一種雙輸入軸四速變速器的製作方法
2023-07-09 08:07:11 3
本發明涉及汽車變速器技術，特別涉及一種雙輸入軸四速變速器。
背景技術：
汽車的行駛工況複雜多變，行駛阻力和行駛速度變化大，急加速和爬陡坡時需要非常大的驅動力克服行駛阻力，高速行駛時又需要較高的驅動輪轉速，採用只有一個變速比的單級減速齒輪箱傳動的電動汽車往往顧此失彼，難以滿足汽車有的工況需要很大驅動力、有的工況需要很高速度的複雜多變的動力需求。
某些電動汽車採用更大功率的電機，以更大的儲備功率提升汽車動力性能。但大功率電機直接使得電機、電機控制系統、電池系統的成本增加，不利於普及推廣。
如果電動汽車具有更多檔位個數並可根據汽車的動力需求選擇合適變速比的檔位，不但能顯著提升電動汽車的動力性能，還能降低對驅動電機、電機控制系統、動力電池組的要求，從而降低電動汽車動力系統成本。進一步對驅動電機的效率圖譜研究可知，具有更多檔位個數的電動汽車變速器通過合理選檔可使電機的動力輸出與汽車的動力需求更貼近匹配，使得電機具有更高的輸出效率，這對節約電能、延長行駛裡程也非常有意義。
專利文獻cn101380768a公開了一種用於電動車輛的二速自動變速器，包括輸入軸、輸出軸、離合器、制動器、行星齒輪排和差速器，輸入軸與太陽輪聯接，制動器可將齒圈鎖止，離合器可將太陽輪和齒圈同步並聯接一起轉動。操作制動器將齒圈鎖止，離合器開啟，運動和扭矩通過輸入軸由太陽輪輸入行星齒輪排減速後再由行星架輸出可獲得一個較大變速比的低速檔；操作制動器釋放齒圈，閉合離合器使太陽輪和齒圈聯接在一起，運動和扭矩通過輸入軸由太陽輪和齒圈輸入行星齒輪排後再由行星架輸出可獲得一個直接檔。該變速器構思巧妙，可獲得一個較大變速比的低速擋和一個較小變速比的直接檔，改善了電動汽車的動力性能，但該變速器換檔轉速差太大，難免影響換檔質量，且僅僅兩個變速比的電動汽車變速器還不能很好地滿足汽車複雜多變的動力需求。
蓬勃發展的電動汽車市場需要具有更多檔位個數的變速器，研發適合電動汽車的多檔位變速器是符合市場需求的。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種具有四個檔位、換檔質量高，且結構緊湊、重量輕的汽車變速器，特別是適用於電動汽車的雙輸入軸四速變速器。
為實現上述目的，本發明採取的技術方案為：提供一種雙輸入軸四速變速器，包括：第一輸入軸、第二輸入軸、輸出軸、變速器殼體，其中，所述雙輸入軸四速變速器還包括行星齒輪排、第一選檔組件、第二選檔組件，行星齒輪排的太陽輪通過第一選檔組件選擇與第一輸入軸傳遞運動和連結扭矩或與變速器殼體連結使太陽輪被鎖止，行星齒輪排的齒圈通過第二選檔組件選擇與第一輸入軸連結傳遞運動和扭矩或與變速器殼體連結使齒圈被鎖止，第二輸入軸與輸出軸通過齒輪(或鏈輪)傳遞運動和扭矩。
在一些實施方式中，所述雙輸入軸四速變速器還包括行星齒輪排輸入軸，第一輸入軸 與行星齒輪排輸入軸通過齒輪(或鏈輪)傳遞運動和扭矩，行星齒輪排的太陽輪通過第一選檔組件選擇與行星齒輪排輸入軸連結傳遞運動和扭矩或與變速器殼體連結使太陽輪被鎖止，行星齒輪排的齒圈通過第二選檔組件選擇與行星齒輪排輸入軸連結傳遞運動和扭矩或與變速器殼體連結使齒圈被鎖止，行星齒輪排的行星架作為輸出軸或與輸出軸聯接，第二輸入軸與行星架通過齒輪(或鏈輪)傳遞運動和扭矩。
在一些實施方式中，第一輸入軸與行星齒輪排同軸布置，行星齒輪排的太陽輪通過第一選檔組件選擇與第一輸入軸連結傳遞運動和扭矩或與變速器殼體連結使太陽輪被鎖止，行星齒輪排的齒圈通過第二選檔組件選擇與第一輸入軸連結傳遞運動和扭矩或與變速器殼體連結使齒圈被鎖止，行星齒輪排的行星架與輸出軸通過齒輪(或鏈輪)傳遞運動和扭矩，第二輸入軸與輸出軸通過齒輪(或鏈輪)傳遞運動和扭矩。
