电动指销接合装置式两档电动汽车自动变速器

摘要

本发明公开了一种电动指销接合装置式两档电动汽车自动变速器。输入齿轮安装在变速器的输入轴上，输入齿轮与一档输入齿轮常啮合；输入齿轮和一档输入齿轮分别与二档和一档电动指销接合装置的输出盘固定连接；通过控制一档和二档电动指销接合装置的接合与分离，实现变速器的换档控制。电动指销接合装置的电动指销阀未通电时，在回位弹簧作用下输出盘处于分离状态；电动指销阀通电时，电动指销在电磁力的作用下，克服弹力向输出盘方向移动，在旋转状态下滑入弧形环槽，推动输出盘同步旋转，接合装置接合。本发明具有结构紧凑、可动力性换档、无机械或液压换档部件等优点。

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车传动技术领域，涉及一种电动汽车自动变速器，更确切的说是一种电动指销接合装置式两档电动汽车自动变速器。

背景技术

自动变速器被广泛应用于汽车、电动汽车、工程机械等各种车辆。现有自动变速器主要有液力机械式自动变速器(AT)、金属带式无级自动变速器(CVT)、机械式自动变速器(AMT)、双接合装置式自动变速器(DCT)四大类型。

上述四类自动变速器均采用电控液压伺服装置，实现换档过程控制，结构复杂、成本高且增加了控制难度和复杂度。尤其是DCT的执行机构包括：由液压泵、液压阀及蓄能器组成的供油机构、由液压或电机驱动的换档执行机构、由液压或电机驱动的接合装置操纵机构。这些液压控制机构使得变速器整体结构复杂、成本高且增加了控制难度和复杂度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有各种自动变速器技术的不足，提供一种既能实现动力换档，又具有可靠性高、成本低的新型的电动指销接合装置式两档电动汽车自动变速器。

本发明的技术方案如下：

一种电动指销接合装置式两档电动汽车自动变速器，包括变速器输入轴、输入齿轮、一档输入齿轮、一档主动齿轮、一档从动齿轮；所述输入齿轮固定安装在变速器输入轴上；所述输入齿轮与一档输入齿轮常啮合。

其特征在于：它还包括一档电动指销接合装置和二档电动指销接合装置。

所述一档电动指销接合装置包括一档电动指销接合装置的输入盘、一档电动指销接合装置的第一电动指销阀、一档电动指销接合装置的第二电动指销阀、一档电动指销接合装置的输出盘、一档电动指销接合装置的内凸齿、一档电动指销接合装置的缓冲盘、一档电动指销接合装置的外凸齿、一档电动指销接合装置的弧形环槽、一档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件、一档电动指销接合装置的传动轴。

所述二档电动指销接合装置包括二档电动指销接合装置的输入盘、二档电动指销接合装置的第一电动指销阀、二档电动指销接合装置的第二电动指销阀、二档电动指销接合装置的输出盘、二档电动指销接合装置的内凸齿、二档电动指销接合装置的缓冲盘、二档电动指销接合装置的外凸齿、二档电动指销接合装置的弧形环槽、二档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件、二档电动指销接合装置的传动轴。

所述一档电动指销接合装置的输出盘的一端面固定连接到一档输入齿轮的一端面；所述一档输入齿轮通过轴承滚动安装在一档电动指销接合装置的传动轴上。

所述一档电动指销接合装置的输入盘上对称安装有一档电动指销接合装置的第一电动指销阀和一档电动指销接合装置的第二电动指销阀；所述一档电动指销接合装置的第一电动指销阀包括一档电动指销接合装置的第一电磁线圈和一档电动指销接合装置的第一电动指销；所述一档电动指销接合装置的第一电动指销固定安装在一档电动指销接合装置的第一电动指销阀的铁心的一端；所述一档电动指销接合装置的第二电动指销阀包括一档电动指销接合装置的第二电磁线圈和一档电动指销接合装置的第二电动指销；所述一档电动指销接合装置的第二电动指销固定安装在一档电动指销接合装置的第二电动指销阀的铁心的一端。

