四挡中置式链条传动电驱动自适应变速系统技术方案

本发明专利技术公开了一种四挡中置式链条传动电驱动自适应变速系统，动力输入机构通过高速挡传动机构或低速挡传动机构将动力传递给轮外中间轴，轮外中间轴再依次通过链条传动组件和两挡传动机构将动力传递给驱动轮。采用以上技术方案，将动力输入机构、高速挡传动机构和低速挡传动机构设置在原始的两轮车中间位置，在驱动轮的位置增设两挡传动机构，不仅形成四挡变速，而且延长了减速传动路径，增大了减速比，从而能够采用高速电机作为驱动，同时保留链条传动的方式，并且，能够根据阻力情况，自适应匹配电动交通工具的实际行驶工况与电机工况。

【技术实现步骤摘要】
四挡中置式链条传动电驱动自适应变速系统
本专利技术涉及两轮车电驱动系统
，具体涉及一种四挡中置式链条传动电驱动自适应变速系统。
技术介绍
链条传动的设计结构具有结构简单、轻巧、成本低等优点，而且可以通过更换链轮便能容易改变末级减速比的优点，因此被大多数两轮车采用。此外，链条可以缓冲车辆加减速的冲击，又能减小悬挂系统上下震荡造成链轮之间的距离变化。现有的能够换挡的两轮车电驱动系统通常都将动力输入机构(电机等)和减速换挡机构都设置在两轮车的中部(座位下方)，再通过链条传动组件直接带动车轮转动。由于电机的转速远高于内燃机，导致减速机构相对较为复杂，体积较大。但是，由于两轮车的结构特点，安装空间极为有限，难以设置较大减速比的减速换挡机构，因此导致不能采用高转速电机，电机效率始终不够理想，影响续航里程。并且，现有的两轮车电驱动系统不能根据阻力情况而自动换挡，从而不能根据行驶阻力自适应匹配车速输出扭矩。为了保证普通路况的性能和能耗，导致电动两轮车不具备强大的爬坡和重载能力，使电动两轮车在爬坡和重载能力时，电机不处于高效平台上，从而电机不仅效率低下，而且能耗过高。而且，两轮车电驱动系统的挡位普遍较少，最多只能实现两挡换挡，不能满足一些应用需求。解决以上问题成为当务之急。
技术实现思路
为解决以上的技术问题，本专利技术提供了一种四挡中置式链条传动电驱动自适应变速系统。其技术方案如下：一种四挡中置式链条传动电驱动自适应变速系统，其要点在于，包括动力输入机构、驱动轮、设置在轮外中间轴上的高速挡传动机构和低速挡传动机构、通过链条传动组件与轮外中间轴连接的车轮安装轴以及设置在车轮安装轴上的两挡传动机构，所述车轮安装轴穿设在驱动轮上，所述动力输入机构通过高速挡传动机构或低速挡传动机构将动力传递给轮外中间轴，轮外中间轴再依次通过链条传动组件和两挡传动机构将动力传递给驱动轮；所述高速挡传动机构包括摩擦离合器和用于对摩擦离合器施加预紧力的弹性元件组，所述摩擦离合器包括外片花件套、内片螺旋滚道套以及交替设置在外片花件套和内片螺旋滚道套之间的外摩擦片和内摩擦片，各外摩擦片能够沿外片花件套轴向滑动，各内摩擦片能够沿内片螺旋滚道套轴向滑动，所述内片螺旋滚道套套装在轮外中间轴上，并与轮外中间轴之间形成螺旋传动副，以使内片螺旋滚道套能够沿轮外中间轴轴向滑动，所述动力输入机构能够通过摩擦离合器将动力传递给轮外中间轴；所述低速挡传动机构包括副轴传动组件和套装在轮外中间轴上的第一超越离合器，所述内片螺旋滚道套与第一超越离合器的第一内心轮相互靠近的一端端面均为凸轮型面，以共同构成端面凸轮配合，所述动力输入机构能够通过外片花件套依次将动力传递给副轴传动组件、第一超越离合器、内片螺旋滚道套和轮外中间轴；所述两挡传动机构包括单侧同步器、第二超越离合器和输出减速组件，所述单侧同步器、第二超越离合器与输出减速组件的输出一级主动齿轮均套装在车轮安装轴上，且第二超越离合器和输出一级主动齿轮分别位于单侧同步器的两侧，所述输出一级主动齿轮与车轮安装轴同步转动，动力输出套、第二超越离合器的第二内心轮以及驱动轮同步转动，所述单侧同步器能够在换挡拨叉的作用下与第二内心轮结合或分离；当单侧同步器与第二内心轮结合时，第二超越离合器处于超越状态，车轮安装轴输出的动力依次经单侧同步器和第二内心轮传递给动力输出套；当单侧同步器与第二内心轮分离时，第二超越离合器处于结合状态，车轮安装轴输出的动力依次经输出减速组件和第二超越离合器传递给动力输出套。