CN114294414B - 具有多模离合器的两档变速箱 - Google Patents

Abstract

一种具有多模离合器的两档变速箱，该变速箱设有电机、输入轴、第一挡齿轮组件、第二挡齿轮组件及中间轴，所述输入轴与所述电机输出端连接，所述第一挡齿轮组件的输入端与输入轴连接，其输出端通过多模离合器与中间轴连接或所述第一挡齿轮组件的输入端通过多模离合器与所述输入轴连接，其输出端与所述中间轴连接，所述第二挡齿轮组件的输入端与输入轴连接，其输出端通过片式离合器与所述中间轴连接，所述中间轴通过输出齿轮组件与差速器连接。本发明在换挡过程中动力不中断、冷启动过程中动力不会延迟；当液压系统出现故障时，不影响第一挡和倒挡工作。本发明还具有结构简单可靠，性能稳定等特点。

Description

具有多模离合器的两档变速箱

【技术领域】

本发明涉及变速箱领域，特别是涉及一种换挡时动力不中断、冷启动时动力不延迟，且结构简单可靠的具有多模离合器的两档变速箱。

【背景技术】

新能源汽车的发展是国家重大发展战略。纯电动汽车是新能源发展的主要发展方向之一。为了提高电机的工作效率，两档变速箱正被广泛研究。两档变速箱要实现两个挡位之间的切换，需要增加换挡机构。常用的换挡机构有同步器和双离合。同步器在挡位切换时会有动力中断，导致车辆有顿挫感；双离合在冷启动时由于液压油供应不足而出现挂不上挡位或者启动延迟。现有技术通过单向离合器或单向离合器和同步器相结合的方式可以解决换挡冲击的问题。但是若仅依靠单向离合器，该挡位无法实现倒挡；若依靠单向离合器和同步器相结合的方式，结构又会过于复杂。因此，如何实现两档变速箱在挡位切换时无冲击、无冷启动延时的问题就成为一种客观需求。

【发明内容】

本发明旨在解决上述问题，而提供一种换挡时动力不中断、冷启动时动力不延迟，且结构简单可靠的具有多模离合器的两档变速箱。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种具有多模离合器的两档变速箱，该变速箱设有电机、输入轴、第一挡齿轮组件、第二挡齿轮组件及中间轴，所述输入轴与所述电机输出端连接，所述第一挡齿轮组件的输入端直接与输入轴连接或通过多模离合器与输入端连接，其输出端通过多模离合器与中间轴连接或直接与所述中间轴连接，所述第二挡齿轮组件的输入端与输入轴连接，其输出端通过片式离合器与所述中间轴连接，所述中间轴通过输出齿轮组件与差速器连接，且车辆启动时，所述多模离合器与所述输入轴或中间轴处于结合状态，所述片式离合器与所述中间轴处于分离状态，电机正转或反转，通过输入轴将动力传递至第一挡齿轮组件，然后经多模离合器传递给中间轴或通过多模离合器及输入轴将动力传递至第一挡齿轮组件，然后传递至中间轴再经输出齿轮组件及差速器传递至车轮，实现一挡或倒挡；当变速箱从一挡换二挡时，所述多模离合器与所述输入轴或中间轴处于分离状态，所述片式离合器与所述中间轴处于结合状态，电机通过输入轴将动力传递至第二挡齿轮组件，然后通过片式离合器将动力传递至中间轴，再经输出齿轮组件及差速器传递至车轮，实现一挡换二挡。

进一步地，所述多模离合器包括同轴设置的外圈和内圈，所述外圈固定于所述第一挡齿轮组件上，所述内圈固定于所述中间轴上，所述外圈上靠近所述内圈一侧设有多个型腔，每个所述型腔内设有圆柱体、弹性件及液压组件，所述弹性件分别与所述圆柱体与所述外圈侧壁抵接，所述圆柱体分别与所述外圈及内圈接触，所述液压组件推动所述圆柱体朝向外圈运动压缩所述弹性件而使所述圆柱体与外圈或内圈分离。

进一步地，所述型腔的横截面呈矩形，每个所述型腔内两端间隔设有两个所述圆柱体。

进一步地，所述液压组件包括液压腔、滑块及弹簧，所述液压腔与所述型腔相贯通，所述滑块的一端设于所述液压腔内，其另一端设于所述型腔内两个所述圆柱体之间，所述弹簧设于所述液压腔内，用于使所述滑块复位。

进一步地，所述滑块的横截面呈T型，其设有水平部及竖直部，所述滑块的水平部两端呈弧状，所述滑块的竖直部一端与水平部连接，其另一端设有限位块，所述弹簧设于所述滑块的外周并通过所述限位块限位。

