CN103629308A

CN103629308A - 双离合多极自动变速器

Info

Publication number: CN103629308A
Application number: CN201310375470.1A
Authority: CN
Inventors: 黄明清
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2014-03-12

Abstract

本发明提供一种有别于传统手动变速器与行星组自动变速器，是一种新行式的随意复式组合的双离合多极自动变速器。该变速器是一种结构简单、设计合理并结合了现有手动变速器与自动变速器的优点，采用了双离合器设计，变速器是有两部分，既变速总成和进退向总成。该变速器由三个不同齿比的主动齿轮输入组和四个不同齿比的变速齿轮输出组的复式组合，最终得到12个挡位，且在实际的使用、制造过程中可相应减少或增加主动齿轮输入组和变速齿轮输出组的数量达到更多或更少的挡位数，通过不同齿比的主动齿轮输入组和变速齿轮输出组随意组合传递不同的扭速比，以达到最佳的动力传递和更为平顺的驾乘感受。

Description

双离合多极自动变速器

技术领域：

本发明涉及一种双离合多极自动变速器装置，特别是涉及机动车用变速器。

背景技术：

在机动车中，变速器广泛用于在相应的驱动发动机和对应的差动齿轮箱或与其相连的驱动车轮之间进行传动比的匹配。目前使用在机动车上的变速器中有传统的手动变速器与行星组自动变速器为最广泛使用的变速器，手动变速器的结构简单，性能可靠，制造和维护成本低廉，且传效率高(理论上会更省油)，另外，由于是纯机械控制，换挡反应快，且可以更直接的表现驾驶者的意愿，因而更富驾驶乐趣；不过相对于自动变速器，它操作繁琐，而且因为挡位较少，两个挡位间齿比的变换差别大，在换挡时顿挫感明显。行星组自动变速器是由液力变扭器、行星齿轮和液压系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变扭，结构和使用上与手动挡变速器有很大不同，相比较自动变速器的挡位更多，机动车行驶过程中也就更平顺，能提供轻松惬意的驾驶感受；但是，自动变速器的动力响应不够直接，使得它在驾驶乐趣方面稍显不足，此外由于采用液力传动，使得自动挡变速器传递的动力有所损失。

本发明的目的：提供一种有别于传统手动变速器与行星组自动变速器，是一种可随意复式组合的多极变速机构。该变速器是一种结构简单、设计合理并结合了现有手动变速器与自动变速器的优点；它采用了两套离合器，通过两套离合器同时工作分别中断发动机传递来的动力和后轿车轮轴转动的惯性转动力，再内锁变速总成箱体内的中间轴其中一对主动齿轮组的内锁齿轮和一对变速齿轮组的内锁齿轮，使得当离合器重新接合时，发动机的动力通过输入轴传递到输出轴的过程中，两个不同齿比的齿轮组自由变化组合最后输出不同扭速比来达到无间隙换挡效果。

本发明在实际的制造和使用过程中需配合现有的汽车电子控系统与电子液压系统。

发明内容：

本发明的技术方案：该双离合多极自动变速器有两个部分，既由一个变速总成和一个进退总成构成。变速总成有三根轴，分别是输入轴、中间轴、输出轴。输入轴与输出轴的内端呈平行线错开对置于变速总成箱内，中间轴置于输入轴与输出轴之间。输入轴外端穿入A离合器的中心，内端穿入变速总成箱壳体内，输入轴上有数个直径不等的主动齿轮；输出轴的外端穿入B离合器的中心，内端穿入变速总成箱壳体内，输出轴上有数个直径不等的变速齿轮。中间轴上有数个直径不等的内锁齿轮，中间轴一端上的内锁齿轮与输入轴的主动齿轮相啮，形成数对主动齿轮输入组；中间轴另一端的内锁齿轮与输出轴的变速齿轮相啮合，形成数对变速齿轮输出组。中间轴的轴心有锁匙孔、锁定弹子槽和中间轴槽滚柱，锁定弹子槽内有锁定弹子和锁定弹子弹簧，锁匙键上有锁匙齿，锁匙键的齿端键入中间轴轴心的锁匙孔，另一端处在变速总成箱壳体外连接液压分泵，中间轴内锁齿轮有一个外套齿圈和滚柱，置于中间轴锁定弹子槽上方，与锁定弹子、锁定弹子弹簧和中间轴槽滚柱形成一个成体，内部能够与中间轴槽滚柱和中间轴产生自由滑动或机械锁止。

