CN117028502A - 一种多输入变速器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变速器领域,尤其涉及一种多输入变速器,包括一个多输入动力耦合装置、至少一个行星排、至少三个换挡执行单元,所述多输入动力耦合装置包括壳体,所述壳体内转动安装有一个第二齿轮以及至少两个第一齿轮,第一齿轮环绕第二齿轮外周并均均匀布设,第一齿轮均与第二齿轮相啮合,第一齿轮的中间均固接有用于与输入或输出装置相连接的第一轴,所述第二齿轮的中间固接有第二轴,所述第二轴上设置有换挡执行单元;其中一个或两个换挡执行单元设置在多输入动力耦合装置的一侧,所述行星排设置在多输入动力耦合装置的另一侧,由此组成至少三个挡位的行星齿轮变速器。该多输入变速器结构紧凑,体积小,成本低。
Description
技术领域
本发明涉及变速器领域,尤其涉及一种多输入变速器。
背景技术
随着新能源汽车的发展,重卡等大功率大扭矩汽车电动化也发展越来越快,但电机的功率、扭矩和转速均有一定限制,且大功率大扭矩电机成本高、体积大,因此,多挡位变速器是重型车辆驱动系统必须的装置。但现有的重型车的多挡位变速器基本都是平行轴的,平行轴变速器换挡时有动力中断,不利车辆爬坡,且跨挡位换挡时间长。因此,双系统为现阶段行业的主流配置,双系统指两套动力装置和两套变速装置,或两套动力装置,一套变速装置,在爬坡换挡时,一套换挡,另一套正常驱动,两套系统成本高、体积大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多输入变速器,该多输入变速器结构紧凑,体积小,成本低。
本发明的技术方案在于:一种多输入变速器,包括一个多输入动力耦合装置、至少一个行星排、至少三个换挡执行单元,所述多输入动力耦合装置包括壳体,所述壳体内转动安装有一个第二齿轮以及至少两个第一齿轮,第一齿轮环绕第二齿轮外周并均均匀布设,第一齿轮均与第二齿轮相啮合,第一齿轮的中间均固接有用于与输入或输出装置相连接的第一轴,所述第二齿轮的中间固接有第二轴,所述第二轴上设置有换挡执行单元;其中一个或两个换挡执行单元设置在多输入动力耦合装置的一侧,所述行星排设置在多输入动力耦合装置的另一侧,由此组成至少三个挡位的行星齿轮变速器。
进一步地,所述第一齿轮直径小于第二齿轮,第一齿轮的数目为偶数个,每两个第一齿轮以第二齿轮中心轴线为对称线对称分布。
进一步地,每个第一齿轮与第二齿轮间均设置一个惰轮,第一齿轮均经惰轮和第二齿轮啮合,第一齿轮与第二齿轮不直接啮合。
进一步地,每根第一轴的其中一端连接一台电机,或每根第一轴的两端各连接一台电机,两端未同时连接电机的第一轴呈均布状态;若两端未同时连接电机的第一轴为偶数个,则两端未同时连接电机的第一轴以第二齿轮的中心线为对称线对称分布。
进一步地,所述多输入动力耦合装置的另一侧设置有第一行星排,所述第一行星排包括第一行星架总成、第一太阳轮和置于太阳轮外周的第一齿圈,所述第一行星架总成包括第一行星架、行星轮、行星轮轴,若干个行星轮均布在第一太阳轮与第一齿圈间并通过齿轮啮合的方式连接,所述第一行星轮与行星轮轴转动连接,所述行星轮轴两端均与第一行星架固定连接或与壳体做成一体,第一行星架与输出轴固定连接。
进一步地,所述多输入动力耦合装置上设置有第一至第四换挡执行单元,第一至第四换挡执行单元均为干式离合器、湿式离合器或复合离合器中的一种。
进一步地,第一换挡执行单元的离合器鼓通过第一联动件、第二换挡执行单元的离合器毂、第三轴和第一中间轴连接第一太阳轮,第一换挡执行单元的离合器毂连接第二轴,第二换挡执行单元的离合器鼓与壳体固定连接或与壳体做成一体,第三换挡执行单元的离合器鼓通过第二联动件、第四换挡执行单元的离合器毂连接第一齿圈,第三换挡执行单元的离合器毂连接第二轴,第四换挡执行单元的离合器鼓与壳体固定连接或与壳体做成一体。