所述一档电动指销接合装置的输出盘远离一档输入齿轮的端面上设有L型环形空腔，空腔内安装有一档电动指销接合装置的缓冲盘和多个一档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件；所述一档电动指销接合装置的缓冲盘外圆柱面上的一档电动指销接合装置的外凸齿与L型环形空腔内的一档电动指销接合装置的内凸齿之间分别安装一个一档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件；每个一档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件的一个承压侧面抵靠到一档电动指销接合装置的内凸齿齿侧面，另一个承压侧面抵靠到一档电动指销接合装置的外凸齿齿侧面；所述一档电动指销接合装置的缓冲盘远离一档输入齿轮的端面上还设有两个中心对称分布的一档电动指销接合装置的弧形环槽；所述每个一档电动指销接合装置的弧形环槽的宽度与一档电动指销接合装置的第一电动指销的直径、一档电动指销接合装置的第二电动指销的直径均相等；所述每个一档电动指销接合装置的弧形环槽的中心线半径与一档电动指销接合装置的第一电动指销轴线到一档电动指销接合装置的输入盘的轴线的距离、一档电动指销接合装置的第二电动指销轴线到一档电动指销接合装置的输入盘轴轴线的距离均相等；所述每个一档电动指销接合装置的弧形环槽对应的圆心角为90～180°；所述每个一档电动指销接合装置的弧形环槽的两端深度与一档电动指销接合装置的第一电动指销最大伸出长度、一档电动指销接合装置的第二电动指销最大伸出长度均相等，每个一档电动指销接合装置的弧形环槽的中间深度为零，每个一档电动指销接合装置的弧形环槽的其余部分的深度逐渐平滑过渡。

所述一档电动指销接合装置的缓冲盘的远离一档输入齿轮的一端面与一档电动指销接合装置的输入盘的靠近一档输入齿轮的一端面始终保持一定的间隙。

所述二档电动指销接合装置的输出盘的一端面固定连接到输入齿轮的一端面。

所述二档电动指销接合装置的输入盘上对称安装有二档电动指销接合装置的第一电动指销阀和二档电动指销接合装置的第二电动指销阀；所述二档电动指销接合装置的第一电动指销阀包括二档电动指销接合装置的第一电磁线圈和二档电动指销接合装置的第一电动指销；所述二档电动指销接合装置的第一电动指销固定安装在二档电动指销接合装置的第一电动指销阀的铁心的一端；所述二档电动指销接合装置的第二电动指销阀包括二档电动指销接合装置的第二电磁线圈和二档电动指销接合装置的第二电动指销；所述二档电动指销接合装置的第二电动指销固定安装在二档电动指销接合装置的第二电动指销阀的铁心的一端。

所述二档电动指销接合装置的输出盘远离输入齿轮的端面上设有L型环形空腔，空腔内安装有二档电动指销接合装置的缓冲盘和多个二档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件；所述二档电动指销接合装置的缓冲盘外圆柱面上的二档电动指销接合装置的外凸齿与L型环形空腔内的二档电动指销接合装置的内凸齿之间分别安装一个二档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件；每个二档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件的一个承压侧面抵靠到二档电动指销接合装置的内凸齿齿侧面，另一个承压侧面抵靠到二档电动指销接合装置的外凸齿齿侧面；所述二档电动指销接合装置的缓冲盘远离输入齿轮的端面上还设有两个中心对称分布的二档电动指销接合装置的弧形环槽；所述每个二档电动指销接合装置的弧形环槽的宽度与二档电动指销接合装置的第一电动指销的直径、二档电动指销接合装置的第二电动指销的直径均相等；所述每个二档电动指销接合装置的弧形环槽的中心线半径与二档电动指销接合装置的第一电动指销轴线到二档电动指销接合装置的输入盘的轴线的距离、二档电动指销接合装置的第二电动指销轴线到二档电动指销接合装置的输入盘轴轴线的距离均相等；所述每个二档电动指销接合装置的弧形环槽对应的圆心角为60～150°；所述每个二档电动指销接合装置的弧形环槽的一端深度与二档电动指销接合装置的第一电动指销最大伸出长度、二档电动指销接合装置的第二电动指销最大伸出长度均相等，每个二档电动指销接合装置的弧形环槽的另一端的深度为零，每个二档电动指销接合装置的弧形环槽的中间部分的深度逐渐平滑过渡。

