出时，一三同步器24使一挡主动齿轮22与中间轴i2耦合，这样电机依次通过输入轴、主动轮13、从动轮i21、中间轴i2、一三同步器24、一挡主动齿轮22以及从动齿轮43将扭矩传输至差速器。当汽车需要二挡、三挡以及四挡输出时，其工作过程与一档工作过程类似，因此，在此不做过多赘述。

本发明的四挡变速器可以适用于前后桥系统，实现纯电驱模式。当然，亦可与发动机配合使用，实现混动模式，形成一种混动汽车。以上应用方式均属于本发明的保护范畴，不做具体限定。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。