CN108119617B - 用于车辆的变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车辆的变速器以减少变速器的全长和重量。该变速器包括：第一输入轴和第二输入轴；与第一输入轴和第二输入轴平行布置的输出轴和传动轴；传动惰轮轴，其减小传递到传动轴的旋转动力，并经由齿轮结构将减速的旋转动力传递到输出轴；以及换挡装置。该换挡装置通过将齿轮副与第一输入轴和输出轴、第二输入轴和输出轴，以及第一输入轴和传动轴啮合，从而通过同步器选择适合于行驶速度的齿轮副。特别地，齿轮副包括形成最低挡的齿轮副，形成最高挡的齿轮副和形成倒车挡的齿轮副。

Description

用于车辆的变速器

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的变速器。

背景技术

本部分中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，且其可不构成现有技术。

基于同步网型手动变速器机制的机械式自动变速器(automated manualtransmission)在车辆行驶过程中通过致动器进行自动换挡，以能够提供类似于自动变速器的驾驶便利性并且比自动变速器更有效地传递动力，其对于车辆燃料效率的提高做出了贡献。

特别地，DCT可以在换挡过程中通过交叉控制两个离合器的切换控制来执行换挡，从而通过减少由于切断提供给发动机的动力所引起的现象来改善换挡的感觉。

然而，由于DCT使用现有的手动变速器结构，因此由于具有大减速比的第一传动比的配置，变速器的轴间距离(输入轴和输出轴之间的距离)可能增加，并且由于输入轴和差动轴之间的距离，可能难以减轻齿轮系的重量。

作为现有技术进行描述的内容被提供来仅用于帮助理解本发明的背景的理解，并且其不应被认为是本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明提供了一种用于车辆的变速器，其通过改善用于形成各变速挡的齿轮的布置结构来减少变速器的长度和重量。

根据本发明的示例性实施方式，本发明提供了一种用于车辆的变速器，其包括第一输入轴和第二输入轴，其被配置成通过第一离合器和第二离合器来被选择性地供应驱动源的旋转动力；输出轴和传动轴，其被配置成与第一输入轴和第二输入轴平行布置；传动惰轮轴，其被配置成减小传递到传动轴的旋转动力，并被配置成经由齿轮结构将减小的旋转动力传递到输出轴；以及，换挡装置，其配置成将具有不同传动比的多个齿轮副与：第一输入轴和输出轴、与第二输入轴和输出轴，以及与第一输入轴和传动轴啮合，并被配置成通过同步器选择多个齿轮副中适合于行驶速度的齿轮副；特别地，在多个齿轮副中，用于形成最低挡的齿轮副，用于形成最高挡的齿轮副，以及用于形成倒车挡的齿轮副被配置成由不同的同步器选择，并且，用于形成最低挡的齿轮副与第一输入轴和传动轴啮合。

传动轴可与传动惰轮平行布置，第一传动齿轮副可与传动轴和传动惰轮轴啮合，并且第二传动齿轮副可与传动惰轮轴和输出轴啮合。

第一输入轴可形成为中空形状，使得第二输入轴插入到第一输入轴中，用于形成最高挡的齿轮副可与第一输入轴和输出轴啮合，并且，用于形成倒车挡的齿轮副可与第二输入轴和输出轴啮合。

第一同步器可设置在传动轴上，以选择用于形成最低挡的1挡齿轮副和3挡齿轮副，第二同步器可设置在输出轴上，以选择用于形成最高挡的5挡齿轮副和2挡齿轮副，并且，第三同步器可设置在输出轴上，以选择用于形成倒车挡的R挡齿轮副和4挡齿轮副。

1挡齿轮副和3挡齿轮副可分别与第一输入轴和传动轴啮合，2挡齿轮副、4挡齿轮副和R挡齿轮副可各自与第二输入轴和输出轴啮合，并且5挡齿轮副可与第一输入轴和输出轴啮合。

3挡齿轮副和5挡齿轮副可共享设置在第一输入轴上的输入齿轮。

从本文提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。应当理解的是，本文描述和具体示例仅旨在说明的目的，并不意图于限制本发明的范围。

附图说明

为了良好地理解本发明，现将参考附图描述以示例的方式给出的本发明的各种实施方式，其中：

图1是示出根据本发明的示例性实施方式的前向5速变速器的布局的视图；

图2是示出根据本发明的示例性实施方式的变速器的轴间距离的视图；

图3是示出在形成1挡时的动力传递路径的视图；

图4是示出在形成2挡时的动力传递路径的视图；

图5是示出在形成R挡时的动力传递路径的视图；以及

图6是示出根据本发明的示例性实施方式的变速器的换挡操作表的视图。

本文所描述的附图仅用于说明的目的，并不意图以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

下文描述本质上仅是示例性的，且其不意图于限制本发明、应用或用途。应当理解的是，贯穿附图，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。

