CN106090147A - 车用多档三离合器变速器 - Google Patents

车用多档三离合器变速器 Download PDF

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CN106090147A CN201610754097.4A CN201610754097A CN106090147A CN 106090147 A CN106090147 A CN 106090147A CN 201610754097 A CN201610754097 A CN 201610754097A CN 106090147 A CN106090147 A CN 106090147A
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variable speed
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李斌
姚进
李华
李超
王焌雄
邹宏
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Sichuan University
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Abstract

本发明属于车辆传动技术领域，具体涉及一种车用多档三离合器变速器。该变速器包括三根输入轴、三个离合器、中间轴、输出轴、五个固定齿轮、七个空套齿轮、五个同步器、倒挡轴、双联第一齿轮、双联第二齿轮、双联齿轮轴、变速行星排太阳轮、变速行星排行星架、变速行星排齿圈、支架。其特点在于将三个离合器与行星排相结合，增大传动比范围，第一离合器参与动力传递的档位为1、4、7、10；第二离合器参与动力传递的档位为2、5、8、11；第三离合器参与动力传递的档位为3、6、9、12；倒挡齿轮采用双联齿轮，可增加倒挡档位数。本发明所述的车用多档三离合器变速器具有换挡快捷，可靠性好，易于实现多档位的优点，适用于各种车辆的传动。

Description

车用多档三离合器变速器
技术领域
本发明涉及一种变速器，具体涉及一种车用多档三离合变速器，属于车辆传动技术领域。
背景技术
随着汽车的大量普及，人们对汽车的舒适性、动力性和燃油经济性的要求越来越高，也对变速器提出了越来越高的要求。当今汽车工业的发展，节能减排成为设计的主要方向，商用车对变速器的设计要求越趋严格，具有高传动效率、结构简单的双离合自动变速器逐渐成为发展趋势。但双离合变速器存在如下不足：不能正确选择需要预先结合的同步器，导致换挡时间延长；两个摩擦离合器的转矩容量和散热条件相差较大，导致可靠性降低；不能越级换挡，只能逐级换挡。
现有技术中，专利CN204921867U公布了一种能够实现6个前进档位车用三离合器变速器，但该方案可实现的档位数较少，齿轮对与轴布置不够合理，齿轮机构复用率较低。专利CN 104989798A公布了一种十速双离合器变速箱，采用主副箱结构，但该方案存在不能正确选择需要预先结合的同步器，导致换挡时间延长；两个摩擦离合器的转矩容量和散热条件相差较大，导致可靠性降低；不能越级换挡，只能逐级换挡等不足。
发明内容
本发明的目的是解决上述技术问题，提出了一种车用多档三离合器变速器。
本发明的技术方案是：车用多档三离合器变速器，包括：第一固定齿轮（1）、第二离合器（2）、第一空套齿轮（3）、第二空套齿轮（4）、第三空套齿轮（5）、第一同步器（12）、第一输入轴（6）、第二输入轴（7）、第四空套齿轮（8）、第一离合器（9）、第二固定齿轮（10）、第三固定齿轮（11）、第四固定齿轮（13）、中间轴（14）、变速行星排行太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）、变速行星排齿圈（17）、支架（18）、第二同步器（19）、第三同步器（20）、输出轴（21）、第三输入轴（22）、第五固定齿轮（23）、第三离合器（24）、第五空套齿轮（25）、第六空套齿轮（26）、第五同步器（34）、第七空套齿轮（27）、倒挡轴（28）、双联齿轮（33）、第四同步器（32）。