进一步地,所述多输入动力耦合装置的另一侧依次安装有串联设置的第一行星排和第二行星排,所述第二行星排的结构与第一行星排相同,第二行星架的第二行星架与输出轴固定连接,第二中间轴的一端套设在第二轴内,所述第二中间轴的另一端外套置有第三中间轴,第一行星排的第一太阳轮安装于第二中间轴上,第一行星排的行星架经第三中间轴与第二行星排的太阳轮相连接,或第一行星排行星架与第二行星排的齿圈相连接;多输入动力耦合装置上设置有第一至第六换挡执行单元,第五、第六换挡执行单元设置在第一行星排与第二行星排之间,第五、第六换挡执行单元均为干式离合器、湿式离合器或复合离合器中的一种。
进一步地,第五换挡执行单元的离合器鼓与第六换挡执行单元的离合器毂滑动连接,第五换挡执行单元的离合器毂与第三中间轴固定连接,第三中间轴的一端与第一行星排的第一行星架固定连接,第三中间轴的另一端与第二行星排的第二太阳轮滑动连接,第六换挡执行单元的离合器毂与第二行星排的第二齿圈固定连接,第六换挡执行单元的离合器鼓与壳体固定连接或与壳体做成一体。
进一步地,位于多输入动力耦合器装置的一侧未设置第一换挡执行单元和第二换挡执行单元,多输入动力耦合器装置的另一侧设置有第三换挡执行单元、第四换挡执行单元和第一行星排,成为两挡变速器;或多输入动力耦合装置的一侧未设置第一换挡执行单元和第二换挡执行单元,多输入动力耦合装置的另一侧设置第三换挡执行单元、第四换挡执行单元、第五换挡执行单元、第六换挡执行单元、第一行星排和第二行星排,成为四挡变速器。
与现有技术相比较,本发明具有以下优点:
1. 该多输入变速器的换挡执行单元分设在多输入动力耦合装置的两侧,使得变速器只需要一个行星排即可实现三个前进挡位和一个空挡,两个行星排即可实现六个前进挡位,结构简单,总成成本更低,体积更小。
2. 该多输入变速器由于扭矩小,电机尺寸较小,又环绕设置,装置轴向尺寸小,且换挡执行单元可以分布在多输入动力耦合装置的两侧电机内周,因此,与相同动力的竞品比总成长度大幅减小,因驱动或行驶造成总成的震动震幅大幅降低,提高的驾驶的舒适性,又能有效降低因震动引起的故障率。
3. 该多输入变速器两个行星排和六个换挡执行单元可根据需要生产两挡、三挡、四挡和六挡变速器,便于大批量生产,降低开发和生产成本。
4. 变速器与多输入动力耦合装置的配合通过控制可以将电机的驱动效率在绝大部分工况下保持在高效率区。
5. 多电机通过多输入动力耦合装置可以大幅降低驱动电机总扭矩,通过多挡位大速比的变速器进一步降低对电机扭矩的要求,从而大幅降低总成成本。
附图说明
图1为本发明的多输入变速器结构示意图;
图2为本发明的实施例一多输入单行星排三挡变速器的结构剖视图;
图3为本发明的实施例二多输入双行星排六挡变速器的结构剖视图;
图中:1-壳体 2-第一齿轮 3-第二齿轮 4-第一轴承 5-第二轴承 6-第一轴 7-第二轴 8-电机 9-第一行星排 91-第一太阳轮 92-第一齿圈 93-第一行星架 94-第一行星轮 95-第一行星轮轴 96-第三轴承 101-第一换挡执行单元的离合器鼓 102-第一换挡执行单元的离合器毂 103-第一联动件 111-第二换挡执行单元的离合器鼓 112-第二换挡执行单元的离合器毂 12-第三轴 13-第一中间轴 141-第三换挡执行单元的离合器鼓 142-第三换挡执行单元的离合器毂 143-第二联动件 151-第四换挡执行单元的离合器鼓 152-第四换挡执行单元的离合器毂 16-作动器一 17-作动器二 18-第二行星排 181-第二太阳轮 182-第二齿圈 183-第二行星架 184-第二行星轮 185-第二行星轮轴 186-第四轴承19-第二中间轴 20-第三中间轴 211-第五换挡执行单元的离合器鼓 212-第五换挡执行单元的离合器毂 221-第六换挡执行单元的离合器鼓 222-第六换挡执行单元的离合器毂23-输出轴。