本發(fā)明涉及變速器領(lǐng)域,具體地,涉及一種多檔變速箱、四檔變速系統(tǒng)及車。
背景技術(shù):
自動變速器(英語:Automatic Transmission,簡稱:AT),亦稱自動變速箱,通常來說是一種可以在車輛行駛過程中自動改變齒輪傳動比的汽車變速器,從而使駕駛員不必手動換檔,也用于大型設(shè)備鐵路機(jī)車。
自動變速器之所以能夠?qū)崿F(xiàn)自動換擋是因?yàn)楣ぷ髦旭{駛員踏下油門的位置或發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管的真空度和汽車的行駛速度能指揮自動換擋系統(tǒng)工作,自動換擋系統(tǒng)中各控制閥不同的工作狀態(tài)將控制變速齒輪機(jī)構(gòu)中離合器的分離與閉合和制動器的制動與釋放,并改變變速齒輪機(jī)構(gòu)的動力傳遞路線,實(shí)現(xiàn)變速器擋位的變換。
而隨著新能源技術(shù)的日益純熟,新能源車輛的驅(qū)動系統(tǒng)已經(jīng)取得了技術(shù)性突破。目前主流的新能源車型采用并聯(lián)式純電動和混合動力系統(tǒng),通過對發(fā)動機(jī)和電機(jī)特性和效率區(qū)間的解析分配,新能源車能夠高效地對能量進(jìn)行利用和回收,從而提高整個(gè)系統(tǒng)效率。目前最為普遍的純電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中,通常采用的單電機(jī)多檔方案仍存在不少缺點(diǎn):
1)電機(jī)若出現(xiàn)故障,整個(gè)系統(tǒng)將無法行駛。
2)爬坡模式下無法高速行駛。
3)電機(jī)和電機(jī)控制器體積大,成本高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷,本發(fā)明的目的是提供一種一種四檔變速系統(tǒng)及車。
根據(jù)本發(fā)明提供的一種多檔變速箱,包括:第一驅(qū)動軸、第二驅(qū)動軸、輸出軸、第一輸出齒輪、第二輸出齒輪、第一變速齒輪、第二變速齒輪、第三變速齒輪、第四變速齒輪,第一離合器對、第二離合器對;
所述第一變速齒輪和第四變速齒輪空套于所述第一驅(qū)動軸上,所述第一驅(qū)動軸通過所述第一離合器對與所述第一變速齒輪、第四變速齒輪分別可分離地連接;所述第二變速齒輪和第三變速齒輪空套于所述第二驅(qū)動軸上,所述第二驅(qū)動軸通過所述第二離合器對與所述第二變速齒輪、第三變速齒輪分別可分離地連接;
所述第一輸出齒輪、第二輸出齒輪都與所述輸出軸連接;所述第一變速齒輪與第二變速齒輪都與所述第二輸出齒輪嚙合;所述第三變速齒輪與第四變速齒輪都與所述第一輸出齒輪嚙合;所述第一驅(qū)動軸、第二驅(qū)動軸、輸出軸相互平行。
作為一種優(yōu)化方案,所述第一離合器對、第二離合器對都為濕式離合器。
作為一種優(yōu)化方案,第一輸出齒輪的扭矩小于第二輸出齒輪的扭矩。
基于同一發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明還提供了一種四檔變速系統(tǒng),包括輸入軸、第一傳動組件、第二傳動組件、以及所述的一種多檔變速箱;
電機(jī)通過所述第一傳動組件驅(qū)動所述輸入軸轉(zhuǎn)動,所述輸入軸還通過所述第二傳動組件帶動所述多檔變速箱的第一驅(qū)動軸、第二驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動,且所述輸入軸與所述第一驅(qū)動軸、第二驅(qū)動軸平行。
作為一種優(yōu)化方案,所述第一傳動組件包括相互連接的第一中心齒輪和減速齒輪組;所述第一中心齒輪與所述輸入軸連接,所述電機(jī)通過驅(qū)動所述減速齒輪組轉(zhuǎn)動,而帶動所述第一中心齒輪與輸入軸轉(zhuǎn)動。