所述双联齿轮（33）包括双联第一齿轮（29）、双联第二齿轮（30）及双联齿轮轴（31）。
所述第一输入轴（6）上，依次连接有第一固定齿轮（1）、第二离合器（2）、第一空套齿轮（3）、第二空套齿轮（4）、第一同步器（12）、第三空套齿轮（5）。
所述第二输入轴（7）上，依次连接有第四空套齿轮（8）、第一离合器（9）、第二固定齿轮（10）。
所述中间轴（14）上，依次连接有第三固定齿轮（11）、第一同步器（12）、第四空套齿轮（13）。
所述第三输入轴（22）上，依次连接有第五固定齿轮（23）、第三离合器（24）、第五空套齿轮（25）、第六空套齿轮（26）、第五同步器（34）、第七空套齿轮（27）。所述第四空套齿轮（8）分别与第一固定齿轮（1）、第五固定齿轮（23）常啮合；所述第二固定齿轮（10）分别与第一空套齿轮（3）、第五空套齿轮（25）常啮合；所述第三固定齿轮（11）分别与第二空套齿轮（4）、第六空套齿轮（26）常啮合；所述第四固定齿轮（13）分别与第三空套齿轮（5）、第七空套齿轮（27）常啮合。
所述变速行星排太阳轮（15）与中间轴（14）相连接；所述变速行星排行星架（16）与输出轴（21）相连接；所述变速行星排齿圈（17）通过第二同步器（19）与支架（18）相连接，通过第三同步器（20）与输出轴（21）相连接。
所述倒挡轴（28）上，依次连接有双联第一齿轮（29）、双联第二齿轮（30）、双联齿轮轴（31）、第四同步器（32）。所述双联第一齿轮（29）分别与第六空套齿轮（26）、第三固定齿轮（11）常啮合；所述双联第二齿轮（30）分别与第七空套齿轮（27）、第四固定齿轮（13）常啮合。
本发明的有益效果：本发明所述的变速器可以预先挂入当前档位的两个相邻档位，故换挡更加快捷；可实现越级换挡；通过对齿轮和轴的合理布置，使得该变速箱结构紧凑，齿轮机构复用率较高；配有行星齿轮传动机构可使变速器实现多档变速；档位切换时没有动力中断，能够实现全部档位的动力换挡。采用双联齿轮传动，可实现多个倒挡档位数。
附图说明
图1为该车用多档三离合器变速器传动简图。
图2为该车用多档三离合器变速器前进一挡传动简图。
图3为该车用多档三离合器变速器倒挡一挡传动简图。
具体实施方式
车用多档三离合器变速器，有三根输入轴（6、7、22）、三个离合器（9、2、24）、中间轴（14）、输出轴（21）、五个固定齿轮（1、10、11、13、23）、七个空套齿轮（3、4、5、8、25、26、27）、五个同步器（12、19、20、32、34）、倒挡轴（28）、双联第一齿轮（29）、双联第二齿轮（30）、双联齿轮轴（31）、变速行星排太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）、变速行星排齿圈（17）、支架（18）组成。
本发明所述的所有空套齿轮与支承它们的轴可以相对转动，但不能相对移动 ；所有同步器与支承它们的轴可以相对移动，但不能相对转动 ；所有固定齿轮与它们所在的轴固定为一个整体，不能与轴产生相对运动。
本发明所述的所有同步器都有三个位置，分别是左位、中位和右位。同步器处于左位时，与它左边的空套齿轮结合，使它左边的空套齿轮与轴同步旋转 ；同步器处于右位时，与它右边的空套齿轮结合，使它右边的空套齿轮与轴同步旋转 ；同步器处于中位时，对它左边和右边的齿轮均不产生约束。
所述第二输入轴（7）与所述中间轴（14）同轴布置；所述中间轴（14）与所述输出轴（21）同轴布置；所述第一输入轴（6）、所述第二输入轴（7）、所述第三输入轴（22）平行布置。
