七擋變速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種七擋變速器，通過雙離合器組件與動力輸入裝置相連，并包括互相平行的兩輸入軸、一中間軸和一輸出軸，其上分別活動或者固定設置有數(shù)個齒輪，每根旋轉軸通過所述齒輪間的嚙合進行動力傳遞。并設置有四個同步器組件，通過雙向離合器組件的選擇性接合使所述動力輸入裝置與所述輸入軸中的至少一個互連，并且四個同步器組件中的至少一個的選擇性接合建立了七個前進擋的至少一個。該變速器使用九副齒輪和四個同步器組件，實現(xiàn)了七個前進扭矩擋，與傳統(tǒng)七擋變速器相比本變速器體積更小，結構更加簡單，制造成本更低。
【專利說明】七擋變速器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種七擋變速器，尤其是一種具有七個前進擋的變速器，屬于車輛傳動裝置，特別適用于車輛的多擋變速。
【背景技術】
[0002]為了提高驅動系統(tǒng)能量利用效率，目前的做法是使動力源裝置盡量工作于其耗能經(jīng)濟區(qū)。對于發(fā)動機而言，其燃油經(jīng)濟區(qū)非常窄，在全工況下需要用變速箱對其輸出動力進行適當比例的變化，以使其在不同的動力輸出工況下，發(fā)動機本身都能夠工作于其燃油經(jīng)濟區(qū)。由于發(fā)動機燃油經(jīng)濟性與變速箱的變比數(shù)(即擋位數(shù))密切相關，故探索多擋位變速箱以使發(fā)動機操作更加高效靈活是目前變速箱開發(fā)的流行趨勢。對于平行軸變速箱而言，由于其結構簡單設計靈活且穩(wěn)定性高，一直是傳動系統(tǒng)領域常用的變速箱類型。目前平行軸的變速箱一般齒輪對數(shù)與檔位數(shù)相當，比如6檔，大約就需要6-7對齒輪，也就是12-14個齒輪，而且每擋由不同的齒輪負責，不同擋位間齒輪不能共用。以雙離合變速箱為例，對于奇數(shù)擋1、3、5、7擋由一部分齒輪實現(xiàn)，而偶數(shù)擋2、4、6擋，由另一部分齒輪實現(xiàn)，通過這種方式雙離合變速箱能實現(xiàn)更多的檔位。但是即使這樣，雙離合器變速箱同樣需要大約二倍于擋位數(shù)的齒輪，更多的擋位數(shù)對應變速箱的更大的空間尺寸，系統(tǒng)不穩(wěn)定性增加，系統(tǒng)的重量也隨之增加。本發(fā)明旨在提供一種新型的變速箱，利采用齒輪共同原理，用盡可能少的齒輪實現(xiàn)盡可能多的擋位數(shù)。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明提供一種七擋變速器，具有雙向離合器組件2;第一輸入軸10輸入軸11，通過雙向離合器組件2可選擇地連接動力輸入裝置3 ;中間軸20，動力通過所述輸入軸10，11傳遞至所述中間軸20 ;輸出軸30，動力通過所述中間軸20傳遞至所述輸出軸30并輸出；所述輸入軸10，11、中間軸20、輸出軸30彼此平行設置；具有三組齒輪組，每組齒輪組具有設置于輸入軸10、11上的輸入齒輪101，102，103分別與設置于中間軸20上的中間齒輪201，202，203相嚙合，分別與設置于輸出軸30上的輸出齒輪301，302，303相嚙合；其中第一輸入齒輪101、第二輸入齒輪102和第三輸入齒輪103，其中至少一個齒輪可旋轉地設置于所述第一輸入軸10上；第一中間齒輪201、第二中間齒輪202、第三中間齒輪203，其中至少兩個齒輪可旋轉地設置于所述中間軸20上；第一輸出齒輪301、第二輸出齒輪302和第三輸出齒輪303可旋轉地設置于所述輸出軸30上；四個同步器組件40，50，60，70，所述四個同步器組件各自選擇性地使所述三個齒輪組的所述齒輪中的至少一個與所述輸入軸10，11、中間軸20以及輸出軸30中的至少一個耦聯(lián)；以及其中所述雙向離合器組件2的選擇性接合使所述動力輸入裝置3與所述輸入軸10，11中的至少一個互連，并且所述四個同步器組件40，50，60，70中的至少一個的選擇性接合建立了七個前進擋的至少一個。