在一些實施方式中，第一輸入軸與電機(或其他發動機)之間可增設離合器。
在一些實施方式中，第一輸入軸與電機(或其他發動機)之間可增設離合器，第二輸入軸與電機(或其他發動機)之間可增設離合器。
在一些實施方式中，檔位選擇組件優選同步器。
有益效果
通過前述技術方案的描述，不難理解本發明提供的雙輸入軸四速變速器因採用上述方案，可獲得以下有益效果：
可提供四個變速比，更綿密的齒比、更寬泛的變速比區間；
結構緊湊、重量輕；
結構可靠性高、傳動效率高；
因具有兩個輸入軸，可分別跟兩個電機(或其他發動機)連結，可實現檔位預選、換檔不中斷動力輸入，再加上綿密的齒比，具有較高的換檔質量；
因具有兩個輸入軸，可分別跟兩個電機(或其他發動機)連結，再加更多的檔位個數、更寬泛的變速比區間，在汽車巡航行駛所需功率較小時可選擇較小變速比的檔位並斷開連結其中一個電機可提高電機輸出效率，在急加速或爬坡時可選擇較大變速比的檔位並使兩個電機共同輸出動力可提高汽車動力性能，滿足用戶更高的動力需求。
附圖說明
本文所述的附圖僅用於示意目的，應該理解的是，說明和具體示例僅意圖用於示意目的，而不是意圖限制本發明公開的範圍。
在附圖中，相同標號一致地表示相同的元件、構件或特徵。
圖1是根據本發明優選實施例之一的雙輸入軸四速變速器結構示意圖。
圖2是根據本發明優選實施例之二的雙輸入軸四速變速器結構示意圖。
圖3是根據本發明優選實施例之三的雙輸入軸四速變速器結構示意圖。
圖4是根據本發明優選實施例之四的雙輸入軸四速變速器結構示意圖。
圖5是根據本發明優選實施例之一(或二、或三、或四)中相關部件通過選檔組件的連結關係。
附圖標記說明：
01、根據本發明優選實施例之一的雙輸入軸四速變速器
02、根據本發明優選實施例之二的雙輸入軸四速變速器
03、根據本發明優選實施例之三的雙輸入軸四速變速器
04、根據本發明優選實施例之四的雙輸入軸四速變速器
11、第一輸入軸
12、第二輸入軸
13、行星齒輪排輸入軸
14、輸出軸
21、第一離合器
22、第二離合器
23、第一離合器軸
24、第二離合器軸
30、行星齒輪排
31、齒圈
32、行星架
33、太陽輪
40、變速器殼體
41、第一選檔組件
42、第二選檔組件
50、第一輸入軸齒輪(或鏈輪)
51、行星齒輪排輸入軸齒輪(或鏈輪)
52、第二輸入軸齒輪(或鏈輪)
53、第一輸出軸齒輪(或鏈輪)
54、第二輸出軸齒輪(或鏈輪)
55、行星架齒輪(或鏈輪)
具體實施方式
為使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及優選實施例，對本發明進行進一步的詳細說明。應當理解的是，以下描述的具體實施例僅用以示意、解釋本發明，本質上僅僅是示範性的，而不是意圖用於限制本發明的公開、應用或用途。
如圖1所示，根據本發明優選實施例之一的雙輸入軸四速變速器01，包括：第一輸入軸11、第二輸入軸12、輸出軸14、變速器殼體40，其中，所述雙輸入軸四速變速器01還包括行星齒輪排30、行星齒輪排輸入軸13、第一選檔組件41、第二選檔組件42，第一輸入軸11與行星齒輪排輸入軸13通過齒輪(或鏈輪)50和51傳遞運動和扭矩，行星齒輪排的太陽輪33通過第一選檔組件41選擇與行星齒輪排輸入軸13連結(與第一輸 入軸11間接連結)傳遞運動和扭矩或與變速器殼體40連結使太陽輪33被鎖止，行星齒輪排的齒圈31通過第二選檔組件42選擇與行星齒輪排輸入軸13連結(與第一輸入軸11間接連結)傳遞運動和扭矩或與變速器殼體40連結使齒圈31被鎖止，第二輸入軸12與齒輪行星排的行星架32通過齒輪(或鏈輪)52和55傳遞運動和扭矩，行星架32與輸出軸14聯接或直接作為輸出軸。