所述二档电动指销接合装置的缓冲盘的远离输入齿轮的一端面与二档电动指销接合装置的输入盘的靠近输入齿轮的一端面始终保持一定的间隙。

本发明与现有技术相比，其优点是：

（1）本发明的电动指销接合装置式两档电动汽车自动变速器取消了传统变速器的主接合装置、同步器和换档拨叉机构，采用直接控制接合装置线圈电流的方式实现换档，简化了结构，降低了成本，同时也减少了故障率；

（2）本发明的电动指销接合装置式两档电动汽车自动变速器各传动齿轮之间常啮合，换档过程中无需切断动力，减少了换档冲击，提高了汽车的加速性能和驾驶舒适性；

（3）本发明的电动指销接合装置式两档电动汽车自动变速器，电动指销接合装置通过电动指销对输出盘的推力作用将输入盘的输入扭矩传递至输出盘，体积小、重量轻、传递扭矩大、转速高、传动效率高。

附图说明

图1是本发明实施例电动指销接合装置式两档电动汽车自动变速器的结构示意图。

图2是本发明实施例的一档电动指销接合装置的输出盘的立体图。

图3是本发明实施例的一档电动指销接合装置的缓冲盘的立体图。

图4是本发明实施例的一档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件的立体图。

图5是本发明实施例的二档电动指销接合装置的输出盘的立体图。

图6是本发明实施例的二档电动指销接合装置的缓冲盘的立体图。

图7是本发明实施例的二档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件的立体图。

图中：10.一档电动指销接合装置10a.一档电动指销接合装置的输入盘10b.一档电动指销接合装置的第一电动指销阀10c.一档电动指销接合装置的第一电磁线圈10d.一档电动指销接合装置的第一电动指销10e.一档电动指销接合装置的第二电动指销阀10f.一档电动指销接合装置的第二电磁线圈10g.一档电动指销接合装置的第二电动指销10h.一档电动指销接合装置的输出盘10i.一档电动指销接合装置的内凸齿10j.一档电动指销接合装置的缓冲盘10k.一档电动指销接合装置的外凸齿10m.一档电动指销接合装置的弧形环槽10n.一档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件10p.一档电动指销接合装置的传动轴20.二档电动指销接合装置20a.二档电动指销接合装置的输入盘20b.二档电动指销接合装置的第一电动指销阀20c.二档电动指销接合装置的第一电磁线圈20d.二档电动指销接合装置的第一电动指销20e.二档电动指销接合装置的第二电动指销阀20f.二档电动指销接合装置的第二电磁线圈20g.二档电动指销接合装置的第二电动指销20h.二档电动指销接合装置的输出盘20i.二档电动指销接合装置的内凸齿20j.二档电动指销接合装置的缓冲盘20k.二档电动指销接合装置的外凸齿20m.二档电动指销接合装置的弧形环槽20n.二档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件20p.二档电动指销接合装置的传动轴3.变速器壳体31.变速器输入轴4.输入齿轮5.一档输入齿轮6.一档主动齿轮7.一档从动齿轮。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的一种电动指销接合装置式两档电动汽车自动变速器，包括变速器壳体3、变速器输入轴31、输入齿轮4、一档输入齿轮5、一档主动齿轮6、一档从动齿轮7、一档电动指销接合装置10和二档电动指销接合装置20；输入齿轮4固定安装在变速器输入轴31上；输入齿轮4与一档输入齿轮5常啮合；一档主动齿轮6固定安装在一档电动指销接合装置的传动轴10p上；一档主动齿轮6与一档从动齿轮7常啮合；一档从动齿轮7固定安装在二档电动指销接合装置的传动轴20p上。

