CN110345222A - 车辆自动变速器传动系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车辆自动变速器传动系统及车辆，自动变速器传动系统包括：电机，用于提供动力；变速器，与所述电机连接，以接收所述电机提供的动力并传送至差速器，所述变速器配置有多个齿轮副和多个同步器，且至少一个所述齿轮副可同时与两个所述同步器接合，以实现多个档位换挡调速；差速器，与所述变速器连接，以接收所述变速器传送的动力。本发明的车辆自动变速器传动系统，能够实现多个档位换挡调速，匹配不同电机在最优效率下运行，降低电机最高转速，提升与电机匹配的通用性，提升传动系统的传动效率。

Description

车辆自动变速器传动系统及车辆
技术领域
本发明涉及车辆制造技术领域，特别是涉及一种车辆自动变速器传动系统和具有该自动变速器传动系统的车辆。
背景技术
目前，电动乘用车主要配备单挡变速器，速比i在10.0左右。在单级、大速比的设计背景下，要求电机大扭矩、高功率、高转速。因此，在电机更高扭矩及功率的背景下，电机的体积、重量更大，成本也更高。并且在电机更高转速的背景下，不仅传动效率降低，还面临更严峻的NVH问题，以及轴承、油封等零部件寿命的问题。
当前，汽车行业也在同步开发2挡纯电动汽车变速器，与单级变速器(i＝9.5)相比，不仅实现了更好的加速性能，还使得电机高效区域扩大带来了更优化的系统效率。然而，2挡变速器在一定程度上虽优化了动力总成的效率、加速性，但是仍存在纯电驱动变速器传动的技术问题，包括未能降低电机转速，使得电机在高速运行时带来的NVH[噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness)的英文缩写]问题，复杂工况、集成一体化带来的可靠性设计技术问题，电机变速器与整车匹配优化、通用性的技术难题等。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种可以实现多个档位换挡调速的自动变速器传动系统，该传动系统可以实现多级速比，组合出多挡位以匹配不同电机在最优效率下运行，降低电机最高转速，提升与电机匹配的通用性，提升传动系统的传动效率。
本发明一个进一步的目的是要减少现有技术中自动变速器传动系统的零部件的数量，在实现高效率传动的同时，降低传动系统的重量和成本。
特别地，本发明提供了一种车辆自动变速器传动系统，包括：
电机，用于提供动力；
变速器，与所述电机连接，以接收所述电机提供的动力并传送至差速器，所述变速器配置有多个齿轮副和多个同步器，且至少一个所述齿轮副可同时与两个所述同步器接合，以实现多个档位换挡调速；
差速器，与所述变速器连接，以接收所述变速器传送的动力。
进一步地，所述变速器还包括：输入轴、输出轴、第一中间轴和第二中间轴，所述输入轴与所述输出轴同轴设置，且所述输入轴的一端与所述电机连接，所述输出轴的一端与所述差速器连接；多个所述齿轮副沿所述输入轴和所述输出轴的轴向间隔开布置，相邻两个所述齿轮副之间设置有一个所述同步器；所述第一中间轴和所述第二中间轴分别设在所述输入轴和所述输出轴的径向两侧且分别与所述输入轴平行设置，多个所述齿轮副的两侧分别与所述第一中间轴和所述第二中间轴连接。
进一步地，所述齿轮副为三个，三个所述齿轮副分别为第一齿轮副、第二齿轮副和第三齿轮副，所述同步器为两个，两个所述同步器分别为第一同步器和第二同步器；所述第一齿轮副设在所述输入轴上，所述第二齿轮副设在所述输入轴与所述输出轴的连接处，且所述第二齿轮副可同时与所述第一同步器和所述第二同步器接合，所述第三齿轮副设在所述输出轴上；所述第一同步器设在所述输入轴上，且位于所述第一齿轮副和第二齿轮副之间，所述第二同步器设在所述输出轴上且位于所述第二齿轮副和所述第三齿轮副之间。
进一步地，所述同步器为多片式同步器。
进一步地，所述变速器位于1档时，所述第一同步器与所述第一齿轮副接合，所述第二同步器与所述第三齿轮副接合，以将所述电机提供的动力传递给所述差速器。
进一步地，所述变速器位于2档时，所述第一同步器与所述第二齿轮副接合，所述第二同步器与所述第三齿轮副接合，以将所述电机提供的动力传递给所述差速器。
进一步地，所述变速器位于3档时，所述第一同步器和所述第二同步器同时与所述第二齿轮副接合，以将所述电机提供的动力传递给所述差速器。
