CN101310131A - 通过采用换档拨叉对多档齿轮变速箱的润滑 - Google Patents

Abstract

公开了双副轴齿轮变速箱的各种结构，有代表性地，其在单和双离合器变型中具有很大数量的公共零件。在一个实施例中，倒档由一独立的复合惰轮(31)提供，并且由同样与一前进档相关的一驱动齿轮(32)驱动。

Description

通过采用换档拨叉对多档齿轮变速箱的润滑

本发明涉及适用于机动车的多档双副轴齿轮变速箱。

传统地，带多个前进档的齿轮变速箱具有同轴的输入和输出轴，以及单根副轴。位于副轴和输入/输出轴之间的齿轮副提供不同速比，并且可由车辆驾驶员一次选择一个。这种类型的多档变速箱相对较长，因为齿轮副沿着变速箱驱动轴线并排布置。

出于燃油经济性的原因，最近几年前进档的数量有所增加，因此六档变速箱现在受到青睐。这样的变速箱允许车辆发动机提供足够的加速度，同时在巡航速度时又是经济的，安静的。然而，很难将单根副轴的六档变速箱安装于横置发动机/动力传动系统的前轮驱动车辆中，尤其是在因为与驱动轮之间的可用空间相比，发动机/变速箱单元较长的小型车中。

双副轴变速箱在增加变速箱宽度的代价下，提供了减小变速箱长度的可能性，这是这个问题的一个可能解决方案。

车辆和变速箱工程师面临的另一个问题是提供手动和自动两种变型。通常来说，这些变型按惯例差异较大，但是若两者具有非常相似尺寸和形状，从而在车辆设计时避免不必要的协调，这将是非常有利的。所谓的双离合器变速箱提供这种可能，因为手动和自动变型的内部布置可以非常相似。手动和连续的自动变型可具有几乎一样的外壳和一样的速比数量。

为了以最小的成本生产手动和自动型式，每种变型都应该具有最大数量的公共零件。

根据本发明的第一方面，提供一多档齿轮变速箱，其是两种变型之一，包含一输入，一输出和两根副轴，位于输入和副轴之间根据需要可选择驱动的齿轮副，并且每根副轴都与所述输出驱动连接，其中该变速箱具有能提供六个间隔前进速比的六组可选择齿轮副，输入包含下列之一：

A：所有齿轮副公共的驱动轴，和

B：双同轴驱动轴，一根与奇数档的齿轮副相关，一根与偶数档的齿轮副相关，

其中对于A和B来说，所述齿轮副的五组与同一根副轴相关，且速比3，4，或5，6位于所述变速箱的外端(outboard end)。

这样的布置可使A和B两种变型的输入，输出和两根副轴位于相同中心。更进一步，所述五组齿轮副对于A和B两种变型来说是公共的。优选地，B型的偶数档与外部驱动轴相关联。

在这个说明书中，提出用于两种变速箱变型的公共零件。采用“公共”我们指的是除了非常小的和无关紧要的特征外，各自相应的制成零件在功能上相同且形状上实质相同。典型地，这些轴和齿轮在材料，尺寸和形式方面相同。选择器毂部件，轴和拨叉同样可能包含实质上相同的制成零件。

在一个优选实施例中，第二速比在变型A中与一副轴相关联，在变型B中与一不同的副轴相关联。

典型地，副轴轴线相对于输入轴线的距离不同；相应地在优选实施例中两种变型中的第二速比相同，但是相关的齿轮副具有不同的直径。

优选地，变型A和B的副轴实质上相同。这样在优选实施例中每根副轴定义了与相应齿轮副相关的四个齿轮位置。使用时，所述位置与可根据需要与相应副轴结合的可自由旋转的从动齿轮相关。在优选实施例中两根副轴上的所述位置是相同的，从而使用时这些位置位于四个连续的横向面上。最好对这些位置进行配对，此外变速箱进一步包含多个选择器毂，每个都与每组位置对相关。优选地，选择器毂位于两个连续的横向面之间。

典型地，选择器毂关于相应的副轴轴线可轴向往复，以结合与此相关的两个从动齿轮之一。

在优选实施例中，变型A和B的齿轮副在各自副轴上的顺序是不同的。例如，在变型A中，第一副轴与速比1，2，5，6相关，然而在变型B中，同一根副轴与速比1，5，6相关。

在优选实施例中，两种变型的最末端的速比都是3，5。优选地，副轴/输出连接在轴向上位于变速箱的输入侧。

本发明的变速箱对于多组所述齿轮副来说，具有公共的驱动齿轮。例如，在这两个变型中为速比4，6和3，5提供公共的驱动齿轮。

在优选实施例中，为选择器拨叉提供选择器拨叉杆，拨叉中的每一个都与相应的选择器毂相关联。选择器轴和拨叉对于变型A和B来说是相同的，并且具有在关于输入轴线相同横向位置上的轴线。优选地，选择器毂实质上相同。