作為一種優(yōu)化方案,包括兩個(gè)所述電機(jī)和兩個(gè)所述減速齒輪組;兩個(gè)所述電機(jī)分別各通過一個(gè)所述減速齒輪組連接所述第一中心齒輪。
作為一種優(yōu)化方案,所述減速齒輪組包括相互嚙合的減速小齒輪和減速大齒輪;所述減速小齒輪的轉(zhuǎn)軸與所述電機(jī)連接,所述減速大齒輪與所述第一中心齒輪嚙合。
作為一種優(yōu)化方案,所述第二傳動組件包括第二中心齒輪、第一傳動齒輪、第二傳動齒輪;
所述第二中心齒輪的轉(zhuǎn)軸與所述輸入軸連接,所述第一傳動齒輪的轉(zhuǎn)軸與所述第一驅(qū)動軸連接,所述第二傳動齒輪的轉(zhuǎn)軸與所述第二驅(qū)動軸連接;所述第一傳動齒輪、第二傳動齒輪分別與所述第二中心齒輪嚙合;
所述輸入軸帶動所述第二中心齒輪轉(zhuǎn)動,所述第二中心齒輪通過所述第一傳動齒輪帶動所述第一驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動,通過所述第二傳動齒輪帶動所述第二驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動。
作為一種優(yōu)化方案,所述第二中心齒輪的扭矩小于第一輸出齒輪、第二輸出齒輪的扭矩。
作為一種優(yōu)化方案,還包括一發(fā)動機(jī)和第三離合器;
所述發(fā)動機(jī)通過所述第三離合器與所述輸入軸連接。
作為一種優(yōu)化方案,所述第三離合器為濕式離合器。
基于同一發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明還提供了一種車,包括所述的多檔變速箱。
基于同一發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明還提供了一種車,包括所述的四檔變速系統(tǒng)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下的有益效果:
1、第一中心齒輪5與減速大齒輪(3,6)形成一級減速,再傳遞至減速小齒輪(2,7)形成二級減速,這樣對于電機(jī)的要求就可以降低,電機(jī)可以采用高轉(zhuǎn)速電機(jī)。
2、采用高轉(zhuǎn)速電機(jī)能夠提供低扭矩,而且體積小,成本也低,便于集成;
3、混合動力或者純電系統(tǒng)中,采用兩個(gè)電機(jī),這兩個(gè)電機(jī)可以同速或不同速,尤其是在混合動力情形下,不同速可以滿足對發(fā)動機(jī)的適配性。
3、采用濕式離合器的第三離合器4與第一中心齒輪5、多檔變速箱12能夠集成,共同散熱,由于是液壓執(zhí)行結(jié)構(gòu),散熱性和潤滑性都能提升。
4、多檔變速箱在混合動力上的應(yīng)用是一個(gè)最佳的效果,主要特點(diǎn)在于這種布置使得整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹,顯而易見,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。附圖中:
圖1是可選的一種多檔變速箱的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是可選的一種四檔變速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:1-發(fā)動機(jī),2、7-減速小齒輪,3、6-減速大齒輪,4-第三離合器,5-第一中心齒輪,8-第一傳動齒輪,9-第二中心齒輪,10-第二傳動齒輪,11-車輪,M1、M2-電機(jī);
12-多檔變速箱,121-第四變速齒輪,122-第三變速齒輪,123-第一輸出齒輪,124-第二輸出齒輪,125-第一變速齒輪,126-第二變速齒輪,127-第一離合器對,128-第二離合器對。
