CN104728359B - 用于车辆的变速器 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的变速器，其可以包括：第一和第二输入轴；第一和第二输出轴；固定至第二输入轴的第一驱动齿轮；与第一驱动齿轮相接合的第一中间齿轮以及至少临时整体连接至第一中间齿轮的第二中间齿轮，并且可旋转地安装在第二输出轴上；第三中间齿轮，其与第二中间齿轮相接合并且可旋转地安装在第二输入轴上；第一档位从动齿轮，其与第三中间齿轮相接合并且旋转地安装在第一输出轴上；选择性地与第一输入轴旋转的第二档位驱动齿轮；第二档位从动齿轮，其安装在第二输出轴上并且与第二档位驱动齿轮相接合；以及辅助离合器，其用于选择性地将第二档位驱动齿轮连接至第一输入轴。

Description

用于车辆的变速器

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的变速器，并且更加具体地涉及一种用于变速器结构的技术，其可以克服在使用同步齿轮类型的变速器机构时在换档期间的扭矩中断现象。

背景技术

开发安装在车辆上的变速器的主要问题就是减少变速器零件的数量，减少变速器的重量、总长度和体积。

变速器的体积影响变速器到车辆的安装性能，并且变速器的重量是极大地影响着车辆燃料效率的因素。

同时，本发明的基础形式是同步齿轮类型的变速器机构，其中，两个变速器齿轮彼此接合以便彼此外切，并且配置成通过由同步单元所选择的变速器齿轮之一传递动力。

上述同步齿轮类型的变速器基本上会产生扭矩中断现象，该扭矩中断现象是由于在同步单元从先前的换档中释放并且联接至将重新传递动力的换档时动力的传动被中断，这是换档感觉降低的主要原因。由于该原因，换档感觉降低变成了较低档位(例如第一至第三档位)中的大问题，但是驾驶员在高速时趋向于相对更少地感觉这种现象。

图1是示出了已经研究的克服传统同步齿轮类型的变速器缺点的变速器的结构的视图。该变速器包括第一输入轴500和第二输入轴504，第一输入轴500总是用于从发动机接收动力，第二输入轴504是环绕在第一输入轴500外侧的空心轴，如此发动机的动力可以通过第一离合器502而传递。第二档位驱动齿轮506设置在第一输入轴500内以从第二离合器508接收动力，并且除了第二档位驱动齿轮之外的第一、第三、第四、第五和第六驱动齿轮设置在第二输入轴504内。因此，如果当齿轮换档至第一档位和第二档位时联接第二离合器508同时释放第一离合器502，则可以执行将换档至第二档位而不会造成扭矩中断现象，并且如果在先前(甚至在齿轮换档至第二档位和第三档位期间)联接了第三档位同步单元的状态下联接第一离合器502同时释放第二离合器508，则可以排除扭矩中断现象。

例如，图1示出了动力的流动，通过该流动在变速器中在虚线箭头的方向上形成了第一档位输出，并且示出了动力的流动，通过该流动在实线上形成了R档位输出。

但是，在具有上述结构的变速器中，包括第一档位驱动齿轮501的第二输入轴504是空心轴并且第二输入轴504的直径可以放大至预定等级，以便保证第一档位驱动齿轮510的强度。如果第一档位驱动齿轮510的直径变大，则与第一驱动齿轮510接合的第一档位从动齿轮512的直径以及第一档位从动齿轮512和第一驱动齿轮510之间的距离都应该变大，以实现所需的第一档位换档比率，其使得变速器重量和体积明显地增大。

例如，附图标记512代表了用于将动力分配至两个驱动齿轮的差动齿轮，附图标记516代表了第一输出轴，附图标记518代表了第二输出轴，并且附图标记520代表了反向空转轴。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明各个方面致力于提供一种用于车辆的变速器，通过实现多个所需的换档档位同时避免驱动齿轮和从动齿轮的直径的增加，避免轴之间的距离增加，并且避免变速器的体积和重量的增加以保证设置在空心轴上的驱动齿轮的强度，该变速器可以提高变速器到车辆的安装特性，并且可以提高车辆的燃料效率，并且通过克服由于在换档期间的扭矩中断现象所导致的换档感觉降低现象而可以实现卓越的换档质量。