优选地，提供倒档，其包含与一前进档相关的输入齿轮，和位于每根副轴上的顺序的从动齿轮，其中中间齿轮是惰轮。

根据本发明的变速箱，由布置在沿着所述输入轴线的四个连续横向面上的齿轮系提供六个前进档和一个倒档。更进一步，四个选择器毂布置在第一和第二齿轮面之间以及第三和第四齿轮面之间的两个横向面上。

在本发明的一个可选择方面中，双副轴变速箱有一由复合齿轮提供的倒档，该复合齿轮包含并排的且一致旋转的两个齿形。这种布置最好利用一公共的输入齿轮，例如第一或第二档的输入齿轮，以及一与所述副轴之一相关的且通过单个作用选择器毂可选择的输出齿轮。复合齿轮设置在一附加副轴上，且它根据输入齿轮和输出齿轮的比来提供速比的改变。在优选实施例中，复合齿轮包括不同直径的齿形。对单和双副轴变速箱之间的共同性质的其他优点进行了保留。

这种布置允许倒档输出齿轮位于与前进档不同的平面上，这在空间利用方面具有优势。

在优选实施例中，倒档由第一档输入齿轮通过一独立的副轴和其上的复合齿轮进行驱动，所述第一档输入齿轮与所述输入轴的输入端直接相邻，并且倒档输出齿轮的平面位于它的远端。

优选地，关于所述输入轴的输入端，速比3，4，5，6设置在离速比1，2相关的齿轮面远端的两个齿轮面上。这样四个齿轮面用于前进档，第五个齿轮面用于倒档齿轮系的输出齿轮，它的输入齿轮位于与一前进档相关的一平面上。倒档输出齿轮平面最好位于两个前进档的选择器毂的中间面上，优选与第一和第二速度相关的前进档。

根据接下来关于以附图中的实例方式表示的优选实施例的描述，本发明的其他特征将显而易见，其中：

图1是六档，双副轴单离合器变速箱的展开示意平面图。

图2是表示各轴真实空间关系的代表性的端视图。

图3与图1相应，其表示六档；双副轴双离合器变速箱。

图4与图2相应，但是示出了图3各轴的真实布置。

图5与图1相应，其表示通过独立副轴的倒档。

图6与图5相应，其表示通过宽的第一档输入齿轮的倒档。

图7是根据本发明的第二方面的一个可选择实施例，其表示具有复合倒档惰轮的单离合器变速箱。

参看图1和2示出了一具有六个前进档和倒档速度的单离合器手动变速箱。输入轴10和两根副轴11，12之间安装有齿轮副。最佳是如在图2中示出的那样，每根副轴11，12都有与公共最终驱动齿轮15相连的输出齿轮13，14。

六个前进档由各自的齿轮副提供，并用数字“1-6”识别。每一齿轮副包括输入轴10上的驱动轮，和在一根或另一根副轴11，12上可旋转的且通过传统选择器毂16可连接其上的各自的从动轮。从图1所示的空档位置，或者向左或者向右移动选择器毂16以耦合各自的齿轮与与之同轴的副轴旋转。

倒档齿轮(“R”)由两个从动齿轮实现，每根副轴上各安装一个，并且中间齿轮作为惰轮；在这种方式中，用于倒档的单独的副轴就可以省去。

附图中示出的齿轮的物理直径是代表性的；熟练技术人员将根据所需的传动比选择直径，并且避免与相邻齿轮冲突。同样地，轴各自的中心和其上的齿轮之间的轴向空间将根据设计需要来决定。

使用时，图1的变速箱通过传统地结合离合器17来进行操作。未示出的选择器机构允许选择器毂16根据需要一次接合一个，从而限定出从发动机到车轮的扭矩传递路径。速比可以任意顺序进行选择。

图3和4示出一相应的双离合器变速箱，其具有由双离合器组件20的一个或另一个驱动的同轴输入轴18，19。图4中明显地示出，副轴21，22的空间关系与图2所示的相同，这意味着变速箱外壳可以是非常相似的。齿轮副布置得不同，如标记“1-6”和“R”所示。

图3的变速箱通过预选择下一期望速比(其必须与非驱动输入轴相关联)，以及当另一个离合器结合时分离一个离合器来操作的。速比变化通常是自动或半自动控制的。尽管如果需要可跳过几个速比，但实际上这种变速箱趋向连续；例如在条件合适时，变速箱可允许从第6档速度变慢到第3档速度。

