用于机动车的同轴的双机式电动驱动装置的变速器的制作方法

专利2025-12-26  17


本发明涉及一种用于将两个驱动电机的转矩传递到机动车的一个驱动桥的两个车轮上的变速器。


背景技术:

1、对于利用驱动电机驱动的机动车,已知的驱动拓扑结构是用各一个驱动电机驱动一个驱动桥的两个车轮。于是就不必安装机械式差速器,因为车轮可以相互独立地驱动。

2、由于在机动车中的典型的结构空间条件,通常不可能将驱动电机分别直接布置在轮毂上。因此,电机通常关于车辆横向方向居中地安装。于是通过各一个变速器将转矩从相应的驱动电机朝向配设的从动轮传递。

3、传统上,两个变速器对称构造,使得两个转子轴同轴布置;于是两个输出轴也同轴布置,必要时存在的中间轴也是如此。为了节省结构空间、重量和成本,这两个变速器可以彼此挨着布置,使得它们相互支撑。变速器轴的支承因此得到明显简化。

4、如果两个变速器相互连接,则两个输出端的整体也可称为变速器,而用于所述两个输出端之中的每个输出端的变速器部件便分别称为变速器的一个分变速器。

5、为了通过相互支撑来补偿轴向作用力,分变速器的轴通常具有轴向轴承。由于特别是在后车桥上出现的推力和拉力转矩大,轴向轴承必须被足够地确定尺寸。然而,正是在输出轴上结构空间非常有限。

6、由文献de 10 2020 113 192 b4已知一种变速器,在该变速器中第二驱动轴具有接合到第一驱动轴的第一空腔中的与第二驱动轴同轴设置的第一连接件。在该变速器中可以在第一驱动轴和第二驱动轴之间关于驱动轴的轴向方向居中地设置有第一轴向轴承,其中,第一轴向轴承优选是滚针轴承。


技术实现思路

1、在此背景下,本发明的任务是,改进一种用于将转矩从两个驱动电机传递到机动车的一个驱动桥的两个车轮上的变速器,特别是减小其宽度,例如关于车辆横向方向。

2、每项独立权利要求都以其特征限定一个解决这一任务的技术方案。从属权利要求涉及本发明的有利的进一步改进方案。

3、根据一个方面,公开了一种用于将转矩从两个同轴布置的驱动电机传递到机动车的一个驱动桥的两个车轮上的变速器,其中每个驱动机借助另一减速的分变速器连接于驱动桥的另一个车轮用以传递转矩,并且这些分变速器具有同轴的驱动轴、同轴的中间轴和同轴的输出轴。

4、关于两个驱动电机的转动轴线,在两个分变速器上,驱动轴与中间轴的第一正齿轮啮合级布置成比中间轴与输出轴的第二正齿轮啮合级更靠近于配设的驱动电机。

5、对于减速的变速器,这意味着:第一正齿轮啮合级的较大的齿轮在中间轴上沿轴向布置在外侧。这又能实现:特别是对于轴向外侧挖空的齿轮轮缘来说,中间轴的主轴承沿径向布置在第一正齿轮啮合级的中间轴齿轮的齿轮圈之内并且沿轴向布置在齿轮圈的区域中。与已知的解决方案相比,由此省去了用于中间轴主轴承的轴向结构空间需求。

6、因此,就整个变速器而言,如果本发明在两个中间轴上实现,就省去了用于两个主轴承的轴向结构空间需求。这种结构空间节省基本上能1:1地反映于由驱动电机和设置在它们之间的变速器组成的驱动单元在车辆横向方向上所需的结构空间。因此,为输出运动学系统和车轮留出明显更多可用的结构空间。