本發明所述選檔組件41或42為一種可使相關部件兩兩連結傳遞運動和扭矩的裝置，如同步器，根據本發明的實施例優選同步器作為選檔組件。
當第一選檔組件41選擇使太陽輪33與行星齒輪排輸入軸13連結傳遞運動和扭矩時，太陽輪33與變速器殼體40斷開連結；反之，當第一選檔組件41選擇使太陽輪33與變速器殼體40連結而使太陽輪33被鎖止時，太陽輪33與行星齒輪排輸入軸13斷開連結；當第二選檔組件42選擇使齒圈31與行星齒輪排輸入軸13連結傳遞運動和扭矩時，齒圈31與變速器殼體40斷開連結；反之，當第二選檔組件42選擇使齒圈31與變速器殼體40連結而使齒圈31被鎖止時，齒圈31與行星齒輪排輸入軸13斷開連結。
為更好地理解根據本發明優選實施例之一的雙輸入軸四速變速器01，下面對該實施例中雙輸入軸四速變速器01的各檔動力傳遞路線進行詳細說明：
第一檔的動力傳遞路線：
第一選檔組件41選擇使太陽輪33與行星齒輪排輸入軸13連結傳遞運動和扭矩，第二選檔組件42選擇使齒圈31與變速器殼體40連結使齒圈31被鎖止。
第一組電機(或其他發動機)的動力經第一輸入軸11輸入，再經第一輸入軸齒輪(或鏈輪)50、行星齒輪排輸入軸齒輪(或鏈輪)51傳遞給行星齒輪排輸入軸13，再由第一選檔組件41傳遞給太陽輪33，由太陽輪33輸入行星齒輪排30減速後，由行星架32輸出。
第二檔的動力傳遞路線：
第二組電機(或其他發動機)的動力經第二輸入軸12輸入，再經第二輸入軸齒輪(或鏈輪)52、行星架齒輪(或鏈輪)53傳遞給行星架32，由行星架32輸出。
第三檔的動力傳遞路線：
第一選檔組件41選擇使太陽輪33與變速器殼體40連結使太陽輪33被鎖止，第二選檔組件42選擇使齒圈31與行星齒輪排輸入軸13連結傳遞運動和扭矩。
第一組電機(或其他發動機)的動力經第一輸入軸11輸入，再經第一輸入軸齒輪(或鏈輪)50、行星齒輪排輸入軸齒輪(或鏈輪)51傳遞給行星齒輪排13，由第二選檔組件42傳遞給齒圈31，由齒圈31輸入行星齒輪排30減速後，由行星架32輸出。
第四檔的動力傳遞路線：
第一選檔組件41選擇使太陽輪33與行星齒輪排輸入軸13連結傳遞運動和扭矩，第二選檔組件42選擇使齒圈31與行星齒輪排輸入軸13連結傳遞運動和扭矩。
第一組電機(或其他發動機)的動力經第一輸入軸11輸入，再經第一輸入軸齒輪(或鏈輪)50、行星齒輪排齒輪(或鏈輪)51傳遞給行星齒輪排13，動力分流，一部分經第 一選檔組件41傳遞給太陽輪33，由太陽輪33輸入行星齒輪排30，另一部分經第二選檔組件42傳遞給齒圈31，由齒圈31輸入行星齒輪排30，由行星架32輸出。
如圖2所示，根據本發明優選實施例之二的雙輸入軸四速變速器02，包括：第一輸入軸11、第二輸入軸12、輸出軸14、變速器殼體40，其中，所述雙輸入軸四速變速器02還包括行星齒輪排30、第一選檔組件41、第二選檔組件42，第一輸入軸11與行星齒輪排30同軸布置，行星齒輪排的太陽輪33通過第一選檔組件41選擇與第一輸入軸11連結傳遞運動和扭矩或與變速器殼體40連結使太陽輪33被鎖止，行星齒輪排的齒圈31通過第二選檔組件42選擇與第一輸入軸11連結傳遞運動和扭矩或與變速器殼體40連結使齒圈31被鎖止，行星齒輪排的行星架32與輸出軸14通過齒輪(或鏈輪)55和54傳遞運動和扭矩，第二輸入軸12與輸出軸14通過齒輪(或鏈輪)52和53傳遞運動和扭矩。