具體實(shí)施方式
下文結(jié)合附圖以具體實(shí)施例的方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明,但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是,還可以使用其他的實(shí)施例,或者對本文列舉的實(shí)施例進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能上的修改,而不會脫離本發(fā)明的范圍和實(shí)質(zhì)。
在本發(fā)明提供的一種多檔變速箱12的實(shí)施例中,如圖1所示,第一驅(qū)動軸、第二驅(qū)動軸、輸出軸、第一輸出齒輪123、第二輸出齒輪124、第一變速齒輪125、第二變速齒輪126、第三變速齒輪122、第四變速齒輪121,第一離合器對127、第二離合器對128;
所述第一變速齒輪125和第四變速齒輪121空套于所述第一驅(qū)動軸上,所述第一驅(qū)動軸通過所述第一離合器對127與所述第一變速齒輪125、第四變速齒輪121分別可分離地連接;所述第二變速齒輪126和第三變速齒輪122空套于所述第二驅(qū)動軸上,所述第二驅(qū)動軸通過所述第二離合器對128與所述第二變速齒輪126、第三變速齒輪122分別可分離地連接;
所述第一輸出齒輪123、第二輸出齒輪124都與所述輸出軸連接;所述第一變速齒輪125與第二變速齒輪126都與所述第二輸出齒輪124嚙合;所述第三變速齒輪122與第四變速齒輪121都與所述第一輸出齒輪123嚙合;所述第一驅(qū)動軸、第二驅(qū)動軸、輸出軸相互平行。
本實(shí)施例中的第一離合器對127和第二離合器對128結(jié)構(gòu)相同,都是由兩個(gè)離合器組成,兩個(gè)離合器共用一個(gè)殼體,殼體與第一驅(qū)動軸、第二驅(qū)動軸固連,摩擦片單獨(dú)分開獨(dú)立控制,摩擦片分別與兩側(cè)相應(yīng)的齒輪相接。由此,一個(gè)第一離合器能夠?qū)崿F(xiàn)與第一變速齒輪125和第四變速齒輪121任一或兩者的結(jié)合,兩個(gè)摩擦片相互獨(dú)立控制。
上述所述第一驅(qū)動軸、第二驅(qū)動軸、輸出軸相互平行包括兩種布置方式:
布置方式一,所述第一驅(qū)動軸、第二驅(qū)動軸、輸出軸相互平行且三軸都在同一平面內(nèi);
布置方式二,所述第一驅(qū)動軸、第二驅(qū)動軸、輸出軸相互平行且三軸不都在同一平面內(nèi),形成V形空間布置。
通過上述變速箱可實(shí)現(xiàn)8檔變速,具體如下:
假設(shè)在第一驅(qū)動軸上連接電機(jī)M1,第二驅(qū)動軸上連接電機(jī)M2,假設(shè)第一驅(qū)動軸上的第一離合器對127左右兩側(cè)的摩擦片分別為C1和C2,第二驅(qū)動軸上的第二離合器對128左右兩側(cè)的摩擦片分別為為C3和C4,有以下幾種工作模式:
1、C1與第四變速齒輪121相結(jié)合,形成扭力傳輸路徑電機(jī)M1---第四變速齒輪121---第一輸出齒輪123。
2、C2與第一變速齒輪125相結(jié)合,形成扭力傳輸路徑電機(jī)M1---第一變速齒輪125---第二輸出齒輪124。
3、C3與第三變速齒輪122相結(jié)合,形成扭力傳輸路徑電機(jī)M2---第三變速齒輪122---第一輸出齒輪123。
4、C4與第二變速齒輪126相結(jié)合,形成扭力傳輸路徑電機(jī)M2---第二變速齒輪126---第二輸出齒輪124。
5、C1與第四變速齒輪121相結(jié)合,C3與第三變速齒輪122相結(jié)合,形成扭力傳輸路徑電機(jī)M1---第一變速齒輪125---第二輸出齒輪124,同時(shí)電機(jī)M2---第三變速齒輪122---第一輸出齒輪123。
