CN203488645U - 一种九速手自一体变速器 - Google Patents

Abstract

一种九速手自一体变速器，该变速器由一个变速总成和一个前后总成，以及六个离合器构成。是一种结构简单、设计合理，结合了手动变速器与各种类自动变速器的优点而舍其缺点，既有手动变速器的简单结构和高传动效率，又有各种类自动变速器的多挡位和换挡平顺性。它包括三根同轴布置的输入一轴、输入二轴和输入三轴，还包括三根同轴布置的输出一轴、输出二轴和输出三轴，以及中间轴。该变速器每一次的换挡动作不用到同步器，只通过控制两套离合器组各其中之一个离合器进行接合，选择传递动力的其中之一根输入轴和一根输出轴，通过中间轴来完成动力的连接传递，通过不同的输入轴和输出轴连接传递的复式组合，得到9个不同变扭速比的传递动力的方式。

Description

一种九速手自一体变速器

技术领域：

本实用新型涉及汽车变速器领域，一种具有多离合器和多个齿轮组复式组合的九速自动变速器，更具体地涉及一种具有九速手自一体的扭矩传递装置的变速器。

技术背景：

目前使用在机动车上的变速器中共有两种，一种为传统的手动变速器，另一种则是自动变速器。手动变速器它结构简单，性能可靠，制造和维护成本低廉，且传动效率高(理论上会更省油)，另外，由于是纯机械控制，换挡反应快，且可以更直接的表现驾驶者的意愿，因而更富驾驶乐趣，不过相对于自动变速器，它操作繁琐，而且因为挡位较少，两个挡位间齿比的变换差别大，在换挡时顿挫感明显。另一种则是自动变速器，它结构和使用上与手动挡变速器有很大不同，相比较，自动变速器的挡位更多，机动车行驶过程中也就更平顺，能提供轻松惬意的驾驶感受，而自动变速器大多是以下三类：一类是由液力变矩器、行星齿轮机构及电液控制系统组成的液力自动变速器；一类是由传统固定轴式变速箱和干式离合器以及相应的电液控制系统组成的电控机械式自动变速器；一类是无级自动变速器。

液力自动变速器起步平稳，加速迅速、均匀、柔和，已成为当今世界车辆自动变速器的主导产品，但是结构复杂、成本高且制造困难，同时由于采用液力传动，使得自动挡变速器传递的动力有所损失，其效率较低、油耗较高；电控机械式自动变速器虽然价格较液力自动变速器低，但由于换挡过程存在动力中断，会产生换挡冲击和换挡噪声；无级自动变速器虽然可以实现无级变速，但带子与带轮之间需要很高的压力和加紧力，故由液压油泵所产生的损失大，传动效率低，同时带子造价成本偏高，维修成本大，承载扭矩有一定的局限性。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种有别于传统手动变速器与各种类的自动变速器，是一种结构简单、设计合理，并结合了手动变速器与各种类自动变速器的优点而舍其缺点，既有手动变速器的简单结构和高传动效率，又有各种类自动变速器的多挡位和换挡平顺性，具体是一种新行式的多个齿轮组随意复式组合的九速手自一体变速机构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案：一种九速手自一体变速器，该变速器由一个变速总成和一个前后总成，以及两套离合器组六个离合器构成。变速总成有三根同轴布置的输入一轴、输入二轴和输入三轴，还有三根同轴布置的输出一轴、输出二轴和输出三轴，以及中间轴。输入三轴和输入二轴为空心轴，输入二轴套在输入一轴之外，输入三轴又套在输入二轴之外，输入一轴、输入二轴和输入三轴的外端分别与A离合器组的离合器K1、离合器K2和离合器K3相连接，输入一轴、输入二轴和输入三轴的内端穿进变速总成箱内，三根输入轴的末端分别都设置有一个主动齿轮，三个主动齿轮每个的大小直径不同。

三根同轴布置的输出一轴、输出二轴和输出三轴，与三根输入轴对置在变速总成箱内，输出二轴和输出三轴为空心轴，输出二轴套在输出一轴之外，输出三轴又套在输出二轴之外，输出一轴、输出二轴和输出三轴的外端分别与B离合器组的离合器K4、离合器K5和离合器K6相连接，输出一轴、输出二轴和输出三轴的内端穿进变速总成箱内，三根输出轴的末端分别都设置有一个变速齿轮，三个变速齿轮每个的大小直径不同。

