CN102072286A - 汽车的两轴变速器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车的两轴变速器(1)。该两轴变速器(1)具有驱动轴(4)和从动轴(5)。在所述驱动轴(4)上设置有主动齿轮(1a至6a)，而在所述从动轴(5)上设置有从动齿轮(1b至6b)。换挡元件(6)通过同步离合器(7至10)使所述主动齿轮(1a至6a)与所述从动齿轮(1b至6b)成对地啮合。在此，具有最小的齿圈直径(d1a)的、最低挡(11)的所述主动齿轮(1a)设置在所述驱动轴(4)的第一端部部段(18)上，而具有最大的齿圈直径(d6a)的、最高挡(16)的主动齿轮(6a)设置在所述驱动轴(4)的与所述第一端部部段(18)相对的第二端部部段(19)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车两轴变速器。该两轴变速器具有驱动轴和从动轴。在驱动轴上设置有主动齿轮而在从动轴上设置有从动齿轮。换挡元件通过同步离合器使主动齿轮与从动齿轮成对地啮合。
背景技术
这种用于汽车的两轴变速器由专利文献US 5,392,665已知，其中，驱动轴能够在单侧的同步离合器中与另一设置在驱动轴上的空心轴耦连，并且从动轴还具有另一空心轴，从动轴能通过双侧的同步离合器与该另一空心轴耦连。在公知的现有技术中，通过布置空心轴可以用两个双侧的同步离合器就足以单独切换六个挡，其中，仅为前进挡设置四个齿轮对。这通过设置在从动轴和驱动轴上的空心轴实现。
这种六挡变速器具有这样的缺点，即，实际要制造四根轴，即，驱动轴、从动轴和额外两个设置在驱动轴或从动轴上的空心轴。另一个缺点是，总共需要四个同步离合器，即，第一单侧的同步离合器，用于将驱动轴上的空心轴与驱动轴连接，和第二单侧的同步离合器，以便能够在从动轴上接通倒车挡的从动小齿轮。还需要第三双侧的同步离合器，以便一方面将两个主动齿轮根据选择与从动轴的空心轴上的从动齿轮连接，另一方面将从动轴上的空心轴与从动轴或驱动轴的空心轴连接。
因此，对于已知的六挡变速器总共需要四个同步离合器。因此与公知的变速器相关联地有这样的缺点，即，其在技术上是耗费的并且为借助于四个齿轮对加一个带有用于倒车挡的换向齿轮的齿轮对实现六个前进挡需要复杂的力流传递(Kraftfluss)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，创造一种改进的六挡变速器，该六挡变速器可以没有大的耗费地、在省去用于第六挡的材料、齿轮对和同步离合器的情况下以有利的方式制造为五挡变速器。
该技术问题通过按照本发明的一种汽车的两轴变速器解决。该两轴变速器具有驱动轴和从动轴。在驱动轴上设置有主动齿轮而在从动轴上设置有从动齿轮。换挡元件通过同步离合器使主动齿轮与从动齿轮成对地啮合。在此，具有最小的齿圈直径的、最低挡的主动齿轮设置在第一端部部段上，而具有最大的齿圈直径的、最高挡的主动齿轮设置在驱动轴的与第一端部部段相对的第二端部部段上。因此，最高挡的主动齿轮设置在驱动轴上离发动机离合器最远的区域中。
这具有这样的优点，即，任何时候都能缩减六挡变速器和驱动轴以及从动轴，以便将相同的两轴变速器用于六挡变速器、五挡变速器、四挡变速器或三挡变速器，为此，要么仅仅省略齿轮组合以及配属的同步离合器，要么还可以额外地缩短驱动轴和从动轴，而不改变其它的部件。
在本发明的一种实施形式中，在驱动轴的第一端部部段的区域中在辅助轴上设置一旋转换向齿轮，其中，该旋转换向齿轮同时与用于倒车挡的主动齿轮和从动齿轮啮合。为此，驱动轴上的主动齿轮设置在发动机离合器和用于第一挡的主动齿轮之间，因此用于倒车挡的主动齿轮离发动机离合器最近。
还设计为，在两轴变速器的两根轴中的一根上的第二端部部段上设置一用于第六挡的、单侧作用的同步离合器。因为最高挡离发动机离合器最远地设置在第二端部部段上，所以，可以以有利的方式将单侧作用的同步离合器要么设置在驱动轴上的第二端部部段区域中，要么设置在从动轴上的第二端部部段区域中。然而，在驱动轴上待传递的、用于第六挡的转矩明显大于由于传动比作用在从动轴上的转矩，使得从动轴上的单侧作用的同步离合器只需传递较小的转矩，并因此也能够以较小的直径实现。因此，优选将单侧作用的同步离合器布置在从动轴上。
