CN106931103A - 一种采用行星齿轮的三速变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种采用行星齿轮的三速变速器，其主要用于电动汽车。该变速器可提供三个前进档位，解决了只有单级减速比的电动汽车不能兼顾驱动力和速度的问题。该变速器包括行星齿轮排、选档组等，通过选档组件将行星齿轮排的不同部件与输入轴连结获得不同速比的减速比。具有结构紧凑、重量轻、传动效率高的优点。

Description

一种采用行星齿轮的三速变速器
技术领域
本发明涉及汽车变速器技术领域，具体涉及一种采用行星齿轮的三速变速器。
背景技术
汽车的行驶工况复杂多变，行驶阻力和行驶速度变化大，急加速和爬陡坡时需要非常大的驱动力克服行驶阻力，高速行驶时又需要较高的驱动轮转速，采用只有一个变速比的单级减速齿轮箱传动的电动汽车往往顾此失彼，难以满足汽车有的工况需要很大驱动力、有的工况需要很高速度的复杂多变的动力需求。
某些电动汽车采用更大功率的电机，以更大的储备功率提升汽车动力性能。但大功率电机直接使得电机、电机控制***、电池***的成本增加，不利于普及推广。
如果电动汽车具有更多档位个数并可根据汽车的动力需求选择合适变速比的档位，不但能显著提升电动汽车的动力性能，还能降低对驱动电机、电机控制***、动力电池组的要求，从而降低电动汽车动力***成本。进一步对驱动电机的效率图谱研究可知，具有更多档位个数的电动汽车变速器通过合理选档可使电机的动力输出与汽车的动力需求更贴近匹配，使得电机具有更高的输出效率，这对节约电能、延长行驶里程也非常有意义。
专利文献CN101380768A公开了一种用于电动车辆的二速自动变速器，包括输入轴、输出轴、离合器、制动器、行星齿轮排和差速器，输入轴与太阳轮联接，制动器可将齿圈锁止，离合器可将太阳轮和齿圈同步并联接一起转动。操作制动器将齿圈锁止，离合器开启，运动和扭矩通过输入轴由太阳轮输入行星齿轮排减速后再由行星架输出可获得一个较大变速比的低速档；操作制动器释放齿圈，闭合离合器使太阳轮和齿圈联接在一起，运动和扭矩通过输入轴由太阳轮和齿圈输入行星齿轮排后再由行星架输出可获得一个直接档。该变速器构思巧妙，可获得一个较大变速比的低速挡和一个较小变速比的直接档，改善了电动汽车的动力性能，但该变速器换档转速差太大，难免影响换档质量，且仅仅两个变速比的电动汽车变速器还不能很好地满足汽车复杂多变的动力需求。
蓬勃发展的电动汽车市场需要具有更多档位个数的变速器，研发适合电动汽车的多档位变速器是符合市场需求的。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构紧凑、重量轻、具有三个档位的汽车变速器，特别是适用于电动汽车的采用行星齿轮的三速变速器。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：提供一种采用行星齿轮的三速变速器，包括：输入轴、变速器壳体，其中，所述采用行星齿轮的三速变速器还包括行星齿轮排、第一选档组件、第二选档组件，输入轴可通过第一选档组件与行星齿轮排的太阳轮连结传递运动和扭矩，也可通过第二选档组件与行星齿轮排的齿圈连结传递运动和扭矩，变速器壳体可通过第一选档组件与行星齿轮排的太阳轮连结使太阳轮被锁止，也可通过第二选档组件与行星齿轮排的齿圈连结使齿圈被锁止，行星齿轮排的行星架作为输出部件。
在一些实施方式中，所述变速器还包括输入离合器，输入轴通过输入离合器与电机(或其他发动机)连结传递运动和扭矩。
在一些实施方式中，选档组件采用同步器。
在一些实施方式中，选档组件采用多片湿式双离合器。
