CN113931980B - 一种六挡双离合变速传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动变速器领域，尤其涉及一种六挡双离合变速传动机构，包括输入轴、双离合器、动力传动装置、换向离合器、前驱离合器和速度同步器，所述输入轴通过双离合器将动力传递至速度输入轮系，并通过速度输入轮系与速度输出轮系的啮合将动力传递至中间轴，中间轴通过换向轮系的啮合将动力传递至太阳轮轴，太阳轮轴通过后驱传动系进行动力输出，通过前驱输入齿轮将动力传递至前驱离合器，前驱离合器通过前驱轴进行动力输出。本发明一种六挡双离合变速传动机构利用离合器和同步器的相互协同对传动机构进行优化，实现了全动力换挡、动力换向及四驱，而且结构紧凑、集成化高、成本低，可满足国内市场客户的使用需求。

Description

一种六挡双离合变速传动机构

技术领域

本发明涉及自动变速器的领域，具体为一种六挡双离合变速传动机构。

背景技术

根据农业装备市场的发展方向和趋势，国内拖拉传动系主要有啮合套换挡、同步器换挡、和动力换挡这几种形式。

啮合套换挡由驾驶员操纵换挡杆，带动变速器拨叉移动使啮合套与齿轮结合，换挡时的操作比较繁琐，需要完成踩离合、换挡、再踩离合、挂挡等一系列操作，驾驶操作性能未等到改善，且换挡过程存在动力中断；同步器换挡是通过同步器使要啮合的齿轮转速同步后再将其啮合的装置，同步器换挡时，踩离合摘挡后可直接挂挡，一定程度上简化了换挡操作，但是换挡过程中仍然存在动力中断；动力换挡是通过电液控制系统操纵离合器或制动的结合、分离，以实现在动力不中断的情况下换挡或换向，动力换挡分为区段动力换挡和全动力换挡，区段动力换挡是将手动换挡变速器和动力换挡变速器串联，实现部分挡位的动力换挡，而全动力换挡可实现全部挡位的动力换挡。

国产动力换挡目前只有动力高低挡或者动力换向功能，实际田间作业中仍然是同步器换挡；国外动力换挡传动系虽然可实现动力换挡功能，但是结构复杂，价格高昂。

发明内容

针对现有技术中存在动力换挡传动系结构复杂的问题，本发明提供一种六挡双离合变速传动机构。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种六挡双离合变速传动机构，包括输入轴、双离合器、动力传动装置、换向离合器、前驱离合器和速度同步器，所述输入轴的输出端与双离合器的输入端连接，所述动力传动装置包括中间轴、太阳轮轴、前驱轴、速度输入轮系、速度输出轮系、传动轮系、后驱传动系和前驱轮系，所述速度同步器包括二/四挡同步器、一/六挡同步器和三/五挡同步器，所述速度输入轮系、二/四挡同步器与双离合器的输出端连接，所述一/六挡同步器、三/五挡同步器、速度输出轮系和换向离合器均安装于中间轴上，所述速度输入轮系与速度输出轮系啮合；

所述传动轮系包括相互啮合的传动输入轮系和传动输出轮系，所述传动输入轮系与换向离合器连接，所述前驱轮系包括相互啮合的前驱驱动轮和前驱齿轮，所述传动输出轮系、后驱传动系和前驱驱动轮均安装于太阳轮轴上；所述前驱齿轮和前驱离合器均安装于前驱轴上；所述前驱齿轮与前驱驱动轮啮合；

所述输入轴通过双离合器将动力传递至速度输入轮系，并通过速度输入轮系与速度输出轮系的啮合将动力传递至中间轴，中间轴通过换向轮系的啮合将动力传递至太阳轮轴，太阳轮轴通过后驱传动系进行动力输出，通过前驱输入齿轮将动力传递至前驱离合器，前驱离合器通过前驱轴进行动力输出。

优选的，所述双离合器包括奇数挡离合器和偶数挡离合器，所述奇数挡离合器和偶数挡离合器共用一个外毂，所述输入轴的输出端与共用外毂固定连接。

优选的，所述速度输入轮系包括一挡输入齿轮、二挡输入齿轮、三挡输入齿轮、四挡输入齿轮、五挡输入齿轮和六挡输入齿轮，所述奇数挡离合器的内毂与一挡输入齿轮、三挡输入齿轮、五挡输入齿轮固定连接，所述偶数挡离合器的内毂与二/四挡同步器、六挡输入齿轮固定连接；所述二挡输入齿轮、四挡输入齿轮空套于偶数挡离合器的内毂外侧，且分别与二/四挡同步器协同工作。