所述第一输入轴（6）上，依次连接有第一固定齿轮（1）、第二离合器（2）、第一空套齿轮（3）、第二空套齿轮（4）、第一同步器（12）、第三空套齿轮（5）。所述第二离合器（2）接合时，使第一空套齿轮（3）与第一输入轴（6）相结合。第一同步器（12）安装在第二空套齿轮（4）与第三空套齿轮（5）之间，当第一同步器（12）处于左位时，它与第二空套齿轮（4）结合，使第二空套齿轮（4）与第一输入轴（6）结合为一个整体；当第一同步器（12）处于右位时，它与第三空套齿轮（5）结合，使第三空套齿轮（5）与第一输入轴（6）结合为一个整体；当第一同步器（12）处于中位时，它对第二空套齿轮（4）和第三空套齿轮（5）均没有约束。
所述第二输入轴（7）上，依次连接有第四空套齿轮（8）、第一离合器（9）、第二固定齿轮（10）。所述第一离合器（9）接合时，使第四空套齿轮（8）与第二输入轴（7）相结合。
所述中间轴（14）上，依次连接有第三固定齿轮（11）、第四固定齿轮（13）。
所述第三输入轴（22）上，依次连接有第五固定齿轮（23）、第三离合器（24）、第五空套齿轮（25）、第六空套齿轮（26）、第五同步器（34）、第七空套齿轮（27）。所述第三离合器（24）接合时，使第五空套齿轮（25）与第三输入轴（22）相结合。第五同步器（34）安装在第六空套齿轮（26）与第七空套齿轮（27）之间，当第五同步器（34）处于左位时，它与第六空套齿轮（26）结合，使第六空套齿轮（26）与第三输入轴（22）结合为一个整体；当第五同步器（34）处于右位时，它与第七空套齿轮（27）结合，使第七空套齿轮（27）与第三输入轴（22）结合为一个整体；当第五同步器（34）处于中位时，它对第六空套齿轮（26）和第七空套齿轮（27）均没有约束。
所述第四空套齿轮（8）分别与第一固定齿轮（1）、第五固定齿轮（23）常啮合；所述第二固定齿轮（10）分别与第一空套齿轮（3）、第五空套齿轮（25）常啮合；所述第三固定齿轮（11）分别与第二空套齿轮（4）、第六空套齿轮（26）常啮合；所述第四固定齿轮（13）分别与第三空套齿轮（5）、第七空套齿轮（27）常啮合。
所述变速行星排太阳轮（15）与中间轴（14）相连接；所述变速行星排行星架（16）与输出轴（21）相连接；所述变速行星排齿圈（17）通过第二同步器（19）与支架（18）相连接，通过第三同步器（20）与输出轴（21）相连接。所述第二同步器（19）处于右位时，使支架（18）与变速行星排齿圈（17）相结合；所述第三同步器（20）处于左位时，使变速行星排齿圈（17）与输出轴（21）相结合。
所述双联齿轮（33）包括双联第一齿轮（29）、双联第二齿轮（30）及双联齿轮轴（31）。
所述倒挡轴（28）上，依次连接有双联第一齿轮（29）、双联第二齿轮（30）、双联齿轮轴（31）、第四同步器（32）。所述双联第一齿轮（29）分别与第六空套齿轮（26）、第三固定齿轮（11）常啮合；所述双联第二齿轮（30）分别与第七空套齿轮（27）、第四固定齿轮（13）常啮合。
图 1 所示的车用多档三离合器变速器具有12个前进挡和4个后退挡，各档位参与动力传递的离合器和同步器的状态及动力传递路径如下。
前进一挡，第一离合器（9）接合，第二离合器（2）与第三离合器（24）均断开，第一同步器（12）处于左位与第二空套齿轮（4）相结合，第二同步器（19）处于右位与支架（18）相结合，此时变速行星排齿圈（17）固定不动。动力由第二输入轴（7）输入，经过第二空套齿轮（8）、第一固定齿轮（1）、第一输入轴（6）、第二空套齿轮（4）、第三固定齿轮（11）、中间轴（14）、变速行星排太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）传递，由输出轴（21）输出。
前进二挡，第二离合器（2）接合，第一离合器（9）与第三离合器（24）均断开，第一同步器（12）处于左位与第二空套齿轮（4）相结合，第二同步器（19）处于右位与支架（18）相结合，此时变速行星排齿圈（17）固定不动。动力由第二输入轴（7）输入，经过第二固定齿轮（10）、第一空套齿轮（3）、第一输入轴（6）、第二空套齿轮（4）、第三固定齿轮（11）、中间轴（14）、变速行星排太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）传递，由输出轴（21）输出。