6、C2與第一變速齒輪125相結(jié)合,C4與第二變速齒輪126相結(jié)合,形成扭力傳輸路徑電機(jī)M1---第一變速齒輪125---第二輸出齒輪124,同時(shí)電機(jī)M2---第二變數(shù)齒輪126---第二輸出齒輪124。
7、C1與第四變速齒輪121相結(jié)合,C4與第二變速齒輪126相結(jié)合,形成扭力傳輸路徑電機(jī)M1---第四變速齒輪121---第一輸出齒輪123,同時(shí)電機(jī)M2---第二變速齒輪126---第二輸出齒輪124。
8、C2與第一變速齒輪125相結(jié)合,C3與第三變速齒輪122相結(jié)合,形成扭力傳輸路徑電機(jī)M1---第一變速齒輪125---第二輸出齒輪124,同時(shí)電機(jī)M2---第三變速齒輪122---第一輸出齒輪123。
通過以上對第一離合器對127、第二離合器對128的控制實(shí)現(xiàn)了多檔變速。
作為一種實(shí)施例,第一離合器對127、第二離合器對128都為濕式離合器。在自動變速系統(tǒng)中,濕式離合器可以實(shí)現(xiàn)一體化控制、一體化散熱、潤滑。
所述第一輸出齒輪125的扭矩小于第二輸出齒輪126的扭矩。由此實(shí)現(xiàn)減速增扭,提升車輛的爬坡能力。
基于同一發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明還提供了一種四檔變速系統(tǒng),如圖2所示,包括輸入軸、第一傳動組件、第二傳動組件、以及所述的一種多檔變速箱12;
電機(jī)通過所述第一傳動組件驅(qū)動所述輸入軸轉(zhuǎn)動,所述輸入軸還通過所述第二傳動組件帶動所述多檔變速箱12的第一驅(qū)動軸、第二驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動,且所述輸入軸與所述第一驅(qū)動軸、第二驅(qū)動軸平行。
本發(fā)明為平行軸式變速系統(tǒng),平行軸式變速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,故障率低,動力傳遞更直接,換擋時(shí)沖擊比行星齒輪組的大,但是加速性比行星齒輪組快。
所述第一傳動組件包括相互連接的第一中心齒輪5和減速齒輪組;所述第一中心齒輪5與所述輸入軸連接,所述電機(jī)通過驅(qū)動所述減速齒輪組轉(zhuǎn)動,而帶動所述第一中心齒輪5與輸入軸轉(zhuǎn)動。
作為一種雙電機(jī)驅(qū)動的實(shí)施例,如圖2所示有兩個(gè)所述電機(jī)和兩個(gè)所述減速齒輪組;兩個(gè)所述電機(jī)分別各通過一個(gè)所述減速齒輪組連接所述第一中心齒輪5。雙電機(jī)驅(qū)動方式可以有很多好處,若一個(gè)電機(jī)出現(xiàn)故障,另一電機(jī)仍然能夠帶動系統(tǒng)工作;另外,兩個(gè)電機(jī)的尺寸都可以相應(yīng)減小,電機(jī)控制器也變小,降低成本,減小電流功率。
所述減速齒輪組包括相互嚙合的減速小齒輪2、7和減速大齒輪3、6;所述減速小齒輪2、7的轉(zhuǎn)軸與所述電機(jī)連接,所述減速大齒輪3、6與所述第一中心齒輪5嚙合。本實(shí)施例中通過減速齒輪組的設(shè)計(jì)可以降低對電機(jī)的要求,可以采用高轉(zhuǎn)速電機(jī),由于高轉(zhuǎn)速電機(jī)價(jià)格上低于低轉(zhuǎn)速電機(jī),因此可以降低生產(chǎn)成本。
所述第二傳動組件包括第二中心齒輪9、第一傳動齒輪8、第二傳動齒輪10;
所述第二中心齒輪9的轉(zhuǎn)軸與所述輸入軸連接,所述第一傳動齒輪8的轉(zhuǎn)軸與所述第一驅(qū)動軸連接,所述第二傳動齒輪10的轉(zhuǎn)軸與所述第二驅(qū)動軸連接;所述第一傳動齒輪8、第二傳動齒輪10分別與所述第二中心齒輪9嚙合;
