CN204716886U - 多轮轮轴结构变速器 - Google Patents

Abstract

一种含有由多个惰轮齿轮组成的轮轴结构的平行轴变速器简称多轮轮轴结构变速器，在本实用新型多轮轮轴结构变速器中的多轮轮轴结构以及相配合的花键毂套轴机构、双向超越离合器机构和牙嵌式离合器机构的共同作用下，在现有变速箱尺寸范围内，达到12个前进挡和4个倒挡。本实用新型多轮轮轴结构变速器包括平行设置的输入轴，多轮轮轴，中间轴和输出轴。以及相应的齿轮及离合装置。其特点是：1.齿轮数与挡位数的比值最小，因此变速箱的尺寸相对最小。2.换挡控制元件与挡位数的比值最小，因此变速箱的结构相对简单。3.扩大了总齿比范围，提高了汽车的动力性能。4.挡位密集合理，提高了换挡平顺性和燃油经济性。5.设置了增扭齿轮组，可以承受更大的扭矩。

Description

多轮轮轴结构变速器

技术领域

本发明属于变速器领域，特别是涉及到平行轴式变速器。

背景技术

变速器是动力传递系统上最重要的传动部件，特别是在汽车上，变速器的性能直接决定了汽车的性能，决定了汽车的传动效率，决定了汽车的燃油经济性,决定了汽车的换挡平顺性和舒适性。由于世界各国的汽车企业和研究机构的巨大投入，汽车变速器技术得到了空前的提高和发展，因此可以说汽车上的变速器技术就是变速器领域最新技术。目前的汽车变速器主要结构有手动变速器结构MT和自动变速器结构AT两大类，自动变速器结构中又分为有级自动变速器结构AT和无级自动变速器结构CVT。有级的自动变速器结构又分为旋转轴(行星轮)式自动变速器结构AT和平行轴式自动变速器结构AT，星齿轮式自动变速器又分为辛普森式自动变速器结构和拉威纳式自动变速器结构，平行轴式自动变速器结构目前又分为自动离合变速器结构AMT,多离合器式平行轴变速器结构AT和双离合器式平行轴变速器结构DCT。由于人们的喜好不同，各种变速器都凭借自己的特点占有着相应的市场份额。

随着控制技术、传动效率、燃油经济性的不断提高以及人们对汽车换挡平顺性和舒适性的要求不断提高，更多挡位的自动变速器成为了发展主流，因此自动变速器的挡位也在不断地增加；挡位越多结构就越复杂，变速箱的尺寸也就越大。然而汽车能容纳的变速器的体积却是有限的，目前的多离合器结构平行轴变速器的结构基本是采用三根轴或四根轴，采用一级传动和三级传动相结合的方式，如输入轴上设置三个前进挡齿轮，其中两个为一级传动，动力直接传递给输出轴，另一个为三级传动的第一级，将动力传递给输出轴上的惰轮，中间轴上设置三个齿轮的，一个同输出轴上的惰轮啮合形成三级传动的第二级，另两个与输出轴上的固定齿轮啮合，形成两个三级传动的第三级，其形成的前进挡位数为1×2+1×1×1×(3-1)＝4个挡，中间轴上设置四个齿轮的，其形成的前进挡位数为1×2+1×1×1×(4-1)＝5个挡。虽然目前关于平行轴变速器的发明很多，这些发明有的是关于轴的数量和位置提出的新的技术方案，有的是关于齿轮的数量和位置提出的新的技术方案，有的是关于换挡控制机构的数量及位置提出的新的技术方案，但是由于变速器尺寸及需要变速器承担扭矩的限制，目前实用的多离合器结构平行轴变速器的挡位也仅达到6个前进挡。按目前的变速器结构，如果挡位再增加，不是结构太复杂，就是结构体积太大，很难实用。因此需要一种体积小，挡位多，扭矩大，结构简单，可靠性高的新结构的变速器。

发明内容

为解决上诉问题，本发明提供一种含有由多个惰轮齿轮组成的轮轴结构的平行轴变速器简称多轮轮轴结构变速器，在本发明多轮轮轴结构变速器中的多轮轮轴结构以及相配合的花键毂套轴结构、双向超越离合器结构和牙嵌式离合器结构的共同作用下，可以在现有变速箱尺寸范围内，达到12个前进挡和4个倒挡。其特点是：1.齿轮数与挡位数的比值最小，因此着变速箱的尺寸相对最小。2.换挡控制元件与挡位数的比值最小，因此着变速箱的结构更加相对简单。3.扩大了总传动比范围，提高了汽车的动力性能。4.挡位密集合理，提高了换挡平顺性和燃油经济性。5.设置了增扭齿轮组，可以承受更大的扭矩。

本发明的多轮轮轴结构变速器包括平行设置的输入轴，多轮轮轴，中间轴和输出轴。所述多轮轮轴结构变速器还包括：固定的设置在输入轴上的N个齿轮(N是自然数)；通过滚针轴承可旋转的设置在输入轴上，并有可单独控制其与输入轴连接或分离的离合装置的M个齿轮及相应的离合装置(M是＞1的整数)；通过滚针轴承可旋转的设置在多轮轮轴上，并有可单独控制其与多轮轮轴连接或分离的离合装置的，与输入轴上的固定齿轮相对啮合的N个齿轮及相应的离合装置以及与中间轴或输出轴上的固定齿轮对应啮合的N’个齿轮及相应的离合装置(N’是自然数)；与输入轴、中间轴和输出轴上的可旋转的齿轮对应常啮合的固定的设置在多轮轮轴上的多个齿轮；与多轮轮轴上的可旋转的齿轮对应常啮合的固定的设置在中间轴或输出轴上的N’个齿轮。与多轮轮轴上的固定齿轮对应啮合的通过滚针轴承可旋转的设置在中间轴或输出轴上的，并有可单独控制其与中间轴或输出轴连接或分离的离合装置的多个齿轮及相应的离合装置。所述多轮轮轴结构变速器还包括：设置在中间轴上的一个或两个增扭主动齿轮；与增扭主动齿轮对应啮合的设置在输出轴上的一个或两个增扭从动齿轮；这样形成一个或两个第三级传动路径，当在中间轴上设置一个增扭齿轮时，增扭主动齿轮与中间轴及增扭从动齿轮与输出轴间都固定链接，当在中间轴上设置两个增扭齿轮形成两个动力传递路径时，每个动力传递路径上的增扭主动齿轮及与其啮合的增扭从动齿轮中的一个增扭齿轮与其所在轴间为固定链接，另一个增扭齿轮采用通过滚针轴承可旋转的设置在其所在的轴上，并设置相应的离合装置控制其与所在轴的连接或分离，固定连接的齿轮设置在哪跟轴上都可以，可以采用增扭主动齿轮与中间轴固定链接，也可以采用增扭从动齿轮与输出轴固定链接。本发明的多轮轮轴结构变速器的特征在于具有以下结构：

