用于机动车辆的动力总成的动力传递系统

文档序号:1812845 发布日期:2021-11-09 浏览:35次 >En<

阅读说明:本技术 用于机动车辆的动力总成的动力传递系统 (Power transmission system for a drive train of a motor vehicle ) 是由 J.莫塔尔 C.劳伦斯 G.法耶特 于 2021-05-07 设计创作,主要内容包括:本发明涉及用于机动车辆,特别是客运机动车辆的动力总成的动力传递系统(10),包括弹性带(11),弹性带(11)配置为将扭矩传递至机动车辆的至少一个车轮。(The invention relates to a power transmission system (10) for a drive train of a motor vehicle, in particular a passenger motor vehicle, comprising an elastic band (11), the elastic band (11) being configured to transmit a torque to at least one wheel of the motor vehicle.)

用于机动车辆的动力总成的动力传递系统

技术领域

本发明涉及车辆领域,特别是机动车辆,并且更确切地涉及用于驱动这样的机动车辆的车轮的动力总成的动力传递系统。

背景技术

一般而言,这里感兴趣的是动力传递系统,其在机动车辆中旨在通过传递由特别是电动或混合动力机动化系统的驱动轴提供的扭矩来驱动所述车辆的至少一个车轮来使其旋转。

在这方面,文献DE 2428356是现有技术的代表。所述文献描述了用于驱动轮式车辆的车轮的动力总成。所述动力总成包括连接至驱动轴的动力传递系统。动力传递系统包括双链链轮,动力通过双链链轮和齿圈传递至车辆的车轮。

在该上下文中,这里所涉及的是一种带式动力传递系统,所述带能够属于车辆的动力总成的第一减速级。重要的是,要注意,在本发明的上下文中,动力传递系统的带配置为驱动至少一个车轮。换言之,带布置在车辆的电机和至少一个车轮之间的扭矩传递路径中,特别是在车辆的电机和两个横向相对的驱动轮之间的扭矩传递路径中。因此,带配置为将驱动扭矩传递至车辆的至少一个驱动轮,特别是车辆的两个横向相对的驱动轮。根据一个实施例,带配置为将驱动扭矩传递至车辆的所有驱动轮。

因此,此处的动力总成的第一减速级包括两个皮带轮和设计为以减速比传递来自电机的扭矩的带。

根据一个实施例,使用带肋的带。优选地,带肋的带是在长度方向上有条纹的带。它通过粘附和/或楔入提供传递。根据肋的轮廓和相邻肋的顶部之间的距离,有多种类型的带肋的带。带可以例如是以商品名出售的带。肋可以相似或类似于以商品名TPoly出售的带的肋。

肋的数量也可以变化。众所周知,带肋的带优于平带或甚至V形带,其具有更高的效率,特别是由于纵向肋使得皮带轮和带肋的带之间的接触面积更大。这使得带肋的带适合用于动力总成,目的是实现电机与车轮之间的高扭矩传递,以在车轮处产生例如500Nm以上的扭矩。带肋的带还具有可以在光滑或带肋的皮带轮上使用的优点。此外,相对于其他带,特别是V型带,带肋的带可以缠绕在较小直径的皮带轮周围,这在将皮带用于减速时,尤其是在电动机械下游时特别有利。

也已知具有单齿或双齿的带齿的带,它们也可以传输较大的动力。

但是,带齿的带的缺点是刚性。此外,根据定义,它们仅与带齿的皮带轮一起使用,必要的是,在使用带齿的带和带齿的皮带轮的动力传递系统中,带齿的带的长度严格对应于皮带轮的直径,不容许任何弹性,否则将遭受动力损失。而且,众所周知,带齿的带在声学性能上不如带肋的带。

现在,为了避免带肋的带在皮带轮上打滑以及由此引起的动力损失,已知的做法是使用补偿装置来保持带肋的带的张力。在现有技术中,特别地使用了由辊、张紧器和弹簧构成的组件,以在其整个使用寿命期间保持带肋的带的张力。

例如在FR 3011899中描述的这种补偿装置的存在是受约束的,并且涉及使动力传递系统变得更加复杂并且具有增加的成本。另外,对于动力总成,在电机和驱动轮之间的运动学上,使用张紧器是不利的,因为张力可能为负也可能为正。张紧器通常插入带的松散线束中,也就是说,位于牵引力的相对侧。由于动力总成的扭矩会改变方向,因此使用张紧器会引起倾斜游隙,也称为“齿隙(backlash)”,驾驶员在扭矩波动阶段,特别是在低扭矩时,会感觉到这种倾斜游隙。

