CN114183506A - 一种车用变速器、车用动力***及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车用变速器、车用动力***及车辆，属于车辆动力传动领域。该变速器的挡位包括一、二、三挡，输入、输出轴同轴布置，中间轴与输入轴平行且两者传动连接，输入轴上固定有常啮主动齿轮；一挡从动齿轮转动装配在输出轴上；一三挡同步器包括固定在输出轴上的第一齿毂和滑动装配在第一齿毂上的第一结合套，第一结合套是外圈有齿的齿套，使得第一结合套上集成二挡从动齿轮；常啮从动齿轮和一挡主动齿轮均固定装配在中间轴上，二挡主动齿轮转动装配在中间轴上；二挡同步器包括固定在中间轴上的第二齿毂和滑动装配在第二齿毂上的第二结合套。第一结合套上集成二挡从动齿轮，能有效缩短变速器的轴向尺寸。

Description

一种车用变速器、车用动力***及车辆
技术领域
本发明涉及一种车用变速器、车用动力***及车辆，属于车辆动力传动技术领域。
背景技术
目前纯电动环卫车用变速器的挡位数量主要有两挡和四挡两种，其中，两挡变速器的结构形式主要有平行轴式和行星排式，四挡变速器的结构形式主要为平行轴式。
两挡平行轴式变速器存在换挡动力中断较大的问题。整车爬坡时需要大扭矩，高速运行时需要高转速，为满足整车的需求，变速器两挡的速比阔度往往较大，导致换挡时间较长，影响乘员感受。同时，电机不同工作点的效率存在一定的差异，当变速器挡位数量较少时，电机更容易处于效率较低的区域工作，因此电机的工作效率较低。两挡行星排式变速器除了存在换挡动力中断较大和电机工作效率较低的问题之外，还存在成本较高的问题。四挡变速器相对于两挡变速器来讲，换挡动力中断较小、电机的工作效率也相对更高，但由于四挡变速器的零部件数量较多，成本高、重量较大，同时，四挡变速器的挡位较多，且各挡位沿轴向串联布置，导致变速器的轴向尺寸较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车用变速器，用以解决目前变速器的轴向尺寸较大的问题；本发明还提供了一种车用动力***，用以解决目前变速器的轴向尺寸较大，导致动力***占用空间较大的问题；本发明还提供了一种车辆，用以解决目前变速器的轴向尺寸较大，导致动力***占用空间较大，进而导致车辆体积较大的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种车用变速器，挡位包括一、二、三挡，还包括：
输入轴，用于动力输入；
输出轴，用于动力输出，输出轴和输入轴同轴布置；
中间轴，与输入轴所在轴线平行布置，且中间轴的一端与输入轴传动连接；
输入轴上固定装配有常啮主动齿轮；
输出轴的轴向上依次装配有：一三挡同步器和一挡从动齿轮；一挡从动齿轮转动装配在输出轴上；一三挡同步器包括固定在输出轴上的第一齿毂和滑动装配在第一齿毂上的第一结合套，第一齿毂能够通过第一结合套与一挡从动齿轮和常啮主动齿轮中的其中一个选择性结合、或者都不结合，实现换挡；所述一三挡同步器的第一结合套是外圈有齿的齿套，使得一三挡同步器的第一结合套上集成二挡从动齿轮；
中间轴的轴向上依次装配有：与常啮主动齿轮对应啮合的常啮从动齿轮、二挡同步器、与二挡从动齿轮对应啮合的二挡主动齿轮和与一挡从动齿轮对应啮合的一挡主动齿轮；常啮从动齿轮和一挡主动齿轮均固定装配在中间轴上，二挡主动齿轮转动装配在中间轴上；二挡同步器包括固定在中间轴上的第二齿毂和滑动装配在第二齿毂上的第二结合套，第二齿毂能够通过第二结合套与二挡主动齿轮结合或分离，实现换挡；
当所述第一齿毂与一挡从动齿轮和常啮主动齿轮中的其中一个选择性结合、且所述第二齿毂与二挡主动齿轮分离时，对应一挡或三挡；