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更浅显易懂,下文特举实施例,并配合附图,作详细说明如下,但本发明并不限于此。
实施例一 多输入单行星排三挡变速器 参考图1和图2
一种多输入变速器,包括一个多输入动力耦合装置、至少一个行星排、至少三个换挡执行单元,所述多输入动力耦合装置包括壳体1,所述壳体内转动安装有一个第二齿轮3以及至少两个第一齿轮2,所述第一齿轮通过第一轴承4与壳体转动连接,第二齿轮通过第二轴承5与壳体转动连接。第一齿轮环绕第二齿轮外周并均均匀布设,第一齿轮均与第二齿轮相啮合,第一齿轮的中间均固接有用于与输入或输出装置相连接的第一轴6,所述第二齿轮的中间固接有第二轴7,所述第二轴上设置有换挡执行单元;其中一个或两个换挡执行单元设置在多输入动力耦合装置的左侧,且位于多台电机内侧,所述行星排设置在多输入动力耦合装置的右侧,由此组成至少三个挡位的行星齿轮变速器。
本实施例中,所述第一齿轮直径小于第二齿轮,确保动力从第一齿轮传到第二齿轮为减速增扭。
本实施例中,第一齿轮的数目为偶数个,每两个第一齿轮以第二齿轮中心轴线为对称线对称分布,从而确保在每个第一轴连接的输入动力相同前提下,所有第一齿轮作用在第二齿轮上的径向分力的矢量之和为0,第二齿轮的径向受力为0,降低支撑第二齿轮的轴承要求,降低成本,同时降低轴承摩擦损失,提高传动效率。
可选地,每个第一齿轮与第二齿轮间可均设置一个惰轮,第一齿轮均经惰轮和第二齿轮啮合,第一齿轮与第二齿轮不直接啮合。
本实施例中,每根第一轴的其中一端连接一台电机8,或每根第一轴的两端各连接一台电机,两端未同时连接电机的第一轴呈均布或对称状态;若两端未同时连接电机的第一轴为偶数个,则两端未同时连接电机的第一轴以第二齿轮的中心线为对称线对称分布。
优选地,所有电机型号规格相同,若不能做到所有电机型号规格相同,则对称设置的电机型号规格相同。
本实施例中,所述多输入动力耦合装置的右侧设置有一个行星排,为第一行星排9,所述第一行星排包括第一行星架总成、第一太阳轮91和置于第一太阳轮外周的第一齿圈92,所述第一行星架总成包括第一行星架93、第一行星轮94、第一行星轮轴95,若干个第一行星轮均布在第一太阳轮与第一齿圈间并通过齿轮啮合的方式连接,所述第一行星轮均通过第三轴承96与第一行星轮轴转动连接,所述第一行星轮轴两端均与第一行星架固定连接或与壳体做成一体,,从而组成一个行星排,第一行星架与输出轴固定连接。
本实施例中,所述多输入动力耦合装置上设置有四个换挡执行单元,分别为第一换挡执行单元、第二换挡执行单元、第三换挡执行单元和第四换挡执行单元,第一至第四换挡执行单元均为干式离合器、湿式离合器、复合离合器或其他离合器中的一种。复合离合器如在先专利:申请号为202222803635.8 ,名称为:一种复合离合器;其他离合器如在先专利:申请号为202010174847.7 ,名称为:活动楔形块换挡机构。