[0004]作為本發(fā)明的第一種實施方式，所述輸入軸10，11彼此同軸配置且能夠相對旋轉。[0005]作為本發(fā)明的第二種實施方式，所述四個同步器組件40，50，60，70中的第一同步器組件40將所述第三輸入齒輪103選擇性地連接至所述第一輸入軸10。
[0006]在上述方案基礎上，所述四個同步器組件40，50，60，70中的第二同步器組件50將所述第一中間齒輪201選擇性地連接至所述中間軸20，和將所述第二中間齒輪202選擇性地連接至所述中間軸20。
[0007]在上述方案基礎上，所述四個同步器組件40，50，60，70中的第三同步器組件60將所述第一輸出齒輪301選擇性地連接至所述輸出軸30。
[0008]在上述方案基礎上，所述四個同步器組件40，50，60，70中的第四同步器組件70將所述第二輸出齒輪302選擇性地連接至所述輸出軸30，和將所述第三輸出齒輪303選擇性地連接至所述輸出軸30。
[0009]在上述方案基礎上，從所述雙向離合器組件2開始，依次在所述輸入軸10，11上設置所述第一輸入齒輪101、第二輸入齒輪102、第三輸入齒輪103。
[0010]在上述方案基礎上，還包括第四輸入齒輪104，固定設置于所述第二輸入軸11上，且設置于所述第一輸入齒輪101和第二輸入齒輪102之間；和第四輸出齒輪304，可旋轉地設置于所述輸出軸30上,且設置于所述第一輸出齒輪301與所述第二輸出齒輪302之間。
[0011]在上述方案基礎上，所述四個同步器組件40，50，60，70中的第三同步器組件60將所述第四輸出齒輪304選擇性地連接至所述輸出軸30。該方案使變速器具有倒擋變速比。
[0012]本發(fā)明還提供一種車輛，具有發(fā)動機，變速器，后橋及車輪，所述變速器使用上述任意一種方案所述的結構，所述發(fā)動機輸出軸通過離合裝置與所述變速箱輸入軸10，11連接，所述輸出軸30連接所述后橋及車輪。
[0013]本變速器利用齒輪與旋轉軸、同步器之間的配合，使用9副齒輪即實現(xiàn)了七擋變速比，較傳統(tǒng)設計節(jié)省了 5副齒輪，在節(jié)約空間和成本的同時，使變速器結構更加簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明所提供的本發(fā)明七擋變速器結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖1對比本發(fā)明所提供的七擋變速器進行詳細說明。根據(jù)圖1，七擋變速器總體由附圖標記I表不，其包括第一輸入軸10,第二輸入軸11,中間軸20以及輸出軸30。其中，第一輸入軸10與第二輸入軸11與雙向離合器2相連,并通過雙向離合器2與發(fā)動機(或其它動力源)輸出軸(或者飛輪)相連。第一輸入軸10,第二輸入軸11,中間軸20以及輸出軸30相互平行布置,并且第一輸入軸10與第二輸入軸11同心布置，第二輸入軸11是包覆于第一輸入軸10的同心套管軸。輸出軸30連接最終驅動端，如車輪。
