一种电机驱动的离合器及两档减速器的制作方法

1.本实用新型属于纯电动汽车电驱动领域，尤其涉及到一种电机驱动的离合器及两档减速器。


背景技术：

2.当前，纯电动汽车的驱动系统主要是由驱动电机搭配一台固定齿比的单级减速器组成，减速器主要用于减速增扭，这种单挡减速器胜在结构简单，技术成熟且生产成本低，但是其速比单一，在汽车高速行驶时，需要驱动电机提供超高的转速以满足汽车的性能要求，但由于电机在临界转速以上为恒功率输出，转速过大就会导致输出扭矩过低，进而影响到汽车驾驶员的主观感受。为解决这个问题，现在纯电动汽车大部分都会采用离合器与制动器相配合进行换挡的两档减速器。
3.目前，市面上用于两档减速器的离合器大多采用液压控制，其安装在发动机和传动系之间，可使发动机和传动系暂时分离或逐渐接合，以切断或传递发动机向传动系输出的动力，以达到换挡的目的。但是这种离合器对于液压系统的设计要求严格，密封性要求较高，结构复杂，而且成本较高。而现有的两档减速器在进行换挡操作时不够平稳，传动效率低。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种由电机驱动的离合器，其结构设计简单合理，成本较低并且工作性能稳定可靠。本实用新型的另外目的是提供一种两档减速器，其传动稳定可靠，换挡时平稳无冲击。
5.为达到上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：
6.一种电机驱动的离合器，包括执行电机和压盘，所述执行电机的输出轴与压盘传动连接，压盘配置有驱动其作直线运动的传动机构。
7.进一步的，传动机构为轨道结构，包括固定座，固定座与压盘之间设有滚珠，固定座与压盘上均设有与滚珠相适配的圆弧槽，且至少有一侧的圆弧槽具有一定坡度，该坡度设置与该离合器的离合状态相适配。
8.上述的一定坡度与压盘的运动行程相关，压盘可控制离合器所连接的主、从动部分接合与断开，坡度的深度差决定该离合器的离合程度，坡度的倾斜角度决定该离合器的离合响应速度。应注意的是，滚珠的直径需要按照圆弧槽的坡度来确定。
9.进一步的，传动机构为螺套结构，包括一固定设置的螺套，所述螺套套设在压盘的旋转轴上。
10.进一步的，执行电机的输出轴与压盘通过减速机构连接。
11.进一步的，还包括摩擦片，所述摩擦片与压盘通过止推轴承连接。
12.进一步的，摩擦片包括主动摩擦片和从动摩擦片，主动摩擦片和从动摩擦片之间设有弹簧；主动摩擦片和从动摩擦片均至少设有两片，多片主动摩擦片和从动摩擦片等间
距交叉设置。
13.上述主动摩擦片与从动摩擦片分别与该离合器控制的主、从动部分连接。
14.与现有技术相比，本方案具有以下的有益效果：
15.1、本实用新型通过执行电机来输出动力，且压盘还配置有驱动其作直线运动的传动机构，在执行电机带动压盘作旋转运动的同时也能够进行轴向移动，进而使压盘压紧连接在离合器上的主、从动部分，使两者接合，以实现离合器的功能，其结构设计简单合理，便于控制,且工作稳定可靠，生产成本较低。
16.2、传动机构采用轨道结构，包括固定座，固定座与压盘之间设有滚珠，固定座与压盘上均设有与滚珠相适配的圆弧槽，且至少有一侧的圆弧槽具有一定坡度，该坡度设置与该离合器的离合状态相适配。当执行电机运转时会带动压盘旋转，进而使滚珠在两侧的圆弧槽内相对移动，而滚珠在具有一定坡度的圆弧槽内滚动就会推动压盘轴向移动，迫使压盘压紧连接在离合器上的主、从动部分，使两者接合，以实现离合器的功能，结构简单，工作合理。
17.3、传动机构采用螺套结构，包括一固定设置的螺套，所述螺套套设在压盘的旋转轴上，当执行电机运转时会带动压盘旋转，压盘的旋转轴也会沿着螺套的螺纹旋转，使压盘轴向移动，进而压紧连接在离合器上的主、从动部分，使两者接合，以实现离合器的功能，结构简单，工作合理。
