一種電動汽車及其主減速器的製作方法
2023-08-10 09:44:16 2
本實用新型涉及新能源汽車技術領域，尤其涉及一種電動汽車及其主減速器。
背景技術：
隨著環境問題的不斷嚴峻，新能源汽車逐漸成為未來汽車的發展方向。目前市面上電動汽車也是越來越多，然而電動汽車的主減速器是電動汽車動力傳輸的重要部件之一。主減速器是在驅動橋內能夠將轉矩和轉速改變的機構，其基本功用是將來自電機或者萬向傳動裝置的轉矩增大，同時降低轉速並改變轉矩的傳遞方向。主減速器由一對或幾對減速齒輪副構成，動力由主動齒輪輸入經從動齒輪輸出。
現有低速新能源電動汽車的主減速器主要為單檔減速器或者鑲嵌式兩檔減速器。單檔減速器為固定速比，在速比和電機功率固定的情況下，難以解決輸出效率問題，尤其是針對於西南地區等路況不平問題，難以保證其爬坡能力，平原地區實用性高的電動車，在西南地區完全不適應，現目前如果要解決爬坡能力，只能加大電機功率，此方法有很多弊端：一是電機功率加大，成本較高，二是，電機增大後，能耗浪費非常大，造成續航裡程進一步被減短，這對原本電動車續航裡程就不足來說無疑是雪上加霜；而目前鑲嵌式兩檔減速器由於是齒對齒的剛性連接換擋，換擋經常出現卡滯，換擋聲音極大，而且帶有非常強烈的頓挫感，一般只能用於很低端的三輪車，無法滿足目前新能源電動汽車低噪的要求。
綜上所述，如何解決電動汽車在電機功率輸出恆定和低噪音的前提下，無法實現速度快慢的切換的問題，已成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。
技術實現要素：
本實用新型的目的是提供一種電動汽車及其主減速器，以解決電動汽車在電機功率輸出恆定和低噪音的前提下，無法實現速度快慢的切換的問題。
為了實現上述目的，本實用新型提供了一種電動汽車的主減速器，包括主減速箱本體，所述主減速箱本體包括：
與後橋半軸相連的輸出軸，所述輸出軸上設置有輸出齒輪；
與電機相連的輸入軸，所述輸入軸上固定設置有第一快齒和第一慢齒；
設置於所述輸入軸和所述輸出軸之間的換擋軸，所述換擋軸上設置有與所述第一快齒嚙合且能夠在所述換擋軸上空轉的第二快齒、與所述第一慢齒嚙合且能夠在所述換擋軸上空轉的第二慢齒、設置於所述第二快齒和所述第二慢齒之間的同步器、與所述輸出齒輪嚙合的主動齒，所述同步器用於控制所述第二快齒和所述第二慢齒中的任意一個與所述換擋軸同步旋轉。
優選地，所述第二慢齒與所述第一慢齒的減速比，大於所述第二快齒與所述第一快齒的減速比。
優選地，當所述第二快齒與所述換擋軸通過同步器同步時，所述第二慢齒在所述換擋軸上空轉。
優選地，當所述第二慢齒與所述換擋軸通過同步器同步時，所述第二快齒在所述換擋軸上空轉。
優選地，當所述第二快齒和所述第二慢齒均未通過同步器與所述換擋軸同步時，所述換擋軸空轉。
優選地，所述同步器連接有換擋執行機構。
優選地，所述換擋執行機構為手動或者自動換擋執行機構。
優選地，所述換擋執行機構為電動換擋執行機構。