为了克服这些缺点,本发明提出了使用以张力预紧的弹性带,换言之,该弹性带被拉伸,使得该预应力吸收带的与其磨损相关的松弛。因此,施加在所述带上的张力在用于传递扭矩的带的使用寿命期间保持为可接受的。一经安装的弹性带的预应力(换言之是其初始伸长率)经过校准以补偿带的自然磨损,特别是肋的磨损。弹性带的弹性使得即使在没有外部张紧器的情况下也可以将带的张力保持在其正常工作范围内。

发明内容

更确切地,本发明的目的是用于机动车辆的动力总成的动力传递系统,特别是客运机动车辆,其包括弹性带,所述弹性带位置为将扭矩传递至机动车辆的至少一个车轮。

有利地,扭矩传递系统一方面能够接收来自机动化系统的扭矩,另一方面能够将扭矩传递至车辆的所述至少一个车轮,动力传递系统包括机动化系统和至少一个车轮之间的扭矩传递路径,弹性带形成该扭矩传递路径的一部分。

有利地,弹性带仅由于其固有弹性和通过弹性预应力进行安装而被张紧。换句话说,没有附接张紧装置。

本发明尤其使得可以在动力传递系统中保持弹性带的适当张力,从而无需基于张紧器的补偿系统就可以改善所述系统的耐久性和NVH(“噪声,振动,严苛性”)性能,包括尽管由于弹性带的磨损而使所述弹性带明显伸长。具体来说,使用这样的弹性带,特别是以弹性预应力拉伸地安装的弹性带,可以减弱电动机械和减速齿轮单元之间的某些振动相互作用。

根据一个实施例,弹性带是带肋的带,其包括纵向延伸的肋。

例如,动力传递系统包括10至12之间的肋。

根据一个实施例,动力传递系统包括减速级,该减速级包括具有中心距离的两个皮带轮,以及至少一个辅助减速齿轮单元,且其中,弹性带安装在两个皮带轮上,且适于特别是与辅助减速齿轮单元一起产生3/1和28/1之间的转换比。

有利地,动力传递系统包括差速器,该差速器设计为驱动车辆的两个横向相对的车轮,弹性带设计为将来自电机的扭矩传递至差速器。

有利地,动力传递系统包括辅助减速齿轮单元,其运动学地布置在一方面包括两个皮带轮和弹性带的减速级与另一方面差速器之间,两个皮带轮和弹性带从而形成动力传递系统的第一减速级。

有利地,弹性带肋的带的刚度特别地小于12000N/肋/跨度/E%(以牛顿/肋/跨度(肋之间的间距)/带的百分比伸长率(相对于其原始总长度)为单位)。可以从这种意义上选择其材料。

有利地,带能够传递大于40Nm的扭矩,特别是大于50Nm。在实践中,带传递的扭矩可以在0和80Nm之间,特别是在0和55Nm之间。有利地,在传递系统的输出处,即在减速级的下游,扭矩在0和1200Nm之间,特别是在0和900Nm之间。

有利地,安装的带的伸长率大于或等于弹性带的原始长度的1.5%。

此外,本发明涉及用于在电机和至少一个车轮之间传递动力的动力传递系统的范围,所述范围包括如上文简述的动力传递系统,两个传递系统在其电机和其至少一个车辆之间具有不同的减速比,两个动力传递系统的辅助减速齿轮单元具有相同的减速比,两个传递系统之间的减速比的差异是通过两个减速级获得的,每个减速级包括两个皮带轮和弹性带,这两个减速级具有不同的减速比。

本发明还涉及用于机动车辆的动力总成,包括至少一个车轮和用于所述至少一个车轮的机动化和驱动系统,所述机动化和驱动系统包括如上文简述的动力传递系统,动力传递系统设计为在机动化系统和所述至少一个车轮之间传递扭矩,动力传递系统设计为使得弹性带位于机动化系统和所述至少一个车轮之间的扭矩传递路径中。

