CN112240357A - 复合同步器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合同步器，所述复合同步器可以包括：第一连接齿轮和第二连接齿轮，所述第一连接齿轮和第二连接齿轮固定至轴；第一外齿轮，其具有第一套筒，所述第一套筒能够旋转地安装于轴，所述第一套筒通过沿着轴滑动来与第一连接齿轮接合；第二外齿轮，其具有第二套筒，所述第二套筒能够旋转地安装于轴，所述第二套筒通过沿着轴滑动来与第二连接齿轮选择性地接合；以及中间齿轮，其能够根据所述第一套筒和所述第二套筒的轴向滑动状态来连接或不连接第一套筒和第二套筒。

Description

复合同步器
技术领域
本发明涉及一种同步器的配置，该同步器能够用于同步啮合型的换挡机构。
背景技术
相关技术中的用于手动变速器(Manual Transmission，MT)、自动手动变速器(Automatic Manual Transmission，AMT)、双离合器变速器(Dual Clutch Transmission，DCT)等的同步啮合型换挡机构以这样的方式执行换挡：通过同步器使轴和变速齿轮同步，然后接合齿轮。
换而言之，相关技术的同步器通过使自主旋转地支撑有变速齿轮的轴的旋转速度与变速齿轮的旋转速度同步来实现换挡挡位，进而将与轴一起旋转的套筒联接至一体地连接到变速齿轮的离合器齿轮，使得扭矩因此在轴与变速齿轮之间传输。
在本发明的该背景技术部分中包括的信息仅仅旨在增加对本发明的一般背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种复合同步器，其与轴和安装在轴上的变速齿轮同步地接合或不接合，并且所述复合同步器与相邻的变速齿轮接合，以配置为相互传输动力，使得当在变速器中利用复合同步器时，可以使变速器更加紧凑，从而能够减小变速器的整体长度、体积等。
鉴于前述内容，根据本发明的示例性实施方案的复合同步器包括：第一连接齿轮和第二连接齿轮，所述第一连接齿轮和第二连接齿轮固定至轴；第一外齿轮，其具有第一套筒，所述第一套筒能够旋转地安装于轴，所述第一套筒通过沿着轴滑动来与第一连接齿轮接合；第二外齿轮，其具有第二套筒，所述第二套筒能够旋转地安装于轴，所述第二套筒通过沿着轴滑动来与第二连接齿轮选择性地接合；以及中间齿轮，其能够根据所述第一套筒和所述第二套筒的轴向滑动状态来连接或不连接第一套筒和第二套筒。
所述中间齿轮可以安装在第一连接齿轮与第二连接齿轮之间，以相对于轴能够旋转。
所述中间齿轮、所述第一连接齿轮和所述第二连接齿轮可以具有相同的外径；所述第一套筒可以安装为：能够在第一套筒与中间齿轮接合的状态下，通过轴向地滑动来连接或不连接中间齿轮和第一连接齿轮；所述第二套筒可以安装为能够改变至以下状态：第二套筒与中间齿轮接合的状态、第二套筒与第二连接齿轮接合的状态、第二套筒通过在轴上轴向地滑动而既不与中间齿轮接合也不与第二连接齿轮接合的空位(neutral)状态。
所述复合同步器可以进一步包括：第一同步环，其安装为在第一套筒朝向第一连接齿轮滑动时使第一连接齿轮与中间齿轮同步；第二同步环，其安装为在第二套筒朝向中间齿轮滑动时使第二外齿轮与中间齿轮同步；第三同步环，其安装为当第二套筒朝向第二连接齿轮滑动时使第二连接齿轮与第二外齿轮同步。
所述中间齿轮可以在第一套筒的一侧处与第一套筒一体地形成，所述第一套筒的一侧面向所述第二套筒。
所述复合同步器可以进一步包括：第一同步环，其安装为在第一套筒朝向第一连接齿轮滑动时使第一连接齿轮与第一外齿轮同步；第二同步环，其安装为在第二套筒朝向中间齿轮滑动时使第二外齿轮与中间齿轮同步；第三同步环，其安装为在第二套筒朝向第二连接齿轮滑动时使第二连接齿轮与第二外齿轮同步。