前进三挡，第三离合器（24）接合，第一离合器（9）与第二离合器（2）均断开，第五同步器（34）处于左位与第六空套齿轮（26）相结合，第二同步器（19）处于右位与支架（18）相结合，此时变速行星排齿圈（17）固定不动。动力由第二输入轴（7）输入，经过第四固定齿轮（10）、第五空套齿轮（25）、第三输入轴（22）、第六空套齿轮（26）、第三固定齿轮（11）、中间轴（14）、变速行星排太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）传递，由输出轴（21）输出。
前进四挡，第一离合器（9）接合，第二离合器（2）与第三离合器（24）均断开，第一同步器（12）处于右位与第三空套齿轮（5）相结合，第二同步器（19）处于右位与支架（18）相结合，此时变速行星排齿圈（17）固定不动。动力由第二输入轴（7）输入，经过第四空套齿轮（8）、第一固定齿轮（1）、第一输入轴（1）、第三空套齿轮（5）、第四固定齿轮（13）、中间轴（14）、变速行星排太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）传递，由输出轴（21）输出。
前进五挡，第二离合器（2）接合，第一离合器（9）与第三离合器（24）均断开，第一同步器（12）处于右位与第三空套齿轮（5）相结合，第二同步器（19）处于右位与支架（18）相结合，此时变速行星排齿圈（17）固定不动。动力由第二输入轴（7）输入，经过第二固定齿轮（10）、第一空套齿轮（3）、第一输入轴（6）、第三空套齿轮（5）、第四固定齿轮（13）、中间轴（14）、变速行星排太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）传递，由输出轴（21）输出。
前进六挡，第三离合器（24）接合，第一离合器（9）与第二离合器（2）均断开，第五同步器（34）处于右位与第七空套齿轮（27）相结合，第二同步器（19）处于右位与支架（18）相结合，此时变速行星排齿圈（17）固定不动。动力由第二输入轴（7）输入，经过第二固定齿轮（10）、第五空套齿轮（25）、第三输入轴（22）、第七空套齿轮（27）、第四固定齿轮（13）、中间轴（14）、变速行星排太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）传递，由输出轴（21）输出。
前进七挡，第一离合器（9）接合，第二离合器（2）与第三离合器（24）均断开，第一同步器（12）处于左位与第二空套齿轮（4）相结合，第三同步器（20）处于左位与变速行星排齿圈（17）相结合。动力由第二输入轴（7）输入，经过第二空套齿轮（8）、第一固定齿轮（1）、第一输入轴（6）、第二空套齿轮（4）、第三固定齿轮（11）、中间轴（14）、变速行星排太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）传递，由输出轴（21）输出。
前进八挡，第二离合器（2）接合，第一离合器（9）与第三离合器（24）均断开，第一同步器（12）处于左位与第二空套齿轮（4）相结合，第三同步器（20）处于左位与变速行星排齿圈（17）相结合。动力由第二输入轴（7）输入，经过第二固定齿轮（10）、第一空套齿轮（3）、第一输入轴（6）、第二空套齿轮（4）、第三固定齿轮（11）、中间轴（14）、变速行星排太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）传递，由输出轴（21）输出。
前进九挡，第三离合器（24）接合，第一离合器（9）与第二离合器（2）均断开，第五同步器（34）处于左位与第六空套齿轮（26）相结合，第三同步器（20）处于左位与变速行星排齿圈（17）相结合。动力由第二输入轴（7）输入，经过第四固定齿轮（10）、第五空套齿轮（25）、第三输入轴（22）、第六空套齿轮（26）、第三固定齿轮（11）、中间轴（14）、变速行星排太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）传递，由输出轴（21）输出。
