CN202007868U - 一种自动变速器及包含该自动变速器的车辆 - Google Patents

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Abstract

一种自动变速器，包括：包括第一离合器和第二离合器的双离合器、第一输入轴、第二输入轴和输出轴，第一输入轴和第一离合器连接，第二输入轴穿过第一输入轴与第二离合器连接，该自动变速器还包括同步器、单向离合器和包括第一齿轮组和第二齿轮组的齿轮减速机构，第一齿轮组包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，第二齿轮组包括相互啮合的第三齿轮和第四齿轮，第三齿轮通过单向离合器安装在第二输入轴上，同步器安装在第二输入轴上。本实用新型的自动变速器及包含该自动变速器的车辆，在第三齿轮和第二输入轴之间设置了单向离合器，从而可以防止动力从输出轴经第二齿轮组向第二输入轴的传递，进而有效降低双离合器的磨损，提高双离合器的使用寿命。

Description

一种自动变速器及包含该自动变速器的车辆
技术领域
本实用新型涉及一种自动变速器及包含该自动变速器的车辆。
背景技术
目前，随着车辆操纵自动化的快速发展，汽车变速器正呈现蓬勃发展的态势。现在的汽车自动变速器主要有液力变速器（AT），无级变速器（CVT）以及现在传动效率高的电控机械式变速器（AMT）。
在传动效率和生产成本等方面优于AT和CVT的AMT，由于具有汽车工业发展所要求的高燃油经济性、低排放和保护现有手动变速器生产投资的优点，受到了汽车界的重视。
但是在AMT的使用过程中，逐渐发现其缺点：车辆在换挡过程中，当离合器分离后，发动机的动力不能传递到车轮，导致动力中断，驾驶者有顿挫感，影响了车辆的动力性和乘坐的舒适性。
为了解决此问题，需要对换挡过程进行精确的控制。特别是为了减小换挡过程产生的冲击度，需要对动力装置与变速器构成的动力总成在转速差、扭矩等方面进行精确的匹配和控制。
DCT（双离合器变速器）的出现解决了这个问题。但是在DCT的换挡过程中，动力的传递是通过同步器与滑动齿套的结合实现的，操纵复杂，如果在挡位切换后，上一挡位的滑动齿套和同步器没有断开，动力会回传到另一输入轴，使得离合器片高速旋转，不仅消耗能量，而且会造成离合器的磨损，缩短离合器的使用寿命。
发明内容
本实用新型为解决现有双离合器变速器容易造成双离合器磨损的技术问题，提供一种可有效保护双离合器的自动变速器及包含该自动变速器的车辆。
本实用新型一方面提供了一种自动变速器，包括：双离合器、中空的第一输入轴、第二输入轴和输出轴，所述双离合器包括第一离合器和第二离合器，所述第一输入轴和第一离合器连接，所述第二输入轴穿过所述第一输入轴的中空部分与所述第二离合器连接，其中，所述自动变速器还包括同步器、单向离合器和齿轮减速机构，所述齿轮减速机构包括第一齿轮组和第二齿轮组，所述第一齿轮组包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮分别固定安装在所述第一输入轴和输出轴上，所述第二齿轮组包括相互啮合的第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮通过单向离合器安装在所述第二输入轴上以便于从第二输入轴向输出轴单向传递动力，所述第四齿轮固定安装在所述输出轴上，所述同步器安装在所述第二输入轴上且可与所述第三齿轮同步。
进一步地，所述单向离合器包括内圈和外圈，当外圈的转速低于内圈的转速时，单向离合器处于结合状态，当外圈的转速高于内圈的转速时，单向离合器处于超越状态，所述单向离合器的内圈固定在所述第二输入轴上，第三齿轮套装在所述单向离合器的外圈上。
所述输出轴上还固定安装有输出齿轮。
所述双离合器为湿式双离合器。
所述第一齿轮组的传动比小于所述第二齿轮组的传动比。
当所述第一离合器分离，第二离合器结合时，所述第二齿轮组形成第一挡位。
当所述第一离合器结合，第二离合器分离时，所述第一齿轮组形成第二挡位。
当所述第一离合器分离，第二离合器结合时，如果第二输入轴输入的动力反向，所述同步器与第三齿轮同步，所述第二齿轮组形成倒挡挡位。
本实用新型另一方面还提供了一种车辆，包括动力源和差速器，其中，所述车辆还包括上述的自动变速器，所述动力源与所述自动变速器的双离合器连接，所述自动变速器的输出轴与所述差速器连接。
进一步地，所述动力源为电机。
本实用新型的自动变速器及包含该自动变速器的车辆，在第三齿轮和第二输入轴之间设置了单向离合器，从而可以防止动力从输出轴经第二齿轮组向第二输入轴的传递，进而有效降低双离合器的磨损，提高双离合器的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型一种实施方式提供的自动变速器的结构示意简图；
图2是本实用新型一种实施方式提供的自动变速器处于第一挡位时的状态示意简图，其中，粗实线表示动力传递路线；
