CN115638217A - 车辆变速装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆变速装置，包括：具有第一制动器的第一行星排组件，具有第二制动器的第二行星排组件；第一制动器和第二制动器设置在不含油的壳体中；输入轴通过第一行星排组件与第一轴连接，输入轴通过第二行星排组件与第二轴连接，第一挡位齿轮组和第一换挡元件，第二挡位齿轮组和第二换挡元件，可选择性接通第一轴与第二轴的第三换挡元件；当第一换挡元件使第一轴与中间轴接通时，第一制动器闭锁时第一行星排与第一挡位齿轮组实现1挡，第二制动器闭锁且第三换挡元件使第一轴与第二轴接通时第二行星排与第一挡位齿轮组实现2挡。通过两个行星排配合两个制动器切换，利用一个挡位齿轮组实现两个相邻挡位，从而可以简单结构实现更多的挡位。

Description

车辆变速装置

技术领域

本发明涉及车辆传动技术领域，具体涉及一种车辆变速装置。

背景技术

现有的双离合器变速箱，通常具有6～7个前进挡和一个倒挡，主要包括双离合器模块、奇数挡齿轮组及其换挡机构、偶数挡齿轮组及其换挡机构等，其中一个离合器用于连接动力机与奇数挡齿轮组，另一个离合器用于连接动力机与偶数挡齿轮组。

然而，现有的双离合器变速箱不可避免地存在以下问题：每个挡位均需要一对挡位齿轮组来实现，有几个挡位就需要设置几对挡位齿轮组，由此也使得换挡同步器的数量增加，导致换挡控制系统非常复杂。而目前对于变速箱的挡位数量的需求仍在进一步增加，以提供更好的车辆燃油经济性。此外，双离合器模块也较复杂，价格也较昂贵，效率仍有待提高。因此，市场还期待提供一种可以简单结构实现更多挡位的车辆变速装置。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，提供了一种满足结构简单、价格低廉、适用范围较为广泛的车辆变速装置。

为了实现上述目的，本发明的车辆变速装置如下：

该车辆变速装置，其主要特点是，所述的装置包括第一行星排组件和第二行星排组件，所述第一行星排组件包括第一行星排和第一制动器，所述第一行星排包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，所述第一制动器用于制动第一行星排，所述第二行星排组件包括第二行星排和第二制动器，所述第二行星排包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，所述第二动器用于制动第二行星排，所述第一制动器和第二制动器为干式制动器且设置在不含油的壳体中，所述第一行星排与第二行星排相邻设置；

所述的装置还包括输入轴、第一轴、第二轴、中间轴和输出轴，动力机与所述输入轴连接，所述输入轴通过第一行星排组件与第一轴连接，所述输入轴通过第二行星排组件与第二轴连接；

所述的装置还包括设置在所述第一轴与中间轴之间的第一挡位齿轮组和第一换挡元件，设置在所述第二轴与中间轴之间的第二挡位齿轮组和第二换挡元件，以及可选择性接通所述第一轴与第二轴的第三换挡元件；

当所述第一换挡元件使第一轴与中间轴接通时，所述第一制动器闭锁时第一行星排与第一挡位齿轮组实现1挡，所述第二制动器闭锁且第三换挡元件使第一轴与第二轴接通时第二行星排与第一挡位齿轮组实现2挡；

当所述第二换挡元件使第二轴与中间轴接通时，所述第一制动器闭锁且第三换挡元件使第一轴与第二轴接通时第一行星排与第二挡位齿轮组实现3挡，所述第二制动器闭锁时第二行星排与第二挡位齿轮组实现4挡。

较佳地，所述第一行星排为内外啮合双星行星排，所述第二行星排为内外啮合双星行星排，所述第一行星架与输入轴固接，所述第一制动器用于制动第一太阳轮，所述第一齿圈与第一轴固接，所述第二行星架与第一行星架固接，所述第二制动器用于制动第二太阳轮，所述第二齿圈与第二轴固接。

较佳地，所述第一行星排为内外啮合双星行星排，所述第二行星排为内外啮合双星行星排，所述第二行星架与输入轴固接，所述第一太阳轮与第二行星架固接，所述第一制动器用于制动第一行星架，所述第一齿圈与第一轴固接，所述第二制动器用于制动第二太阳轮，所述第二齿圈与第二轴固接。

较佳地，所述第一行星排为内外啮合单星行星排，所述第二行星排为内外啮合双星行星排，所述第二行星架与输入轴固接，所述第一太阳轮与第二行星架固接，所述第一制动器用于制动第一齿圈，所述第一行星架与第一轴固接，所述第二制动器用于制动第二太阳轮，所述第二齿圈与第二轴固接。