所述輸入軸帶動所述第二中心齒輪9轉(zhuǎn)動,所述第二中心齒輪9通過所述第一傳動齒輪8帶動所述第一驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動,通過所述第二傳動齒輪10帶動所述第二驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動。輸入軸通過第一傳動齒輪8、第二傳動齒輪10同時(shí)帶動第一驅(qū)動軸和第二驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動,而通過對第一傳動齒輪8、第二傳動齒輪10的大小設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速驅(qū)動,如圖2所示,第三變速齒輪122比第四變速齒輪121大。所述第二中心齒輪9的扭矩小于第一輸出齒輪123、第二輸出齒輪124的扭矩。這種設(shè)置主要用于調(diào)節(jié)速比和構(gòu)成緊湊的空間布置,減小整個(gè)系統(tǒng)的空間占用。
傳遞路徑為電機(jī)M1,M2分別傳遞至齒輪5,再由齒輪9傳遞至齒輪8,由多檔變速箱輸出至車輪。
以上變速系統(tǒng)用于純電動驅(qū)動時(shí),即圖2中發(fā)動機(jī)1和第三離合器4不存在或第三離合器4斷開使得發(fā)動機(jī)1與輸入軸不連接,具有以下三種工作方式:
1.電機(jī)M2不工作,電機(jī)M1工作。
扭力傳遞路徑為電機(jī)M1至減速小齒輪2,由減速小齒輪2傳遞至減速大齒輪3,再由第一中心齒輪5傳遞至第二中心齒輪9,再由第一傳動齒輪8和第二傳動齒輪10傳遞至四擋變速箱,最后由輸出軸輸出至車輪。
2.電機(jī)M1不工作,電機(jī)M2工作。
扭力傳遞路徑為電機(jī)M2至減速小齒輪7,由減速小齒輪7傳遞至減速大齒輪6,再由第一中心齒輪5傳遞至第二中心齒輪9,再由第一傳動齒輪8和第二傳動齒輪10傳遞至多檔變速箱,最后由輸出軸輸出至車輪。
3.濕式離合器4斷開,電機(jī)M1,M2工作。包含了上述兩種扭力傳動方式。
如圖2所示的系統(tǒng)還包括發(fā)動機(jī)1和第三離合器4;所述發(fā)動機(jī)1通過所述第三離合器4與所述輸入軸連接。所述第三離合器4為濕式離合器。
在混合聯(lián)動模式下,即圖2中存在發(fā)動機(jī)1和第三離合器4,且第三離合器4閉合使得發(fā)動機(jī)1與輸入軸連接,具有以下三種工作方式:
1.濕式離合器4閉合,發(fā)動機(jī)1和電機(jī)M1工作,電機(jī)M2不工作。
傳遞路徑為發(fā)動機(jī)1,電機(jī)M1分別傳遞至第一中心齒輪5,再由第二中心齒輪9傳遞至第一傳動齒輪8和第二傳動齒輪10,由多檔變速箱輸出至車輪。
2.濕式離合器4閉合,發(fā)動機(jī)1和電機(jī)M2工作,電機(jī)M1不工作。
傳遞路徑為發(fā)動機(jī)1,電機(jī)M2分別傳遞至第一中心齒輪5,再由第二中心齒輪9傳遞至第一傳動齒輪8和第二傳動齒輪10,由多檔變速箱輸出至車輪。
3.濕式離合器4閉合,發(fā)動機(jī)1和電機(jī)M1,M2工作。
傳遞路徑為發(fā)動機(jī)1,電機(jī)M1,M2分別傳遞至第一中心齒輪5,再由第二中心齒輪9傳遞至第一傳動齒輪8和第二傳動齒輪10,由多檔變速箱輸出至車輪。
通過電機(jī)帶動發(fā)動機(jī)啟動的工作方式包括:
1.電機(jī)M1工作,第三離合器4閉合。
傳遞路徑為電機(jī)M1至減速小齒輪2,再由減速小齒輪2至減速大齒輪3,再由第一中心齒輪5經(jīng)過輸入軸帶動發(fā)動機(jī)工作。
2.電機(jī)M1工作,第三離合器4閉合。