鉴于另一方面，根据本发明的各个示例性实施方案的使用复合同步器的变速器包括：第一输入轴，其安装为接收通过第一离合器输入的动力；第二输入轴，其与第一输入轴同轴地安装，以接收通过第二离合器输入的动力；第一输出轴，其与第一输入轴平行地安装并且具有第一输出齿轮；第二输出轴，其与第一输入轴平行地安装并且具有第二输出齿轮；复合同步器，其安装于第二输出轴，使得复合同步器的轴成为第二输出轴；第六挡位驱动齿轮，其安装于第二输入轴，以通过与复合同步器的第一外齿轮接合来实现第六挡位，所述第六挡位为通过变速器实现的一系列换挡挡位中具有最小传动比的最高换挡挡位；以及第三挡位驱动齿轮，其安装于第一输入轴，所述第三挡位驱动齿轮通过与复合同步器的第二外齿轮接合来实现所述一系列换挡挡位中的第三挡位。
用于实现一系列换挡挡位中的第二挡位的第二挡位驱动齿轮可以安装于第二输入轴；通过与第二挡位驱动齿轮接合而实现第二挡位的第二挡位从动齿轮可以安装于第一输出轴；在复合同步器的第一套筒和第二套筒连接的状态下，从第三挡位驱动齿轮开始的包括第二外齿轮、第一外齿轮、第六挡位驱动齿轮、第二挡位驱动齿轮以及第二挡位从动齿轮的动力传输路径可以实现一系列换挡挡位中具有最大传动比的第一挡位。
实现一系列换挡挡位中的第四挡位的第四挡位驱动齿轮可以安装于第二输入轴；通过与第四挡位驱动齿轮接合而实现第四挡位的第四挡位从动齿轮可以安装于第二输出轴；实现一系列换挡挡位中的第五挡位的第五挡位驱动齿轮可以安装于第一输入轴；通过与第五挡位驱动齿轮接合而实现第五挡位的第五挡位从动齿轮可以安装于第一输出轴。
本发明使轴和安装于轴上的变速齿轮同步地接合或不接合，并且与相邻的变速齿轮接合，以能够相互传输动力，使得当在变速器中利用复合同步器时使变速器可以更紧凑，从而能够减小变速器的整体长度、体积等。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的实施方案中进行详细陈述，这些附图和实施方案共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过下文结合附图所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征以及其他优点，在这些附图中：
图1为示出根据本发明的示例性实施方案的复合同步器的各个示例性实施方案的配置的示意图；
图2、图3和图4为示出各种示例性实施方案的操作状态和动力流的示意图；
图5为示出根据本发明的示例性实施方案的复合同步器的各个示例性实施方案的配置的示意图；
图6、图7和图8为示出各种示例性实施方案的操作状态和动力流的示意图；
图9为示出利用根据本发明的示例性实施方案的各个示例性实施方案的变速器的配置的示意图；
图10、图11、图12、图13、图14和图15为示出在图9的变速器实现第一挡位至第六挡位时的状态的示意图；以及
图16为示出当图9的变速器实现第一挡位至第六挡位时离合器和同步器的操作状态的表图。
应当理解，附图不一定是按照比例绘制，而是显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本发明所包括的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记表示本发明的相同或等同的部分。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些具体实施方案的示例呈现在附图中并描述如下。尽管本发明将与本发明的示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。另一方面，本发明旨在不但覆盖本发明的示例性实施方案，而且还覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替选形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
参考图1、图2、图3和图4，本发明的各个示例性实施方案的复合同步器包括：固定至轴1的第一连接齿轮3和第二连接齿轮5、第一外齿轮9、第二外齿轮13以及中间齿轮15；第一外齿轮9具有第一套筒7，第一套筒7能够通过沿着轴滑动而与第一连接齿轮3接合，并且可旋转地安装于轴1；第二外齿轮13具有第二套筒11，第二套筒11能够通过沿着轴滑动而与第二连接齿轮5接合，并且可旋转地安装于轴1；中间齿轮15能够根据第一套筒7和第二套筒11的轴向滑动状态来连接或不连接第一套筒7和第二套筒11。