较佳地，所述第一行星排为内外啮合双星行星排，所述第二行星排为内外啮合单星行星排，所述第一行星架与输入轴固接，所述第一行星架与第二齿圈固接，所述第一制动器用于制动第一太阳轮，所述第一齿圈与第一轴固接，所述第二制动器用于制动第二太阳轮，所述第二行星架与第二轴固接。

较佳地，所述装置还包括设置在所述第一轴与所述中间轴之间的第三挡位齿轮组，所述第一轴通过第一换挡元件可选择地通过第一挡位齿轮组或第三挡位齿轮组与第三轴接通；

当所述第一换挡元件使第一轴通过第三挡位齿轮组与中间轴接通时，所述第一制动器闭锁时第一行星排与第三挡位齿轮组实现5挡，所述第二制动器闭锁且第三换挡元件使第一轴与第二轴接通时第二行星排与第三挡位齿轮组实现6挡。

较佳地，所述装置还包括设置在所述第二轴与中间轴之间的第四挡位齿轮组，所述第二轴通过第二换挡元件可选择地通过第二挡位齿轮组或第四挡位齿轮组与第三轴接通；

当所述第二换挡元件使第二轴通过第四挡位齿轮组与中间轴接通时，所述第一制动器闭锁且第三换挡元件使第一轴与第二轴接通时第一行星排与第四挡位齿轮组实现7挡，所述第二制动器闭锁时第二行星排与第四挡位齿轮组实现8挡。

较佳地，所述装置还包括设置在所述第一轴与中间轴之间的倒挡齿轮组，所述第一轴通过第三换挡元件可选择地通过倒挡齿轮组与中间轴接通；当所述第三换挡元件使第一轴通过倒挡齿轮组与中间轴接通时，所述第一制动器闭锁时第一行星排与倒挡齿轮组实现R挡。

较佳地，所述装置还包括后传动齿轮，所述中间轴通过后传动齿轮与输出轴连接。

较佳地，所述动力机为发动机并通过扭转减振器与输入轴连接。

本发明的车辆变速装置，通过两个行星排配合两个干式制动器切换，利用变速机构中的一个挡位齿轮组实现两个相邻挡位，从而可以简单结构实现更多的挡位。

附图说明

图1所示为本发明具体实施例的车辆变速装置的结构示意图。

图2为图1所示具体实施例车辆变速装置挂1挡的动力流示意图。

图3为图1所示具体实施例车辆变速装置挂2挡的动力流示意图。

图4为图1所示具体实施例车辆变速装置挂3挡的动力流示意图。

图5为图1所示具体实施例车辆变速装置挂4挡的动力流示意图。

图6为图1所示具体实施例车辆变速装置挂R挡的动力流示意图。

图7为本发明另一具体实施例的车辆变速装置的结构示意图。

图8为本发明第三具体实施例的车辆变速装置的结构示意图。

图9为本发明第四具体实施例的车辆变速装置的结构示意图。

附图标记：

11 第一行星排组件

110 第一行星排

111 第一太阳轮

112 第一行星架

113 第一齿圈

114 第一制动器

12 第二行星排组件

120 第二行星排

121 第二太阳轮

122 第二行星架

123 第二齿圈

124 第二制动器

211 输入轴

212 第一轴

213 第二轴

214 中间轴

215 输出轴

221 第一挡位齿轮组

222 第二挡位齿轮组

223 第三挡位齿轮组

224 第四挡位齿轮组

225 倒挡齿轮组

226 后传动齿轮

231 第一换挡元件

232 第二换挡元件

233 第三换挡元件

3 发动机

4 扭转减振器

5 壳体

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的该车辆变速装置，其中包括第一行星排组件11和第二行星排组件12，第一行星排组件11包括第一行星排110和第一制动器114，第一行星排110包括第一太阳轮111、第一行星架112和第一齿圈113，第一制动器114用于制动第一行星排110的一个构件，第二行星排组件12包括第二行星排120和第二制动器124，第二行星排120包括第二太阳轮121、第二行星架122和第二齿圈123，第二制动器124用于制动第二行星排120的一个构件；第一制动器114和第二制动器124为干式制动器且设置在不含油的壳体5中，第一行星排110和第二行星排120相邻设置；

所述装置还包括输入轴211、第一轴212、第二轴213、中间轴214和输出轴215，动力机3与输入轴211连接，输入轴211通过第一行星排组件11与第一轴212连接，输入轴211通过第二行星排组件12与第二轴213连接；