进一步地，所述变速器位于4档时，所述第一同步器与所述第一齿轮副接合，所述第二同步器与所述第二齿轮副接合，以将所述电机提供的动力传递给所述差速器。
进一步地，所述变速器与所述差速器集成设置。
本发明还提供一种车辆，包括上述实施例中所述的车辆自动变速器传动系统。
本发明的车辆自动变速器传动系统主要由电机、变速器和差速器组成。其中，变速器与电机连接以接收和传送电机提供的动力，差速器与变速器连接，以接收变速器传送的动力。变速器配置有多个齿轮副和多个同步器，并且变速器中的至少一个齿轮副可同时与两个同步器接合，实现多个档位换挡调速，匹配不同电机在最优效率下运行，降低电机最高转速，提升与电机匹配的通用性，提升传动系统的传动效率。
进一步地，本发明的车辆自动变速器传动系统，通过配置至少一个齿轮副可同时与两个同步器接合，减少零部件个数，减少轴向传动系统的轴向尺寸，在实现高效率传动的同时，降低传动系统的重量和成本。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明实施例的车辆自动变速器传动系统的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的车辆自动变速器传动系统在1档状态下的动力路线传递图；
图3是根据本发明实施例的车辆自动变速器传动系统在2档状态下的动力路线传递图；
图4是根据本发明实施例的车辆自动变速器传动系统在3档状态下的动力路线传递图；
图5是根据本发明实施例的车辆自动变速器传动系统在4档状态下的动力路线传递图；
图6是根据本发明实施例的车辆自动变速器传动系统在整车上的一个布置图；
图7是根据本发明实施例的车辆自动变速器传动系统在整车上的另一个布置图；
图8是根据本发明实施例的车辆自动变速器传动系统在整车上的又一个布置图。
附图标记：
自动变速器传动系统100；
电机10；
变速器20；输入轴21；输出轴22；第一中间轴23；第二中间轴24；第一齿轮副25；第二齿轮副26；第三齿轮副27；第一同步器28；第二同步器29；
差速器30。
具体实施方式
参见图1，本发明的车辆自动变速器传动系统100可以应用于纯电动车辆，该自动变速器传动系统100主要由电机10、变速器20和差速器30组成。其中，电机10可以用于提供动力。变速器20与电机10连接，变速器20可以接收电机10提供的动力，并将动力传送至差速器30。差速器30与变速器20连接，差速器30可以接收变速器20传送的动力。变速器20配置有多个齿轮副和多个同步器，并且变速器20中的至少一个齿轮副可同时与两个同步器接合，实现多个档位换挡调速。本发明的车辆自动变速器传动系统100，其中至少有一个齿轮副可以同时与两个同步器接合，可以使用较少的齿轮副实现多级档位，减少传动路线，提升传动效率。同时与现有技术相比，本发明的车辆自动变速器传动系统100取消离合器，使用同步器，同时减少齿轮副的个数，在紧凑的结构下实现多级速比，可组合设计出以匹配不同电机10在最优效率下运行，降低电机10最高转速，避免电机在高速运行时带来的NVH问题，提升与电机10匹配的通用性，提升传动系统的传动效率。
根据本发明的一个实施例，如图1所示，变速器20还包括：输入轴21、输出轴22、第一中间轴23和第二中间轴24。其中，输入轴21与输出轴22同轴设置，输入轴21的一端与电机10连接以传递电机10输送的动力，输出轴22的一端与差速器30连接以将电机10输送的动力传送给差速器30。多个齿轮副沿输入轴21和输出轴22的轴向间隔开布置，相邻两个齿轮副之间设置有一个同步器。第一中间轴23和第二中间轴24分别布置在输入轴21和输出轴22的径向两侧，并且第一中间轴23和第二中间轴24分别与输入轴21平行设置，多个齿轮副的两侧分别与第一中间轴23和第二中间轴24连接。本发明的车辆自动变速器传动系统100，采用双中间轴功率分流的结构形式，易于实现更可靠的动力传递。同时通过采用第一中间轴23、第二中间轴24的双中间轴功率分流的结构形式，在传递同样扭矩或功率流的情况下，使自动变速器传动系统100的径向尺寸得到优化，输入轴21、输出轴22以及轴上的多个齿轮副和同步器仅需承受扭矩，不需要承受弯矩，降低了对输入轴21、输出轴22以及轴上的多个齿轮副和同步器的需用强度要求。