当所述第一齿毂与一挡从动齿轮和常啮主动齿轮都不结合，且所述第二齿毂与二挡主动齿轮结合时，对应二挡。
本发明还提供了一种车用动力***，包括电机，所述车用动力***还包括上述的车用变速器。
本发明还提供了一种车辆，包括车体和布置在车体上的车用动力***，所述车用动力***包括电机，所述车用动力***还包括上述的车用变速器。
本发明的有益效果是：首先，本发明的车用变速器的二挡与一、三挡分散布置在互相平行的轴上，相当于并联布置，使得变速器所需的轴向尺寸较小；在此基础上，一三挡同步器的第一结合套上集成二挡从动齿轮，与现有变速器相比，本发明的车用变速器无需额外布置二挡从动齿轮，采用的零部件数量更少，结构更加紧凑，能够进一步缩短变速器的轴向尺寸、减轻变速器重量、降低变速器成本低；本发明的车用动力***和车辆均采用本发明的车用变速器，由于本发明的车用变速器能有效缩短变速器的轴向尺寸，从而与现有动力***相比，本发明的车用动力***占用空间更小，与现有车辆相比，本发明的车辆体积更小。
进一步地，在上述车用变速器、车用动力***及车辆中，所述常啮主动齿轮具有第一结合齿，所述第一结合套能够通过与常啮主动齿轮的第一结合齿连接实现第一齿毂与常啮主动齿轮的结合；所述一挡从动齿轮具有第二结合齿，所述第一结合套能够通过与一挡从动齿轮的第二结合齿连接实现第一齿毂与一挡从动齿轮的结合。
进一步地，在上述车用变速器、车用动力***及车辆中，所述二挡主动齿轮具有第三结合齿，所述第二结合套能够通过与二挡主动齿轮的第三结合齿连接实现第二齿毂与二挡主动齿轮的结合。
进一步地，在上述车用变速器、车用动力***及车辆中，所述常啮主动齿轮设于所述输入轴的一端，所述输出轴具有靠近所述常啮主动齿轮的端部，所述常啮主动齿轮的第一结合齿的内部通过轴承转动装配在所述输出轴的靠近所述常啮主动齿轮的端部上，使得所述输出轴与所述输入轴通过轴承实现转动支撑。
进一步地，在上述车用变速器、车用动力***及车辆中，所述中间轴上还固定装配有取力器齿轮，所述取力器齿轮用于连接取力器。
进一步地，在上述车用变速器、车用动力***及车辆中，所述输入轴用于与电机连接，实现动力输入。
附图说明
图1是本发明车辆实施例中车辆的结构示意图；
图中，1是电机，2是输入轴，3是常啮主动齿轮，31是第一结合齿，4是一三挡同步器，5是二挡从动齿轮，6是一挡从动齿轮，61是第二结合齿，7是中间轴，8是常啮从动齿轮，9是二挡同步器，10是二挡主动齿轮，101是第三结合齿，11是一挡主动齿轮，12是取力器齿轮，13是输出轴，14是轴承。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
车辆实施例：
如图1所示，本实施例的车辆为纯电动环卫车，包括车体和布置在车体上的车用动力***，车用动力***包括电机1和车用变速器(如图1中的虚线框内所示)。
如图1中的虚线框内所示，本实施例的车用变速器为三挡变速器，挡位包括一、二、三挡，还包括：同轴布置的输入轴2和输出轴13，与输入轴2平行并列布置的中间轴7。输入轴2、输出轴13、中间轴7均为左右延伸。
其中，输入轴2左端用于与电机1的输出轴连接，由电机1驱动输入轴2旋转，实现动力输入，常啮主动齿轮3固定在输入轴2右端，常啮主动齿轮3右端具有第一结合齿31。
输出轴13与输入轴2同轴但不是固定连接在一起，而是相互断开的，且两者通过轴承实现转动支撑，转动支撑的具体结构是：常啮主动齿轮3右端的第一结合齿31的内部通过轴承14转动装配在输出轴13的左端(即输出轴13靠近常啮主动齿轮3的端部)。