7、根据一个实施方案,中间轴的主轴承、特别是轴向滚动轴承在径向内部和轴向构成于第一正齿轮啮合级的区域中。因此可实现本发明的结构空间优势。

8、此外,本发明基于以下考虑:在一个车桥的两个车轮采用轮选驱动装置(即所谓的“双电机方案”)的电机驱动的机动车中,每个电机-车轮驱动装置带有两个单级或双级的正齿轮组(替代地行星齿轮组+正齿轮组)的变速器位于两个电机之间(即所谓的“t型拓扑结构”)。焦点——尤其是对于变速器来说——在此是尽可能紧凑的结构空间需求(尤其是在宽度、即车辆横向方向上的尺寸方面)、高效率以及低重量。

9、用于轮选驱动装置的t型拓扑结构应用在不同的当前的电机驱动的机动车中或正在开发中。

10、在迄今已知的解决方案中,将两个变速器半部实施为单独的单元。因此,每个变速器半部分别具有自己的滚动轴承以及可能还有自己的壳体半部。这导致结构空间需求高(宽度/重量)以及滚动轴承数量大(效率/重量)。此外,上面介绍的方案由de 10 2020 113192 b4已知。

11、现在,本发明还基于这样的构思:在充分利用变速级的同轴度的情况下将变速器半部实施为“轴中轴”方案。在此,其中一个变速器半部的轴经由滚针轴承支承在第二个变速器半部的轴中。由此可省去支承部位。所使用的滚针轴承只须对左右差转速进行补偿并且因此具有很小的轴承损耗。在直线行驶时(无差转速),在滚针轴承中的损耗甚至完全消除。此外,可选地可通过径向/轴向轴承作为主轴承通过相应地设计啮合部来平衡轴向力。这导致轴承力减小并且从而导致效率提高和轴承使用寿命延长。通过取消支承部位,还可实现重量优势。此外,各变速器半部可被更紧凑地布置,因为取消了各级的单独的滚动支承。

12、根据本发明的变速器通过对于轴支承和相互啮合的齿轮巧妙地布置所需的宽度(在这里特别是以径向嵌套的方式)而能实现进一步大大节省在车辆横向方向上的结构空间,从而在唯一一个轴向区域上不仅齿轮副啮合而且布置有滚动轴承。

13、根据一种实施方案,主轴承布置在第一正齿轮啮合级的中间轴齿轮的轴向且径向延伸的凹槽中、特别是径向支架中。因此,变速器能布置在大大减小的结构空间中。

14、根据一种实施方案,所述两根同轴的驱动轴和/或所述两根同轴的中间轴和/或所述两根同轴的输出轴构成为轴向重叠并相互嵌套支承的,尤其是借助至少一个滚针轴承。尽管结构空间受到轴向限制而且变速器构成为没有中心的径向轴承,但同轴的轴仍能因此运行安全地支承,在当前在径向方向上相互支撑。

15、根据一种实施方案,所述两个第一正齿轮啮合级和/或所述两个第二正齿轮啮合级构成为相反倾斜制齿的。这能实现补偿相反作用的轴向力,直至这样的轴向力完全相互抵消。

16、根据一种实施方案,所述主轴承的中间轴轴承部分不可相对转动地固定在中间轴的中间轴外周壁上。

17、根据一种替代的实施方案,所述主轴承的中间轴轴承部分不可相对转动地固定在第一正齿轮啮合级的中间轴齿轮圈的齿轮圈内周壁上。由于轴承在径向上进一步靠外布置,因此该轴承的周长可以构成为更长的,这能实现轴承实施成更窄的并且从而进一步节省沿车辆横向方向的结构空间。

18、根据一种实施方案,所述主轴承代表中间轴结构组件的远离变速器中心的端部或至少布置在其远离变速器中心的端部的区域中。因此确保:能实现最小的轴向结构空间。

19、根据一种实施方案,中间轴结构组件(其至少具有两个中间轴、中间轴轴承部件以及第一正齿轮啮合级的中间轴齿轮和第二正齿轮啮合级的中间轴齿轮)具有的轴向宽度至少是所述四个齿轮级的总和宽度和额外的延伸尺寸,该额外的延伸尺寸小于所述四个齿轮级和所述两个主轴承的总和宽度。通过与此相关地沿轴向方向节省结构空间,例如可以安装更复杂的并且因而更好的车轮悬架和/或改进的车轮驱动运动学系统。