将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。

根据本发明的示例性实施方式的车辆的变速器可以包括第一输入轴IP1和第二输入轴IP2，传动轴TF，传动惰轮轴(transfer idler shaft)TF_IDLE和变速器齿轮装置。

参考图1和图2，第一输入轴IP1可通过第一离合器CL1被选择性地供应驱动源的旋转动力来进行旋转，其中第一离合器CL1可安装在第一输入轴IP1的端部和发动机E之间。

此外，第二输入轴IP2可通过第二离合器CL2被选择性地供应驱动源的旋转动力来进行旋转，其中第二离合器CL2可安装在第二输入轴IP2的端部与发动机E之间。

输出轴OP在一侧与第一输入轴IP1和第二输入轴IP2平行布置，传动轴TF在另一侧与第一输入轴IP1和第二输入轴IP2平行布置。

此外，传动惰轮轴TF_IDLE可被配置成通过齿轮结构减小传递到传动轴TF的旋转动力，并且将减小的旋转动力传递到输出轴OP。

即，一个齿轮与传动轴TF和传动惰轮轴TF_IDLE啮合。另一齿轮与传动惰轮轴TF_IDLE和输出轴OP啮合，以减少传递到传动轴TF的发动机E的旋转动力，并将减小的旋转动力传递到输出轴OP。

例如，传动轴TF和传动惰轮轴TF_IDLE可以平行布置，并且第一传动齿轮副Gtr1可与传动轴TF及传动惰轮轴TF_IDLE啮合。第二传动齿轮副Gtr2可以与传动惰轮轴TF_IDLE及输出轴OP啮合。

此时，第一传动齿轮副Gtr1和第二传动齿轮副Gtr2可以在其旋转被限制的状态下设置在各个轴上。

变速器齿轮装置包括具有不同传动比的多个齿轮副，这些齿轮副分别与第一输入轴IP1和输出轴OP啮合，与第二输入轴IP2和输出轴OP啮合，以及与第一输入轴IP1和传动轴TF啮合，并且该变速器齿轮装置可配置成通过同步器选择适合于行驶速度的齿轮副。

此时，在变速器齿轮装置中配置的齿轮副中，用于形成最低挡的齿轮对，用于形成最高挡的齿轮副和用于形成倒车挡的齿轮副可以被配置成被不同的同步器选择。

例如，变速器可以是能够实施前进5挡和倒车1挡的变速器，并且可通过不同的同步器选择用于形成最低挡的齿轮副的1挡(1-stage)齿轮副G1，用于形成最高挡的5挡(5-stage)齿轮副G5，以及用于形成倒车挡的R挡齿轮副GR。

特别地，用于形成最低挡的齿轮副可以与第一输入轴IP1和传动轴TF啮合。

即，第一齿轮副G1的输入齿轮可以设置在第一输入轴IP1上，并且1挡齿轮副G1的输出齿轮可以设置在传动轴TF上。

根据上述配置，1挡齿轮副G1与第一输入轴IP1和传动轴TF啮合。用于减速的齿轮各自与传动轴TF，传动惰轮轴TF_IDLE以及输出轴OP啮合，使得具有最大减速比的1挡传动比可以通过将从1挡齿轮副G1到输出轴OP连接的多个减速齿轮的传动比组合来实施。

因此，输入轴与输出轴OP之间的距离减小，因此可以实现变速器的小型化和轻量化。

此外，在另一实施方式中，第一输入轴IP1形成为中空形状，因此第二输入轴IP2的一部分可被插入到第一输入轴IP1中。

此外，用于形成最高挡的齿轮副可以与第一输入轴IP1和输出轴OP啮合，并且用于形成倒车挡的齿轮副可以与第二输入轴IP2和输出轴OP啮合。

例如，用于形成最高挡的5挡齿轮副G5的输入齿轮和输出齿轮可与第一输入轴IP1和输出轴OP啮合，并且用于形成倒车挡的R挡齿轮副GR的输入齿轮和输出齿轮可以与第二输入轴IP2和输出轴OP啮合。

此时，反向惰轮(reverse idler gear)GR_IDLE设置在R挡齿轮副GR的输入齿轮和输出齿轮之间，使得R级输入齿轮与反向惰轮GR_IDLE啮合，并且反向惰轮GR_IDLE可与R级输出齿轮啮合。

在一种实施方式中，在动力传递效率方面，高速的齿轮动力传递路径形成为尽可能地短，因此5挡齿轮副G5设置在第一输入轴IP1和输出轴OP上。

此外，倒车挡还包括用于改变发动机E的旋转方向的反向惰轮(reverse idlergear)GR_IDLE，因此，为了减轻重量，在齿轮设计方面，可将反向惰轮GR_IDLE更多地设置在作为实心轴的第二输入轴IP2上而不是作为空心轴的第一输入轴IP1上，从而使R挡齿轮副GR设置在第二输入轴IP2和输出轴OP上。

