一种电驱动单离合器包变速箱及其工作方法与流程

本发明涉及一种电驱动单离合器包变速箱及其工作方法，属于工程机械电驱动变速箱。

背景技术：

1、目前，工程机械变速箱大多匹配发动机进行工作，随着施工作业效率不断提高及绿色环保的要求，工程机械逐步朝着电动化方向发展。电驱动变速箱具有清洁无污染、能量效率高、低噪声等优点，具有较好的产业化优势。

2、使用电池电机代替发动机，变速箱根据电机的特性重新进行匹配设计。由于电驱动电机本身具有较宽的速度调节范围且自身可以正反转，因此变速箱既不需要方向挡位，速度挡也不需要过多，同时能满足高车速转场、大牵引力铲装或爬坡的要求。

3、如：对于9吨装载机和平地机，现有的匹配310马力发动机的变速箱为了满足复杂的工况需求，需要4或8个以上的挡位，机械结构复杂，传递路线长、相应的机械损失大；传统的变速箱由于离合器和齿轮数量多，加工制造和装配难度大；为了减少传统发动机的冲击载荷，变速箱要带液力变矩器，因此总的空间尺寸更大，重量达到800kg左右，成本高。

4、310马力电驱箱需要提高机械效率，满足电驱动工程车辆存在日夜工作需要的高续航要求；变速箱要有合适的速比范围，从而降低电机的转速区间的要求，降低电机的开发难度和成本，同时在各种工况下展现更好的动力输出。

5、现有的电驱动变速箱虽然是三挡定轴电驱传动系统，但是一挡传递路线长，效率低；且轴上同时布置四个齿轮，轴向空间占用多；并且同一根轴上零件过多，结构形式实现较困难，是整体结构强度的薄弱点，影响整个传动系的寿命。

6、因此，本领域技术人员急需要对现有的电驱动变速箱的结构进行改进。

技术实现思路

1、目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种电驱动单离合器包变速箱及其工作方法。

2、技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、第一方面，一种电驱动单离合器包变速箱，包括：轴s-in、轴s-1、轴s-2、轴s-out、齿轮z1、齿轮z2、齿轮z3、齿轮z4、齿轮z5、齿轮z6、齿轮z7、齿轮z8、齿轮z9、离合器c1、离合器c2以及离合器c3。

4、所述轴s-in上安装有齿轮z1、齿轮z3和离合器c3，所述离合器c3与齿轮z2相连接。

5、所述轴s-2上安装有齿轮z4、离合器c2，所述离合器c2与齿轮z5相连接。

6、所述轴s-out上安装有齿轮z8、齿轮z9。

7、所述轴s-1上安装齿轮z6、离合器c1，所述离合器c1与齿轮z7相连接。

8、所述齿轮z1与齿轮z6永久啮合。

9、所述齿轮z4分别与齿轮z2、齿轮z9永久啮合。

10、所述齿轮z3与齿轮z5永久啮合。

11、所述齿轮z8与齿轮z7永久啮合。

12、作为优选方案，所述齿轮z1、齿轮z3设置为固定齿轮，齿轮z2设置为浮动齿轮。

13、作为优选方案，所述齿轮z4设置为固定齿轮，齿轮z5设置为浮动齿轮。

14、作为优选方案，所述齿轮z8、齿轮z9设置为固定齿轮。

15、作为优选方案，所述齿轮z6设置为固定齿轮，齿轮z7设置为浮动齿轮。

16、作为优选方案，所述离合器c1、离合器c2以及离合器c3均采用单包离合器。

17、第二方面，一种电驱动单离合器包变速箱的工作方法，具体包括：

18、当离合器c1闭合，离合器c2以及离合器c3分离时，动力由轴s-in上的齿轮z1传递到轴s-1上的齿轮z6，再经轴s-1上的齿轮z7传递到轴s-out上的齿轮z8，变速箱输出一挡动力。

19、或者，

20、当离合器c2闭合，离合器c1以及离合器c3分离时，动力由轴s-in上的齿轮z3传递到轴s-2上的齿轮z5，再经轴s-2上的齿轮z4传递到轴s-out上的齿轮z9，变速箱输出二挡动力。

21、或者，

22、当离合器c3闭合，离合器c1以及离合器c2分离时，动力由轴s-in上的齿轮z2传递到轴s-2上的齿轮z4，再经齿轮z4传递到轴s-out上的齿轮z9，变速箱输出三挡动力。

23、作为优选方案，还包括：

24、当离合器c1闭合，离合器c2以及离合器c3分离时，动力由轴s-in上的齿轮z1传递到轴s-1上的齿轮z6，再经轴s-1上的齿轮z7传递到轴s-out上的齿轮z8，电机反向转动变速箱输出后退挡位一挡动力。

