多挡变速机构及动力装置和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆零部件技术领域，特别涉及一种多挡变速机构。同时，本实用新型还涉及应用该多挡变速机构的动力装置，以及应用该动力装置的车辆。


背景技术：

2.变速器变速主要应用的是不同直径的齿轮传动的变速原理，简单的说，变速器有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换档行为，也就是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。如在低速时，让传动比大的齿轮副工作，而在高速时，让传动比小的齿轮副工作，其主要用于协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度，可以让车辆发挥出发动机的最佳性能。
3.现有的变速器，整体长度较长，导致整车布置困难，，并且多为电机反转实现倒挡功能，然而在低电量工况下，电机无法反转，导致变速器功能受限。另外，为了实现越野功能，需要在现有变速器基础上额外增加越野结构，导致变速器重量增加、体积增大、成本增高。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种多挡变速机构，相对于现有变速器具有较好的性能。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一种多挡变速机构，包括输入轴、沿所述输入轴的间隔排布的第一行星齿轮机构和第二行星齿轮机构、输出轴，以及多个离合器和多个制动器；
7.所述第一行星齿轮机构的第一太阳轮空套于所述输入轴上，第一齿圈经动力传递组件连接所述输出轴；
8.所述第二行星齿轮机构的第二太阳轮固设于所述输入轴上，第二齿圈与所述第一行星齿轮机构的第一行星架连接；
9.多个所述离合器包括控制所述输入轴和所述第一太阳轮之间动力通断的第一离合器，以及控制所述第一太阳轮与所述第二行星齿轮机构的第二行星架之间动力通断的第二离合器；
10.多个所述制动器包括用于制动所述第二齿圈的第一制动器，以及用于制动所述第二行星架的第二制动器。
11.进一步的，所述输出轴上设有第一从动齿轮；所述动力传递组件包括第一中间轴，所述第一中间轴上设有动力传递单元，所述动力传递单元分别与所述第一齿圈和所述第一从动齿轮传动连接。
12.进一步的，所述动力传递单元包括设于所述第一中间轴上的第一齿轮和第二齿轮；所述第一齿轮和所述第二齿轮于所述第一中间轴的轴向间距布置；所述第一齿轮和所述第一从动齿轮传动连接；所述第二齿轮和所述第一齿圈传动连接。
13.进一步的，所述第一齿轮的直径小于所述第二齿轮的直径；所述第一齿轮的直径小于所述第一从动齿轮的直径。
14.进一步的，还包括电机，所述电机的电机轴与所述输入轴连接。
15.进一步的，所述电机轴经齿轮副与所述输入轴传动连接。
16.进一步的，所述齿轮副包括设于所述电机轴上的第二主动齿轮，设于输入轴上的第二从动齿轮，还包括第二中间轴和设于所述第二中间轴上的中间轮；所述中间轮分别与所述第二主动齿轮和所述第二从动齿轮传动连接。
17.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
18.(1)本实用新型所述的多挡变速机构，通过布置两组行星齿轮机构，并改进两组行星齿轮机构之间的连接关系，无需设置越野结构而可实现越野功能，具有较好的动力性能；此外，通过对各离合器和制动器的控制，在任何工况都可实现倒挡功能，不受电机电量高低的限制，而可更好的满足客户的使用需求；另外，该变速机构在输入轴的轴向占用尺寸小，可使整体结构更加紧凑，在发动机舱内布置方便，且可应用于更多车型，而符合平台化需求。
19.(2)在输入轴上设置第一从动齿轮，并通过第一中间轴上的动力传递单元分别与第一齿圈和第一从动齿轮传动连接，方便改变传动比，利于提升动力传递的平稳性。