进退总成有两根轴，既主动轴与后轿传动轴。主动轴的内端穿入进退总成箱壳体内，主动轴上有一个前进挡主动齿轮和一个倒挡主动齿轮；主动轴外端穿入B离合器中与变速总成的输出轴相接合，当离合器工作时的每一次分离或接合既断开或传递主动轴和输出轴之间的动力。前进挡主动齿轮与倒挡主动齿轮之间有一个双向同步器、拨挡叉，拨挡叉通过拨挡叉杆与液压换挡分泵连接。后轿传动轴的外端连接到后轿差速器，内端穿入进退总成箱壳体内，后轿传动轴有倒挡从动齿轮和前进挡从动齿轮，前进挡从动齿轮与前进挡主动齿轮啮合，倒挡从动齿轮与倒挡中间齿轮和倒挡主动齿轮啮合。

附图说明：

图1、双离合多极双离合自动变速器结构示意图。

图2、中间轴内锁结构齿轮结构示意图。

图3、中间轴内锁结构齿轮切面结构示意图。

图中名称：

1.A主动齿轮、2.B主动齿轮、3.C主动齿轮、4.A内锁齿轮、5.B内锁齿轮

6.C内锁齿、7.D内锁齿轮、8.E内锁齿轮、9.F内锁齿轮、10.G内锁齿轮

11.A变速齿轮、12.B变速齿轮、13.C变速齿轮、14.D变速齿轮

15.A离合器、16.B离合器、17.输入轴、18.中间轴

19.输出轴、20.锁匙键、21.变速总成箱壳体、22.主动轴

23.后轿传动轴、24.前进挡主动齿轮、25.倒挡主动齿轮、26.倒挡中间齿轮、

27.倒挡从动齿轮、28.前进挡从动齿轮、29.双向同步器、30.拨挡叉

31.液压换挡分泵、32.进退总成箱壳体、33.滚柱、34.中间轴槽滚柱

35.锁定弹子、36.锁定弹子弹簧、37.发动机曲轴

具体实施方式：

图1中表示的是本发明所述双离合多极自动变速器主要部件的立体图。该变速器由两部分，既变速总成和进退总成。变速总成由变速总成箱壳体21、输入轴17、输出轴19、中间轴18、A主动齿轮1、B主动齿轮2、C主动齿轮3和A内锁齿轮4、B内锁齿轮5、C内锁齿轮6、D内锁齿轮7、E内锁齿轮8、F内锁齿轮9、G内锁齿轮10、与及A变速齿轮11、B变速齿轮12、C变速齿轮13、D变速齿轮14组成。输入轴17与输出轴19的内端呈平行线错开对置于变速总成箱内，中间轴18置于输入轴17与输出轴19之间，中间轴18的作用是负责将输入轴17的动力传递到输出轴19。输入轴17外端穿入A离合器15的中心，通过A离合器15传递来至于发动机曲轴37的动力，输入轴17内端穿入变速总成箱壳体21内，输入轴17上有A主动齿轮1、B主动齿轮2、C主动齿轮3三个直径不等的主动齿轮；输出轴19的外端穿入B离合器16的中心，输出轴19内端穿入变速总成箱壳体21内，输出轴19上有A变速齿轮11、B变速齿轮12、C变速齿轮13、D变速齿轮14四个直径不等的变速齿轮；中间轴18上有A内锁齿轮4、B内锁齿轮5、C内锁齿轮6、D内锁齿轮7、E内锁齿轮8、F内锁齿轮9、G内锁齿轮10七个直径不等的内锁结构齿轮。中间轴18的A内锁齿轮4与输入轴17的C主动齿轮3啮合，B内锁齿轮5与输入轴17的B主动齿轮2啮合，C内锁齿轮6与输入轴17的A主动齿轮1相啮合，形成了三个不同齿比的主动齿轮输入组；中间轴18的D内锁齿轮7与输出轴19的D变速齿轮14啮合，E内锁齿轮8与输出轴19的C变速齿轮13啮合，F内锁齿轮9与输出轴19的B变速齿轮12啮合，G内锁齿轮10与输出轴19的A变速齿轮11啮合，形成了数四个不同齿比的变速齿轮输出组。