中间轴置在变速总成箱内，轴上设置有六个直径不同的中间轴齿轮，轴上一端的三个中间轴齿轮分别与三根输入轴的主动齿轮啮合，形成三个不同齿比的主动齿轮输入组，另一端中间轴的三个中间轴齿轮与三根输出轴的变速齿轮啮合，形成三个不同齿比的变速齿轮输出组。

前后总成有两根轴，既主动轴与后桥传动轴。主动轴外端与B离合器组相连接，主动轴内端穿入进前后总成箱内，主动轴上设置有一个前进挡主动齿轮和一个倒挡主动齿轮，前进挡主动齿轮与倒挡主动齿轮之间有一个双向同步器、拨挡叉，拨挡叉通过拨挡叉杆与液压换挡分泵连接；后桥传动轴外端连接到后桥差速器，内端穿入进前后总成箱内，后桥传动轴设置有一个倒挡从动齿轮和一个前进挡从动齿轮，前进挡从动齿轮与前进挡主动齿轮啮合，倒挡从动齿轮与倒挡中间齿轮和倒挡主动齿轮啮合。

作为优选，有啮合关系的齿轮之间均为常啮合。各啮合的齿轮之间常啮合，保证换挡的平稳性，齿轮在工作过程没有相对运动，不易损坏。

本实用新型采用三个齿比不同的主动齿轮输入组和三个齿比不同的变速齿轮输出组进行复式组合，共得到九个不同扭速比挡位，相比与5个挡位的手动变速器或6个挡位或部分7个挡位的自动变速器，每个挡拉对应的转速跨度更小，在不同转速下能及时换入更合适的挡位，能够更好的发挥出整个汽车的动力性和经济性。

附图说明：

图一是本实用新型一种九速手自一体变速器结构示意图。

图中：1.离合器K1，2.离合器K2，3.离合器K3，4.离合器K4，5.离合器K5，6.离合器K6，7.发动机曲轴，8.输入一轴，9.输入二轴，10.输入三轴，11.主动齿轮A，12.主动齿轮B，13.主动齿轮C，14.变速总成箱体，15.中间轴齿轮C，16.中间轴齿轮B，17.中间轴齿轮A，18.中间轴，19.中间轴齿轮D，20.中间轴齿轮E，21.中间轴轴齿轮F，22.输出一轴，23.输出二轴，24.输出三轴，25.变速齿轮A，26.变速齿轮B，27.变速齿轮C，28.主动轴，29.倒挡主动齿轮，30.前进挡主动齿轮，31.双向同步器，32.拨挡叉杆，33.液压换挡分泵，34.后桥传动轴，35.倒挡从动齿轮，36.前进挡从动齿轮，37.倒挡中间齿轮，38.前后总成箱体。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型进一步说明。

实施例：一种九速手自一体变速器，如图一所示，该变速器由一个变速总成和一个前后总成，以及两套离合器组共六个离合器构成。

A离合器组有离合器K1、离合器K2和离合器K3，B离合器组有离合器K4、离合器K5和离合器K6。

变速总成包括三根同轴布置的输入一轴8、输入二轴9和输入三轴10，还包括三根同轴布置的输出一轴22、输出二轴23和输出三轴24，以及中间轴18组成。

输入三轴10和输入二轴9为空心轴，输入二轴9套在输入一轴8之外，输入三轴10又套在输入二轴9之外，输入一轴8、输入二轴9和输入三轴10的外端分别与离合器K1、离合器K2和离合器K3相连接，输入一轴8、输入二轴9和输入三轴10的内端穿进变速总成箱14内，三根输入轴的末端都设置有一个主动齿轮，分别是主动齿轮A11、主动齿轮B12、主动齿轮C13，三个主动齿轮每个的大小直径不同。