本实施例中,第一换挡执行单元的离合器鼓101通过第一联动件103、第二换挡执行单元的离合器毂112、第三轴12和第一中间轴13连接第一太阳轮,连接方式为固定连接或花键连接;第一换挡执行单元的离合器毂102连接第二轴,第二换挡执行单元的离合器鼓111与壳体固定连接或做成一体;第二换挡执行单元的离合器毂通过第三轴和第一中间轴连接第一太阳轮,连接方式为固定连接或花键连接;第三换挡执行单元的离合器鼓141通过第二联动件143、第四换挡执行单元的离合器毂152连接第一齿圈,连接方式为固定连接或花键连接;第三换挡执行单元的离合器毂142连接第二轴,第四换挡执行单元的离合器鼓151与壳体固定连接,第四换挡执行单元的离合器毂连接第一齿圈,连接方式为固定连接或花键连接。
优选地,第一换挡执行单元和第二换挡执行单元组成联动互锁双离合器,用作动器一16控制第一换挡执行单元和第二换挡执行单元的分离与结合。第三换挡执行单元和第四换挡执行单元组成联动互锁双离合器,用作动器二17控制第三换挡执行单元和第四换挡执行单元的分离与结合。联动互锁离合器如在先专利:申请号为202320460291 .7 ,名称为一种双离合器结构。
设第一齿圈的齿数为Z1r,第一太阳轮的齿数为Z1s;优选地(Z1r/Z1s)^2≈1+Z1r/Z1s,则单行星排时一挡速比为i11=1+Z1r/Z1s,二挡速比为i12=Z1r/Z1s,三挡速比为i13=1。
工作原理:
(1)倒挡:作动器一16处于最右侧初始状态,第一换挡执行单元结合,第二换挡执行单元分离,作动器二17处于最右侧施压状态,第三换挡执行单元分离,第四换挡执行单元结合,即第二轴7通过第一换挡执行单元结合、第一联动件103、第二换挡执行单元的离合器毂112、第三轴12和第一中间轴13与第一太阳轮91结合,第一齿圈92通过第二换挡执行单元制动。此时,若电机8正转,则电机的动力通过第一轴、第一齿轮带动第二齿轮倒转,从而经第二轴7、第一换挡执行单元、第一联动件103、第二换挡执行单元的离合器毂112、第三轴12和第一中间轴13带动第一太阳轮91倒转,按行星齿轮运动规律,第一太阳轮91输入、第一齿圈92制动、第一行星架93输出时速比最大为i11,且输出与输入同向,即此时动力通过变速器以一挡速比驱动车辆倒车。
(2)一挡前进:作动器一16处于最右侧初始状态,第一换挡执行单元结合,第二换挡执行单元分离,作动器二17处于最右侧施压状态,第三换挡执行单元分离,第四换挡执行单元结合,即第二轴7通过第一换挡执行单元、第一联动件103、第二换挡执行单元的离合器毂112、第三轴12和第一中间轴13与第一太阳轮91结合,第一齿圈92通过第二换挡执行单元制动。此时,若电机8倒转,则电机的动力通过第一轴6、第一齿轮2传递到第二齿轮3时,第二齿轮3正转,从而电机的动力通过第二轴7、第一换挡执行单元、第一联动件103、第二换挡执行单元的离合器毂112、第三轴12和第一中间轴14带动第一太阳轮91正转,按行星齿轮运动规律,第一太阳轮91输入、第一齿圈92制动、第一行星架93输出时速比最大为i11,且输出与输入同向,即此时动力通过变速器以一挡速比i11驱动车辆前进。
(3)二挡前进:在一挡前进过程,作动器二17回到最左侧初始状态,第三换挡执行单元结合,第四换挡执行单元分离,作动器一16移动到最左侧施压状态,第一换挡执行单元分离,第二换挡执行单元结合,即第二轴7通过第三换挡执行单元、第二联动件143和第四换挡执行单元的离合器毂152与第一齿圈92结合,动力从第一齿圈92输入,第一太阳轮91通过第一中间轴13、第三轴12被第二换挡执行单元制动,按行星齿轮运动规律,第一齿圈92输入、第一太阳轮91制动、第一行星架输出时速比i12,即此时动力通过变速器以二挡速比驱动车辆前进。