输出轴13的右端连接用于驱动车辆行驶的传动轴；输出轴13的轴向上由左向右依次装配有一三挡同步器4和一挡从动齿轮6，其中，一挡从动齿轮6通过轴承转动装配在输出轴13上，一挡从动齿轮6左端具有第二结合齿61；一三挡同步器4包括固定在输出轴13上的第一齿毂和滑动装配在第一齿毂上的第一结合套，第一齿毂能够通过第一结合套与一挡从动齿轮6和常啮主动齿轮3中的其中一个选择性结合、或者都不结合，实现换挡。具体的，第一结合套可以与常啮主动齿轮3的第一结合齿31连接，从而实现第一齿毂与常啮主动齿轮3的结合；第一结合套可以与一挡从动齿轮6的第二结合齿61连接，从而实现第一齿毂与一挡从动齿轮6的结合。
其中，一三挡同步器4的第一结合套是外圈有齿的齿套，使得一三挡同步器4的第一结合套上集成二挡从动齿轮5。
中间轴7与输入轴1所在轴线平行布置，且中间轴7的一端与输入轴1通过对应的齿轮(即常啮主动齿轮3和常啮从动齿轮8)传动连接。中间轴7的轴向上依次装配有：与常啮主动齿轮3对应啮合的常啮从动齿轮8、二挡同步器9、与二挡从动齿轮5对应啮合的二挡主动齿轮10和与一挡从动齿轮6对应啮合的一挡主动齿轮11；其中，常啮从动齿轮8和一挡主动齿轮11均固定在中间轴7上，二挡主动齿轮10通过轴承转动装配在中间轴7上，二挡主动齿轮10左端具有第三结合齿101；二挡同步器9包括固定在中间轴7上的第二齿毂和滑动装配在第二齿毂上的第二结合套，第二齿毂能够通过第二结合套与二挡主动齿轮10结合或分离，实现换挡。具体的，第二结合套可以与二挡主动齿轮10的第三结合齿101连接，从而实现第二齿毂与二挡主动齿轮10的结合。
中间轴上还固定装配有取力器齿轮12，取力器齿轮12用于连接取力器，由取力器将动力输出至外部装置；作为其他实施方式，还可以借用其他与中间轴固连的齿轮作为取力器齿轮。
当第一齿毂与一挡从动齿轮6和常啮主动齿轮3中的其中一个选择性结合、且第二齿毂与二挡主动齿轮10分离时，对应一挡或三挡；当第一齿毂与一挡从动齿轮6和常啮主动齿轮3都不结合，且第二齿毂与二挡主动齿轮10结合时，对应二挡。
下面详细介绍本实施例的车用变速器挂不同挡时的动力流传递路径：
(1)车用变速器挂一挡时，一三挡同步器4的第一齿毂与一挡从动齿轮6结合，二挡同步器9处于空挡位置。动力流传递路径为：动力从电机1通过输入轴2、常啮主动齿轮3、常啮从动齿轮8、一挡主动齿轮11、一挡从动齿轮6、一三挡同步器4传递到输出轴13上，进而传递到传动轴上；
(2)车用变速器挂二挡时，二挡同步器9的第二齿毂与二挡主动齿轮10结合，一三挡同步器4处于空挡位置。由于一三挡同步器4的第一结合套上集成二挡从动齿轮5，因此挂二挡时的动力流传递路径为：动力从电机1通过输入轴2、常啮主动齿轮3、常啮从动齿轮8、二挡同步器9、二挡主动齿轮10、二挡从动齿轮5、一三挡同步器4传递到输出轴13上，进而传递到传动轴上；
(3)车用变速器挂三挡时，一三挡同步器4的第一齿毂与常啮主动齿轮3结合，二挡同步器9处于空挡位置。动力流传递路径为：动力从电机1通过输入轴2、常啮主动齿轮3、一三挡同步器4传递到输出轴13上，进而传递到传动轴上。
本实施例的车用变速器具有以下优点：首先，二挡与一、三挡分散布置在互相平行的轴上，相当于并联布置，使得变速器所需的轴向尺寸较小；在此基础上，一三挡同步器的第一结合套上集成二挡从动齿轮，与现有变速器相比，无需额外布置二挡从动齿轮，采用的零部件数量更少，结构更加紧凑，能够进一步缩短变速器的轴向尺寸、减轻变速器重量、降低变速器成本低。
由于本实施例的车用动力***和车辆均采用本实施例的车用变速器，又由于本实施例的车用变速器能有效缩短变速器的轴向尺寸，进而与现有动力***相比，本实施例的车用动力***所占用空间更小，与现有车辆相比，本实施例的车辆的体积更小。
作为其他实施方式，一挡、二挡、三挡位置可以互换。