此外，在本发明的一个实施方式中，传动轴可设有用于形成最低挡的1挡齿轮副G1和用于选择3挡齿轮副G3的第一同步器S1。

此外，输出轴OP可设有用于形成最高挡的5挡齿轮副G5和用于选择2挡齿轮副G2的第二同步器S2。

此外，输出轴OP可设有用于形成倒车挡的R挡齿轮副GR和用于选择4挡齿轮副G4的第三同步器S3。

例如，第一同步器S1可以设置在1挡齿轮副G1的输出齿轮与3挡齿轮副G3的输出齿轮之间，第二同步器S2可以设置在5挡齿轮副G5的输出齿轮与2挡齿轮副G2的输出齿轮之间。第三同步器S3可以设置在R挡齿轮副GR的输出齿轮与4挡齿轮副G4的输出齿轮之间。

因此，1挡齿轮副G1和3挡齿轮副G3可以分别与第一输入轴IP1和传动轴TF啮合。

此外，2挡齿轮副G2、4挡齿轮副G4和R挡齿轮副GR可以分别与第二输入轴IP2和输出轴OP啮合。

此外，5挡齿轮副G5可以与第一输入轴IP1和输出轴OP啮合。

特别地，3挡齿轮副G3和5挡齿轮副G5可以被配置成共享设置在第一输入轴IP1上的输入齿轮。

也就是说，通过与输出轴OP平行布置的传动轴TF和传动惰轮轴TF_IDLE来实现1挡变速挡和3挡变速挡，使得设置在输出轴OP上的齿轮的数量减少，并且用于形成某些变速挡的齿轮副被配置成共享输入齿轮，从而减小变速器的全长并提高变速器在车辆中的安装性。

具有齿轮结构的变速器的布局的配置，例如5速变速器，可以提供可根据同步器的操作进行选择的变速挡的组合。组合可以是14种组合：1-2、1-3、1-4、1-5、1-R、2-3、2-4、2-5、2-R、3-4、3-5、3-R、4-5和4-R。

然而，在DCT的情况下，与同步器的一侧变速挡具有1级差(1-step difference)的变速挡不会来到另一侧，因此将1-2、2-3、3-4和4-5删除。

此外，由于换挡的特性，1挡和R挡不由相同的同步器选择，因此也移除1-R的组合。

因此，作为剩余的组合，一共存在1-3、1-4、1-5、2-4、2-5、2-R、3-5、3-R和4-R这9组组合。

此处，在5速变速器的情况下，在考虑到传动比的情况下，考虑可共同使用输入齿轮来减少齿轮数量的变速挡以及全长，可以考虑3挡和5挡，但是3挡和5挡不使用相同的同步器，因此能同时使用3挡和同步器的组合的数量变为两个(即，3-1和3-R)。

考虑到组合中的第三挡和R挡的组合，在考虑到R挡的布置的情况下，R挡可布置在形成为实心轴的输入轴上。此处，如果考虑R挡，将3挡和R挡的输出齿轮设置在输出轴OP上，则5挡的输出齿轮与传动轴TF连接，因此通过多个齿轮的组合来配置变速挡。

然而，如上所述，如果通过的多个齿轮的组合形成5挡，则5挡的变速器在高速旋转下的效率变得过低，从而可能导致燃料效率的降低。

因此，3挡和R挡不应被组合从而由相同的同步器选择，并且1挡应当在通过传动轴TF与其他齿轮组合时进行换挡，从而减小轴间距离，因此其不应与作为实心轴的第二输入轴IP2啮合。

因此，排列可由同步器选择的可组合变速挡，一共保留了1-3、2-4、2-5、2-R和4-R的5个组合。其中，作为包括5挡的组合，仅余2-5组合。

因此，最后，余下1-3、2-5和4-R的组合。如图1所示，1挡和3挡变速挡设置在作为空心轴的第一输入轴IP1和传动轴TF上，且被配置成由第一同步器S1选择，2挡和5挡变速挡被配置成由第二同步器S2选择，其中5挡可以与输出轴OP啮合，同时与3挡共享输入齿轮，并且2挡可配置成与第二输入轴IP2啮合。