當第一選檔組件41選擇使太陽輪33與第一輸入軸11連結傳遞運動和扭矩時，太陽輪33與變速器殼體40斷開連結；反之，當第一選檔組件41選擇使太陽輪33與變速器殼體40連結而使太陽輪33被鎖止時，太陽輪33與第一輸入軸11斷開連結；當第二選檔組件42選擇使齒圈31與第一輸入軸11連結傳遞運動和扭矩時，齒圈31與變速器殼體40斷開連結；反之，當第二選檔組件42選擇使齒圈31與變速器殼體40連結而使齒圈31被鎖止時，齒圈31與第一輸入軸11斷開連結。
為更好地理解根據本發明優選實施例之一的雙輸入軸四速變速器02，下面對該實施例中雙輸入軸四速變速器02的各檔動力傳遞路線進行詳細說明：
第一檔的動力傳遞路線：
第一選檔組件41選擇使太陽輪33與第一輸入軸11連結傳遞運動和扭矩，第二選檔組件42選擇使齒圈31與變速器殼體40連結使齒圈31被鎖止。
第一組電機(或其他發動機)的動力經第一輸入軸11輸入，再由第一選檔組件41傳遞給太陽輪33，由太陽輪33輸入行星齒輪排30減速後，由行星架32輸出，再經行星架齒輪(或鏈輪)55、第二輸出軸齒輪(或鏈輪)54傳遞給輸出軸14，由輸出軸14輸出。
第二檔的動力傳遞路線：
第二組電機(或其他發動機)的動力經第二輸入軸12輸入，再經第二輸入軸齒輪(或鏈輪)52、第一輸出軸齒輪(或鏈輪)53傳遞給輸出軸14，由輸出軸14輸出。
第三檔的動力傳遞路線：
第一選檔組件41選擇使太陽輪33與變速器殼體40連結使太陽輪33被鎖止，第二選檔組件42選擇使齒圈31與第一輸入軸11連結傳遞運動和扭矩。
第一組電機(或其他發動機)的動力經第一輸入軸11輸入，再由第二選檔組件42傳遞給齒圈31，由齒圈31輸入行星齒輪排30減速後，由行星架32輸出，再經行星架齒輪(或鏈輪)55、第二輸出軸齒輪(或鏈輪)54傳遞給輸出軸14，由輸出軸14輸出。
第四檔的動力傳遞路線：
第一選檔組件41選擇使太陽輪33與第一輸入軸11連結傳遞運動和扭矩，第二選檔組件42選擇使齒圈31與第一輸入軸11連結傳遞運動和扭矩。
第一組電機(或其他發動機)的動力經第一輸入軸11輸入，動力分流，一部分經第一選檔組件41傳遞給太陽輪33，由太陽輪33輸入行星齒輪排30，另一部分經第二選檔組件42傳遞給齒圈31，由齒圈31輸入行星齒輪排30，動力由行星架32輸出，再經行星架齒輪(或鏈輪)55、第二輸出軸齒輪(或鏈輪)54傳遞給輸出軸14，由輸出軸14輸出。
如圖3所示，根據本發明優選實施例之三的雙輸入軸四速變速器03，根據本發明優選實施例之三的雙輸入軸四速變速器03與根據本發明優選實施例之一的雙輸入軸四速變速器01的主要差異：在第一輸入軸11與電機(或其他發動機)之間增設了第一離合器組件21，參考根據本發明優選實施例之一的雙輸入軸四速變速器01不難理解優選實施例之三的雙輸入軸四速變速器03。
如圖4所示，根據本發明優選實施例之四的雙輸入軸四速變速器04，根據本發明優選實施例之四的雙輸入軸四速變速器04與根據本發明優選實施例之二的雙輸入軸四速變速器02的主要差異：在第一輸入軸11與電機(或其他發動機)之間增設了第一離合器組件21，在第二輸入軸12與電機(或其他發動機)之間增設了第二離合器組件22，參考根據本發明優選實施例之二的雙輸入軸四速變速器02不難理解優選實施例之四的雙輸入軸四速變速器04。
如圖5所示，是根據本發明優選實施例之一(或二、或三、或四)中相關部件通過選檔組件的連結關係。
應該了解的是，根據本發明的雙輸入軸四速變速器，可由一組電機(或其他發動機)提供動力，也可兩組電機(或其他發動機)同時提供動力。
應該了解的是，本發明以上的描述僅僅是示範性的，並且未偏離本發明本質的變體也意圖屬於本發明的範圍內。這種變體不應被視為脫離了本發明的精神和範圍。