CN214221916U - 一种车辆变速器及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车变速器技术领域，公开了一种车辆变速器及汽车，包括行星轮系、离合器、第一制动器、第二制动器和第三制动器；其中，所述行星轮系只设置有一个行星架，所述行星轮系包括所述行星架、第一太阳轮、第二太阳轮、第一齿圈、第二齿圈、第一行星轮、第二行星轮和第三行星轮；所述第一行星轮、第二行星轮和所述第三行星轮相互固联，且可旋转的设置于所述行星架上。本实用新型采用单个行星架和三个行星轮实现有四个不同速比的行星排，因只有一个行星架组成，所以相对双行星架变速器轴向尺寸更短，结构体积更小，便于整体结构布置。

Description

一种车辆变速器及汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车变速器技术领域，特别是涉及一种行星轮系变速器。

背景技术

变速器是汽车动力系统中必不可少的组成部分，在现有的汽车变速器中很多都使用了行星轮系实现变速。行星轮系具有结构简单、控制方便以及可靠性强等优点，但现有的行星轮系变速器的挡位较少，如要实现更多的挡位需要设置多个行星架以及对应的行星轮。例如在现有的四挡变速器中就要采用包含两个行星架的多个行星排结构。例如在申请号为CN201710358527.5，名称为《一种干摩擦外控四挡变速器》的专利中就公开了一种包含两个行星架的多个行星排结构的变速箱。又如，在申请号为CN201810439939.6，名称为《基于混动/燃油两用高效低噪声汽车自动变速器及其应用》的专利中也公开了包含两个行星架的多个行星排结构的变速箱。这些包含两个行星架的多个行星排结构的变速箱虽然能够实现更多的挡位，但这些变速器的体积较大，结构也更加复杂，并且减速比最高的挡位动力传递至少由三级减速组成，大大降低了传动效率。

实用新型内容

为此，需要提供一种车辆变速器用于解决现有技术中多挡行星轮系变速器体积大、结构复杂的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种车辆变速器，包括：行星轮系、离合器、第一制动器、第二制动器和第三制动器；

所述行星轮系只设置有一个行星架，所述行星轮系包括所述行星架、第一太阳轮、第二太阳轮、第一齿圈、第二齿圈、第一行星轮、第二行星轮和第三行星轮；

所述第一行星轮、第二行星轮和所述第三行星轮相互固联，且可旋转的设置于所述行星架上；

所述第一太阳轮与所述第一行星轮传动连接，所述第二太阳轮与所述第二行星轮传动连接，所述第一行星轮与所述第一齿圈啮合，所述三行星轮与所述第二齿圈啮合；

所述第一太阳轮用于连接动力输入件，所述行星架为所述车辆变速器的动力输出件，所述第一制动器用于制动所述第二齿圈旋转，所述第二制动器用于制动所述第一齿圈旋转，所述第三制动器用于制动所述第二太阳轮旋转，所述第一太阳轮和所述第二太阳轮通过离合器联接。

进一步的，所述行星轮系还包括第四行星轮，所述第四行星轮可旋转的设置于所述行星架上，所述第二太阳轮与所述第四行星轮啮合，所述第四行星轮与所述第二行星轮啮合。

进一步的，所述第一太阳轮连接有动力输入轴，所述行星架连接有动力输出轴，所述动力输入轴和所述动力输出轴位于同一轴线上。

进一步的，还包括壳体，所述壳体内设置有腔体，所述行星轮系设置于所述腔体内部，所述离合器、所述第一制动器、所述第二制动器和所述第三制动器设置于所述腔体外侧。

进一步的，所述离合器为干式离合器。

进一步的，所述车辆变速器包括一挡、二挡、三挡和四挡；

所述车辆变速器处于一挡时，所述第一制动器结合，所述第二制动器、所述第三制动器以及所述离合器处于释放状态，所述一挡的传动比i1＝1+ (Z3*Z7)/(Z1*Z5)；

所述车辆变速器处于二挡时，所述第二制动器结合，所述第一制动器、所述第三制动器以及所述离合器处于释放状态，所述二挡的传动比 i2＝1+Z6/Z1；

所述车辆变速器处于三挡时，所述第三制动器结合，所述第二制动器、所述第一制动器以及所述离合器处于释放状态，所述三挡的传动比i3＝1+ (Z2*Z3)/(Z1*Z4)；

所述车辆变速器处于四挡时，所述离合器结合，所述第一制动器、所述第二制动器以及所述第三制动器处于释放状态，所述四挡的传动比i4＝1；

其中，所述Z1为所述第一太阳轮的齿数，所述Z2为所述第二太阳轮的齿数，所述Z3为所述第一行星轮的齿数，所述Z4为所述第二行星轮的齿数，所述Z5为所述第三行星轮的齿数，所述Z6为所述第一齿圈的齿数，所述Z7 为所述第二齿圈的齿数。