在本发明的一些优选实施方式中，参加图1，车辆自动变速器传动系统100中的齿轮副采用三个，三个齿轮副分别为第一齿轮副25、第二齿轮副26和第三齿轮副27，同步器采用两个，两个同步器分别为第一同步器28和第二同步器29。优选地，第一同步器28和第二同步器29可以分别采用多片式同步器，多片式同步器具有较低的转动惯量。第一齿轮副25安装在输入轴21上，第二齿轮副26安装在输入轴21与输出轴22的连接处，并且第二齿轮副26可同时与第一同步器28和第二同步器29接合，减少齿轮副的个数，使用较少的齿轮副就能实现多级档位。第三齿轮副27安装在输出轴22上。第一同步器28安装在输入轴21上，并且第一同步器28位于第一齿轮副25和第二齿轮副26之间。第二同步器29安装在输出轴22上，并且第二同步器29位于第二齿轮副26和第三齿轮副27之间。本发明的车辆自动变速器传动系统100，采用双中间轴功率分流的结构形式，并且用三个齿轮副就能实现4个档位的传动路线，减少齿轮副的使用数量，同时提升传动系统可靠性，各挡速比以及速比阔度可以根据匹配的电机10进行最优设计，实现高效率传动的同时降低了自动变速器传动系统100的重量和成本。
需要说明的是，本发明的车辆自动变速器传动系统100相对与现有技术来说，省去了离合器和一组齿轮副，可以有效减少变速器20的轴向尺寸，不仅可以降低成本，还可以提升设计可靠性。因为对于自动变速器传统系统来说，对位串联结构，每多一个零部件会对自动变速器传统系统的总成结构的可靠性有负面影响。
根据本发明的一个实施例，参见图1，本发明的车辆自动变速器传动系统100能够实现4档变速。本发明的车辆自动变速器传动系统100中第一齿轮副25的速比记为iI，第二齿轮副26的速比记为iII,第三齿轮副27的速比记为iIII,若实现超速挡设计有iII<1<iI<iIII。具体来说，当变速器20位于1档时，参见图2，第一同步器28与第一齿轮副25接合，第二同步器29与第三齿轮副27接合。其动力传递路线(动力传递路线如图2中箭头方向所示)为：电机10提供的动力通过输入轴21传递给第一齿轮副25，第一齿轮副25通过第一中间轴23和第二中间轴24传递给第三齿轮副27，最后通过输出轴22传递给差速器30。
当变速器20位于2档时，参见图3，第一同步器28与第二齿轮副26接合，第二同步器29与第三齿轮副27接合。其动力传递路线(动力传递路线如图3中箭头方向所示)为：电机10提供的动力通过输入轴21传递给第二齿轮副26，第二齿轮副26通过第一中间轴23和第二中间轴24传递给第三齿轮副27，最后通过输出轴22传递给差速器30。
当变速器20位于3档时，参见图4第一同步器28和第二同步器29同时与第二齿轮副26接合。其动力传递路线(动力传递路线如图4中箭头方向所示)为：电机10提供的动力通过输入轴21传递给第二齿轮副26，第二齿轮副26通过输出轴22传递给差速器30。
当变速器20位于4档时，参见图5，第一同步器28与第一齿轮副25接合，第二同步器29与第二齿轮副26接合。其动力传递路线(动力传递路线如图5中箭头方向所示)为：电机10提供的动力通过输入轴21传递给第一齿轮副25，第一齿轮副25通过第一中间轴23和第二中间轴24传递给第二齿轮副26，最后通过输出轴22传递给差速器30。
在运行过程中电机10可作为电动机提供动力，同时在减速制动时作为发电机10使用。因电机10可反向运行，无需额外的倒挡机构。总成速比及同步器结合位置表如表1所示：
表1
需要说明的是，表1中同步器位置中第一同步器28的位置前表示第一同步器28与第一齿轮副25接合，第一同步器28的位置后表示第一同步器28与第二齿轮副26接合。第二同步器29的位置前表示第二同步器29与第二齿轮副26接合，第二同步器29的位置后表示第二同步器29与第三齿轮副27接合。
从表1中可以看出，本发明的车辆自动变速器传动系统100，1档、2档、3档和4档的速比逐渐降低，表示加速性能逐渐优越，传动效率逐渐提高。因此，本发明的车辆自动变速器传动系统100，采用双中间轴功率分流的结构形式，并且用三个齿轮副就能实现4个档位的传动路线，减少齿轮副的使用数量，同时提升传动系统可靠性。在紧凑的结构下实现多级速比，可组合设计出以匹配不同电机10在最优效率下运行，降低电机10最高转速，提升与电机10匹配的通用性，提升传动系统的传动效率。