18.4、执行电机的输出轴与压盘通过减速机构连接，减速机构可降低执行电机的转速和负载惯量并且提高输出扭矩，使动力输出更加稳定可靠。
19.5、还包括摩擦片，所述摩擦片与压盘通过止推轴承连接，当压盘压迫摩擦片时，摩擦片所连接的主、从动部分随之接合，动力传递，止推轴承可保证传动的稳定性，减小压盘与摩擦片之间的摩擦系数，使动力传递更加平顺，进而减小换挡冲击。
20.6、摩擦片包括主动摩擦片和从动摩擦片，主动摩擦片和从动摩擦片之间设有弹簧，在需要离合器断开传动连接时，弹簧与执行电机相配合使压盘迅速恢复原位，保证下一次离合器接合工作的正常进行，结构简单合理，响应速度快；主动摩擦片和从动摩擦片均至少设有两片，多片主动摩擦片和从动摩擦片等间距交叉设置，使摩擦片相接合时更加平稳，传动扭矩更大，可提高汽车驾驶员的驾驶体验，同时还能避免单个主动摩擦片和从动摩擦片在长期接合工作中磨损失效而导致离合器功能丧失，可提高离合器整体的抗风险性。
21.本实用新型还提供了一种两档减速器，其特征在于，包括上述的离合器。
22.进一步的，还包括驱动电机、行星齿轮机构和制动器，所述驱动电机的输出轴与行星齿轮机构中的太阳轮连接，离合器安装在行星齿轮机构中的行星架与齿圈之间，制动器的一端固定设置，制动器的另一端安装在行星齿轮机构中的齿圈上。
23.进一步的，行星齿轮机构的行星架为输出端，输出端端部设有差速器总成。
24.进一步的，在行星架与差速器总成之间还设有减速器，差速器总成安装在减速器的输出端。上述减速器可以是但不仅限于为行星齿轮机构、普通齿轮啮合机构等，只要能够起到减速效果均可。
25.与现有技术相比，本方案具有以下的有益效果：
26.1、本实用新型中的离合器用于控制行星架与齿圈的接合与断开，并配合制动器来切换传动路线，进而达到换挡的目的，当离合器为“离”、制动器为“合”的状态时为一档，当
离合器为“合”、制动器为“离”的状态时为二挡，工作过程平稳，无换挡冲击，能够为汽车驾驶员到来更好的驾驶体验感。
27.2、行星齿轮机构的行星架为输出端，当汽车处于一档时，齿圈固定，动力由太阳轮直接传递至行星架，减速增扭，当汽车处于二挡时，齿圈与行星架为一体，动力由太阳轮传递至齿圈再由行星架输出；在行星架的输出端上连接有差速器总成，差速器总成用于将动力输出并调整不同车轮的转速差，不仅结构简单，体积较小，有利于整车的结构布局，而且差速器总成的响应速度快，灵敏度高，使汽车能够轻松应对不同的路面状况。
28.3、在行星架与差速器总成之间还设有减速器，差速器总成安装在减速器的输出端，当汽车处于减速状态时，单级单排的行星齿轮机构的减速比较小，不能满足汽车的降速要求，需要与减速器配合共同降低驱动电机的转速，以快速达到汽车的低速状态，同时还能降低行星齿轮机构的传动压力。
附图说明
29.图1为本实用新型离合器实施例1的结构示意图。
30.图2为本实用新型离合器实施例2的结构示意图。
31.图3为本实用新型两档减速器的结构示意图。
32.其中，1-执行电机，2-压盘，3-传动机构，31-固定座，32-滚珠，33-螺套，4-减速机构，5-摩擦片，51-主动摩擦片，52-从动摩擦片，6-止推轴承，7-驱动电机，8-行星齿轮机构，81-太阳轮，82-行星架，83-齿圈，9-制动器，10-差速器总成，11-减速器。
具体实施方式
33.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
34.实施例1