采用以上结构，将动力输入机构、高速挡传动机构和低速挡传动机构设置在原始的两轮车中间位置，在驱动轮的位置增设两挡传动机构，不仅形成四挡变速，提高了传动效率，增加了续航里程，而且延长了减速传动路径，增大了减速比，从而能够采用高速电机作为驱动，使电机处于高效输出平台上，大幅提高了电机效率，增加了续航里程，同时保留链条传动的方式，不仅可以缓冲两轮车加减速的冲击，又能减小悬挂系统上下震荡造成链轮之间的距离变化，并且，能够根据阻力情况，自适应匹配电动交通工具的实际行驶工况与电机工况，使电动汽车具有强大的爬坡和重载能力的同时，使电机始终处于高效平台上，大大提高了电机在爬坡和重载情况下的效率，降低了电机能耗，能够在不切断驱动力的情况下就能够自适应随行驶阻力变化自动进行前进挡的高低速换挡变速。作为优选：所述动力输出套通过传动传感机构将动力传递给驱动轮，所述驱动轮的轮毂通过安装配合套可转动地套装在车轮安装轴上，所述传动传感机构包括套装在安装配合套上的传动传感凸轮套、用于驱使传动传感凸轮套靠近动力输出套的弹性复位元件以及用于检测实时功率的检测装置，所述传动传感凸轮套与安装配合套之间形成螺旋传动副，并能够沿安装配合套轴向滑动，所述动力输出套和传动传感凸轮套的相邻端面构成端面凸轮配合。采用以上结构，能够在传动的同时准确监测实时功率，简单可靠；若传感传动机构测得的实时功率大于设定的功率目标，单侧同步器处于结合状态，处于相对高速的挡位；若传感传动机构测得的实时功率小于设定的功率目标，单侧同步器处于断开状态，处于相对低速的挡位。作为优选：所述检测装置包括均设置在传动传感凸轮套上的转速检测永磁体和位移检测永磁体以及均设置在外壳体上的转速检测霍尔元件和位移检测霍尔元件。采用以上结构，能够通过检测传动传感凸轮套的转速和位移获悉实时功率，抗干扰能力强，成本低廉，简单可靠。作为优选：所述单侧同步器包括与第二内心轮同步转动的高速挡结合套、同步转动地套装在车轮安装轴上的同步器花键毂以及同步转动地套装在同步器花键毂上的同步器结合套，所述同步器花键毂靠近高速挡结合套的一侧设置有沿径向向外依次套设的高速挡摩擦内片、高速挡摩擦外片和高速挡同步环，所述同步器花键毂的外周上设置有若干与同步器结合套同步滑动的同步器滑块，所述换挡拨叉能够带动同步器结合套轴向滑动；当同步器结合套朝高速挡结合套滑动时，同步器滑块能够驱使高速挡同步环带动高速挡摩擦外片将高速挡摩擦内片压紧在高速挡结合套上，以使同步器结合套与高速挡结合套在同步转动后结合。采用以上结构，设计巧妙，简单可靠，能够稳定可靠地在两个档位之间切换，不会发生换挡卡滞和难以进挡的情况。作为优选：所述输出减速组件包括与车轮安装轴平行的输出减速轴、同步转动地套装在输出减速轴上的输出一级从动齿轮和输出二级主动齿轮，所述输出一级从动齿轮与输出一级主动齿轮啮合，所述输出二级主动齿轮与第二超越离合器的外圈上设置的输出二级从动齿啮合。采用以上结构，能够稳定可靠地进行减速传动。