在本发明的一个方面中，用于车辆的变速器可以包括第一输入轴、第二输入轴、第一输出轴和第二输出轴、第一驱动齿轮、复合中间齿轮、第三中间齿轮、第一档位从动齿轮、第二档位从动齿轮、第二档位驱动齿轮以及辅助离合器，其中所述第一输入轴直接连接至发动机，第二输入轴是环绕在所述第一输入轴周围并且与所述第一输入轴同轴的空心轴，并且安装所述第二输入轴以通过主离合器连接至发动机，所述第一输出轴和所述第二输出轴设置为平行于所述第二输入轴，所述第一驱动齿轮固定至所述第二输入轴，所述复合中间齿轮具有与所述第一驱动齿轮相接合的第一中间齿轮以及至少临时地整体连接至所述第一中间齿轮的第二中间齿轮，并且所述复合中间齿轮可旋转地安装在所述第二输出轴上，所述第三中间齿轮与所述第二中间齿轮相接合并且可旋转地安装在所述第二输入轴上，所述第一档位从动齿轮与所述第三中间齿轮相接合并且可旋转地安装在所述第一输出轴上以形成第一档位换档，所述第二档位驱动齿轮选择性地与所述第一输入轴旋转，所述第二档位从动齿轮安装在所述第二输出轴上以便与所述第二档位驱动齿轮相接合，从而实现第二档位换档，以及所述辅助离合器用于将所述第二档位驱动齿轮连接至所述第一输入轴或从所述第一输入轴中断所述第二档位驱动齿轮。

复合中间齿轮的第一中间齿轮和第二中间齿轮永久并且整体地彼此连接，并且第一中间齿轮也作为第三档位从动齿轮，用于与所述第一驱动齿轮一起形成第三档位换档。

与第一驱动齿轮相接合以形成第五档位换档的第五档位从动齿轮可旋转地安装在第一输出轴上，第二驱动齿轮整体地安装在第二输入轴上，与第二驱动齿轮相接合以形成第四档位换档的第四档位从动齿轮可旋转地安装在第二输出轴上，并且与第二驱动齿轮相接合以形成第六档位换档的第六档位从动齿轮可旋转地安装在第一输出轴上。

第三驱动齿轮整体安装在第二输入轴上，用于实现反向换档的R档位从动齿轮安装在第一输出轴上，并且与第三驱动齿轮和R档位从动齿轮相接合的反向空转齿轮安装在空转轴上以传递反向动力。

用于将第一从动齿轮或R档位从动齿轮与第一输出轴连接或从所述第一输出轴释放的第一和R档位同步单元安装在第一输出轴的第一档位从动齿轮和R档位从动齿轮之间，其中，用于将第三档位从动齿轮或第四档位从动齿轮与第二输出轴连接或从所述第二输出轴释放的第三和第四档位同步单元安装在第二输出轴的第三档位从动齿轮和第四档位从动齿轮之间，并且其中用于将第五档位从动齿轮或第六档位从动齿轮与第一输出轴连接或从所述第一输出轴释放的第五和第六档位同步单元安装在第一输出轴的第五档位从动齿轮和第六档位从动齿轮之间。

配置复合中间齿轮以便第一中间齿轮和第二中间齿轮通过中间同步单元而彼此中断或连接，并且第一中间齿轮也作为第三档位从动齿轮用于与所述第一驱动齿轮一起形成第三档位换档。

第二驱动齿轮安装在第二输入轴上，与第二驱动齿轮相接合以形成第四档位换档的第四档位从动齿轮可旋转地安装在第一输出轴上，其中与第二驱动齿轮相接合以形成第五档位换档的第五档位从动齿轮可旋转地安装在第二输出轴上，其中用于形成反向换档的R档位从动齿轮可旋转地安装在第一输出轴上，并且其中与第一驱动齿轮沿着R档位从动齿轮相接合的反向空转齿轮安装在空转换档上以传递反向动力。

用于将第四从动齿轮或R档位从动齿轮与第一输出轴连接或从所述第一输出轴释放的四和R档位同步单元安装在第一输出轴的第四档位从动齿轮和R档位从动齿轮之间，其中用于将第三档位从动齿轮或第五档位从动齿轮与第二输出轴连接或从第二输出轴释放的第三和第五档位同步单元安装在第二输出轴的第三档位从动齿轮和第五档位从动齿轮之间。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方案，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1是示出了已经研究以克服传统同步齿轮类型的变速器缺点的变速器的结构的视图。

图2是示出根据本发明的各种示例性实施方案的用于车辆的变速器的视图。

图3是示出根据本发明的各种示例性实施方案的用于车辆的变速器的视图。

应当了解，所附附图不是必须按比例地显示了在此所公开的本发明的基本原理的说明性的各种优选特征的略微简化的画法，包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部件。

