CN101065602A - 双副轴手控传动装置 - Google Patents

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CN101065602A CNA2005800407159A CN200580040715A CN101065602A CN 101065602 A CN101065602 A CN 101065602A CN A2005800407159 A CNA2005800407159 A CN A2005800407159A CN 200580040715 A CN200580040715 A CN 200580040715A CN 101065602 A CN101065602 A CN 101065602A
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Abstract

一种双副轴齿轮传动装置，它具有多个扭矩通路，在这些通路中，采用几对齿轮，用以得到两种不同的转速比。一系列的固定齿轮(B2、P2)和活动齿轮(B1、G1、Y1、P1、G2、R2、Y2、B3、G3、Y3)可有选择地与轴相接合而给车辆传动装置提供7个正转转速比和1个反转齿轮转速比。该装置还可使转速比实现光滑地逐级变档。

Description

双副轴手控传动装置
技术领域
本发明涉及尤其适用于前轮驱动车辆的、手动操作的双副轴齿轮传动装置。
背景技术
多数的前轮驱动车辆具有横向安装的发动机和传动装置，用以节省成本和提高效率。几乎千遍一律地将传动装置端接于发动机上，而由此希望将轴向长度减到最小以不妨碍悬挂装置和驾驶部件。
不过，为了要提高车辆的驱动性能和燃油效率，还要求增加转速比的档数。一般而言，每增加一档转速比就要求再有一对齿轮，就会增加传动装置的总的的轴向长度。
已有人提出采用双副轴来替代传统上的单副轴。这种双轴装置可在加宽传统装置的条件下来缩短轴向长度，可是，仍然还是为一档转速比设置一对专用的齿轮。
还有人提出采用所谓“多路”装置，其中一对或多对齿轮可形成两种不同转速比的扭矩通路部分。但是，在这种装置中，由于是对每档转速比设置独立的齿轮对的，故各档转速比并不是可自由选择的。因为使用一次以上的齿轮将决定该可得到的档级，故不可避免地必须在这些转速比之间进行折中。
而且，还要考虑齿轮直径、宽度、扭矩容量和齿的交叠有难度。因此，并非所有的理论上的齿轮设置都能实用。另一个问题还在于要求提供反转转速比。
发明内容
根据本发明，可提供一种双副轴齿轮传动装置，它包括输入轴、与输入轴平行的双副轴、由所述副轴驱动的输出件、在这些轴间的多个固定和活动齿轮、以及适于按要求接合活动齿轮的选择器，其中，
a)在输入轴上设有固定齿轮和多个活动齿轮，活动齿轮可有选择地与所述输入轴相接合；
b)在第一副轴上设有活动齿轮，它可有选择地与所述第一副轴相接合、并与所述输入轴的活动齿轮相啮合；
c)在第二副轴上设有两个活动齿轮，每个活动齿轮都可有选择地与所述第二副轴相接合、并与所述输入轴的各自的活动齿轮相啮合；
d)第一副轴具有活动输出齿轮，而第二副轴具有固定输出齿轮，输出齿轮适于驱动输出件，而活动输出齿轮可有选择地与所述第一副轴相接合；以及
e)每根副轴具有与所述输入轴的固定齿轮相连接的分动齿轮(transfergear)，所述分动齿轮可有选择地与各自的第一和第二副轴相接合。
这种布局可构成为具有多个可顺次接合的正转转速比的、紧凑型的传动装置。
较佳的是，输入轴的活动齿轮为齿轮组，并由此按相应的转动而组合在一起。在一较佳的实施例中，活动分动齿轮分别直接与第一副轴相接合，并与第二副轴的活动齿轮相接合。在一较佳的实施例中，该齿轮组包括两个或多个齿轮，其中的一个通过惰轮(idler)驱动到第一副轴的另一个活动齿轮上，而该另一个活动齿轮可有选择地与第一副轴相接合，以形成反转。
在较佳的正转和反转实施例中，该传动装置是有四个单作用选择器和两个双作用选择器，在每个所述副轴上设置一个双作用选择器。较佳的是，双作用选择器是可动的，用以接合成反转转速比。