1.多轮轮轴结构 

所述多轮轮轴结构，就是在变速器中设置了一根起增加动力传递路径作用的由多个惰轮齿轮及(N+N’)个离合器组成的多轮轮轴，所述多轮轮轴设置在输入轴与中间轴之间或输入轴与 输出轴之间的动力传递路径上，负责将输入轴的动力传递给中间轴再由中间轴传递给输出轴，或将输入轴的动力直接传递给输出轴。所述多轮轮轴由轴杆和固定的设置在轴杆上的多个齿轮,以及通过滚针轴承可旋转的设置在多轮轮轴上的,并有可单独的控制其与多轮轮轴连接或分离的离合装置的(N+N’)个齿轮及相应的离合装置组成；其特征就是所有进出多轮轮轴上的动力传递路径都有独立的离合器或扭矩开关装置。所述多轮轮轴可以是一根含所需油道的实心轴连同设置在其上的齿轮及离合装置，通过轴承设置在变速器箱体上，也可以是空心轴，连同设置在其上的齿轮及离合装置一起通过滚针轴承空套的设置在输出轴上，空套的多轮轮轴的一端与输出轴间设有离合器，通过离合器控制其与输出轴间的转动或固定；所述多轮轮轴也可以是多个带键槽的短空心轴，通过键槽连接在一起，连同设置在短轴上的齿轮及离合装置一起通过滚针轴承可旋转的设置在输出轴上，设置在短轴间的键槽使各短轴间不能相对转动，只能一起在多轮轮轴及输出轴间的离合器的控制下，在输出轴上相对于输出轴转动或固定，当控制离合器结合时，多轮轮轴与输出轴固定成为一根轴，动力从输入轴直接传递到输出轴上，形成一级传动，这样每个输入轴上与多轮轮轴上齿轮啮合的齿轮都形成一个一级动力传递路径；当控制离合器分离时，多轮轮轴在输出轴上转动，变成由多个惰轮齿轮集成一体的调速惰轮轮轴，动力从输入轴传递多轮轮轴，再由多轮轮轴经过中间轴传递到输出轴形成三级传动，这样每个输入轴上与多轮轮轴上齿轮啮合的齿轮又都形成一个三级传动的第一级动力传递路径。当多轮轮轴设置在变速器箱体上时，可以将输出轴通过滚针轴承空套的设置在多轮轮轴上，在纵置变速器的方案中也可将输出轴通过滚针轴承空套的设置在输入轴上。本发明的独特的多轮轮轴结构具有将输入轴的动力传动路径增加的作用，比如在本发明的第一实施例中，通过多轮轮轴结构，利用输入轴上的三个前进挡齿轮和一个倒挡齿轮，形成了3个一级传动的前进挡动力流和3个三级传动的一级前进挡动力流以及1个倒挡一级传动的动力流和1个三级传动的一级倒挡动力流，并在中间轴上形成了3个三级传动的二级动力流和1个三级传动的三级增扭动力流。最终实现了12个前进挡和4个倒挡，大大提高了换挡平顺性和燃油经济性。

2.花键毂套轴结构

本发明多轮轮轴结构变速器中的花键毂套轴结构的特征是通过设置在输入轴上的一个离合器可以控制设置在输入轴上的三个齿轮与输入轴的连接或分离，所述多轮轮轴结构变速器中的花键毂套轴结构包括固定的设置在在输入轴上用以使花键毂套轴与输入轴连接或分离的离合器，通过滚针轴承可旋转的空套的设置在输入轴上的花键毂套轴，固定在花键毂套轴一端的离合器的内花键毂，固定在花键毂套轴另一端的同步器的花键毂，同步环，以及和倒挡主动 齿轮集成为一体的同步器的接合套。所述花键毂套轴上还设置有输入轴上的最大齿轮，它通过滚针轴承可旋转的设置在花键毂套轴上，通过花键毂套轴上的同步器的控制其与花键毂套轴连接或分离；输入轴上最小齿轮通过滚针轴承可旋转的设置在输入轴上，通过花键毂套轴上的同步器的控制其与花键毂套轴连接或分离，与花键毂套轴连接的齿轮在离合器控制下同花键毂套轴一起与输入轴连接或分离。本发明多轮轮轴结构变速器的独特的花键毂套轴结构具有减少离合器的作用，通过所述花键毂套轴结构使同步器可以控制不在同一轴上的三个齿轮通过一个离合器与输入轴连接或分离，进一步优化了变速器的结构，在本发明的第一实施例中，通过花键毂套轴结构使一个离合器能控制不在同一个轴上的三个齿轮，至少节省了一个离合器，大大节省了变速箱空间和重量以及控制器的数量。

3.双向超越离合器结构

本发明多轮轮轴结构变速器中的双向超越离合器是将中间轴或上的最大齿轮与独特设计的双向超越离合器集成为一体，它包括通过花键固定在中间轴上的内圈；与齿轮集成为一体通过滚针轴承可旋转的设置在内圈上的外圈；在内圈与外圈间紧贴外圈内圆设置的固定保持架，以及设置在固定保持架上的限位凸块；在固定保持架内圆和内圈外圆间设置的活动保持架，以及设置在活动保持架上的限位凹槽；设置在内圈和外圈之间，通过固定保持架和活动保持架固定和控制的双向契块；设置在活动保持架上负责控制双向契块与内圈的接触压力的保持弹簧；还包括固定保持架和活动保持架间的回位弹簧；契块方向控制压盘。在挂倒挡时，控制控制压盘向滑动保持架一侧移动，与滑动保持架接触产生相应的摩擦力，外圈反向转动时固定保持架随之转动，摩擦力使滑动保持架固定，这样限位凸块和限位凹槽反向接近，并且回位弹簧被压缩，同时双向契块向反方向旋转；当限位凸块与限位凹槽接触贴紧后，限位凸块推动活动保持架克服摩擦阻力随固定保持架一起旋转，同时，在固定保持架活动保持架保持弹簧的作用下，双向契块进入反向工作状态，带动内圈一起随外圈旋转，进行倒挡一挡的传动。其他倒挡时双向超越离合器进入反向超越分离状态。退出倒挡时，控制压盘与活动保持架脱离后回位，回位弹簧推动活动保持架转动，同时双向契块正向旋转，限位凸块与限位凹槽正向接近接触贴紧，双向超越离合器进入正向传动连接或超越分离状态。本发明多挡位变速器的独特的双向超越离合器结构具有减少变速器轴向尺寸并且具有提高换挡平顺性的作用，在本发明的第一实施例中，通过使用双向超越离合器结构，在不增加中间轴尺寸的情况下，成功增加了一个离合器，而且通过与湿式离合器的配合大大提高了换挡平顺性。

4.倒挡惰轮牙钳式离合器结构

本发明多轮轮轴结构变速器的倒挡惰轮牙钳式离合器结构包括通过滚针轴承可旋转的设置在 变速器箱体上的倒挡惰轮轴，第一倒挡惰轮与牙钳式离合器的花键毂集成为一体通过滚针轴承可旋转的设置在倒挡惰轮轴上，并与多轮轮轴上的最大齿轮啮合；第二倒挡惰轮与牙钳式离合器的结合套集成为一体，通过花键衬毂固定的设置在倒挡惰轮轴上，并与输入轴上的倒挡主动齿轮啮合。第二倒挡惰轮与倒挡惰轮轴之间设置有通过密封圈形成的压油腔，倒挡惰轮轴内及对应压油腔位置设置有充油和排油的油道，第二倒挡惰轮与花键衬毂间设有与倒挡惰轮轴同心或平行的一个或多个回位弹簧。倒挡时，通过油道向压油腔充油推动第二倒挡惰轮向第一倒挡惰轮一侧移动移动，使第二倒挡惰轮压缩回位弹簧并使结合套与第一倒挡惰轮上的花键毂结合，接通倒挡传递路径。切断倒挡时，压油腔进入排油状态，回位弹簧推动第二倒挡惰轮向压油腔一侧移动，使第二倒挡惰轮压缩压油腔排油并使结合套与第一倒挡惰轮上的花键毂分离，切断倒挡传递路径。本发明多轮轮轴结构变速器中的独特的倒挡惰轮牙钳式离合器结构具有减少变速器轴向尺寸的作用，在本发明的第一实施例中，通过使用倒挡惰轮牙钳式离合器结构，节省了一个倒挡从动齿轮的位置。

