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摘要
申請專利號:

CN201480031485.9

申請日:

2014.04.17

公開號:

CN105283689A

公開日:

2016.01.27

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F16H 3/093申請日:20140417|||公開
IPC分類號: F16H3/093; F16H3/097; B60K17/346; F16H57/021 主分類號: F16H3/093
申請人: 捷豹路虎有限公司
發明人: 馬庫斯·霍斯; 拉塞爾·奧斯本; 弗雷德·海德; 馬特·霍萊
地址: 英國沃里克郡
優先權: 1307856.3 2013.05.01 GB
專利代理機構: 北京集佳知識產權代理有限公司11227 代理人: 王艷江; 張偉
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201480031485.9

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.06.08|||2016.02.24|||2016.01.27

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種常嚙合式齒輪變速箱具有輸入軸(21、22)、兩個副軸(31、35)以及輸出軸(23)。齒輪能夠選擇性地連接至軸以提供前進檔速比和倒檔速比。倒檔速比通過倒檔副軸(35)的套管(85、86)而實現。套管還能夠使扭矩重新循環至前進檔副軸(31)以提供另外的低前進檔速比。公開了兩個套管和兩種另外的低前進檔速比。

權利要求書

1.一種常嚙合式變速箱,所述常嚙合式變速箱具有多個能夠單獨選
擇的前進檔速比,并且所述常嚙合式變速箱包括箱體(14),所述箱體
(14)限定多個平行的旋轉軸線(11至13),所述軸線包括同軸的輸入
輸出軸線(11)和兩個中間軸線(12、13),并且所述變速箱具有用于
在能夠在所述軸線上旋轉的軸構件之間進行驅動的齒輪副,其中,輸入
軸(21、22)能夠在所述輸入軸線上旋轉,第一軸(31)能夠在所述中
間軸線中的一個中間軸線上旋轉,第二軸(35)能夠在所述中間軸線中
的另一中間軸線上旋轉,所述第一軸與所述第二軸由第一齒輪系(51
至53)直接連接;套管(85、86)能夠在所述第二軸(35)上旋轉并且
適于與所述第二軸(35)旋轉聯接,并且所述套管通過能夠在所述第一
軸(31)上旋轉的惰齒輪(64、82;74、81)而與所述輸入軸(21、22)
以旋轉的方式聯接。
2.根據權利要求1所述的變速箱,其中,所述惰齒輪(64、65;74,
75)包括與輸入軸(21、22)相關聯的第一驅動齒輪(64、74)和呈并
排關系的并且與所述套管(85、86)相關聯的第一從動齒輪(65、75)。
3.根據權利要求2所述的變速箱,其中,所述第一驅動齒輪(64、
74)與所述第一從動齒輪(65,75)的直徑不同。
4.根據任一前述權利要求所述的變速箱,其中,所述套管(85、86)
適于通過包括第二驅動齒輪(93、94)和第二從動齒輪(91、92)的齒
輪副(91;93、92;94)而與所述第一軸(31)旋轉聯接。
5.根據權利要求4所述的變速箱,其中,所述齒輪副(91、93;92、
94)與所述第一驅動齒輪(64、74)相鄰。
6.根據權利要求5所述的變速箱,其中,所述第二從動齒輪(91、
92)和所述第一驅動齒輪(64、74)位于所述第一軸(31)的雙作用式
聯接器(68、78)的兩側,所述聯接器能夠從空檔狀態沿所述第一軸軸
向移動以將相鄰的齒輪中的一個齒輪或另一齒輪聯接至所述第一軸。
7.根據任一前述權利要求所述的變速箱,還包括由第三驅動齒輪
(62、63、72、73)和第三從動齒輪(65、66、75、76)組成的齒輪副,
所述第三驅動齒輪(62、63、72、73)能夠在所述輸入軸(21、22)上
旋轉并且適于與所述輸入軸(21、22)旋轉聯接,所述第三從動齒輪(65、
66、75、76)被固定成與所述第一軸(31)一起旋轉。
8.根據任一前述權利要求所述的變速箱,還包括能夠在所述第二軸
(35)上旋轉的第一所述套管(85)和第二所述套管(86),所述第一
軸(31)具有與相應的第一套管和第二套管以旋轉的方式聯接的第一惰
齒輪(74、81)和第二惰齒輪(64、82)。
9.根據權利要求8所述的變速箱,其中,所述第一套管(85)和所
述第二套管(86)在其軸向遠端處連接至相應的惰齒輪(74、81;64、
82)。
10.根據權利要求8所述的變速箱,其中,所述惰齒輪(74、81;
64、82)包括雙齒輪,所述雙齒輪中的在軸向上位于最外側的齒輪與相
應的套管(85、86)呈驅動關系,所述雙齒輪中的在軸向上位于最內側
的齒輪與所述輸入軸(21、22)呈驅動關系。
11.根據權利要求8至10中的任一項所述的變速箱,其中,所述箱
體包括橫向內部腹板(39),所述橫向內部腹板(39)具有用于所述第
二軸(35)的支承軸承(37),所述第一套管(85)和所述第二套管(86)
位于所述腹板的相反兩側。
12.根據權利要求11所述的變速箱,其中,所述腹板(39)還包括
用于所述第一軸(31)的支承軸承(33)。
13.根據權利要求11或權利要求12所述的變速箱,其中,所述腹
板(39)還包括用于輸入軸(21、22)的支承軸承(45)。
14.一種內燃機,所述內燃機的曲軸箱聯接至根據權利要求1至13
中的任一項所述的變速箱的所述箱體。
15.一種車輛動力傳動系或一種車輛,所述車輛動力傳動系或所述
車輛包括根據權利要求1至13中的任一項所述的變速箱。

