奥迪e-tron电驱动系统(2)传动系统

文章来源: 汽车动力总成 发布时间:2020-06-16
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在前面文章中主要说明Audi e-tron的前桥和后桥上的驱动电机,这两个电机通过各自的齿轮箱将驱动力矩传至地面。

在前面文章中主要说明Audi e-tron的前桥和后桥上的驱动电机,这两个电机通过各自的齿轮箱将驱动力矩传至地面。在前桥上,力矩传递是通过以平行轴方式布置的输入轴和输出轴来实现的。在后桥上,则是通过同轴式结构来传递力矩的。


前后齿轮箱由带有2个减速级的单速齿轮箱负责降低前桥和后桥上的转速,从而提高扭矩。在这两个齿轮箱中使用了行星齿轮式轻结构差速器,用于实现同一车桥上两个车轮之间的转速补偿。齿轮箱是没有空转位置的,也就是说车轮与电机转子轴之间总是有动力传递的。



在车辆行驶时,电机转速可高达约15000 rpm。齿轮箱结构必须非常紧凑、扭矩转换率要非常高(传动比约为9:1)。由于现在没有内燃机的噪音来掩饰齿轮箱噪音了,因此这齿轮箱工作时必须要声音很小,以满足车辆声学方面的要求。

单速齿轮箱 – 0MA(EQ400-1P)



0MA-齿轮箱是个完整的总成,它自己没有封闭的壳体,它与电机的壳体一起构成一个有自己机油系统的封闭的单元。单速齿轮箱 – 0MA 拥有双级减速比和行星齿轮式轻结构差速器,并且还配备有电动机械式驻车锁。

 

扭矩转换分为两级:

第一个减速级是采用简单行星齿轮副从太阳轮轴传至行星齿轮和行星齿轮架;

第二个减速级是借助圆柱齿轮机构把扭矩从行星齿轮架传至差速器。



行星齿轮式轻结构差速器的一个特点,就是它需要很小的轴向空间,结构宽度非常小。具体说这是通过使用两个不同大小的太阳轮来实现的。为了能把力矩均等地传至两侧,齿轮的几何形状是这样设计的:这两个太阳轮的齿数是相同的的。由于小太阳轮的齿根相比较而言要窄,所以就把该齿轮加宽了一些,以便能承受负荷。


这是一种开放式圆柱齿轮差速器,它会把输入力矩均等地分配到两个输出端(50 : 50)。驱动力矩经圆柱齿轮2被传至差速器壳体上。差速器壳体被用作行星齿轮架,它又会把力矩等量地传至行星齿轮。宽行星齿轮和窄行星齿轮彼此啮合在一起,用作差速器齿轮,会把力矩分配到两个太阳轮上,并在转弯时负责所需的车轮转速补偿。窄差速齿轮与小太阳轮1啮合;宽差速齿轮与太阳轮2啮合。


0MA-齿轮箱有自己的机油系统。采用浸润式和飞溅式润滑,并利用圆柱齿轮级的输送效应。机油导板和通过油道和轮廓的出色机油供给系统,能保证所有润滑点都得到充足的机油供给,且能让搅动损失尽可能小。热量通过车辆迎面风对流以及通过电机的水冷式轴承盖散掉。

单速齿轮箱 – 0MB(EQ400-1K)



0MB-齿轮箱与0MA齿轮箱一样是个完整的总成,它自己没有封闭的壳体,它与电机的壳体一起构成一个有自己机油系统的封闭的单元。单速齿轮箱 – 0MB 拥有同轴结构双级减速比和行星齿轮式轻结构差速器。这个差速器与上述0MA-差速器基本相同,以下不再赘述。


这个双级扭矩转换 (减速) 是采用阶梯式行星齿轮副来实现的。

第一个减速级是采用阶梯行星齿轮副从太阳轮传至阶梯行星齿轮副的大圆柱齿轮(i = 1.917)

第二个减速级是通过阶梯行星齿轮的小圆柱齿轮(它支承在固定不动的齿圈上并驱动行星齿轮架)来实现的 (i =4.217)。力矩通过行星齿轮架直接传至行星齿轮式轻结构差速器。

 

行星齿轮架分为两个平面:在第一个平面内是与阶梯行星齿轮啮合,在第二个平面内与差速器的行星齿轮(宽和窄)啮合,并由此构成了差速器壳体。

 

0MB-齿轮箱有自己的机油系统。采用浸润式和飞溅式润滑。有采用了同轴式结构,因此不需要专门的部件(就像0MA-齿轮箱上的机油导板)去分配机油了。

电动机械式驻车锁


Audi e-tron 上采用的是电动机械式驻车锁,该驻车锁集成在前桥驱动/齿轮箱内,由电动的驻车锁执行器来操纵一个传统的驻车锁机构,就像自动变速器上常见的那样的。


使用电机以电动机械方式来让止动爪接合。有一个双级齿轮箱负责产生所需要的传动比并可以自锁。用于操纵止动爪的机构也是可以自锁的。因此该系统是双稳定型设计了,这样就能够保证驻车锁靠自己就能可靠地保留在P-OFF  P-ON位置了(不需要其它外部影响了)。

驻车锁的位置是由驻车锁执行器控制单元根据驻车锁传感器来监控的。


驻车锁可细分为三个模块:


驻车锁执行器


驻车锁的机械操纵机构


驻车锁 (止动爪和驻车锁齿轮)

 

 


位置P-ON(上锁)


01

齿对齿


 驻车锁电机把换挡轴转至位置P-ON。如果驻车锁齿轮是齿对齿,那么滑板因部件原因不会被一同拉动。滑板在执行弹簧的作用下处于强受力状态,止动爪也就相应地被用力压靠在驻车锁齿轮的齿上了。

02

车辆移动


 一旦车辆轻微移动了,那么驻车锁齿轮就会转动。在遇到下一个齿槽时,由于滑板处于预受力状态,因此止动爪会迅速卡入齿槽,于是驻车锁就接合了(就是处于阻止车辆移动的工作状态了。)由于驻车锁机械机构有自锁的几何形状,因此止动爪就长久地卡在滑板的这个位置上并被锁住了。出于安全考虑,驻车锁齿轮和止动爪的齿部形状是这样来设计的:车速超过约3 km/h时,止动爪就不能再卡入了。


位置P-OFF(解锁)


 驻车锁电机把换挡轴转至位置P-OFF。这时滑板完全靠左了,回位弹簧元件会把止动爪压靠到位置P-OFF并保持在该位置上。



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