此外，4挡和R挡变速挡可以设置在作为实心轴的第二输入轴IP2和输出轴OP上，并且被配置成由第三同步器S3选择。

然而，在图1中，按照R-4的顺序设置的齿轮可以以4-R的顺序设置，并且当以4-R的顺序设置齿轮时，R挡齿轮也可以类似于1挡变速挡以组合齿轮的方式进行配置。

在下文中，将描述根据本发明的示例性实施方式的使用变速器在某些变速挡的动力传递流。

参考图3和图6，由第一同步器S1选择1挡齿轮副G1，用于形成1挡，随后接合第一离合器CL1。

随后，发动机E的旋转动力沿着第一输入轴IP1跨过(over)1挡齿轮副G1传递到传动轴TF，并跨过与传动轴TF、传动惰轮轴TF_IDLE和输出轴OP啮合的第一传动齿轮副Gtr1和第二传动齿轮副Gtr2传递到输出轴。

因此，传递到输出轴OP的旋转动力通过差速器DP传递到驱动轮，以在1挡驱动车辆。

参考图4和图6，由第二同步器S2选择2挡齿轮副G2用于形成2挡，随后接合第二离合器CL2。

随后，发动机E的旋转动力沿着第二输入轴IP2跨过二挡齿轮副G2传递到输出轴OP。因此，传递到输出轴OP的旋转动力通过差速器(differential)传递到驱动轮从而在2挡驱动车辆。

参照图5和图6，由第三同步器S3选择R挡齿轮副GR，用于形成R挡，随后接合第二离合器CL2。

随后，发动机E的旋转动力沿着第二输入轴IP2跨过R挡齿轮副GR和的反向惰轮GR_IDLE传递到输出轴OP。因此，传递到输出轴OP的旋转动力通过差速器传递到驱动轮从而在R挡驱动车辆。

通过该结构，根据本发明的示例性实施方式，具有最大减速比的1挡传动比可以通过将从最低挡的齿轮副连接到输出轴的减速齿轮的传动比组合来实施，从而减小输入轴和输出轴之间的轴间距离，因此实现变速器的小型化和轻量化。包括最低挡的变速挡在内的某些变速挡可以通过与输出轴平行布置的传动轴和传动惰轮轴来实施，以减少安装在输出轴上的齿轮的数量，从而减小变速器的总长度且增加变速器在车辆中的安装性。

同时，尽管上文已经详细描述了本发明的具体示例，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不违背本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种修改和变化。

Claims (6)

1.一种用于车辆的变速器，包括：

第一输入轴和第二输入轴，被配置成通过第一离合器和第二离合器来被选择性地供应驱动源的旋转动力；

输出轴和传动轴，被配置成与所述第一输入轴和所述第二输入轴平行布置；

传动惰轮轴，被配置成减小传递到所述传动轴的旋转动力，并被配置成经由齿轮结构将减小的旋转动力传递到所述输出轴；以及

换挡装置，配置成将具有不同传动比的多个齿轮副与所述第一输入轴和所述输出轴，与所述第二输入轴和所述输出轴，以及与所述第一输入轴和所述传动轴啮合，且被配置成通过同步器选择多个齿轮副中适合于行驶速度的齿轮副；

其中，在所述多个齿轮副中，用于形成最低挡的齿轮副，用于形成最高挡的齿轮副，以及用于形成倒车挡的齿轮副被配置成通过不同的同步器进行选择；并且

所述用于形成最低挡的齿轮副与所述第一输入轴和所述传动轴啮合，其中，所述用于形成最低挡的齿轮副的输入齿轮设置在所述第一输入轴上，并且所述用于形成最低挡的齿轮副的输出齿轮设置在所述传动轴上。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中所述传动轴与所述传动惰轮平行布置，

第一传动齿轮副与所述传动轴和所述传动惰轮轴啮合，并且

第二传动齿轮副与所述传动惰轮轴和所述输出轴啮合。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中，所述第一输入轴形成为中空形状，使得所述第二输入轴插入到所述第一输入轴中，

所述用于形成最高挡的齿轮副与所述第一输入轴和所述输出轴啮合，并且

所述用于形成倒车挡的齿轮副与所述第二输入轴和所述输出轴啮合。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的变速器，其中，第一同步器设置在所述传动轴上，以选择用于形成最低挡的1挡齿轮副和3挡齿轮副，

第二同步器设置在所述输出轴上，以选择用于形成最高挡的5挡齿轮副和2挡齿轮副，并且

第三同步器设置在所述输出轴上，以选择用于形成倒车挡的R挡齿轮副和4挡齿轮副。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的变速器，其中所述1挡齿轮副和所述3挡齿轮副分别与所述第一输入轴和所述传动轴啮合，

所述2挡齿轮副、所述4挡齿轮副和所述R挡齿轮副各自与所述第二输入轴和所述输出轴啮合，并且

所述5挡齿轮副与所述第一输入轴和所述输出轴啮合。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的变速器，其中，所述3挡齿轮副和所述5挡齿轮副共享设置在所述第一输入轴上的输入齿轮。

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