本实施例中将车用变速器应用在纯电动环卫车上，车用变速器中相应地包含取力器齿轮，动力***中相应地仅包含电机，由电机驱动输入轴旋转。易知，本发明的车用变速器还能应用在其他类型的车辆上，例如当车辆不需要将动力输出至外部装置时，车用变速器可省略取力器齿轮。而且，本发明的车用变速器的技术方案并不局限于三挡变速器上的实施，上述一二三挡可以是四挡以上的变速器中的其中三个挡位，而且一二三挡仅是一种为了区别的代称，并不限定其必须是传动比递增或递减的关系，而且一二三挡其中也可以包含有倒挡的情况。
动力***实施例：
本实施例的车用动力***，包括电机和车用变速器，所述车用变速器已在车辆实施例中进行了详细介绍，此处不再赘述。
变速器实施例：
本实施例的车用变速器如图1中虚线框内所示，该车用变速器已在车辆实施例中进行了详细介绍，此处不再赘述。

Claims (8)

1.一种车用变速器，挡位包括一、二、三挡，还包括：
输入轴，用于动力输入；
输出轴，用于动力输出，输出轴和输入轴同轴布置；
中间轴，与输入轴所在轴线平行布置，且中间轴的一端与输入轴传动连接；
其特征在于，
输入轴上固定装配有常啮主动齿轮；
输出轴的轴向上依次装配有：一三挡同步器和一挡从动齿轮；一挡从动齿轮转动装配在输出轴上；一三挡同步器包括固定在输出轴上的第一齿毂和滑动装配在第一齿毂上的第一结合套，第一齿毂能够通过第一结合套与一挡从动齿轮和常啮主动齿轮中的其中一个选择性结合、或者都不结合，实现换挡；所述一三挡同步器的第一结合套是外圈有齿的齿套，使得一三挡同步器的第一结合套上集成二挡从动齿轮；
中间轴的轴向上依次装配有：与常啮主动齿轮对应啮合的常啮从动齿轮、二挡同步器、与二挡从动齿轮对应啮合的二挡主动齿轮和与一挡从动齿轮对应啮合的一挡主动齿轮；常啮从动齿轮和一挡主动齿轮均固定装配在中间轴上，二挡主动齿轮转动装配在中间轴上；二挡同步器包括固定在中间轴上的第二齿毂和滑动装配在第二齿毂上的第二结合套，第二齿毂能够通过第二结合套与二挡主动齿轮结合或分离，实现换挡；
当所述第一齿毂与一挡从动齿轮和常啮主动齿轮中的其中一个选择性结合、且所述第二齿毂与二挡主动齿轮分离时，对应一挡或三挡；
当所述第一齿毂与一挡从动齿轮和常啮主动齿轮都不结合，且所述第二齿毂与二挡主动齿轮结合时，对应二挡。
2.根据权利要求1所述的车用变速器，其特征在于，所述常啮主动齿轮具有第一结合齿，所述第一结合套能够通过与常啮主动齿轮的第一结合齿连接实现第一齿毂与常啮主动齿轮的结合；所述一挡从动齿轮具有第二结合齿，所述第一结合套能够通过与一挡从动齿轮的第二结合齿连接实现第一齿毂与一挡从动齿轮的结合。
3.根据权利要求1所述的车用变速器，其特征在于，所述二挡主动齿轮具有第三结合齿，所述第二结合套能够通过与二挡主动齿轮的第三结合齿连接实现第二齿毂与二挡主动齿轮的结合。
4.根据权利要求2所述的车用变速器，其特征在于，所述常啮主动齿轮设于所述输入轴的一端，所述输出轴具有靠近所述常啮主动齿轮的端部，所述常啮主动齿轮的第一结合齿的内部通过轴承转动装配在所述输出轴的靠近所述常啮主动齿轮的端部上，使得所述输出轴与所述输入轴通过轴承实现转动支撑。
5.根据权利要求1-4任一项所述的车用变速器，其特征在于，所述中间轴上还固定装配有取力器齿轮，所述取力器齿轮用于连接取力器。
6.根据权利要求1-4任一项所述的车用变速器，其特征在于，所述输入轴用于与电机连接，实现动力输入。
7.一种车用动力***，包括电机，其特征在于，所述车用动力***还包括如权利要求1-6任一项所述的车用变速器。
8.一种车辆，包括车体和布置在车体上的车用动力***，所述车用动力***包括电机，其特征在于，所述车用动力***还包括如权利要求1-6任一项所述的车用变速器。
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