說明書

變速器

技術領域

本發明涉及齒輪變速器,具體地但非排它性地,本發明涉及具有
由各齒輪系提供的多個可選速比的變速器。本發明的方面涉及變速箱,
涉及動力傳動系并且涉及車輛。

背景技術

齒輪變速器通常用于機動車輛,多個速比允許發動機特性與期
望的梯度啟動、加速度、最高速度、燃料經濟性及其它公知的因素
最佳地匹配。齒輪副通常為常嚙合式,并且通過包括爪形離合器的
同步嚙合機構而接合以及斷開。常見的是手動地選擇期望的速比,
但一些齒輪變速器變型具有自動或輔助式選擇功能,或者具有完全
自動化的速比選擇功能。

為了實現良好的加速和燃料經濟性,近年來速比的數目有所增
加,并且對于一些車輛,可以提供多達八種或更多種的前進檔速比。
不可避免地,這些額外的速比會增大變速器的尺寸,這對于車輛設
計人員來說問題在于可用的封裝空間有限。

車輛設計人員的另一目標是設計一系列車輛的部件,如此極為
常見的基礎部件被改變成適于該系列內的每種車輛所要求的特定屬
性。在一個極端示例中,要求將常見的部件比如車輛變速器既用于
跑車又用于具有越野能力的車輛。基礎部件可以簡單而使其增設特
征,或者基部部件可以復雜而使其去掉特征。用于設置輔助部件比
如差速齒輪的選擇方案以及用于提供替代性的輸出位置的選擇方案
是所期望的。

發明內容

根據本發明的方面,提供了一種常嚙合式變速箱,該常嚙合式
變速箱具有多個能夠單獨選擇的前進檔速比,并且該常嚙合式變速
箱包括箱體,該箱體限定多個平行的旋轉軸線,所述軸線包括同軸
的輸入輸出軸線以及兩個中間軸線,并且所述變速箱具有用于在能
夠在所述軸線上旋轉的軸構件之間進行驅動的齒輪副,其中,輸入
軸能夠在所述輸入軸線上旋轉,第一軸能夠在所述中間軸線中的一
個中間軸線上旋轉,第二軸能夠在所述中間軸線的另一中間軸線上
旋轉,所述第一軸與所述第二軸通過第一齒輪系直接連接;套管能
夠在所述第二軸上旋轉并且適于與所述第二軸旋轉性地聯接,并且
所述套管通過能夠在所述第一軸上旋轉的惰齒輪而與所述輸入軸旋
轉地聯接。

當所述套管以旋轉的方式聯接至所述第二軸時,這種布置能夠
提供倒檔速比。

在一個實施方式中,所述套管適于通過包括第二驅動齒輪和第
二從動齒輪的齒輪副而與所述第一軸旋轉聯接。

在該布置中,通過將所述套管用作齒輪系中從輸入軸至所述第
一軸的第二惰輪,能夠提供另外的低前進檔速比。這種低速比在非
高速公路駕駛方面有用,并且是對直接設置在輸入軸與所述第一軸
之間的高速公路速比的補充。

在實施方式中,第一軸和第二軸是變速箱的副軸,并且在一個
實施方式中,第一軸和第二軸是單獨的副軸。

通過套管提供的低前進檔速比需要齒輪系中的多個另外的齒
輪。然而,通過將該速比設置為非高速公路速比,產生額外噪音的
風險是可以接受的。

在一個實施方式中,第二套管能夠在所述第二軸上旋轉并且適
于與所述第二軸旋轉聯接,所述套管通過能夠在所述第一軸上旋轉
的其它惰齒輪而與所述輸入軸以可旋轉的方式聯接。通過這種方式,
仍可以通過將第二套管用作連接第一軸的輸入軸的齒輪系中的第二
惰輪來提供另一低前進擋速比。

在一個實施方式中,另外的低前進檔速比是不同的,并且具有
與常用的(高速公路)前進檔速比級大致相等的速比級,以便向由
變速箱提供的速比范圍提供有用的增補。

在一個實施方式中,本發明的變速箱具有介于四個與六個之間
的高速公路速比以及一個或兩個低前進檔速比,其中,介于四個與
六個之間的高速公路速比是由能夠在輸入軸與所述第一軸之間接合
的相應的齒輪副提供的,一個或兩個低前進檔速比是通過能夠在第
二輸入軸上旋轉的一個或兩個套管而提供的。

在一個實施方式中,第二套管還適于與所述第二軸旋轉聯接以
提供另外的倒檔速比。

在一個實施方式中,通過兩個套管所提供的兩種倒檔速比是不
同的,并且具有與常用的(高速公路)速比級大致相等的速比級,
以便向由變速箱提供的速比提供有用的增補。特別地,較低的倒檔
速比可以認為是非高速公路速比,而較高的倒檔速比可以認為是高
速公路速比。

箱體可以限定橫向腹板,該橫向腹板中定位有用于倒檔副軸的
相應的支承軸承,一個倒檔速比的驅動系位于腹板的一側,另一倒
檔速比的驅動系位于腹板的另一側。這種變速器的對稱性特別地部
件從箱體的任一端朝向腹板進行組裝的可能性可以實現用于部件設
計的另外的選擇方案。