根据本发明的一个实施例，变速器20与差速器30可以采用集成一体化的设计，便于变速器20和差速器30的结构布置，使车辆自动变速器传动系统100的结构更加紧凑。在本发明中，参见图6至图8，电机10与变速器20可以在整车上实现纵置和横置布置，纵置和横置布置主要区别在于减速器主减速齿轮副的设计不同，纵置时可以采用伞齿轴和冠状齿的锥齿轮副，横置时可以采用普通斜齿轮副。
总而言之，本发明的车辆自动变速器传动系统100，采用双中间轴功率分流的结构形式，并且用三个齿轮副就能实现4个档位的传动路线，减少齿轮副的使用数量，同时提升传动系统可靠性，各挡速比以及速比阔度可以根据匹配的电机10进行最优设计，实现高效率传动的同时降低了自动变速器传动系统100的重量和成本。
本发明还提供一种车辆，包括上述实施例的车辆自动变速器传动系统100。由于根据本发明的车辆自动变速器传动系统100具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的车辆也具有相应的技术效果，即本发明的车辆的自动变速器传动系统100，采用双中间轴功率分流的结构形式，并且用三个齿轮副就能实现4个档位的传动路线，减少齿轮副的使用数量，同时提升传动系统可靠性，各挡速比以及速比阔度可以根据匹配的电机10进行最优设计，实现高效率传动的同时降低了自动变速器传动系统100的重量和成本。
根据本发明实施例的车辆的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种车辆自动变速器传动系统，其特征在于，包括：
电机，用于提供动力；
变速器，与所述电机连接，以接收所述电机提供的动力并传送至差速器，所述变速器配置有多个齿轮副和多个同步器，且至少一个所述齿轮副可同时与两个所述同步器接合，以实现多个档位换挡调速；
差速器，与所述变速器连接，以接收所述变速器传送的动力。
2.根据权利要求1所述的车辆自动变速器传动系统，其特征在于，
所述变速器还包括：输入轴、输出轴、第一中间轴和第二中间轴，所述输入轴与所述输出轴同轴设置，且所述输入轴的一端与所述电机连接，所述输出轴的一端与所述差速器连接；多个所述齿轮副沿所述输入轴和所述输出轴的轴向间隔开布置，相邻两个所述齿轮副之间设置有一个所述同步器；所述第一中间轴和所述第二中间轴分别设在所述输入轴和所述输出轴的径向两侧且分别与所述输入轴平行设置，多个所述齿轮副的两侧分别与所述第一中间轴和所述第二中间轴连接。
3.根据权利要求2所述的车辆自动变速器传动系统，其特征在于，
所述齿轮副为三个，三个所述齿轮副分别为第一齿轮副、第二齿轮副和第三齿轮副，所述同步器为两个，两个所述同步器分别为第一同步器和第二同步器；所述第一齿轮副设在所述输入轴上，所述第二齿轮副设在所述输入轴与所述输出轴的连接处，且所述第二齿轮副可同时与所述第一同步器和所述第二同步器接合，所述第三齿轮副设在所述输出轴上；所述第一同步器设在所述输入轴上，且位于所述第一齿轮副和第二齿轮副之间，所述第二同步器设在所述输出轴上且位于所述第二齿轮副和所述第三齿轮副之间。
4.根据权利要求1所述的车辆自动变速器传动系统，其特征在于，
所述同步器为多片式同步器。
5.根据权利要求3所述的车辆自动变速器传动系统，其特征在于，
所述变速器位于1档时，所述第一同步器与所述第一齿轮副接合，所述第二同步器与所述第三齿轮副接合，以将所述电机提供的动力传递给所述差速器。
6.根据权利要求3所述的车辆自动变速器传动系统，其特征在于，
所述变速器位于2档时，所述第一同步器与所述第二齿轮副接合，所述第二同步器与所述第三齿轮副接合，以将所述电机提供的动力传递给所述差速器。
7.根据权利要求3所述的车辆自动变速器传动系统，其特征在于，
所述变速器位于3档时，所述第一同步器和所述第二同步器同时与所述第二齿轮副接合，以将所述电机提供的动力传递给所述差速器。
8.根据权利要求3所述的车辆自动变速器传动系统，其特征在于，
所述变速器位于4档时，所述第一同步器与所述第一齿轮副接合，所述第二同步器与所述第二齿轮副接合，以将所述电机提供的动力传递给所述差速器。
9.根据权利要求1所述的车辆自动变速器传动系统，其特征在于，
所述变速器与所述差速器集成设置。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的车辆自动变速器传动系统。
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