有利地,所述机动化包括具有48V电压的电机。

有利地,峰值功率高达11kW。有利地,连续功率输出高达6kW。

本发明还涉及一种车辆,特别是包括该动力总成的三轮车辆或四轮车辆。

本发明还涉及安装如上文简述的动力传递系统的方法,其中,通过在安装状态下弹性带的弹性变形超过所述弹性带的预定预应力阈值,将弹性带安装在两个皮带轮周围。

附图说明

通过阅读以下通过示例给出的描述,并通过参考以非限制性示例的方式给出的附图,其中对相似的对象给予相同的附图标记,将会更好地理解本发明。

[图1]:图1绘示了根据本发明的一个实施例的机动车辆的电动机和包括带肋的带的动力传递系统的示例;

[图2]:图2绘示了动力传递总成的相同示例的局部视图,其中带肋的带安装在两个皮带轮上;

[图3]:图3示出了所述弹性带肋的带的视图;

[图4]:图4示出了用于将弹性带安装在两个皮带轮上以确保所述皮带轮的预应力的滑道的特写视图。

[图5]:图5示出了包括根据本发明的动力传递系统的车辆。

应当注意,附图以用于实施本发明的详细方式解释了本发明的一个实施例,在适当的情况下,所述附图当然能够更好地定义本发明。

具体实施方式

本发明涉及用于车辆的动力总成的传递系统,其特别是包括弹性带。本发明尤其旨在用于机动车辆中,而且还用于用来运输乘客或货物的任何轮式陆地车辆,即轻型、中型或重型车辆,或者建筑车辆或农业车辆。

本发明尤其针对3或4轮的电动车辆。

参考图1,本发明尤其落入动力总成的上下文中,电机20经由该动力总成通过差速器驱动车辆的两个横向相对的车轮。

图1示出了动力总成,其包括机动车辆的电机20,特别是电动机20,电机20连接到动力传递系统,该动力传递系统包括减速级,该减速级特别包括带肋的弹性带11和两个皮带轮12、13,以及驱动差速器的辅助减速齿轮单元1。使用带减速级作为辅助减速齿轮单元1的补充,尤其可以使辅助减速齿轮单元1标准化,甚至时电动机20和差速器标准化,以仅干预带减速级,以便根据车辆的特性修改减速比。因此可以在动力总成的范围内将辅助减速齿轮单元1标准化。使用带减速级,可以获得范围从3/1到28/1的转换比。

另外,在电机的下游使用皮带轮/带子组件,特别是在电动机和辅助减速齿轮单元之间,使得可以在驱动轴和电动机械上不产生轴向力的情况下传递扭矩,就像在驱动轴上安装小齿轮的情况一样。

弹性带11预紧安装在两个皮带轮12、13上,如图2所示。特别地,皮带轮12、13是固定的,并且可以可选地提供用于调节所述两个皮带轮12、13之间的中心距离E的装置,以设定带11的初始张力和伸长率。弹性带11例如但不是必须由聚酰胺制成。

这里,皮带轮是带肋的,使得皮带轮的肋插入带的肋之间。

电动机20也可以保持在两个紧固点之间,其中一个紧固点形成滑动连接,从而可以设定弹性带11的适当的初始张力。

图4表示在所示实施例中用于获得弹性带11的所需预应力的装置的特写视图。根据该实施例,提供了将电动机20和辅助减速齿轮单元1的相应的框架安装在能够在滑道30中平移的枢轴上。当将弹性带11安装在动力传递系统10中时,皮带轮12、13可彼此拉近,对应于将滑道30中的枢轴移动到第一位置A(或底部位置),这样减小了中心距离E,容易使未张紧的弹性带11滑到两个皮带轮12、13上。在安装操作的第二步骤中,将对应的枢轴在所述滑道30中平移到第二位置B(或顶部位置),在该第二位置B中,弹性带11以预定的弹性预应力阈值被张紧。确定第二位置B,使得弹性带11的初始伸长率对应于所述弹性带11的所需的预应力。

该方法的优点在于,它有助于动力传递系统10的维修和保养。弹性带11的这种预应力安装方法不应被理解为限制,因为可设想其他获得弹性带11的所需的预应力的安装方法。

根据一种变型,通过在安装状态下使弹性带11变形超过弹性带11的预定预应力阈值,而将弹性带11安装在两个皮带轮12、13周围,从而将其定位在两个皮带轮周围。

类似地,借助具有安装锥的机器,可以将弹性带11拉伸以使其能够滑到皮带轮12、13上;然后,松开安装锥机器,将弹性带11沉积在皮带轮12、13上,同时具有所需的预应力,换句话说,具有所需的初始伸长率。