橫向腹板還可以提供用于前進檔副軸以及用于一個或更多個輸
入軸的中心支承軸承。

在本申請的范圍內,特別旨在可以獨立地或者以任何組合的方
式來考慮在前述段落中、在權利要求中和/或在以下描述和附圖中闡
述的各方面、各實施方式、各示例和各替代性方案以及特別地它們
的各個特征。結合一個實施方式所描述的特征適用于所有實施方式,
除非這些特征不兼容。

附圖說明

現在將參照附圖僅通過示例對本發明的一個或更多個實施方式
進行描述,其中,在附圖中:

圖1是貫穿根據本發明的實施方式的變速器的展開的大略示意
性的縱向截面。

圖2與圖1相對應并且標出了另外的特征。

圖3從圖1和圖2的變速器的一端示出了軸線的布置。

圖4至圖6是示出替代性方案和位于圖1和圖2的變速器箱體
旁邊的另外的驅動裝置的局部截面。

圖7至圖9是示出用于圖1和圖2的變速器的差速齒輪和雙驅
動裝置的替代性布置的示意性局部截面。

圖10示意性地示出了用于至圖1和圖2的變速器的動力輸出連
接的可能的位置。

圖11示意性地示出了圖1和圖2的變速器的一些變型。

具體實施方式

圖1中示出了根據本發明的實施方式的齒輪變速器10,齒輪變
速器10包括能夠在箱體14內繞三個平行的軸線11、12、13旋轉的
多個軸,從而限定南/北(縱向)布置。本發明的示出的實施方式是
雙離合器變速器(DCT),但如下面將描述的,也能夠采用常規的
單離合器變型。

為了進行描述,圖1的變速器被展開以便在單個平面中示出。
如也將變得明顯的,在實際的實施方式中,所述軸線設置為呈三角
形形式,圖3中示出了這種情況。

最上面的軸線11(如所觀察的)構成輸入/輸出軸線,內輸入軸
21、外輸入軸22和輸出軸23能夠在軸線11上旋轉。輸入軸21、
22通過雙離合器26的相應的從動盤24、25被驅動,每個從動盤能
夠根據需要而與聯接至馬達或發動機(未示出)的驅動構件27接合。
雙離合器變速器是眾所周知的,除了應當指出以下情況外,本文不
需要對其進行進一步的描述:一個從動盤24與“奇數”變速器速比
相關聯,另一從動盤與“偶數”變速器速比相關聯;離合器交替地
接合以允許預先選擇下一期望的速比以及實現動力換檔而不會有扭
矩傳遞中斷的情況。

驅動構件27——通常為內燃機的飛輪——至少由以41示意性
示出的軸承支承在輸入側。外輸入軸22由球軸承42支承在箱體14
中,并且由滾針軸承43支承在內輸入軸21上。反過來,內輸入軸
21由滾針軸承44支承在外輸入軸22中,并且由球軸承45支承在
變速器箱體14中。

軸承通常包括滾動元件,應當根據預期的工作并且根據是否必
須承受推力載荷來選擇軸承。在所描述的實施方式中,示出了球軸
承、滾子軸承和圓錐滾子軸承。

在變速器的尾端處,內輸入軸21由滾針軸承46支承在輸出齒
輪51中,該輸出齒輪在一個側部處轉而又由滾子軸承47支承在箱
體14中。第二滾子軸承48對輸出齒輪51的另一側部進行支承,并
且如下面將進一步描述的,第二滾子軸承48自身可以由變速器箱體
14或者由輸出部件比如差速齒輪的殼體支承。

中間的軸線12(如所觀察的)構成第一副軸軸線,其上設置有
“前進檔”副軸31,“前進檔”副軸31由球軸承和滾子軸承32至
34支承以在箱體14中旋轉。

最下面的軸線13(如所觀察的)構成第二副軸軸線,其上設置
有“倒檔”軸35,“倒檔”軸35由滾子軸承36至38支承以在箱體
14中旋轉。盡管因為其與倒檔速比相關聯而為了方便稱其為“倒檔”
副軸,但如將變得明顯的,該軸35還限定用于一些前進檔速比的旋
轉軸線。

所描述的與輸入軸21、22和副軸31、35有關的軸承是由有經
驗的變速器設計人員根據預期的工作和載荷而選擇的,但都是常規
的。在一些情況下,其它種類的軸承比如滑動軸承可能是適合的。
此外,在飛濺或浸沒不充分的情況下,可以向軸承供給受壓的潤滑
油。

就最常規的具有軸的多軸線變速器而言,軸相反的兩端處設置
有支承軸承。在公開的實施方式中,這種軸承大致設置在端平面70、
80中。圖1的實施方式的顯著的特征在于軸21、31、35中的每個
軸包括中央支承軸承45、33、37,并且顯著的特征在于這些軸承在
橫向于軸線11至13的大致公共的支承平面40中對齊。變速器箱體
14的中央腹板39對軸承45、33、37進行支承,并且構成隔壁,其
具有孔(未示出)以允許潤滑油從一側流動至另一側。

軸21、22、31、35上安裝或形成有多個齒輪,能夠依次選擇這
些齒輪以提供八種前進檔速比和兩種倒檔速比。如下面將描述的,
能夠通過常規的同步嚙合聯接器來實現齒輪路徑的選擇。同步嚙合
聯接器是非常熟知的,除了應當指出以下情況外,本文不需要對其
進一步的描述:同步嚙合聯接器允許兩個旋轉部件的相對速度在這
兩個部件接合以在這兩個部件之間傳遞扭矩之前相匹配。本發明的
且該實施方式的變速器適于與任何常規種類的同步嚙合聯接器一起
使用。

