CN110657209B - 汽车变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车变速器，所述汽车变速器可以包括：第一行星齿轮组，其具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；输入轴，其与所述第一行星齿轮组的第一旋转元件接合；输出轴，其与所述第一行星齿轮组的第二旋转元件接合；以及套筒部件，其沿着所述第一行星齿轮组的轴向方向线性滑动，以选择性地切换至第一状态、第二状态或空挡状态，第一状态中，第三旋转元件固定至所述变速器壳体；第二状态中，第三旋转元件与另一个旋转元件接合；空挡状态中，第三旋转元件不固定至所述变速器壳体、不与变速器壳体或所述另一个旋转元件接合。

Description

汽车变速器

技术领域

本发明涉及一种汽车变速器，更具体地，涉及一种利用电机提供驱动力的汽车变速器。

背景技术

通常地，混合动力车辆或者电动车辆用来自电机的动力驱动，并且在电机和驱动轮之间具有简单的减速器或2-3速变速器，以在减少电机容量的同时保证车辆所需的合适的驱动力。

优选的是，这种变速器具有简单的结构，该结构在车辆行驶期间具有较少的传动损失，从而保证高的动力传递效率。

公开于本背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而可以不被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种具有简单结构的汽车变速器，其在车辆行驶期间具有较小的传动损失，确保了较高的动力传递效率并且因此提高了燃料效率以及车辆的行驶里程。

在本发明的各个方面中，根据一方面，本发明的各个方面旨在提供一种汽车变速器，所述汽车变速器包括：第一行星齿轮组，其具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；输入轴，其与所述第一行星齿轮组的第一旋转元件接合；输出轴，其与所述第一行星齿轮组的第二旋转元件接合；以及套筒部件，其沿着所述第一行星齿轮组的轴向方向线性滑动，以选择性地切换至第一状态、第二状态或空挡状态，第一状态中，第三旋转元件固定至所述变速器壳体；第二状态中，第三旋转元件与另一个旋转元件接合；空挡状态中，第三旋转元件不固定至所述变速器壳体、不与变速器壳体或所述另一个旋转元件接合。

制动装置可以设置在所述变速器壳体与所述套筒部件之间，以限制套筒部件随着摩擦力的转动。

所述套筒部件可以在其线性滑动期间运行为在第一状态、空挡状态以及第二状态间依次切换。

所述套筒部件可以在其线性滑动期间运行为在第一状态、空挡状态、第二状态以及第三状态之间依次切换，其中，所述制动装置仅在第一状态、空挡状态以及第二状态中与所述套筒部件接合，并且在第三状态中与套筒部件分离。

所述第一旋转元件可以为太阳轮，所述第二旋转元件可以为第一行星架，并且所述第三旋转元件可以为第一内齿圈。

在套筒部件的第二状态中，第一行星架可以与第一内齿圈接合。

所述套筒部件可以在套筒部件的内圆周表面上设置有用于与变速器壳体和第一行星架接合的内花键，并且所述套筒部件可以在套筒部件的外圆周表面上设置有用于与制动装置和第一内齿圈接合的外花键。

第二行星齿轮组可以额外地与第一行星齿轮组的第二旋转元件接合，以对驱动动力的速度进行减速。

根据本发明的示例性实施方案，所述汽车变速器具有简单的结构，所述汽车变速器在车辆行驶期间具有较小的传动损失，确保较高的动力传递效率并且因此提高了燃料效率以及车辆的行驶里程。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在附图和具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为示出根据本发明的示例性实施方案的汽车变速器的结构的示意图。

图2为示出图1中所示的变速器的套筒部件在空挡状态中的示意图。

图3为示出在形成第一速度挡位的第一状态中的套筒部件的示意图。

图4为示出图3中所示的第一速度挡位中动力流的示意图。

图5为示出套筒部件在从图3中所示第一速度挡位改变至第二速度挡位之前套筒部件切换至空挡状态的示意图。

图6为示出在形成第二速度挡位的第二状态中套筒部件的示意图。

图7为示出图6中所示的第二速度挡位中动力流的示意图。

图8为示出在形成2D速度挡位的第三状态中套筒部件的示意图。

图9为示出根据本发明的各个示例性实施方案的汽车变速器的结构示意图。

应当理解，附图不一定是按照比例绘制，而是显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本发明所公开的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记表示本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个具体实施方案，这些实施方案的示例呈现在附图中并描述如下。尽管本发明将与本发明的示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。另一方面，本发明旨在不但覆盖本发明的示例性实施方案，而且还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选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