25、或者，

26、当离合器c2闭合，离合器c1以及离合器c3分离时，动力由轴s-in上的齿轮z3传递到轴s-2上的齿轮z5，再经轴s-2上的齿轮z4传递到轴s-out上的齿轮z9，电机反向转动变速箱输出后退挡位二挡动力。

27、或者，

28、当离合器c3闭合，离合器c1以及离合器c2分离时，动力由轴s-in上的齿轮z2传递到轴s-2上的齿轮z4，再经齿轮z4传递到轴s-out上的齿轮z9，电机反向转动变速箱输出后退挡位三挡动力。

29、作为优选方案，一挡动力输出比为1：；二挡动力输出比为1：；三挡动力输出比为1：。

30、其中，z1＇、z2＇、z3＇、z4＇、z5＇、z6＇、z7＇、z8＇和z9＇分别表示齿轮z1、齿轮z2、齿轮z3、齿轮z4、齿轮z5、齿轮z6、齿轮z7、齿轮z8和齿轮z9的齿数。

31、作为优选方案，一挡动力输出比为6.02，二挡动力输出比为2.87，三挡动力输出比为1.06。

32、有益效果：本发明提供的一种电驱动单离合器包变速箱及其工作方法，能满足平地机、越野轮胎吊、装载机等工程机械的挡位要求，且齿轮速比能在0.8～6.2范围内调整，三个挡位都是通过两次齿轮啮合得到，机械损失小，效率高，满足电驱动对机械效率的高要求。

33、本发明的变速箱采用离合器单包结构，结构简单，易于加工制造，能避免离合器双包结构导致的轴长度较大而产生的系统变形，进而能提高齿轮传动精度，减小变速器的噪声，提升可靠性。

34、本发明的变速箱，可实现匹配不同功率的电机。

技术特征：

1.一种电驱动单离合器包变速箱，其特征在于：包括：轴s-in、轴s-1、轴s-2、轴s-out、齿轮z1、齿轮z2、齿轮z3、齿轮z4、齿轮z5、齿轮z6、齿轮z7、齿轮z8、齿轮z9、离合器c1、离合器c2以及离合器c3；

2.根据权利要求1所述的一种电驱动单离合器包变速箱，其特征在于：所述齿轮z1、齿轮z3设置为固定齿轮，齿轮z2设置为浮动齿轮。

3.根据权利要求1所述的一种电驱动单离合器包变速箱，其特征在于：所述齿轮z4设置为固定齿轮，齿轮z5设置为浮动齿轮。

4.根据权利要求1所述的一种电驱动单离合器包变速箱，其特征在于：所述齿轮z8、齿轮z9设置为固定齿轮。

5.根据权利要求1所述的一种电驱动单离合器包变速箱，其特征在于：所述齿轮z6设置为固定齿轮，齿轮z7设置为浮动齿轮。

6.根据权利要求1所述的一种电驱动单离合器包变速箱，其特征在于：所述离合器c1、离合器c2以及离合器c3均采用单包离合器。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种电驱动单离合器包变速箱的工作方法，其特征在于：具体包括：

8.根据权利要求7所述的一种电驱动单离合器包变速箱的工作方法，其特征在于：还包括：

9.根据权利要求8所述的一种电驱动单离合器包变速箱的工作方法，其特征在于：一挡动力输出比为1：；二挡动力输出比为1：；三挡动力输出比为1：；

10.根据权利要求8所述的一种电驱动单离合器包变速箱的工作方法，其特征在于：一挡动力输出比为6.02，二挡动力输出比为2.87，三挡动力输出比为1.06。

技术总结本发明公开了一种电驱动单离合器包变速箱及其工作方法，所述轴S‑in上安装有齿轮Z1、齿轮Z3和离合器C3，所述离合器C3与齿轮Z2相连接；所述轴S‑2上安装有齿轮Z4、离合器C2，所述离合器C2与齿轮Z5相连接；所述轴S‑out上安装有齿轮Z8、齿轮Z9；所述轴S‑1上安装齿轮Z6、离合器C1，所述离合器C1与齿轮Z7相连接；所述齿轮Z1与齿轮Z6永久啮合；所述齿轮Z4分别与齿轮Z2、齿轮Z9永久啮合；所述齿轮Z3与齿轮Z5永久啮合；所述齿轮Z8与齿轮Z7永久啮合。本发明三个挡位都是通过两次齿轮啮合得到，机械损失小，效率高，满足电驱动对机械效率的高要求。技术研发人员：户丹丹,杨猛,刘峰受保护的技术使用者：江苏汇智高端工程机械创新中心有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1