所述装置还包括设置在第一轴212与中间轴214之间的第一挡位齿轮组221和第一换挡元件231，设置在第二轴213与中间轴214之间的第二挡位齿轮组222和第二换挡元件232，以及可选择性接通第一轴212与第二轴213的第三换挡元件233；

当第一换挡元件231使第一轴212与中间轴214接通时，第一制动器114闭锁时第一行星排110与第一挡位齿轮组221实现1挡，第二制动器124闭锁且第三换挡元件233使第一轴212与第二轴213接通时第二行星排120与第一挡位齿轮组221实现2挡；

当第二换挡元件232使第二轴213与中间轴214接通时，第一制动器114闭锁且第三换挡元件233使第一轴212与第二轴213接通时第一行星排110与第二挡位齿轮组222实现3挡，第二制动器124闭锁时第二行星排120与第二挡位齿轮组222实现4挡。

作为本发明的优选实施方式，所述第一行星排为内外啮合双星行星排，所述第二行星排为内外啮合双星行星排，所述第一行星架与输入轴固接，所述第一制动器用于制动第一太阳轮，所述第一齿圈与第一轴固接，所述第二行星架与第一行星架固接，所述第二制动器用于制动第二太阳轮，所述第二齿圈与第二轴固接。

作为本发明的优选实施方式，所述第一行星排为内外啮合双星行星排，所述第二行星排为内外啮合双星行星排，所述第二行星架与输入轴固接，所述第一太阳轮与第二行星架固接，所述第一制动器用于制动第一行星架，所述第一齿圈与第一轴固接，所述第二制动器用于制动第二太阳轮，所述第二齿圈与第二轴固接。

作为本发明的优选实施方式，所述第一行星排为内外啮合单星行星排，所述第二行星排为内外啮合双星行星排，所述第二行星架与输入轴固接，所述第一太阳轮与第二行星架固接，所述第一制动器用于制动第一齿圈，所述第一行星架与第一轴固接，所述第二制动器用于制动第二太阳轮，所述第二齿圈与第二轴固接。

作为本发明的优选实施方式，所述第一行星排为内外啮合双星行星排，所述第二行星排为内外啮合单星行星排，所述第一行星架与输入轴固接，所述第一行星架与第二齿圈固接，所述第一制动器用于制动第一太阳轮，所述第一齿圈与第一轴固接，所述第二制动器用于制动第二太阳轮，所述第二行星架与第二轴固接。

作为本发明的优选实施方式，所述装置还包括设置在所述第一轴与所述中间轴之间的第三挡位齿轮组，所述第一轴通过第一换挡元件可选择地通过第一挡位齿轮组或第三挡位齿轮组与第三轴接通；

当所述第一换挡元件使第一轴通过第三挡位齿轮组与中间轴接通时，所述第一制动器闭锁时第一行星排与第三挡位齿轮组实现5挡，所述第二制动器闭锁且第三换挡元件使第一轴与第二轴接通时第二行星排与第三挡位齿轮组实现6挡。

作为本发明的优选实施方式，所述装置还包括设置在所述第二轴与中间轴之间的第四挡位齿轮组，所述第二轴通过第二换挡元件可选择地通过第二挡位齿轮组或第四挡位齿轮组与第三轴接通；

当所述第二换挡元件使第二轴通过第四挡位齿轮组与中间轴接通时，所述第一制动器闭锁且第三换挡元件使第一轴与第二轴接通时第一行星排与第四挡位齿轮组实现7挡，所述第二制动器闭锁时第二行星排与第四挡位齿轮组实现8挡。

作为本发明的优选实施方式，所述装置还包括设置在所述第一轴与中间轴之间的倒挡齿轮组，所述第一轴通过第三换挡元件可选择地通过倒挡齿轮组与中间轴接通；当所述第三换挡元件使第一轴通过倒挡齿轮组与中间轴接通时，所述第一制动器闭锁时第一行星排与倒挡齿轮组实现R挡。

作为本发明的优选实施方式，所述装置还包括后传动齿轮，所述中间轴通过后传动齿轮与输出轴连接。

作为本发明的优选实施方式，所述动力机为发动机并通过扭转减振器与输入轴连接。

本发明的具体实施方式中，图1所示为本发明具体实施例的车辆变速装置的结构示意图。如图1所示，车辆变速装置，包括：第一行星排组件11和第二行星排组件12，第一行星排组件11包括第一行星排110和第一制动器114，第一行星排110为内外啮合双星行星排，第一行星排110包括第一太阳轮111、第一行星架112和第一齿圈113，第一制动器114用于制动第一太阳轮111，第二行星排组件12包括第二行星排120和第二制动器124，第二行星排120为内外啮合双星行星排，第二行星排120包括第二太阳轮121、第二行星架122和第二齿圈123，第二制动器124用于制动第二太阳轮121；第一制动器114和第二制动器124为干式制动器且设置在不含油的壳体5中，第一行星排110和第二行星排120相邻设置；