(4)三挡前进:在二挡前进过程,作动器二17回处于最左侧初始状态,第三换挡执行单元保持结合,第四换挡执行单元保持分离,作动器一16回到最右侧初始状态,第一换挡执行单元结合,第二换挡执行单元分离,即第二轴7通过第三换挡执行单元、第二联动件143和-第四换挡执行单元的离合器毂152与第一齿圈92结合,第二轴通过第一换挡执行单元、第一联动件103、第二换挡执行单元的离合器毂112、第三轴12和第一中间轴13与第一太阳轮91结合,第二轴7同时与第一太阳轮91和第一齿圈92结合,即第一太阳轮91和第一齿圈92同步,从而挟持行星架同步,变速器变为速比为i13的第三挡,动力通过变速器以三挡速比驱动车辆前进。
(5)空挡:作动器一16移动到最左侧施压状态,第一换挡执行单元分离、第二换挡执行单元结合、作动器二17移动到最右侧施压状态,第三换挡执行单元分离、第二换挡执行单元结合,即第二轴7与第一太阳轮91和第一齿圈92均分离,行星排没有输入,所以没有输出,变速器处于空挡状态。
(6)行驶过程为了提高电机工作效率而发电时,当发电的电机与驱动的电机共第一轴6,发电动力从驱动状态的电机经第一轴6直接传递到发电状态的电机;当发电的电机与驱动的电机不在同一第一轴时,发电动力从驱动电机经第一轴6、第一齿轮2、第二齿轮3、与发电电机连接的第一齿轮、与发电电机连接的第一轴到发电电机。
(7)起步:当小油门起步时,可先启动一台驱动电机,当这台电机的扭矩无法满足驱动要求或在大扭矩低效率区时,再逐台启动第二或多台电机,使电机都工作在高效区或接近高效区;当中油门起步时,先启动2台或3台驱动电机(总电机数量大于3台);当先行启动的电机扭矩无法满足驱动要求或在大扭矩低效率区时,再逐台启动更多台电机,使电机都工作在高效区或接近高效区;当大油门起步时,可同时启动多台驱动,当先行启动的电机扭矩无法满足驱动要求或在大扭矩低效率区时,再逐台启动更多驱动电机直至全部驱动电机,使驱动电机都工作在高效区或接近高效区。两台或两台以上同时工作时,优先确保更多处于工作状态的电机处于对称或均布状态,并且驱动扭矩相同,使第二齿轮受的径向合力最小或为0。
(8)行驶过程:当行驶过程车辆油门较小且电机的输出总扭矩较小且处于低效率区时,可减少处于驱动状态的电机,使保留驱动状态的电机处于高效率区;如果减少处于驱动状态的电机数量无法使电机处于高效率区时,可将处于空转状态的电机转为发电状态,并使驱动和发电的电机均处于高效率区或接近高效率区;当行驶过程车辆油门较大且电机的输出总扭矩较大、处于低效率区且电机未全部处于驱动状态时,可增加处于驱动状态的电机,或使全部电机处于驱动状态,使驱动状态的电机处于高效率区或接近高效率区。
(9)第一行星排通过以上4个换挡执行单元产生三个前进挡位和一个空挡,下表“√”表示处于结合状态,否则处于分离状态,
。
实施例二 多输入双行星六档变速器 参考图1和图3
一种多输入变速器,包括一个多输入动力耦合装置、至少一个行星排、至少三个换挡执行单元,所述多输入动力耦合装置包括壳体1,所述壳体内转动安装有一个第二齿轮3以及至少两个第一齿轮2,所述第一齿轮通过第一轴承4与壳体转动连接,第二齿轮通过第二轴承5与壳体转动连接。第一齿轮环绕第二齿轮外周并均均匀布设,第一齿轮均与第二齿轮相啮合,第一齿轮的中间均固接有用于与输入或输出装置相连接的第一轴6,所述第二齿轮的中间固接有第二轴7,所述第二轴上设置有换挡执行单元;其中一个或两个换挡执行单元设置在多输入动力耦合装置的左侧,且位于多台电机内侧,所述行星排设置在多输入动力耦合装置的右侧,由此组成至少三个挡位的行星齿轮变速器。
本实施例中,所述第一齿轮直径小于第二齿轮,确保动力从第一齿轮传到第二齿轮为减速增扭。