附图说明

图1为本发明的第一实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图，其中图a为变速器输入轴、多轮轮轴、中间轴和输出轴及其轴上的齿轮离合器的相对位置的示意图，图b为本发明第一实施例中齿轮及离合器位置变化方案中的一个示例，c为倒挡惰轮及惰轮轴与输入轴和多轮轮轴上的齿轮的相对位置及啮合关系的示意图。

图2、图3和图4为本发明第一实施例中各挡位时的动力传递路径示意图。

图5为本发明第一实施例中各挡位结合的离合装置及传动比。

图6中图a和图b分别为本发明第一实施例中输出轴及离合器位置变化以及方案中的另两个示例。

图7为本发明的第二实施例中变速器输入轴、多轮轮轴、中间轴和输出轴及其轴上的齿轮离合器的相对位置的示意图。

图8中图a为本发明的第二实施例的齿轮及离合器位置变化方案中的一个示例，图b是第二实施例的倒挡惰轮及惰轮轴与输入轴和多轮轮轴上的齿轮的相对位置及啮合关系的示意图。

图9为本发明第三实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图。

图10中a为本发明的第四实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合 器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图，图b为第三实施例和第四实施例的倒挡齿轮啮合关系图。

图11为本发明的第五实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图。

图12为本发明的第六实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图。

图13为本发明的第七实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图。

图14为本发明的第八实施例中传动轴位置齿轮位置及离合器位置变化方案中的一个示例。

图15中a为本发明的第九实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图，图b为纵置方案中的倒挡结构的传动轴位置以及齿轮传动关系示意图。

图16为本发明的第十实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图。

图17为本发明第十一实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图。

图18为本发明的第十二实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图。

图19为本发明中的牙嵌式离合器的断面示意图，其中图a为离合器结合时各部件相对位置的示意图，图b是离合器分离时各部件相对位置的示意图。

图20为本发明中的双向超越离合器的断面示意图，其中图a为双向超越离合器的径向断面a的示意图，图b为双向超越离合器的轴向断面b的示意图，图c为径向断面局部放大图，图d为轴向断面局部放大图，图e和图f为回位弹簧及限位结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。

参见图1中图a以及图19和图20，这是本发明第一实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图和本发明中的牙嵌式离合器的结构示意图以及发明中的双向超越离合器的结构示意图，本发明的多轮轮轴结构变速器包括变速器箱体S1，用轴承可旋转的设置 在箱体上的输入轴A,用滚针轴承可旋转的并空套的设置在输出轴上的多轮轮轴B,用轴承可旋转的设置在箱体上并与输入轴平行的中间轴C,用轴承可旋转的设置在箱体上并与输入轴平行的输出轴D，所述多挡位变速器还包括：输入轴第一齿轮1，其通过滚针轴承可旋转的设置在输入轴A上；离合器K1通过花键固定在输入轴上，用以使输入轴第一齿轮1与输入轴A连接或分离；离合器K2通过花键固定在输入轴A上，用以使通过滚针轴承可旋转的设置在输入轴A上的花键毂套轴A’与输入轴A连接或分离；输入轴第二齿轮2通过滚针轴承可旋转的设置在花键毂套轴A’上，并通过结合套14使其与花键毂套轴A’连接或分离，它是输入轴上最大的齿轮；输入轴第三齿轮3通过滚针轴承可旋转的设置在输入轴A上，并通过结合套14使其与花键毂套轴A’连接或分离，它是输入轴上最小的齿轮；结合套14与倒挡主动齿轮集成为一体，空套在花键毂上；多轮轮轴第一齿轮4、多轮轮轴第二齿轮5、多轮轮轴第三齿轮6和多轮轮轴第四齿轮7以及多轮轮轴第五齿轮8均固定设置在多轮轮轴B上，中间轴第一齿轮9通过滚针轴承可旋转的设置在中间轴C上；离合器K3通过花键固定在中间轴C上，用以使中间轴第一齿轮9与中间轴C连接或分离；离合器K4通过花键固定在中间轴C上，中间轴第二齿轮10通过滚针轴承可旋转的设置在中间轴C上，并通过离合器K4使其与中间轴C连接或分离；中间轴第三齿轮11通过滚针轴承可旋转的设置在中间轴C上，并通过固定在中间轴C上并同其集成为一体的双向超越离合器使其与中间轴C连接或分离；增扭主动齿轮12固定的设置在中间轴C上；增扭从动齿轮13固定的设置在输出轴D上；多轮轮轴第一齿轮4与输入轴第一齿轮1啮合，同时与中间轴第一齿轮9啮合；多轮轮轴第二齿轮5与输入轴第二齿轮2啮合；多轮轮轴第三齿轮6与中间轴第二齿轮10啮合；多轮轮轴第四齿轮7与中间轴第三齿11轮啮；多轮轮轴第五齿轮8与输入轴第三齿轮3啮合；增扭主动齿轮12与增扭从动齿轮13啮合；离合器K5通过花键固定在输出轴D上，用以使多轮轮轴B与输出轴D连接或分离。所述多轮轮轴B可以是一根整轴，连同固定在其上的齿轮一起通过滚针轴承可旋转的空套的设置在输出轴D上；也可以是一段段短轴通过键槽连接在一起，连同固定在其上的齿轮一起通过滚针轴承可旋转的设置在输出轴D上，短轴间的键槽使各段轴间不能相对转动，只能一起在离合器K5的控制下，在输出轴D上转动或固定。倒挡惰轮轴E通过滚针轴承Y1可旋转的设置在变速器箱体S1上；第一倒挡惰轮15与牙钳式离合器的花键毂集成为一体通过滚针轴承设置在倒挡惰轮轴E上，并与多轮轮轴B上的最大齿轮8啮合；第二倒挡惰轮16与牙钳式离合器的结合套集成为一体，通过花键衬毂Y2固定的设置在倒挡惰轮轴E上，并与输入轴A上的倒挡主动齿轮14啮合。第二倒挡惰轮与倒挡惰轮轴之间设置有通过密封圈Y3形成的压油腔Y4，倒挡惰轮轴内及对应压油腔位置设置有充油和 排油的油道Y5，第二倒挡惰轮与花键衬毂间设有与倒挡惰轮轴同心或平行的一个或多个回位弹簧Y6。倒挡时，通过油道Y5向压油腔Y4充压力油，推动第二倒挡惰轮16向第一倒挡惰轮15一侧移动移动，使第二倒挡惰轮16压缩回位弹簧Y6并使结合套与第一倒挡惰轮上的花键毂结合，接通倒挡传递路径。切断倒挡时，压油腔Y4进入排油状态，回位弹簧Y6推动第二倒挡惰轮16向压油腔Y4一侧移动，使第二倒挡惰轮16压缩压油腔Y4排油并使结合套与第一倒挡惰轮上的花键毂分离，切断倒挡传递路径。所述离合器K1、K2、K3和离合器K4以及离合器K5均为湿式多片离合器。本发明多轮轮轴结构变速器中的双向超越离合器是将中间轴或输出轴上的最大齿轮与独特设计的双向超越离合器集成为一体(第一实施例中在中间轴上)，它包括通过花键23固定在中间轴24上的内圈21；与齿轮集成为一体通过滚针轴承22、25可旋转的设置在内圈上的外圈20；在内圈与外圈间紧贴外圈内圆设置的固定保持架26，以及设置在固定保持架上的限位凸块26’；在固定保持架内圆和内圈外圆间设置的活动保持架27，以及设置在活动保持架上的限位凹槽27’；设置在内圈和外圈之间，通过固定保持架和活动保持架固定和控制的双向契块29；设置在活动保持架上负责控制双向契块29与内圈21的接触压力的保持弹簧28；还包括固定保持架和活动保持架间的回位弹簧30；契块方向控制压盘31。在挂倒挡时，控制控制压盘31向滑动保持架一侧移动，与滑动保持架27接触产生相应的摩擦力，外圈反向转动时固定保持架随之转动，摩擦力使滑动保持架27固定，这样限位凸块26’和限位凹槽27’反向接近，并且回位弹簧30被压缩，同时双向契块向反方向旋转；当限位凸块26’与限位凹槽27’接触贴紧后，限位凸块推动活动保持架克服摩擦阻力随固定保持架一起旋转，同时，在固定保持架26活动保持架27保持弹簧28的作用下，双向契块进入反向工作状态，带动内圈一起随外圈旋转，进行倒挡一挡的传动。其他倒挡时双向超越离合器进入反向超越分离状态。退出倒挡时，控制压盘31与活动保持架27脱离后回位，回位弹簧30推动活动保持架转动，同时双向契块正向旋转，限位凸块26’与限位凹槽27’正向接近接触贴紧，双向超越离合器进入正向传动连接或超越分离状态。本发明多挡位变速器的独特的双向超越离合器结构具有减少变速器轴向尺寸并且具有提高换挡平顺性的作用，通过使用双向超越离合器结构，在不增加中间轴尺寸的情况下，成功增加了一个离合器，而且通过与湿式离合器的配合，多个挡位的升挡或减挡时，可动力不间断，大大提高了换挡平顺性。本发明多轮轮轴结构变速器中，由于多轮轮轴结构以及相配合的花键毂套轴结构、双向超越离合器结构和牙嵌式离合器结构的共同作用，在现有变速箱尺寸范围内，利用输入轴上的三个前进挡齿轮和一个倒挡齿轮，形成了3个一级传动的前进挡动力流和3个三级传动的一级前进挡动力流以及1个倒挡一级传动的动力流和1个三级传动的一级 倒挡动力流，并在中间轴上形成了3个三级传动的二级动力流和1个三级传动的三级增扭动力流。最终实现的前进挡数为1×3+1×3×3×1＝12个挡，实现的倒挡挡数为1×1+1×1×3×1＝4个挡，而且变速器轴向尺寸还可以缩短一个齿轮的位置(相对于现有的四挡平行轴变速器)，扭矩承载能力得到了提高，增大了变速范围，大大提高了汽车的动力性、换挡平顺性和燃油经济性。本发明多轮轮轴结构变速器第一实施例的各挡动力传递路径见下：