相比於背景技術介紹內容，上述電動汽車的主減速器，主減速器運行時，換擋軸通過同步器控制第二快齒和第二慢齒中的任意一個與換擋軸同步旋轉，進而輸入軸的動力傳遞至換擋軸，再通過換擋軸上的主動齒傳遞至輸出齒輪，具體為當第二快齒與換擋軸轉速同步時，輸入軸通過第一快齒將動力傳遞至換擋軸，進而輸出軸輸出相對應的速度；當第二慢齒與換擋軸轉速同步時，輸入軸通過第一慢齒將動力傳遞至換擋軸，進而輸出軸輸出相對應的速度，上述電動汽車的主減速器在電機輸出功率恆定的情況下，實現了兩種速度的切換(即快速和慢速的切換)，進而可以在爬坡時採用慢速行駛，平穩道路時採用快速行駛，實現可以爬坡的同時保證了電動汽車的續航能力，同時由於同步器本身齒圈有錐面，在換擋過程中，利用摩擦力能夠將第二快齒或第二慢齒與換擋軸轉速同步，進而實現輸出軸增速或者減速，換擋自然非常輕鬆，流暢，且噪音較小。
另外本實用新型還公開了一種電動汽車，包括主減速器，其中該主減速器為上述任一方案所描述的主減速器。由於上述電動汽車沿用了上述電動汽車的主減速器的核心思想，因上述電動汽車的主減速器具有上述技術效果，因此沿用了上述電動汽車的主減速器的核心思想的電動汽車也應具有相應的技術效果，在此不再贅述。
附圖說明
圖1為本實用新型實施例提供的電動汽車的主減速器的主視結構示意圖；
圖2為圖1的A-A剖視結構示意圖；
圖3為圖1的B向結構示意圖；
圖4為本實用新型實施例提供的電動汽車的主減速器的換擋軸的結構示意圖；
圖5為圖4的剖視結構示意圖；
圖6為本實用新型實施例提供的電動汽車的主減速器的整體結構示意圖。
上圖1-6中，
輸出軸1、輸出齒輪2、輸入軸3、第一快齒4、第一慢齒5、換擋軸6、第二快齒7、第二慢齒8、主動齒9、換擋執行機構10、同步器齒套11、同步器齒殼12、快齒同步環13、慢齒同步環14。
具體實施方式
本實用新型的核心是提供一種電動汽車及其主減速器，以解決電動汽車在電機功率輸出恆定和低噪音的前提下，無法實現速度快慢的切換的問題。
為了使本領域的技術人員更好地理解本實用新型提供的技術方案，下面將結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
如圖1-6所示，本實用新型實施例提供的一種電動汽車的主減速器，包括主減速箱本體，主減速箱本體包括：
與後橋半軸相連的輸出軸1，輸出軸1上設置有輸出齒輪2；
與電機相連的輸入軸3，輸入軸3上固定設置有第一快齒4和第一慢齒5；
設置於輸入軸3和輸出軸1之間的換擋軸6，換擋軸6上設置有與第一快齒4嚙合且能夠在換擋軸6上空轉的第二快齒7、與第一慢齒5嚙合且能夠在換擋軸6上空轉的第二慢齒8、設置於第二快齒7和第二慢齒8之間的同步器、與輸出齒輪2嚙合的主動齒9，同步器用於控制第二快齒7和第二慢齒8中的任意一個與換擋軸6同步旋轉。這裡需要說明的是，上述同步器可以根據減速箱體的大小選用對應的同步器型號，該同步器為普通轎車上常用的現有同步器，一般包括同步器齒套11、設置在同步器齒套11兩側的快齒同步環13和慢齒同步環14和設置在同步器齒套11外側的同步器齒殼12，其中同步器齒套11與快齒同步環13之間和同步器齒套11與慢齒同步環14之間一般還設置有卡簧。同步器具體工作時，快齒同步環作用於第二快齒利用摩擦力使得第二快齒與換擋軸轉速同步；慢齒同步環作用於第二慢齒利用摩擦力使得第二慢齒與換擋軸的轉速同步。另外需要說明的是上述在換擋軸上空轉時，是指空轉的第二快齒或第二慢齒與換擋軸之間沒有相互作用，也即不存在動力傳輸關係。