因为第一挡和倒车挡从发动机离合器看前后相继地设置在驱动轴上，优选的是，在第一挡的齿轮对和从动轴上用于倒车挡的三个齿轮之间设置一双侧作用的同步离合器。因为同步离合器需要具有用于耦联齿圈的最小直径，在此有利的是，在第一挡和倒车挡较大的从动齿轮之间布置双侧作用的同步离合器。
在本发明的另一种实施形式中，主动齿轮依次随着递增的挡数升序地从第一端部部段到第二端部部段以递增的齿圈直径设置在驱动轴上。这具有这样的优点，即，在挡数连续地下降即从第二端部部段出发一挡接一挡地从六挡变速机构下降至三挡变速机构时，能够在不改变其余部件的情况下使用带有相同齿轮对的不同变速器类型。对于带有额外的倒车挡的六挡变速器相应需要三个双侧作用的同步离合器，如上所述，所述同步离合器首先能够用于第一挡和倒车挡，其次，双侧作用的同步离合器能够激活挡2和3并且最后第三个双侧作用的同步离合器激活挡4和5。如上所述，然后对于在驱动轴和从动轴的最外端上的第六挡仅仅还需要一个用于六挡变速器的单侧作用的同步离合器。为此，同步离合器既可以设置在驱动轴上，也可以设置在从动轴上。
在本发明的另一种实施形式中，第三挡的主动齿轮与驱动轴上挡位递增的顺序相反地在第二挡的主动齿轮之前设置在该驱动轴上。因此，为两轴变速器设置一个用于在升序中交换了位置的三挡和二挡的控制摇杆以及一个相应的双侧作用的同步离合器。通过控制摇杆，三挡和二挡交换的顺序以有利的方式不对换挡杆的换挡位置产生影响。
第二双侧作用的同步离合器优选在驱动轴上设置在第二挡的主动齿轮和第三挡的主动齿轮之间。第三双侧作用的同步离合器同样能够在驱动轴上设置在第四挡的主动齿轮和第五挡的主动齿轮之间。然而，作为替代，第二双侧作用的同步离合器可以设置在第二挡的从动齿轮和第三挡的从动齿轮之间。
在本发明的另一种实施形式中，在同步变速器的齿轮和换挡拨叉结构不变以及变速器轴的布置不变的情况下，用于五挡变速器的驱动轴和从动轴相比六挡变速器缩短了单侧作用的同步离合器的轴向延伸和第六挡的主动齿轮和从动齿轮的轴向延伸。
还可以使驱动轴和从动轴保持不缩短，使得为五挡变速器使用和六挡变速器一样的驱动轴和从动轴。然而，在这种五挡变速器中省去了用于第六挡的齿轮对和单侧作用的同步离合器。这具有这样的优点，即，六挡变速器的壳体结构以及轴的支承结构都能够保持不变。
附图说明
现在根据附图详细说明本发明。
图1示出了按本发明的第一种实施形式的两轴变速器的示意图；
图2示出了按本发明的第二种实施形式的两轴变速器的示意图；
图3示出了按本发明的第三种实施形式的两轴变速器的示意图；
图4示出了按本发明的第四种实施形式的两轴变速器的示意图。
具体实施方式
图1示出了按本发明的第一种实施形式的两轴变速器1的示意图。该两轴变速器1包括带有前进挡11，12，13，14，15和16以及倒车挡17的六档变速机构21。为此，两轴变速器1具有驱动轴4，该驱动轴可通过发动机离合器23在驱动轴4的第一端部部段18内与所述发动机连接。在本发明的第一种实施形式中，前进挡11至16的直径从作为主动齿轮的最小直径d1a起，经过d2a，d3a，d4a，d5a和d6a沿着驱动轴4递增。
在此，倒车挡17的主动齿轮Ra在驱动轴4的第一端部部段18上具有几乎和第一挡11的主动齿轮1a一样的直径dRa。为使转动方向换向，倒车挡的主动齿轮Ra不直接与从动齿轮Rb啮合，而是在固定定位的辅助轴25上设置一旋转换向齿轮20，该旋转换向齿轮与倒车挡17的主动齿轮Ra和从动齿轮Rb啮合。
该六挡变速器21具有四个同步离合器7至10，其中，第一同步离合器7在从动轴5上设置在倒车挡17的从动齿轮Rb和第一挡11的从动齿轮1b之间并且由一个双侧作用的同步离合器7构成，使得根据接通位置要么接通倒车挡17，要么通过从动轴5上的同步离合器7啮合入第一前进挡11。