进一步的，所述行星轮系还包括第四行星轮，所述第四行星轮可旋转的设置于所述行星架上，所述第二太阳轮与所述第四行星轮啮合，所述第四行星轮与所述第二行星轮啮合，所述第四行星轮的齿数为Z8；

所述Z1＝31，所述Z2＝35，所述Z3＝41，所述Z4＝32，所述Z5＝17，所述 Z6＝113，所述Z7＝89，所述Z8＝27，所述i1＝7.924，所述i2＝4.645,所述i3＝2.447, 所述i4＝1。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供了另一技术方案：

一种汽车，包括车架、发动机和变速器；

所述发动机和所述变速器设置于所述车架上，所述发动机与所述变速器动力连接，所述变速器的动力输出轴与所述车架上的驱动轮传动连接，所述变速器为以上任一技术方案所述的车辆变速器。

进一步的，所述汽车为新能源汽车，所述发动机包括驱动电机。

区别于现有技术，上述技术方案车辆变速器，包括：行星轮系、离合器、第一制动器、第二制动器和第三制动器；所述行星轮系只设置有一个行星架，所述行星轮系包括所述行星架、第一太阳轮、第二太阳轮、第一齿圈、第二齿圈、第一行星轮、第二行星轮和第三行星轮；所述第一行星轮、第二行星轮和所述第三行星轮相互固联，且可旋转的设置于所述行星架上；所述第一太阳轮与所述第一行星轮传动连接，所述第二太阳轮与所述第二行星轮传动连接，所述第一行星轮与所述第一齿圈啮合，所述三行星轮与所述第二齿圈啮合；所述第一太阳轮用于连接动力输入件，所述行星架为所述车辆变速器的动力输出件，所述第一制动器用于制动所述第二齿圈旋转，所述第二制动器用于制动所述第一齿圈旋转，所述第三制动器用于制动所述第二太阳轮旋转，所述第一太阳轮和所述第二太阳轮通过离合器联接。该变速器的行星轮系采用单个行星架和三个行星轮实现有四个不同速比的行星排，因只有一个行星架组成，所以相对双行星架变速器轴向尺寸更短，结构体积更小，便于整体结构布置。

进一步的，所述变速器的一挡(即低速挡)动力传递均由较短级数的减速组成，传递效率高，传递噪音小；并且一挡状态传动比范围较大，可用于传动比需求较大的重卡类车型的变速箱。

进一步的，动力输入轴与动力输出轴处于同一轴线，使得所有齿轮组能够得到好的润滑的情况下能够减少变速箱的搅油损失。

进一步的，变速器的制动器和离合器均布置在壳体的腔体外侧，实现干湿分离，减少磨屑对润滑油的污染。

附图说明

图1为具体实施方式所述汽车变速器的示意图；

附图标记说明：

1、第一太阳轮；

2、第二太阳轮；

3、第一行星轮；

4、第二行星轮；

5、第三行星轮；

6、第一齿圈；

7、第二齿圈；

8、动力输入轴；

9、行星架；

10、第四行星轮；

11、第三制动器；

12、第二制动器；

13、第一制动器；

14、离合器；

15、壳体；

16、动力输出轴；

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1，本实施例提供了一种车辆变速器。该车辆变速器包括：行星轮系100、离合器14、第一制动器13、第二制动器12和第三制动器11。

所述行星轮系100包括所述行星架9、第一太阳轮1、第二太阳轮2、第一齿圈6、第二齿圈7、第一行星轮3、第二行星轮4和第三行星轮5；所述第一行星轮3、第二行星轮4和所述第三行星轮5相互固联，且可旋转的设置于所述行星架9上。具体的，所述行星架9上设置有销轴，所述第一行星轮3、第二行星轮4和所述第三行星轮5可通过渐开线花键或者焊接进行固联，然后在可旋转的设置于所述销轴上。

所述第一太阳轮1与所述第一行星轮3传动连接，所述第二太阳轮2与所述第二行星轮4传动连接，所述第一行星轮3与所述第一齿圈6啮合，所述三行星轮5与所述第二齿圈7啮合。

所述第一太阳轮1用于连接动力输入件，所述行星架9为所述变速器的动力输出件，所述第一制动器13用于制动所述第二齿圈7旋转，所述第二制动器12用于制动所述第一齿圈6旋转，所述第三制动器11用于制动所述第二太阳轮2旋转，所述第一太阳轮1和所述第二太阳轮2通过离合器14联接。当离合器14结合时第一太阳轮1和所述第二太阳轮2结合在一起同步旋转，当离合器14分开(即释放)时，第一太阳轮1和所述第二太阳轮2相互分离互不影响。