所述装置还包括输入轴211、第一轴212、第二轴213、中间轴214和输出轴215，发动机3通过扭转减振器4与输入轴211连接，第一行星架112与输入轴211固接，第一齿圈113与第一轴212固接，第二行星架122与第一行星架112固接，第二齿圈123与第二轴213固接；

所述装置还包括设置在第一轴212与中间轴214之间的第一挡位齿轮组221和第一换挡元件231，设置在第二轴213与中间轴214之间的第二挡位齿轮组222和第二换挡元件232，以及可选择性接通第一轴212与第二轴213的第三换挡元件233；

当第一换挡元件231使第一轴212与中间轴214接通时，第一制动器114闭锁时第一行星排110与第一挡位齿轮组221实现1挡，第二制动器124闭锁且第三换挡元件233使第一轴212与第二轴213接通时第二行星排120与第一挡位齿轮组221实现2挡；

当第二换挡元件232使第二轴213与中间轴214接通时，第一制动器114闭锁且第三换挡元件233使第一轴212与第二轴213接通时第一行星排110与第二挡位齿轮组222实现3挡，第二制动器124闭锁时第二行星排120与第二挡位齿轮组222实现4挡。

第一制动器114和第二制动器124为干式制动器且设置在不含油的壳体5中，因此相比于常用的多片湿式离合器，其结构简单成本较低，且因不用浸泡在传动油中而无搅油损失，效率更高。

车用行星排通常采用结构简单效率较高的内外啮合双星行星排和单星行星排来实现。内外啮合双星行星排还包括相互啮合传动的双行星轮，其中的外行星轮与齿圈啮合传动，内行星轮与齿圈啮合传动，内行星轮和外行星轮均通过轴承可转动地支撑在行星架上。内外啮合单星行星排，即为现有技术中应用最广泛的只包含单个行星轮的行星排，行星轮可转动地安设在行星架上，并与齿圈和太阳轮同时啮合传动。内外啮合双星行星排和单星行星排的结构特征参数均定义为齿圈与太阳轮的齿数比，由于实际结构中的轴、轴承、齿数和重合度不能过小，结构特征参数的可用范围既不能过大也不能过小，内外啮合双星排的结构特征参数较合适的范围为1.7～4(一般以2～3为最佳)，内外啮合单星排的结构特征参数的可用范围为1.5～4(一般以1.8～3.5为最佳)。

如图1所示，在第一制动器114闭锁，第一太阳轮111被制动时，第一行星排110可实现的速比为k₁/(k₁-1)，其中k₁是第一行星排110的结构特征参数，即第一齿圈113与第一太阳轮111的齿数比。在第二制动器124闭锁，第二太阳轮121被制动时，第二行星排120可实现的速比为k₂/(k₂-1)，其中k₂是第二行星排120的结构特征参数，即第二齿圈123与第二太阳轮121的齿数比。

根据本变速装置的挡位原理，一个挡位齿轮组和两个行星排构造出两个相邻挡位，挡差q＝k₁(k₂-1)/(k₂(k₁-1))。设定第一制动器114闭锁时第一行星排110的速比为2.4，可求得第一行星排110的结构特征参数k₁＝1.7。设定挡差q＝1.4时，第二制动器124闭锁时第二行星排120的速比为1.7，可求得第二行星排120的结构特征参数k₂＝2.4。由于k₁和k₂的数值都在可用范围内，因此这是一组较优的配置参数。其他的配置参数也是可以的，并不以此为限制，只要确保k₁和k₂在可用范围内并接近最佳范围。

具体结构配置上，第二齿圈123空套在第一齿圈113的外侧，第二太阳轮121空套在第一太阳轮111的外侧，第一太阳轮111空套在输入轴211的外侧，第二轴213空套在第一轴212的外侧。

通常，第一太阳轮111和第二太阳轮121的直径较小，因此多制作成齿轮轴，另一端制成花键段，第一制动器114和第二制动器124的旋转边通常在中心处制成花键毂，从而套装在花键段上实现两者固接。这里的第一太阳轮111和第二太阳轮121也包括了相应的轴段，其穿过壳体5上设置的轴孔，然后与壳体5另一侧的第一制动器114和第二制动器124分别固接。壳体5上的轴孔处设置相应的油封，第一太阳轮111、第二太阳轮121和输入轴211的相应轴段之间也设置油封。