当离合器K1和离合器K2都断开时，所有动力流被断开，变速器即为空挡状态。

当结合套14选择与输出轴第三齿轮3结合，离合器K2结合，其他离合器全部断开，来自发动机的动力经过液力变矩器S2或减震弹簧S4、S5及锁止离合器S3→输入轴A→离合器K2→花键毂套轴A’→结合套14→输入轴第三齿轮3→多轮轮轴第五齿轮8→多轮轮轴B→多轮轮轴第四齿轮7→中间轴第三齿轮及双向超越离合器11→中间轴C→中间轴增扭主动齿轮12→输出轴增扭从动齿轮13→最后经输出轴D输出，这样就形成了前进1挡。

当结合套14选择与输出轴第三齿轮3结合，离合器K2结合，同时离合器K3也结合，其他离合器全部断开，来自发动机的动力经过液力变矩器S2或减震弹簧S4、S5及锁止离合器S3→输入轴A→离合器K2→花键毂套轴A’→结合套14→输入轴第三齿轮3→多轮轮轴第五齿轮8→多轮轮轴B→,多轮轮轴第一齿轮4→中间轴第一齿轮9→离合器K3→中间轴C→中间轴增扭主动齿轮12→输出轴增扭从动齿轮13→最后经输出轴D输出，这样就形成了前进2挡。

当结合套14选择与输出轴第三齿轮3结合，离合器K2结合，同时离合器K4也结合，其他离合器全部断开，来自发动机的动力经过液力变矩器S2或减震弹簧S4、S5及锁止离合器S3→输入轴A→离合器K2→花键毂套轴A’→结合套14→输入轴第三齿轮3→多轮轮轴第五齿轮8→多轮轮轴B→多轮轮轴第三齿轮6→中间轴第二齿轮10→离合器K4→中间轴C→中间轴增扭主动齿轮12→输出轴增扭从动齿轮13→最后经输出轴D输出，这样就形成了前进3挡。

当结合套14选择与输出轴第三齿轮3结合，第二离合器K2结合，同时离合器K5也结合，其他离合器全部断开，来自发动机的动力经过液力变矩器S2或减震弹簧S4、S5及锁止离合器S3→输入轴A→离合器K2→花键毂套轴A’→结合套14→输入轴第三齿轮3→多轮轮轴第五齿轮8→多轮轮轴B→离合器K5→最后经输出轴D输出，这样就形成了前进4挡。

当离合器K1结合，其他离合器全部断开，来自发动机的动力经过液力变矩器S2或减震弹簧S4、S5及锁止离合器S3→输入轴A→离合器K1→输入轴第一齿轮1→多轮轮轴第一齿轮4→多轮轮轴B→多轮轮轴第四齿轮7→中间轴第三齿轮及双向超越离合器11→中间轴C →中间轴增扭主动齿轮12→输出轴增扭从动齿轮13→最后经输出轴D输出，这样就形成了前进5挡。

当结合套14选择与输出轴第二齿轮2结合，离合器K2结合，其他离合器全部断开，来自发动机的动力经过液力变矩器S2或减震弹簧S4、S5及锁止离合器S3→输入轴A→离合器K2→花键毂套轴A’→结合套14→输入轴第二齿轮2→多轮轮轴第二齿轮5→多轮轮轴B→多轮轮轴第四齿轮7→中间轴第三齿轮及双向超越离合器11→中间轴C→中间轴增扭主动齿轮12→输出轴增扭从动齿轮13→最后经输出轴D输出，这样就形成了前进6挡。

当离合器K1结合，同时离合器K3也结合，其他离合器全部断开，来自发动机的动力经过液力变矩器S2或减震弹簧S4、S5及锁止离合器S3→输入轴A→离合器K1→输入轴第一齿轮1→多轮轮轴第一齿轮4→中间轴第一齿轮9→离合器K3→中间轴C→中间轴增扭主动齿轮12→输出轴增扭从动齿轮13→最后经输出轴D输出，这样就形成了前进7挡。

当结合套14选择与输出轴第二齿轮2结合，离合器K2结合，同时离合器K3也结合，其他离合器全部断开，来自发动机的动力经过液力变矩器S2或减震弹簧S4、S5及锁止离合器S3→输入轴A→离合器K2→花键毂套轴A’→结合套14→输入轴第二齿轮2→多轮轮轴第二齿轮5→多轮轮轴B→多轮轮轴第一齿轮4→中间轴第一齿轮9→离合器K3→中间轴C→中间轴增扭主动齿轮12→输出轴增扭从动齿轮13→最后经输出轴D输出，这样就形成了前进8挡。