現在參照圖2對齒輪及相應的速比進行描述。

在該實施方式中,六種高速比是常規的,并且包括安裝在輸入
軸21、22和前進檔副軸31上的各齒輪副。扭矩經由輸出齒輪52
從變速器輸出,輸出齒輪52與輸出齒輪51永久嚙合,輸出軸23
例如通過花鍵被聯接至輸出齒輪51。

和副軸與輸入軸永久嚙合的這種常規的布置相比,在該南/北實
施方式的變速器中,前進檔副軸31與輸出軸23之間的永久嚙合位
于變速器的尾端處。

在該實施方式中,內輸入軸上提供速比1、3、5,速比1、3、5
包括在內輸入軸上直接加工成的用于前進檔速度1的齒輪61以及用
于前進檔速度3和5的活動齒輪62、63。齒輪61至63與前進檔副
軸31的相應的齒輪64至66永久嚙合;用于前進檔速度1的齒輪
64在副軸31上是活動的,用于前進檔速度3和5的齒輪65、66被
固定以與副軸31一起旋轉。

齒輪62、63之間設置有雙作用式同步嚙合聯接器67,雙作用式
同步嚙合聯接器67能夠從空檔中間位置(如所示出的)向左向右移動
而將齒輪62、63中的一個齒輪或另一齒輪聯接至內輸入軸21。

挨著齒輪64設置有雙作用式同步嚙合聯接器68,雙作用式同步
嚙合聯接器68能夠從空檔中間位置移動至右側(如所示出的)而將齒
輪64聯接至前進檔副軸31。

在該實施方式中,外輸入軸22上提供速比2、4、6,速比2、4、
6包括與外輸入軸緊固的用于前進檔速度2的齒輪71以及用于前進檔
速度4和6的活動齒輪72、73。齒輪71至73與前進檔副軸的相應的
齒輪74至76永久嚙合;用于前進檔速度2的齒輪74在副軸31上是
活動的,用于前進檔速度4和6的齒輪75、76被固定以與副軸31
一起旋轉。

齒輪72、73之間設置有雙作用式同步嚙合聯接器77,雙作用式
同步嚙合聯接器77能夠從空檔中間位置(如所示出的)向左向右移動
而將齒輪72、73中的一個齒輪或另一齒輪聯接至外輸入軸22。

挨著齒輪74設置有雙作用式同步嚙合聯接器78,雙作用式同步
嚙合聯接器78能夠從空檔中間位置移動至左側(如所示出的)而將齒
輪74聯接至前進檔副軸31。

速比1至6的活動齒輪即62至64和72至74通過適合的滾針
軸承安裝在相應的軸上,為了清楚起見,并未給所述滾針軸承標號。

應當理解的是,速比1至6的布置關于中央腹板39的平面大致
對稱,特別地,“偶數”速比6、4、2的直徑朝向該平面階梯減小,
而奇數速比1、3、5的直徑階梯增大。因而,與一些常規的布置相
比,如用虛線79所表示的,在該變速器的中央、在外側處形成有相
對暢通的空間,該空間可以用于緊密地配裝手動變速器的齒輪選擇
器機構,或者用于輔助式手動變速器的致動器。因而,該變速器比
現有的變速器更細小,這例如能夠實現車輛內的增大的乘客空間。

圖2示出了變速器箱體14和橫跨空間79的腹板39,但應當理
解的是,根據需要,箱體能夠靠近齒輪61、71,或者能夠限定內部
容積以容納齒輪選擇器機構或其它變速器部件,比如用于潤滑油的
冷卻器。

在使用時,一次選擇序列速比1至6中的一種速比,以將來自
輸入軸21、22中的一個輸入軸或另一輸入軸的驅動提供至副軸31,
并因此經由輸出齒輪52、51提供至輸出軸23。根據已知技術,雙
離合器允許(按照序列速比增大或減小的方式)預先選擇序列速比
中的下一速比,并且能夠通過在一個離合器被接合時斷開另一個離
合器而實現動力換檔。

如現在將描述的,該實施方式的變速器能夠提供兩種倒檔速比。

速比1和2的活動副軸齒輪即64、74聯接有相應的倒檔驅動齒
輪81、82以與其一起旋轉。如所示出的,這些雙齒輪64、82以及
74、81可以是(例如通過熔接被固定而成的)組件,或者可以由共
同的毛坯加工而成。

倒檔驅動齒輪81、82中的每一者是齒輪副中的一個齒輪,相應
的從動齒輪83、84安裝成以與倒檔副軸35上的相應的套管85、86
一起旋轉。每個套管85、86能夠通過相應的單作用式同步嚙合聯接
器87、88被聯接至倒檔副軸35。倒檔副軸35在尾端處承載有輸出
齒輪53,輸出齒輪53與輸出齒輪51嚙合并直接驅動輸出齒輪51,
并因此驅動輸出軸23。

每個套管85、86通過滾針軸承被安裝成以在倒檔副軸35上旋
轉,為了清楚起見,并未給所述滾針軸承標號。

在使用時,通過利用相應的離合器、相應的雙齒輪(作為惰輪)、
相應的同步嚙合聯接器87、88以及倒檔副軸35而實現的驅動來獲
得每種倒檔速比,以向相反方向驅動輸出軸23。通過利用不同的離
合器來驅動兩種倒檔速比,非驅動齒輪系的預選便于實現倒檔速比
之間的動力換檔。