换而言之，根据第一套筒7和第二套筒11的轴向位置，复合同步器能够实现以下状态：图2所示的状态，其中，复合同步器连接第一外齿轮9和第二外齿轮13，使得动力可以传输；图3所示的状态，其中，复合同步器连接第一外齿轮9和轴1，使得动力可以传输；图4所示的状态，其中，复合同步器连接第二外齿轮13和轴1，使得动力可以传输。
第一外齿轮9和第二外齿轮13能够分别与另一个齿轮接合并且传递/接收动力，所以第一外齿轮9和第二外齿轮13可以用于分别实现变速器中的不同换挡挡位。例如，如图9所示，第一外齿轮9可以实现第六挡位，第二外齿轮13可以实现第三挡位。
中间齿轮15安装在第一连接齿轮3与第二连接齿轮5之间，以相对于轴1能够旋转。
在图1、图2、图3和图4的各个示例性实施方案中，中间齿轮15、第一连接齿轮3和第二连接齿轮5具有相同的外直径；第一套筒7安装为在第一套筒7与中间齿轮15接合的状态下通过轴向滑动而能够使中间齿轮15与第一连接齿轮3连接或不连接；第二套筒11安装为通过在轴上轴向滑动而改变至以下状态：第二套筒11与中间齿轮15接合的状态、第二套筒11与第二连接齿轮5接合的状态、以及第二套筒11既不与中间齿轮15接合也不与第二连接齿轮5接合的空位状态。
作为参考，术语“轴向”表示轴1的纵向方向，并且因为套筒通常用于同步啮合型变速器，所以套筒配置为使得：在套筒通过换挡拨叉轴向地直线滑动时，可以改变套筒与相邻齿轮的接合挡位。
图1的复合同步器包括：第一同步环17、第二同步环19以及第三同步环21；所述第一同步环17安装为在第一套筒7朝向第一连接齿轮3滑动时使第一连接齿轮3与中间齿轮15同步；所述第二同步环19安装为在第二套筒11朝向中间齿轮15滑动时使第二外齿轮13与中间齿轮15同步；所述第三同步环21安装为在第二套筒11朝向第二连接齿轮5滑动时使第二连接齿轮5与第二外齿轮13同步。
该同步环类似于相关技术中所使用的同步啮合型变速器中的同步器，其配置为通过套筒的轴向运动而被轴向地挤压并且产生摩擦，从而使两个准备通过套筒接合的齿轮同步。
在本发明的示例性的实施方案中，第二同步环19和第三同步环21安装在第二连接齿轮5与中间齿轮15之间，但是在第一连接齿轮3和中间齿轮15之间，仅第一同步环17安装在第一连接齿轮3的一侧，而没有特定的同步环安装在中间齿轮15的一侧。这是因为第一套筒7保持与中间齿轮15接合而不完全与中间齿轮15分离。
本配置不仅通过减少所需的同步环的数量来有助于减小复合同步器的长度，而且还有助于减小使用复合同步器的变速器的长度。
图5至图8示出了本发明的各个示例性实施方案的复合同步器，其中，除了中间齿轮15在第一套筒7的面向第二套筒11的一侧与第一套筒7一体地形成之外，其他配置与图1至图4中的各个示例性实施方案的配置相同。
换而言之，中间齿轮15在其能够与第二套筒11接合的状态下与第一套筒7一体地形成。
本示例性实施方案包括：第一同步环17、第二同步环19以及第三同步环21；所述第一同步环17安装为在第一套筒7朝向第一连接齿轮3滑动时使第一连接齿轮3与第一外齿轮9同步；所述第二同步环19安装为在第二套筒11朝向中间齿轮15滑动时使第二外齿轮13与中间齿轮15同步；所述第三同步环21安装为在第二套筒11朝向第二连接齿轮5滑动时使第二连接齿轮5与第二外齿轮13同步。
因此，当第二套筒11朝向第一套筒7移动并且与中间齿轮15接合时，本发明的示例性实施方案的复合同步器能够实现以下状态：第一外齿轮9和第二外齿轮13连接，以配置为通过第一套筒7和第二套筒11传输动力的状态，如图6所示；第一套筒7与第一连接齿轮3接合的状态，如图7所示；第二套筒11与第二连接齿轮5接合的状态，如图8所示。
图9详细示出了可以通过利用上述复合同步器来实现的变速器的示例，其中，虽然利用了各个示例性实施方案的复合同步器，但是可以将其替换为各个示例性实施方案的复合同步器。
