CN102261440B - 有级变速器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有级变速器，属于汽车变速器技术领域，包括相对设置的动力输入行星轮总成和动力输出行星轮总成，动力输入行星轮总成与第一传动轴连接，动力输出行星轮总成与第二传动轴连接，第一传动轴与第二传动轴之间设有第一离合器，第一传动轴上套装有主传动轮，第二传动轴上设有差速器，差速器包括相对设置的第一半轴和第二半轴，差速器行星轮与主传动轮传动连接；主传动轮与动力输入行星轮总成之间设有第二离合器，第一半轴与相邻的动力输出行星轮总成之间设有第三离合器。本发明结构简单而紧凑，在两组行星轮组之间实现了五挡转换，并且实现了零秒换挡，换挡时动力不间断，广泛应用于汽车变速器中。
Description
技术领域
本发明涉及汽车变速器技术领域，尤其涉及一种齿轮传动的有级变速器。
背景技术
汽车变速箱常见的有三种类型，分别是液压自动变速器（简称AT）、机械式无级自动变速器（简称CVT）和电控机械自动变速器（简称AMT），但是从目前使用状况来看，这些变速箱都有优点，同时也均存在缺陷和不足。
1.液压自动变速器，其缺点主要有如下几点：
（1）.对速度变化反应迟钝，不如手动变速器灵敏；
（2）.费油，使用起来不经济，传动效率低，变矩范围有限，虽然近年来电子控制技术的应用改善了这方面的某些问题，但是其油耗仍然较手动挡车辆的油耗高出15—20%；
（3）.结构复杂，维修费用高，导致使用成本高；
（4）.当蓄电池缺电不能启动时，只能将驱动轮离开地面拖运，否则齿轮将受损而影响其使用寿命，所以故障车的拖运非常不便。
2.机械式无级自动变速器，其缺点主要有：传动带易损耗，不能承受较大的载荷，使用范围受到限制，目前仅限于低功率和低扭矩的汽车。
3.电控机械自动变速器，其缺点主要有如下几点：
（1）.换挡性能差，换挡时有明显的顿挫感；
（2）.换挡过程需要切断动力，对车辆的安全性能存在一定影响。
每种变速器都有自己的优点，如何充分发挥其优点，克服自身缺点是本行业迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种有级变速器，结构简单而紧凑，在两组行星轮组之间实现了五挡转换，并且实现了零秒换挡，换挡时动力不间断。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：有级变速器，包括相对设置的动力输入行星轮总成和动力输出行星轮总成，所述动力输入行星轮总成与第一传动轴连接，所述动力输出行星轮总成与第二传动轴连接，所述第一传动轴和第二传动轴均转动安装于所述有级变速器的机壳内，所述第一传动轴与第二传动轴之间设有第一离合器，所述第一传动轴上套装有主传动轮，所述第二传动轴上设有差速器，所述差速器包括相对设置的第一半轴和第二半轴，所述第一半轴套装于所述第二传动轴上，所述第二半轴单向转动安装于所述第二传动轴上，所述第一半轴与第二半轴之间设有差速器行星轮，所述差速器行星轮与所述第一半轴和第二半轴均啮合，所述差速器行星轮与主传动轮传动连接；所述主传动轮与动力输入行星轮总成之间设有具有制动功能的第二离合器，所述第一半轴与相邻的动力输出行星轮总成之间设有具有制动功能的第三离合器。
作为一种改进，所述主传动轮为传动齿轮，所述差速器行星轮安装于外齿圈的内侧；所述机壳内转动安装有过渡轴，所述过渡轴上设有第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与传动齿轮啮合，所述第二齿轮与外齿圈啮合。
作为另一种改进，第二半轴与第二传动轴之间设有单向机构。
