CN205001457U - 一种双通道换挡传动分离式变速箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变速箱技术领域，具体涉及一种双通道换挡传动分离式变速箱。其设置有双通道的传动变速机构，并通过其与输入轴、输出轴间的行星轮机构实现了传动、换挡通道的分离。本实用新型的优势在于换挡无需离合器、同步器，换挡过程中具有动力平稳、连贯的特点，传动变速机构在双通道上设置电机的做法也极大提高了能源利用率。

Description

一种双通道换挡传动分离式变速箱

技术领域

本实用新型涉及变速箱技术领域，具体涉及一种双通道换挡传动分离式变速箱。

背景技术

现有变速箱大都采用多组转速比不同的齿轮组形成多个挡位，在运行中根据实际需要选择变换不同挡位，实现不同的变速比。此类变速箱虽然结构简单，但也存在以下不足:

一、由于各挡位上的齿轮转速差别很大，为避免换挡时出现打齿现象，需在每个挡位上加装同步器，这就增加了体积和成本。

二、在换挡时需要先踩离合器（自动挡虽然不用人工踩离合器，但实际上变速箱内部还是需要液力变矩器把动力和变速箱之间断开来变换挡位）使动力断开后才能控制变速箱进行换挡，这既增加一个操作动作，又会使汽车在踩下离合器至换挡结束后松开离合器的这一段时间里因暂时失去驱动力而造成安全隐患。

三、换挡时，存在顿挫感严重的问题。

发明内容

本实用新型为解决现有技术存在的上述问题，研发了一种双通道换挡传动分离式变速箱。

本实用新型的具体方案如下：

一种双通道换挡传动分离式变速箱，包括有输入轴、输出轴以及输入轴与输出轴间的传动变速机构，所述传动变速机构设置有由通道Ⅰ、通道Ⅱ构成的双通道来实现输入轴与输出轴间传动与换挡的分离。

所述通道Ⅰ包括有主轴总成Ⅰ、副轴总成Ⅰ及换挡机构，所述通道Ⅱ包括有主轴总成Ⅱ、副轴总成Ⅱ及换挡机构，其中，所述主轴总成Ⅰ、副轴总成Ⅰ上分别设有刹车机构Ⅰ与刹车机构Ⅲ，所述主轴总成Ⅱ、副轴总成Ⅱ上分别设有刹车机构Ⅱ与刹车机构Ⅳ。

所述输入轴与传动变速机构的双通道间通过行星轮机构Ⅰ以实现单输入双输出，所述传动变速机构的双通道与输出轴间亦通过行星轮机构Ⅱ以实现双输入单输出。

所述行星轮机构Ⅰ的齿圈通过设置外齿与啮合齿轮传动，所述行星轮机构Ⅰ的太阳轮连接输入轴，行星架与啮合齿轮分别连接通道Ⅰ、通道Ⅱ；所述行星轮机构Ⅱ的齿圈亦通过设置外齿与啮合齿轮传动，所述行星轮机构Ⅱ的太阳轮连接输出轴，行星架与啮合齿轮分别连接通道Ⅰ、通道Ⅱ。

所述通道Ⅰ中的主轴Ⅰ和副轴Ⅰ上设有相啮合的双数挡档位齿轮，所述通道Ⅱ中的主轴Ⅱ和副轴Ⅱ上设有相啮合的单数挡档位齿轮，所述通道Ⅰ或通道Ⅱ中还设有倒档齿轮。

所述通道Ⅰ与通道Ⅱ上还分别设有电机Ⅰ与电机Ⅱ，所述电机Ⅰ与电机Ⅱ分别位于通道Ⅰ与通道Ⅱ连接输入轴的一端。

所述通道Ⅰ包括有连接输入端的主轴总成Ⅰ和连接输出端的副轴总成Ⅰ，所述电机Ⅰ设于主轴总成Ⅰ上；所述通道Ⅱ包括有连接输入端的主轴总成Ⅱ和连接输出端的副轴总成Ⅱ，所述电机Ⅱ设于主轴总成Ⅱ上。

以上所述双通道换挡传动分离式变速箱的控制方法如下：

在P挡状态：当发动机未启动时，控制刹车机构Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ全部锁紧，且通道Ⅰ和通道Ⅱ上的所有挡位齿轮均不连接，此时车辆处于停止状态；当发动机启动时，松开刹车机构Ⅰ，此时电机Ⅰ处于发电状态，车辆仍然处于停止状态。