前进十挡，第一离合器（9）接合，第二离合器（2）与第三离合器（24）均断开，第一同步器（12）处于右位与第三空套齿轮（5）相结合，第三同步器（20）处于左位与变速行星排齿圈（17）相结合。动力由第二输入轴（7）输入，经过第四空套齿轮（8）、第一固定齿轮（1）、第一输入轴（1）、第三空套齿轮（5）、第四固定齿轮（13）、中间轴（14）、变速行星排太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）传递，由输出轴（21）输出。
前进十一挡，第二离合器（2）接合，第一离合器（9）与第三离合器（24）均断开，第一同步器（12）处于右位与第三空套齿轮（5）相结合，第三同步器（20）处于左位与变速行星排齿圈（17）相结合。动力由第二输入轴（7）输入，经过第二固定齿轮（10）、第一空套齿轮（3）、第一输入轴（6）、第三空套齿轮（5）、第四固定齿轮（13）、中间轴（14）、变速行星排太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）传递，由输出轴（21）输出。
前进十二挡，第三离合器（24）接合，第一离合器（9）与第二离合器（2）均断开，第五同步器（34）处于右位与第七空套齿轮（27）相结合，第三同步器（20）处于左位与变速行星排齿圈（17）相结合。动力由第二输入轴（7）输入，经过第二固定齿轮（10）、第五空套齿轮（25）、第三输入轴（22）、第七空套齿轮（27）、第四固定齿轮（13）、中间轴（14）、变速行星排太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）传递，由输出轴（21）输出。
倒挡一挡，第一离合器（9）接合，第二离合器（2）与第三离合器（24）均断开，第四同步器（32）处于右位与双联齿轮（33）相结合，第五同步器（34）处于左位与第六空套齿轮（26）相结合，第二同步器（19）处于右位与支架（18）相结合，此时变速行星排齿圈（17）固定不动。动力由第二输入轴（7）输入，经过第四空套齿轮（8）、第五固定齿轮（23）、第三输入轴（22）、第六空套齿轮（26）、双联第一齿轮（29）、第三固定齿轮（11）、中间轴（14）、变速行星排太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）传递，由输出轴（21）输出。
倒挡二挡，第三离合器（24）接合，第一离合器（9）与第二离合器（2）均断开，第四同步器（32）处于右位与双联齿轮（33）相结合，第五同步器（34）处于右位与第七空套齿轮（27）相结合，第二同步器（19）处于右位与支架（18）相结合，此时变速行星排齿圈（17）固定不动。动力由第二输入轴（7）输入，经过第二固定齿轮（10）、第五空套齿轮（25）、第三输入轴（22）、第七空套齿轮（27）、双联第二齿轮（30）、第四固定齿轮（13）、中间轴（14）、变速行星排太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）传递，由输出轴（21）输出。
倒挡三挡，第一离合器（9）接合，第二离合器（2）与第三离合器（24）均断开，第四同步器（32）处于右位与双联齿轮（33）相结合，第五同步器（34）处于左位与第六空套齿轮（26）相结合，第三同步器（20）处于左位与变速行星排齿圈（17）相结合。动力由第二输入轴（7）输入，经过第四空套齿轮（8）、第五固定齿轮（23）、第三输入轴（22）、第六空套齿轮（26）、双联第一齿轮（29）、第三固定齿轮（11）、中间轴（14）、变速行星排太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）传递，由输出轴（21）输出。
