本发明涉及重卡车辆,尤其是涉及一种多挡重卡电驱装置及重卡车辆。
背景技术:
1、重型卡车(重卡)运行工况复杂多变,涵盖低速重载起步、长距离高速巡航、频繁坡道制动与高动态响应需求等典型场景。为兼顾动力性、经济性与可靠性,驱动系统需具备宽泛的输出速比调节能力。传统单速比电驱桥难以满足全工况需求,因而多挡电驱桥成为行业重要发展方向。其中,三挡电驱桥因其在低速大扭矩、中速高效区及高速低能耗三类工况间具有良好的折中性与工程可行性,正逐步成为重卡电驱动系统的技术演进重点。
2、现有三挡电驱桥方案普遍采用电机与减速机构分离布置或偏置布局,导致电机转子相对于半轴轴线存在显著悬臂长度(即电机转子支撑点至半轴轴线的垂直距离)。该悬臂结构在车辆颠簸、急加速/制动及侧倾等复合载荷下,易引发转子轴系弯曲变形、轴承偏载加剧及壳体局部应力集中,长期服役将降低电驱桥结构刚度与疲劳寿命,影响整车可靠性。
3、此外,在高速挡位(即最高传动比档位,对应整车经济车速区间),现有方案多采用三级及以上齿轮传动链,存在以下固有缺陷:(1)传动级数多,啮合副数量增加,导致机械传动损失累积,高速挡综合传动效率偏低,直接影响整车续航里程;(2)多级传动需布置更多齿轮、轴系及支撑轴承,增大了电驱桥整体体积与簧下质量,进一步恶化平顺性与操控稳定性;(3)结构复杂度提升,装配精度要求苛刻,制造成本与故障率同步上升。
4、因此,如何在保持多档变速功能的前提下,显著缩短电机转子对半轴轴线的悬臂长度,并在高速挡实现少级数的高效传动,已成为本领域亟待解决的关键技术瓶颈。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种多挡重卡电驱装置及重卡车辆,以缓解现有技术中多挡重卡电驱结构因偏置布局影响结构稳定性的技术问题。
2、第一方面,本发明提供的多挡重卡电驱装置,包括:电机定子、电机转子、太阳轮、差速器、第一半轴、第二半轴和变速转动组件;
3、所述第一半轴与所述第二半轴经所述差速器传动连接;
4、所述电机定子套设所述电机转子,所述电机转子中空、并套设于所述第一半轴上;
5、所述太阳轮与所述电机转子连接,且所述太阳轮与所述变速转动组件传动连接。
6、结合第一方面,本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中,所述变速转动组件包括:行星架、行星轮、内齿圈、一挡主动齿轮、中间轴和一挡从动齿轮;
7、所述行星轮转动连接于所述行星架上,所述行星架套设于所述第一半轴上;
8、所述内齿圈与所述太阳轮同轴设置,且所述内齿圈固定连接桥壳,所述行星轮啮合于所述太阳轮与所述内齿圈之间;
9、所述一挡主动齿轮与所述第一半轴同轴、并安装于所述行星架上;
10、所述一挡从动齿轮连接于所述中间轴上,且所述一挡从动齿轮与所述一挡主动齿轮啮合。
11、结合第一方面的第一种可能的实施方式,本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中,所述变速转动组件还包括:一二挡换挡器、二挡主动齿轮和二挡从动齿轮;
12、所述二挡主动齿轮与所述一挡主动齿轮同轴,且所述二挡主动齿轮与所述一挡主动齿轮皆套设于所述行星架上;
13、所述一二挡换挡器位于所述一挡主动齿轮与所述二挡主动齿轮之间、并安装于所述行星架上,且所述一二挡换挡器用于分别切换所述一挡主动齿轮和所述二挡主动齿轮相对于所述行星架传动接合或传动断开;
14、所述二挡从动齿轮与所述二挡主动齿轮啮合,且所述二挡从动齿轮连接于所述中间轴。
15、结合第一方面的第二种可能的实施方式,本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中,所述变速转动组件还包括:三挡换挡器、主减速齿轮、三挡从动齿轮;
16、所述主减速齿轮套设于所述行星架或所述第一半轴上,所述三挡换挡器安装于所述行星架上,且所述三挡换挡器用于切换所述主减速齿轮相对于所述行星架传动接合或传动断开;
17、所述三挡从动齿轮与所述主减速齿轮啮合,且所述三挡从动齿轮连接于所述中间轴。
18、结合第一方面的第三种可能的实施方式,本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中,所述差速器包括:行星框架、行星锥齿轮、第一半轴锥齿轮和第二半轴锥齿轮;
