1、电 力 驱动桥说明书 摘要：电动驱动桥一般 是 安装在 车辆 的左右驱动轮之间，包括 一个 电机和左右联轴器。扭矩通过联轴器传到与驱动轮相连的半轴。每个联轴器包括一个磁粉离合器和一个行星组，所以通过 调节 离合器中的电磁体的电流就 能 控制 经过 联轴器传递的扭矩大小。磁粉离合器 还 能允许滑移， 因此 驱动轮能得到不同的角速度。 发明背景 这项发明一般和汽车，尤其是电驱动汽车有联系。 典型的汽车输出所需要的能量是从内燃机的做功通过差速器分至左右驱动轮。事实上，差速器把发动机的力矩平均分给了驱动轮，这对力矩是共轭的。最近几次有汽车制造商对利用 电机推进车辆感兴趣。但是这些车辆的差速的实现仍然靠
2、传统的差速器将转矩分至左右驱动轮，且能适应驱动轮的速度变化 范围 小，例如，当车辆转弯时。 然而，能把扭矩平均分给驱动轮的差速器并不是一直我们所需要的产品。举个例子，如果 一个 驱动 轮 的 牵引 扭矩降低，那么大部分的扭矩应该流向 另一个 驱动轮。还有在转弯时，如果大部分的扭矩流向外 侧 的驱动轮，那么应做 改善 处理。 简要介绍 几个 图纸的意见 图 1 是从一个原理的角度 来展示电动 汽车电驱动桥的发明； 图 2 是从车辆尾部的 一个 剖切 面 来展示电驱动桥； 图 3 表示的是 驱动桥的分解图 ； 图 4 是一个 耦合器在驱动桥上的放大截面图； 图 5 是改进的车辆驱动桥的的最终观点；
3、 图 6 是修改后的电驱动桥的局部观点。 详细说明 现在要提到 一些 些图纸，一辆汽车 A（图 1）有左右驱动轮 2 和 4，分别通过电驱动桥 B 传递动力。为此，车辆 A 有一个 电源装置 6，可以使用内燃机或一组蓄电池甚至燃料电池给电机供电。在任何情况下， 电源装置 6 和驱动桥 B 是 被 支承在支护结构 8 上 的 ，支护结构可以是一个框架或一个阀体，支护结构 8 是轮流支护在轮子 2和 4 之间。驱动桥 B 通过左、右半轴 10 和 12 联接到车轮 2 和 4。他的结构包括一根轴 X 和一个桥壳 20，左右转矩分 别被 传递至 联轴器 24 和 26。电机 18 和联轴器 24和
4、26 被安装在桥壳 20 上。 电机 18 的径向结构包括（图 3）一个定子 30，它是安装在桥壳 20 的一个轴向固定位置。它也包括了在定子 30 里面围绕轴 X 旋转的转子 32。转子 32 包括一个末端固定在位于桥壳 20 里 滚动轴承 36 上的电机轴 34。 桥壳 20 也拥有两个扭矩联轴器 24 和 26，它们每一个都包括一个驱动鼓 40，一个磁粉离合器 42，一组行星齿轮 44，一个驱动器法兰 46。它们也沿着轴 X 分布。 这两个驱动鼓 40 通过花键或其他装置联接到转子 32 上的电机轴 34 上，使他们与电机轴 34 共同 旋转 并 将扭矩从转子 32 传送到联轴器 24
5、和 26。 而且 ，这两个驱动鼓 40 也 在轴承 36 上旋转，并且轴承 36 支承着电机轴 34，同也支承着转子 32。驱动法兰 46 大多数是位于桥壳 20 的外部，从而将力矩作用于联轴器 24 和 26 并分别作用到半轴 10 和 12。驱动鼓 40 的功能是作为力矩输入，然而驱动法兰 46 则是作为力矩输出。 离合器 42 和力矩联轴器 24 和 26，包括（图 4）一个电磁体 50 和一个电枢 52。两者都是环型配置在轴 X 上的。电枢 52 位于电磁体 50 里面，二者是被抗磨轴承和环型均匀的间隙 g 给分开的。 g 的间隙含有磁粉颗粒。在 g 里无磁场时， 电磁体 50 和 电