下面，将结合所附附图对本发明的示例性实施方案进行具体描述。

参考图1、图2和图3，根据本发明的示例性实施方案的汽车变速器包括：第一行星齿轮组PG1、输入轴IN、输出轴OUT以及套筒部件SB，所述第一行星齿轮组PG1具有第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件；所述输入轴IN与所述第一行星齿轮组PG1的第一旋转元件接合；所述输出轴OUT与所述第一行星齿轮组PG1的第二旋转元件接合，所述第一行星齿轮组PG1的第一旋转元件接合至所述第一行星齿轮组PG1的第二旋转元件；所述套筒部件SB沿着第一行星齿轮组PG1的轴向方向线性滑动，以选择性地切换至第一状态、第二状态或空挡状态；在所述第一状态中，与第二旋转元件接合的第三旋转元件固定至变速器壳体CS；在所述第二状态中，第三旋转元件与另一个旋转元件接合；在所述空挡状态中，第三旋转元件不固定至变速器壳体CS、不与变速器壳体CS或另一个旋转元件接合。

此外，制动装置B1设置在变速器壳体CS与套筒部件SB之间，以利用摩擦力限制套筒部件SB的转动。

即，所述变速器运行为在第一行星齿轮组PG1的第一旋转元件处接收来自电机的动力，以将动力输出到第二旋转元件，并且使用套筒部件SB和制动装置B1来适当地控制第三旋转元件的操作，从而改变来自上述动力的传动速度。

所述套筒部件SB在其线性滑动时操作为依次切换至第一状态、空挡状态以及第二状态。

第一状态是形成第一速度挡位的状态，第二状态是形成第二速度挡位的状态。

如图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8中所示，所述套筒部件SB在其线性滑动期间可以操作为在第一状态、空挡状态、第二状态以及第三状态之间依次切换。所述制动装置B1仅在第一状态、空挡状态以及第二状态中与套筒部件SB接合，并且在第三状态中与套筒部件SB分离。

第三状态是这样的状态：其中，虽然因为第三状态形成了第二速度挡位使第三状态类似于第二状态，但是第三状态通过与制动装置B1的分离减少了不必要的拖曳，从而使动力传递效率更大。第三状态将在下文中被称为“2D速度挡位”。

在本发明的示例性实施方案中，在第一行星齿轮组PG1中，第一旋转元件为第一太阳轮S1，第二旋转元件为第一行星架C1，第三旋转元件为第一内齿圈R1。

在套筒部件SB的第二状态中，作为第二旋转元件的第一行星架C1与作为第三旋转元件的第一内齿圈R1接合。

套筒部件SB在其内圆周表面上和外圆周表面上分别设置有用于与变速器壳体CS和第一行星架C1接合的内花键IP以及用于与制动装置B1和第一内齿圈R1接合的外花键OP。

此外，换挡拨叉SF安装在套筒部件SB上以在外部施加轴向操纵力。

随后，将描述汽车变速器的操作。

图3为示出在形成第一速度挡位的第一状态中的套筒部件SB的示意图，其中，套筒部件SB从图2中的空挡状态向左侧换挡，形成第一速度挡位。

在这个状态中，套筒部件SB的内花键IP的左侧与变速器壳体CS接合，并且外花键OP与第一行星齿轮组PG1的第一内齿圈R1接合，使得第一内齿圈R1固定至变速器壳体CS。

从而，如图4中所示，从电机输出到第一内齿圈R1的动力在减速状态下通过第一行星架C1传输到输出轴OUT，形成第一速度挡位。

为了从图3的第一速度挡位换挡至第二速度挡位，制动装置B1首先接合以限制套筒部件SB的转动，随后套筒部件SB操作为换挡至图5中所示的空挡状态。在这个状态中，即使在套筒部件SB与变速器壳体CS分离时，制动装置B1也保持限制第一内齿圈R1的转动的状态。

如此，当制动装置B1滑移以增加第一内齿圈R1的旋转速度，并且电机的驱动转速减速为与第二速度挡位同步时，第一内齿圈R1与第一行星架C1的速度同步。这里，如图6中所示，套筒部件SB换挡至第二状态，以使得第一内齿圈R1与第一行星架C1通过所述套筒部件SB相互机械地成为一体，并且制动装置B1完全地分离。

从而，如图7中所示，行星齿轮组PG1中的所有旋转元件一起旋转，并且来自电机的动力通过输出轴OUT输出，形成第二速度挡位。

尽管图7的状态本身能够稳定地连续保持第二速度挡位，但是如图8中所示，当套筒部件SB换挡至第三状态时，在套筒部件SB与第一内齿圈R1和第一行星架C1接合的同时制动装置B1与套筒部件SB分离。这可以防止一部分动力损耗(这种损耗是由于来自制动装置B1的拖曳作用而引起的)，同时保持了第二速度挡位，从而进一步提高了动力传递效率。