19、所述第一半轴锥齿轮连接于所述第一半轴,所述第二半轴锥齿轮连接于所述第二半轴;
20、所述行星框架套设于所述第一半轴和/或所述第二半轴上,所述行星锥齿轮转动连接于所述行星框架,且所述行星锥齿轮啮合配合在所述第一半轴锥齿轮与所述第二半轴锥齿轮之间。
21、结合第一方面的第四种可能的实施方式,本发明提供了第一方面的第五种可能的实施方式,其中,所述主减速齿轮与所述行星框架连接。
22、结合第一方面的第三种可能的实施方式,本发明提供了第一方面的第六种可能的实施方式,其中,所述一挡主动齿轮、所述二挡主动齿轮和所述主减速齿轮齿数依次增多。
23、结合第一方面的第三种可能的实施方式,本发明提供了第一方面的第七种可能的实施方式,其中,所述一挡从动齿轮、所述二挡从动齿轮和所述三挡从动齿轮齿数依次减少。
24、结合第一方面的第七种可能的实施方式,本发明提供了第一方面的第八种可能的实施方式,其中,所述一挡从动齿轮、所述二挡从动齿轮和所述三挡从动齿轮沿所述中间轴的轴向依次间隔设置。
25、第二方面,本发明提供的重卡车辆配备有第一方面记载的多挡重卡电驱装置。
26、本发明实施例带来了以下有益效果:采用电机转子中空套设于第一半轴,并使太阳轮与转子同轴刚性连接的布局方式,从根本上消除了传统偏置式三挡电驱桥中电机转子相对于半轴轴线的悬臂结构。电机转子由原本的单端悬臂支撑转变为以半轴为内支撑基准的近似双支点(或至少大幅缩短悬臂长度)承载模式,显著提升了转子轴系的弯曲刚度与临界转速,有效抑制了车辆在颠簸、急加/减速及侧倾工况下产生的轴系挠曲变形;同时降低了轴承径向偏载与壳体局部应力集中水平,从而增强了电驱桥整体结构刚度与疲劳寿命,切实提升了重卡在全工况下的长期运行可靠性。
27、此外,该同轴集成结构为变速转动组件的紧凑化布置提供了空间基础,动力源经过行星排减速后,由行星架直接耦合至差速器输出端,避免了现有技术中三级及以上齿轮链带来的多重啮合损失。由此不仅有利于高速挡综合传动效率提升,延长整车续航里程;更大幅缩减了齿轮数量、轴系长度及支撑轴承配置,降低了簧下质量与整机体积,改善了车辆平顺性与操控稳定性;同时简化了装配工艺与公差链控制难度,兼顾高性能、高可靠与工程可制造性,实现了多档功能与结构稳健性的协同优化。
28、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
1.一种多挡重卡电驱装置,其特征在于,包括:电机定子(001)、电机转子(002)、太阳轮(003)、差速器(004)、第一半轴(005)、第二半轴(006)和变速转动组件(007);
2.根据权利要求1所述的多挡重卡电驱装置,其特征在于,所述变速转动组件(007)包括:行星架(701)、行星轮(702)、内齿圈(703)、一挡主动齿轮(704)、中间轴(705)和一挡从动齿轮(706);
3.根据权利要求2所述的多挡重卡电驱装置,其特征在于,所述变速转动组件(007)还包括:一二挡换挡器(707)、二挡主动齿轮(708)和二挡从动齿轮(709);
4.根据权利要求3所述的多挡重卡电驱装置,其特征在于,所述变速转动组件(007)还包括:三挡换挡器(710)、主减速齿轮(711)、三挡从动齿轮(712);
5.根据权利要求4所述的多挡重卡电驱装置,其特征在于,所述差速器(004)包括:行星框架(401)、行星锥齿轮(402)、第一半轴锥齿轮(403)和第二半轴锥齿轮(404);
6.根据权利要求5所述的多挡重卡电驱装置,其特征在于,所述主减速齿轮(711)与所述行星框架(401)连接。
7.根据权利要求4所述的多挡重卡电驱装置,其特征在于,所述一挡主动齿轮(704)、所述二挡主动齿轮(708)和所述主减速齿轮(711)齿数依次增多。
8.根据权利要求4所述的多挡重卡电驱装置,其特征在于,所述一挡从动齿轮(706)、所述二挡从动齿轮(709)和所述三挡从动齿轮(712)齿数依次减少。
9.根据权利要求8所述的多挡重卡电驱装置,其特征在于,所述一挡从动齿轮(706)、所述二挡从动齿轮(709)和所述三挡从动齿轮(712)沿所述中间轴(705)的轴向依次间隔设置。
10.一种重卡车辆,其特征在于,所述重卡车辆配备有权利要求1至9任一项所述的多挡重卡电驱装置。