作为进一步的改进，所述单向机构为自行车飞轮。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：由于在动力输入行星轮总成与动力输出行星轮总成之间设计了差速器，差速器行星轮与主传动轮传动连接，并且所述第一传动轴与第二传动轴通过第一离合器连接，可以通过第二离合器和第三离合器改变动力输入行星轮总成和动力输出行星轮总成的动力输入输出状态，可以得到五个不同挡位的动力输出，通过第一离合器可以得到另一个挡位的动力输出，通过改变动力输入的转向，可以得到倒挡的动力输出，因此只在动力输入行星轮总成与动力输出行星轮总成之间便可以实现五个挡位及倒挡的不同动力输出状态，结构简单而紧凑，传动效率高，传统的变速箱要实现五个挡位至少要三组行星轮总成才能实现，体积庞大，结构复杂而且传动效率低；同时，换挡时只需要改变动力输入行星轮总成与动力输出行星轮总成动力输入和动力输出状态即可，差速器可以自动选择动力输出的渠道，不需要切断动力，真正实现了有级变速和零秒换挡，克服了传统变速箱换挡时所具有的顿挫感，增加了车辆驾乘人员的舒适感。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图是本发明实施例的结构示意图；
图中：1、动力输入行星轮总成，11、动力输入太阳轮，12、动力输入行星轮，13、动力输入齿圈，14、动力输入行星轮架，2、动力输出行星轮总成，21、动力输出太阳轮，22、动力输出行星轮，23、动力输出齿圈，24、动力输出行星轮架，3、第一传动轴，4、第二传动轴，5、第一离合器，6、差速器，61、第一半轴，62、第二半轴，63、差速器行星轮，7、自行车飞轮，81、外齿圈，82、过渡轴，83、第一齿轮，84、第二齿轮，85、主传动轮，91、第二离合器，92、第三离合器。
具体实施方式
如附图所示，一种有级变速器，包括相对设置的动力输入行星轮总成1和动力输出行星轮总成2，所述动力输入行星轮总成1包括动力输入太阳轮11、动力输入行星轮12和动力输入齿圈13，其中，动力输入行星轮12通过动力输入行星轮架14连接在一起，所述动力输出行星轮总成2包括动力输出太阳轮21、动力输出行星轮22和动力输出齿圈23，其中，动力输出行星轮22通过动力输出行星轮架24连接在一起；所述动力输入行星轮总成1与第一传动轴3连接，所述动力输出行星轮总成2与第二传动轴4连接，具体的，动力输入太阳轮11转动安装于第一传动轴3上，动力输出太阳轮21转动安装于第二传动轴4上，所述第一传动轴3和第二传动轴4均转动安装于所述有级变速器的机壳内，所述第一传动轴3与第二传动轴4之间设有第一离合器5，所述第一传动轴3上套装有主传动轮85，所述第二传动轴4上设有差速器6，所述差速器6包括相对设置的第一半轴61和第二半轴62，所述第一半轴61套装于所述第二传动轴4上，所述第二半轴62单向转动安装于所述第二传动轴4上，所述第一半轴61与第二半轴62之间设有差速器行星轮63，所述差速器行星轮63与所述第一半轴61和第二半轴62均啮合，所述差速器行星轮63与主传动轮85传动连接；所述主传动轮85与动力输入行星轮总成1之间设有具有制动功能的第二离合器91，第二离合器91能够使主传动轮85单独结合动力输入齿圈13或者动力输入行星轮架14，同时也能够单独制动动力输入齿圈13或者动力输入行星轮架14或者动力输入太阳轮11，所述第一半轴61与相邻的动力输出行星轮总成2之间设有具有制动功能的第三离合器92，第三离合器92能够使第一半轴61单独结合动力输出齿圈23或者动力输出行星轮22，同时也能够单独制动动力输出太阳轮21或者第一半轴61或者第二半轴62，具有制动功能的第二离合器91和第三离合器92在汽车变速箱中是普遍使用的，具体结构不再赘述。
所述主传动轮85为传动齿轮，所述差速器行星轮63安装于外齿圈81的内侧；所述机壳内转动安装有过渡轴82，所述过渡轴82上设有第一齿轮83和第二齿轮84，所述第一齿轮83与传动齿轮啮合，所述第二齿轮84与外齿圈81啮合。
所述第二半轴62与第二传动轴4之间设有单向机构，所述单向机构为自行车飞轮7，第二半轴62转动带动第二传动轴4转动，第二传动轴4转动不带动第二半轴62转动。自行车飞轮7的结构也已是公知技术，在此也不再赘述。
具体使用在变速箱中换挡，其工作原理如下：
空挡：第一离合器5将第一传动轴3与第二传动轴4分离，第二离合器91将主传动轮85与动力输入行星轮架14结合，第三离合器92将第一半轴61与动力输出齿圈23结合，动力传递途径为：动力由动力输入太阳轮11输入，动力输入行星轮12有带动动力输入行星轮架14转动的趋势，但是，动力输入齿圈13空转，所以，动力不会经过过渡轴82和差速器6输出。