變速器內的速比是由各齒輪的相對直徑決定的,并且選擇成以
實現這樣的期望范圍的速比:相鄰的速比之間的級大致相等。

在示出的實施方式,第一速比和低倒檔速比共有同一驅動齒輪
61,驅動齒輪61與內輸入軸21相關聯。第二速比和高倒檔速比與驅
動齒輪71和外輸入軸22相關聯。

因此,除了由與離合器24、25中的一者或另一者相關聯的速比
所管控的其它可能性之外,示出的布置還允許第一速比與高倒檔速
比之間以及第二速比與低倒檔速比之間的動力換擋。

如下面將描述的,該實施方式的變速器還能夠提供另外兩種低
前進檔速比。

在該變速器的中央處處、在中央腹板39的每一側,前進檔副軸
31上設置有活動齒輪91、92。每個齒輪91、92被支承在適合的滾
針軸承上,并且可以通過相鄰的同步嚙合聯接器68、78的朝向腹板
39的移動而與前進檔副軸接合。這些同步嚙合聯接器68、78是雙
作用式的(如上所述),并且能夠從空檔狀態(如所示出的)移動至
左側和右側而使相應的齒輪與前進檔副軸31接合。

齒輪91、92與設置在由相應的離合器通過相應的惰齒輪74、81
和64、82所驅動的相應的套管85、86上的相應的齒輪93、94嚙合。
因而,套管85、86既與倒檔速比相關聯,又與兩個低前進檔速比相
關聯。

應當指出的是前進檔副軸和倒檔副軸上的齒輪和同步嚙合裝置
的對稱性,特別地應當指出的是在該變速器的中央處在外側處的相
對暢通的空間95,在軸線11、12、13位于三角形的頂點處的實際
布置中,空間95與空間79相重合。這種組合空間能夠進一步增大
變速器便薄以及乘客空間增大的可能性。

提供了六種連續的前進檔速比如下:

1st

向右移動同步嚙合聯接器68。通過離合器24、內輸入軸21、齒
輪副61、64、前進檔副軸31、輸出齒輪副51、52、輸出軸23進行
驅動。

2nd

向左移動同步嚙合聯接器78。通過離合器25、外輸入軸22、齒
輪副71、74、前進檔副軸31、輸出齒輪副51、52、輸出軸23進行
驅動。

3rd

向左移動同步嚙合聯接器67。通過離合器24、內輸入軸21、齒
輪副62、65、前進檔副軸31、輸出齒輪副51、52、輸出軸23進行
驅動。

4th

向右移動同步嚙合聯接器77。通過離合器25、外輸入軸22、齒
輪副72、75、前進檔副軸31、輸出齒輪副51、52、輸出軸23進行
驅動。

5th

向右移動同步嚙合聯接器67。通過離合器24、內輸入軸21、齒
輪副63、66、前進檔副軸31、輸出齒輪副51、52、輸出軸23進行
驅動。

6th

向左移動同步嚙合聯接器77。通過離合器25、外輸入軸22、齒
輪副73、76、前進檔副軸31、輸出齒輪副51、52、輸出軸23進行
驅動。

提供了兩種倒檔速比如下:

倒檔低速比(RL)

向左移動同步嚙合聯接器88。通過離合器24、內輸入軸21、齒
輪系61、64、82、84、倒檔副軸35、輸出齒輪副53、51、輸出軸
23進行驅動。

倒檔高速比(RH)

向右移動同步嚙合聯接器87。通過離合器25、外輸入軸22、齒
輪系71、74、81、83、倒檔副軸35、輸出齒輪副53、51、輸出軸
23進行驅動。

提供了另外兩種低速比如下:

L1

向左移動同步嚙合聯接器68。通過離合器24、內輸入軸21、齒
輪系61、64、82、84、套管86、齒輪副94、92、前進檔副軸31、
輸出齒輪副52、51、輸出軸23進行驅動。

L2

向右移動同步嚙合聯接器78。通過離合器25、外輸入軸22、齒
輪系71、74、81、83、套管85、齒輪副93、91、前進檔副軸31、
輸出齒輪副52、51、輸出軸23進行驅動。

在示出的實施方式中,所提供的速比如下:

L1
L2
1
2
3
4
5
6
RL
RH
18·12
9·21
5·32
3·28
2·21
1·55
1·17
0·93
8·3
4·68

整體的前進檔速比是19·5。

本發明的特征在于,10種速比中的每種速比都需要一個同步嚙
合聯接器的接合,并且本發明的特征在于,同步嚙合聯接器的個數
限于四個雙作用式裝置和兩個單作用式裝置。

如上所述,通過在離合器24、25之間變換驅動,能夠實現兩種
前進檔速比之間、兩種倒檔速比之間以及前進檔速比/倒檔速比之間
等多種組合的動力換擋。

應當理解的是,八種前進檔速比可以定義為六種速度的高速公
路變速器速比和兩種低速比、六種速度的高速公路變速器速比和兩
種超速速比、或者六種速度的高速公路變速器速比和一種低速比以
及一種超速速比。在所描述的布置中,六種前進檔高速公路速比是
最高的速比,并且需要兩個齒輪副,而兩種低前進檔速比需要四個
齒輪副,因此兩種低前進檔速比更適于較易于接受產生齒輪噪音和
齒隙的風險的低速環境。

