[发明专利]一种电机转子轴结构及使用该结构的混合动力系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机轴结构，尤其是一种混合动力车辆用电机轴结构。

背景技术

混合动力车辆的驱动结构由发动机和电机组成，充分利用燃油（气）发动机和电机的特点，根据工况合理设计两种驱动源的搭配，使发动机最大限度地工作在高效区。目前混合动力车辆的试验和实际数据都表明混合动力车辆较传统的燃油（气）汽车具有显著的节能效果，并且对环境的保护起到了巨大的正向作用。传统电机转子轴为一体成型结构，这样能较好地保持转子转动的稳定性。如图1所示，电机转子轴一端设置有外花键，这样在和变速箱连接时便于和变速箱设置的内花键相配合。混合动力系统中电机需要与发动机机械相连，如图3，连接时转子轴外花键与发动机离合器片中心的内花键相嵌套，这样发动机就可以带动电机转子转动，实现混合动力系统的基本功能。但是由于转子轴花键与离合器片中心花键有一定的间隙，一旦离合器片与主轴不同轴，转动时会在花键嵌套处给主轴以径向力，而且一般支撑点（即电机前轴承）距受力点较远，产生的弯曲扭矩较大，容易发生断轴。有些设计中电机与发动机连接的转轴端部还带有轴头，以解决电机与发动机连接不稳的问题，如图3所示。轴头外径小于电机主轴外径，安装时主轴外花键与离合器片内花键嵌套，轴头插入发动机飞轮中间的导向轴承中，起到定位的作用，使电机和发动机可靠连接。但是由于电机转子本身有前后两个轴承，起定位作用，而导向轴承就成为作用于转子轴上的第三个定位点，三点定位在机械设计中是不合理的，无论哪个定位点产生偏差，都会在电机轴上产生极大的径向力，轻则影响电机轴使用寿命，严重时也会使电机轴断裂。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的问题，设计了一种分段式电机轴，特别适用于混合动力传动系统。本发明内容为：一种混合动力车辆用电机转子轴结构，其特征在于，包括主轴和中间轴，所述主轴与所述中间轴通过花键连接；所述中间轴一端设置有轴头。

所述主轴内径大于所述中间轴外径，所述主轴与所述中间轴连接的花键如下设置：所述主轴设置有内花键，所述中间轴设置有外花键。

所述主轴内径小于所述中间轴外径，所述主轴与所述中间轴连接的花键如下设置：所述主轴设置有外花键，所述中间轴设置有内花键。

所述中间轴轴头外径小于所述中间轴外径。

所述中间轴靠近轴头一侧还设置有外花键。

另外，本发明还提供一种混合动力驱动系统，包括发动机、离合装置、电动机，其特征在于，所述电动机使用上述分段式电机转子轴结构，沿发动机旋转中心线方向依次配置所述发动机、所述离合装置、所述电动机，所述发动机设置有飞轮结构，飞轮中间设置有导向轴承，飞轮与离合装置压合式连接，所述电动机的中间轴轴头置于飞轮导向轴承中，轴头侧外花键与离合装置的内花键相匹配。

还包括一定位轴承，与所述飞轮导向轴承共同定位所述中间轴。

所述定位轴承为具有调心功能的轴承。

本发明的有益效果在于：使用本发明提供的分段式电机转子轴发动机的动力经过中间轴的传递起到缓冲的作用，并且解决现有的过定位和悬臂梁结构，使电机轴结构与传统变速箱一轴结构一致，能够有效防止电机转子轴整体断裂，中间轴与主轴分开，中间轴与主轴间通过花键连接，即使中间轴断裂，也不会影响到主轴，使电机维修和更换的成本降低。

附图说明

图1是带轴头的电机转子轴示意图；

图2是使用带轴头电机转子轴的电机与发动机连接的示意图；

图3是使用不带轴头电机转子轴的电机与发动机连接的示意图；

图4是本发明第一实施例改进的电机转子轴的结构示意图。

图5是本发明第二实施例改进的电机转子轴的结构示意图。

图6是使用本发明改进的电机转子轴的电机与发动机连接的示意图。

10是发动机，11是发动机飞轮，20是离合器片，31是电机转子轴轴头，32是电机转子轴花键，33是电机轴，40是飞轮导向轴承，41是定位轴承，42是电机转子轴承，50是电机转子，3是中间轴轴头，4是中间轴与发动机连接端花键，5是中间轴体，6是中间轴与电机轴连接端花键，7是电机主轴。

具体实施方式