需要说明的是，该车辆变速器的行星轮系只设置有一个行星架9，且单个行星轮即可实现四个不同速比的行星排，从而实现四挡变速。优选的，所述行星轮系还包括第四行星轮10，所述第四行星轮10可旋转的设置于所述行星架9上，所述第二太阳轮2与所述第四行星轮10啮合，所述第四行星轮10 与所述第二行星轮4啮合。

该车辆变速箱四个挡位的工作状态如下：

一挡状态：第一制动器13(又称为一挡制动器)结合，将第二齿圈7与壳体15联接，第二制动器12、第三制动器11和离合器14处于释放状态，动力从第一太阳轮1输入，从行星架9输出，动力由第一太阳轮1传递到第一行星轮3，再传递到第三行星轮5，由于第二齿圈7固定，动力由行星架9输出，此时一挡的传动比i1＝1+(Z3*Z7)/(Z1*Z5)。

二挡状态：第二制动器12(又称为二挡制动器)结合，将第一齿圈6与壳体15联接，第三制动器13、第三制动器11和离合器14处于释放状态，动力从第一太阳轮1输入，从行星架9输出，动力由第一太阳轮1传递到第一行星轮3，由于第一齿圈6固定，动力由行星架9输出，此时二挡的传动比 i2＝1+Z6/Z1。

三挡状态：第三制动器11(又称为三挡制动器)结合，将第二太阳轮2 与壳体15联接，第三制动器13、第二制动器12和离合器14处于释放状态，第一太阳轮1输入，行星架9输出，动力由第一太阳轮1传递到第一行星轮3，再传递到第二行星轮4，接着传递到第四行星轮10，由于第二太阳轮2固定，动力由行星架9输出，此时三挡的传动比i3＝1+(Z2*Z3)/(Z1*Z4)。

四挡状态(直接挡)：离合器14结合，将第一太阳轮1和第二太阳轮2 结合，第三制动器13、第二制动器12和第三制动器11处于释放状态，动力由第一太阳轮1和第二太阳轮2固联后输入动力，行星架9将动力输出，此时四挡的传动比i4＝1。

其中，所述Z1为所述第一太阳轮的齿数，所述Z2为所述第二太阳轮的齿数，所述Z3为所述第一行星轮的齿数，所述Z4为所述第二行星轮的齿数，所述Z5为所述第三行星轮的齿数，所述Z6为所述第一齿圈的齿数，所述Z7 为所述第二齿圈的齿数，Z8为第四行星轮10的齿数。

当各个齿轮齿数为：第一太阳轮1的齿数Z1＝31，第二太阳轮2的齿数 Z2＝35，第一行星轮3的齿数Z3＝41，第二行星轮4的齿数Z4＝32，第三行星轮5的齿数Z5＝17，第一齿圈6的齿数Z6＝113，第二齿圈7的齿数Z7＝89，第四行星轮10的齿数Z8＝27时，各个挡位的速比如下：

一挡	二挡	三挡	四挡
				7.924	4.645	2.447	1

该变速器的行星轮系采用单个行星架和三个行星轮实现有四个不同速比的行星排，因只有一个行星架组成，所以相对双行星架变速器轴向尺寸更短，结构体积更小，便于整体结构布置。并且，该实施方式中，低速挡时传递动力的齿轮啮合对数较少，传递效率高，传递噪音小。进一步的，一挡状态传动比范围较大，可用于传动比需求较大的重卡类车型的变速箱。

在另一些实施方式中，行星轮系可以不设置第四行星轮10，第二太阳轮也可直接与第二行星轮4啮合，在这种情况下仍然可以实现变速器四挡变速。

如图1所示，所述第一太阳轮1连接有动力输入轴8，所述行星架9连接有动力输出轴16，优选的，所述动力输入轴8和所述动力输出轴16位于同一轴线上，从而使得所有齿轮组能够得到好的润滑的情况下能够减少变速箱的搅油损失。

如图1所示，还包括壳体15，所述壳体15内设置有腔体，所述行星轮系设置于所述腔体内部，为实现各齿轮之间的润滑，在所述腔体内设置有润滑油。优选的，所述离合器14、所述第一制动器13、所述第二制动器12和所述第三制动器11设置于所述腔体外侧。该实施方式中各制动器和离合器14 均布置在壳体外侧，实现干湿分离，减少离合器和制动器磨屑对润滑油的污染，有效延长润滑油的使用寿命。