图9为示出根据本发明的各个示例性实施方案的汽车变速器的结构示意图。除了第二行星齿轮组PG2额外地与第一行星齿轮组PG1的作为第二旋转元件的第一行星架C1接合，以额外地对驱动动力的速度进行减速之外，本发明的本示例性实施方案的基本结构与图1中的结构相同或大致相同。

在本发明的示例性的实施方案中，在第二行星齿轮组PG2中，第二太阳轮S2与第一行星齿轮组PG1的第一行星架C1接合，第二内齿圈R2固定至变速器壳体CS或与变速器壳体CS一体地形成，并且输出轴OUT形成于第二行星架C2(所述第二行星架C2接合至第二内齿圈R2以及第二太阳轮S2)，从而使输入到第二太阳轮S2的动力额外地减速，并经由第二行星架C2输出减速的动力。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背”、“内”、“外”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“内侧”、“外侧”、“向前”、“向后”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具体实施方案的特征。

前面对本发明具体示例性具体实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在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能够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。本发明的范围由所附权利要求及其等价形式所限定。

Claims (12)

1.一种汽车变速器装置，包括：

第一行星齿轮组，其具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；

输入轴，其连接至所述第一行星齿轮组的第一旋转元件；

输出轴，其固定至所述第一行星齿轮组的第二旋转元件，其中，所述第一行星齿轮组的第一旋转元件与第一行星齿轮组的第二旋转元件接合；以及

套筒部件，其能够滑动地安装于所述第一行星齿轮组，以选择性地将汽车变速器装置切换至第一状态、第二状态或空挡状态，在所述第一状态中，接合至第二旋转元件的第三旋转元件固定至变速器壳体；在所述第二状态中，第三旋转元件与第一旋转元件和第二旋转元件中的一个旋转元件接合；在所述空挡状态中，第三旋转元件不固定至变速器壳体、不与变速器壳体或第一旋转元件和第二旋转元件中的一个旋转元件接合，

其中，所述套筒部件在套筒部件的内圆周表面上设置有用于与变速器壳体和第二旋转元件接合的内花键，并且其中，所述套筒部件在套筒部件的外圆周表面上设置有用于与制动装置和第三旋转元件接合的外花键。

2.根据权利要求1所述的汽车变速器装置，其中，所述制动装置安装在所述变速器壳体与所述套筒部件之间，以通过选择性地将套筒部件连接到变速器壳体而利用摩擦力选择性地限制套筒部件的转动。

3.根据权利要求2所述的汽车变速器装置，其中，所述套筒部件操作为在套筒部件滑动期间将所述汽车变速器装置在第一状态、空挡状态以及第二状态之间依次切换。

4.根据权利要求3所述的汽车变速器装置，其中，

所述套筒部件操作为在套筒部件滑动期间将所述汽车变速器装置在第一状态、空挡状态、第二状态以及第三状态之间依次切换；

所述制动装置在第一状态、空挡状态以及第二状态中与所述套筒部件接合，而所述制动装置在第三状态中与所述套筒部件分离。

5.根据权利要求4所述的汽车变速器装置，其中，所述第一旋转元件为第一太阳轮，所述第二旋转元件为第一行星架，所述第三旋转元件为第一内齿圈。

6.根据权利要求5所述的汽车变速器装置，其中，所述一个旋转元件为第一行星架。

7.根据权利要求6所述的汽车变速器装置，其中，在套筒部件的第二状态中，所述第一行星架与所述第一内齿圈接合。

8.根据权利要求1所述的汽车变速器装置，其中，第二行星齿轮组与所述第一行星齿轮组的第二旋转元件接合，以对汽车变速器装置的驱动动力进行减速。

9.根据权利要求8所述的汽车变速器装置，其中，

所述第二行星齿轮组包括第四旋转元件、第五旋转元件以及第六旋转元件；

所述第二行星齿轮组的第四旋转元件连接至所述第一行星齿轮组的第二旋转元件。

10.根据权利要求9所述的汽车变速器装置，其中，

所述第二行星齿轮组的第五旋转元件与所述第二行星齿轮组的第四旋转元件接合；

所述第二行星齿轮组的第六旋转元件固定至变速器壳体，并且所述第二行星齿轮组的第六旋转元件与第二行星齿轮组的第五旋转元件接合。

11.根据权利要求10所述的汽车变速器装置，其中，所述第四旋转元件为第二太阳轮，所述第五旋转元件为第二行星架，所述第六旋转元件为第二内齿圈。

12.根据权利要求1所述的汽车变速器装置，其中，所述输入轴固定至电机。