一档电动指销接合装置10包括一档电动指销接合装置的输入盘10a、一档电动指销接合装置的第一电动指销阀10b、一档电动指销接合装置的第二电动指销阀10e、一档电动指销接合装置的输出盘10h、一档电动指销接合装置的内凸齿10i、一档电动指销接合装置的缓冲盘10j、一档电动指销接合装置的外凸齿10k、一档电动指销接合装置的弧形环槽10m、一档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件10n、一档电动指销接合装置的传动轴10p。

二档电动指销接合装置20包括二档电动指销接合装置的输入盘20a、二档电动指销接合装置的第一电动指销阀20b、二档电动指销接合装置的第二电动指销阀20e、二档电动指销接合装置的输出盘20h、二档电动指销接合装置的内凸齿20i、二档电动指销接合装置的缓冲盘20j、二档电动指销接合装置的外凸齿20k、二档电动指销接合装置的弧形环槽20m、二档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件20n、二档电动指销接合装置的传动轴20p。

一档电动指销接合装置的输出盘10h的一端面通过螺栓固定连接到一档输入齿轮5的一端面；一档输入齿轮5通过轴承滚动安装在一档电动指销接合装置的传动轴10p上。

如图2至图4所示，一档电动指销接合装置的输入盘10a上对称安装有一档电动指销接合装置的第一电动指销阀10b和一档电动指销接合装置的第二电动指销阀10e；一档电动指销接合装置的第一电动指销阀10b包括一档电动指销接合装置的第一电磁线圈10c和一档电动指销接合装置的第一电动指销10d；一档电动指销接合装置的第一电动指销10d固定安装在一档电动指销接合装置的第一电动指销阀10b的铁心的一端；一档电动指销接合装置的第二电动指销阀10e包括一档电动指销接合装置的第二电磁线圈10f和一档电动指销接合装置的第二电动指销10g；一档电动指销接合装置的第二电动指销10g固定安装在一档电动指销接合装置的第二电动指销阀10e的铁心的一端。

一档电动指销接合装置的输出盘10h远离一档输入齿轮5的端面上设有L型环形空腔，空腔内安装有一档电动指销接合装置的缓冲盘10j和多个一档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件10n；一档电动指销接合装置的缓冲盘10j外圆柱面上的一档电动指销接合装置的外凸齿10k与L型环形空腔内的一档电动指销接合装置的内凸齿10i之间分别安装一个一档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件10n；每个一档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件10n的一个承压侧面抵靠到一档电动指销接合装置的内凸齿10i齿侧面，另一个承压侧面抵靠到一档电动指销接合装置的外凸齿10k齿侧面；一档电动指销接合装置的缓冲盘10j远离一档输入齿轮5的端面上还设有两个中心对称分布的一档电动指销接合装置的弧形环槽10m；每个一档电动指销接合装置的弧形环槽10m的宽度与一档电动指销接合装置的第一电动指销10d的直径、一档电动指销接合装置的第二电动指销10g的直径均相等；每个一档电动指销接合装置的弧形环槽10m的中心线半径与一档电动指销接合装置的第一电动指销10d轴线到一档电动指销接合装置的输入盘10a的轴线的距离、一档电动指销接合装置的第二电动指销10g轴线到一档电动指销接合装置的输入盘轴10a轴线的距离均相等；每个一档电动指销接合装置的弧形环槽10m对应的圆心角为150°；每个一档电动指销接合装置的弧形环槽10m的两端深度与一档电动指销接合装置的第一电动指销10d最大伸出长度、一档电动指销接合装置的第二电动指销10g最大伸出长度均相等，每个一档电动指销接合装置的弧形环槽10m的中间深度为零，每个一档电动指销接合装置的弧形环槽10m的其余部分的深度逐渐平滑过渡。