优选的，所述换向离合器包括前进离合器和倒退离合器，所述前进离合器和倒退离合器共用一个外毂，所述中间轴与共用外毂连接。

优选的，所述速度输出轮系包括一挡输出齿轮、二挡输出齿轮、三挡输出齿轮、四挡输出齿轮、五挡输出齿轮和六挡输出齿轮，所述中间轴与二挡输出齿轮、四挡输出齿轮、一/六挡同步器和三/五挡同步器固定连接，所述二挡输出齿轮与二挡输入齿轮啮合，所述四挡输出齿轮与四挡输入齿轮啮合；

所述六挡输出齿轮、一挡输出齿轮空套于中间轴外侧，且分别与一/六挡同步器协同工作，所述六挡输出齿轮与六挡输入齿轮啮合，所述一挡输出齿轮与一挡输入齿轮啮合；所述三挡输出齿轮、五挡输出齿轮空套于中间轴外侧，且分别与三/五挡同步器协同工作，所述三挡输出齿轮与三挡输入齿轮啮合，所述五挡输出齿轮与五挡输入齿轮啮合。

优选的，所述传动输入轮系包括前进挡驱动齿轮和倒挡驱动齿轮，前进离合器的内毂与前进挡驱动齿轮固定连接，所述倒退离合器的内毂与倒挡驱动齿轮固定连接，所述传动输出轮系包括前进挡传动齿轮和倒挡传动齿轮，所述前进挡驱动齿轮与前进挡传动齿轮啮合，所述倒挡驱动齿轮与倒挡传动齿轮配合。

优选的，还包括设置于倒挡驱动齿轮与倒挡传动齿轮之间的倒挡惰轮，所述倒挡驱动齿轮和倒挡传动齿轮均与倒挡惰轮啮合。

优选的，所述后驱传动系包括行星轮系和蠕行挡同步器，所述行星轮系包括太阳轮、行星轮、行星架和齿圈，所述太阳轮与太阳轮轴固定连接，所述太阳轮与行星轮啮合，所述行星轮空套于行星架上，所述行星轮与齿圈啮合，所述行星架与蠕行挡同步器的结合齿圈固定连接，所述蠕行挡同步器与齿圈固定连接，所述行星架与蠕行挡同步器之间还设有连接板，所述连接板用于与变速器壳体固定连接，所述结合齿圈和连接板分别与蠕行挡同步器协同工作。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明一种六挡双离合变速传动机构利用离合器和同步器的相互协同对传动机构进行优化，实现了全动力换挡、动力换向及四驱，而且结构紧凑、集成化高、成本低，可满足国内市场客户的使用需求。

进一步的，利用奇数挡离合器C1、偶数挡离合器C2和同步器T1、T2、T3的协同工作，可以在整个速度区间内实现动力换挡，而动力换向可利用前进离合器C3和倒退离合器C4的协同工作实现。当前进离合器C3或倒退离合器C4结合时，再结合前驱离合器C5，则可以实现四驱功能。

进一步的，利用行星轮系的特性和蠕行挡同步器T4的协同工作可实现直接挡和蠕行挡的动力传递。

附图说明

图1是本发明一种六挡双离合变速传动机构的机械原理图。

图中，1、发动机；2、二挡输入齿轮；3、二挡输出齿轮；4、四挡输入齿轮；5、四挡输出齿轮；6、六挡输入齿轮；7、六挡输出齿轮；8、一挡输入齿轮；9、一挡输出齿轮；10、三挡输入齿轮；11、三挡输出齿轮；12、五挡输入齿轮；13、五挡输出齿轮；14、前进挡驱动齿轮；15、前进挡传动齿轮；16、倒挡驱动齿轮；17、倒挡惰轮；18、倒挡传动齿轮；19、太阳轮；20、行星轮；21、齿圈；22、行星架；23、结合齿圈；24、输出连接件；25、连接板；26、前驱驱动轮；27、前驱齿轮；28、前驱法兰；C1、奇数挡离合器；C2、偶数挡离合器；C3、前进离合器；C4、倒退离合器；C5、前驱离合器；T1、二/四挡同步器；T2、一/六挡同步器；T3、三/五挡同步器；T4、蠕行挡同步器；S1、输入轴；S2、中间轴；S3、太阳轮轴；S4、前驱轴。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明公开了一种六挡双离合变速传动机构，参照图1，包括输入轴S1、双离合器、动力传动装置、换向离合器、前驱离合器C5和速度同步器，输入轴S1的输出端与双离合器的输入端连接，输入轴S1的输入端与动力装置固定连接，本实施例中动力装置为发动机1，双离合器包括奇数挡离合器C1和偶数挡离合器C2，奇数挡离合器C1和偶数挡离合器C2共用一个外毂，输入轴S1的输出端与共用外毂固定连接。