6、枢 52 可以旋转，本质上 没有 联系。然而，当电流定向的通过电磁体 52，电磁体 52上的转矩会被转移到电枢 54 上。在大多数情况下这两者之间的一些滑移将要发生。电磁体 50 绕着安装了电刷 58 的周边滑环 56 进行调整到壳 20。电刷 58 反过来被连接到一个电源，画出了相应的电位变化，并可以根据不同的电流 来做 电磁体 52 的磁场强度 的 管理。通过离合器 42 控制转矩 的传递 。 离合器 42 中的电磁体 50 被离合器 42 的一个组件驱动法兰固定在靠近 联轴器 24和 36 的电机轴 34 的末端。因此， 电磁体 52 的旋转与转子 32 同步。 如果电磁铁 52被通电，
7、那么 电磁体 52 的转矩被转移到电枢 54。 每个联轴器 24 和 26 中的行星组 44 包括（图 4）一个太阳轮 64，一个齿圈 66和处于两者之间的行星齿轮 68 并且和太阳轮 64、齿圈 66 啮合。此外，它还有一个安置在行星齿轮中心轴的行星架 70。太阳轮 64 躺在轴 X 上，它的轴正好与轴 X 重回。它有一个短轴 77，通过外花键和离合器 42 的电枢 56 相连。齿圈 66 是连接到离合器42 上 的电磁体 54，并且连接电机轴 34 末端的驱动法兰 40，所以，电磁体 54 和齿圈66 在轴 X 上同步旋转，并且保持同样的角速度。行星架 70 有插脚 74 连接到行星齿轮
8、68，所以，当行星齿轮 68 旋转时，插脚 74 也跟着旋转。插脚 74 在行星齿轮 68中设立旋转轴。此外，行星架 70 还有一个通过桥壳 20 末端和适合驱动法兰 46 的主轴 76。左半轴 10 通过一个万向节到驱动法兰 46 和左边的联轴器相连，而右半轴 12通过另外一个万向节到驱动法兰 46 和右边联轴器 26 相连。电机 22 通过各自的联轴器 24 和 26 驱动两个半轴 10 和 12。磁粉离合器 24 和 26 控制左右半轴 10 和 12 的力矩分布。 在运行的驱动桥 A 中， 电源装置 6 提供电机 22 所需的电流， 使 电机 22 的转子32 和电机轴 34 绕轴 X
9、 旋转。电 机轴 34 将力矩传送到两个联轴器 24 和 26。在每个联轴器 24 和 26 上 ，力矩从运转的电机 22 通过在联轴器 24 和 26 上的鼓 40 传到离合器42 上的电磁体 50，同时传到行星齿轮 44 上的齿圈 66。在这里扭矩被分开。一步份扭矩从齿圈 66 通过行星齿轮 68 传到行星架 70，并且从那里通过主轴 76 传到驱动法兰 46。如果离合器 42 上的电磁体 50 是通电的，那么剩下的扭矩通过间隙 g 传到离合器 42 上的电枢 52。电枢 52 旋转并且通过离合器 42 对行星组 44 的上的太阳轮 64的作用改变扭矩，因为电枢 52 和太阳轮 64 是通
10、过传动轴的尾端相连接的。太 阳轮64 旋转传递扭矩到行星齿轮 68，在这里它将与齿圈 66 传递的扭矩相结合，所以行星架 70 和驱动法兰 78 看起来在鼓 40 上作用了力矩。换句话说，力矩流向联轴器 24和 26 有两条路径，一条机械路径，包括齿圈 68、行星齿轮 68 和行星架 70，一条离合器路径包括电磁体 50 和离合器 42 上的电枢 52，和行星组 44 上的太阳轮 64、行星齿轮 68 和行星架 70。大部分的力矩传递通过机械路径，两条路径传递的力矩分配是靠齿圈 66 和太阳轮 64 的齿数比 U 决定的。比例越高，则越少的扭矩通过离合器路径传递。扭矩在这两条路径间的关系可以用