第一行星排110与第二行星排120相邻设置，且第二行星架122通过直接与第一行星架112固接来实现与输入轴211的连接并输入动力，加上两个齿圈套设，以及两个太阳轮套设，使得两个行星排可以作为一个组件进行集成设计，用尽可能少的轴承和尽可能简单的油道来完成双行星排组件设计。

但应指出，在行星排起减速作用时，为了获得合适的减速比，必须精心选择行星排的三个基本元件分别作为输入构件、输出构件和制动构件，因此并不是任意两个行星排都能够相邻设置，有的方案中构件无法绕出去与第一轴212或第二轴213连接，也就无法实现相应的功能并作为一个组件进行集成设计以简化结构。

显然，第一制动器114与第二制动器124的相邻设置也并不容易实现，必须配合到合适的两行星排连接关系才能在满足所需的减速比的条件下实现相邻布置。第一制动器114可以与第二制动器124集成设计成一个模块，类似双离合器变速箱里的双离合器模块，从而简化结构便于模块化生产装配。

如图1所示，第一制动器114与第二制动器124设置在变速装置前端邻近发动机3的壳体5内，扭转减振器4也可以延伸进壳体5内，从而类似于双离合器变速箱的离合器壳体的相关布置，如此也有利于在双离合器变速器的生产线基础上适当改造即可胜任双制动器变速器的生产。

图7为本发明另一具体实施例的车辆变速装置的结构示意图。如图7所示，第一行星排110为内外啮合双星行星排，第二行星排120为内外啮合双星行星排，第二行星架122与输入轴211固接，第一太阳轮111与第二行星架122固接，第一制动器114用于制动第一行星架112，第一齿圈113与第一轴212固接，第二制动器124用于制动第二太阳轮121，第二齿圈123与第二轴213固接。

在第一制动器114闭锁，第一行星架112被制动时，第一行星排110可实现的速比为k₁。设定第一行星排110的结构特征参数k₁＝2.9，第一制动器114闭锁时第一行星排110的速比为2.9。设定挡差q＝1.4时，第二制动器124闭锁时第二行星排120的速比为2.1，可求得第二行星排120的结构特征参数k₂＝1.9。由于k₁和k₂的数值都在可用范围内，因此这是一组较优的配置参数。其他的配置参数也是可以的，并不以此为限制，只要确保k₁和k₂在可用范围内并接近最佳范围。

如图7所示，两行星排的构件被布置成，第一齿圈113空套在第二齿圈123的外侧，第一太阳轮111空套在第二太阳轮121的外侧，第二太阳轮121空套在输入轴211的外侧，第一轴212空套在第二轴213的外侧。

图8为本发明第三具体实施例的车辆变速装置的结构示意图。如图7所示，第一行星排为110内外啮合单星行星排，第二行星排120为内外啮合双星行星排，第二行星架122与输入轴211固接，第一太阳轮111与第二行星架122固接，第一制动器114用于制动第一齿圈113，第一行星架112与第一轴212固接，第二制动器124用于制动第二太阳轮121，第二齿圈123与第二轴213固接。

在第一制动器114闭锁，第一齿圈113被制动时，第一行星排110可实现的速比为1+k₁。设定第一行星排110的结构特征参数k₁＝1.9，第一制动器114闭锁时第一行星排110的速比为2.9。设定挡差q＝1.4时，第二制动器124闭锁时第二行星排120的速比为2.1，可求得第二行星排120的结构特征参数k₂＝1.9。由于两个行星排的结构特征参数相同，因此可以将第一齿圈113和第二齿圈123设计成相同的齿圈，第一太阳轮111和第二齿圈121也设计成相同的太阳轮，如此将大大简化加工降低成本。

如图8所示，两行星排的构件被布置成，第一行星架112空套在第二齿圈123的外侧，第一太阳轮111空套在第二太阳轮121的外侧，第二太阳轮121空套在输入轴211的外侧，第一轴212空套在第二轴213的外侧。

图9为本发明第四具体实施例的车辆变速装置的结构示意图。如图8所示，第一行星排为110内外啮合双星行星排，第二行星排120为内外啮合单星行星排，第一行星架112与输入轴211固接，第一行星架112与第二齿圈123固接，第一制动器114用于制动第一太阳轮111，第一齿圈113与第一轴212固接，第二制动器124用于制动第二太阳轮121，第二行星架122与第二轴213固接。