当离合器K1结合，同时离合器K4也结合，其他离合器全部断开，来自发动机的动力经过液力变矩器S2或减震弹簧S4、S5及锁止离合器S3→输入轴A→离合器K1→输入轴第一齿轮1→多轮轮轴第一齿轮4→多轮轮轴B→多轮轮轴第3齿轮6→中间轴第二齿轮10→离合器K4→中间轴C→中间轴增扭主动齿轮12→输出轴增扭从动齿轮13→最后经输出轴D输出，这样就形成了前进9挡。

当结合套14选择与输出轴第二齿轮2结合，离合器K2结合，同时离合器K4也结合，其他离合器全部断开，来自发动机的动力经过液力变矩器S2或减震弹簧S4、S5及锁止离合器S3→输入轴A→离合器K2→花键毂套轴A’→结合套14→输入轴第二齿轮2→多轮轮轴第二齿轮5,多轮轮轴B→多轮轮轴第3齿轮6→中间轴第二齿轮10→离合器K4→中间轴C→中间轴增扭主动齿轮12→输出轴增扭从动齿轮13→最后经输出轴D输出，这样就形成了前进10挡。当离合器K1结合，同时离合器K5结合，其他离合器全部断开，来自发动机的动力经过液力变矩器S2或减震弹簧S4、S5及锁止离合器S3→输入轴A→离合器K1→输入轴第一齿轮1→多轮轮轴第一齿轮4→多轮轮轴B→离合器K5→最后经输出轴D输出，这样 就形成了前进11挡。

当结合套14选择与输出轴第二齿轮2结合，第二离合器K2结合，同时离合器K5结合，其他离合器全部断开，来自发动机的动力经过液力变矩器S2或减震弹簧S4、S5及锁止离合器S3→输入轴A→离合器K2→花键毂套轴A’→结合套14→输入轴第二齿轮2→多轮轮轴第二齿轮5→多轮轮轴B→离合器K5→最后经输出轴D输出，这样就形成了前进12挡。

当结合套14选择与输出轴第三齿轮3及输出轴第二齿轮2都断开，与同步器的花键毂径向完全重合，离合器K2结合，同时倒挡惰轮轴上的第二倒挡惰轮及结合套16与第一倒挡惰轮及花键毂15也结合，双向超越离合器的控制器开启，其他离合器全部断开，来自发动机的动力经过液力变矩器S2或减震弹簧S4、S5及锁止离合器S3→输入轴A→离合器K2→花键毂套轴A’→结合套及倒挡主动齿轮14→第二倒挡惰轮16→第一倒挡惰轮15→多轮轮轴第五齿轮8→多轮轮轴B→多轮轮轴第四齿轮7→中间轴第三齿轮及双向超越离合器11→中间轴C→中间轴增扭主动齿轮12→输出轴增扭从动齿轮13→最后经输出轴D输出，这样就形成了第1倒挡。

当结合套14选择与输出轴第三齿轮3及输出轴第二齿轮2都断开，与同步器的花键毂径向完全重合，离合器K2结合，离合器K3结合，同时倒挡惰轮轴上的第二倒挡惰轮及结合套16与第一倒挡惰轮及花键毂15也结合，双向超越离合器的控制器开启，其他离合器全部断开，来自发动机的动力经过液力变矩器S2或减震弹簧S4、S5及锁止离合器S3→输入轴A→离合器K2→花键毂套轴A’→结合套及倒挡主动齿轮14→第二倒挡惰轮16→第一倒挡惰轮15→多轮轮轴第五齿轮8→多轮轮轴B→多轮轮轴第一齿轮4→中间轴第一齿轮9→离合器K3→中间轴C→中间轴增扭主动齿轮12→输出轴增扭从动齿轮13→最后经输出轴D输出，这样就形成了第2倒挡。

当结合套14选择与输出轴第三齿轮3及输出轴第二齿轮2都断开，与同步器的花键毂径向完全重合，离合器K2结合，离合器K4结合，同时倒挡惰轮轴上的第二倒挡惰轮及结合套16与第一倒挡惰轮及花键毂15也结合，双向超越离合器的控制器开启，其他离合器全部断开，来自发动机的动力经过液力变矩器S2或减震弹簧S4、S5及锁止离合器S3→输入轴A→离合器K2→花键毂套轴A’→结合套及倒挡主动齿轮14→第二倒挡惰轮16→第一倒挡惰轮15→多轮轮轴第五齿轮8→多轮轮轴B→多轮轮轴第三齿轮6→中间轴第二齿轮10→离合器K4→中间轴C→中间轴增扭主动齿轮12→输出轴增扭从动齿轮13→最后经输出轴D输出，这样就形成了第3挡。

当结合套14选择与输出轴第三齿轮3及输出轴第二齿轮2都断开，与同步器的花键 毂径向完全重合，离合器K2结合，离合器K5结合，同时倒挡惰轮轴上的第二倒挡惰轮及结合套16与第一倒挡惰轮及花键毂15也结合，双向超越离合器的控制器开启，其他离合器全部断开，来自发动机的动力经过液力变矩器S2或减震弹簧S4、S5及锁止离合器S3→输入轴A→离合器K2→花键毂套轴A’→结合套及倒挡主动齿轮14→第二倒挡惰轮16→第一倒挡惰轮15→多轮轮轴第五齿轮8→多轮轮轴B→离合器K5→最后经输出轴D输出，这样就形成了第4倒挡。在第一挡、第五挡及第六挡时，由于离合器K3和离合器K4都被断开，动力推动中间轴第三齿轮11的外圈旋转，外圈又推动契块推动内圆旋转，所以双向超越离合器处于正向传动状态。第一倒挡时，双向超越离合器的控制压盘施压工作，由于离合器K3和离合器K4都被断开，动力推动中间轴第三齿轮11的外圈进行反向旋转，外圈又推动契块推动内圆反向旋转，所以双向超越离合器处于反向传动状态。其它挡位时，由于离合器K3和离合器K4以及离合器K5中的一个离合器在工作，动力推动中间轴第三齿轮11的内圈进行旋转，双向超越离合器超越分离状态。图1中图b为本发明第一实施例中齿轮及离合器位置变化方案中的一个示例，是将增扭齿轮组的齿轮12和齿轮13从变速器附箱S8移至离合器K5与主减速器之间取消了变速器附箱，其他结构以及各挡动力流都和第一实施例相同，c为第一实施例中倒挡惰轮及惰轮轴与输入轴和多轮轮轴上的齿轮的相对位置及啮合关系的示意图。

图2、图3和图4为本发明第一实施例中各挡位时的动力传递路径示意图(图中颜色较深图形清晰部分为该挡位时的工作部件，颜色较浅图形模糊部分为该挡位时的不工作部件)，其中，前进4挡、前进11挡、前进12挡以及第4倒档为一级传动，其它挡位为三级传动，从图中可以看出，由于多轮轮轴结构的作用，使输入轴上的所有齿轮都能形成一个一级传动路径和一个三级传动的第一级传动路径，大大增加了挡位数。

图5为本发明第一实施例中各挡位结合的离合装置及传动比图表，从图表中可以看出本发明的多轮轮轴结构变速器的各挡传动比成流线形逐渐增加，起步加速阶段(传动比4.2—1.8)间比均为1.32正常行驶阶段(传动比1.6—0.5)间比均为1.15，挡位密集均匀极为理想，而且还可以根据发动机的性能和汽车的要求最低挡传动比6至最高挡传动比0.4之间调配，因此有极佳的动力性舒适性和经济性。