有益效果
通过前述技术方案的描述，不难理解本发明提供的采用行星齿轮的三速变速器因采用上述方案，可获得以下有益效果：
可提供三个变速比，具有绵密的齿比、宽泛的变速比区间；
结构紧凑、重量轻；
结构可靠性高、传动效率高；
更多的档位个数、更宽泛的变速比区间，使得电机的扭矩和转速可以更好地和汽车的动力需求贴近匹配，可明显提升汽车动力性能，还有利于驱动电机更高效地输出动力，这对节约减小电动汽车电池容量或延长行驶里程也非常有益。
附图说明
本文所述的附图仅用于示意目的，应该理解的是，说明和具体示例仅意图用于示意目的，而不是意图限制本发明公开的范围。
在附图中，相同标号一致地表示相同的元件、构件或特征。
图1是根据本发明优选实施例之一的采用行星齿轮的三速变速器结构示意图。
图2是根据本发明优选实施例之二的采用行星齿轮的三速变速器结构示意图。
图3是根据本发明优选实施例之三的采用行星齿轮的三速变速器结构示意图。
附图标记说明：
01、根据本发明优选实施例之一的采用行星齿轮的三速变速器
02、根据本发明优选实施例之二的采用行星齿轮的三速变速器
03、根据本发明优选实施例之三的采用行星齿轮的三速变速器
10、输入离合器输入轴
11、输入轴
21、第一选档离合器
22、第二选档离合器
23、第三选档离合器
24、第四选档离合器
30、行星齿轮排
31、齿圈
32、行星架
33、太阳轮
40、变速器壳体
41、第一选档组件
42、第二选档组件
51、行星架齿轮(或链轮)
具体实施方式
为使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及优选实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，以下描述的具体实施例仅用以示意、解释本发明，本质上仅仅是示范性的，而不是意图用于限制本发明的公开、应用或用途。
如图1所示，根据本发明优选实施例之一的采用行星齿轮的三速变速器01，包括：输入轴11、变速器壳体40，其中，所述采用行星齿轮的三速变速器01还包括行星齿轮排30、第一选档组件41、第二选档组件42，输入轴11可通过第一选档组件41与行星齿轮排的太阳轮33连结传递运动和扭矩，也可通过第二选档组件42与行星齿轮排的齿圈31连结传递运动和扭矩，变速器壳体40可通过第一选档组件41与行星齿轮排的太阳轮33连结使太阳轮33被锁止，也可通过第二选档组件42与行星齿轮排的齿圈31连结使齿圈31被锁止，行星齿轮排的行星架32作为输出部件。
其中，采用行星齿轮的三速变速器01还包括输入离合器20，输入轴11通过输入离合器20与电机(或其他发动机)连结传递运动和扭矩。
本发明所述选档组件41(和42)为一种可使相关部件两两联结传递运动和扭矩的装置，如同步器。采用行星齿轮的三速变速器01的选档组件(41和42)采用同步器。
在本发明中，当第一选档组件41选择使太阳轮33与输入轴11连结传递运动和扭矩时，太阳轮33与变速器壳体40断开不能传递运动和扭矩；反之，当第一选档组件41选择使太阳轮33与变速器壳体40连结而使太阳轮33被锁止时，太阳轮33与输入轴11断开不能传递运动和扭矩；当第二选档组件42选择使齿圈31与输入轴11连结传递运动和扭矩时，齿圈31与变速器壳体40断开不能传递运动和扭矩；反之，当第二选档组件42选择使齿圈31与变速器壳体40连结而使齿圈31被锁止时，齿圈31与输入轴11断开不能传递运动和扭矩。
为更好地理解根据本发明优选实施例之一的采用行星齿轮的三速变速器01，下面对该实施例中各档运动和扭矩传递路线进行详细说明：
第一档的运动和扭矩传递路线：