在第二制动器124闭锁，第二太阳轮121被制动时，第二行星排120可实现的速比为1+1/k₁。设定第一制动器114闭锁时第一行星排110的速比为2.0，可求得第一行星排110的结构特征参数k₁＝3.0。设定挡差q＝1.4时，第二制动器124闭锁时第二行星排120的速比为1.43，可求得第二行星排120的结构特征参数k₂＝2.33。由于k₁和k₂的数值都在可用范围内，因此这是一组较优的配置参数。其他的配置参数也是可以的，并不以此为限制，只要确保k₁和k₂在可用范围内并接近最佳范围。

如图9所示，两行星排的构件被布置成，第二行星架122空套在第一齿圈113的外侧，第二太阳轮121空套在第一太阳轮111的外侧，第一太阳轮111空套在输入轴211的外侧，第二轴213空套在第一轴212的外侧。

图2为图1所示具体实施例的车辆变速装置挂1挡的动力流示意图。图3为图1所示具体实施例的车辆变速装置挂2挡的动力流示意图。图4为图1所示具体实施例的车辆变速装置挂3挡的动力流示意图。图5为图1所示具体实施例的车辆变速装置挂4挡的动力流示意图。

如图2所示，当第一换挡元件231使第一轴212与中间轴214接通时，第一制动器114闭锁时，第一齿圈113被制动，发动机3的动力经过输入轴211传递到第一太阳轮111，然后经过第一行星架112传递到第一轴212，再经第一挡位齿轮组221传递到中间轴214后输出后驱动车轮，此时第一行星排110与第一挡位齿轮组221实现1挡，其速比由第一行星排110的速比与第一挡位齿轮组221的速比的乘积确定。

如图3所示，当第一换挡元件231使第一轴212与中间轴214接通时，第二制动器124闭锁时，第二太阳轮121被制动，且第三换挡元件233使第一轴212与第二轴213接通时，发动机3的动力经过输入轴211传递到第二齿圈123，然后经过第二行星架122传递到第二轴213，再传递到第一轴212上经第一挡位齿轮组221传递到中间轴214后输出后驱动车轮，此时第二行星排120与第一挡位齿轮组221实现2挡，其速比由第二行星排120的速比与第一挡位齿轮组221的速比的乘积确定。

起步时，第一换挡元件231使第一轴212与中间轴214接通时，第一制动器114闭锁，车辆变速装置挂1挡。当从1挡升2挡时，第一制动器114解锁且第二制动器124闭锁，车辆变速装置挂2挡。挂1挡时，第三换挡元件233仍然使第一轴212与第二轴213接通，虽然此时并没有动力在两轴之间传递，但使得第二制动器124的被动边保持旋转。从1挡升2挡的过程中，第三换挡元件233保持在使第一轴212与第二轴213接通的位置而无须进行操作。

如图4所示，当第二换挡元件232使第二轴213与中间轴214接通时，第一制动器114闭锁时，第一齿圈113被制动，且第三换挡元件233使第一轴212与第二轴213接通时，发动机3的动力经过输入轴211传递到第一太阳轮111，然后经过第一行星架112传递到第二轴213，再经第二挡位齿轮组222传递到中间轴214后输出后驱动车轮，此时第一行星排110与第二挡位齿轮组222实现3挡，其速比由第一行星排110的速比与第二挡位齿轮组222的速比的乘积确定。

如图5所示，当第二换挡元件232使第二轴213与中间轴214接通时，第二制动器124闭锁时，第二太阳轮121被制动，发动机3的动力经过输入轴211传递到第二齿圈123，然后经过第二行星架122传递到第二轴213，再经第二挡位齿轮组222传递到中间轴214后输出后驱动车轮，此时第二行星排120与第二挡位齿轮组222实现4挡，其速比由第二行星排120的速比与第二挡位齿轮组222的速比的乘积确定。

从2挡升3挡时，第二制动器124分离，第三换挡元件233保持在使得第一轴212与第二轴213接通的位置而无须进行操作，第一换挡元件231挂空挡的同时第二换挡元件232挂挡使得第二轴212通过第二挡位齿轮组222与中间轴214接通，然后第一制动器114闭锁，此时发动机3的动力从第一轴211经过第三换挡元件233传递到第二轴212，第二轴212因与第二行星架122连接且第二齿圈123与输入轴211连接，从而使得与第二太阳轮121连接的第二制动器124的被动边保持旋转。从3挡升4挡时，第三换挡元件233保持在使第一轴212与第二轴213接通的位置而无须进行操作。

如图1所示，车辆变速装置还包括设置在第一轴212与中间轴214之间的第三挡位齿轮组223，第一轴212通过第一换挡元件231可选择地通过第一挡位齿轮组221或第三挡位齿轮组223与中间轴214接通；