11、笛卡尔坐 标表示（图 5）。在这种安排上，对通过离合器 42 传递的扭矩一个小的改变，将导致通过离合器 42 的组件联轴器 24和 26 传递的扭矩较大的变化，并且离合器 42 传递扭矩的大小取决于传送离合器 42上的电磁体 50 的电流的大小。当转矩变化是，电流几乎线性通过电磁体 50。 通过控制两联轴器 24 和 26 上的离合器 42 的电流，扭矩能以最佳条件被分配到运行车辆 A 的两个驱动轮 2 和 4 上。例如，如果车辆 A 左转弯时，特别是高速左转弯时，比左驱动轮 4 更多的扭矩将被传递到右驱动轮 2。因此两个联轴器 24 和 26 上的离合器 42 将有相应的调整。为此车辆 A
12、可以装备加速度计来决定侧面和纵向的加速度并做调整，所以调整的结果就是和速度传感器一样来决定两个半轴 10和 12的转速，因此更适用于车轮 2 和 4 的刹车系统。更多的传感器能决定方向盘的位置以及离合器 42 和刹车系统的温度。这些传感器产生信号并将信号传给车辆上的微处理器，微处理器将决定两个驱动轮 2 和 4 之间的扭矩分配，因此来控制两个联轴器 10 和 12 上的离合器 42。 一种改进的电驱动桥 C（图 6 和 7）同样的也能在车辆 A 运转的条件下按最佳比例分配左右驱动轮 2 和 4 之间的扭矩。它包括（图 7）一个轴向通量电机 84 和封闭在一个壳 86 里 的两个联轴器 24 和
13、 26，以及一个位于桥壳 86 里在电机 84 和联轴器24 和 26 上的毂 40 之间的主传动器 88。 电机 84 包括一个定子 92 和一个转子 94，以及安装在转子 94 上的电机轴 96。电机轴 96 绕着轴 Y 旋转朝着直角上的轴 X。 主传动器 88 包括一个小齿轮轴 100，它位于桥壳 86 里面在滚动轴承 102 上绕轴X 旋转。传动轴 100 的一端和电机轴 94 连接，而另一端有一个斜齿轮 104 在上面。此外，主传动器 88 和传动轴 106 连接，传动轴延伸在鼓 40 和旋转轴 X 之间。传动轴的末端用花键和两个驱动鼓 40配合连接，并且鼓 40在桥壳 86里面的轴
14、承 36上旋转。最后，主传动器 88 在联轴器 24 上的毂 36 上装有斜齿轮 108。齿轮 108 和小齿轮 104啮合。 当电机 84 通电，将扭矩传递个小齿轮 100。在传动轴 100 末端的小齿轮 104 绕着斜齿轮 108 旋转，斜齿轮旋转连接传动轴 106 和鼓 40 的末端。鼓 40 传递扭矩到联轴器 24 和 26，这是它在驱动桥 A 中的功用。 对于两个联轴器 24 和 26 来说，其他所谓的“环环相扣”是可能的，例如，离合器 42 上的电枢 52 可能与驱动鼓 40 有联系。同样由于离合器 42 被连接到驱动法兰46，离合器 42 和 44 在每个联轴器 24 和 26
15、中的位 置也可以颠倒。 TABLE-US-00001 电驱动桥： A-汽车 B-电驱动桥 C-电驱动桥 X-轴 2-驱动轮 4-驱动轮 6-电源 8-支撑架 10-左半轴 12-右半轴 20-桥壳 22-电机 24-左联轴器 26-右联轴器 30-定子 32-转子 34-传动轴 36-轴承 40-驱动鼓 42-磁粉离合器 44-行星组 46-驱动法兰 50-电磁体 52-电枢 54-轴承 56-滑环 58-电刷 62、 64-太阳轮 66-齿圈 68-行星齿轮 70-行星架 72-外半轴 74-插脚 76-主轴 84-电动机 86-桥壳 88-主传动器 90、 92-定子 94-转子 96-电机轴 100-小齿轮轴 102-轴承 104-小齿轮 106-联接轴 108-直齿轮