一挡：第一离合器5将第一传动轴3与第二传动轴4分离，第二离合器91将主传动轮85与动力输入行星轮架14结合，同时制动动力输入齿圈13，第三离合器92将第一半轴61与动力输出齿圈23结合，同时制动动力输出太阳轮21，动力传递途径为：动力由动力输入太阳轮11输入，动力输入行星轮12带动动力输入行星轮架14转动，进行一级减速，经过过渡轴82和差速器6带动动力输出行星轮22转动，然后由动力输出行星轮架24输出，又经过一级减速。
二挡：第一离合器5将第一传动轴3与第二传动轴4分离，第二离合器91将主传动轮85与动力输入行星轮架14结合，同时制动动力输入齿圈13，第三离合器92将第一半轴61制动，动力传递途径为：动力由动力输入太阳轮11输入，动力输入行星轮12带动动力输入行星轮架14转动，进行一级减速，经过过渡轴82传递给差速器6，由于第一半轴61制动，只能经第二半轴62带动第二传动轴4转动，动力由第二传动轴4输出。
三挡：第一离合器5将第一传动轴3与第二传动轴4结合，第二离合器91将主传动轮85与动力输入行星轮架14分离，同时动力输入齿圈13解除制动，第三离合器92将动力输出齿圈23和第一半轴61分离，动力传递途径为：动力经第一传动轴3传递给第二传动轴4，然后由第二传动轴4输出，动力形成直线传递。
四挡：第一离合器5将第一传动轴3与第二传动轴4分离，第二离合器91将主传动轮85与动力输入齿圈13结合，同时制动动力输入太阳轮11，第三离合器92将动力输出行星架24和第一半轴61结合，同时制动动力输出太阳轮21，动力传递途径为：动力由动力输入行星轮架14输入，带动动力输入齿圈13转动，进行一级加速，经过过渡轴82传递给差速器6，根据差速器工作原理，动力传递自然选择阻力较小的第二半轴62，由第二半轴62带动第二传动轴4进行动力输出。
五挡：在四挡的基础上，制动第二半轴62，动力传递途径为：动力由动力输入行星轮架14输入，带动动力输入齿圈13转动，进行一级加速，经过过渡轴82传递给差速器6，由于第二半轴62制动，迫使动力经过第一半轴61带动动力输出行星轮架24转动，由动力输出齿圈23进行动力输出，又进行一级加速。
倒挡：只要将动力输入方向反向即可实现，并且可以制动不同的部件而实现不同挡位下的倒挡，其原理与上面所述类似，在此不再赘述。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.有级变速器，包括相对设置的动力输入行星轮总成和动力输出行星轮总成，所述动力输入行星轮总成与第一传动轴连接，所述动力输出行星轮总成与第二传动轴连接，所述第一传动轴和第二传动轴均转动安装于所述有级变速器的机壳内，所述第一传动轴与第二传动轴之间设有第一离合器，其特征在于：所述第一传动轴上套装有主传动轮，所述第二传动轴上设有差速器，所述差速器包括相对设置的第一半轴和第二半轴，所述第一半轴套装于所述第二传动轴上，所述第二半轴单向转动安装于所述第二传动轴上，所述第一半轴与第二半轴之间设有差速器行星轮，所述差速器行星轮与所述第一半轴和第二半轴均啮合，所述差速器行星轮与主传动轮传动连接；所述主传动轮与动力输入行星轮总成之间设有具有制动功能的第二离合器，所述第一半轴与相邻的动力输出行星轮总成之间设有具有制动功能的第三离合器。
2.如权利要求1所述的有级变速器，其特征在于：所述主传动轮为传动齿轮，所述差速器行星轮安装于外齿圈的内侧；所述机壳内转动安装有过渡轴，所述过渡轴上设有第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与传动齿轮啮合，所述第二齿轮与外齿圈啮合。
3.如权利要求1所述的有级变速器，其特征在于：第二半轴与第二传动轴之间设有单向机构。
4.如权利要求3所述的有级变速器，其特征在于：所述单向机构为自行车飞轮。
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