作为优选：所述外片花件套包括依次连接的动力输入部、压紧配合部和动力输出部，所述动力输入部和动力输出部均为圆环结构，且动力输入部的直径大于动力输出部的直径，所述压紧配合部为圆盘结构，各外摩擦片能够沿动力输入部的内壁轴向滑动；所述内片螺旋滚道套包括呈圆环结构的内片滑动部和呈圆盘结构的摩擦片压紧部，所述内片滑动部与主轴之间形成螺旋传动副，各内摩擦片能够沿内片滑动部的外壁轴向滑动，各外摩擦片和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四挡中置式链条传动电驱动自适应变速系统，其特征在于：包括动力输入机构、驱动轮(2)、设置在轮外中间轴(4)上的高速挡传动机构和低速挡传动机构、通过链条传动组件与轮外中间轴(4)连接的车轮安装轴(17)以及设置在车轮安装轴(17)上的两挡传动机构，所述车轮安装轴(17)穿设在驱动轮(2)上，所述动力输入机构通过高速挡传动机构或低速挡传动机构将动力传递给轮外中间轴(4)，轮外中间轴(4)再依次通过链条传动组件和两挡传动机构将动力传递给驱动轮(2)；/n所述高速挡传动机构包括摩擦离合器(5)和用于对摩擦离合器(5)施加预紧力的弹性元件组(3)，所述摩擦离合器(5)包括外片花件套(5a)、内片螺旋滚道套(5b)以及交替设置在外片花件套(5a)和内片螺旋滚道套(5b)之间的外摩擦片(5c)和内摩擦片(5d)，各外摩擦片(5c)能够沿外片花件套(5a)轴向滑动，各内摩擦片(5d)能够沿内片螺旋滚道套(5b)轴向滑动，所述内片螺旋滚道套(5b)套装在轮外中间轴(4)上，并与轮外中间轴(4)之间形成螺旋传动副，以使内片螺旋滚道套(5b)能够沿轮外中间轴(4)轴向滑动，所述动力输入机构能够通过摩擦离合器(5)将动力传递给轮外中间轴(4)；/n所述低速挡传动机构包括副轴传动组件和套装在轮外中间轴(4)上的第一超越离合器(9)，所述内片螺旋滚道套(5b)与第一超越离合器(9)的第一内心轮(9c)相互靠近的一端端面均为凸轮型面，以共同构成端面凸轮配合，所述动力输入机构能够通过外片花件套(5a)依次将动力传递给副轴传动组件、第一超越离合器(9)、内片螺旋滚道套(5b)和轮外中间轴(4)；/n所述两挡传动机构包括单侧同步器(22)、第二超越离合器(23)和输出减速组件，所述单侧同步器(22)、第二超越离合器(23)与输出减速组件的输出一级主动齿轮(24)均套装在车轮安装轴(17)上，且第二超越离合器(23)和输出一级主动齿轮(24)分别位于单侧同步器(22)的两侧，所述输出一级主动齿轮(24)与车轮安装轴(17)同步转动，动力输出套(25)、第二超越离合器(23)的第二内心轮(23c)以及驱动轮(2)同步转动，所述单侧同步器(22)能够在换挡拨叉(26)的作用下与第二内心轮(23c)结合或分离；/n当单侧同步器(22)与第二内心轮(23c)结合时，第二超越离合器(23)处于超越状态，车轮安装轴(17)输出的动力依次经单侧同步器(22)和第二内心轮(23c)传递给动力输出套(25)；当单侧同步器(22)与第二内心轮(23c)分离时，第二超越离合器(23)处于结合状态，车轮安装轴(17)输出的动力依次经输出减速组件和第二超越离合器(23)传递给动力输出套(25)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种四挡中置式链条传动电驱动自适应变速系统，其特征在于：包括动力输入机构、驱动轮(2)、设置在轮外中间轴(4)上的高速挡传动机构和低速挡传动机构、通过链条传动组件与轮外中间轴(4)连接的车轮安装轴(17)以及设置在车轮安装轴(17)上的两挡传动机构，所述车轮安装轴(17)穿设在驱动轮(2)上，所述动力输入机构通过高速挡传动机构或低速挡传动机构将动力传递给轮外中间轴(4)，轮外中间轴(4)再依次通过链条传动组件和两挡传动机构将动力传递给驱动轮(2)；