倒挡四挡，第三离合器（24）接合，第一离合器（9）与第二离合器（2）均断开，第四同步器（32）处于右位与双联齿轮（33）相结合，第五同步器（34）处于右位与第七空套齿轮（27）相结合，第三同步器（20）处于左位与变速行星排齿圈（17）相结合。动力由第二输入轴（7）输入，经过第二固定齿轮（10）、第五空套齿轮（25）、第三输入轴（22）、第七空套齿轮（27）、双联第二齿轮（30）、第四固定齿轮（13）、中间轴（14）、变速行星排太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）传递，由输出轴（21）输出。
本发明所述的车用多档三离合器变速器的换挡操作非常快捷，换挡过程需要分两步走，首先是结合某一档位的同步器，然后再结合该档位的离合器。现举例说明该变速器的换挡过程。假设该变速器当前工作于前进二挡，则第一同步器（12）处于左位，第二离合器（2）处于接合状态，第一离合器（9）与第三离合器处于断开状态。在该变速器工作于前进二挡的状态下，预先将第五同步器（34）置于左位，使第五同步器（34）与第六空套齿轮（26）结合，由于第一摩离合器（2）和第三离合器（24）为断开状态，所以第五同步器（34）与第六空套齿轮（26）的结合非常顺利。如果需要切换至前进一挡，断开第二离合器（9）的同时接合第一离合器（2）即可快速平稳换挡 ；如果需要切换至前进三挡，断开第二离合器（9）的同时接合第三离合器（24）即可快速平稳换挡。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.车用多档三离合器变速器，其特征在于，包括：第一固定齿轮（1）、第二离合器（2）、第一空套齿轮（3）、第二空套齿轮（4）、第三空套齿轮（5）、第一同步器（12）、第一输入轴（6）、第二输入轴（7）、第四空套齿轮（8）、第一离合器（9）、第二固定齿轮（10）、第三固定齿轮（11）、第四固定齿轮（13）、中间轴（14）、变速行星排行太阳轮（15）、变速行星排行星架（16）、变速行星排齿圈（17）、支架（18）、第二同步器（19）、第三同步器（20）、输出轴（21）、第三输入轴（22）、第五固定齿轮（23）、第三离合器（24）、第五空套齿轮（25）、第六空套齿轮（26）、第五同步器（34）、第七空套齿轮（27）、倒挡轴（28）、双联齿轮（33）、第四同步器（32）；
所述双联齿轮（33）包括双联第一齿轮（29）、双联第二齿轮（30）及双联齿轮轴（31）；
所述第一输入轴（6）上，依次连接有第一固定齿轮（1）、第二离合器（2）、第一空套齿轮（3）、第二空套齿轮（4）、第一同步器（12）、第三空套齿轮（5）；
所述第二输入轴（7）上，依次连接有第四空套齿轮（8）、第一离合器（9）、第二固定齿轮（10）；
所述中间轴（14）上，依次连接有第三固定齿轮（11）、第一同步器（12）、第四空套齿轮（13）；
所述第三输入轴（22）上，依次连接有第五固定齿轮（23）、第三离合器（24）、第五空套齿轮（25）、第六空套齿轮（26）、第五同步器（34）、第七空套齿轮（27）；
所述第四空套齿轮（8）分别与第一固定齿轮（1）、第五固定齿轮（23）常啮合；所述第二固定齿轮（10）分别与第一空套齿轮（3）、第五空套齿轮（25）常啮合；所述第三固定齿轮（11）分别与第二空套齿轮（4）、第六空套齿轮（26）常啮合；所述第四固定齿轮（13）分别与第三空套齿轮（5）、第七空套齿轮（27）常啮合；
所述变速行星排太阳轮（15）与中间轴（14）相连接；所述变速行星排行星架（16）与输出轴（21）相连接；所述变速行星排齿圈（17）通过第二同步器（19）与支架（18）相连接，通过第三同步器（20）与输出轴（21）相连接；
所述倒挡轴（28）上，依次连接有双联第一齿轮（29）、双联第二齿轮（30）、双联齿轮轴（31）、第四同步器（32）；所述双联第一齿轮（29）分别与第六空套齿轮（26）、第三固定齿轮（11）常啮合；所述双联第二齿轮（30）分别与第七空套齿轮（27）、第四固定齿轮（13）常啮合。
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