CN103671759A

CN103671759A - 七挡变速器

Info

Publication number: CN103671759A
Application number: CN201310731770.9A
Authority: CN
Inventors: 静占国; 朱春浩
Original assignee: Tianjin Santroll Electric Automobile Technology Co Ltd
Current assignee: Tianjin Santroll Electric Automobile Technology Co Ltd
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明涉及一种七挡变速器，通过双离合器组件与动力输入装置相连，并包括互相平行的两输入轴、一中间轴和一输出轴，其上分别活动或者固定设置有数个齿轮，每根旋转轴通过所述齿轮间的啮合进行动力传递。并设置有四个同步器组件，通过双向离合器组件的选择性接合使所述动力输入装置与所述输入轴中的至少一个互连，并且四个同步器组件中的至少一个的选择性接合建立了七个前进挡的至少一个。该变速器使用九副齿轮和四个同步器组件，实现了七个前进扭矩挡，与传统七挡变速器相比本变速器体积更小，结构更加简单，制造成本更低。

Description

七挡变速器

技术领域

本发明涉及一种七挡变速器，尤其是一种具有七个前进挡的变速器，属于车辆传动装置，特别适用于车辆的多挡变速。

背景技术

为了提高驱动***能量利用效率，目前的做法是使动力源装置尽量工作于其耗能经济区。对于发动机而言，其燃油经济区非常窄，在全工况下需要用变速箱对其输出动力进行适当比例的变化，以使其在不同的动力输出工况下，发动机本身都能够工作于其燃油经济区。由于发动机燃油经济性与变速箱的变比数（即挡位数）密切相关，故探索多挡位变速箱以使发动机操作更加高效灵活是目前变速箱开发的流行趋势。对于平行轴变速箱而言，由于其结构简单设计灵活且稳定性高，一直是传动***领域常用的变速箱类型。目前平行轴的变速箱一般齿轮对数与档位数相当，比如6档，大约就需要6-7对齿轮，也就是12-14个齿轮，而且每挡由不同的齿轮负责，不同挡位间齿轮不能共用。以双离合变速箱为例，对于奇数挡1、3、5、7挡由一部分齿轮实现，而偶数挡2、4、6挡，由另一部分齿轮实现，通过这种方式双离合变速箱能实现更多的档位。但是即使这样，双离合器变速箱同样需要大约二倍于挡位数的齿轮，更多的挡位数对应变速箱的更大的空间尺寸，***不稳定性增加，***的重量也随之增加。本发明旨在提供一种新型的变速箱，利采用齿轮共同原理，用尽可能少的齿轮实现尽可能多的挡位数。

发明内容

本发明提供一种七挡变速器，具有双向离合器组件2；第一输入轴10输入轴11，通过双向离合器组件2可选择地连接动力输入装置3；中间轴20，动力通过所述输入轴10，11传递至所述中间轴20；输出轴30，动力通过所述中间轴20传递至所述输出轴30并输出；所述输入轴10，11、中间轴20、输出轴30彼此平行设置；具有三组齿轮组，每组齿轮组具有设置于输入轴10、11上的输入齿轮101，102，103分别与设置于中间轴20上的中间齿轮201，202，203相啮合，分别与设置于输出轴30上的输出齿轮301，302，303相啮合；其中第一输入齿轮101、第二输入齿轮102和第三输入齿轮103，其中至少一个齿轮可旋转地设置于所述第一输入轴10上；第一中间齿轮201、第二中间齿轮202、第三中间齿轮203，其中至少两个齿轮可旋转地设置于所述中间轴20上；第一输出齿轮301、第二输出齿轮302和第三输出齿轮303可旋转地设置于所述输出轴30上；四个同步器组件40，50，60，70，所述四个同步器组件各自选择性地使所述三个齿轮组的所述齿轮中的至少一个与所述输入轴10，11、中间轴20以及输出轴30中的至少一个耦联；以及其中所述双向离合器组件2的选择性接合使所述动力输入装置3与所述输入轴10，11中的至少一个互连，并且所述四个同步器组件40，50，60，70中的至少一个的选择性接合建立了七个前进挡的至少一个。