具体实施方式

下面将详细说明本发明的不同实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。

参考图2和图3，根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的变速器包括：第一输入轴IN1、第二输入轴IN2、第一输出轴OUT1和第二输出轴OUT2、第一驱动齿轮DR1、复合中间齿轮MG、第三中间齿轮M3、第一档位从动齿轮P1、第二档位驱动齿轮D2、第二档位从动齿轮P2以及辅助离合器AS，其中第一输入轴IN1直接连接至发动机E；第二输入轴IN2是环绕在第一输入轴IN1周围并且与第一输入轴同轴的空心轴，并且安装第二输入轴以通过主离合器MC连接至发动机；第一输出轴OUT1和第二输出轴OUT2设置为平行于第二输入轴IN2；第一驱动齿轮DR1固定至第二输入轴IN2；复合中间齿轮MG具有与第一驱动齿轮DR1相接合的第一中间齿轮M1以及至少临时地整体连接至第一中间齿轮M1的第二中间齿轮M2，并且复合中间齿轮MG可旋转地安装在第二输出轴OUT2上；第三中间齿轮M3与第二中间齿轮M2相接合并且可旋转地安装在第二输入轴IN2上；第一档位从动齿轮P1与第三中间齿轮M3相接合并且可旋转地安装在第一输出轴OUT1上以形成第一档位换档；第二档位驱动齿轮D2可旋转地安装在第一输入轴IN1上；第二档位从动齿轮P2安装在第二输出轴OUT2上以便与第二档位驱动齿轮D2相接合，从而实现第二档位换档；辅助离合器AS用于将第二档位驱动齿轮D2连接至第一输入轴IN1或从第一输入轴IN1中断第二档位驱动齿轮D2。

也就是说，根据本发明的示例性实施方案，为了实现第一档位换档，通过齿轮系来实现第一档位齿轮比，所述齿轮系由第一驱动齿轮DR1、第一中间齿轮M1、第二中间齿轮M2、第三中间齿轮M3和第一档位从动齿轮P1构成。因为第一驱动齿轮DR1的尺寸和第一档位从动齿轮P1的齿轮并非彼此直接限制，但是通过使用第一中间齿轮M1至第三中间齿轮M3而实现第一档位齿轮比，因此即使第一驱动齿轮DR1具有足够的强度，第一档位从动齿轮P1的尺寸也不可以增大。因此，因为在相关技术中第二输入轴IN2和第一输出轴OUT1之间的距离可以不增加，所以变速器的重量和体积可以降低。

在图2的第一示例性实施方案中，复合中间齿轮MG的第一中间齿轮M1和第二中间齿轮M2永久整体地与彼此相联接，并且第一中间齿轮M1也作为第三档位从动齿轮P3，用于与第一驱动齿轮DR1一起形成第三档位换档。

在此，组成复合中间齿轮MG的第二中间齿轮M2至少临时地整体连接至第一中间齿轮M1的事实意味着在第一实施方案中，第二中间齿轮M2总是整体地连接至第一中间齿轮M1并且第二中间齿轮M2可以通过中间同步单元MS与第一中间齿轮M1整体连接或从第一中间齿轮M1释放。

同时，在第一实施方案中，与第一驱动齿轮DR1相接合以形成第五档位换档的第五档位从动齿轮P5旋转地安装在第一输出轴OUT1上，第二驱动齿轮DR2整体地安装在第二输入轴IN2上，与第二驱动齿轮DR2相接合以形成第四档位换档的第四档位从动齿轮P4旋转地安装在第二输出轴OUT2上，并且与第二驱动齿轮DR2相接合以形成第六档位换档的第六档位从动齿轮P6旋转地安装在第一输出轴OUT1上，从而可以实现全部六个向前换档。

同时，第三驱动齿轮DR3整体安装在第二输入轴IN2上，用于实现反向换档的R档位从动齿轮PR安装在第一输出轴OUT1上，并且与第三驱动齿轮D3相接合并且与R档位从动齿轮PR相接合的反向空转齿轮IG安装在空转轴上IS上以传递反向动力。

用于将第一从动齿轮P1或R档位从动齿轮PR与第一输出轴OUT1连接或从第一输出轴OUT1释放的第一和R档位同步单元1&RS安装在第一输出轴OUT1的第一档位从动齿轮P1和R档位从动齿轮PR之间，用于将第三档位从动齿轮P3或第四档位从动齿轮P4与第二输出轴OUT2连接或从第二输出轴OUT2释放的第三和第四档位同步单元3&4S安装在第二输出轴OUT2的第三档位从动齿轮P3和第四档位从动齿轮P4之间，并且用于将第五档位从动齿轮P5或第六档位从动齿轮P6与第一输出轴OUT1连接或从第一输出轴OUT1释放的第五和第六档位同步单元5&6S安装在第一输出轴OUT1的第五档位从动齿轮P5和第六档位从动齿轮P6之间。