20.(3)动力传递单元包括第一齿轮和第二齿轮，并使第一齿轮和第二齿轮分别第一从动齿轮和第一齿圈传动连接，该结构中，采用两个齿轮便于调整第一齿轮和第二齿轮的直径，而便于改变速比，有利于提高动力传递的效率及平稳性。
21.(4)第一齿轮的直径小于第二齿轮的直径，且第一齿轮的直径小于第一从动齿轮的直径，可在占用空间较小的基础上较好的减速。
22.(5)通过在变速机构上集成电机，并使电机的电机轴与输入轴连接，可使的各个档位都可实现纯电驱动模式，而可更好的满足客户的使用需求。
23.(6)使电机轴通过齿轮副与输入轴传动连接，利于提高啮合效率，并利于提高动力传递的平稳性。
24.(7)齿轮副采用中间轮、第二主动齿轮和第二从动齿轮，并使中间轮分别与第二主动齿轮和第二从动齿轮连接，可较好的提高动力传递效率及动力传递的平稳性。
25.本实用新型的另一目的在于提出一种动力装置，包括发动机，还包括如上所述的多挡变速机构；所述发动机和动力输出端和所述输入轴之间设有控制两者之间动力通断的控制部。
26.进一步的，所述控制部为设于所述发动机的动力输出端和所述输入轴之间的第三离合器。
27.本实用新型所述的动力装置，通过采用如上的多挡变速机构，因占用尺寸小而方便发动机舱内零部件布置方便，无需设置越野结构而可实现越野功能，在任何工况都可实现倒挡功能，且任何挡位都可实现纯电驱动模式，而可更好的满足客户需求。
28.同时，本实用新型还提供了一种车辆，所述车辆上配备有如上所述的动力装置。
29.本实用新型的车辆，与前述的动力装置相对于现有技术具有相同的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
30.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
31.图1为本实用新型实施例一所述的多挡变速机构应用状态下的结构示意图；
32.图2为本实用新型实施例一所述的多挡变速机构在第一挡位模式的动力传递路线示意图；
33.图3为本实用新型实施例一所述的多挡变速机构在第二挡位模式的动力传递路线示意图；
34.图4为本实用新型实施例一所述的多挡变速机构在第三挡位模式的动力传递路线示意图；
35.图5为本实用新型实施例一所述的多挡变速机构在第四挡位模式的动力传递路线示意图；
36.图6为本实用新型实施例一所述的多挡变速机构在倒挡挡位模式的动力传递路线示意图；
37.图7为本实用新型实施例一所述的多挡变速机构换挡的控制逻辑图。
38.附图标记说明：
39.1、输入轴；101、第一太阳轮；102、第一行星轮；103、第一齿圈；104、第一行星架；105、第二太阳轮；106、第二行星轮；107、第二齿圈；108、第二行星架；109、第二从动齿轮；
40.2、输出轴；201、第一从动齿轮；
41.3、第一中间轴；301、第一齿轮；302、第二齿轮；
42.4、电机；401、第二主动齿轮；
43.5、第二中间轴；501、中间轮；
44.6、发动机；7、第一离合器；8、第二离合器；9、第三离合器；10、第一制动器；11、第二制动器；12、主减速器。
具体实施方式
45.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
46.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.另外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
48.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
49.实施例一