[0016]雙離合器2可以是干式離合器組件或濕式離合器組件。此外，雙離合器組件2具有第一離合器元件和第二離合器元件。如在雙離合器的領域中已知地，第一離合器元件與第二離合器元件分別實現(xiàn)不同的動力傳輸路徑的接通。具體地說，第一離合器元件連接第一輸入軸10,從而實現(xiàn)發(fā)動機輸出端與第一輸入軸10連接,形成沿第一輸入軸10的動力傳輸路徑；第二離合器元件連接第二輸入軸11，從而實現(xiàn)發(fā)動機輸出端與第二輸入軸11連接，形成沿第二輸入軸11的動力傳輸路徑。[0017]該變速器還包括三組相互卩齒合的齒輪:第一輸入齒輪101、第一中間齒輪201、第一輸出齒輪301相互嚙合；第二輸入齒輪102、第二中間齒輪202、第三輸出齒輪302相互嚙合；第三輸入齒輪103、第三中間齒輪203、第三輸出齒輪303相互嚙合。此外，還包括一組倒檔齒輪:第四輸入齒輪104和第四輸出齒輪304。其中,第一輸入齒輪10、第二輸入齒輪102以及第四輸入齒輪104以固定的方式連接于第二輸入軸11，以與第二輸入軸11共同旋轉；第三輸入齒輪103可選擇地連接于第一輸入軸10，以與第一輸入軸10可選擇地共同旋轉或者不共同旋轉。第一中間齒輪201和第二中間齒輪202可選擇地連接于中間軸20，以與第一中間軸20可選擇地共同旋轉或者不共同旋轉；第三中間齒輪203以固定的方式連接于中間軸20，以與中間軸20共同旋轉。第一輸出齒輪301、第二輸出齒輪302、第三輸出齒輪303、第四輸出齒輪304皆以可選擇的方式連接于輸出軸30，以與輸出軸30可選擇地共同旋轉或者不共同旋轉。
[0018]更加具體地，如附圖1，從雙向離合器2開始，自左向右依次在第一輸入軸10和第二輸入軸11上設置第一輸入齒輪101、第四輸入齒輪104、第二輸入齒輪102、第三輸入齒輪103 ;與第一輸軸10和第二輸入軸11平行的中間軸20上，自左向右依次設置:與第一輸入齒輪101相嚙合的第一中間齒輪201、與第二輸入齒輪102嚙合的第二中間齒輪202、與第三輸入齒輪103嚙合的第三中間齒輪203 ;與中間軸20平行的輸出軸30上，自左向右依次設置:與第一中間齒輪201相哨合的第一輸出齒輪301、與第四輸入齒輪104相哨合的第四輸出齒輪304、與第二中間齒輪202嚙合的第二輸出齒輪302、與第三中間齒輪203嚙合的第三輸出齒輪303。
[0019]此外，本發(fā)明變速器I還包括多個可選擇性地致動的同步器組件40、50、60和70。同步器40為單面同步器，其通常包括通過致動器(未示出)雙向平移到接合位置中或者空擋或脫離位置中的撥叉(未示出)。在該實施例中，同步器40可選擇性地致動，以將齒輪103連接成與第一輸入軸10 —起旋轉。同步器50、60和70為雙面同步器，所述同步器中的每個同步器通常包括通過致動器(未示出)雙向平移到至少兩個接合位置中以及空擋或脫離位置中的撥叉(未示出)。在該實施例中，同步器50可選擇性地致動，以將齒輪201連接成與中間軸20 —起旋轉，并且可選擇性地致動，以將齒輪202連接成與中間軸20 —起旋轉。同步器60可選擇性地致動，以將齒輪301連接成與輸出軸30 —起旋轉，并且可選擇性地致動，以將齒輪304連接成與輸出軸30 —起旋轉。同步器70可選擇性地致動，以將齒輪302連接成與輸出軸30 —起旋轉，并且可選擇性地致動，以將齒輪303連接成與輸出軸30 —起旋轉。
[0020]變速器I能夠以至少七個前進擋扭矩比和至少一個倒擋扭矩比將扭矩從第一輸入軸10或第二輸入軸11傳遞至輸出軸30。通過同步器組件中的一個或多個以及雙離合器2的選擇性接合來獲得前進擋扭矩比和倒擋扭矩比中的每一個。本領域的技術人員應容易理解的是，不同的速比與每個扭矩比相關聯(lián)。在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，哪個同步器以及哪個齒輪組與特定的前進擋或倒擋速比相關聯(lián)是可以改變的。