35.如图1所示的一种电机驱动的离合器，包括执行电机1和压盘2，所述执行电机1的输出轴与压盘2传动连接，压盘2配置有驱动其作直线运动的传动机构3，该离合器在执行电机1带动压盘2作旋转运动的同时也能够使压盘2进行轴向移动，进而使压盘2压紧连接在离合器上的主、从动部分，使两者接合，以实现离合器的功能，其结构设计简单合理，便于控制,且工作稳定可靠，生产成本较低。
36.本实施例中的传动机构3采用轨道结构，包括固定座31，固定座31与压盘2之间设有滚珠32，固定座31与压盘2上均设有与滚珠32相适配的圆弧槽，且固定座31上的圆弧槽具有一定坡度，该坡度设置与该离合器的离合状态相适配。当执行电机1运转时会带动压盘2旋转，进而使滚珠32在两侧的圆弧槽内相对移动，而滚珠32在具有一定坡度的圆弧槽内滚动就会推动压盘2轴向移动，迫使压盘2压紧连接在离合器上的主、从动部分，使两者接合，以实现离合器的功能，结构简单，工作合理。
37.执行电机1的输出轴与压盘2通过减速机构4连接，减速机构4可降低执行电机1的转速和负载惯量并且提高输出扭矩，使动力输出更加稳定可靠。
38.还包括摩擦片5，所述摩擦片5与压盘2通过止推轴承6连接，当压盘2压迫摩擦片5
时，摩擦片5所连接的主、从动部分随之接合，动力传递，止推轴承6可保证传动的稳定性，减小压盘2与摩擦片5之间的摩擦系数，使动力传递更加平顺，进而减小换挡冲击。
39.摩擦片5包括主动摩擦片51和从动摩擦片52，主动摩擦片51和从动摩擦片52之间设有弹簧，在需要离合器断开传动连接时，弹簧与执行电机1相配合使压盘2迅速恢复原位，保证下一次离合器接合工作的正常进行，结构简单合理，响应速度快；主动摩擦片51和从动摩擦片52均设有六片，六片主动摩擦片51和从动摩擦片52等间距交叉设置，使摩擦片5相接合时更加平稳，传动扭矩更大，可提高汽车驾驶员的驾驶体验，同时还能避免单个主动摩擦片51和从动摩擦片52在长期接合工作中磨损失效而导致离合器功能丧失，可提高离合器整体的抗风险性。
40.本实施例中离合器的工作原理如下：
41.当需要离合器闭合即处于“合”的状态时，控制执行电机1正转，通过减速机构4减速，带动压盘2正转，此时压盘2与固定座31之间的滚珠32也会在压盘2与固定座31上的圆弧槽内移动，由于固定座31上的圆弧槽具有一定坡度，滚珠32此时为上坡状态，在其相对运动的同时会推动压盘2向前移动，进而使压盘2逐渐压紧摩擦片5，最终使主动摩擦片51与从动摩擦片52相接合，达到连接传动的目的。
42.当需要离合器断开即处于“离”的状态时，控制执行电机1反转，通过减速机构4减速，带动压盘2反转，此时压盘2与固定座31之间的滚珠32也会在压盘2与固定座31上的圆弧槽内反向移动，即下坡状态，进而滚珠32对压盘2的压紧力逐渐降低，主动摩擦片51和从动摩擦片52之间的弹簧会逐渐克服压紧力使主动摩擦片51和从动摩擦片52断开，恢复初始状态，达到中断传动的目的。
43.实施例2
44.本实施例与实施例1的区别在于传动机构3采用螺套结构，如图2所示，包括一固定设置的螺套33，所述螺套33套设在压盘2的旋转轴上，当执行电机1运转时会带动压盘2旋转，压盘2的旋转轴也会沿着螺套33的螺纹旋转，使压盘2轴向移动，进而压紧连接在离合器上的主、从动部分，使两者接合，以实现离合器的功能，结构简单，工作合理。
45.本实施例中离合器的工作原理如下：
46.当需要离合器闭合即处于“合”的状态时，控制执行电机1正转，通过减速机构4减速，带动压盘2正转，同时压盘2也会通过螺套33螺旋向前移动，进而使压盘2逐渐压紧摩擦片5，最终使主动摩擦片51与从动摩擦片52相接合，达到连接传动的目的。
47.当需要离合器断开即处于“离”的状态时，控制执行电机1反转，通过减速机构4减速，带动压盘2反转，同时压盘2也会通过螺套33反向螺旋向后移动，进而使主动摩擦片51和从动摩擦片52断开，恢复初始状态，达到中断传动的目的。