第一输出齿轮O1安装在第一输出轴OUT1上并且第二输出齿轮O2安装在第二输出轴OUT2上，如此通过普通的差动齿轮而将第一输出齿轮O1和第二输出齿轮O2彼此接合，以将动力抽取至驱动轮。

在图2的第一实施方案中，如虚线箭头所指示，由第二输入轴IN2所传递的旋转动力通过第一驱动齿轮DR1、第一中间齿轮M1、第二中间齿轮M2、第三中间齿轮M3以及第一档位从动齿轮P1而抽取至第一输出齿轮O1，同时联接主离合器。

当第一档位换档状态为换档至第二档位换档状态时，来自发动机的扭矩通过第二档位驱动齿轮D2经由第二输出轴OUT2而逐渐地抽取至第二输出轴O2，作为辅助离合器AS的第二档位从动齿轮P2滑动以联接并且主离合器MC滑动以释放，并且释放第一和R档位同步单元1&RS，并且因此完成了至第二档位的换档，在这种情况下，在该过程中输出扭矩持续低应用于驱动轮，以避免中断扭矩并且保证卓越的换档感觉。

同时，当第二档位状态换档至第三档位状态时，主离合器MC滑动以联接并且辅助离合器AS滑动以释放，同时通过第三和第四档位同步单元3&4S将第三从动齿轮P3连接至第二输出轴OUT2。因此，完成了至第三档位的换档同时排除了扭矩中断现象。

作为参考，通过释放先前换档的同步单元而执行到余下的第四档位至第六档位的换档，同时如在传统同步齿轮类型变速器机构中那样释放发动机离合器，联接新的目标换档的同步单元并且然后再次联接主离合器MC。

因此，虽然驱动轮的扭矩中断现象在第四档位至第六档位换档过程中是基本上产生的，但是在对应于车辆的相对高速行驶状态的高速换档档位期间，由于扭矩中断现象导致的换档感觉降低并没有严重的感觉。因此，车辆的换档感觉在感觉上明显改进了。

同时，在图3的第二实施方案中，配置复合中间齿轮MG以便第一中间齿轮M1和第二中间齿轮M2通过中间同步单元MS中断或连接彼此，并且第一中间齿轮M1也作为第三档位从动齿轮P3，用于与第一驱动齿轮DR1一起形成第三档位换档。

在本发明的示例性实施方案中，第二驱动齿轮DR2安装在第二输入轴IN2上，与第二驱动齿轮DR2相接合以形成第四档位换档的第四档位从动齿轮P4可旋转地安装在第一输出轴OUT1上，与第二驱动齿轮DR2相接合以形成第五档位换档的第五档位从动齿轮P5可旋转地安装在第二输出轴OUT2上，用于形成反向换档的R档位从动齿轮PR可旋转地安装在第一输出轴OUT1上，并且与第一驱动齿轮DR1相接合并且与R档位从动齿轮PR相接合的反向空转齿轮IG安装在空转换档IS上以传递反向动力。

用于将第四从动齿轮P4或R档位从动齿轮PR与第一输出轴OUT1连接或从第一输出轴OUT1释放的第四和R档位同步单元4&RS安装在第一输出轴OUT1的第四档位从动齿轮P4和R档位从动齿轮PR之间，并且用于将第三档位从动齿轮P3或第五档位从动齿轮P5与第二输出轴OUT2连接或从第二输出轴OUT2释放的第三和第五档位同步单元3&5S安装在第二输出轴OUT2的第三档位从动齿轮P3和第五档位从动齿轮P5之间。

在本发明示例性实施方案中，通过联接第一中间齿轮M1(也作为第三档位从动齿轮P3)和第二中间齿轮M2(作为中间同步单元MS)而实现第一档位，并且按照图3中虚线箭头指示了动力传递的路径。

其他换档操作并没有详述，是因为其遵循着图2的第一实施方案相同的原理。

根据本发明示例性实施方案，通过实现多个所需的换档档位同时避免变速器的体积和重量的增加(这是由于驱动齿轮和从动齿轮直径的增加以及轴之间的距离的增加而保证设置在空心轴上的驱动齿轮的强度)，可以提高变速器到车辆的安装性能，并且可以提高车辆的燃料效率，并且通过克服由于在换档期间的扭矩中断现象所导致的换档感觉降低现象而可以实现卓越的换档质量。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员可以实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (8)