图3是本实用新型一种实施方式提供的变速器处于第二挡位时的状态示意简图，其中，粗实线表示动力传递路线；
图4是本实用新型一种实施方式提供的变速器处于倒挡挡位时的状态示意简图，其中，粗实线表示动力传递路线；
图5是本实用新型一种实施方式提供的车辆的结构示意简图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
根据本实用新型的一种实施方式，如图1所示，本实用新型一方面提供了一种自动变速器，包括：双离合器1、中空的第一输入轴4、第二输入轴10和输出轴12，双离合器1包括第一离合器3和第二离合器2，第一输入轴4和第一离合器3连接，第二输入轴10穿过第一输入轴4的中空部分与第二离合器2连接，其中，该自动变速器还包括同步器9、单向离合器8和齿轮减速机构，齿轮减速机构包括第一齿轮组6和第二齿轮组11，第一齿轮组6包括相互啮合的第一齿轮5和第二齿轮15，第一齿轮5和第二齿轮15分别固定安装在第一输入轴4和输出轴12上，第二齿轮组11包括相互啮合的第三齿轮7和第四齿轮14，第三齿轮7通过单向离合器8安装在第二输入轴10上以便于从第二输入轴10向输出轴12单向传递动力，第四齿轮14固定安装在输出轴12上，同步器9安装在第二输入轴10上且可与第三齿轮7同步。
第一齿轮5和第二齿轮15常啮合，第三齿轮7和第四齿轮14常啮合。
双离合器1可以根据需要选择干式双离合器或湿式双离合器，双离合器1中有两个离合器，即第一离合器3和第二离合器2，第一离合器3和第二离合器2交替结合或分离即可控制动力的传递。
同步器9主要用于与第三齿轮7同步，以便于第二输入轴10可以通过第二齿轮组11向输出轴12传递动力。
根据本实用新型的一种实施方式，双离合器1为湿式双离合器。
进一步地，单向离合器8包括内圈和外圈，当外圈的转速低于内圈的转速时，单向离合器8处于结合状态，当外圈的转速高于内圈的转速时，单向离合器8处于超越状态，单向离合器8的内圈固定在第二输入轴10上，第三齿轮7套装在单向离合器8的外圈上。
单向离合器的作用是使某元件只能按一定的方向旋转，在另一个方向上锁止。根据内圈和外圈之间安装的动力传递器件（如滚子或楔块）不同而分为滚子式单向离合器和楔块式单向离合器。本领域技术人员可以根据需要选择合适类型的单向离合器。
根据本实用新型的一种实施方式，当外圈的转速低于内圈的转速时，单向离合器8处于结合状态，动力可以从第二输入轴10通过第二齿轮组11传递到输出轴12；当外圈的转速高于内圈的转速时，单向离合器8处于超越状态，此时，输出轴12的动力不会传递到第二输入轴10。
为了便于动力的输出，优选地，输出轴12上还固定安装有输出齿轮13以便于将输入到自动变速器的动力输出到车轮（通过差速器等实现）。
为了更好的保护双离合器1，优选地，第一齿轮组6的传动比小于第二齿轮组11的传动比，即第一齿轮组6可以形成高速档位，第二齿轮组11可以形成低速档位。如可以使得第一齿轮组的传动比小于1；而第二齿轮组的传动比大于1。本领域技术人员可以根据需要合理设置第一齿轮组6和第二齿轮组11的传动比从而确定车辆的档位。
当第一离合器3分离，第二离合器2结合时，第二齿轮组11形成第一挡位。
当第一离合器3结合，第二离合器2分离时，第一齿轮组6形成第二挡位。
当第一离合器3分离，第二离合器2结合时，如果第二输入轴10输入的动力反向，同步器9与第三齿轮7同步，第二齿轮组11形成倒挡挡位。
下面结合附图详细的说明本实用新型的自动变速器的换挡过程：
根据本实用新型的一种实施方式，如图2所述，控制第一离合器3分离，第二离合器2结合，动力将从第二离合器2和第二输入轴10传递到单向离合器8，由于单向离合器8的内圈的转速大于外圈的转速，动力将通过单向离合器8和第二齿轮组11传递到输出轴12上的输出齿轮13处。在此过程中，第二齿轮组11起作用形成第一挡位。
为了更好的保护双离合器1，优选地，第一齿轮组6为减速齿轮组，即第一齿轮组6的传动比大于1。
在第一挡位时，由于第二齿轮15固定在输出轴12上，第二齿轮15会带动第一齿轮5转动，由于第一齿轮组6的传动比大于1，此时，第一齿轮5的转速将小于第二齿轮15的转速，此时第一离合器3的从动片即与第一输入轴4连接的部分的转速将有效降低，从而有利于保护第一离合器3。
根据本实用新型的一种实施方式，如图3所示，控制第一离合器3结合，第二离合器2分离，动力将从第一离合器3、第一输入轴4和第一齿轮组6传递到输出轴12上的输出齿轮13处。在此过程中，第一齿轮组6起作用形成第二挡位。
在第二挡位时，由于第四齿轮14固定在输出轴12上，第四齿轮14会带动第三齿轮7转动，此时，单向离合器8的外圈的转速高于内圈的转速，单向离合器8处于超越状态，此时，输出轴12的动力不会传递到第二输入轴10，所以第二离合器2不会被带动转动，所以可以有效保护第二离合器3。
同时，第一挡位和第二挡位的切换只需控制第一离合器3和第二离合器2交替结合与分离即可，从而有效降低换挡冲击，缩短（或消除）动力中断时间，从而提高车辆的乘坐舒适性。