进一步地，所述外圈通过键、焊接或一体成型的方式固定于第一挡齿轮组件上；所述内圈通过键、焊接或一体成型的方式固定于输入轴或中间轴上。

进一步地，所述第一挡齿轮组件包括第一挡主动齿轮及与之啮合的第一挡从动齿轮，所述第一挡主动齿轮与所述输入轴连接，所述第一挡从动齿轮通过所述多模离合器与所述中间轴连接。

进一步地，所述第一挡齿轮组件包括第一挡主动齿轮及与之啮合的第一挡从动齿轮，所述第一挡主动齿轮通过所述多模离合器与所述输入轴连接，所述第一挡从动齿轮与所述中间轴连接。

进一步地，所述第二挡齿轮组件包括第二挡主动齿轮及与之啮合的第二挡从动齿轮，所述第二挡主动齿轮与输入轴连接，所述第二挡从动齿轮通过所述片式离合器与所述中间轴连接。

进一步地，所述输出齿轮组件包括输出主动齿轮及与之啮合的输出从动齿轮，所述输出主动齿轮与中间轴连接，所述输出从动齿轮与所述差速器连接。

本发明的贡献在于，其有效解决了现有两档变速箱换挡时存在动力中断、冷启动时动力出现延迟且结构复杂等问题。本发明的两档变速箱的第一挡通过多模离合器将动力传递给中间轴，第二挡通过片式离合器将动力传递给中间轴，当多模离合器在分离时，片式离合器结合，因此，换挡过程动力不中断；另一方面，本发明的两档变速箱在启动时不用液压系统工作，只有在换挡时才需要液压系统工作，冷启动过程中动力不会延迟。此外，本发明的两档变速箱在液压系统出现故障时，不影响第一挡和倒挡工作。本发明还具有结构简单可靠，性能稳定等特点。

【附图说明】

图1是本发明的结构简图。

图2是本发明的多模离合器的结构示意图。

图3是本发明的多模离合器的外圈与内圈分离状态结构示意图。

图4是本发明的一挡和倒挡动力传递路径图。

图5是本发明的二挡动力传递路径图。

【具体实施方式】

下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不构成任何限制。

参阅图1，本发明的具有多模离合器的两档变速箱设有电机10、输入轴20、第一挡齿轮组件30、第二挡齿轮组件40、中间轴50、多模离合器60、片式离合器70、输出齿轮组件80及差速器90，其中，多模离合器60与第一挡齿轮组件30连接，片式离合器70与第二挡齿轮组件40连接。本发明的两档变速箱中的多模离合器60分离时，片式离合器70结合，使变速箱换挡过程动力不中断。

如图1所示，第一挡齿轮组件30包括第一挡主动齿轮31及第一挡从动齿轮32，其中，第一挡主动齿轮31的输入端与输入轴20连接，其输出端与第一挡从动齿轮32啮合，第一挡从动齿轮32的输出端与中间轴50连接。第二挡齿轮组件40包括第二挡主动齿轮41及第二挡从动齿轮42，其中，第二挡主动齿轮41的输入端与输入轴20连接，其输出端与第二挡从动齿轮42啮合，第二挡从动齿轮42的输出端与中间轴50连接。

如图1所示，第一挡从动齿轮32通过多模离合器60与中间轴50连接，该多模离合器60的输入端与第一挡从动齿轮32的输出端连接，其输出端与中间轴50连接。在另一实施中，第一挡主动齿轮31通过多模离合器60与输入轴20连接，该多模离合器60的输入端与第一挡主动齿轮31的输出端连接，其输出端与输入轴20连接。