P挡转换为D挡：通过换挡机构使通道Ⅱ上的一挡齿轮处于连接状态，然后松开刹车机构Ⅱ、Ⅳ，再逐渐锁紧刹车机构Ⅰ，此时动力逐渐转向通道Ⅱ传递，实现一档起步。

升档：一档升二挡时，先通过换挡机构使通道Ⅰ（此时处于静止状态）上的二挡齿轮处于连接状态，然后松开刹车机构Ⅰ、Ⅲ，再逐渐锁紧刹车机构Ⅱ、Ⅳ，此时动力逐渐由通道Ⅱ转向通道Ⅰ传递，并实现了一档到二挡的升档控制；二挡升三挡时，先通过换挡机构使通道Ⅱ（此时处于静止状态）上的三挡齿轮处于连接状态，然后松开刹车机构Ⅱ、Ⅳ，再逐渐锁紧刹车机构Ⅰ、Ⅲ，此时动力逐渐由通道Ⅰ转向通道Ⅱ传递，并实现了二挡到三挡的升档控制；同理依次完成四挡、五档、六档的升档操作。

降档：六档降五档时，因通道Ⅱ上的五档齿轮仍然保持之前的连接状态，此时只需松开刹车机构Ⅱ、Ⅳ，便可使动力产生由通道Ⅰ向通道Ⅱ转移的趋势（因通道Ⅰ上六档齿轮的阻力大于通道Ⅱ上五档齿轮的阻力），然后逐渐锁紧刹车机构Ⅰ、Ⅲ，实现六挡到五挡的降档控制；五档降四挡时，先通过换挡机构使通道Ⅰ上的四挡齿轮处于连接状态，然后松开刹车机构Ⅰ、Ⅲ，此时动力产生由通道Ⅱ向通道Ⅰ转移的趋势，再逐渐锁紧刹车机构Ⅱ、Ⅳ，实现五挡到四挡的降档控制；同理可依次完成三挡、二档、一档的降档操作。

P挡转为R挡：先通过换挡机构使倒档齿轮处于连接状态，然后松开倒档齿轮所在通道的两刹车机构，再逐渐锁紧另一通道的刹车机构，此时动力经由倒档齿轮所在通道传递。

刹车状态：此时传动变速机构双通道上的电机还可由汽车的刹车踏板控制，刹车踏板的行程分前、后两段，在踩下刹车踏板的前段行程中，车轮上的刹车盘是不工作，此时刹车踏板控制当前动力传递通道上的电机处于发电状态，利用发电时的阻力使车辆缓慢减速，并发电；在刹车踏板的后段行程中，车轮上的刹车盘开始工作，使车速快速下降，当速度降低到设定值时，通过换挡机构使另一通道上的齿轮脱离啮合，同时松开该通道上的刹车机构使该通道上的电机处于发电状态。

本实用新型的有益效果体现在以下三方面：

一、通过设置双通道的传动变速机构并结合输入、输出端的行星轮机构实现了传动通道与换挡通道的分离，由于换挡通道是在静止状态下进行换挡，故无需离合器和同步器，这即减小了体积，减少了成本，又不会在换挡中因失去驱动力而造成安全隐患。

二、本实用新型在换挡过程中不存在顿挫感，具有动力平稳、连贯的特点。

三、本实用新型在传动变速机构的双通道上分别设置电机的做法极大提高了能源利用率，降低了整体能耗。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为本实用新型的另一种结构示意图；

图中，1输入轴，2齿圈，3行星架，4主轴总成Ⅰ，5啮合齿轮，6主轴总成Ⅱ，7副轴总成Ⅰ，8副轴总成Ⅱ，9输出轴，10换挡拨叉，11一档齿轮，12二档齿轮，13三挡齿轮，14四挡齿轮，15五档齿轮，16六档齿轮，17倒挡齿轮，18行星轮机构Ⅰ，19行星轮机构Ⅱ，20棘轮。

具体实施方式

附图1为本实用新型的一种具体实施例，其包括有输入轴1、输出轴9以及输入轴与输出轴间的传动变速机构，特征在于：所述传动变速机构设置有由通道Ⅰ、通道Ⅱ构成的双通道来实现输入轴与输出轴间传动与换挡的分离；所述通道Ⅰ包括有主轴总成Ⅰ4、副轴总成Ⅰ7及换挡机构，所述通道Ⅱ包括有主轴总成Ⅱ6、副轴总成Ⅱ8及换挡机构，其中，所述主轴总成Ⅰ、副轴总成Ⅰ上分别设有刹车机构Ⅰ与刹车机构Ⅲ，所述主轴总成Ⅱ、副轴总成Ⅱ上分别设有刹车机构Ⅱ与刹车机构Ⅳ；所述输入轴与传动变速机构的双通道间通过行星轮机构Ⅰ18以实现单输入双输出，所述传动变速机构的双通道与输出轴间亦通过行星轮机构Ⅱ19以实现双输入单输出。