根据本实用新型的一种实施方式，如图4所示，当输入到该自动变速器的动力反向（如采用电机作动力源的车辆可以控制电机反转）时，控制第一离合器3分离，第二离合器2结合，同时控制同步器9与第三齿轮7同步，动力将从第二离合器2、第二输入轴10、同步器9和第二齿轮组11传递到输出轴12上的输出齿轮13处。在此过程中，第二齿轮组11起作用形成倒挡挡位。
在倒挡挡位时，由于第二齿轮15固定在输出轴12上，第二齿轮15会带动第一齿轮5转动，由于第一齿轮组6的传动比大于1，此时，第一齿轮5的转速将小于第二齿轮15的转速，此时第一离合器3的从动片即与第一输入轴4连接的部分的转速将有效降低，从而有利于保护第一离合器3。
根据本实用新型的一种实施方式，如图5所示，本实用新型另一方面还提供了一种车辆，包括动力源16和差速器17，其中，该车辆还包括上述的自动变速器，动力源16与自动变速器的双离合器1连接，自动变速器的输出轴12与差速器17连接。
动力源16可以根据需要选择发动机或电机来提供动力，动力源16与双离合器1可以通过各种合适的方式如焊接、铆接等固定在一起。
进一步地，该动力源16为电机。当电机反转时，即可控制双离合器1和同步器9实现倒挡。
输出轴12与差速器17连接，更具体的，输出轴12上设置有输出齿轮13，输出齿轮13与差速器17的行星架（差速器壳）啮合实现动力的传递。
本实用新型的自动变速器及包含该自动变速器的车辆，在第三齿轮和第二输入轴之间设置了单向离合器，从而可以防止动力从输出轴经第二齿轮组向第二输入轴的传递，进而有效降低双离合器尤其是第二离合器的磨损，提高双离合器的使用寿命。
同时，第一齿轮组的传动比大于1，当第二齿轮带动第一齿轮转动时，可以有效降低第一齿轮的转速，从而降低第一离合器从动片的转速，有利于第一离合器的保护。
所以，本实用新型的自动变速器及包含该自动变速器的车辆，可以有效保护第一离合器和第二离合器，有利于提高双离合器的使用寿命。
另外，第一挡位和第二挡位的切换过程中，无需同步器的参与，从而简化了换挡操纵方式，同时也降低了自动变速器的质量，简化了结构，降低了占用空间。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动变速器，包括：双离合器、中空的第一输入轴、第二输入轴和输出轴，所述双离合器包括第一离合器和第二离合器，所述第一输入轴和第一离合器连接，所述第二输入轴穿过所述第一输入轴的中空部分与所述第二离合器连接，其特征在于，所述自动变速器还包括同步器、单向离合器和齿轮减速机构，所述齿轮减速机构包括第一齿轮组和第二齿轮组，所述第一齿轮组包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮分别固定安装在所述第一输入轴和输出轴上，所述第二齿轮组包括相互啮合的第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮通过单向离合器安装在所述第二输入轴上以便于从第二输入轴向输出轴单向传递动力，所述第四齿轮固定安装在所述输出轴上，所述同步器安装在所述第二输入轴上且可与所述第三齿轮同步。
2.如权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，所述单向离合器包括内圈和外圈，当外圈的转速低于内圈的转速时，单向离合器处于结合状态，当外圈的转速高于内圈的转速时，单向离合器处于超越状态，所述单向离合器的内圈固定在所述第二输入轴上，所述第三齿轮套装在所述单向离合器的外圈上。
3.如权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，所述输出轴上还固定安装有输出齿轮。
4.如权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，所述双离合器为湿式双离合器。
5.如权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，所述第一齿轮组的传动比小于所述第二齿轮组的传动比。
6.如权利要求5所述的自动变速器，其特征在于，当所述第一离合器分离，第二离合器结合时，所述第二齿轮组形成第一挡位。
7.如权利要求6所述的自动变速器，其特征在于，当所述第一离合器结合，第二离合器分离时，所述第一齿轮组形成第二挡位。
8. 如权利要求6所述的自动变速器，其特征在于，当所述第一离合器分离，第二离合器结合时，如果第二输入轴输入的动力反向，所述同步器与第三齿轮同步，所述第二齿轮组形成倒挡挡位。
9.一种车辆，包括动力源和差速器，其特征在于，所述车辆还包括权利要求1-8中任意一项所述的自动变速器，所述动力源与所述自动变速器的双离合器连接，所述自动变速器的输出轴与所述差速器连接。
10.如权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述动力源为电机。
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