本实施例中,第一齿轮的数目为偶数个,每两个第一齿轮以第二齿轮中心轴线为对称线对称分布,从而确保在每个第一轴连接的输入动力相同前提下,所有第一齿轮作用在第二齿轮上的径向分力的矢量之和为0,第二齿轮的径向受力为0,降低支撑第二齿轮的轴承要求,降低成本,同时降低轴承摩擦损失,提高传动效率。
可选地,每个第一齿轮与第二齿轮间可均设置一个惰轮,第一齿轮均经惰轮和第二齿轮啮合,第一齿轮与第二齿轮不直接啮合。
本实施例中,每根第一轴的其中一端连接一台电机8,或每根第一轴的两端各连接一台电机,两端未同时连接电机的第一轴呈均布或对称状态;若两端未同时连接电机的第一轴为偶数个,则两端未同时连接电机的第一轴以第二齿轮的中心线为对称线对称分布。
优选地,所有电机型号规格相同,若不能做到所有电机型号规格相同,则对称设置的电机型号规格相同。
本实施例中,所述多输入动力耦合装置的右侧依次安装有串联设置的两个行星排,依次为第一行星排9和第二行星排18,所述第一行星排包括第一行星架总成、第一太阳轮91和置于第一太阳轮外周的第一齿圈92,所述第一行星架总成包括第一行星架93、第一行星轮94、第一行星轮轴95,若干个第一行星轮均布在第一太阳轮与第一齿圈间并通过齿轮啮合的方式连接,所述第一行星轮均通过第三轴承96与第一行星轮轴转动连接,所述第一行星轮轴两端均与第一行星架固定连接,从而组成一个行星排。
本实施例中,所述第二行星排的结构与第一行星排相同,所述第二行星排包括第二行星架总成、第二太阳轮181和置于第二太阳轮外周的第二齿圈182,所述第二行星架总成包括第二行星架183、第二行星轮184、第二行星轮轴185,若干个第二行星轮均布在第二太阳轮与第二齿圈间并通过齿轮啮合的方式连接,所述第二行星轮均通过第四轴承186与第二行星轮轴转动连接,所述第二行星轮轴两端均与第二行星架固定连接,从而组成一个行星排,第二行星架与输出轴固定连接。
本实施例中,第二中间轴19的左端套设在第二轴内,所述第二中间轴的右端外套置有第三中间轴20,第一行星排的第一太阳轮安装于第二中间轴上,第一行星排的第一行星架经第三中间轴与第二行星排的第二太阳轮相连接,或第一行星排的第一行星架与第二行星排的第二齿圈相连接。
本实施例中,多输入动力耦合装置上设置有六个换挡执行单元,分别为第一换挡执行单元、第二换挡执行单元、第三换挡执行单元、第四换挡执行单元、第五换挡执行单元和第六换挡执行单元。第一至第四换挡执行单元的安装结构可参见实施例一;第五换挡执行单元、第六换挡执行单元设置在第一行星排9与第二行星排18之间。第五换挡执行单元、第六换挡执行单元均为干式离合器、湿式离合器、复合离合器或其他离合器中的一种。
优选地,第五换挡执行单元、第六换挡执行单元为内外层结构的联动互锁双离合器,如在先专利:申请号为202320623845.0,名称为:一种内外层结构的双离合器。其中常闭离合器即为本申请的第五换挡执行单元所示的离合器,常开离合器即为本申请的第六换挡执行单元所示的离合器。
本实施例中,第五换挡执行单元的离合器鼓211通过花键与第六换挡执行单元的离合器毂222滑动连接,第五换挡执行单元的离合器毂212与第三中间轴固定连接,第三中间轴的左端与第一行星排的第一行星架固定连接,第三中间轴的右端通过花键与第二行星排的第二太阳轮滑动连接,第六换挡执行单元的离合器毂222与第二行星排的第二齿圈固定连接,第六换挡执行单元的离合器鼓221与壳体固定连接。
设第一齿圈齿数为Z1r,第一太阳轮齿数为Z1s,第二齿圈齿数为Z2r,第二太阳轮齿数为Z2s;优选地(Z1r/Z1s)^2≈1+Z1r/Z1s,(Z1r/Z1s)*(1+Z1r/Z1s)≈(1+Z2r/Z2s),则单行星排时一挡速比为i11=1+Z1r/Z1s,二挡速比为i12=Z1r/Z1s,三挡速比为i13=1;两个行星排时一挡速比i21=(1+Z1r/Z1s)*(1+Z2r/Z2s),二挡速比i22=(Z1r/Z1s)*(1+Z2r/Z2s),三挡速比i23=1+Z2r/Z2s,四挡速比i24=1+Z1r/Z1s,五挡速比i25=Z1r/Z1s,六挡速比i26=1。