一档电动指销接合装置的缓冲盘10j的远离一档输入齿轮5的一端面与一档电动指销接合装置的输入盘10a的靠近一档输入齿轮5的一端面始终保持一定的间隙。

二档电动指销接合装置的输出盘20h的一端面通过螺栓固定连接到输入齿轮4的一端面。

如图5至图7所示，二档电动指销接合装置的输入盘20a上对称安装有二档电动指销接合装置的第一电动指销阀20b和二档电动指销接合装置的第二电动指销阀20e；二档电动指销接合装置的第一电动指销阀20b包括二档电动指销接合装置的第一电磁线圈20c和二档电动指销接合装置的第一电动指销20d；二档电动指销接合装置的第一电动指销20d固定安装在二档电动指销接合装置的第一电动指销阀20b的铁心的一端；二档电动指销接合装置的第二电动指销阀20e包括二档电动指销接合装置的第二电磁线圈20f和二档电动指销接合装置的第二电动指销20g；二档电动指销接合装置的第二电动指销20g固定安装在二档电动指销接合装置的第二电动指销阀20e的铁心的一端。

二档电动指销接合装置的输出盘20h远离输入齿轮4的端面上设有L型环形空腔，空腔内安装有二档电动指销接合装置的缓冲盘20j和多个二档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件20n；二档电动指销接合装置的缓冲盘20j外圆柱面上的二档电动指销接合装置的外凸齿20k与L型环形空腔内的二档电动指销接合装置的内凸齿20i之间分别安装一个二档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件20n；每个二档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件20n的一个承压侧面抵靠到二档电动指销接合装置的内凸齿20i齿侧面，另一个承压侧面抵靠到二档电动指销接合装置的外凸齿20k齿侧面；二档电动指销接合装置的缓冲盘20j远离输入齿轮4的端面上还设有两个中心对称分布的二档电动指销接合装置的弧形环槽20m；每个二档电动指销接合装置的弧形环槽20m的宽度与二档电动指销接合装置的第一电动指销20d的直径、二档电动指销接合装置的第二电动指销20g的直径均相等；每个二档电动指销接合装置的弧形环槽20m的中心线半径与二档电动指销接合装置的第一电动指销20d轴线到二档电动指销接合装置的输入盘20a的轴线的距离、二档电动指销接合装置的第二电动指销20g轴线到二档电动指销接合装置的输入盘轴20a轴线的距离均相等；每个二档电动指销接合装置的弧形环槽20m对应的圆心角为90°；每个二档电动指销接合装置的弧形环槽20m的一端深度与二档电动指销接合装置的第一电动指销20d最大伸出长度、二档电动指销接合装置的第二电动指销20g最大伸出长度均相等，每个二档电动指销接合装置的弧形环槽20m的另一端的深度为零，每个二档电动指销接合装置的弧形环槽20m的中间部分的深度逐渐平滑过渡。

二档电动指销接合装置的缓冲盘20j的远离输入齿轮4的一端面与二档电动指销接合装置的输入盘20a的靠近输入齿轮4的一端面始终保持一定的间隙。

下面结合实施例进一步说明电动指销接合装置式两档电动汽车自动变速器的工作原理：

在一档电动指销接合装置的输入盘10a的外圆柱面上固定安装电滑环，通过电滑环和外部电刷控制一档电动指销接合装置的第一电磁线圈10c和一档电动指销接合装置的第二电磁线圈10f的通电与断电；同样，在二档电动指销接合装置的输入盘20a的外圆柱面上固定安装电滑环，通过电滑环和外部电刷控制二档电动指销接合装置的第一电磁线圈20c和二档电动指销接合装置的第二电磁线圈20f的通电与断电。