50.本实施例涉及一种多挡变速机构，其包括输入轴1、沿输入轴1的轴向间隔排布的第一行星齿轮机构和第二行星齿轮机构、输出轴2，以及多个离合器和多个制动器。该多挡变速机构，通过改进两个行星齿轮机构之间的连接关系，而使该多挡变速机构具有更好的使用性能。
51.基于如上的整体结构描述，本实施例的多挡变速机构的一种示例性结构如图1所示，沿输入轴1的轴向自左至右包括第一行星齿轮机构和第二行星齿轮机构，第一行星齿轮机构和第二行星齿轮机构均包括太阳轮、具有若干转轴的行星架，转动设于各转轴上且与太阳轮啮合连接的若干行星轮，以及套设于各行星轮外并与各行星轮同时啮合连接的齿圈。
52.为了便于描述，在此称第一行星齿轮机构的太阳轮为第一太阳轮101，行星架为第一行星架104，行星轮为第一行星轮102，齿圈为第一齿圈103，并称第二行星齿轮机构的太阳轮为第二太阳轮105，行星架为第二行星架108，行星轮为第二行星轮106，齿圈为第二齿圈107。
53.作为一种优选的布置方式，第一太阳轮101空套于输入轴1上，并通过下述的第一离合器7与输入轴1连接。第一行星架104与第二齿圈107连接，第二太阳轮105固设于输入轴1上，其用于将输入轴1承接的动力向后传递。
54.本实施例的多挡变速机构，动力经由第一齿圈103向外传递动力，且在具体布置时，第一齿圈103经动力传递组件连接输出轴2，以方便改变传动比，并利于提升动力传递的平稳性。
55.作为一种优选的实施方式，输出轴2用于向主减速器12输出动力，输出轴2上设有第一从动齿轮201，前述的动力传递组件包括第一中间轴3，第一中间轴3上设有动力传递单元，动力传递单元分别与第一齿圈103和第一从动齿轮201传动连接，而可实现第一齿圈103的动力经第一齿圈103、动力传递组件和第一从动齿轮201而传递至输出轴2。
56.优选的具体实施方式中，前述的动力传递单元包括设于第一中间轴3上的第一齿轮301和第二齿轮302，第一齿轮301和第二齿轮302于第一中间轴3的轴向间距布置，且第一齿轮301和第一从动齿轮201啮合连接，第二齿轮302和第一齿圈103啮合连接。
57.为了较好的改善变速机构的性能，本实施例中，第一齿轮301的直径小于第二齿轮302的直径，且第一齿轮301的直径小于第一从动齿轮201的直径，可在占用空间较小的基础上较好的减速。并且较优的具体实施方式中，第一从动齿轮201的直径小于第二齿轮302的直径，便于布置并可实现较好的减速效果。
58.前述的多个离合器具体为两个，其包括第一离合器7和第二离合器8，其中第一离合器7用于控制输入轴1和第一太阳轮101之间的动力通断，第二离合器8用于控制第一太阳轮101与第二行星架108之间动力通断。
59.前述的多个制动器具体为两个，其包括设于变速机构的壳体上的第一制动器10和第二制动器11，其中，第一制动器10用于制动第二齿圈107，第二制动器11用于制动第二行星架108。
60.为了实现多种驱动模式，本实施例的多挡变速机构还包括电机4，且电机4的电机
轴与输入轴1连接，可使的各个档位都可实现纯电驱动模式，而可更好的满足客户的使用需求。作为一种优选的实施方式，电机轴经齿轮副与输入轴1传动连接，利于提高啮合效率，并利于提高动力传递的平稳性。
61.作为一种优选的实施方式，齿轮副包括设于电机轴上的第二主动齿轮401，设于输入轴1上的第二从动齿轮109，还包括第二中间轴5和设于第二中间轴5上的中间轮501，中间轮501分别与第二主动齿轮401和第二从动齿轮109啮合连接。较优的具体实施方式，第二主动齿轮401、中间轮501、第二从动齿轮109的直径依次变大，而有利于提高动力传递效率和动力传输的平稳性。
62.较优的具体实施方式中，第二从动齿轮109布置于下述的第三离合器9和第一行星齿轮机构之间，有利于提高电机4的动力传递效率。
63.本实施例的多挡变速机构，整体结构紧凑，占用空间尺寸小，长度较短而方便发动机6舱内零部件布置，在任何工况都可实现倒挡功能，无需设置越野结构而可实现越野功能，任何挡位都可实现纯电驱动模式，具有较好的实用性。