动力传动装置包括中间轴S2、太阳轮轴S3、前驱轴S4、速度输入轮系、速度输出轮系、传动轮系、后驱传动系和前驱轮系，速度同步器包括二/四挡同步器T1、一/六挡同步器T2和三/五挡同步器T3，速度输入轮系、二/四挡同步器T1与双离合器的输出端连接，一/六挡同步器T2、三/五挡同步器T3、速度输出轮系和换向离合器均安装于中间轴S2上，速度输入轮系与速度输出轮系啮合。

速度输入轮系包括一挡输入齿轮8、二挡输入齿轮2、三挡输入齿轮10、四挡输入齿轮4、五挡输入齿轮12和六挡输入齿轮6，速度输出轮系包括一挡输出齿轮9、二挡输出齿轮3、三挡输出齿轮11、四挡输出齿轮5、五挡输出齿轮13和六挡输出齿轮7。

奇数挡离合器C1的内毂与一挡输入齿轮8、三挡输入齿轮10、五挡输入齿轮12固定连接，偶数挡离合器C2的内毂与二/四挡同步器T1、六挡输入齿轮6固定连接；二挡输入齿轮2、四挡输入齿轮4空套于偶数挡离合器C2的内毂外侧，且分别与二/四挡同步器T1协同工作。

中间轴S2与二挡输出齿轮3、四挡输出齿轮5、一/六挡同步器T2和三/五挡同步器T3固定连接，二挡输出齿轮3与二挡输入齿轮2啮合，四挡输出齿轮5与四挡输入齿轮4啮合；六挡输出齿轮7、一挡输出齿轮9空套于中间轴S2外侧，且分别与一/六挡同步器T2协同工作，六挡输出齿轮7与六挡输入齿轮6啮合，一挡输出齿轮9与一挡输入齿轮8啮合；三挡输出齿轮11、五挡输出齿轮13空套于中间轴S2外侧，且分别与三/五挡同步器T3协同工作，三挡输出齿轮11与三挡输入齿轮10啮合，五挡输出齿轮13与五挡输入齿轮12啮合。

传动轮系包括相互啮合的传动输入轮系和传动输出轮系，传动输入轮系与换向离合器连接，换向离合器包括前进离合器C3和倒退离合器C4，前进离合器C3和倒退离合器C4共用一个外毂，中间轴S2与共用外毂连接。

传动输入轮系包括前进挡驱动齿轮14和倒挡驱动齿轮16，前进离合器C3的内毂与前进挡驱动齿轮14固定连接，倒退离合器C4的内毂与倒挡驱动齿轮16固定连接，传动输出轮系包括前进挡传动齿轮15和倒挡传动齿轮18，前进挡驱动齿轮14与前进挡传动齿轮15啮合，倒挡驱动齿轮16与倒挡传动齿轮18配合。

倒挡驱动齿轮16与倒挡传动齿轮18之间的倒挡惰轮17，倒挡驱动齿轮16和倒挡传动齿轮18均与倒挡惰轮17啮合。

前驱轮系包括相互啮合的前驱驱动轮26和前驱齿轮27，前驱驱动轮26固定安装于太阳轮轴S3上；前驱齿轮27和前驱离合器C5均安装于前驱轴S4上，前驱齿轮27与前驱驱动轮26啮合。

后驱传动系包括行星轮系和蠕行挡同步器T4，太阳轮19系包括太阳轮19、行星轮20、行星架22和齿圈21，太阳轮19与太阳轮轴S3固定连接，太阳轮19与行星轮20啮合，行星轮20空套于行星架22上，行星轮20与齿圈21啮合，行星架22与蠕行同步器T4的结合齿圈23固定连接，蠕行挡同步器T4与齿圈21固定连接，行星架22与蠕行挡同步器T4之间还设有连接板25，连接板25用于与变速器壳体固定连接，结合齿圈23和连接板25分别与蠕行挡同步器T4协同工作。