一档传动时，一档电动指销接合装置的第一电磁线圈10c和一档电动指销接合装置的第二电磁线圈10f通电，一档电动指销接合装置的第一电磁线圈10c和一档电动指销接合装置的第二电磁线圈10f产生的磁场力使一档电动指销接合装置的第一电动指销10d和一档电动指销接合装置的第二电动指销10g克服回位弹簧的弹力作用而向一档电动指销接合装置的输出盘10h的方向移动，一档电动指销接合装置的第一电动指销10d和一档电动指销接合装置的第二电动指销10g在旋转状态下滑入一档电动指销接合装置的弧形环槽10m的一端，从而带动一档电动指销接合装置的缓冲盘10j同步旋转，同时由于一档电动指销接合装置的外凸齿10k的齿侧面抵靠在一档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件10n的一个承压侧面上，且一档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件10n的另一个承压侧面抵靠在一档电动指销接合装置的内凸齿10i的齿侧面上，因此，一档电动指销接合装置的缓冲盘10j与一档电动指销接合装置的输出盘10h同步旋转，从而使一档电动指销接合装置的输入盘10a与一档电动指销接合装置的输出盘10h同步传动。

二档传动时，二档电动指销接合装置的第一电磁线圈20c和二档电动指销接合装置的第二电磁线圈20f通电，二档电动指销接合装置的第一电磁线圈20c和二档电动指销接合装置的第二电磁线圈20f产生的磁场力使二档电动指销接合装置的第一电动指销20d和二档电动指销接合装置的第二电动指销20g克服回位弹簧的弹力作用而向二档电动指销接合装置的输出盘20h的方向移动，二档电动指销接合装置的第一电动指销20d和二档电动指销接合装置的第二电动指销20g在旋转状态下滑入二档电动指销接合装置的弧形环槽20m的一端，从而带动二档电动指销接合装置的缓冲盘20j同步旋转，同时由于二档电动指销接合装置的外凸齿20k的齿侧面抵靠在二档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件20n的一个承压侧面上，且二档电动指销接合装置的橡胶弹簧元件20n的另一个承压侧面抵靠在二档电动指销接合装置的内凸齿20i的齿侧面上，因此，二档电动指销接合装置的缓冲盘20j与二档电动指销接合装置的输出盘20h同步旋转，从而使二档电动指销接合装置的输入盘20a与二档电动指销接合装置的输出盘20h同步传动。

一档的传动路线为：一档电动指销接合装置10通电接合，二档电动指销接合装置20断电分离，动力装置的扭矩通过变速器输入轴31传递给输入齿轮4，输入齿轮4将该扭矩进一步传递给一档输入齿轮5，再通过接合的一档电动指销接合装置10由一档主动齿轮6和一档从动齿轮7的啮合将动力传递至二档电动指销接合装置的传动轴20p，通过二档电动指销接合装置的传动轴20p向外输出动力，实现一档传动。

二档的传动路线为：二档电动指销接合装置20通电接合，一档电动指销接合装置10断电分离，动力装置的扭矩通过变速器输入轴31传递给输入齿轮4，输入齿轮4再通过接合的二档电动指销接合装置20将动力传递至二档电动指销接合装置的传动轴20p，通过二档电动指销接合装置的传动轴20p向外输出动力，实现二档传动，由于二档传动路线中无齿轮传动，因此二档又为直接档。

倒档的传动路线为：一档电动指销接合装置10通电接合，二档电动指销接合装置20断电分离，动力装置反转，将扭矩通过变速器输入轴31传递给输入齿轮4，输入齿轮4将该扭矩进一步传递给一档输入齿轮5，再通过接合的一档电动指销接合装置10由一档主动齿轮6和一档从动齿轮7的啮合将动力传递至二档电动指销接合装置的传动轴20p，通过二档电动指销接合装置的传动轴20p向外输出动力，实现倒档传动。

空档：一档电动指销接合装置的第一电磁线圈10c、一档电动指销接合装置的第二电磁线圈10f和二档电动指销接合装置的第一电磁线圈20c、二档电动指销接合装置的第二电磁线圈20f均处于断电状态，实现空档。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。