當然能夠通過改變齒輪的直徑和/或改變軸線11、12、13的相對
位置來調節示出的實施方式所提供的特定速比,同時還應當考慮特
定齒輪在不止一個速比中的使用。

用于減少部件數量的一個可能的方案是通過同步嚙合聯接器67
的向右的移動來提供內輸入軸21與輸出軸23的直接聯接。由此,
省去了齒輪63、66。這種布置能夠實現第五速比的直接驅動(1:1)。

為了進一步減小第六速比例如以實現超速速比的大速比級,可以
減小前進檔副軸的(如所觀察的在左端處的)直徑。

這可以使從動齒輪76的直徑更小,并因此使驅動齒輪73的直
徑更大。前進檔副軸的直徑例如可以朝向球軸承32內側的直徑減
小,并且該軸承自身的直徑可以減小。

變速器的對稱性質以及由腹板39限定的中央支承平面有助于從
腹板39的兩側組裝變速器,這特別地對于箱體14的設計有利。應
當指出的是,為了進行組裝,第四速比和第六速比的從動齒輪75、
76一起形成并且通過一些適合的裝置被固定成以與前進檔副軸31一
起旋轉。這些齒輪75、76能夠單獨地安裝在前進檔副軸上。

在需要單離合器變速器——在單離合器變速器中,當速比變換發
生時,離合器斷開——的情況下,雙輸入軸21、22被由單離合器驅動
的單輸入軸取代。齒輪61至63和71至73如前述那樣安裝/形成在該
單輸入軸上。

圖3示出了軸線11至13設置為呈三角形形式的實際布置。輸出
齒輪51至53示出為以適當的間距嚙合。

除了由輸出軸23進行驅動之外或者作為由輸出軸23進行的驅動
的替代,能夠采用來自變速器的輸出的驅動的各種可能方案。

在一個實施方式中,圖1至圖3的變速器縱向地設置在這樣的
機動車輛中:該機動車輛呈前部安裝發動機并且后部處安裝驅動輪
軸的常規的“systemePanhard”布置形式。

對車輛的后輪進行驅動的第一布置是通過直接來自輸出齒輪51
的常規的推進器軸所實現的。由于輸出齒輪52、53與齒輪51永久
嚙合,因此考慮到所示出的齒輪51至53的直徑所固有的齒輪效果
以及扭矩倍增,存在由副軸31、35直接進行驅動的可能性。輸出驅
動軸線12、13偏離輸入驅動軸線11的優點例如在于:相對于車輛
乘客空間,降低了后驅動推進器軸。

應當理解的是,如果輸出齒輪51被支承而與輸入軸21獨立,
則輸出齒輪51不需要同軸,因而,輸出齒輪51可以偏移以允許通
過其直徑的改變而進一步改變速比。

在具有前輪軸和后輪軸的機動車輛的四輪驅動布置中,前驅動
可以布置成源自倒檔副軸,特別地源自輸出齒輪53。圖4示出了這
樣的一種選擇方案:在該選擇方案中,輸出齒輪53對齒輪54進行
驅動,從齒輪54處,驅動由前驅動軸55向前獲取。如前所述,驅
動通過輸出軸23被向后獲取。前驅動軸55的驅動軸線56平行于變
速器箱體/發動機14并且位于變速器箱體/發動機14外側,以便避免
與變速器箱體/發動機14發生干涉。在替代性方案中,前驅動軸的
軸線可以成輻散角度,以便增大間隙。該角度可以在3°至15°的
范圍中。

在另外的替代性方案中,齒輪53或齒輪54可以(例如,通過
爪形離合器、同步器離合器或濕式離合器)斷開,以根據需要使前
驅動軸斷開。位于軸的一端處的這種布置很方便,并且在提供可變
換的四輪驅動以及提高燃料經濟性方面很有用。

在替代性方案中,如圖5中所示出的,倒檔副軸軸承38的另一
側可以布置正齒輪。這種布置可以實現模塊化的改進,由此,通過
增設輔助式正齒輪58以及為輔助的正齒輪58的外部增設殼體,標
準的變速器可以適于四輪驅動。當并未設置時,箱體中的所需的孔
可以由蓋板封閉。

在另外的替代性方案中,圖4和圖5的選擇方案可以包括通過
環形鏈比如多列鏈條而實現的對正齒輪的驅動。這種布置使前驅動
軸的旋轉方向反向,這可以幫助抵消動力傳動系上的旋轉的驅動軸
的扭矩反作用效果。如圖6中所示出的,環形鏈59的驅動構件57
可以設置在同步嚙合聯接器88與輸出齒輪53之間,或者可以設置
在輸出齒輪53的外側作為模塊化附加物。