作为本发明的第一种实施方式，所述输入轴10，11彼此同轴配置且能够相对旋转。

作为本发明的第二种实施方式，所述四个同步器组件40，50，60，70中的第一同步器组件40将所述第三输入齿轮103选择性地连接至所述第一输入轴10。

在上述方案基础上，所述四个同步器组件40，50，60，70中的第二同步器组件50将所述第一中间齿轮201选择性地连接至所述中间轴20，和将所述第二中间齿轮202选择性地连接至所述中间轴20。

在上述方案基础上，所述四个同步器组件40，50，60，70中的第三同步器组件60将所述第一输出齿轮301选择性地连接至所述输出轴30。

在上述方案基础上，所述四个同步器组件40，50，60，70中的第四同步器组件70将所述第二输出齿轮302选择性地连接至所述输出轴30，和将所述第三输出齿轮303选择性地连接至所述输出轴30。

在上述方案基础上，从所述双向离合器组件2开始，依次在所述输入轴10，11上设置所述第一输入齿轮101、第二输入齿轮102、第三输入齿轮103。

在上述方案基础上，还包括第四输入齿轮104，固定设置于所述第二输入轴11上，且设置于所述第一输入齿轮101和第二输入齿轮102之间；和第四输出齿轮304，可旋转地设置于所述输出轴30上，且设置于所述第一输出齿轮301与所述第二输出齿轮302之间。

在上述方案基础上，所述四个同步器组件40，50，60，70中的第三同步器组件60将所述第四输出齿轮304选择性地连接至所述输出轴30。该方案使变速器具有倒挡变速比。

本发明还提供一种车辆，具有发动机，变速器，后桥及车轮，所述变速器使用上述任意一种方案所述的结构，所述发动机输出轴通过离合装置与所述变速箱输入轴10，11连接，所述输出轴30连接所述后桥及车轮。

本变速器利用齿轮与旋转轴、同步器之间的配合，使用9副齿轮即实现了七挡变速比，较传统设计节省了5副齿轮，在节约空间和成本的同时，使变速器结构更加简单。

附图说明

图1是本发明所提供的本发明七挡变速器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1对比本发明所提供的七挡变速器进行详细说明。根据图1，七挡变速器总体由附图标记1表示，其包括第一输入轴10，第二输入轴11，中间轴20以及输出轴30。其中，第一输入轴10与第二输入轴11与双向离合器2相连，并通过双向离合器2与发动机（或其它动力源）输出轴（或者飞轮）相连。第一输入轴10，第二输入轴11，中间轴20以及输出轴30相互平行布置，并且第一输入轴10与第二输入轴11同心布置，第二输入轴11是包覆于第一输入轴10的同心套管轴。输出轴30连接最终驱动端，如车轮。

双离合器2可以是干式离合器组件或湿式离合器组件。此外，双离合器组件2具有第一离合器元件和第二离合器元件。如在双离合器的领域中已知地，第一离合器元件与第二离合器元件分别实现不同的动力传输路径的接通。具体地说，第一离合器元件连接第一输入轴10，从而实现发动机输出端与第一输入轴10连接，形成沿第一输入轴10的动力传输路径；第二离合器元件连接第二输入轴11，从而实现发动机输出端与第二输入轴11连接，形成沿第二输入轴11的动力传输路径。

该变速器还包括三组相互啮合的齿轮：第一输入齿轮101、第一中间齿轮201、第一输出齿轮301相互啮合；第二输入齿轮102、第二中间齿轮202、第三输出齿轮302相互啮合；第三输入齿轮103、第三中间齿轮203、第三输出齿轮303相互啮合。此外，还包括一组倒档齿轮：第四输入齿轮104和第四输出齿轮304。其中，第一输入齿轮10、第二输入齿轮102以及第四输入齿轮104以固定的方式连接于第二输入轴11，以与第二输入轴11共同旋转；第三输入齿轮103可选择地连接于第一输入轴10，以与第一输入轴10可选择地共同旋转或者不共同旋转。第一中间齿轮201和第二中间齿轮202可选择地连接于中间轴20，以与第一中间轴20可选择地共同旋转或者不共同旋转；第三中间齿轮203以固定的方式连接于中间轴20，以与中间轴20共同旋转。第一输出齿轮301、第二输出齿轮302、第三输出齿轮303、第四输出齿轮304皆以可选择的方式连接于输出轴30，以与输出轴30可选择地共同旋转或者不共同旋转。