优选的，所述离合器14为干式离合器。

在另一实施方式中提供了一种汽车。该汽车包括车架、发动机和变速器；

所述发动机和所述变速器设置于所述车架上，所述发动机与所述变速器动力连接，所述变速器的动力输出轴与所述车架上的驱动轮传动连接，所述变速器为任一以上实施方式所述的车辆变速器。

优选的，所述汽车为新能源汽车，所述发动机包括驱动电机。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车辆变速器，其特征在于，包括：行星轮系、离合器、第一制动器、第二制动器和第三制动器；

所述行星轮系只设置有一个行星架，所述行星轮系包括所述行星架、第一太阳轮、第二太阳轮、第一齿圈、第二齿圈、第一行星轮、第二行星轮和第三行星轮；

所述第一行星轮、第二行星轮和所述第三行星轮相互固联，且可旋转的设置于所述行星架上；

所述第一太阳轮与所述第一行星轮传动连接，所述第一行星轮与所述第一齿圈啮合，所述第二太阳轮与所述第二行星轮传动连接，所述三行星轮与所述第二齿圈啮合；

所述第一太阳轮用于连接动力输入件，所述行星架为所述车辆变速器的动力输出件，所述第一制动器用于制动所述第二齿圈旋转，所述第二制动器用于制动所述第一齿圈旋转，所述第三制动器用于制动所述第二太阳轮旋转，所述第一太阳轮和所述第二太阳轮通过离合器联接。

2.根据权利要求1所述的车辆变速器，其特征在于，所述行星轮系还包括第四行星轮，所述第四行星轮可旋转的设置于所述行星架上，所述第二太阳轮与所述第四行星轮啮合，所述第四行星轮与所述第二行星轮啮合。

3.根据权利要求1所述的车辆变速器，其特征在于，所述第一太阳轮连接有动力输入轴，所述行星架连接有动力输出轴，所述动力输入轴和所述动力输出轴位于同一轴线上。

4.根据权利要求1所述的车辆变速器，其特征在于，还包括壳体，所述壳体内设置有腔体，所述行星轮系设置于所述腔体内部，所述离合器、所述第一制动器、所述第二制动器和所述第三制动器设置于所述腔体外侧。

5.根据权利要求1所述的车辆变速器，其特征在于，所述离合器为干式离合器。

6.根据权利要求1所述的车辆变速器，其特征在于，所述车辆变速器包括一挡、二挡、三挡和四挡；

所述车辆变速器处于一挡时，所述第一制动器结合，所述第二制动器、所述第三制动器以及所述离合器处于释放状态，所述一挡的传动比i1＝1+(Z3*Z7)/(Z1*Z5)；

所述车辆变速器处于二挡时，所述第二制动器结合，所述第一制动器、所述第三制动器以及所述离合器处于释放状态，所述二挡的传动比i2＝1+Z6/Z1；

所述车辆变速器处于三挡时，所述第三制动器结合，所述第二制动器、所述第一制动器以及所述离合器处于释放状态，所述三挡的传动比i3＝1+(Z2*Z3)/(Z1*Z4)；

所述车辆变速器处于四挡时，所述离合器结合，所述第一制动器、所述第二制动器以及所述第三制动器处于释放状态，所述四挡的传动比i4＝1；

其中，所述Z1为所述第一太阳轮的齿数，所述Z2为所述第二太阳轮的齿数，所述Z3为所述第一行星轮的齿数，所述Z4为所述第二行星轮的齿数，所述Z5为所述第三行星轮的齿数，所述Z6为所述第一齿圈的齿数，所述Z7为所述第二齿圈的齿数。

7.根据权利要求6所述的车辆变速器，其特征在于，所述行星轮系还包括第四行星轮，所述第四行星轮可旋转的设置于所述行星架上，所述第二太阳轮与所述第四行星轮啮合，所述第四行星轮与所述第二行星轮啮合，所述第四行星轮的齿数为Z8；

所述Z1＝31，所述Z2＝35，所述Z3＝41，所述Z4＝32，所述Z5＝17，所述Z6＝113，所述Z7＝89，所述Z8＝27，所述i1＝7.924，所述i2＝4.645,所述i3＝2.447,所述i4＝1。

8.一种汽车，其特征在于，包括车架、发动机和变速器；

所述发动机和所述变速器设置于所述车架上，所述发动机与所述变速器动力连接，所述变速器的动力输出轴与所述车架上的驱动轮传动连接，所述变速器为权利要求1-7任一所述的车辆变速器。

9.根据权利要求8所述的汽车，其特征在于，所述汽车为新能源汽车，所述发动机包括驱动电机。

Images