一种纯电动动力系统匹配的十二挡变速器

武鑫，宇文创成

（陕西法士特齿轮有限公司汽车传动工程研究院，陕西 西安 710119）

引言

随着国家对新能源汽车的不断支持，越来越多的主机厂对匹配新能源动力系统产品进行了广泛的开发。为在新能源的广阔市场中分得一杯羹，各变速器厂家也不断推出了与之匹配的多款新型变速器。但由于现有变速器多与普通内燃机进行匹配，配有离合器及分离装置，而纯电动动力系统所匹配的变速器不需要离合器及分离装置，故需重新开发连接装置以实现变速器总成与电机的连接。

1 问题来源

纯电动系统中，变速器总成所匹配的新型操纵机构连接窗口与现有操纵装置连接窗口不同，拨头尺寸也与现有拨头尺寸存在差异，无法直接对现有的变速器进行适配；同时由于不提供对高挡、低挡两个位置信号的采集，因此也无法准确判断是否挂挡到位；由于纯电动动力系统所匹配十二挡变速器不需要倒挡机构、离合器壳及离合器分离装置及操纵，且原有操纵窗口与新型操纵机构不匹配，如何实现上盖总成与操纵机构及变速器壳体与电机的连接匹配成为一个难点。重新设计开发变速器壳体、上盖虽可解决问题，但制造周期、成本过高。

为了在新能源市场站稳脚跟，同时弥补业内无与纯电动动力系统匹配大扭矩十二挡变速器总成的空白，急需进行了与纯电动动力系统匹配的新型十二挡变速器的开发。

2 技术方案

一种纯电动动力系统匹配的十二挡变速器，如图1 所示，其包括变速器壳体，设置在变速器壳体输入端的电机连接板1，以及设置在在变速器壳体操纵端的操纵窗口连接板2。

如图2 和图3 所示，电机连接板1 作为变速器壳体输入端的密封端板和定位基准，变速器输入轴伸出电机连接板1轴向定位设置，电机连接板1 上设置有电机安装位置。

图1

图2

图3

如图4 和图5 所示，操纵窗口连接板2 一端与变速器壳体操纵端的操作窗口连接，另一端与纯电动动力系统中的操纵装置连接，操作窗口连接端的长度方向与操纵装置连接端的长度方向垂直；操纵窗口连接板2 开口正对的变速器壳体内，各挡位的拨叉和/或导块沿操纵装置连接端的长度方向依次设置。

图4

图5

其所配合的纯电动动力系统中的操纵装置如图6 和图7所示。

图6

图7

本方案中，操纵窗口连接板2 开口正对的变速器壳体内，沿操纵装置连接端的长度方向依次设置有一二挡拨叉4，三四挡拨叉5 和五六挡导块6。变速器的输入端和输出端位于同一轴向方向上，该方向与操纵窗口连接板2 上操作窗口连接端的长度方向相同。

如图1 所示，固定在电机连接板1 外侧的轴承盖3 可在与电机安装过程中实现定位作用。

如图8 所示，副箱气缸总成包括连接在变速器壳体输出端的副箱气缸盖，以及设置在副箱气缸盖上的活塞和用于显示高低挡位的高挡位置信号开关7 与低挡位置信号开关8。

图8

本方案取消了原有操纵装置、离合器壳及离合器分离装置，取消了倒挡相关结构，通过采用加长的一二挡拨叉4、三四挡拨叉5 及五六挡导块6 以实现与纯电动动力系统中的操纵装置的匹配；通过与一轴配合的轴承盖3 实现与电机的轴向定位；通过电机连接板1 实现与电机的连接，通过操纵窗口连接板2 实现与纯电动动力系统中的操纵装置连接；通过两个位置信号开关，高挡位置信号开关7 和低挡位置信号开关8 实现挡位判断。

3 总结

本方案通过设置的电机连接板及操纵窗口连接板，实现了变速器壳体与电机以及变速器上盖总成与操纵结构的连接匹配，完成了原有操纵窗口与电动系统操纵结构的匹配；使得变速器在取消离合器壳及分离装置后，通过电机连接板与电机直接相连；操纵装置经操纵窗口连接板的设置，在实现与操纵装置连接的同时保证选换挡的准确性、平顺性；满足了变速器总成与电机及新型操纵装置的匹配要求；对现有结构改动幅度小，极大地降低了开发成本。

利用针对变速器一轴设置的轴承盖，解决了电机连接板与电机连接过程中的轴向及径向定位问题，在电机连接板不存在止口的情况下实现定位；在取消了倒挡导块、倒挡拨叉和倒挡拨叉轴后，利用设置的排列方向与输入轴和输出轴方向垂直的一二挡拨叉、三四挡拨叉及五六挡导块，从而保证了上盖与操纵装置的连接及换挡性能；利用设置的副箱气缸总成，满足变速器的设计要求，同时利用配合的高挡位置信号开关和低挡位置信号开关完成对挡位的显示和确定。

此方案已经在某客户车型上批量使用验证，可以说为法士特新能源产品的发展提供了一种更加简洁的选择方案。