输出一轴22、输出二轴23和输出三轴24与三根输入轴对置在变速总成箱14内，输出二轴23和输出三轴24为空心轴，输出二轴23套在输出一轴22之外，输出三轴24又套在输出二轴23之外，输出一轴22、输出二轴23和输出三轴24的外端分别与离合器K4、离合器K5和离合器K6相连接，输出一轴22、输出二轴23和输出三轴24的内端穿进变速总成箱14内，三根输出轴的末端都设置有一个变速齿轮，分别是变速齿轮A25，变速齿轮B26，变速齿轮C27，三个变速齿轮每个的大小直径不同。

中间轴18置在变速总成箱14内，轴上设置有六个直径不同的中间轴齿轮，分别是中间轴齿轮C15，中间轴齿轮B16，中间轴齿轮A17，中间轴齿轮D19，中间轴齿轮E20，中间轴齿轮F21，轴上一端的中间轴齿轮C15与主动齿轮C13啮合，中间轴齿轮B16与主动齿轮B12啮合，中间轴齿轮A17与主动齿轮A11啮合，形成三个齿比不同的主动齿轮输入组；轴上另一端的中间轴齿轮D19与变速齿轮C27啮合，中间轴齿轮E20与变速齿轮B26啮合，中间轴齿轮F21与变速齿轮A25啮合，形成三个齿比不同的变速齿轮输出组。

前后总成有两根轴，既主动轴28与后桥传动轴34。主动轴28外端与B离合器组相连接，主动轴28内端穿入进前后总成箱38内，主动轴28上设置有一个前进挡主动齿轮30和一个倒挡主动齿轮29，前进挡主动齿轮30与倒挡主动齿轮29之间有一个双向同步器31、拨挡叉，拨挡叉通过拨挡叉杆与液压换挡分泵33连接；后桥传动轴34外端连接到后桥差速器，内端穿入进前后总成箱38内，后桥传动轴34设置有一个倒挡从动齿轮35和一个前进挡从动齿轮36，前进挡从动齿轮36与前进挡主动齿轮30啮合，倒挡从动齿轮35与倒挡中间齿轮37和倒挡主动齿轮29啮合。

各轴通过轴承安装在箱壳体上，三根输入轴上的主动齿轮与输入轴固定，三根输出轴的变速齿轮与输出轴固定，双向同步器通过花键固定的主动轴上。

动力传递路线说明：

车辆处在停驶或静止状态时，两套离合器组的离合器K1、离合器K2、离合器K3、离合器K4、离合器K5、离合器K6是常开的，即在平时6个离合器都处于分离状态，不传递动力，只要需要挂相应的挡位时，相对应的离合器才接合，传递动力。另外，每一个挡位只有两个离合器接合，其他的4个离合器都处于分离状态，只有离合器接合时，对应的输入轴和输出轴传递动力，而其他4个处于分离状态的离合器，对应的输入轴和输出轴不传递动力，只是因其轴上的主动齿轮和变速齿轮与中间轴轴上的中间轴齿轮常啮合关系，也随着中间轴的转动而跟着惯性转动，但不传递动力。

前后总成箱分为前进挡、空位挡和倒挡，当车辆在刚启动时，驾驶员控制电液系统机构发出指令，使液压换挡分泵33推动拨挡叉杆32将双向同步器31与前进挡主动齿轮30或倒挡主动齿轮29接合，完成汽车的前进或后退倒车的选择；当接合套既不与前进挡主动齿轮30和倒挡主动齿轮29接合，就行成空位挡，此时，不传递动力。

倒挡：当车辆启动时，电液系统机构使液压换挡分泵33推动拨挡叉杆32将双向同步器31与倒挡主动齿轮29接合，发动机动力经过变速总成的变扭变速后，由主动轴28经倒挡主动齿轮29通过倒挡中间齿轮37传递给倒挡从动齿轮35，最终将动力传递出去。

前进挡：当车辆前进挡启动时，电液系统机构使液压换挡分泵33推动拨挡叉杆32将双向同步器31与前进挡主动齿轮30接合。发动机动力经过变速总成的变扭变速后，由主动轴28经前进挡主动齿轮30传递给前进挡从动齿轮36，最终将动力传递出去。