相比於背景技術介紹內容，上述電動汽車的主減速器，主減速器運行時，換擋軸通過同步器控制第二快齒和第二慢齒中的任意一個與換擋軸同步旋轉，進而輸入軸的動力傳遞至換擋軸，再通過換擋軸上的主動齒傳遞至輸出齒輪，具體為當第二快齒與換擋軸轉速同步時，輸入軸通過第一快齒將動力傳遞至換擋軸，進而輸出軸輸出相對應的速度；當第二慢齒與換擋軸轉速同步時，輸入軸通過第一慢齒將動力傳遞至換擋軸，進而輸出軸輸出相對應的速度，上述電動汽車的主減速器在電機輸出功率恆定的情況下，實現了兩種速度的切換(即快速和慢速的切換)，進而可以在爬坡時採用慢速行駛，平穩道路時採用快速行駛，實現可以爬坡的同時保證了電動汽車的續航能力，同時由於同步器本身齒圈有錐面，在換擋過程中，利用摩擦力能夠將第二快齒或第二慢齒與換擋軸轉速同步，進而實現輸出軸增速或者減速，換擋自然非常輕鬆，流暢，且噪音較小。
在具體的實施方案中，上述第二慢齒8與第一慢齒5的減速比，大於第二快齒7與第一快齒4的減速比。這樣，當第二慢齒與換擋軸通過同步器同步時，即當第二慢齒通過同步器的摩擦力與換擋軸同步轉速時，由於第二慢齒與第一慢齒始終保持嚙合，進而輸出軸上的第一慢齒帶動第二慢齒轉動將動力傳遞至換擋軸，換擋軸通過主動齒將動力傳遞至輸出齒輪，輸出軸輸出相應的轉速，第二快齒在換擋軸上空轉(即不存在相互力矩傳輸作用)，電動汽車可處於低速工況；當第二快齒與換擋軸通過同步器同步時，即當第二快齒通過同步器的摩擦力與換擋軸同步轉速時，由於第二快齒與第一快齒始終保持嚙合，進而輸出軸上的第一快齒帶動第二快齒轉動將動力傳遞至換擋軸，換擋軸通過主動齒將動力傳遞至輸出齒輪，輸出軸輸出相應的轉速，第二慢齒在換擋軸上空轉(即不存在相互力矩傳輸作用)，電動汽車可處於高速工況。當然需要說明的是，上述僅僅是本實用新型實施例的一種實施方式，還可以是上述第二慢齒8與第一慢齒5的減速比，小於第二快齒7與第一快齒4的減速比。這樣，當第二慢齒與換擋軸同步時，電動汽車可處於高速工況；當第二快齒與換擋軸同步時，電動汽車可處於低速工況。
在具體的實施方案中，當第二快齒7和第二慢齒8均未通過同步器與換擋軸6同步時，即當同步器均與第二快齒和第二慢齒脫離作用，均不存在相互的力矩傳輸作用時，第二快齒和第二慢齒均在換擋軸上進行空轉，換擋軸的轉速不會影響輸出軸的轉速，此時電動汽車處於空擋工況。
更具體的實施方案中，上述同步器還可以連接有換擋執行機構10。通過換擋執行機構實現主減速器的換擋操作。並且上述換擋執行機構10可以是手動換擋執行機構，也可以是自動換擋執行機構，還可以是電動換擋執行機構。這裡的手動換擋執行機構、自動換擋執行機構和電動換擋執行機構均可以是普通燃油汽車常用的換擋執行機構，在此不再對其具體的機構進行贅述。
另外本實用新型還公開了一種電動汽車，包括主減速器，其中該主減速器為上述任一方案所描述的主減速器。由於上述電動汽車沿用了上述電動汽車的主減速器的核心思想，因上述電動汽車的主減速器具有上述技術效果，因此沿用了上述電動汽車的主減速器的核心思想的電動汽車也應具有相應的技術效果，在此不再贅述。
以上對本實用新型所提供的電動汽車及其主減速器進行了詳細介紹。需要說明的是，本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。
還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括上述要素的物品或者設備中還存在另外的相同要素。
本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本實用新型的核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護範圍內。