具体地，如图2所示，该多模离合器60包括外圈61、内圈62、型腔63、圆柱体64、弹性件65及液压组件66。其中，外圈61与内圈62同轴设置，外圈61可通过键、焊接或一体成型的方式固定于第一挡从动齿轮32上，其中，键可选择平键或花键。内圈62可通过键、焊接或一体成型的方式固定于中间轴50上，其中，键可选择平键或花键。在外圈61上靠近内圈62一侧上设有多个型腔63，在每个型腔63内设有圆柱体64、弹性件65及液压组件66，其中，多个型腔63沿外圈61的内周间隔分布，型腔63的数量可根据实际需要进行设置，如图2所示的实施例中，型腔设有六个。型腔63的横截面呈矩形，在型腔63内两端间隔设有两个圆柱体64，两个圆柱体64的外径与型腔63内壁到内圈外周的距离相匹配，使得圆柱体64可同时与外圈61及内圈62接触。在圆柱体64与型腔63的侧壁之间设有弹性件65，该弹性件65由弹性材料制成，其用于使圆柱体64复位。液压组件66用于推动圆柱体64向型腔63的侧壁运动，使圆柱体64不同时与外圈61和内圈62接触。该液压组件66包括液压腔661、滑块662及弹簧663，其中，液压腔661呈矩形腔体，其设于型腔63远离内圈61一侧中部并与型腔63相贯通。滑块662呈T型块状体，其水平部设于型腔63内的两个圆柱体64之间，其竖直部设于液压腔661内，滑块662水平部两端部呈弧状，该弧状与圆柱体64的外周相配合，从而可通过滑块662向型腔方向移动而使两圆柱体64向型腔63的侧壁运动。弹簧663设于液压腔661内，其用于使滑块662复位。该弹簧663套设于滑块662竖直部的外周，在滑块662竖直部远离水平部的一端设有限位块6621，该限位块6621用于对滑块662进行限位，防止滑块662完全进入型腔63内。弹簧663设于限位块6621与液压腔661靠近型腔63一端之间。

如图2所示，多模离合器60的工作原理为：当液压油进入液压腔661之前，滑块662在弹簧663的作用下向液压腔方向移动，此时，圆柱体64在弹性件65的推力下同时与外圈61和内圈62接触，该状态为结合状态，在结合状态下，外圈61将动力通过圆柱体64传递至内圈62，或内圈62将动力通过圆柱体64传递至外圈61。如图3所示，当液压油进入液压腔661后，液压油会克服弹簧663的作用力推动滑块662向型腔方向移动，此时，滑块662推动圆柱体64向型腔侧壁移动，则圆柱体64不会同时与外圈61和内圈62接触，该状态为分离状态，在分离状态下，外圈61无法将动力通过圆柱体64传递至内圈62，或内圈62无法将动力通过圆柱体64传递至外圈61。

如图1所示，第二挡从动齿轮42通过片式离合器70与中间轴50连接，该片式离合器70为市售的片式离合器，在此不做限制。在中间轴50的输出端设有输出齿轮组件80，该输出齿轮组件80将中间轴50输出的动力传递至差速器90，其中，输出齿轮组件80包括输出主动齿轮81及输出从动齿轮82。具体地，输出主动齿轮81的输入端与中间轴50的输出端连接，其输出端与输出从动齿轮82啮合，输出从动齿轮82的输出端与差速器90连接。差速器90将输出齿轮组件80输出的动力传递至车轮，该差速器90通过键、焊接或螺栓的方式与输出从动齿轮82连接在一起，其中，键可为花键或平键。

如图1、图4所示，车辆启动时，液压系统不工作，此时，片式离合器70处于分离状态，多模离合器60处于结合状态，电机10正转或反转，通过输入轴20将动力传递至第一挡主动齿轮31，经第一挡从动齿轮32传递至多模离合器60，再经多模离合器60将动力传递至中间轴50，中间轴50通过输出主动齿轮81将动力传递至输出从动齿轮82，再通过差速器90将动力传递至车轮。当电机10正转时，两档变速箱处于一挡，当电机10反转时，两档变速箱处于倒挡。由于在车辆启动时不用液压系统工作，因此，冷启动过程中动力不会延迟。为外，当液压系统出现故障时，第一挡及倒挡仍能正常工作，而不受液压系统的影响。

如图1、图5所示，当两档变速箱从一挡换为二挡时，液压系统工作，此时片式离合器70处于结合状态，多模离合器60处于分离状态，电机10通过输入轴20将动力传递至第二挡主动齿轮41，经第二挡从动齿轮42传递至片式离合器70，再传递至中间轴50，中间轴50通过输出主动齿轮81将动力经输出从动齿轮82传递至差速器90，再通过差速器90将动力传递至车轮，从而实现从一挡换为二挡。由于换挡过程中片式离合器结合、多模离合器分离，此时无动力中断。

尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但本发明的保护范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，对以上各构件所做的变形、替换等均将落入本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种具有多模离合器的两档变速箱，其特征在于，该变速箱设有电机(10)、输入轴(20)、第一挡齿轮组件(30)、第二挡齿轮组件(40)及中间轴(50)，所述输入轴(20)与所述电机(10)输出端连接，所述第一挡齿轮组件(30)的输入端直接与输入轴(20)连接或通过多模离合器(60)与输入轴(20)连接，其输出端通过多模离合器(60)与中间轴(50)连接或直接与所述中间轴(50)连接，所述第二挡齿轮组件(40)的输入端与输入轴(20)连接，其输出端通过片式离合器(70)与所述中间轴(50)连接，所述中间轴(50)通过输出齿轮组件(80)与差速器(90)连接，且车辆启动时，所述多模离合器(60)与所述输入轴(20)或中间轴(50)处于结合状态，所述片式离合器(70)与所述中间轴(50)处于分离状态，电机(10)正转或反转，通过输入轴(20)将动力传递至第一挡齿轮组件(30)，然后经多模离合器(60)传递给中间轴(50)或通过多模离合器(60)及输入轴(20)将动力传递至第一挡齿轮组件(30)，然后传递至中间轴(50)再经输出齿轮组件(80)及差速器(90)传递至车轮，实现一挡或倒挡；当变速箱从一挡换二挡时，所述多模离合器(60)与所述输入轴(20)或中间轴(50)处于分离状态，所述片式离合器(70)与所述中间轴(50)处于结合状态，电机(10)通过输入轴(20)将动力传递至第二挡齿轮组件(40)，然后通过片式离合器(70)将动力传递至中间轴(50)，再经输出齿轮组件(80)及差速器(90)传递至车轮，实现一挡换二挡，所述多模离合器(60)包括同轴设置的外圈(61)和内圈(62)，所述外圈(61)固定于所述第一挡齿轮组件(30)上，所述内圈(62)固定于所述中间轴(50)上，所述外圈(61)上靠近所述内圈(62)一侧设有多个型腔(63)，每个所述型腔(63)内设有圆柱体(64)、弹性件(65)及液压组件(66)，所述液压组件(66)包括液压腔(661)、滑块(662)及弹簧(663)，所述液压腔(661)与所述型腔(63)相贯通，所述滑块(662)的一端设于所述液压腔(661)内，其另一端设于所述型腔(63)内两个所述圆柱体(64)之间，所述弹簧(663)设于所述液压腔(661)内，用于使所述滑块(662)复位。

2.如权利要求1所述的具有多模离合器的两档变速箱，其特征在于，所述弹性件(65)分别与所述圆柱体(64)与所述外圈(61)侧壁抵接，所述圆柱体(64)分别与所述外圈(61)及内圈(62)接触，所述液压组件(66)推动所述圆柱体(64)朝向型腔(63)侧壁运动压缩所述弹性件(65)而使所述圆柱体(64)与外圈(61)或内圈(62)分离。

3.如权利要求2所述的具有多模离合器的两档变速箱，其特征在于，所述型腔(63)的横截面呈矩形，每个所述型腔(63)内两端间隔设有两个所述圆柱体(64)。

4.如权利要求1所述的具有多模离合器的两档变速箱，其特征在于，所述滑块(662)的横截面呈T型，其设有水平部及竖直部，所述滑块(662)的水平部两端呈弧状，所述滑块(662)的竖直部一端与水平部连接，其另一端设有限位块(6621)，所述弹簧(663)设于所述滑块(662)竖直部的外周并通过所述限位块(6621)限位。

5.如权利要求2所述的具有多模离合器的两档变速箱，其特征在于，所述外圈(61)通过键、焊接或一体成型的方式固定于第一挡齿轮组件(30)上；所述内圈(62)通过键、焊接或一体成型的方式固定于输入轴(20)或中间轴(50)上。

6.如权利要求1所述的具有多模离合器的两档变速箱，其特征在于，所述第一挡齿轮组件(30)包括第一挡主动齿轮(31)及与之啮合的第一挡从动齿轮(32)，所述第一挡主动齿轮(31)与所述输入轴(20)连接，所述第一挡从动齿轮(32)通过所述多模离合器(60)与所述中间轴(50)连接。

7.如权利要求1所述的具有多模离合器的两档变速箱，其特征在于，所述第一挡齿轮组件(30)包括第一挡主动齿轮(31)及与之啮合的第一挡从动齿轮(32)，所述第一挡主动齿轮(31)通过所述多模离合器(60)与所述输入轴(20)连接，所述第一挡从动齿轮(32)与所述中间轴(50)连接。

8.如权利要求1所述的具有多模离合器的两档变速箱，其特征在于，所述第二挡齿轮组件(40)包括第二挡主动齿轮(41)及与之啮合的第二挡从动齿轮(42)，所述第二挡主动齿轮(41)与输入轴(20)连接，所述第二挡从动齿轮(42)通过所述片式离合器(70)与所述中间轴(50)连接。

9.如权利要求1所述的具有多模离合器的两档变速箱，其特征在于，所述输出齿轮组件(80)包括输出主动齿轮(81)及与之啮合的输出从动齿轮(82)，所述输出主动齿轮(81)与中间轴(50)连接，所述输出从动齿轮(82)与所述差速器(90)连接。

Images