进一步，所述行星轮机构Ⅰ的齿圈2通过设置外齿与啮合齿轮5传动，所述行星轮机构Ⅰ的太阳轮连接输入轴，行星架3与啮合齿轮分别连接通道Ⅰ、通道Ⅱ；所述行星轮机构Ⅱ的齿圈亦通过设置外齿与啮合齿轮传动，所述行星轮机构Ⅱ的太阳轮连接输出轴，行星架与啮合齿轮分别连接通道Ⅰ、通道Ⅱ。

进一步，所述通道Ⅰ中的主轴Ⅰ和副轴Ⅰ上设有相啮合的双数挡档位齿轮，所述通道Ⅱ中的主轴Ⅱ和副轴Ⅱ上设有相啮合的单数挡档位齿轮，所述通道Ⅰ或通道Ⅱ中还设有倒档齿轮。

进一步，所述通道Ⅰ与通道Ⅱ上还分别设有电机Ⅰ与电机Ⅱ，所述电机Ⅰ与电机Ⅱ分别位于通道Ⅰ与通道Ⅱ连接输入轴的一端。

进一步，所述通道Ⅰ包括有连接输入端的主轴总成Ⅰ和连接输出端的副轴总成Ⅰ，所述电机Ⅰ设于主轴总成Ⅰ上；所述通道Ⅱ包括有连接输入端的主轴总成Ⅱ和连接输出端的副轴总成Ⅱ，所述电机Ⅱ设于主轴总成Ⅱ上。

进一步，如附图2所示为本发明的另一种具体实施例，其在输入轴与传动变速机构间通过设置差速器Ⅰ实现单输入双输出；在传动变速机构与输出轴间亦通过设置差速器Ⅱ实现双输入单输出。

进一步，所述换挡机构包括有换挡拨叉10与棘轮20。

以上所述双通道换挡传动分离式变速箱的控制方法，具体如下：

P挡状态：当发动机未启动时，控制刹车机构Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ全部锁紧，且通道Ⅰ和通道Ⅱ上的所有挡位齿轮均不连接，此时车辆处于停止状态；当发动机启动时，松开刹车机构Ⅰ，此时电机Ⅰ处于发电状态，车辆仍然处于停止状态。

P挡转换为D挡：通过换挡机构使通道Ⅱ上的一挡齿轮11处于连接状态，然后松开刹车机构Ⅱ、Ⅳ，再逐渐锁紧刹车机构Ⅰ，此时动力逐渐转向通道Ⅱ传递，实现一档起步。

升档：一档升二挡时，先通过换挡机构使通道Ⅰ上的二挡齿轮12处于连接状态，然后松开刹车机构Ⅰ、Ⅲ，再逐渐锁紧刹车机构Ⅱ、Ⅳ，此时动力逐渐由通道Ⅱ转向通道Ⅰ传递，实现了一档到二挡的升档控制；二挡升三挡时，通过换挡机构使通道Ⅱ上的三挡齿轮13处于连接状态，然后松开刹车机构Ⅱ、Ⅳ，再逐渐锁紧刹车机构Ⅰ、Ⅲ，此时动力逐渐由通道Ⅰ转向通道Ⅱ传递，实现了二挡到三挡的升档控制；同理依次完成四挡、五档、六档的升档操作。

降档：六档降五档时，因通道Ⅱ上的五档齿轮15仍然保持之前的连接状态，此时只需松开刹车机构Ⅱ、Ⅳ，便可使动力产生由通道Ⅰ向通道Ⅱ转移的趋势（因通道Ⅰ上六档齿轮的阻力大于通道Ⅱ上五档齿轮的阻力），然后逐渐锁紧刹车机构Ⅰ、Ⅲ，实现六挡到五挡的降档控制；五档降四挡时，先通过换挡机构使通道Ⅰ上的四挡齿轮14处于连接状态，然后松开刹车机构Ⅰ、Ⅲ，此时动力产生由通道Ⅱ向通道Ⅰ转移的趋势，再逐渐锁紧刹车机构Ⅱ、Ⅳ，实现五挡到四挡的降档控制；同理可依次完成三挡、二档、一档的降档操作。