图6为本发明第一实施例中离合装置结构变化方案中的另两个示例，其中图a所示是将多轮轮轴通过轴承可旋转的设置在变速器箱体上，将输出轴通过滚针轴承可旋转的空套在多轮轮轴上。图b是将离合器K5设置在了输出轴末端。

图7为本发明的第二实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设 置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图，第二实施例是在第一实施例的基础上取消了离合器K5，多轮轮轴第一齿轮4只与输入轴第一齿轮1啮合，多轮轮轴第二齿轮5与输入轴第二齿轮2啮合同时也与中间轴第一齿轮8啮合，离合器K3控制中间轴第一齿轮8与中间轴的连接或分离，离合器K4控制中间轴第二增扭主动齿轮10与中间轴的连接或分离，增加了输出轴上的第二增扭从动齿轮11，并与中间轴第二增扭主动齿轮10啮合形成三级传动的第三级的第二动力流，并将输出轴增扭从动齿轮13由固定的输出轴上，改为通过滚动轴承可旋转的设置在输出轴上，增加一个与其集成为一体的双向超越离合器来控制其与输出轴的连接或分离。本发明多轮轮轴结构变速器第二实施例对比第一实施例取消了离合器K5，因而少了3个一级传动的动力流，但是增加了一个三级传动的第三级的动力传递路径，其前进挡位数由原来的1×3+1×3×3×1＝12个挡改变为1×3×2×2＝12个挡，倒挡由1×1+1×1×3×1＝4个挡改变为1×1×2×2＝4个挡。

图8中图a为本发明的第二实施例的齿轮及离合器位置变化方案中的一个示例，是将增扭齿轮组的齿轮12和齿轮13从变速器附箱S8移至离合器K5与主减速器之间取消了变速器附箱，图b是第二实施例的倒挡惰轮及惰轮轴与输入轴和多轮轮轴上的齿轮的相对位置及啮合关系的示意图。

图9为本发明的第三实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图，第三实施例是在第一实施例的基础上取消了离合器K5、输入轴第三齿轮和多轮轮轴第五齿轮，输入轴上的花键毂套轴只控制输入轴第二齿轮和倒档主动齿轮14，实现的前进挡数为1×2×3×1＝6个挡，倒挡数为1×1×3×1＝3个挡，这种方案大大减少了变速箱尺寸，减轻了变速箱重量，有很大的扭矩增加空间。

图10中a为本发明的第四实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图，第四实施例是在第一实施例的基础上取消了离合器K5、输入轴第三齿轮、多轮轮轴第四和多轮轮轴第五齿轮，输入轴上的花键毂套轴只控制输入轴第二齿轮2和倒档主动齿轮14，多轮轮轴第一齿轮3只与输入轴第一齿轮1啮合，多轮轮轴第二齿轮4与输入轴第二齿轮2啮合同时也与中间轴第二齿轮6啮合，离合器K3控制中间轴第二齿轮6与中间轴的连接或分离，离合器K4控制中间轴第二增扭主动齿轮8与中间轴的连接或分离，增加了输出轴上的第二增扭从动齿轮9，形成三级传动的第三级的第二动力流，并将原来输出轴增扭从动齿轮固定的输出轴上改为通过滚动轴承可旋转的设置在输出轴上，增加一个双向超越离合器控制其与 输出轴的连接或分离，并将其与双向超越离合器集成我一体。本发明多轮轮轴结构变速器第二实施例对比第一实施例取消了离合器K5，因而取消了一级传动的动力流，但是增加了一个三级传动的第三级的动力传递路径，其前进挡位数为1×2×2×2＝8个挡，倒挡为1×1×2×2＝4个挡。这种方案大大减少了变速箱尺寸，减轻了变速箱重量，有很大的扭矩增加空间。

图11为本发明的第五实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图，第五实施例是在第一实施例的基础上取消了离合器K5，因而少了一级传动的动力流，其前进挡位数为1×3×3×1＝9个挡，倒挡为1×1×3×1＝3个挡。这种方案减少了变速箱尺寸，减轻了变速箱重量，有很大的扭矩增加空间。

图12为本发明的第六实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图，第六实施例是在第四实施例的基础上多保留了离合器K5，因而保留了2个一级传动的动力流，而且增加了一个三级传动的第三级的动力传递路径，其前进挡位数为1×2+1×2×2×2＝10个挡，倒挡为1×1+1×2×2＝5个挡。这种方案大大减少了变速箱尺寸，减轻了变速箱重量，有很大的增加扭矩承载能力的空间。

图13为本发明的第七实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图，第七实施例是在图8中图a所示第二实施示例的基础上，在输入轴上增加了一个通过滚针轴承可旋转的设置在输入轴上齿轮及增设的控制其与输入轴连接或分离的离合装置，其前进挡位数为1×4×2×2＝16个挡，倒挡为1×2×2＝4个挡。这种方案在目前的变速箱尺寸内实现了较多的挡位。

图14为本发明的第八实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图，第八实施例是在第五实施例的基础上在中间轴上设置了离合器K5，及增设了双向超越离合器及齿轮集成体13，因而增加了一个三级传动的第三级的动力传递路径，其前进挡位数为1×3×2×2＝18个挡，倒挡为1×3×2＝6个挡。这种方案在目前的变速箱尺寸内实现了较多的挡位。