[0021]需要指出的是，由于某一個或者幾個齒輪在不同的前進擋扭矩比中共用，使本發(fā)明變速器與現(xiàn)有技術中多擋變速器明顯區(qū)別開來，利用較少數(shù)量的齒輪實現(xiàn)了較多的速t匕，使系統(tǒng)機械結構更加簡單，體積更小，動力傳遞路徑更短，傳遞效率更高。以下描述中對變速器各擋速比的構建，對于未涉及的同步器動作，將不做贅述。例如倒擋速比時，同步器40、50、60、70中只有同步器60動作，將齒輪304連接成與輸出軸30 —起旋轉，而同步器40、50,70皆置于空擋，即既不將相關的任何一個齒輪與相關的軸相連接，此時將只描述同步器60的動作，不描述同步器40、50、60、70的動作。
[0022]對于倒擋扭矩比，離合器2將發(fā)動機3輸出端與第二輸入軸11相連接，并且同步器60將齒輪304連接成與輸出軸30 —起旋轉。更具體地說，來自發(fā)動機3的輸入扭矩通過雙離合器2傳遞至第二輸入軸11，通過齒輪104傳遞至齒輪304，通過齒輪304傳遞至同步器122，從同步器122傳遞至輸出軸30，從輸出軸30傳遞至動力輸出端。
[0023]對于第一擋扭矩比(前進一擋),離合器2將發(fā)動機3輸出端與第二輸入軸11相連接，并且同步器60將齒輪301連接成與輸出軸30 —起旋轉。更具體地說，來自發(fā)動機3的輸入扭矩通過雙離合器2傳遞至第二輸入軸11，通過齒輪101傳遞至齒輪201，由齒輪201傳遞至齒輪301，由齒輪301傳遞至同步器60，由同步器60傳遞至輸出軸30，從輸出軸30傳遞至動力輸出端。
[0024]對于第二擋扭矩比(前進二檔)，離合器2將發(fā)動機3輸出端與第二輸入軸11相連接，并且同步器70將齒輪302連接成與輸出軸30 —起旋轉。更具體地說，來自發(fā)動機3的輸入扭矩通過雙離合器2傳遞至第二輸入軸11，通過齒輪102傳遞至齒輪202，由齒輪202傳遞至齒輪302，由齒輪302傳遞至同步器70，由同步器70傳遞至輸出軸30，從輸出軸30傳遞至動力輸出端。
[0025]對于第三擋扭矩比(前進三擋)，離合器2將發(fā)動機3輸出端與第二輸入軸11相連接，并且同步器50將齒輪201連接成與中間軸20 —起旋轉，同步器70將齒輪303連接成與輸出軸30 —起旋轉。更具體地說，來自發(fā)動機3的輸入扭矩通過雙離合器2傳遞至第二輸入軸11，通過齒輪101傳遞至齒輪201，由齒輪201傳遞至同步器50，由同步器50傳遞至中間軸20，由中間軸20傳遞至齒輪203，由齒輪203傳遞至齒輪303，由齒輪303傳遞至同步器70，由同步器70傳遞至輸出軸30，從輸出軸30傳遞至動力輸出端。
[0026]對于第四擋扭矩比(前進四擋)，離合器2將發(fā)動機3輸出端與第二輸入軸11相連接，并且同步器50將齒輪202連接成與中間軸20 —起旋轉，同步器70將齒輪303連接成與輸出軸30 —起旋轉。更具體地說，來自發(fā)動機3的輸入扭矩通過雙離合器2傳遞至第二輸入軸11，通過齒輪102傳遞至齒輪202，由齒輪202傳遞至同步器50，由同步器50傳遞至中間軸20，由中間軸20傳遞至齒輪203，由齒輪203傳遞至齒輪303，由齒輪303傳遞至同步器70，由同步器70傳遞至輸出軸30，從輸出軸30傳遞至動力輸出端。