P挡转为R挡：先通过换挡机构使倒档齿轮17处于连接状态，然后松开倒档齿轮所在通道Ⅱ上的刹车机构Ⅱ、Ⅳ，再逐渐锁紧通道Ⅰ上的刹车机构Ⅰ，此时动力经由通道Ⅱ传递。

刹车状态：此时传动变速机构双通道上的电机还可由汽车的刹车踏板控制，刹车踏板的行程分前、后两段，在踩下刹车踏板的前段行程中，车轮上的刹车盘是不工作，此时刹车踏板控制当前动力传递通道上的电机处于发电状态，利用发电时的阻力使车辆缓慢减速，并发电；在刹车踏板的后段行程中，车轮上的刹车盘开始工作，使车速快速下降，当速度降低到设定值时，通过换挡机构使另一通道上的齿轮脱离啮合，同时松开该通道上的刹车机构使该通道上的电机处于发电状态。

更优地，在P挡转换为D挡或R挡时：可先通过电机Ⅰ发电做功产生的阻力来实现动力向通道Ⅱ的转换（在电机Ⅰ发电做功的阻力大于通道Ⅱ上一档齿轮或倒档齿轮驱动车体前进或后退的阻力情况下），然后再逐渐锁紧刹车机构Ⅰ。

更优地，在升档时，先通过低档位通道上的电机发电做功产生的阻力来实现动力向高档位通道的转移（在低档位通道上电机发电做功产生的阻力与低档位齿轮驱动车体前进的阻力之和大于高档位通道上齿轮驱动车体前进的阻力情况下），之后再逐渐锁紧低档位通道上的两刹车机构。

Claims (7)

1.一种双通道换挡传动分离式变速箱，包括有输入轴（1）、输出轴（9）以及输入轴与输出轴间的传动变速机构，特征在于：所述传动变速机构设置有由通道Ⅰ、通道Ⅱ构成的双通道来实现输入轴与输出轴间传动与换挡的分离；所述通道Ⅰ包括有主轴总成Ⅰ（4）、副轴总成Ⅰ（7）及换挡机构，所述通道Ⅱ包括有主轴总成Ⅱ（6）、副轴总成Ⅱ（8）及换挡机构，其中，所述主轴总成Ⅰ、副轴总成Ⅰ上分别设有刹车机构Ⅰ与刹车机构Ⅲ，所述主轴总成Ⅱ、副轴总成Ⅱ上分别设有刹车机构Ⅱ与刹车机构Ⅳ；所述输入轴与传动变速机构的双通道间通过行星轮机构Ⅰ（18）以实现单输入双输出，所述传动变速机构的双通道与输出轴间亦通过行星轮机构Ⅱ（19）以实现双输入单输出。

2.根据权利要求1所述双通道换挡传动分离式变速箱，其特征在于：所述行星轮机构Ⅰ的齿圈（2）通过设置外齿与啮合齿轮（5）传动，所述行星轮机构Ⅰ的太阳轮连接输入轴，行星架（3）与啮合齿轮分别连接通道Ⅰ、通道Ⅱ；所述行星轮机构Ⅱ的齿圈亦通过设置外齿与啮合齿轮传动，所述行星轮机构Ⅱ的太阳轮连接输出轴，行星架与啮合齿轮分别连接通道Ⅰ、通道Ⅱ。

3.根据权利要求1所述双通道换挡传动分离式变速箱，其特征在于：所述通道Ⅰ中的主轴Ⅰ和副轴Ⅰ上设有相啮合的双数挡档位齿轮，所述通道Ⅱ中的主轴Ⅱ和副轴Ⅱ上设有相啮合的单数挡档位齿轮，所述通道Ⅰ或通道Ⅱ中还设有倒档齿轮。

4.根据权利要求1所述双通道换挡传动分离式变速箱，其特征在于：所述通道Ⅰ与通道Ⅱ上还分别设有电机Ⅰ与电机Ⅱ，所述电机Ⅰ与电机Ⅱ分别位于通道Ⅰ与通道Ⅱ连接输入轴的一端。

5.根据权利要求4所述双通道换挡传动分离式变速箱，其特征在于：所述通道Ⅰ包括有连接输入端的主轴总成Ⅰ和连接输出端的副轴总成Ⅰ，所述电机Ⅰ设于主轴总成Ⅰ上；所述通道Ⅱ包括有连接输入端的主轴总成Ⅱ和连接输出端的副轴总成Ⅱ，所述电机Ⅱ设于主轴总成Ⅱ上。

6.根据权利要求1所述双通道换挡传动分离式变速箱，其特征在于：所述行星轮机构可选择为差速器。

7.根据权利要求1所述双通道换挡传动分离式变速箱，其特征在于：所述换挡机构包括有换挡拨叉（10）与棘轮（20）。