[发明专利]电动车辆全啮合式变速传动装置

说明书

本发明涉及一种车用变速装置。

电动汽车具有节约能源、不污染环境、噪声低等优点，但由于作为动力的蓄电池重量高达数百斤，且能量密度仅为40-45瓦小时/公斤，而存在马力不足、行驶速率低等缺点。但是近来由于能源短缺及空气污染等问题，而使电动车辆重新被人所重视。

电动汽车如要进入实用阶段，必须克服马力不足，行驶速率低等缺点，克服上述缺点的方法除了发展高性能蓄电池外，最直接的方法即减轻变速装置的重量并提高其传动效率。

本发明的目的在于针对电动车辆所存在的上述问题，提供一种可减少齿轮组、减轻重量、减小体积并提高传动效率的全啮合式变速传动装置。

为实现本发明的目的，该全啮合式变速传动装置中的各档主动齿轮和被动齿轮均保持常啮合状态，主轴仅能直接驱动一档主动齿轮，而对其余各档的主动齿轮则经由各该档位的单向弹簧传动机构进行间接传动，平时这些单向弹簧传动机构均处于脱离位置，只有在车速超过一定值时才被各该档的离心式自动入档装置驱动而先后排入各该档位。各档位被动齿轮间也分别以各档位单向传动机构传递动力，且各档位单向传动机构均容许较高档位的被动齿轮以高于较低档位被动齿轮的转速转动，而使相互啮合的各档位主动齿轮与被动齿轮在排档时不需脱离，并可依据车辆行驶速度随时自动变换适当档位，无需设置手动操作的离合器和排档杆等，从而大大简化了变速传动机构，并提高了传动效率。

该全啮合式变速传动装置包括：主轴、副轴筒、各档主动齿轮、各档被动齿轮、单向螺旋弹簧传动构件、离心式自动入档装置和差速器。其主要特征是：一档主动齿轮直接固定在主轴上，而其余各档主动齿轮分别具有轴向空心延伸套筒，由内向外依次间隔套合在主轴上，各空心延伸套筒内分别装有单向螺旋弹簧传动构件;最终档位被动齿轮直接固定在副轴筒上，而其余各档被动齿轮分别具有轴向空心延伸套筒，由外向内依次间隔套在副轴筒上，各相邻被动齿轮延伸套筒之间以及倒数第二档被动齿轮与副轴筒之间均装有单向传动构件;倒退档从动件直接固定在副轴筒上。

该变速传动装置中，设置一与最终档位被动齿轮同步转动的差速器，该差速器可带动该电动车辆所具有的两侧车轮轴转动，并允许该两侧车轮轴以不同转速转动。

为了实现自动排档的目的，该变速传动装置中设置有离心式自动入档装置，包括：与该主动齿轮延伸套筒相互啮合并随之转动的一盘座;以环形等距排列方式装在该盘座上并可自转的数个心轴;固定于该心轴上并与该心轴同步转动的一齿轮;固定于入档从动件上并与该齿轮相互啮合的一从动齿轮;固定于该心轴上的一重块，该重块受一弹簧的弹性作用力而具有向该从动齿轮贴尽的压力，使该相互啮合的齿轮与从动齿轮驱动该从动件转动至制动位置;而当该盘座的转速超过一设定速度值时，该重块所承受的离心力即大于该弹性作用力，而使该重块向外偏离并经由该相互啮合的齿轮与从动齿轮驱动该入档从动件转动至入档位置。

各档位被动齿轮单向传动构件与倒退档单向传动构件为螺旋方向相反的单向螺旋弹簧或动力传递方向相反的单向轴承。

请参阅以下有关本发明的实施例的详细说明及附图。

图1为本发明电动车辆全啮合式变速装置第一实施例在前进一档时的剖面图;

图2为该变速器中第二档离心式自动入档装置在原始位置时的部分剖面放大视图;

图3为该变速器中第二档离心式自动入档装置在入档位置时的部分剖面放大视图;

图4为该变速器中第二档主动齿轮及其单向螺旋弹簧传动构件位于与主轴相互脱离状态时的部分剖面放大视图;

图5为该第二档主动齿轮及其单向螺旋弹簧传动构件位于与主轴相互连接状态时的部分剖面放大视图;

图6为该变速器在前进二档时的剖面视图;

图7为该变速器在前进三档时的剖面视图;

图8为该变速器第二实施例的剖面视图。

本发明的变速器10可依实际需要提供不同档位设计的变速功能;为便于说明，图1所示的变速器10为具有前进三档及倒退一档的变速功能，该变速器也可以设计成具有前进四档以上的变速功能。图1中直流马达90、前置减速器91。变速器10主要包括有：主轴11，该主轴11的动力经由第一档至第三档全啮合式传动齿轮组以递减的变速比传递至一副轴筒12，该副轴筒12则与一差速器外壳32同步连动，并借以带动两侧车轮轴33及34随之转动;该变速器10还包括有第二及第三档离心式自动入档装置22及23，可依据车辆行驶速率，驱动该变速器10随时变换适当的档位。