[0027]對于第五擋扭矩比(前進五擋)，離合器2將發(fā)動機3輸出端與第一輸入軸10相連接，并且同步器40將齒輪103連接成與第一輸入軸10 —起旋轉，同步器70將齒輪303連接成與輸出軸30—起旋轉。更具體地說，來自發(fā)動機3的輸入扭矩通過雙離合器2傳遞至第一輸入軸10，由第一輸入軸10傳遞至同步器40，由同步器40傳遞至齒輪103，由齒輪103傳遞至齒輪203，由齒輪203傳遞至齒輪303，由齒輪303傳遞至同步器70，由同步器70傳遞至輸出軸30，從輸出軸30傳遞至動力輸出端。
[0028]對于第六擋扭矩比(前進六擋),離合器2將發(fā)動機3輸出端與第一輸入軸10相連接，并且同步器40將齒輪103連接成與第一輸入軸10 —起旋轉，同步器50將齒輪202連接成與中間軸20 —起旋轉，同步器70將齒輪302連接成與輸出軸30 —起旋轉。更具體地說，來自發(fā)動機3的輸入扭矩通過雙離合器2傳遞至第一輸入軸10,由第一輸入軸10傳遞至同步器40，由同步器40傳遞至齒輪103，由齒輪103傳遞至齒輪203，由齒輪203傳遞至中間軸20，由中間軸20傳遞至同步器50，由同步器50傳遞至齒輪202，由齒輪202傳遞至齒輪302，由齒輪302傳遞至同步器70，由同步器70傳遞至輸出軸30，從輸出軸30傳遞至動力輸出端。
[0029]對于第七擋扭矩比(前進七擋)，離合器2將發(fā)動機3輸出端與第一輸入軸10相連接，并且同步器40將齒輪103連接成與第一輸入軸10 —起旋轉，同步器50將齒輪201連接成與中間軸20 —起旋轉，同步器60將齒輪301連接成與輸出軸30 —起旋轉。更具體地說，來自發(fā)動機3的輸入扭矩通過雙離合器2傳遞至第一輸入軸10,由第一輸入軸10傳遞至同步器40，由同步器40傳遞至齒輪103，由齒輪103傳遞至齒輪203，由齒輪203傳遞至中間軸20，由中間軸20傳遞至同步器50，由同步器50傳遞至齒輪201，由齒輪201傳遞至齒輪301，由齒輪301傳遞至同步器60，由同步器60傳遞至輸出軸30，從輸出軸30傳遞至動力輸出端。
[0030]本發(fā)明通過結合不同的齒輪數(shù)和同步器的配合，實現(xiàn)了前進七檔倒退一檔共八擋扭矩比，通過齒輪的共用，僅使用11副齒輪，較現(xiàn)有典型設計方案中所需的齒輪的總數(shù)是2乘以前進擋速度的數(shù)量再加上關于倒擋的3個齒輪，節(jié)省了多個齒輪，體現(xiàn)了變速器多種有益效果。
[0031]本說明書中對以上擋位組合不再加以詳細描述，但是本發(fā)明所能實現(xiàn)的變速箱工作模式并不限于本說明書和附圖所指的范圍，通過本發(fā)明所涉及的獨立變比變速器所能夠實現(xiàn)的發(fā)動機與電動機獨立的擋位組合，以及利用本發(fā)明的思想所設計的變速器，都屬于本發(fā)明所聲明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種七擋變速器，具有 雙向離合器組件(2); 第一輸入軸(10)和第二輸入軸(11),通過雙向離合器組件(2)可選擇地連接動力輸入裝置(3)； 中間軸(20 )，動力通過所述輸入軸(IO，11)傳遞至所述中間軸(20 );輸出軸(30 )，動力通過所述中間軸(20)傳遞至所述輸出軸(30)并輸出；所述輸入軸(10，11 )、中間軸(20)、輸出軸(30)彼此平行設置；其特征在于， 具有三組齒輪組，每組齒輪組具有設置于輸入軸(10、11)上的輸入齒輪(101，102，103)分別與設置于中間軸(20)上的中間齒輪(201，202，203)相嚙合，分別與設置于輸出軸(30)上的輸出齒輪(301，302，303)相嚙合；其中第一輸入齒輪(101 )、第二輸入齒輪(102)和第三輸入齒輪(103)，其中至少一個齒輪可旋轉地設置于所述第一輸入軸(10)上； 第一中間齒輪(201)、第二中間齒輪(202)、第三中間齒輪(203)，其中至少兩個齒輪可旋轉地設置于所述中間軸(20)上； 第一輸出齒輪(301)、第二輸出齒輪(302 )和第三輸出齒輪(303 )可旋轉地設置于所述輸出軸(30)上； 四個同步器組件(40，50，60，70)，所述四個同步器組件各自選擇性地使所述三個齒輪組的所述齒輪中的至少一個與所述輸入軸(10，11)、中間軸(20)以及輸出軸(30)中的至少一個稱聯(lián)； 以及其中所述雙向離合器組件(2)的選擇性接合使所述動力輸入裝置(3)與所述輸入軸(10，11)中的至少一個互連，并且所述四個同步器組件(40，50，60，70 )中的至少一個的選擇性接合建立了七個前進擋的至`少一個。
2.根據(jù)權利要求1所述的七擋變速器，其特征在于，所述輸入軸(10，11)彼此同軸配置且能夠相對旋轉。
3.根據(jù)權利要求1所述的七擋變速器，其特征在于，所述四個同步器組件(40，50，60，70 )中的第一同步器組件(40 )將所述第三輸入齒輪(103 )選擇性地連接至所述第一輸入軸(10)。
4.根據(jù)權利要求3所述的七擋變速器，其特征在于，所述四個同步器組件(40，50，60，70)中的第二同步器組件(50)將所述第一中間齒輪(201)選擇性地連接至所述中間軸(20)，和將所述第二中間齒輪(202)選擇性地連接至所述中間軸(20)。
5.根據(jù)權利要求4所述的七擋變速器，其特征在于，所述四個同步器組件(40，50，60，70)中的第三同步器組件(60)將所述第一輸出齒輪(301)選擇性地連接至所述輸出軸(30)。
6.根據(jù)權利要求5所述的七擋變速器，其特征在于，所述四個同步器組件(40，50，60，70)中的第四同步器組件(70)將所述第二輸出齒輪(302)選擇性地連接至所述輸出軸(30),和將所述第三輸出齒輪(303)選擇性地連接至所述輸出軸(30)。
7.根據(jù)權利要求6所述的七擋變速器，其特征在于，從所述雙向離合器組件(2)開始，依次在所述輸入軸(10,11)上設置所述第一輸入齒輪(101)、第二輸入齒輪(102)、第三輸入齒輪(103)。
8.根據(jù)權利要求7所述的七擋變速器，其特征在于，還包括第四輸入齒輪(104)，固定設置于所述第二輸入軸(11)上，且設置于所述第一輸入齒輪(101)和第二輸入齒輪(102)之間；和第四輸出齒輪(304)，可旋轉地設置于所述輸出軸(30)上，且設置于所述第一輸出齒輪(301)與所述第二輸出齒輪(302)之間。
9.根據(jù)權利要求8所述的七擋變速器，其特征在于，所述四個同步器組件(40，50，60，70)中的第三同步器組件(60)將所述第四輸出齒輪(304)選擇性地連接至所述輸出軸(30)。
10.一種車輛，具有發(fā)動機，變速器，后橋及車輪，其特征在于，所述變速器具有權利要求I~9任意一項所述的結構，所述發(fā)動機輸出軸通過離合裝置與所述變速箱輸入軸(10，11)連接，所述輸出軸(30)連`接所述后橋及車輪。
【文檔編號】F16H3/12GK103671759SQ201310731770
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權日:2013年12月26日
【發(fā)明者】靜占國, 朱春浩 申請人:天津市松正電動汽車技術股份有限公司