應當理解的是,在圖4至圖6的布置中,可以替代性地僅向后
獲取驅動,以及向前和向后獲取驅動。

還應當理解的是,圖5的外側驅動布置、齒輪選擇方案和環形
帶選擇方案能夠替代性地鄰近于尾端支承軸承34設置在前進檔副
軸31上。

如上所述,一種布置提供向后指向的推進器軸和向前指向的推
進器軸。應當理解的是,也能夠實現僅向后或僅向前的選擇方案而
不改變軸、同步嚙合聯接器以及齒輪的基本布置。

在另外的變型中,圖4至圖6的前驅動布置和后驅動布置中的
任一者可以替代性地用于提供泵、絞盤或其它從動驅動裝置的動力
輸出。

在四輪驅動變速器中,所期望的是包括中央差速齒輪以避免變
速器在前車輛輪軸與后車輛輪軸之間發生扭轉。圖7至圖10中示出
了一些這樣的布置。

在圖7中,輸出齒輪51和輸出軸23如圖1和圖2中示出的那
樣。輸出軸23向后延伸至常規的差速齒輪100,差速齒輪100具有
常用的承載架外殼101和行星齒輪102。行星齒輪與向前的輸出軸
103和向后的輸出軸104的相應的齒輪嚙合。向前的輸出軸103關
于輸出軸23共軸,并且終止于齒輪105,齒輪105與能夠繞平行軸
線107旋轉的齒輪106成齒輪副。也能夠通過環形鏈來實現齒輪105
與齒輪106之間的驅動。齒輪106實際上可以連接至在變速器箱體
14旁邊穿過的向前的驅動軸。齒輪105、106可以替代性地由如參
照圖6所描述的鏈輪和環形鏈取代。

向后的輸出軸104終止于用于后驅布置的凸緣連接件108或其
它適合的聯接件。如所示出的,設置有常規種類的支承軸承。

在使用時,差速齒輪以已知的方式作用以使分給向前的輸出軸
103和向后的輸出軸104的驅動扭矩相等。可以設置常規的鎖定或
限滑機構109以使承載架101的相對旋轉會被限制或阻止。在牽引
力低的情況下,這種布置是所期望的以便保持對一個輪軸或另一輪
軸進行的驅動。

圖7的差速齒輪的組成部件布置在殼體中(未示出),并且可以
包括用于圖1和圖2的變速器的模塊化附接件。圖8的替代性布置
中示出了這種殼體。

在圖8中,安裝至變速器箱體14的后部的分動器包括分動器外
殼111,分動器外殼111具有來自輸出軸23的輸入軸112、向后的
輸出軸113以及向前的輸出軸114。每個輸出軸113、114可以終止
于相應的凸緣(未示出)處以連接至向后的推進器軸和向前的推進
器軸。殼體內設置有托森(Torsen)或其它類型的差速器(115),
差速器的細節是眾所周知的,本文不需要對其進一步的描述。對向
前的輸出軸113的驅動是通過鏈輪117、118和多鏈節鏈條119而實
現的,但其它種類的環形鏈和正齒輪或斜齒輪是可能的選擇。分動
器可以是用于圖1和圖2的變速器的模塊化附接件。分動器外殼中
設置有適合的滾動元件軸承以支承軸112、113、114。

例如與圖8的模塊化布置相比,在圖9的布置中,圖1和圖2
的變速器箱體14中整合有差速齒輪120以便減小總長度和總重量。
也為輸出121、122提供了鏈驅動,但可以選擇齒輪驅動。根據需要
將會設置滾動元件軸承。

圖8和圖9的差速齒輪能夠是行星差速器、周轉差速器或者具
有來自一個輸入的兩個輸出的其它適合種類的差速器。

圖1至圖2的變速器也可以適于在混合動力車輛中使用,在混
合動力車輛中,常用的內燃機由替代性的能量存儲裝置比如電池/
電動馬達彌補。在這方面,輸入齒輪63、73可以最適于連接至電動
驅動馬達,并且在這種情況下,齒輪63、73中的一者或兩者可以固
定至相應的輸入軸21、22,在這種情況下,所聯接的齒輪66、76
將通過相應的同步嚙合聯接器連接至前進檔副軸31。這種布置對應
于安裝有聯接器68、78的副軸。

圖11中示出了與圖1和圖2對應的變速器,并且設置有用于動
力輸出的兩個可能的位置140A、140B,這兩個可能的位置140A、
140B各自與倒檔副軸35的套管85、86的相應的齒輪83、84相關
聯。

在使用時,具有蓄電池的混合動力車輛能夠根據需要對電動馬
達提供電力以在離合器24、25斷開時通過齒輪83、84來驅動變速
器。可以設想的是,一個這樣的馬達將會足夠,但除了兩個可能的
位置之外,齒輪83、84還可以提供兩種可能的速比選擇。例如在車
輛超速行駛時,這種電動馬達還可以用作用于蓄電池的發電機。

圖11示出了與圖1和圖2的變速器對應的變速器,但有所不同。
通過比較將會明顯的是許多特征是相同的,從而省略這些相同特征
的相應的描述。特別地,在速比1、2、3、4、L1、L2、RL和RH
方面,該變速器在形式上基本上相同。

在圖11的實施方式中,最高的前進檔速比是由直接設置在相應
的輸入軸21、22與倒檔副軸35之間的相應的齒輪副150、151和
152、153提供的。如圖1和圖2的實施方式中那樣,這些齒輪副位
于相應的同一平面中,但在進行輸出時不再利用前進檔副軸31。相
反,倒檔副軸35通過輸出齒輪53、51提供輸出。

盡管圖11并未示出齒輪150至153嚙合,但應當理解的是,這
是因為軸實際上是如圖3中示出的那樣布置的。

圖11的布置能夠實現較低的第五速比和第六速比(分別為0.98
和0.77),同時能夠避免驅動系中的齒輪的個數有任何增加。

將觀察到的是,前進檔副軸31的左端(如所觀察的)的直徑比
圖1和圖2中示出的位于第四速度從動齒輪75的區域中的直徑小,
以便允許第六速度驅動齒輪150的直徑增大。