图9的变速器包括：第一输入轴IN1、第二输入轴IN2、第一输出轴OUT1、第二输出轴OUT2、复合同步器、第六挡位驱动齿轮6D以及第三挡位驱动齿轮3D；所述第一输入轴IN1安装为接收通过第一离合器CL1输入的动力；所述第二输入轴IN2与第一输入轴IN1同轴安装，以接收通过第二离合器CL2输入的动力；所述第一输出轴OUT1与第一输入轴IN1平行地安装，并且具有第一输出齿轮OG1；所述第二输出轴OUT2与第一输入轴IN1平行地安装，并且具有第二输出齿轮OG2；所述复合同步器安装于第二输出轴OUT2，使得复合同步器的轴1成为第二输出轴OUT2；所述第六挡位驱动齿轮6D安装于第二输入轴IN2，以通过与复合同步器的第一外齿轮9接合来实现第六挡位，所述第六挡位是由变速器实现的一系列换挡挡位中具有最小传动比的最高换挡挡位；所述第三挡位驱动齿轮3D安装于第一输入轴IN1，以通过与复合同步器的第二外齿轮13接合来实现一系列换挡挡位中的第三挡位。
换而言之，所述变速器是利用具有图1所示配置的复合同步器的具有六个前进挡位的双离合器变速器(DCT)。
用于实现一系列换挡挡位中的第二挡位的第二挡位驱动齿轮2D安装于第二输入轴IN2；通过与第二挡位驱动齿轮2D接合来实现第二挡位的第二挡位从动齿轮2P安装于第一输出轴OUT1；在复合同步器的第一套筒7和第二套筒11连接的状态下，从第三挡位驱动齿轮3D开始的包括第二外齿轮13、第一外齿轮9、第六挡位驱动齿轮6D、第二挡位驱动齿轮2D以及第二挡位从动齿轮2P的动力传输路径实现了一系列换挡挡位中具有最大的传动比的第一挡位。
换而言之，在本发明的变速器中，不是简单地通过一对外齿轮来实现第一挡位传动比，而是通过将用于实现第二挡位、第三挡位和第六挡位的齿轮进行组合来实现第一挡位传动比，所以不需要用于实现第一挡位的特定齿轮，因此可以减小用在变速器中的轴之间的距离。因此，能够减少变速器中的部件数量，并且还能够减小变速器的长度和重量。
实现一系列换挡挡位中的第四挡位的第四挡位驱动齿轮4D安装于第二输入轴IN2；通过与第四挡位驱动齿轮4D接合而实现第四挡位的第四挡位从动齿轮4P安装于第二输出轴OUT2；实现一系列换挡挡位中的第五挡位的第五挡位驱动齿轮5D安装于第一输入轴IN1；通过与第五挡位驱动齿轮5D接合而实现第五挡位的第五挡位从动齿轮5P安装于第一输出轴OUT1，从而配置为能够实现全部六个换挡挡位的双离合器变速器(DCT)。
作为参考，能够连接或不连接第二挡位从动齿轮2P和第五挡位从动齿轮5P的2&5挡位同步器2&5S安装于第一输出轴OUT1，并且能够将第四挡位从动齿轮4P与第二输出轴OUT2连接或不连接的第四挡位同步器4S安装于第二输出轴OUT2。
图10至图15示出了上述变速器实现第一挡位至第六挡位的状态。关于第一挡位，如上所述，第一套筒7和第二套筒11连接，所以通过第一离合器CL1供应到第一输入轴IN1的动力以第一挡位传动比通过第三挡位驱动齿轮3D、第二外齿轮13、第二套筒11、第一套筒7、第一外齿轮9、第六挡位驱动齿轮6D、第二挡位驱动齿轮2D以及第二挡位从动齿轮2P输出到第一输出轴OUT1。
显然，第一输出轴OUT1上的第一输出齿轮OG1和第二输出轴OUT2上的第二输出齿轮OG2通过共同的差速器连接，使得输出到第一输出轴OUT1和第二输出轴OUT2的动力可以通过差速器传输到车辆的驱动轮。
此外，其他的第二挡位至第六挡位以与相关技术的常用的同步啮合型变速器相同的方式实现，在本文中不再赘述。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背”、“内”、“外”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“内侧”、“外侧”、“向前”、“向后”用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。将进一步理解，术语“连接”或其衍生词指的是直接连接和间接连接。
前面对本发明具体示例性实施方案的描述是出于说明和描述的目的而呈现。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导，很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围由所附权利要求及其等价形式所限定。