1.一种用于车辆的变速器，其包括：

第一输入轴，所述第一输入轴直接连接至发动机；

第二输入轴，所述第二输入轴是环绕在所述第一输入轴周围并且与所述第一输入轴同轴的空心轴，并且安装所述第二输入轴以通过主离合器连接至所述发动机；

第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴和所述第二输出轴设置为平行于所述第二输入轴；

第一驱动齿轮，所述第一驱动齿轮固定至所述第二输入轴；

复合中间齿轮，所述复合中间齿轮具有与所述第一驱动齿轮相接合的第一中间齿轮以及至少临时地整体连接至所述第一中间齿轮的第二中间齿轮，并且所述复合中间齿轮旋转地安装在所述第二输出轴上；

第三中间齿轮，所述第三中间齿轮与所述第二中间齿轮相接合并且旋转地安装在所述第二输入轴上；

第一档位从动齿轮，所述第一档位从动齿轮与所述第三中间齿轮相接合并且旋转地安装在所述第一输出轴上以形成第一档位换档；

第二档位驱动齿轮，所述第二档位驱动齿轮选择性地与所述第一输入轴旋转；

第二档位从动齿轮，所述第二档位从动齿轮安装在所述第二输出轴上以便与所述第二档位驱动齿轮相接合，从而实现第二档位换档；以及

辅助离合器，所述辅助离合器用于将所述第二档位驱动齿轮连接至所述第一输入轴或从所述第一输入轴中断所述第二档位驱动齿轮。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中所述复合中间齿轮的第一中间齿轮和第二中间齿轮永久并且整体地彼此连接，并且所述第一中间齿轮也作为第三档位从动齿轮，用于与所述第一驱动齿轮一起形成第三档位换档。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的变速器，其中与所述第一驱动齿轮相接合以形成第五档位换档的第五档位从动齿轮旋转地安装在所述第一输出轴上，第二驱动齿轮整体地安装在所述第二输入轴上，与所述第二驱动齿轮相接合以形成第四档位换档的第四档位从动齿轮旋转地安装在所述第二输出轴上，并且与所述第二驱动齿轮相接合以形成第六档位换档的第六档位从动齿轮旋转地安装在所述第一输出轴上。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的变速器，其中第三驱动齿轮整体安装在所述第二输入轴上，用于实现反向换档的R档位从动齿轮安装在所述第一输出轴上，并且与所述第三驱动齿轮和所述R档位从动齿轮相接合的反向空转齿轮安装在空转轴上以传递反向动力。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的变速器，

其中，用于将所述第一档位从动齿轮或所述R档位从动齿轮与所述第一输出轴连接或从所述第一输出轴释放的第一和R档位同步单元安装在所述第一输出轴的第一档位从动齿轮和R档位从动齿轮之间，

其中，用于将所述第三档位从动齿轮或所述第四档位从动齿轮与所述第二输出轴连接或从所述第二输出轴释放的第三和第四档位同步单元安装在所述第二输出轴的第三档位从动齿轮和第四档位从动齿轮之间，以及

其中，用于将所述第五档位从动齿轮或所述第六档位从动齿轮与所述第一输出轴连接或从所述第一输出轴释放的第五和第六档位同步单元安装在所述第一输出轴的第五档位从动齿轮和第六档位从动齿轮之间。

6.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中配置所述复合中间齿轮以便所述第一中间齿轮和所述第二中间齿轮通过中间同步单元而彼此中断或连接，并且所述第一中间齿轮也作为第三档位从动齿轮，用于与所述第一驱动齿轮一起形成第三档位换档。

7.根据权利要求6所述的用于车辆的变速器，

其中，第二驱动齿轮安装在所述第二输入轴上，与所述第二驱动齿轮相接合以形成第四档位换档的第四档位从动齿轮旋转地安装在所述第一输出轴上，

其中，与所述第二驱动齿轮相接合以形成第五档位换档的第五档位从动齿轮旋转地安装在所述第二输出轴上，

其中，用于形成反向换档的R档位从动齿轮旋转地安装在所述第一输出轴上，以及

其中，与所述第一驱动齿轮沿着所述R档位从动齿轮相接合的反向空转齿轮安装在所述空转换档上以传递反向动力。

8.根据权利要求7所述的用于车辆的变速器，

其中，用于将所述第四档位从动齿轮或所述R档位从动齿轮与所述第一输出轴连接或从所述第一输出轴释放的第四和R档位同步单元安装在所述第一输出轴的第四档位从动齿轮和R档位从动齿轮之间，以及

其中，用于将所述第三档位从动齿轮或所述第五档位从动齿轮与所述第二输出轴连接或从第二输出轴释放的第三和第五档位同步单元安装在所述第二输出轴的第三档位从动齿轮和第五档位从动齿轮之间。