在一较佳的实施例中，该齿轮组中的一个齿轮驱动两根副轴的活动齿轮。该齿轮组的齿轮的直径不同。该齿轮组的另一个齿轮可形成正转和反转转速比，而在该较佳的实施例中，该齿轮驱动第一和第二副轴。在一个三齿轮的齿轮组中，最小的齿轮较佳地处在中央，而最大的齿轮驱动两副轴的两个活动齿轮。齿轮组的最小齿轮较佳地为反转齿轮系的一部分。
在该较佳的实施例中，副轴的分动齿轮的直径相同。
根据本发明的传动装置可提供9档正转转速比，它除了在输出件上的输出齿轮外，还采用了10个齿轮和7个选择器。这种输出齿轮通常是差动齿轮组件箱的驱动齿轮。假若现有一齿轮是个用于反转和一个正转转速比的输入齿轮，则反转齿轮装置就要求附加两个齿轮和一个选择器。附加三个齿轮的装置就可完全独立地选择反转速比。
较佳的是，传动输出齿轮适用于邻近输入轴的输入端，并因此在使用中朝向前轮驱动传动装置中的车辆中心线。
较佳的是，该较佳实施例的两个双作用选择器都邻近于转动轴输出齿轮，而单作用选择器则全都相对于输入轴的输入端处于其外侧。
在一实施例中，第一副轴的分动齿轮的选择器处于在传动装置外侧端处的相关齿轮的外侧。这种布局是供选择用的，它可形成为带有一凸向突起的非常短的传动装置。尽管该凸起会增大总长度，但它可位于副轴上或者绕输入轴旋转，从而可最佳地容纳在前轮驱动车辆的发动机室中。
在一较佳实施例中，输入轴适于处在发动机曲轴的中心线上、并通过单干板离合器来驱动。在一种布局中，副轴的转动轴线处在垂直于输入轴和输出件的转动轴线之间的直线的一直线上。
根据本发明的传动装置可减轻噪音。通常，在传统的传动装置中，每对齿轮都在中间位置啮合，而会形成一定程度的噪音和/或扰动。在根据本发明的传动装置中，仅有两对齿轮在中间位置啮合，因此，可因空转而使噪音和振动的生成降低下来。
由于传动装置是多通路的，故几档转速比就不可避免地要求有两对以上的齿轮啮合。在一较佳的实施例中，多通路转速比为第1档、第3档、第6档和反转，而单通路转速比为第2档、第4档、第5档和第7档。
附图说明
在阅读了附图中仅以示例方式示出的最佳实施例的如下描述后，本发明的其他特点将会显而易见。在这些附图中：
图1是表示本发明的一实施例的示意图；
图2是图1实施例的转换点曲线图；
图3是另一种布局的图1相应的视图；
图4是适用于汽油发动机的、图3实施例的转换点曲线图；以及
图5是适用于柴油发动机的、图3实施例的转换点曲线图。
具体实施方式
图1示出本发明的一较佳实施例。具有曲轴12的发动机11通过单干板离合器13来驱动齿轮转动装置的输入轴14。设置有两根副轴15、16。这两根轴具有与输入轴14平行的旋转轴线。副轴15、16各自驱动输出到差动齿轮18的驱动齿轮17上，且差动齿轮18具有用于车辆的前轮的相反方向的驱动轴19。
可以理解，为了简便起见而将副轴和输入轴示于一公共平面中，而实际上这些轴是成三角形布置的。用虚线20来表示上部副轴15与最终的传动齿轮17的连接。为副轴和输入轴设置合宜的滚动轴承21。
输入轴14具有可在其上自由旋转的齿轮组，它通过一传统的单作用选择器毂盘22与其可有选择地接合。可以理解，如图所示，该毂盘是脱开的。毂盘的右向偏移可最初与稳速装置相接合，而最终接合于相应的爪形离合器上。无需再进一步说明选择器毂盘的操作；合适的装置(诸如同步啮合之类)对受过相应技训的人员来说是熟悉的。
在输入轴14的远端处设有固定齿轮B2。
如图所示，上部副轴15在发动机端处具有与最终驱动齿轮17相接合的活动输出齿轮P1。下部副轴16具有也与最终驱动齿轮17相接合的固定输出齿轮P2。
下部副轴16在发动机端处具有与齿轮组的齿轮Y2相耦合的活动齿轮Y3，并朝向远端具有与齿轮组的齿轮G2相耦合的活动齿轮G3。双作用选择器毂盘23可转移到左边或到右边，以将齿轮Y3或齿轮G3耦合到副轴16上。
在副轴16的远端处自由齿轮B3与固定齿轮B2相接合。齿轮B3通过单作用选择器毂盘24与齿轮G3相接合。
上部副轴15在发动机端部处具有通过惰轮R1耦合于齿轮组的中间齿轮R2的活动齿轮Y1。齿轮系R2、R1、Y1形成反转转速比。
双作用选择器毂盘25可向左和向右偏移，以将副轴15与输出齿轮P1或反转齿轮Y1相接合。