第二双侧作用的同步离合器8在驱动轴4上设置在第二挡12和第三挡13之间，并且可以通过换挡杆经由换挡拨叉要么与第二挡12的主动齿轮2a啮合，要么与第三挡13的主动齿轮3a啮合。第三双侧作用的同步离合器9同样在驱动轴4上设置在第四挡14的主动齿轮4a和第五挡15的主动齿轮5a之间，并且可以根据选择与第四挡14的主动齿轮4a或第五挡15的主动齿轮5a啮合。
为将第六挡16与齿轮对6a和6b耦连，在从动轴5上设置一单侧作用的同步离合器10作为换挡元件6，该单侧作用的同步离合器能够使第六挡16的可转动地支承在从动轴5上的从动齿轮6b与从动轴5啮合。最后，从动齿轮24在从动轴5的第一端部部段18上与从动轴5固定连接，该从动齿轮24与差速变速器机械地连接。通过递增地布置第一至第六挡，可以通过缩减驱动轴4和从动轴5构造五挡变速器、四挡变速器或三挡变速器，而不进行齿轮对的改变，其中，两轴变速器1的变速器壳体随着挡数的减少而变短。仅在四挡变速器中由单侧作用的同步离合器9替代第三双侧作用的同步离合器9。所有其它的齿轮部件和同步离合器可以保持不变。
图2示出了按本发明的第二种实施形式的两轴变速器2的示意图。与图1中功能相同的部件用相同的附图标记表示，并且在下面的附图中不再赘述。本发明的第二种实施形式与第一种实施形式的区别在于，现在通过从图1所示的六挡变速器缩减驱动轴4和从动轴5可以制造一个五挡变速器22，其中，现在可以省略用虚线表示的部件，如主动齿轮6a，从动齿轮6b以及单侧作用的同步离合器10。
如果在图2中所示的驱动轴4和从动轴5被相应地缩减，由此可以缩短五挡变速器的壳体。然而，这同时意味着改变这些轴的支承结构。如果壳体适配过于昂贵，相同的壳体以及轴4和5的相同支承可以通过以下方式保持不变，即，为五挡变速器22也设置完整长度的轴，并且仅仅能够省去第六挡16的主动齿轮6a、从动齿轮6b和单侧作用的同步离合器10。
图3示出了按本发明的第三种实施形式的两轴变速器3的示意图。本发明的这种实施形式重新示出了一种六挡变速器21，然而其中第二双侧作用的同步离合器8的位置发生了改变，即，第二同步离合器设置在从动轴上。因此同时设计从动齿轮的改变，所述从动齿轮现在不再如图1一样与从动轴抗扭地连接，而是现在可相对从动轴转动地支承，其中，主动齿轮2a和3a现在抗扭地固定在驱动轴上。
图4示出了按本发明的第四种实施形式的两轴变速器30的示意图。本发明的第四种实施形式在涉及同步离合器布置的方面几乎相当于图1，然而，前进挡的顺序不是在驱动轴4上从第一端部部段18到第二段部部段19连续上升地设置，而是第二挡12和第三挡13在它们的顺序上互换，这对于用于所有三种可能的变速器类型的(如在此所示的六挡变速器21或图2中所示的五挡变速器或四挡变速器直至三挡变速器)、按本发明的两轴变速器的基本原理没有不利的影响。仅需设置在此没有示出的控制摇杆，以便尽管第二挡12与第三挡13的顺序进行了交换，还能以公知的方式保持换挡杆位置。
同样地，挡14和15或11和17能够互换。原则上，组11/17，14/15和12/13也能够互换。同步离合器8，9和10既可以布置在驱动轴4上，也可以布置在从动轴5上。尽管如此，通过引入相应的控制摇杆可以在大多数情况下保持客舱中的换挡变速杆的标准H型换挡方式。
附图标记清单
1两轴变速器(第一种实施形式)
2两轴变速器(第二种实施形式)
3两轴变速器(第三种实施形式)
4驱动轴
5从动轴
6换挡元件
7同步离合器
8同步离合器
9同步离合器
10同步离合器
11第一挡
12第二挡
13第三挡
14第四挡
15第五挡
16第六挡
17倒车挡
18第一端部部段
19第二端部部段
20旋转换向齿轮
21六挡变速器
22五挡变速器
23发动机离合器
24连接差速变速机构的从动齿轮
25辅助轴
30两轴变速器(第四种实施形式)
1a主动齿轮
2a主动齿轮
3a主动齿轮
4a主动齿轮
5a主动齿轮
6a主动齿轮
Ra主动齿轮
1b从动齿轮
2b从动齿轮
3b从动齿轮
4b从动齿轮
5b从动齿轮
6b从动齿轮
Rb从动齿轮
d1a齿圈直径
d1b齿圈直径
d2a齿圈直径
d2b齿圈直径
d3a齿圈直径
d3b齿圈直径
d4a齿圈直径
d4b齿圈直径
d5a齿圈直径
d5b齿圈直径
d6a齿圈直径
d6b齿圈直径