更加具体地，如附图1，从双向离合器2开始，自左向右依次在第一输入轴10和第二输入轴11上设置第一输入齿轮101、第四输入齿轮104、第二输入齿轮102、第三输入齿轮103；与第一输轴10和第二输入轴11平行的中间轴20上，自左向右依次设置：与第一输入齿轮101相啮合的第一中间齿轮201、与第二输入齿轮102啮合的第二中间齿轮202、与第三输入齿轮103啮合的第三中间齿轮203；与中间轴20平行的输出轴30上，自左向右依次设置：与第一中间齿轮201相啮合的第一输出齿轮301、与第四输入齿轮104相啮合的第四输出齿轮304、与第二中间齿轮202啮合的第二输出齿轮302、与第三中间齿轮203啮合的第三输出齿轮303。

此外，本发明变速器1还包括多个可选择性地致动的同步器组件40、50、60和70。同步器40为单面同步器，其通常包括通过致动器（未示出）双向平移到接合位置中或者空挡或脱离位置中的拨叉（未示出）。在该实施例中，同步器40可选择性地致动，以将齿轮103连接成与第一输入轴10一起旋转。同步器50、60和70为双面同步器，所述同步器中的每个同步器通常包括通过致动器（未示出）双向平移到至少两个接合位置中以及空挡或脱离位置中的拨叉（未示出）。在该实施例中，同步器50可选择性地致动，以将齿轮201连接成与中间轴20一起旋转，并且可选择性地致动，以将齿轮202连接成与中间轴20一起旋转。同步器60可选择性地致动，以将齿轮301连接成与输出轴30一起旋转，并且可选择性地致动，以将齿轮304连接成与输出轴30一起旋转。同步器70可选择性地致动，以将齿轮302连接成与输出轴30一起旋转，并且可选择性地致动，以将齿轮303连接成与输出轴30一起旋转。

变速器1能够以至少七个前进挡扭矩比和至少一个倒挡扭矩比将扭矩从第一输入轴10或第二输入轴11传递至输出轴30。通过同步器组件中的一个或多个以及双离合器2的选择性接合来获得前进挡扭矩比和倒挡扭矩比中的每一个。本领域的技术人员应容易理解的是，不同的速比与每个扭矩比相关联。在不偏离本发明的范围的情况下，哪个同步器以及哪个齿轮组与特定的前进挡或倒挡速比相关联是可以改变的。

需要指出的是，由于某一个或者几个齿轮在不同的前进挡扭矩比中共用，使本发明变速器与现有技术中多挡变速器明显区别开来，利用较少数量的齿轮实现了较多的速比，使***机械结构更加简单，体积更小，动力传递路径更短，传递效率更高。以下描述中对变速器各挡速比的构建，对于未涉及的同步器动作，将不做赘述。例如倒挡速比时，同步器40、50、60、70中只有同步器60动作，将齿轮304连接成与输出轴30一起旋转，而同步器40、50、70皆置于空挡，即既不将相关的任何一个齿轮与相关的轴相连接，此时将只描述同步器60的动作，不描述同步器40、50、60、70的动作。

对于倒挡扭矩比，离合器2将发动机3输出端与第二输入轴11相连接，并且同步器60将齿轮304连接成与输出轴30一起旋转。更具体地说，来自发动机3的输入扭矩通过双离合器2传递至第二输入轴11，通过齿轮104传递至齿轮304，通过齿轮304传递至同步器122，从同步器122传递至输出轴30，从输出轴30传递至动力输出端。

对于第一挡扭矩比（前进一挡），离合器2将发动机3输出端与第二输入轴11相连接，并且同步器60将齿轮301连接成与输出轴30一起旋转。更具体地说，来自发动机3的输入扭矩通过双离合器2传递至第二输入轴11，通过齿轮101传递至齿轮201，由齿轮201传递至齿轮301，由齿轮301传递至同步器60，由同步器60传递至输出轴30，从输出轴30传递至动力输出端。