当第一换挡元件231使第一轴212通过第三挡位齿轮组223与中间轴214接通时，第一制动器114闭锁时第一行星排110与第三挡位齿轮组223实现5挡，第二制动器124闭锁且第三换挡元件233使第一轴212与第二轴213接通时第二行星排120与第三挡位齿轮组223实现6挡。

如图1所示，车辆变速装置还包括设置在第二轴213与中间轴214之间的第四挡位齿轮组224，第二轴213通过第二换挡元件232可选择地通过第二挡位齿轮组222或第四挡位齿轮组224与中间轴214接通；

当第二换挡元件232使第二轴213通过第四挡位齿轮组224与中间轴214接通时，第一制动器114闭锁且第三换挡元件233使第一轴211与第二轴212接通时第一行星排110与第四挡位齿轮组224实现7挡，第二制动器124闭锁时第二行星排120与第四挡位齿轮组224实现8挡。

5挡-8挡的挡位动力流可参考前述1-4挡的类推，5挡升6挡等升挡过程也参考前述类推，于此不再赘述。

如图1所示，车辆变速装置还包括设置在第一轴212与中间轴214之间的倒挡齿轮组225，第一轴212通过第三换挡元件233可选择地通过倒挡齿轮组225与中间轴214接通；当第三换挡元件233使第一轴212通过倒挡齿轮组225与中间轴214接通时，第一制动器114闭锁时第一行星排120与倒挡齿轮组225实现R挡。即第三换挡元件233不仅可用于接通第一轴212和第二轴213，而且还可用于实现倒挡。

图6为图1所示具体实施例的车辆变速装置挂R挡的动力流示意图。如图6所示，第三换挡元件233挂倒挡，第一制动器114闭锁，发动机3的动力经过输入轴211和第一行星排110传递到第一轴212上，经过倒挡齿轮组225传递到中间轴214输出驱动车轮，此时，R挡速比由第一行星排110的速比与倒挡齿轮组225的速比的乘积确定。

如图1所示，车辆变速装置还包括后传动齿轮226，中间轴214通过后传动齿轮226与输出轴215连接。后传动齿轮226可采用一级定轴齿轮传动来实现，对中间轴214的动力进行减速增扭后输出到传动轴上驱动车轮，但并不以此为限制。

考虑一个具有8个前进挡和1个倒挡的变速装置的速比设置，以图1所示具体实施例变速装置为例将速比设置原理简述如下，其他具体实施例变速装置的速比设置原理可依此类推。已知1挡和8挡的速比分别为i₁和i₈，可按照等比级数设置中间挡位的速比。由i₁/i₈＝q⁷求出挡差q，如前所述，可根据设定的第一行星排110起减速作用时的速比求出第一行星排110的结构特征参数k₁，再据挡差q求出第二行星排120的结构特征参数k₂，从而得到第一行星排110的速比为k₁/(k₁-1)，第二行星排120的速比为k₂/(k₂-1)，则第一挡位齿轮组221、第二挡位齿轮组222、第三挡位齿轮组223、第四挡位齿轮组224、倒挡齿轮组225的速比分别为：i₁(k₁-1)/k₁、i₈*q⁴(k₂-1)/k₂、i₈*q²(k₂-1)/k₂、i₈(k₂-1)/k₂、i_R(k₁-1)/k₁。

以具有8个前进挡和1个倒挡的车辆变速装置为例，其与常规的手动挡变速箱或双离合器变速箱相比可知，前者共有8对齿轮组，后者共有10对齿轮组，显然前者结构简单。

第一换挡元件231、第二换挡元件232和第三换挡元件233可以采用换挡同步器来实现。其他类型的换挡元件也是可以的，并不以此为限制。

第一制动器114和第二制动器124可以采用片式制动器来实现，或者采用带式制动器来实现，并不以此为限制。

本实施例的具体实现方案可以参见上述实施例中的相关说明，此处不再赘述。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

采用了本发明的车辆变速装置，通过两个行星排配合两个制动器切换，利用变速机构中的一个挡位齿轮组实现两个相邻挡位，从而可以通过简单结构实现更多的挡位，能具有更好的车辆燃油经济性。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种车辆变速装置，其特征在于，所述的装置包括：第一行星排组件和第二行星排组件，所述第一行星排组件包括第一行星排和第一制动器，所述第一行星排包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，所述第一制动器用于制动第一行星排，所述第二行星排组件包括第二行星排和第二制动器，所述第二行星排包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，所述第二动器用于制动第二行星排，所述第一制动器和第二制动器为干式制动器且相邻设置在不含油的壳体中，所述第一行星排与第二行星排相邻设置；