副轴15朝向远端处装有与齿轮组齿轮G2相接合的活动齿轮G1。设有单作用选择器毂盘26以按要求来将副轴15和齿轮G1相啮合。可以理解，齿轮G1、G2、G3是恒常啮合在一起的。
在副轴15的远端处设有活动齿轮B1，该齿轮B1与齿轮B2相接合，并可由单作用选择器毂盘27耦合到副轴15上。可以理解，齿轮B1、B2、B3是恒常啮合在一起的。
为了最清楚地理解经过传动装置的扭矩传输情况，对有关的选择器离合器标注字符。由此，双作用选择器23、25分别具有离合器D或G以及H或F。单作用选择器22、24、26、27分别具有离合器B、C、A和E。
在运作中可执行一合宜的操作顺序以给出如下的7个正转转速比。
  速度档   所接合的选择器   有负载的齿轮对
  1   EAF   4
  2   BF   2
  3   CAG   4
  4   EG   2
  5   CH   2
  6   EAH   4
  7   BAG   2
这些转速比可用于通常的最终驱动转速比：3.7∶1左右，它适合于普通的内燃机。这些转速比可扩展成在第1齿轮约17∶1和第7齿轮2.5∶1之间的一种合宜的状态。特别是，该传动装置可提供转速比的扩展，这种扩展可光滑地适配在比如说4000～6000rpm的发动机转速范围内，并在从较高的发动机转数中选择每档上升变动时具有稍稍增大的较低发动机转数。
通过使选择器EDF接合来形成反转转速比。可通过分别使选择器毂盘CF和BH接合来形成附加的超低和超高转速比。
有负载的齿轮对的数目是决定总效率的重要因素；在示例中，给出的第7种转速只有两对齿轮有负载，因而它是比较高效率的。而且，超高转速比(BH)也只有两对齿轮有负载。
在使用中通常由电致动器来使选择器毂盘运动，而每个毂盘被弹性地偏压到该毂盘脱开的休息状态。可设置电致动器(或相当的装置)来顺次操作，以确保光滑地选择下一个转速比。尽管可以设想到随后将出现的转速比的选择，但该传动装置可按要求执行任何所要的转速比变换。
根据本发明的传动装置可提供大量的正转速比，而其总长度又很短，因此它极其适用于小型车辆。这种传动装置还由于其齿轮的数目比多个单通路的传统的传动装置要少而较为便宜。
要求有一个反转转速比(选择器EDF)。但是，很清楚，采用其他的选择器组合可得到几个反转转速比；不过，由于通常只需要一个反转转速比，故它们并不太会用于轿车的传动装置中。
图2是表示较佳实施例的7个正转转速比如何形成逐渐升级的转速档级的转换点曲线图，它给出了在最大发动机转速处每个上升变档时所要的发动机转速的稍稍增加。如图所示的最大转速为6000rpm，但如果上升变档恒定于较高或较低的数值的话，其效果是同样的。
并非所有的传动装置的布局在每个上升变档时都会给出可用的或有用的转速比。图2示出根据本发明的传动装置在较高的转速比处能够适应于一较窄的功率带，而没有任何不合适的转速比来破坏光滑的驱动模式。这种不合适的变动会在例如两个相邻的转速比靠得太近或相距太远时出现。在前一情况下，由于需要作一些快速变换，驾驶员会避开该转速比；在后一情况下，发动机转速会在上升变档时降低过多，并会毁坏光滑地加速。
在该较佳的实施例中，所提供的转速比为：
  速度档   转速比
  1   17.08
  2   8.93
  3   6.15
  4   4.86
  5   3.78
  6   2.99
  7   2.54
  反转   14.00
超低和超高转速比分别为20.6和1.63。
图3示出另一个6速传动装置。该装置除了齿轮组包括大齿轮G2以及通过惰轮R1和活动齿轮Y1分别驱动第1副轴和通过活动齿轮Y3驱动第2副轴的公共齿轮R2、Y2以外，与图1相近。也可将公共齿轮R2、Y2应用到第1实施例的7速传动装置中。
适合于给出6个正转转速比的选择器操作顺次如下：
  速度档   所接合的选择器   有负载的齿轮对
  1   EAF   4
  2   BF   2
  3   EG   2
  4   CH   2
  5   EAH   4
  6   BAG   2
可观察到选择器通路CAG(第1实施例的第3速度)是不用的。反转还是通过使选择器EDF接合来形成。顶齿轮还是只有两对齿轮有负载。
在诸较佳实施例中，6速传动装置具有如下的转速比：