对于第二挡扭矩比（前进二档），离合器2将发动机3输出端与第二输入轴11相连接，并且同步器70将齿轮302连接成与输出轴30一起旋转。更具体地说，来自发动机3的输入扭矩通过双离合器2传递至第二输入轴11，通过齿轮102传递至齿轮202，由齿轮202传递至齿轮302，由齿轮302传递至同步器70，由同步器70传递至输出轴30，从输出轴30传递至动力输出端。

对于第三挡扭矩比（前进三挡），离合器2将发动机3输出端与第二输入轴11相连接，并且同步器50将齿轮201连接成与中间轴20一起旋转，同步器70将齿轮303连接成与输出轴30一起旋转。更具体地说，来自发动机3的输入扭矩通过双离合器2传递至第二输入轴11，通过齿轮101传递至齿轮201，由齿轮201传递至同步器50，由同步器50传递至中间轴20，由中间轴20传递至齿轮203，由齿轮203传递至齿轮303，由齿轮303传递至同步器70，由同步器70传递至输出轴30，从输出轴30传递至动力输出端。

对于第四挡扭矩比（前进四挡），离合器2将发动机3输出端与第二输入轴11相连接，并且同步器50将齿轮202连接成与中间轴20一起旋转，同步器70将齿轮303连接成与输出轴30一起旋转。更具体地说，来自发动机3的输入扭矩通过双离合器2传递至第二输入轴11，通过齿轮102传递至齿轮202，由齿轮202传递至同步器50，由同步器50传递至中间轴20，由中间轴20传递至齿轮203，由齿轮203传递至齿轮303，由齿轮303传递至同步器70，由同步器70传递至输出轴30，从输出轴30传递至动力输出端。

对于第五挡扭矩比（前进五挡），离合器2将发动机3输出端与第一输入轴10相连接，并且同步器40将齿轮103连接成与第一输入轴10一起旋转，同步器70将齿轮303连接成与输出轴30一起旋转。更具体地说，来自发动机3的输入扭矩通过双离合器2传递至第一输入轴10，由第一输入轴10传递至同步器40，由同步器40传递至齿轮103，由齿轮103传递至齿轮203，由齿轮203传递至齿轮303，由齿轮303传递至同步器70，由同步器70传递至输出轴30，从输出轴30传递至动力输出端。

对于第六挡扭矩比（前进六挡），离合器2将发动机3输出端与第一输入轴10相连接，并且同步器40将齿轮103连接成与第一输入轴10一起旋转，同步器50将齿轮202连接成与中间轴20一起旋转，同步器70将齿轮302连接成与输出轴30一起旋转。更具体地说，来自发动机3的输入扭矩通过双离合器2传递至第一输入轴10，由第一输入轴10传递至同步器40，由同步器40传递至齿轮103，由齿轮103传递至齿轮203，由齿轮203传递至中间轴20，由中间轴20传递至同步器50，由同步器50传递至齿轮202，由齿轮202传递至齿轮302，由齿轮302传递至同步器70，由同步器70传递至输出轴30，从输出轴30传递至动力输出端。

对于第七挡扭矩比（前进七挡），离合器2将发动机3输出端与第一输入轴10相连接，并且同步器40将齿轮103连接成与第一输入轴10一起旋转，同步器50将齿轮201连接成与中间轴20一起旋转，同步器60将齿轮301连接成与输出轴30一起旋转。更具体地说，来自发动机3的输入扭矩通过双离合器2传递至第一输入轴10，由第一输入轴10传递至同步器40，由同步器40传递至齿轮103，由齿轮103传递至齿轮203，由齿轮203传递至中间轴20，由中间轴20传递至同步器50，由同步器50传递至齿轮201，由齿轮201传递至齿轮301，由齿轮301传递至同步器60，由同步器60传递至输出轴30，从输出轴30传递至动力输出端。

本发明通过结合不同的齿轮数和同步器的配合，实现了前进七档倒退一档共八挡扭矩比，通过齿轮的共用，仅使用11副齿轮，较现有典型设计方案中所需的齿轮的总数是2乘以前进挡速度的数量再加上关于倒挡的3个齿轮，节省了多个齿轮，体现了变速器多种有益效果。