Claims (9)

1.一种复合同步器，其包括：
第一连接齿轮和第二连接齿轮，所述第一连接齿轮和第二连接齿轮固定至轴；
第一齿轮，其具有第一套筒，所述第一套筒能够旋转地安装于轴，所述第一套筒通过沿着轴滑动来与第一连接齿轮选择性地接合；
第二齿轮，其具有第二套筒，所述第二套筒能够旋转地安装于轴，所述第二套筒通过沿着轴滑动来与第二连接齿轮选择性地接合；以及
中间齿轮，其配置为根据所述第一套筒和第二套筒的轴向滑动状态选择性地连接第一套筒和第二套筒。
2.根据权利要求1所述的复合同步器，
其中，中间齿轮安装在所述第一连接齿轮与第二连接齿轮之间，以相对于轴能够旋转。
3.根据权利要求2所述的复合同步器，
其中，所述中间齿轮、第一连接齿轮和第二连接齿轮具有相同的外径；
所述第一套筒布置为在第一套筒与中间齿轮接合的状态下通过轴向地滑动来选择性地将中间齿轮和第一连接齿轮连接；
所述第二套筒布置为改变至：所述第二套筒与所述中间齿轮接合的第一状态；所述第二套筒与所述第二连接齿轮接合的第二状态；以及，所述第二套筒通过在轴上轴向滑动而不与所述中间齿轮或所述第二连接齿轮接合的第三状态。
4.根据权利要求3所述的复合同步器，其进一步包括：
第一同步环，其布置为在所述第一套筒朝向第一连接齿轮滑动时使第一连接齿轮与中间齿轮同步；
第二同步环，其布置为在所述第二套筒朝向中间齿轮滑动时使第二齿轮与中间齿轮同步；
第三同步环，其布置为在所述第二套筒朝向第二连接齿轮滑动时使第二连接齿轮与第二齿轮同步。
5.根据权利要求2所述的复合同步器，
其中，所述中间齿轮在第一套筒的一侧处与第一套筒一体地形成，所述第一套筒的一侧面向所述第二套筒。
6.根据权利要求5所述的复合同步器，其进一步包括：
第一同步环，其布置为在所述第一套筒朝向第一连接齿轮滑动时使第一连接齿轮与第一齿轮同步；
第二同步环，其布置为在所述第二套筒朝向中间齿轮滑动时使第二齿轮与中间齿轮同步；
第三同步环，其布置为在所述第二套筒朝向第二连接齿轮滑动时使第二连接齿轮与第二齿轮同步。
7.一种变速器，其使用权利要求1所述的复合同步器，所述变速器包括：
第一输入轴，其安装为接收通过第一离合器输入的动力；
第二输入轴，其与所述第一输入轴同轴地安装，以接收通过第二离合器输入的动力；
第一输出轴，其与所述第一输入轴平行地安装，所述第一输出轴具有第一输出齿轮；
第二输出轴，其与所述第一输入轴平行地安装，所述第二输出轴具有第二输出齿轮；
复合同步器，其安装于所述第二输出轴，使得复合同步器的轴成为第二输出轴；
第六挡位驱动齿轮，其固定于所述第二输入轴，所述第六挡位驱动齿轮通过与复合同步器的第一齿轮接合来实现第六挡位，所述第六挡位为通过变速器实现的一系列换挡挡位中具有最小传动比的最高换挡挡位；以及
第三挡位驱动齿轮，其固定于第一输入轴，所述第三挡位驱动齿轮通过与复合同步器的第二齿轮接合来实现所述一系列换挡挡位中的第三挡位。
8.根据权利要求7所述的变速器，
其中，用于实现一系列换挡挡位中的第二挡位的第二挡位驱动齿轮固定于第二输入轴；
通过与第二挡位驱动齿轮接合而实现第二挡位的第二挡位从动齿轮能够旋转地安装于第一输出轴；
在复合同步器的第一套筒和第二套筒连接的状态下，从第三挡位驱动齿轮开始的包括第二齿轮、第一齿轮、第六挡位驱动齿轮、第二挡位驱动齿轮以及第二挡位从动齿轮的动力传输路径实现了一系列换挡挡位中具有最大传动比的第一挡位。
9.根据权利要求8所述的变速器，
其中，实现一系列换挡挡位中的第四挡位的第四挡位驱动齿轮固定于第二输入轴；
通过与第四挡位驱动齿轮接合而实现第四挡位的第四挡位从动齿轮能够旋转地安装于第二输出轴；
实现一系列换挡挡位中的第五挡位的第五挡位驱动齿轮固定于第一输入轴；
通过与第五挡位驱动齿轮接合而实现第五挡位的第五挡位从动齿轮能够旋转地安装于第一输出轴。
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