一挡动力传递路线：变速器电液控制单元发出指令，电液控制系统将活塞把离合器K1和离合器K6的膜片挤压接合到一起，摩擦阻力使得发动机动力经曲轴7通过离合器K1传递给输入一轴8，经输入一轴8上的主动齿轮A11传递给中间轴18上的中间轴齿轮A17，完成第一次变扭变速，经中间轴齿轮D19传递给输出三轴24上的变速齿轮C27，完成第二次的变扭变速，经输出三轴24在离合器K6的摩擦阻力下将动力通过主动轴28向前后总成箱传递，经主动轴28上的前进挡主动齿轮30传递给后桥传动轴34上的前进挡从动齿轮36，最终将动力传递出去。

车辆处在一挡运行时，离合器K2、离合器K3、离合器K4和离合器K5都处于分离状，不传递动力。由于，传递动力的输入一轴8上的主动齿轮A11与中间轴18上的中间轴齿轮A17在变扭变速过程中，也带动整个中间轴18上其它的中间轴齿轮同步转动，使得与之相啮合的其它主动齿轮和变速齿轮也同跟着同步转动，从而带动输入二轴9、输入三轴10、输出一轴22和输出二轴23跟着惯性转动，但是，因为离合器K2、离合器K3、离合器K4和离合器K5都在处于分离状态，输入二轴9、输入三轴10、输出一轴22和输出二轴23只是跟着同步转动而不传递动力，而离合器K1的离合器K6是接合状态，所以，只有输入一轴8和输出三轴24传递动力。动力在变速总成箱部分也只经输入一轴8，经中间轴18，经输出三轴24传递，也仅只有主动齿轮A11与中间轴齿轮A17这对主动齿轮输入组，以及中间轴齿轮D19与变速齿轮C27这对变速齿轮输出组完成变扭变速。

二挡动力传递路线：当车辆行驶到一定速度需要变换升挡时，自动换挡机构使变速器电液控制单元发出指令，离合器K6分离，同时，电液控制系统将活塞把离合器K5的膜片挤压接合到一起，动力通过离合器K1传递给输入一轴8，经输入一轴8上的主动齿轮A11传递给中间轴18上的中间轴齿轮A17，完成第一次变扭变速，经中间轴齿轮E20传递给输出二轴23上的变速齿轮B26，完成第二次的变扭变速，经输出二轴23在离合器K5的摩擦阻力下将动力通过主动轴28向前后总成箱传递，经主动轴28上的前进挡主动齿轮30传递给后桥传动轴34上的前进挡从动齿轮36，最终将动力传递出去。

车辆进入二挡运行后，车辆自动变速器电控单元可以根据相关传感器信号知道车辆当前运行状态，进而判断车辆即将进入运行的挡位，如车辆加速，则升为三挡，如车辆减速，则下一个挡位降至一挡，当车辆运行达到换挡点时，自动换挡机构使变速器电液控制单元发出指令，离合器K5分离，如需降至一挡，液控制系统将活塞把离合器K6的膜片挤压重新接合到一起，降挡的换挡动作完成；如需升为三挡，液控制系统将活塞把离合器K4的膜片挤压接合到一起既可完成升挡动作。其它的前进挡位的切换过程也是如此。

三挡动力传递路线：变速器电液控制单元发出指令，离合器K5分离，电液控制系统将活塞把离合器K4接合，动力经过接合的离合器K1传递给输入一轴8，通过输入一轴8上的主动齿轮A11传递给中间轴18上的中间轴齿轮A17，经中间轴齿轮F21传递给输出一轴22上的变速齿轮A25，经输出一轴22在离合器K4的摩擦阻力下将动力通过主动轴28向前后总成箱传递，经主动轴28上的前进挡主动齿轮30传递给后桥传动轴34上的前进挡从动齿轮36，最终将动力传递出去。