参照图1，输入轴S1通过双离合器将动力传递至速度输入轮系，并通过速度输入轮系与速度输出轮系的啮合将动力传递至中间轴S2，中间轴S2通过换向轮系的啮合将动力传递至太阳轮轴S3，太阳轮轴S3通过后驱传动系进行动力输出，通过前驱输入齿轮将动力传递至前驱离合器C5，前驱离合器C5通过前驱轴S4进行动力输出。

参照图1，图1中F表示前进挡传动机构旋转方向，R表示倒退挡传动机构旋转方向。本发明一种六挡双离合变速传动机构的换挡时序如表1所示，表1为六挡双离合变速传动机构的换挡时序，表明不同挡位下离合器和同步器的状态。

表1六挡双离合变速传动机构的换挡时序

本发明一种六挡双离合变速传动机构的实施原理为：发动机1持续逆时针方向旋转，所有离合器脱开，根据实际工况，先选择蠕行挡同步器T4的结合位置，当蠕行挡同步器T4的滑套与连接板25结合，此时齿圈21与变速器壳体固定，行星架22以减速比输出，传动系为蠕行挡状态。

当蠕行挡同步器T4的滑套与结合齿圈23结合，此时齿圈21与行星架22连接，整个行星轮系同速转动，即行星架22的转速与太阳轮19的转速相同，传动系为直接挡状态。再将一/六挡同步器T2的滑套与一挡输出齿轮9结合，然后结合奇数挡离合器C1，最后结合前进离合器C3或者倒退离合器C4，传动系开始传递动力。

传动系需要升挡时（以一挡升二挡为例），保持一挡结合状态，先将二/四挡同步器T1的滑套与二挡输入齿轮2结合，同时分离奇数挡离合器C1和结合偶数挡离合器C2，待此过程结束后，再将一/六挡同步器T2的滑套回到中间位，整个升挡过程完成，动力连续、无中断。

传动系降挡的过程与升挡过程类似。换挡过程中，奇数挡离合器C1与偶数挡离合器C2同时工作，一个结合，一个分离，保证了换挡过程的动力连续、无中断。在传动系输出转速达到一定条件时，利用前进离合器C3和倒退离合器C4的工作转态切换来完成动力换向。根据实际工况，可以在传动系工作中随时结合或者分离前驱离合器C5，此时传动系为四驱或者后驱模式。

本发明一种六挡双离合变速传动机构利用离合器和同步器的相互协同对传动机构进行优化，实现了全动力换挡、动力换向及四驱，而且结构紧凑、集成化高、成本低，可满足国内市场客户的使用需求。

Claims (7)

1.一种六挡双离合变速传动机构，其特征在于，包括输入轴(S1)、双离合器、动力传动装置、换向离合器、前驱离合器(C5)和速度同步器，所述输入轴(S1)的输出端与双离合器的输入端连接，所述动力传动装置包括中间轴(S2)、太阳轮轴（S3）、前驱轴(S4)、速度输入轮系、速度输出轮系、传动轮系、后驱传动系和前驱轮系，所述速度同步器包括二/四挡同步器(T1)、一/六挡同步器(T2)和三/五挡同步器(T3)，所述速度输入轮系、二/四挡同步器(T1)与双离合器的输出端连接，所述一/六挡同步器(T2)、三/五挡同步器(T3)、速度输出轮系和换向离合器均安装于中间轴(S2)上，所述速度输入轮系与速度输出轮系啮合；

所述传动轮系包括相互啮合的传动输入轮系和传动输出轮系，所述传动输入轮系与换向离合器连接，所述前驱轮系包括相互啮合的前驱驱动轮(26)和前驱齿轮(27)，所述传动输出轮系、后驱传动系和前驱驱动轮(26)均安装于太阳轮轴（S3）上；所述前驱齿轮(27)和前驱离合器(C5)均安装于前驱轴(S4)上；所述前驱齿轮(27)与前驱驱动轮(26)啮合；

所述输入轴(S1)通过双离合器将动力传递至速度输入轮系，并通过速度输入轮系与速度输出轮系的啮合将动力传递至中间轴(S2)，中间轴(S2)通过换向轮系的啮合将动力传递至太阳轮轴（S3），太阳轮轴（S3）通过后驱传动系进行动力输出，通过前驱输入齿轮将动力传递至前驱离合器(C5)，前驱离合器(C5)通过前驱轴(S4)进行动力输出；