圖11還示出了替代性的離合器裝置160,在離合器裝置160中,
與相應的輸入軸相關聯的離合器布置成在徑向上一個位于另一個之
內。這種布置是常規的替代性方案。在每種情況下,能夠根據工作
需求來決定離合器的種類(摩擦式、電磁式等)。

圖11的另外的不同之處在于:輸出齒輪51內包括有常規的差
速齒輪170,以便提供共軸的輸出23a、23b。輸出軸23a用于連接
至后驅動軸/輪軸。輸出軸23b固定有輸出齒輪或鏈輪154以與其一
起旋轉,因而,齒輪/鏈輪154可以用于對用于連接至前輪軸的向前
指向的驅動軸的從動齒輪或鏈輪155進行驅動。

如四輪驅動車輛/或具有前從動輪軸和后從動輪軸的任何車輛
中通常所設置的那樣,圍繞共軸的輸出軸23a、23b設置有濕式離合
器組156,當接合時,濕式離合器組156將差速器承載架鎖定至輸
出軸23b以便提供鎖定的差速器。

以下帶標號的段落中闡述了本發明的一些方面:

1.一種常嚙合式變速箱,所述常嚙合式變速箱具有多個能夠單獨
選擇的前進檔速比,并且所述常嚙合式變速箱包括箱體,所述箱體限
定多個平行的旋轉軸線,所述軸線包括輸入/輸出軸線和兩個中間軸
線,并且所述變速箱具有用于在能夠在所述軸線上旋轉的構件之間進
行驅動的齒輪副,其中,輸入軸能夠在所述輸入軸線上旋轉,第一軸
能夠在所述中間軸線中的一個中間軸線上旋轉,第二軸能夠在所述中
間軸線中的另一中間軸線上旋轉,所述第一軸與所述第二軸通過第一
齒輪系直接連接;套管能夠在所述第二軸上旋轉并且適于與所述第二
軸旋轉聯接,并且所述套管通過能夠在所述第一軸上旋轉的惰齒輪而
與所述輸入軸以旋轉的方式聯接。

2.根據方面1的變速箱,其中,所述惰齒輪包括與輸入軸相關聯
的第一驅動齒輪和呈并排關系的且與所述套管相關聯的第一從動齒
輪。

3.根據方面2的變速箱,其中,所述第一驅動齒輪與所述第一從
動齒輪的直徑不同。

4.根據方面1的變速箱,其中,所述套管適于通過包括第二驅動
齒輪和第二從動齒輪的齒輪副而與所述第一軸旋轉聯接。

5.根據方面4的變速箱,其中,所述齒輪副與所述第一驅動齒輪
相鄰。

6.根據方面5的變速箱,其中,所述第二從動齒輪和所述第一驅
動齒輪位于所述第一軸的雙作用式聯接器的兩側,所述聯接器能夠從
空檔狀態沿所述第一軸的軸向方向移動而將相鄰的齒輪中的一個齒輪
或另一齒輪聯接至所述第一軸。

7.根據方面1的變速箱,還包括由第三驅動齒輪和第三從動齒輪
組成的齒輪副,所述第三驅動齒輪能夠在所述輸入軸上旋轉并且適于
與所述輸入軸旋轉聯接,所述第三從動齒輪被固定以與所述第一軸一
起旋轉。

8.根據方面1的變速箱,還包括能夠在所述第二軸上旋轉的第一
所述套管和第二所述套管,所述第一軸具有與相應的第一套管和第二
套管以旋轉的方式聯接的第一惰齒輪和第二惰齒輪。

9.根據方面8的變速箱,其中,所述第一套管和所述第二套管在
其軸向上的遠端處連接至相應的惰齒輪。

10.根據方面8的變速箱,其中,所述惰齒輪包括雙齒輪,所述雙
齒輪中的在軸向上位于最外側的齒輪與相應的套管呈驅動關系,所述
雙齒輪中的在軸向上位于最內側的齒輪與所述輸入軸呈驅動關系。

11.根據方面8的變速箱,其中,所述箱體包括橫向內部腹板,所
述橫向內部腹板具有用于所述第二軸的支承軸承,所述第一套管和所
述第二套管位于所述腹板的相反的兩側。

12.根據方面9的變速箱,其中,所述箱體包括橫向內部腹板,所
述橫向內部腹板具有用于所述第二軸的支承軸承,所述第一套管和所
述第二套管位于所述腹板的相反的兩側。

13.根據方面10的變速箱,其中,所述箱體包括橫向內部腹板,
所述橫向內部腹板具有用于所述第二軸的支承軸承,所述第一套管和
所述第二套管位于所述腹板的相反的兩側。

14.根據方面11的變速箱,其中,所述腹板還包括用于所述第一
軸的支承軸承。

15.根據方面12的變速箱,其中,所述腹板還包括用于所述第一
軸的支承軸承。

16.根據方面13的變速箱,其中,所述腹板還包括用于所述第一
軸的支承軸承。

17.根據方面11的變速箱,其中,所述腹板還包括用于輸入軸的
支承軸承。

18.根據方面14的變速箱,其中,所述腹板還包括用于輸入軸的
支承軸承。

19.一種內燃機,所述內燃機的曲軸箱聯接至根據方面1的變速箱
的所述箱體。

20.一種車輛,所述車輛包括根據方面1的變速箱。

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