进退总成由进退总成箱壳体32、主动轴22、后轿传动轴23、前进挡主动齿轮24、倒挡主动齿轮25、倒挡中间齿轮26、倒挡从动齿轮27、前进挡从动齿轮28、双向同步器29、拨挡叉30、液压换挡分泵31组成。主动轴22外端穿入B离合器16中心与变速总成的输出轴19相接合，主动轴22内端穿入进退总成箱壳体32内，主动轴22上有一个前进挡主动齿轮24和一个倒挡主动齿轮25，前进挡主动齿轮24与倒挡主动齿轮25之间有一个双向同步器29、拨挡叉30，拨挡叉30通过与拨挡叉杆与液压换挡分泵31连接。双向同步器29的接合套、同步锁环和前进挡主动齿轮24与倒挡主动齿轮25的齿圈上均有倒角，同步锁环的内锥面与前进挡主动齿轮24与倒挡主动齿轮25的外锥面接触产生摩擦，锁止角与锥面在设计时已适当的选择能够防止齿轮同步前进行啮合。随着液压系统指令液压分泵31工作时，液压分泵31通过拨挡叉杆将拨挡叉30推动接合套使同步锁环内锥面和前进挡主动齿轮24或倒挡主动齿轮25的外锥面接触，在摩擦力矩的作用下两者同步旋转，这时接合套与同步锁环齿圈接合，进一步与前进挡主动齿轮24或倒挡主动齿轮25的齿圈接合，完成前进挡或倒挡选择；当接合套既不和前进挡主动齿轮24或倒挡主动齿轮25的齿圈接合时就行成了空位挡。后轿传动轴23外端连接到后轿传差速器，内端穿入进退总成箱内，后桥传动轴23有倒挡从动齿轮27和前进挡从动齿轮28，前进挡从动齿轮28与前进挡主动齿轮24啮合，倒挡从动齿轮27与倒挡中间齿轮26和倒挡主动齿轮25啮合。

图2和图3中所表示的是本发明所述双离合多极自动变速器中间轴上内锁齿轮的立体图和平面剖图。中间轴18的轴心有锁匙孔与锁定弹子槽和中间轴槽滚柱34，锁定弹子槽内有锁定弹子35和锁定弹子弹簧36；锁匙键20上有锁匙齿，锁匙键20的齿端键入中间轴18轴心的锁匙孔，另一端连接至变速总成壳体的液压分泵31，随着电液系统指令液压分泵31工作时，锁匙键20能够在中间轴18轴心的锁匙孔作水平的移动，当锁匙键20的锁匙齿移动至锁定弹子槽位置时将锁定弹子35挺起使中间轴槽滚柱34得到支撑成锁止状态；当锁匙键20的锁匙齿移动至非锁定弹子槽位置时锁定弹子弹簧36将锁定弹子35回位，使中间轴槽滚柱34得不到支撑成滑动状态。

中间轴18内锁齿轮的外套齿圈和滚柱33置在中间轴18锁定弹子槽上方，与锁定弹子35和锁定弹子弹簧36和中间轴槽滚柱34形成一个成体。当转动力使外套齿圈转动时，内部的滚柱33能够将滑动状态的中间轴槽滚柱34压回中间轴槽口内，此时和中间轴18产生内部的自由滑动；或当转动力使外套齿圈转动时，内部的滚柱33与锁止状态的中间轴槽滚柱34相咬合行成机械锁止，从而能够带动中间轴18转动。

具体实施例一：

本发明双离合多极自动变速器完成每一次升挡或降挡变扭变速的具体过程有以下三个动作，既分离-锁止-连接。首先，变速器电控单元发出指令，此时两套离合器同时工作，通过电液控制系统控制离合器的动作使离合器膜片分离，阻断来至发动机的转动力和进退总成与变速总成的动力传递连接，变速总成被独立出来没有形成任何的转动力输入或输出，第一个分离动作完成；之后，电液控制系统控制液压分泵31将中间轴18两端的锁匙键20水平移动，两支锁匙键20的齿端分别被移动到中间轴18其中的一对主动齿轮输入组和一对变速齿轮输出组的内锁齿轮的锁定弹子槽位置，将锁定弹子35挺起使得该两个内锁齿轮的中间轴槽滚柱34得到支撑成锁止状态后与外套齿圈、滚柱33相咬合行成机械锁止，第二个锁止动作完成；此后，电液控制系统将活塞把离合器的膜片挤压接合到一起，摩擦阻力使发动机的动力重新传递，变速总成和进退总成也重新完成动力传递的连接，第三个动力连接动作完成。发动机的动力经由输入轴17通过机械锁止的主动齿轮输入组完成第一次变扭变速到达中间轴18，再通过机械锁止的变速齿轮输出组完成第二次变扭变速后到达输出轴19，进而在B离合器16摩擦阻力的作用下通过主动轴22向进退总成传递转动力；此时，经由主动轴22轴上的双向同步器29左右自由滑动来选择与前进挡主动齿轮24或倒挡主动齿轮25啮合，控制机动车前进或后退。发动机的动力由输入轴17经中间轴18到达输出轴19的过程中有经过两次变扭变速，既先由其中的一对机械锁止的主动齿轮输入组完成第一次变扭变速后，再由其中的一对机械锁止的变速齿轮输出组进行第二次变扭变速，发动机的动力也只通过这两个机械锁止状态的齿轮组传递，而其它的主动齿轮输入组和变速齿轮输出组成滑动状态，与中间轴18产生内部的自由滑动而不传递任何动力。