所述后驱传动系包括行星轮系和蠕行挡同步器(T4)，所述行星轮系包括太阳轮(19)、行星轮(20)、行星架(22)和齿圈(21)，所述太阳轮(19)与太阳轮轴（S3）固定连接，所述太阳轮(19)与行星轮(20)啮合，所述行星轮(20)空套于行星架(22)上，所述行星轮(20)与齿圈(21)啮合，所述行星架(22)与蠕行挡同步器(T4)的结合齿圈(23)固定连接，所述蠕行挡同步器(T4)与齿圈(21)固定连接，所述行星架(22)与蠕行挡同步器(T4)之间还设有连接板(25)，所述连接板(25)用于与变速器壳体固定连接，所述结合齿圈(23)和连接板(25)分别与蠕行挡同步器(T4)协同工作。

2.根据权利要求1所述的六挡双离合变速传动机构，其特征在于，所述双离合器包括奇数挡离合器(C1)和偶数挡离合器(C2)，所述奇数挡离合器(C1)和偶数挡离合器(C2)共用一个外毂，所述输入轴(S1)的输出端与共用外毂固定连接。

3.根据权利要求2所述的六挡双离合变速传动机构，其特征在于，所述速度输入轮系包括一挡输入齿轮(8)、二挡输入齿轮(2)、三挡输入齿轮(10)、四挡输入齿轮(4)、五挡输入齿轮(12)和六挡输入齿轮(6)，所述奇数挡离合器(C1)的内毂与一挡输入齿轮(8)、三挡输入齿轮(10)、五挡输入齿轮(12)固定连接，所述偶数挡离合器(C2)的内毂与二/四挡同步器(T1)、六挡输入齿轮(6)固定连接；所述二挡输入齿轮(2)、四挡输入齿轮(4)空套于偶数挡离合器(C2)的内毂外侧，且分别与二/四挡同步器(T1)协同工作。

4.根据权利要求1所述的六挡双离合变速传动机构，其特征在于，所述换向离合器包括前进离合器(C3)和倒退离合器(C4)，所述前进离合器(C3)和倒退离合器(C4)共用一个外毂，所述中间轴(S2)与共用外毂连接。

5.根据权利要求4所述的六挡双离合变速传动机构，其特征在于，所述速度输出轮系包括一挡输出齿轮(9)、二挡输出齿轮(3)、三挡输出齿轮(11)、四挡输出齿轮(5)、五挡输出齿轮(13)和六挡输出齿轮(7)，所述中间轴(S2)与二挡输出齿轮(3)、四挡输出齿轮(5)、一/六挡同步器(T2)和三/五挡同步器(T3)固定连接，所述二挡输出齿轮(3)与二挡输入齿轮(2)啮合，所述四挡输出齿轮(5)与四挡输入齿轮(4)啮合；

所述六挡输出齿轮(7)、一挡输出齿轮(9)空套于中间轴(S2)外侧，且分别与一/六挡同步器(T2)协同工作，所述六挡输出齿轮(7)与六挡输入齿轮(6)啮合，所述一挡输出齿轮(9)与一挡输入齿轮(8)啮合；所述三挡输出齿轮(11)、五挡输出齿轮(13)空套于中间轴(S2)外侧，且分别与三/五挡同步器(T3)协同工作，所述三挡输出齿轮(11)与三挡输入齿轮(10)啮合，所述五挡输出齿轮(13)与五挡输入齿轮(12)啮合。

6.根据权利要求4所述的六挡双离合变速传动机构，其特征在于，所述传动输入轮系包括前进挡驱动齿轮(14)和倒挡驱动齿轮(16)，前进离合器(C3)的内毂与前进挡驱动齿轮(14)固定连接，所述倒退离合器(C4)的内毂与倒挡驱动齿轮(16)固定连接，所述传动输出轮系包括前进挡传动齿轮(15)和倒挡传动齿轮(18)，所述前进挡驱动齿轮(14)与前进挡传动齿轮(15)啮合，所述倒挡驱动齿轮(16)与倒挡传动齿轮(18)配合。

7.根据权利要求6所述的六挡双离合变速传动机构，其特征在于，还包括设置于倒挡驱动齿轮(16)与倒挡传动齿轮(18)之间的倒挡惰轮(17)，所述倒挡驱动齿轮(16)和倒挡传动齿轮(18)均与倒挡惰轮(17)啮合。

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