图15中图a为本发明的第九实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图，这是个纵置变速器的方案，它是在第一方案的基础上转化来的，图b为纵置方案中的倒 挡结构的传动轴位置以及齿轮传动关系示意图，一种多轮轮轴结构变速器包括变速器箱体S1，用轴承可旋转的设置在箱体上的输入轴A,用滚针轴承可旋转的并空套的设置在输出轴上多轮轮轴B,用滚针轴承轴承可旋转的空套的设置在输入轴上的中间轴C,用轴承可旋转的设置在箱体上并与输入轴平行的输出轴D，所述多挡位变速器还包括：输入轴第一齿轮1，其通过滚针轴承可旋转的设置在输入轴A上；离合器K1通过花键固定在输入轴上，用以使输入轴第一齿轮1与输入轴A连接或分离；离合器K2通过花键固定在输入轴A上，用以使通过滚针轴承可旋转的设置在输入轴A上的花键毂套轴A’与输入轴A连接或分离；输入轴第二齿轮2通过滚针轴承可旋转的设置在花键毂套轴A’上，并通过结合套14使其与花键毂套轴A’连接或分离，它是输入轴上最大的齿轮；输入轴第三齿轮3通过滚针轴承可旋转的设置在输入轴A上，并通过结合套15使其与花键毂套轴A’连接或分离，它是输入轴上最小的齿轮；结合套15与倒挡主动齿轮集成为一体，空套在花键毂上；多轮轮轴第一齿轮4、多轮轮轴第二齿轮5、多轮轮轴第三齿轮6、多轮轮轴第四齿轮7、多轮轮轴第五齿轮8以及多轮轮轴第六齿轮9均固定设置在多轮轮轴B上，中间轴第一齿轮10通过滚针轴承可旋转的设置在中间轴C上；并通过固定在中间轴C上并同其集成为一体的双向超越离合器使其与中间轴C连接或分离；中间轴第二齿轮11通过滚针轴承可旋转的设置在中间轴C上；离合器K3通过花键固定在中间轴C上，用以使中间轴第二齿轮11与中间轴C连接或分离；离合器K4通过花键固定在中间轴C上，中间轴第三齿轮12通过滚针轴承可旋转的设置在中间轴C上，并通过离合器K4使其与中间轴C连接或分离；增扭主动齿轮13固定的设置在中间轴C上；增扭从动齿轮14固定的设置在输出轴D上；多轮轮轴第一齿轮4与输入轴第一齿轮1啮合，多轮轮轴第二齿轮5与输入轴第二齿轮2啮合；多轮轮轴第三齿轮6与输入轴第三齿轮3啮合；多轮轮轴第四齿轮7与中间轴第一齿10轮啮；多轮轮轴第五齿轮8与中间轴第二齿轮11啮合；多轮轮轴第六齿轮9与中间轴第三齿轮12啮合；增扭主动齿轮13与增扭从动齿轮14啮合；离合器K5通过花键固定在输出轴D上，用以使多轮轮轴B与输出轴D连接或分离。所述多轮轮轴B可以是一根整轴，连同固定在其上的齿轮一起通过滚针轴承可旋转的空套的设置在输出轴D上；也可以是一段段短轴通过键槽连接在一起，连同固定在其上的齿轮一起通过滚针轴承可旋转的设置在输出轴D上，短轴间的键槽使各段轴间不能相对转动，只能一起在离合器K5的控制下，在输出轴D上转动或固定。倒挡惰轮轴E通过轴承可旋转的设置在变速器箱体S1上；第一倒挡惰轮16与牙钳式离合器的花键毂集成为一体通过滚针轴承设置在倒挡惰轮轴上，并与多轮轮轴上的齿轮6啮合；第二倒挡惰轮17与牙钳式离合器的结合套集成为一体，通过花键衬毂固定的设置在倒挡惰轮轴上，并与输入轴上的倒挡主动齿轮15 啮合。其它结构与第一方案相同。由于本发明的独特的多轮轮轴结构具有将输入轴的动力传动路径增加的作用，在本发明的第九实施例中，通过多轮轮轴结构，利用输入轴上的三个前进挡齿轮和一个倒挡齿轮，形成了3个一级传动的前进挡动力流和3个三级传动的一级前进挡动力流以及1个倒挡一级传动的动力流和1个三级传动的一级倒挡动力流，并在中间轴上形成了3个三级传动的二级动力流和1个三级传动的三级增扭动力流。使纵置变速器最终实现的前进挡数为1×3+1×3×3×1＝12个挡，实现的倒挡挡数为1×1+1×1×3×1＝4个挡，大大提高了换挡平顺性和燃油经济性。

图16为本发明的第十实施例中传动轴位置齿轮位置及离合器位置变化方案中的一个示例，是在第九实施例的基础上，将多轮轮轴由原来通过滚针轴承可旋转的空套在输出轴上改为通过轴承可旋转的设置在变速器箱体S1上，而将输出轴通过滚针轴承可旋转的空套的设置在多轮轮轴上，离合器K5也由原来通过花键固定的设置在输出轴上改为通过花键固定的设置在多轮轮轴上其他均与第十一实施例相同。

图17为本发明的第十一实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图，是在图16所示示例基础上，将中间轴C取消，将输出轴D移至原来中间轴C的位置上，并将离合器K3和K4设置在了多轮轮轴上，增加了多轮轮轴第七齿轮10，它通过滚针轴承可旋转的设置在多轮轮轴上，并通过离合器K5使其与多轮轮轴连接或分离；输出轴第一齿轮11与双向超越离合器集成为一体，与多轮轮轴第四齿轮7啮合；输出轴第二齿轮12固定的设置在输出轴上，并与多轮轮轴第五齿轮8啮合，输出轴第三齿轮13固定的设置在输出轴上，并与多轮轮轴第六齿轮9啮合；输出轴第四齿轮14固定的设置在输出轴上，并与多轮轮轴第七齿轮10啮合；其他均与第十一实施例相同，由于取消了中间轴，原来的三级传动也简化为二级传动，离合器K5位置及输出轴位置的改变后，取消3个一级传动的动力传递路径，增加了一个二级传动中的第二级动力传递路径，本发明第十二实施例的前进挡位数也由原来的1×3+1×3×3×1＝12个挡改变为1×3×4＝12个挡，倒挡也改变为1×1×4＝4个挡。

图18为本发明的第十二实施例中多轮轮轴花键毂套轴双向超越离合器牙嵌式离合器的设置位置及与输入轴中间轴输出轴及其上相应的齿轮和离合装置位置关系的结构示意图，是在第二实施例的基础上的纵置变速器结构，参见附图，这个实施例取消了离合器K5，离合器K4设置在在输出轴上，控制输出轴第一增扭从动齿轮13与输出轴连接或分离；输出轴第二增扭从动齿轮14与双向超越离合器集成为一体，通过滚针轴承可旋转的设置在输出轴上并由双向超越离合器控制其与输出轴连接或分离；多轮轮轴第5齿轮8通过滚针轴承可旋转的 设置在多轮轮轴上，并通过用花键固定的设置在多轮轮轴上的离合器K3控制其与多轮轮轴的连接或分离；中间轴第一齿轮9与双向超越离合器集成为一体，并与多轮轮轴第四齿轮7啮合；中间轴第二齿轮10固定的设置在中间轴上，并与多轮轮轴第五齿轮8啮合；中间轴第一增扭主动齿轮与输出轴第一增扭从动齿轮13啮合；中间轴第二增扭主动齿轮12与输出轴第二增扭从动齿轮14啮合。其前进挡位数为1×3×2×2＝12个挡，倒挡挡位数为1×1×2×2＝4个挡。

上述实施例及变化方案示例只是用以对本发明的说明，并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、更改添加或替换也应属于本发明保护范围。

Claims (13)

1.一种多轮轮轴结构变速器，包括平行设置的输入轴，多轮轮轴，中间轴和输出轴；其特征在于：还包括固定的设置在输入轴上的N个齿轮，N是自然数；通过滚针轴承可旋转的设置在输入轴上，并有可单独控制其与输入轴连接或分离的离合装置的M个齿轮及相应的离合装置，M是＞1的整数；通过滚针轴承可旋转的设置在多轮轮轴上，并有可单独控制其与多轮轮轴连接或分离的离合装置的，与输入轴上的固定齿轮相对啮合的N个齿轮及相应的离合装置以及与中间轴或输出轴上的固定齿轮对应啮合的N’个齿轮及相应的离合装置，N’是自然数；与输入轴、中间轴和输出轴上的可旋转的齿轮对应常啮合的固定的设置在多轮轮轴上的多个齿轮；与多轮轮轴上的可旋转的齿轮对应常啮合的固定的设置在中间轴或输出轴上的N’个齿轮；与多轮轮轴上的固定齿轮对应啮合的通过滚针轴承可旋转的设置在中间轴或输出轴上的,并有可单独控制其与中间轴或输出轴连接或分离的离合装置的多个齿轮及相应的离合装置；所述多轮轮轴结构变速器还包括：设置在中间轴上的一个或两个增扭主动齿轮；与增扭主动齿轮对应啮合的设置在输出轴上的一个或两个增扭从动齿轮；通过增扭齿轮形成一个或两个第三级传动路径。