所述的装置还包括输入轴、第一轴、第二轴、中间轴和输出轴，动力机与所述输入轴连接，所述输入轴通过第一行星排组件与第一轴连接，所述输入轴通过第二行星排组件与第二轴连接，设置在所述第一轴与中间轴之间的第一挡位齿轮组和第一换挡元件，设置在所述第二轴与中间轴之间的第二挡位齿轮组和第二换挡元件，以及可选择性接通所述第一轴与第二轴的第三换挡元件；

当所述第一换挡元件使第一轴与中间轴接通时，所述第一制动器闭锁时第一行星排与第一挡位齿轮组实现1挡，所述第二制动器闭锁且第三换挡元件使第一轴与第二轴接通时第二行星排与第一挡位齿轮组实现2挡；

当所述第二换挡元件使第二轴与中间轴接通时，所述第一制动器闭锁且第三换挡元件使第一轴与第二轴接通时第一行星排与第二挡位齿轮组实现3挡，所述第二制动器闭锁时第二行星排与第二挡位齿轮组实现4挡。

2.根据权利要求1所述的车辆变速装置，其特征在于，所述第一行星排为内外啮合双星行星排，所述第二行星排为内外啮合双星行星排，所述第一行星架与输入轴固接，所述第一制动器用于制动第一太阳轮，所述第一齿圈与第一轴固接，所述第二行星架与第一行星架固接，所述第二制动器用于制动第二太阳轮，所述第二齿圈与第二轴固接。

3.根据权利要求1所述的车辆变速装置，其特征在于，所述第一行星排为内外啮合双星行星排，所述第二行星排为内外啮合双星行星排，所述第二行星架与输入轴固接，所述第一太阳轮与第二行星架固接，所述第一制动器用于制动第一行星架，所述第一齿圈与第一轴固接，所述第二制动器用于制动第二太阳轮，所述第二齿圈与第二轴固接。

4.根据权利要求1所述的车辆变速装置，其特征在于，所述第一行星排为内外啮合单星行星排，所述第二行星排为内外啮合双星行星排，所述第二行星架与输入轴固接，所述第一太阳轮与第二行星架固接，所述第一制动器用于制动第一齿圈，所述第一行星架与第一轴固接，所述第二制动器用于制动第二太阳轮，所述第二齿圈与第二轴固接。

5.根据权利要求1所述的车辆变速装置，其特征在于，所述第一行星排为内外啮合双星行星排，所述第二行星排为内外啮合单星行星排，所述第一行星架与输入轴固接，所述第一行星架与第二齿圈固接，所述第一制动器用于制动第一太阳轮，所述第一齿圈与第一轴固接，所述第二制动器用于制动第二太阳轮，所述第二行星架与第二轴固接。

6.根据权利要求2至5任一项所述的车辆变速装置，其特征在于，所述的装置还包括设置在所述第一轴与所述中间轴之间的第三挡位齿轮组，所述第一轴通过第一换挡元件可选择地通过第一挡位齿轮组或第三挡位齿轮组与第三轴接通；

当所述第一换挡元件使第一轴通过第三挡位齿轮组与中间轴接通时，所述第一制动器闭锁时第一行星排与第三挡位齿轮组实现5挡，所述第二制动器闭锁且第三换挡元件使第一轴与第二轴接通时第二行星排与第三挡位齿轮组实现6挡。

7.根据权利要求6所述的车辆变速装置，其特征在于，所述的装置还包括设置在所述第二轴与中间轴之间的第四挡位齿轮组，所述第二轴通过第二换挡元件可选择地通过第二挡位齿轮组或第四挡位齿轮组与第三轴接通；

当所述第二换挡元件使第二轴通过第四挡位齿轮组与中间轴接通时，所述第一制动器闭锁且第三换挡元件使第一轴与第二轴接通时第一行星排与第四挡位齿轮组实现7挡，所述第二制动器闭锁时第二行星排与第四挡位齿轮组实现8挡。

8.根据权利要求7所述的车辆变速装置，其特征在于，所述的装置还包括设置在所述第一轴与中间轴之间的倒挡齿轮组，所述第一轴通过第三换挡元件可选择地通过倒挡齿轮组与中间轴接通；当所述第三换挡元件使第一轴通过倒挡齿轮组与中间轴接通时，所述第一制动器闭锁时第一行星排与倒挡齿轮组实现R挡。

9.根据权利要求1所述的车辆变速装置，其特征在于，所述的装置还包括后传动齿轮，所述中间轴通过后传动齿轮与输出轴连接。

10.根据权利要求1所述的车辆变速装置，其特征在于，所述动力机为发动机并通过扭转减振器与输入轴连接。

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