因此,根据本发明,带11具有弹性。特别地,带11的弹性适于补偿由于其磨损引起的所述带11的伸长,从而维持施加在所述带上的张力。通过所述弹性带11的预应力安装使得这一点成为可能。

换句话说,本发明使得能够在动力传递系统10中实现并维持弹性带11的合适的张力,因此实现并维持车辆的令人满意的耐用性以及在噪声、振动和严苛性(或“NVH”,代表“Noise,Vibrations,Harshness”)方面的的所需的性能水平,无需张紧器型补偿系统即可实现所有这些目的。

具体而言,弹性带11的预应力安装(换言之,其初始伸长率)使得可以补偿由于其磨损而导致的带11的伸长,并且在没有预应力的情况下,其会引起所述弹性带11的松弛。借助于带11的预应力,通过保持其张力的适当值来补偿其伸长。

因此,可以省去包括辊、张紧器和弹簧的补偿组件,其在现有技术中当使用弹性张力时必须保持带的张力。

因此,动力传递系统10配置为向车轮传递可以达到最大扭矩Cmax的扭矩。弹性带11被预紧安装,最初具有标称张力Tnom。如上所述,由于弹性带11在动力传递系统10中的使用,其磨损导致其伸长并随着时间减小其当前张力T。众所周知,只要弹性带11的张力高于最小阈值张力Tmin,它就能够传递最大的扭矩Cmax。

根据本发明,弹性带11由于其弹性并且在张力下被弹性地预紧安装,因此在所述弹性带11的使用寿命期间配置为使得Tnom>T>Tmin。

特别地,借助本发明,弹性带11由于其弹性并且在张力下被弹性地预紧安装,因此能够在继续满足与其当前张力有关的条件(Tnom>T>Tmin)的同时承受显著的伸长率A。

从该实施例中可以看出,带优选地是带肋的,例如具有V形凹槽,诸如在以商品名Poly 出售的带中使用的那些。

根据图1所示的实施例,动力传递系统10连接到机动车辆的电动机20。弹性带肋的带的刚度特别地小于12000N/肋/跨度/E%(以牛顿/肋/跨度(肋之间的间距)/带的百分比伸长率(相对于其原始总长度)为单位)。

作为示例,弹性带11例如配置为使得Tnom大于或等于大约1.2Tmin。弹性带11的标称张力与Tnom弹性变形引起的弹性带11的伸长率E相关联。例如,伸长率E大于或等于弹性带11的原始长度的1.5%,特别是大于或等于所述原始长度的2%。

打算在电动车辆中实施的这种弹性带肋的带11的宽度尤其旨在允许传递合适的扭矩,包括在极冷的环境中,也就是说,在温度为-30℃量级的环境中,或者包括在涉水(fording)的环境中,即使非常冷的温度或湿度有增加弹性带打滑的风险的趋势。为了克服这种风险,弹性带肋的带11的宽度增加了大约三个肋,也就是说,相对于宽度大约为1.05cm,该宽度原则上足以在所述机动车辆的上下文中传递所需的动力。

借助于本发明,利用如上定义所配置的带肋的带11的弹性,导致所述带肋的带11的耐久性的改善,在动力传递系统10的上下文中,该带肋的带11形成了电动车辆的动力总成的第一级。

总而言之,本发明因此涉及一种动力传递系统10,该动力传递系统10包括尤其是带肋的弹性带11,该弹性带11形成动力总成的第一级,该动力总成连接至机动车辆的电机20,特别是电动机。

弹性带11可以安装在两个固定的皮带轮12、13上,利用所述带11的弹性将所述带安装在两个皮带轮12、13周围。

根据本发明,可以使用包括尤其是带肋的弹性带11的这样的动力传递系统10,而无需轴向载荷将其连接到电动机20。根据本发明,根据所使用的皮带轮12、13的中心距离E和直径,同一个弹性带肋的带11可用于实现多种转换比。

图5是包括根据图1至图4的实施例的动力传递系统10的车辆100的侧视图。在所示的示例中,车辆100是三轮电动车。

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