本发明的一个重要特征是图1和3所示的变速箱的部件有很多共同的性质，尽管在图3中“奇数”和“偶数”档(传动比或速比)必须分组从而与各自相应的输入轴相关联。

如此，下列零件是公共的：

●第3档/第5档和第4档/第6档的输入齿轮

●除了第2档的所有副轴齿轮

●两根副轴

●最终驱动齿轮(包括差速器)

●选择器拨叉，拨叉杆，和选择器机构的大多数零件

●在副轴上的选择器毂

●选择器毂组件

●较小部件，例如轴承和密封件

图5示出图1的一种变型，其中倒档通过支撑有惰轮24的附加副轴23实现的。这个倒档不再使用第一输出齿轮作为惰轮，并且这种布置能够降低它所需的扭矩承受能力。对图3中的变速箱做相似的修改也可实现同样的布置。

图5的另一个优点在于倒档不再依赖于第一档，因此在附加副轴和惰轮的代价下，可以获得更大的设计自由度。

同样应该意识到图1，3和5的布置可允许更进一步的修改以允许倒档由第二速度输入齿轮而不是第一速度输入齿轮驱动。根据物理约束和所需的齿轮换档类型，这种选择性的布置可为倒档提供另外的可能。

更进一步的可能的改变是允许图1的前进和倒退齿轮比位于相互平行的面上，但由公共的，宽的输入齿轮驱动。图6通过对图5的改变示出这样一种可能；第一输入齿轮25通过惰轮24驱动倒档，但是是在一个与第一速度输出齿轮平行的面上。这样的布置当然也可以采用一个宽的第二速度输入齿轮。

未示出的进一步选择是为倒档和第一档提供并排的两个输入齿轮。实际上，图6的宽齿轮25是分开的，来为第一和倒档中的每一个提供独立的扭矩路径。这样的布置为速比选择留出进一步独立性。

在更进一步的选择中，图1的倒档齿轮套也可移动到右面，这样就具有双作用。在向右的位置时，副轴12设置成与变速箱壳体锁止，从而就具有等同于传统自动汽车变速箱中停车位置时的反旋转特征。可以很好地理解为，这样的特征能够取代或者媲美传统的停车制动器。

图7示出一可选择实施例，其中倒档由独立的副轴和复合齿轮31提供，该复合齿轮包含并排的且可一致旋转的两个齿形。第一档和倒档都由与离合器17直接相邻的公共输入齿轮32驱动。倒档选择器毂33将与和复合齿轮31啮合的自由齿轮(loose gear)34与输出轴11接合。其他前进档布置成所示的最远端的速比4，6(也就是，在离合器的相反端)。

应该意识到通过改变图7实施例中齿轮副的位置，速比1，3，5，R可以由一输入轴驱动，而速比2，4，6由同轴的输入轴驱动，从而提供一如图3所示类型的双输入变速箱。更进一步，速比3，5可以位于最末端。

尽管本说明书是关于车辆的变速箱，但应该意识到这里所描述的布置也适用于其他类型的装置，其中可根据需要设定不同的速比。

Claims (10)

1、一种多档齿轮变速箱，其具有一输入轴组件和与它平行的双副轴，所述副轴与一输出轴相连，以及设置于输入轴组件和副轴之间用来提供多个前进档的齿轮副，其中倒档通过一安装在第三副轴上的惰轮设置在输入轴组件和所述副轴之一的之间，所述惰轮包括一具有一致旋转的并排齿形的复合齿轮。

2、根据权利要求1所述的变速箱，其特征在于所述并排齿形具有不同直径。

3、根据权利要求2所述的变速箱，其特征在于最大直径的齿形位于输入轴组件的输入侧。

4、根据前述任一权利要求所述的变速箱，其特征在于所述复合齿轮的驱动齿轮设置于输入轴组件上，并且所述驱动齿轮也可直接驱动所述双副轴之一来提供前进档。

5、根据权利要求4所述的变速箱，其特征在于所述前进档是最低前进档。

6、根据前述任一权利要求所述的变速箱，其特征在于倒档具有一输入平面和一输出平面，输入和输出平面是平行的，并且输入平面与输入轴组件的输入侧直接相邻。

7、根据前述任一权利要求所述的变速箱，其特征在于输入轴组件包括与之紧固旋转的四个输入齿轮，并且其中所述输入齿轮中的两个适用于驱动所述双副轴中的一根或另一根。

8、根据前述任一权利要求所述的变速箱，其特征在于倒档输出齿轮包含一安装在所述双副轴之一上且可通过一轴向移动的选择器毂与之连接的自由轮，其中所述选择器毂实质上位于与所述双副轴之另一根相关的一前进档相同的平面上。

9、根据前述任一权利要求所述的变速箱，其特征在于前进档3，4，与所述双副轴之一相关联，前进档1，2，5，6与所述双副轴之另一根相关联。

10、根据权利要求9所述的变速箱，其特征在于倒档R与所述双副轴的所述之一相关联。

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