四挡动力传递路线：变速器电液控制单元发出指令，离合器K1和离合器K4分离，电液控制系统将活塞把离合器K2和离合器K6的膜片挤压接合到一起，摩擦阻力使得发动机动力通过接合的离合器K2传递给输入二轴9，通过输入二轴9上的主动齿轮B12传递给中间轴18上的中间轴齿轮B16，经中间轴齿轮D19传递给输出三轴24上的变速齿轮C27，经输出三轴24在离合器K6的摩擦阻力下将动力通过主动轴28向前后总成箱传递，经主动轴28上的前进挡主动齿轮30传递给后桥传动轴34上的前进挡从动齿轮36，最终将动力传递出去。

五挡动力传递路线：变速器电液控制单元发出指令，离合器K6分离，电液控制系统将活塞把离合器K5接合，动力经过接合的离合器K2传递给输入二轴9，通过输入二轴9上的主动齿轮B12传递给中间轴18上的中间轴齿轮B16，经中间轴齿轮E20传递给输出二轴23上的变速齿轮B26，经输出二轴23在离合器K5的摩擦阻力下将动力通过主动轴28向前后总成箱传递，经主动轴28上的前进挡主动齿轮30传递给后桥传动轴34上的前进挡从动齿轮36，最终将动力传递出去。

六挡动力传递路线：变速器电液控制单元发出指令，离合器K5分离，电液控制系统将活塞把离合器K4接合，动力经过接合的离合器K2传递给输入二轴9，通过输入二轴9上的主动齿轮B12传递给中间轴18上的中间轴齿轮B16，经中间轴齿轮F21传递给输出一轴22上的变速齿轮A25，经输出一轴22在离合器K4的摩擦阻力下将动力通过主动轴28向前后总成箱传递，经主动轴28上的前进挡主动齿轮30传递给后桥传动轴34上的前进挡从动齿轮36，最终将动力传递出去。

七挡动力传递路线：变速器电液控制单元发出指令，离合器K2和离合器K4分离，电液控制系统将活塞把离合器K3和离合器K6接合，动力经过接合的离合器K3传递给输入三轴10，通过输入三轴10上的主动齿轮C13传递给中间轴18上的中间轴齿轮C15，经中间轴齿轮D19传递给输出三轴24上的变速齿轮C27，经输出三轴24在离合器K6的摩擦阻力下将动力通过主动轴28向前后总成箱传递，经主动轴28上的前进挡主动齿轮30传递给后桥传动轴34上的前进挡从动齿轮36，最终将动力传递出去。

八挡动力传递路线：变速器电液控制单元发出指令，离合器K6分离，电液控制系统将活塞把离合器K5接合，动力经过接合的离合器K3传递给输入三轴10，通过输入三轴10上的主动齿轮C13传递给中间轴18上的中间轴齿轮C15，经中间轴齿轮E20传递给输出二轴23上的变速齿轮B26，经输出二轴23在离合器K5的摩擦阻力下将动力通过主动轴28向前后总成箱传递，经主动轴28上的前进挡主动齿轮30传递给后桥传动轴34上的前进挡从动齿轮36，最终将动力传递出去。

九挡动力传递路线：变速器电液控制单元发出指令，离合器K5分离，电液控制系统将活塞把离合器K4接合，动力经过接合的离合器K3传递给输入三轴10，通过输入三轴10上的主动齿轮C13传递给中间轴18上的中间轴齿轮C15，经中间轴齿轮F21传递给输出一轴22上的变速齿轮A25，经输出一轴22在离合器K4的摩擦阻力下将动力通过主动轴28向前后总成箱传递，经主动轴28上的前进挡主动齿轮30传递给后桥传动轴34上的前进挡从动齿轮36，最终将动力传递出去。

本实用新型一种九速手自一体变速器最大的特征是每一次的换挡动作不需要使用到同步器，只通过控制其中的两个离合器进行接合，选择传递动力的其中之一根输入轴和一根输出轴，通过中间轴来完成输入轴和输出轴的动力连接传递，就能完成挡位的快速切换，因此，比起那些需要使用到同步器进行接合、分离来辅助完成换挡动作的各类型自动变速器和手动变速器能更快的完成换挡动作。当然，也可以通过手动的方式来完成快递跳挡切换，只需要手动的方式向变速器电液控制单元发出指令，选择其中的两个离合器接合，既选择传递动力的输入轴与输出轴，配合好三根输入轴和三根输出轴对应的主动齿轮输入组和变速齿轮输出组，在主动齿轮输入组和变速齿轮输出组共9个变扭变速组合之中的切换时序，选择目标挡位一个主动齿轮输入组和一个变速齿轮输出组进行复式组合，既可以快速完成跳挡切换。