所述高速挡传动机构包括摩擦离合器(5)和用于对摩擦离合器(5)施加预紧力的弹性元件组(3)，所述摩擦离合器(5)包括外片花件套(5a)、内片螺旋滚道套(5b)以及交替设置在外片花件套(5a)和内片螺旋滚道套(5b)之间的外摩擦片(5c)和内摩擦片(5d)，各外摩擦片(5c)能够沿外片花件套(5a)轴向滑动，各内摩擦片(5d)能够沿内片螺旋滚道套(5b)轴向滑动，所述内片螺旋滚道套(5b)套装在轮外中间轴(4)上，并与轮外中间轴(4)之间形成螺旋传动副，以使内片螺旋滚道套(5b)能够沿轮外中间轴(4)轴向滑动，所述动力输入机构能够通过摩擦离合器(5)将动力传递给轮外中间轴(4)；
所述低速挡传动机构包括副轴传动组件和套装在轮外中间轴(4)上的第一超越离合器(9)，所述内片螺旋滚道套(5b)与第一超越离合器(9)的第一内心轮(9c)相互靠近的一端端面均为凸轮型面，以共同构成端面凸轮配合，所述动力输入机构能够通过外片花件套(5a)依次将动力传递给副轴传动组件、第一超越离合器(9)、内片螺旋滚道套(5b)和轮外中间轴(4)；
所述两挡传动机构包括单侧同步器(22)、第二超越离合器(23)和输出减速组件，所述单侧同步器(22)、第二超越离合器(23)与输出减速组件的输出一级主动齿轮(24)均套装在车轮安装轴(17)上，且第二超越离合器(23)和输出一级主动齿轮(24)分别位于单侧同步器(22)的两侧，所述输出一级主动齿轮(24)与车轮安装轴(17)同步转动，动力输出套(25)、第二超越离合器(23)的第二内心轮(23c)以及驱动轮(2)同步转动，所述单侧同步器(22)能够在换挡拨叉(26)的作用下与第二内心轮(23c)结合或分离；
当单侧同步器(22)与第二内心轮(23c)结合时，第二超越离合器(23)处于超越状态，车轮安装轴(17)输出的动力依次经单侧同步器(22)和第二内心轮(23c)传递给动力输出套(25)；当单侧同步器(22)与第二内心轮(23c)分离时，第二超越离合器(23)处于结合状态，车轮安装轴(17)输出的动力依次经输出减速组件和第二超越离合器(23)传递给动力输出套(25)。


2.根据权利要求1所述的四挡中置式链条传动电驱动自适应变速系统，其特征在于：所述动力输出套(25)通过传动传感机构将动力传递给驱动轮(2)，所述驱动轮(2)的轮毂(2a)通过安装配合套(2a11)可转动地套装在车轮安装轴(17)上，所述传动传感机构包括套装在安装配合套(2a11)上的传动传感凸轮套(28)、用于驱使传动传感凸轮套(28)靠近动力输出套(27)的弹性复位元件(29)以及用于检测实时功率的检测装置，所述传动传感凸轮套(28)与安装配合套(2a11)之间形成螺旋传动副，并能够沿安装配合套(2a11)轴向滑动，所述动力输出套(25)和传动传感凸轮套(28)的相邻端面构成端面凸轮配合。


3.根据权利要求2所述的四挡中置式链条传动电驱动自适应变速系统，其特征在于：所述检测装置包括均设置在传动传感凸轮套(28)上的转速检测永磁体(30)和位移检测永磁体(31)以及均设置在外壳体上的转速检测霍尔元件和位移检测霍尔元件。


4.根据权利要求1所述的四挡中置式链条传动电驱动自适应变速系统，其特征在于：所述单侧同步器(22)包括与第二内心轮(23c)同步转动的高速挡结合套(22a)、同步转动地套装在车轮安装轴(17)上的同步器花键毂(22c)以及同步转动地套装在同步器花键毂(22c)上的同步器结合套(22d)，所述同...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛荣生，张引航，陈俊杰，王靖，陈同浩，舒雷，谭志康，邓天仪，邓云帆，梁品权，颜昌权，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50