48.实施例3
49.如图3所示的一种两档减速器，包括上述的离合器。
50.还包括驱动电机7、行星齿轮机构8和制动器9，所述驱动电机7的输出轴与行星齿轮机构8中的太阳轮81连接，离合器安装在行星齿轮机构中的行星架与齿圈之间，离合器中的主动摩擦片51与行星齿轮机构8中的行星架82连接，离合器的从动摩擦片52与行星齿轮机构8中的齿圈83连接；制动器9的一端固定设置，制动器9的另一端安装在行星齿轮机构8中的齿圈83上。
51.本实用新型中的离合器用于控制行星齿轮机构8中的行星架82与齿圈83的接合与断开，并配合制动器9来切换传动路线，进而达到换挡的目的，当离合器为“离”、制动器9为“合”的状态时为一档，当离合器为“合”、制动器9为“离”的状态时为二挡，工作过程平稳，无换挡冲击，能够为汽车驾驶员到来更好的驾驶体验感。
52.行星齿轮机构8的行星架82为输出端，当汽车处于一档时，齿圈83固定，动力由太阳轮81直接传递至行星架82，减速增扭，当汽车处于二挡时，齿圈83与行星架82为一体，动力由太阳轮81传递至齿圈83再由行星架82输出；行星架82的输出端上连接有差速器总成10，差速器总成10用于将动力输出并调整不同车轮的转速差，不仅结构简单，体积较小，有利于整车的结构布局，而且差速器总成10的响应速度快，灵敏度高，使汽车能够轻松应对不同的路面状况。
53.在行星架82与差速器总成10之间还设有减速器11，差速器总成10安装在减速器11的输出端，本实施例中的减速器11采用普通二级减速器，当汽车处于减速状态时，单级单排的行星齿轮机构8的减速比较小，不能满足汽车的降速要求，需要与减速器11配合共同降低驱动电机1的转速，以快速达到汽车的低速状态，同时还能降低行星齿轮机构8的传动压力。
54.本两档减速器的工作原理如下：
55.两挡减速器从一挡换到二挡时各部件状态如下：两档减速器处于一挡时，驱动电机7输出动力，执行电机1不动作使离合器处于初始开启即“离”的状态，而制动器9处于闭合即制动状态，此时齿圈83不能转动，驱动电机7将动力通过输出轴传递给行星齿轮机构8的太阳轮81，在齿圈83被制动的情况下，动力经过行星架82传递至输出端，此时传动系统处于减速增扭的状态；在两档减速器将换入二挡时，执行电机1正转使离合器逐步闭合即“合”的状态，制动器9处于开启状态，此时齿圈83与行星架82结合为一体，驱动电机7将动力通过输出轴传递给太阳轮81，在齿圈83能够转动的情况下，动力经齿圈83与行星架82这一整体传递至输出端，此时传动系统的传动比为1，处于高速运转的状态，两挡减速器处于二挡。
56.两挡减速器从二挡换到一挡时各部件状态如下：两档减速器处于二挡时，驱动电机7输出动力，离合器处于闭合状态，制动器9处于开启状态，动力由太阳轮81经齿圈83与行星架82这一整体传递至输出端；在两挡减速器将换入一挡时，执行电机1反转使离合器由闭合状态逐步开启至自由状态，齿圈83与行星架82断开连接，制动器9开始制动齿圈83，使齿圈83不能转动，驱动电机7将动力通过输出轴传递给行星齿轮机构8的太阳轮81，在齿圈83被制动的情况下，动力经过行星架82传递至输出端，此时传动系统处于减速增扭的状态，两挡减速器处于一挡。
57.两挡减速器处于倒挡时各部件状态如下：驱动电机7反向输出动力，离合器处于开启状态，制动器9制动齿圈83，驱动电机7将动力通过输出轴传递给行星齿轮机构8的太阳轮81，在齿圈83被制动的情况下，动力经过行星架82传递至输出端。
58.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。