  速度档   转速比(汽油机)   转速比(柴油机)
  1   15.52   13.45
  2   8.22   7.12
  3   5.56   4.90
  4   4.24   3.67
  5   3.45   2.99
  6   2.94   2.59
  反转   14.8   12.82
如上表所示，该传动装置对汽油和柴油发动机车辆都适合，它还可通过最终驱动转速比的变化来进一步调节总的转速比。
图4和5示出用于汽油(图4)和柴油(图5)发动机的变型的转换点曲线图，并示出由根据本发明的传动装置所提供的光滑的、在每个顺次上升变档时发动机转速稍稍增大的转速比逐级上档。

Claims (19)

1.一种双副轴齿轮传动装置，包括：输入轴，与输入轴平行的双副轴，由所述副轴驱动的输出件，在这些轴间的多个固定和活动齿轮，以及适合按要求来接合活动齿轮的选择器，其中，
a)在所述输入轴上设有固定齿轮和多个活动齿轮，这些活动齿轮可有选择地与所述输入轴相接合；
b)在第一副轴上设有活动齿轮，该活动齿轮可有选择地与所述第一副轴相接合、并与所述输入轴的活动齿轮相啮合；
c)在第二副轴上设有两个活动齿轮，每个活动齿轮都可有选择地与所述第二副轴相接合、并与所述输入轴的相应的活动齿轮相啮合；
d)所述第一副轴具有活动输出齿轮，而所述第二副轴具有固定输出齿轮，所述输出齿轮适于驱动所述输出件，而所述活动输出齿轮可有选择地与所述第一副轴相接合；以及
e)每根副轴具有与所述输入轴的固定齿轮相连接的活动分动齿轮，所述分动齿轮可有选择地与相应的第一和第二副轴相接合。
2.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述活动分动齿轮可有选择地直接与所述第一副轴、并与所述第二副轴的活动齿轮相接合。
3，如权利要求1或2所述的传动装置，其特征在于，所述输入轴的活动齿轮构成为一齿轮组。
4.如权利要求3所述的传动装置，其特征在于，所述齿轮组包括两个或多个齿轮，其中的一个通过惰轮驱动到所述第一副轴的附加的活动齿轮上，该附加的活动齿轮可有选择地与所述第一副轴相接合从而形成反转。
5.如权利要求4所述的传动装置，其特征在于，具有四个单作用选择器和两个双作用选择器，在每根所述副轴上设置一个双作用选择器。
6.如权利要求5所述的传动装置，其特征在于，所述双作用选择器中的一个是可动的，用以接合成反转转速比。
7.如权利要求3～6中任一项所述的传动装置，其特征在于，所述齿轮组中的一个齿轮驱动两根副轴上的活动齿轮。
8.如权利要求3～7中任一项所述的传动装置，其特征在于，所述齿轮组中的齿轮的直径不同。
9.如权利要求3～8中任一项所述的传动装置，其特征在于，所述齿轮组中的公共齿轮以正转和反转转速比驱动。
10.如权利要求9所述的传动装置，其特征在于，所述公共齿轮驱动到所述第一和第二副轴上。
11.如权利要求3～10中任一项所述的传动装置，其特征在于，具有三个齿轮的齿轮组，其中最小的齿轮在中央。
12.如权利要求11所述的传动装置，其特征在于，该齿轮组中的最大的齿轮驱动所述副轴的两个活动齿轮。
13.如权利要求11或12所述的传动装置，其特征在于，所述齿轮组中的最小的齿轮是反转齿轮系的一部分。
14.如上述任何一项权利要求所述的传动装置，其特征在于，所述副轴的分动齿轮的直径相同。
15.如权利要求5所述的传动装置，其特征在于，所述双作用选择器都邻近于所述副轴的输出齿轮。
16.如权利要求15所述的传动装置，其特征在于，所述单作用选择器相对于所述输入轴的输入端处在双作用选择器的外侧。
17.如上述任何一项权利要求所述的传动装置，其特征在于，所述第一副轴的分动齿轮的选择器相对于所述输入轴的输入端处在外侧端的相关齿轮的外侧。
18.如上述任何一项权利要求所述的传动装置，其特征在于，所述输入轴适于处在发动机曲轴的中心线上、并通过单个干板离合器来驱动。
19.如上述任何一项权利要求所述的传动装置，其特征在于，所述副轴的转动轴线处在大体垂直于输入轴和输出件的转动轴线之间的直线的一直线上。
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