2.根据权利要求1所述的多轮轮轴结构变速器，其特征在于：该多轮轮轴结构变速器具有以下结构：a.多轮轮轴结构；b.花键毂套轴结构；c.双向超越离合器结构；d.倒挡惰轮牙嵌式离合器结构。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的多轮轮轴结构变速器，其特征在于：所述多轮轮轴结构变速器中的多轮轮轴结构包括一根起增加动力传递路径作用的由多个惰轮齿轮及(N+N’)个离合器组成的多轮轮轴，所述多轮轮轴设置在输入轴与中间轴之间或输入轴与输出轴之间的动力传递路径上，负责将输入轴的动力传递给中间轴再由中间轴传递给输出轴，或将输入轴的动力直接传递给输出轴；所述多轮轮轴由轴杆和固定的设置在轴杆上的多个齿轮，以及通过滚针轴承可旋转的设置在多轮轮轴上的，并有可单独的控制其与多轮轮轴连接或分离的离合装置的(N+N’)个齿轮及相应的离合装置组成；所有进出多轮轮轴上的动力传递路径都有独立的离合器或扭矩开关装置。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的多轮轮轴结构变速器，其特征在于：所述多轮轮轴结构变速器中的多轮轮轴可以是一根含所需油道的实心轴连同设置在其上的齿轮及离合装置，通过轴承设置在变速器箱体上，也可以是空心轴，连同设置在其上的齿轮及离合装置一起通过滚针轴承空套的设置在输出轴上，空套的多轮轮轴的一端与输出轴间设有离合器，通过离合器控制其与输出轴间的转动或固定；所述多轮轮轴也可以是多个带键槽的短空心轴，通过键槽连接在一起，连同设置在短轴上的齿轮及离合装置一起通过滚针轴承可旋转的设置在输 出轴上，设置在短轴间的键槽使各短轴间不能相对转动，只能一起在多轮轮轴及输出轴间的离合器的控制下，在输出轴上相对于输出轴转动或固定。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的多轮轮轴结构变速器，其特征在于：所述多轮轮轴结构变速器中的花键毂套轴结构包括固定的设置在在输入轴上用以使花键毂套轴与输入轴连接或分离的离合器，通过滚针轴承可旋转的空套的设置在输入轴上的花键毂套轴，固定在花键毂套轴一端的离合器的内花键毂，固定在花键毂套轴另一端的同步器的花键毂，同步环，以及和倒挡主动齿轮集成为一体的同步器的接合套；所述花键毂套轴上还设置有输入轴上的最大齿轮，它通过滚针轴承可旋转的设置在花键毂套轴上，通过花键毂套轴上的同步器的控制其与花键毂套轴连接或分离；输入轴上最小齿轮通过滚针轴承可旋转的设置在输入轴上，通过花键毂套轴上的同步器的控制其与花键毂套轴连接或分离，与花键毂套轴连接的齿轮在离合器控制下同花键毂套轴一起与输入轴连接或分离。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的多轮轮轴结构变速器，其特征在于：所述多轮轮轴结构变速器中的双向超越离合器包括通过花键固定在中间轴上的内圈；与齿轮集成为一体通过滚针轴承可旋转的设置在内圈上的外圈；在内圈与外圈间紧贴外圈内圆设置的固定保持架，以及设置在固定保持架上的限位凸块；在固定保持架内圆和内圈外圆间设置的活动保持架，以及设置在活动保持架上的限位凹槽；设置在内圈和外圈之间，通过固定保持架和活动保持架固定和控制的双向契块；设置在活动保持架上负责控制双向契块与内圈的接触压力的保持弹簧；还包括固定保持架和活动保持架间的回位弹簧；契块方向控制压盘。

7.根据权利要求1或权利要求2所述的多轮轮轴结构变速器，其特征在于：所述多轮轮轴结构变速器中的倒挡惰轮牙钳式离合器结构包括通过滚针轴承可旋转的设置在变速器箱体上的倒挡惰轮轴，第一倒挡惰轮与牙钳式离合器的花键毂集成为一体通过滚针轴承设置在倒挡惰轮轴上，并与多轮轮轴上的最大齿轮啮合；第二倒挡惰轮与牙钳式离合器的结合套集成为一体，通过花键衬毂固定的设置在倒挡惰轮轴上，并与输入轴上的倒挡主动齿轮啮合；第二倒挡惰轮与倒挡惰轮轴之间设置有通过密封圈形成的压油腔，倒挡惰轮轴内及对应压油腔位置设置有充油和排油的油道，第二倒挡惰轮与花键衬毂间设有与倒挡惰轮轴同心或平行的一个或多个回位弹簧；倒挡时，通过油道向压油腔充油推动第二倒挡惰轮向第一倒挡惰轮一侧移动移动，使第二倒挡惰轮压缩回位弹簧并使结合套与第一倒挡惰轮上的花键毂结合，接通倒挡传递路径；切断倒挡时，压油腔进入排油状态，回位弹簧推动第二倒挡惰轮向压油腔一侧移动，使第二倒挡惰轮压缩压油腔排油并使结合套与第一倒挡惰轮上的花键毂分离，切断倒挡传递路径。

8.根据权利要求1或权利要求2所述的多轮轮轴结构变速器，其特征在于：所述多轮轮轴结构变速器中的倒挡惰轮牙钳式离合器结构也可以将惰轮改为前进挡齿轮将牙嵌式离合器结构用在输入轴多轮轮轴中间轴和输出轴上。

9.根据权利要求1所述的多轮轮轴结构变速器，其特征在于：当在变速器中间轴上设置一个增扭齿轮时，增扭主动齿轮与中间轴及增扭从动齿轮与输出轴间都固定链接；当在中间轴上设置两个增扭齿轮形成两个动力传递路径时，每个动力传递路径上的增扭主动齿轮及与其啮合的增扭从动齿轮中的一个增扭齿轮与其所在轴间为固定链接，另一个增扭齿轮采用通过滚针轴承可旋转的设置在其所在的轴上，并设置相应的离合装置控制其与所在轴的连接或分离，固定连接的齿轮设置在哪跟轴上都可以，可以采用增扭主动齿轮与中间轴固定链接，也可以采用增扭从动齿轮与输出轴固定链接。

10.一种多轮轮轴结构变速器包括平行设置的输入轴，多轮轮轴，中间轴和输出轴，其特征在于：多轮轮轴通过轴承可旋转的设置在变速器箱体上，输出轴通过滚针轴承可旋转的空套的设置在多轮轮轴上。

11.一种多轮轮轴结构变速器包括平行设置的输入轴，多轮轮轴，中间轴和输出轴，其特征在于：多轮轮轴通过轴承可旋转的设置在变速器箱体上，输出轴通过滚针轴承可旋转的空套的设置在多轮轮轴上，多轮轮轴与输出轴间设置离合器。

12.一种多轮轮轴结构变速器，包括与纵置发动机匹配的变速器箱体，其特征在于：通过轴承可旋转的设置在箱体上的输入轴,通过滚针轴承可旋转的并空套的设置在输出轴上的多轮轮轴,通过滚针轴承轴承可旋转的空套的设置在输入轴上的中间轴,通过轴承可旋转的设置在变速器箱体上并与输入轴平行的输出轴；所述的多轮轮轴结构变速器还包括设置在输入轴上的相应的齿轮和相应的动力开关装置，设置在多轮轮轴上的相应的齿轮和相应的动力开关装置，以及设置在中间轴和输出轴上的相应的齿轮和动力开关装置。

13.一种多轮轮轴结构变速器，包括与纵置发动机匹配的变速器箱体，其特征在于：通过轴承可旋转的设置在箱体上的输入轴,通过轴承可旋转的设置在变速器箱体上的多轮轮轴,通过滚针轴承轴承可旋转的空套的设置在输入轴上的输出轴；所述多轮轮轴结构变速器还包括设置在输入轴上的相应的齿轮和相应的动力开关装置，设置在多轮轮轴上的相应的齿轮和相应的动力开关装置，以及设置在输出轴上的相应的齿轮和动力开关装置。