Claims (8)

1.一种九速手自一体变速器，包括一个变速总成和一个前后总成，还包括A和B两套离合器组共六个离合器，前后总成有主动轴与后桥传动轴，主动轴外端与B离合器组相连接，主动轴内端穿入进前后总成箱内，主动轴上设置有一个前进挡主动齿轮和一个倒挡主动齿轮，前进挡主动齿轮与倒挡主动齿轮之间有一个双向同步器、拨挡叉，拨挡叉通过拨挡叉杆与液压换挡分泵连接，后桥传动轴外端连接到后轿差速器，内端穿入进前后总成箱内，后桥传动轴设置有一个倒挡从动齿轮和一个前进挡从动齿轮，前进挡从动齿轮与前进挡主动齿轮啮合，倒挡从动齿轮与倒挡中间齿轮和倒挡主动齿轮啮合，变速总成有三根同轴布置的输入一轴、输入二轴和输入三轴，还有三根同轴布置的输出一轴、输出二轴和输出三轴，以及中间轴，其特征在于：输入三轴和输入二轴为空心轴，输入二轴套在输入一轴之外，输入三轴又套在输入二轴之外，输入一轴、输入二轴和输入三轴的外端分别与离合器K1、离合器K2和离合器K3相连接，输入一轴、内端穿进变速总成箱内，内端的末端分别都设置有一个主动齿轮，分别是主动齿轮A、主动齿轮B、主动齿轮C，三根同轴布置的输出一轴、输出二轴和输出三轴，与三根输入轴对置在变速总成箱内，输出二轴和输出三轴为空心轴，输出二轴套在输出一轴之外，输出三轴又套在输出二轴之外，输出一轴、输出二轴和输出三轴的外端分别与离合器K4、离合器K5和离合器K6相连接，内端穿进变速总成箱内，内端的末端分别都设置有一个变速齿轮，分别是变速齿轮A、变速齿轮B、变速齿轮C，中间轴置在变速总成箱内，轴上设置有中间齿轮C、中间齿轮B、中间齿轮A、中间轴、中间轴齿轮D、中间轴齿轮E、中间轴齿轮F，共六个大小直径不同的中间齿轮。

2.根据权利要求1所述的一种九速手自一体变速器，其特征在于：A离合器组与发动机曲轴相连接，A离合器组中的离合器K1、离合器K2和离合器K3分别与输入一轴、输入二轴和输入三轴相连接。

3.根据权利要求1所述的一种九速手自一体变速器，其特征在于：B离合器组与前后总成箱的主动轴相连接，B离合器组中的离合器K4、离合器K5和离合器K6分别与输出一轴、输出二轴和输出三轴相连接。

4.根据权利要求1所述的一种九速手自一体变速器，其特征在于：输入一轴固定主动齿轮A，输入二轴固定主动齿轮B，输入三轴上固定主动齿轮C，三个主动齿轮每个的大小直径不同。

5.根据权利要求1所述的一种九速手自一体变速器，其特征在于：输出一轴固定变速齿轮A，输出二轴固定变速齿轮B，和输出三轴固定变速齿轮C，三个变速齿轮每个的大小直径不同。

6.根据权利要求1所述的一种九速手自一体变速器，其特征在于：中间轴轴上的中间齿轮C与主动齿轮C啮合，中间齿轮B与主动齿轮B啮合，中间齿轮A与主动齿轮A啮合，形成三个齿比不同的主动齿轮输入组。

7.根据权利要求1所述的一种九速手自一体变速器，其特征在于：中间轴轴上的中间轴齿轮D与变速齿轮C啮合，中间轴齿轮E与变速齿轮B啮合，中间轴齿轮F与变速齿轮A啮合，形成三个齿比不同的变速齿轮输出组。

8.根据权利要求1或6或7所述的一种九速手自一体变速器，其特征在于：有啮合关系的齿轮之间均为常啮合。

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