傳遞路徑為電機(jī)M2至減速小齒輪7,再由減速小齒輪7至減速大齒輪6,再由第一中心齒輪5經(jīng)過輸入軸帶動發(fā)動機(jī)工作。
3.電機(jī)M1,M2工作,第三離合器4閉合。
傳遞路徑為電機(jī)M2至減速小齒輪2,再由減速小齒輪2至減速大齒輪3,傳遞至第一中心齒輪5。
電機(jī)M2至減速小齒輪7,再由減速小齒輪7至減速大齒輪6,傳遞至第一中心齒輪5。
再由第一中心齒輪5經(jīng)過輸入軸帶動發(fā)動機(jī)工作。
基于同一發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明還提供了一種車,包括所述的多檔變速箱12。
基于同一發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明還提供了一種車,包括所述的四檔變速系統(tǒng)。
本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)包括:
1、第一中心齒輪5與減速大齒輪(3,6)形成一級減速,再傳遞至減速小齒輪(2,7)形成二級減速,這樣對于電機(jī)的要求就可以降低,電機(jī)可以采用高轉(zhuǎn)速電機(jī)。
2、采用高轉(zhuǎn)速電機(jī)能夠提供低扭矩,而且體積小,成本也低,便于集成;
3、混合動力或者純電系統(tǒng)中,采用兩個(gè)電機(jī),這兩個(gè)電機(jī)可以同速或不同速,尤其是在混合動力情形下,不同速的設(shè)置可以滿足對發(fā)動機(jī)的適配性。
3、采用濕式離合器的第三離合器4與第一中心齒輪5、多檔變速箱12能夠集成,其優(yōu)點(diǎn)在于,多檔變速箱12中的第一離合器對127、第二離合器對128能夠與第三離合器4共用液壓系統(tǒng),形成一體化的液壓執(zhí)行結(jié)構(gòu),由于通過液壓油進(jìn)行循環(huán)冷卻,能夠提升其他部件的散熱性和潤滑性。
4、多檔變速箱在混合動力上的應(yīng)用是一個(gè)最佳的效果,主要特點(diǎn)在于這種布置使得整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。
5、在混合動力情形下,車輛起步階段,電機(jī)(M1,M2)提供動力,當(dāng)車速達(dá)到一定速度時(shí),通過滑動第三離合器4,能夠使輸入軸與發(fā)動機(jī)1相結(jié)合,本技術(shù)方案尤其是將第三離合器4選用濕式離合器后,使用壽命增加,在實(shí)際工況中,車輛每天起停次數(shù)較多,采用干式離合器通常使用壽命不超過一年。
6、在紅燈或者緊急情形下,車輛??繒r(shí),可以通過打開第三離合器4,能夠使輸入軸與發(fā)動機(jī)1斷開,發(fā)動機(jī)停止工作,起到節(jié)油效果。
7、在制動狀態(tài)下,由于采用電機(jī)制動,能夠?qū)④囕v的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,存儲在電機(jī)中,實(shí)現(xiàn)能量回收。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,可以對這些特征和實(shí)施例進(jìn)行各種改變或等同替換。另外,在本發(fā)明的教導(dǎo)下,可以對這些特征和實(shí)施例進(jìn)行修改以適應(yīng)具體的情況及材料而不會脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此,本發(fā)明不受此處所公開的具體實(shí)施例的限制,所有落入本申請的權(quán)利要求范圍內(nèi)的實(shí)施例都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。