工作原理:
(1)作动器三处于最右侧施压状态,第五换挡执行单元分离,第六换挡执行单元结合,第六换挡执行单元将第二齿圈182制动,动力从第一行星架93经第二中间轴19输入,按行星齿轮运动规律,第二行星排18此时速比最大,为1+Z2r/Z2s。
(2)作动器三回到最左侧初始状态,第五换挡执行单元结合,第六换挡执行单元分离,第二太阳轮181通过第二中间轴19、第五换挡执行单元与第二齿圈182结合,第二太阳轮181与第二齿圈182同步,挟持行星架同步,第二行星排18此时速比为1。
(3)由此,第一行星排9和第二行星排18通过以上6个执行单元可产生6个前进挡位和一个空挡,下表“√”表示处于结合状态,否则处于分离状态,
。
在另一实施例中,位于多输入动力耦合器装置的左侧未设置第一换挡执行单元和第二换挡执行单元,多输入动力耦合器装置的右侧设置有第三换挡执行单元、第四换挡执行单元和第一行星排,成为两挡变速器;或多输入动力耦合装置的左侧未设置第一换挡执行单元和第二换挡执行单元,多输入动力耦合装置的右侧设置第三换挡执行单元、第四换挡执行单元、第五换挡执行单元、第六换挡执行单元、第一行星排和第二行星排,成为四挡变速器。
上述文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话,本领域技术人员应该知晓:“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外,上述词语并没有特殊的含义。
本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件,那么,除另有声明外,固定连接可以理解为:能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接),也可以理解为:不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接),当然,互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外,上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成,也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员而言,根据本发明的教导,设计出不同形式的一种多输入变速器并不需要创造性的劳动,在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种多输入变速器,包括一个多输入动力耦合装置、至少一个行星排、至少三个换挡执行单元,其特征在于,所述多输入动力耦合装置包括壳体,所述壳体内转动安装有一个第二齿轮以及至少两个第一齿轮,第一齿轮环绕第二齿轮外周并均均匀布设,第一齿轮均与第二齿轮相啮合,第一齿轮的中间均固接有用于与输入或输出装置相连接的第一轴,所述第二齿轮的中间固接有第二轴,所述第二轴上设置有换挡执行单元;其中一个或两个换挡执行单元设置在多输入动力耦合装置的一侧,所述行星排设置在多输入动力耦合装置的另一侧,由此组成至少三个挡位的行星齿轮变速器。
2.根据权利要求1所述的一种多输入变速器,其特征在于,所述第一齿轮直径小于第二齿轮,第一齿轮的数目为偶数个,每两个第一齿轮以第二齿轮中心轴线为对称线对称分布。