第一选档组件41选择使太阳轮33与输入轴11连结传递运动和扭矩，第二选档组件42选择使齿圈31与变速器壳体40连结使齿圈31被锁止。
运动和扭矩由输入离合器20传递给输入轴11，再经第一选档组件41传递给太阳轮33，由太阳轮33输入行星齿轮排30减速后，再由行星架32输出，通过行星架齿轮(或链轮)51与差速器等其他传动部件传递运动和扭矩。
第二档的运动和扭矩传递路线：
第一选档组件41选择使太阳轮33与变速器壳体40连结使太阳轮33被锁止，第二选档组件42选择使齿圈31与输入轴11连结传递运动和扭矩。
运动和扭矩由输入离合器20传递给输入轴11，再经第二选档组件42传递给齿圈31，由齿圈31输入行星齿轮排30减速后，再由行星架32输出，通过行星架齿轮(或链轮)51与差速器等其他传动部件传递运动和扭矩。
第三档的运动和扭矩传递路线：
第一选档组件41选择使太阳轮33与输入轴11连结传递运动和扭矩，第二选档组件42选择使齿圈31与输入轴11连结传递运动和扭矩。
运动和扭矩由输入离合器20传递给输入轴11，动力分流，一部分经第一选档组件41传递给太阳轮33，另一部分经第二选档组件42传递给齿圈31，动力分别经太阳轮33和齿圈31输入行星齿轮排30，再由行星架32输出，通过行星架齿轮(或链轮)51与差速器等其他传动部件传递运动和扭矩。
如图2所示，根据本发明优选实施例之二的采用行星齿轮的三速变速器02，根据本发明优选实施例之二的采用行星齿轮的三速变速器02与优选实施例之一的采用行星齿轮的三速变速器01之间主要差异在于：采用行星齿轮的三速变速器01的选档组件(41和42)为两组同步器组件，采用行星齿轮的三速变速器02的选档组41由选档离合器21和选档离合器22组合而成、选档组42由选档离合器23和选档离合器24组合而成，采用行星齿轮的三速变速器02没有输入离合器20，参考根据本发明优选实施例之一的采用行星齿轮的三速变速器01，不难理解采用行星齿轮的三速变速器02。
如图3所示，根据本发明优选实施例之三的采用行星齿轮的三速变速器03，根据本发明优选实施例之三的采用行星齿轮的三速变速器03与优选实施例之一的采用行星齿轮的三速变速器01之间主要差异在：优选实施例之三的采用行星齿轮的三速变速器03为简化结构没有输入离合器20，参考根据本发明优选实施例之一的采用行星齿轮的三速变速器01，不难理解采用行星齿轮的三速变速器03。
应该了解的是，本发明以上的描述仅仅是示范性的，并且未偏离本发明本质的变体也意图属于本发明的范围内。这种变体不应被视为脱离了本发明的精神和范围。

Claims (4)

1.一种采用行星齿轮的三速变速器，包括：输入轴、变速器壳体，其特征在于，所述采用行星齿轮的三速变速器还包括行星齿轮排、第一选档组件、第二选档组件，输入轴可通过第一选档组件与行星齿轮排的太阳轮连结传递运动和扭矩，也可通过第二选档组件与行星齿轮排的齿圈连结传递运动和扭矩，变速器壳体可通过第一选档组件与行星齿轮排的太阳轮连结使太阳轮被锁止，也可通过第二选档组件与行星齿轮排的齿圈连结使齿圈被锁止，行星齿轮排的行星架作为输出部件。
2.根据权利要求1所述的采用行星齿轮的三速变速器，其特征在于，所述变速器还包括输入离合器，输入轴通过离合器与电机(或其他发动机)连结传递运动和扭矩。
3.根据权利要求1或2中任一所述的采用行星齿轮的三速变速器，其特征在于，选档组件采用同步器。
4.根据权利要求1或2中任一所述的采用行星齿轮的三速变速器，其特征在于，选档组件采用多片湿式双离合器。
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