20、根据一种实施方案,所述中间轴结构组件的轴向宽度超过所述四个齿轮级的总和宽度少于所述两个主轴承的总和宽度的三分之二、特别是少于一半或四分之一。如果没有本发明,就不可能将同类的变速器沿轴向、即在车辆横向方向上构成为如此窄的。


技术特征:

1.用于将转矩从两个同轴布置的驱动电机(101、102)传递到机动车的一个驱动桥(a)的两个车轮上的变速器(200、b200),其中每个驱动机借助一个减速的分变速器(201、202)连接于驱动桥的一个车轮用以传递转矩,并且这些分变速器具有同轴的驱动轴(2、2’)、同轴的中间轴(104、104’;b104、b104’)和同轴的输出轴(12、12’),

2.根据权利要求1所述的变速器,其特征在于,中间轴的主轴承(7、7’)在径向内部和轴向构成于第一正齿轮啮合级的区域中。

3.根据权利要求2所述的变速器,其特征在于,主轴承布置在第一正齿轮啮合级的中间轴齿轮(4、4’)的轴向且径向延伸的凹槽中。

4.根据前述权利要求之一所述的变速器,其特征在于,所述两根同轴的驱动轴和/或所述两根同轴的中间轴和/或所述两根同轴的输出轴构成为轴向重叠并相互嵌套支承的,尤其是借助至少一个滚针轴承(10a、10b;b10a、b10b;17)。

5.根据前述权利要求之一所述的变速器,其特征在于,所述两个第一正齿轮啮合级(3/4、3’/4’)和/或所述两个第二正齿轮啮合级(8/14、8’/14’)相反倾斜制齿。

6.根据前述权利要求之一所述的变速器,其特征在于,所述主轴承的中间轴轴承部分不可相对转动地固定在中间轴的中间轴外周壁上。

7.根据前述权利要求之一所述的变速器,其特征在于,所述主轴承的中间轴轴承部分不可相对转动地固定在第一正齿轮啮合级的中间轴齿轮圈的齿轮圈内周壁上。

8.根据前述权利要求之一所述的变速器,其特征在于,所述主轴承代表中间轴结构组件的远离变速器中心的端部或至少布置在其远离变速器中心的端部的区域中。

9.根据前述权利要求之一所述的变速器,其特征在于,中间轴结构组件具有的轴向宽度(ya;yb)小于四个齿轮级的和两个主轴承的总和宽度(y4+y8+y8’+y4’+y7+y7’;yb4+yb8+yb8’+yb4’+yb7+yb7’)。

10.根据权利要求9所述的变速器,其特征在于,所述中间轴结构组件的轴向宽度(ya;yb)超过所述四个齿轮级的总和宽度(y4+y8+y8’+y4’;yb4+yb8+yb8’+yb4’)不到所述两个主轴承的总和宽度(y7+y7’;yb7+yb7’)的三分之二、特别是不到一半或四分之一。


技术总结
本发明涉及一种用于将转矩从两个同轴布置的驱动电机传递到机动车的一个驱动桥的两个车轮上的变速器,其中每个驱动机借助一个减速的分变速器连接于驱动桥的一个车轮用以传递转矩,并且这些分变速器具有同轴的驱动轴、同轴的中间轴和同轴的输出轴,其特征在于,在两个分变速器上,驱动轴与中间轴的第一正齿轮啮合级布置成比中间轴与输出轴的第二正齿轮啮合级更靠近于配设的驱动电机。

技术研发人员:T·斯卡德利,D·萨卡特
受保护的技术使用者:宝马股份公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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