3.根据权利要求1或2所述的一种多输入变速器,其特征在于,每个第一齿轮与第二齿轮间均设置一个惰轮,第一齿轮均经惰轮和第二齿轮啮合,第一齿轮与第二齿轮不直接啮合。
4.根据权利要求1或2所述的一种多输入变速器,其特征在于,每根第一轴的其中一端连接一台电机,或每根第一轴的两端各连接一台电机,两端未同时连接电机的第一轴呈均布状态;若两端未同时连接电机的第一轴为偶数个,则两端未同时连接电机的第一轴以第二齿轮的中心线为对称线对称分布。
5.根据权利要求1所述的一种多输入变速器,其特征在于,所述多输入动力耦合装置的另一侧设置有第一行星排,所述第一行星排包括第一行星架总成、第一太阳轮和置于第一太阳轮外周的第一齿圈,所述第一行星架总成包括第一行星架、行星轮、行星轮轴,若干个行星轮均布在第一太阳轮与第一齿圈间并通过齿轮啮合的方式连接,所述行星轮与行星轮轴转动连接,所述行星轮轴两端均与第一行星架固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种多输入变速器,其特征在于,所述多输入动力耦合装置上设置有第一至第四换挡执行单元,第一至第四换挡执行单元均为干式离合器、湿式离合器或复合离合器中的一种。
7.根据权利要求6所述的一种多输入变速器,其特征在于,第一换挡执行单元的离合器鼓通过第一联动件、第二换挡执行单元的离合器毂、第三轴和第一中间轴连接第一太阳轮,第一换挡执行单元的离合器毂连接第二轴,第二换挡执行单元的离合器鼓与壳体固定连接或与壳体做成一体,第三换挡执行单元的离合器鼓通过第二联动件、第四换挡执行单元的离合器毂连接第一齿圈,第三换挡执行单元的离合器毂连接第二轴,第四换挡执行单元的离合器鼓与壳体固定连接或与壳体做成一体,第一行星架与输出轴固定连接。
8.根据权利要求5或6所述的一种多输入变速器,其特征在于,所述多输入动力耦合装置的另一侧依次安装有串联设置的第一行星排和第二行星排,所述第二行星排的结构与第一行星排相同,第二行星排的第二行星架与输出轴固定连接, 第二中间轴的一端套设在第二轴内,第二中间轴的另一端外套置有第三中间轴,第一行星排的第一太阳轮安装于第二中间轴上,第一行星排的行星架经第三中间轴与第二行星排的太阳轮相连接,或第一行星排行星架与第二行星排的第二齿圈相连接;多输入动力耦合装置上设置有第一至第六换挡执行单元,第五、第六换挡执行单元设置在第一行星排与第二行星排之间,第五、第六换挡执行单元均为干式离合器、湿式离合器或复合离合器中的一种。
9.根据权利要求8所述的一种多输入变速器,其特征在于,第五换挡执行单元的离合器鼓与第六换挡执行单元的离合器毂滑动连接,第五换挡执行单元的离合器毂与第三中间轴固定连接,第三中间轴的一端与第一行星排的第一行星架固定连接,第三中间轴的另一端与第二行星排的第二太阳轮滑动连接,第六换挡执行单元的离合器毂与第二行星排的第二齿圈固定连接,第六换挡执行单元的离合器鼓与壳体固定连接。
10.根据权利要求1、2、5、6、7或9所述的一种多输入变速器,其特征在于,位于多输入动力耦合器装置的一侧未设置第一换挡执行单元和第二换挡执行单元,多输入动力耦合器装置的另一侧设置有第三换挡执行单元、第四换挡执行单元和第一行星排,成为两挡变速器;或多输入动力耦合装置的一侧未设置第一换挡执行单元和第二换挡执行单元,多输入动力耦合装置的另一侧设置第三换挡执行单元、第四换挡执行单元、第五换挡执行单元、第六换挡执行单元、第一行星排和第二行星排,成为四挡变速器。
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