本说明书中对以上挡位组合不再加以详细描述，但是本发明所能实现的变速箱工作模式并不限于本说明书和附图所指的范围，通过本发明所涉及的独立变比变速器所能够实现的发动机与电动机独立的挡位组合，以及利用本发明的思想所设计的变速器，都属于本发明所声明的保护范围。

Claims

1.一种七挡变速器，具有

双向离合器组件（2）；

第一输入轴（10）和第二输入轴（11），通过双向离合器组件（2）可选择地连接动力输入装置（3）；

中间轴（20），动力通过所述输入轴（10，11）传递至所述中间轴（20）；输出轴（30），动力通过所述中间轴（20）传递至所述输出轴（30）并输出；所述输入轴（10，11）、中间轴（20）、输出轴（30）彼此平行设置；其特征在于，

具有三组齿轮组，每组齿轮组具有设置于输入轴（10、11）上的输入齿轮（101，102，103）分别与设置于中间轴（20）上的中间齿轮（201，202，203）相啮合，分别与设置于输出轴（30）上的输出齿轮（301，302，303）相啮合；其中第一输入齿轮（101）、第二输入齿轮（102）和第三输入齿轮（103），其中至少一个齿轮可旋转地设置于所述第一输入轴（10）上；

第一中间齿轮（201）、第二中间齿轮（202）、第三中间齿轮（203），其中至少两个齿轮可旋转地设置于所述中间轴（20）上；

第一输出齿轮（301）、第二输出齿轮（302）和第三输出齿轮（303）可旋转地设置于所述输出轴（30）上；

四个同步器组件（40，50，60，70），所述四个同步器组件各自选择性地使所述三个齿轮组的所述齿轮中的至少一个与所述输入轴（10，11）、中间轴（20）以及输出轴（30）中的至少一个耦联；

以及其中所述双向离合器组件（2）的选择性接合使所述动力输入装置（3）与所述输入轴（10，11）中的至少一个互连，并且所述四个同步器组件（40，50，60，70）中的至少一个的选择性接合建立了七个前进挡的至少一个。

2.根据权利要求1所述的七挡变速器，其特征在于，所述输入轴（10，11）彼此同轴配置且能够相对旋转。

3.根据权利要求1所述的七挡变速器，其特征在于，所述四个同步器组件（40，50，60，70）中的第一同步器组件（40）将所述第三输入齿轮（103）选择性地连接至所述第一输入轴（10）。

4.根据权利要求3所述的七挡变速器，其特征在于，所述四个同步器组件（40，50，60，70）中的第二同步器组件（50）将所述第一中间齿轮（201）选择性地连接至所述中间轴（20），和将所述第二中间齿轮（202）选择性地连接至所述中间轴（20）。

5.根据权利要求4所述的七挡变速器，其特征在于，所述四个同步器组件（40，50，60，70）中的第三同步器组件（60）将所述第一输出齿轮（301）选择性地连接至所述输出轴（30）。

6.根据权利要求5所述的七挡变速器，其特征在于，所述四个同步器组件（40，50，60，70）中的第四同步器组件（70）将所述第二输出齿轮（302）选择性地连接至所述输出轴（30），和将所述第三输出齿轮（303）选择性地连接至所述输出轴（30）。

7.根据权利要求6所述的七挡变速器，其特征在于，从所述双向离合器组件（2）开始，依次在所述输入轴（10，11）上设置所述第一输入齿轮（101）、第二输入齿轮（102）、第三输入齿轮（103）。

8.根据权利要求7所述的七挡变速器，其特征在于，还包括第四输入齿轮（104），固定设置于所述第二输入轴（11）上，且设置于所述第一输入齿轮（101）和第二输入齿轮（102）之间；和第四输出齿轮（304），可旋转地设置于所述输出轴（30）上，且设置于所述第一输出齿轮（301）与所述第二输出齿轮（302）之间。

9.根据权利要求8所述的七挡变速器，其特征在于，所述四个同步器组件（40，50，60，70）中的第三同步器组件（60）将所述第四输出齿轮（304）选择性地连接至所述输出轴（30）。

10.一种车辆，具有发动机，变速器，后桥及车轮，其特征在于，所述变速器具有权利要求1～9任意一项所述的结构，所述发动机输出轴通过离合装置与所述变速箱输入轴（10，11）连接，所述输出轴（30）连接所述后桥及车轮。