64.本实施例涉及一种动力装置，其包括发动机6，还包括前述的多挡变速机构，在发动机6和动力输出端和输入轴1之间设有控制两者之间动力通断的控制部。此处，通过控制部的设置，使得该动力装置可实现发动机6单独驱动模式、电机4单独驱动模式，以及发动机6和电机4共同驱动模式。在此，控制部优选为设于发动机6的动力输出端和输入轴1之间的第三离合器9，其产品成熟，可采用现有标准件而降低多挡变速机构的成本。
65.在发动机6驱动模式时：第三离合器9接合，发动机6通第三离合器9，将动力传递到输入轴1，通过对另两个离合器和两个制动器的控制，动力由两组行星齿轮机构继续向后传输。
66.在发动机6和电机4共同驱动模式时：第三离合器9接合，发动机6和电机4同时输出动力，第三离合器9结合，通过控制另两个离合器和两个制动器，发动机6动力以及电机4动力在输入轴1汇合后，由两组行星齿轮机构继续向后传输。
67.在电机4单独驱动模式也即纯电驱动模式时：第三离合器9断开，通过对另两个离合器和两个制动器的控制，电机4动力线传输至输入轴1，而后动力由两组行星齿轮机构继续向后传输。
68.本实施例的动力装置，各驱动模式下的控制方式可参照图7所示，其中，字母r表示倒挡档位。在各实现各挡位模式时，第一离合器7、第二离合器8画圈的部位表示离合器结合，反之空位置表示离合器断开，第一制动器10和第二制动器11画圈的部位表示制动器制动，反之空位置表示制动器不动作。
69.在三种驱动模式下，各挡位的数量及动力传递路线相同，动力都是先传输至输入轴1再向后传输，因此以下仅描述了动力传递至输入轴1之后的传输路线。
70.一档动力传递路线可参照图2所示：输入轴1
→
第二太阳轮105
→
第二行星轮106
→
第二行星架108
→
第二离合器8
→
第一太阳轮101
→
第一行星轮102
→
第一齿圈103
→
第二齿轮302
→
第一齿轮301
→
第一从动齿轮201
→
输出轴2。
71.二档动力传递路线可参照图3所示：输入轴1
→
第二太阳轮105
→
第二行星轮106
→
第二齿圈107
→
第一行星架104
→
第一行星轮102
→
第一齿圈103
→
第二齿轮302
→
第一齿轮301
→
第一从动齿轮201
→
输出轴2。
72.三档动力传递路线可参照图4所示：输入轴1
→
第一离合器7
→
第一太阳轮101
→
第一行星轮102
→
第一齿圈103
→
第二齿轮302
→
第一齿轮301
→
第一从动齿轮201
→
输出轴2。
73.四档动力传递路线可参照图5所示：输入轴1
→
第一离合器7
→
第二太阳轮105
→
第二行星轮106
→
第二行星架108
→
第二离合器8
→
第一太阳轮101
→
第一行星轮102
→
第一齿圈103
→
第二齿轮302
→
第一齿轮301
→
第一从动齿轮201
→
输出轴2，同时，动力还可由输入轴1经第一离合器7传递至第一太阳轮101，该挡位为直接挡，动力输入多少即输出多少，中间速比为1，动力传递过程没有扭矩的放大或缩小。
74.r档动力传递路线可参照图6所示：输入轴1
→
第二太阳轮105
→
第二行星轮106
→
第二齿圈107
→
第一行星架104
→
第一行星轮102
→
第一齿圈103
→
第二齿轮302
→
第一齿轮301
→
第一从动齿轮201
→
输出轴2。
75.本实施例的动力装置，其与前述的多挡变速机构相对于现有技术具有相同的有益效果，在此不再赘述。
76.实施例二
77.本实施例还涉及一种车辆，该车辆上配备有如实施例一的动力装置。本实施例的车辆，通过采用如实施例一的动力装置，方便发动机6舱内零部件布置方便，无需设置越野结构而可实现越野功能，在任何工况都可实现倒挡功能，且任何挡位都可实现纯电驱动模式，可更好的满足客户需求。
78.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。