本发明具体实施例中是由三个主动齿轮输入组和四个变速齿轮输出组的复式组合，最终得到12个挡位。当然，在实际的使用、制造过程中可相应减少或增加主动齿轮输入组和变速齿轮输出组的数量达到比本发明实施示例更多或更少的挡位数。另外，在实际的使用、制造过程中，主动齿轮输入组和变速齿轮输出组每一对齿轮组的齿比可根据实际所需求而自由设定，通过不同齿比的主动齿轮输入组和变速齿轮输出组随意组合传递不同的扭速比，以达到最佳的动力传递和更为平顺的驾乘感受。

Claims

1.一种双离合多极自动变速器，该变速器有两个部分，既由一个变速总成和一个进退总成构成，变速总成有三根轴，分别是输入轴、中间轴、输出轴。输入轴与输出轴的内端呈平行线错开对置于变速总成箱内，中间轴置于输入轴与输出轴之间。输入轴外端穿入A离合器的中心，内端穿入变速总成箱壳体内，输入轴上有数个直径不等的主动齿轮；输出轴的外端穿入B离合器的中心，内端穿入变速总成箱壳体内，输出轴上有数个直径不等的变速齿轮；中间轴上有数个直径不等的内锁齿轮，中间轴一端上的内锁齿轮与输入轴的主动齿轮相啮，形成数对主动齿轮输入组；中间轴另一端的内锁齿轮与输出轴的变速齿轮相啮合，形成数对变速齿轮输出组；中间轴的轴心有锁匙孔、锁定弹子槽和中间轴槽滚柱，锁定弹子槽内有锁定弹子和锁定弹子弹簧，锁匙键上有锁匙齿，锁匙键的齿端键入中间轴轴心的锁匙孔，另一端处在变速总成箱壳体外连接液压分泵，中间轴内锁齿轮有一个外套齿圈和滚柱，置于中间轴锁定弹子槽上方，与锁定弹子、锁定弹子弹簧和中间轴槽滚柱形成一个成体，内部能够与中间轴槽滚柱和中间轴产生自由滑动或机械锁止；进退总成有两根轴，既主动轴与后轿传动轴，主动轴外端穿入B离合器中与变速总成的输出轴相接合，能通过B离合器的工作传递或断开来至变速总成的输出轴的传动力，主动轴内端穿入进退总成壳箱体内，主动轴上有一个前进挡主动齿轮和一个倒挡主动齿轮，前进挡主动齿轮与倒挡主动齿轮之间有一个双向同步器和拨挡叉，拨挡叉通过与拨挡叉杆与液压换挡泵连接；后轿传动轴外端连接到后轿传差速器，内端穿入进退总成箱壳体内，后桥传动轴有倒挡从动齿轮和前进挡从动齿轮，前进挡从动齿轮与前进挡主动齿轮啮合，倒挡从动齿轮与倒挡中间齿轮和倒挡主动齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的双离合多极自动变速器，其特征在于：锁匙键能够在中间轴轴心的锁匙孔作水平的移动，当锁匙键的锁匙齿端移动至锁定弹子槽位置或非锁定弹子槽位置时使得该内锁齿轮成锁止状态或滑动状态。

3.根据权利要求1和2所述的双离合多极自动变速器，其特征在于：当转动力使内锁齿轮的外套齿圈转动时，内部的滚柱能够将滑动状态的中间轴槽滚柱压回中间轴槽口内，此时和中间轴产生内部的自由滑动，或当转动力使外套齿圈转动时，内部的滚柱与锁止状态的中间轴槽滚柱相咬合行成机械锁止从而能够带动中间轴转动。

4.根据权利要求1和3所述的双离合多极自动变速器，其特征在于：发动机的动力由输入轴17经中间轴18到达输出轴19的过程中有经过两次变扭变速，既先由其中的一对机械锁止的主动齿轮输入组完成第一次变扭变速后，再由其中的一对机械锁止的变速齿轮输出组进行第二次变扭变速，发动机的动力也只通过这两个机械锁止状态的齿轮组传递，而其它的主动齿轮输入组和变速齿轮输出组成滑动状态，与中间轴18产生内部的自由滑动而不传递任何动力。

5.根据权利要求1所述的双离合多极自动变速器，其特征在于：该变速器是由数个主动齿轮输入组和数个变速齿轮输出组的其中之两对不同齿比的齿轮组随意的复式组合，达到每一次组合得到不同的扭速比，既不同的挡位；另外，在实际的使用、制造过程中可相应减少或增加主动齿轮输入组和变速齿轮输出组的数量达到更多或更少的挡位。