dRa齿圈直径
dRb齿圈直径
Claims (12)
1.一种汽车的两轴变速器，其中，
-该两轴变速器(1)具有驱动轴(4)和从动轴(5)，
-在所述驱动轴(4)上设置有主动齿轮(1a至6a)，
-在所述从动轴(5)上设置有从动齿轮(1b至6b)，以及
-换挡元件(6)通过同步离合器(7至10)使所述主动齿轮(1a至6a)与所述从动齿轮(1b至6b)成对地啮合，
并且其中，具有最小的齿圈直径(d1a)的、最低挡(11)的所述主动齿轮(1a)设置在所述驱动轴(4)的第一端部部段(18)上，而具有最大的齿圈直径(d6a)的、最高挡(16)的所述主动齿轮(6a)设置在所述驱动轴(4)的与所述第一端部部段(18)相对的第二端部部段(19)上。
2.如权利要求1所述的两轴变速器，其特征在于，在所述两轴变速器(1)的两根轴(4，5)之一上的所述第二端部部段(19)上设置一用于第六挡(16)的单侧作用的同步离合器(10)。
3.如权利要求1或2所述的两轴变速器，其特征在于，在所述驱动轴(4)的第一端部部段(18)的区域中，在一辅助轴上设置一旋转换向齿轮(20)，其中，所述旋转换向齿轮(20)同时与用于倒车挡(17)的主动齿轮(Ra)和从动齿轮(Rb)啮合，并且其中，第一个双侧作用的同步离合器(7)在所述从动轴(5)上设置在所述倒车挡(17)的从动齿轮(Rb)和所述第一挡(11)的从动齿轮(1b)之间。
4.如权利要求1至3之一所述的两轴变速器，其特征在于，所述主动齿轮(1a至6a)依次随着递增的挡数(11至16)升序地从所述第一端部部段(18)到所述第二端部部段(19)以递增的齿圈直径(d1a至d6a)设置在所述驱动轴(4)上。
5.如权利要求1至3之一所述的两轴变速器，其特征在于，所述第三挡(13)的主动齿轮(3a)与所述驱动轴(4)上的挡(11至16)递增的顺序相反地在所述驱动轴(4)上设置在所述第二挡(12)的主动齿轮(2a)之前，并且其中，所述两轴变速器(3)具有一个用于在升序中交换了挡位的三挡和二挡(13，12)的控制摇杆，该控制摇杆与相应的双侧作用的同步离合器(8)共同作用。
6.如权利要求1至5之一所述的两轴变速器，其特征在于，第二个双侧作用的同步离合器(8)设置在所述第二挡(12)的主动齿轮(2a)和所述第三挡(13)的主动齿轮(3a)之间。
7.如权利要求1至6之一所述的两轴变速器，其特征在于，第三个双侧作用的同步离合器(9)设置在所述第四挡(14)的所述主动齿轮(4a)和所述第五挡(15)的所述主动齿轮(5a)之间。
8.如权利要求6或7所述的两轴变速器，其特征在于，作为替代，所述第二个双侧作用的同步离合器(8)设置在所述第二挡(12)的从动齿轮(2b)和所述第三挡(13)的从动齿轮(3b)之间。
9.如权利要求2至8之一所述的两轴变速器，其特征在于，所述单侧作用的同步离合器(10)设置在所述从动轴(5)上并且使第六挡(16)的所述从动齿轮(6b)与所述第六挡(16)的主动齿轮(6a)啮合。
10.如权利要求2至8之一所述的两轴变速器，其特征在于，作为替代，所述单侧作用的同步离合器(10)设置在所述驱动轴(4)上并且使第六挡(16)的所述主动齿轮(6a)与所述第六挡(16)的从动齿轮(6b)啮合。
11.如权利要求2至10之一所述的两轴变速器，其特征在于，在所述同步变速器(7至9)的齿轮和换挡拨叉结构以及变速器轴的布置不变的情况下，用于五挡变速器(22)的所述驱动轴(4)和所述从动轴(5)相比六挡变速器(21)缩短了所述单侧作用的同步离合器(10)的轴向延伸部分和所述第六挡(16)的主动齿轮(6a)和从动齿轮(6b)的轴向延伸部分。
12.如权利要求2至10之一所述的两轴变速器，其特征在于，用于六挡变速器(21)和五挡变速器(22)的所述驱动轴(4)和所述从动轴(5)保持一样，其中，在所述第五挡(22)的轴(4，5)上不设置用于第六挡(16)的齿轮对(6a，6b)和所述单侧作用的同步离合器(10)。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110525 |