变速器、动力传动系统及车辆的制作方法

本实用新型属于车辆制造技术领域，具体而言，涉及一种变速器、动力传动系统及车辆。

背景技术：

混合驱动汽车、电动汽车、增程式电动汽车是未来汽车发展方向，也是新能源汽车主要形式。相关技术中，动力传动系统的结构复杂、工作模式复杂且控制策略繁琐，能量转换效率有待提高，不能充分利用发动机动能和电池电能，存在能量二次转换、控制复杂，效率低的问题。具体而言，相关技术中，车辆的片式离合器和片式制动器控制换挡，但当这两个部件不工作时，因为润滑的缘故，会存在拖曳力矩，造成整个变速器的效率不高。

另外，相关技术中的多挡变速器中，多数是通过拨叉、滑套在离合器切断动力时来选择挡位，齿轮对数较多，占用空间大，结构复杂，由此存在改进空间。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种效率高且结构简单，换挡平稳的变速器。

本实用新型还提出一种具有上述变速器的动力传动系统。

本实用新型还提出一种具有上述动力传动系统的车辆。

根据本实用新型的变速器包括：行星齿轮机构，所述行星齿轮机构为双级行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括第一元件、第二元件和第三元件；输入轴，所述输入轴与所述第一元件相连；输出轴，所述输出轴与所述第三元件相连；同步器，所述同步器将所述第二元件与所述变速器的壳体固定或者将所述第二元件与所述第一元件连接；其中，所述第一元件为太阳轮，所述第二元件为行星架，所述第三元件为齿圈。

根据本实用新型实施例的变速器通过设置同步器，其换挡方式使电机控制同步器换挡，结构简单、换挡快、承载能力强、效率高，不存在多片式离合器和多片式制动器的拖曳力矩问题。同时，成本更低、维护更简便，且采用同步器4换挡，不用离合器使得变速器的结构简化。

在一些实施例中，所述双级行星齿轮机构包括：太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、齿圈和行星架，所述太阳轮与所述第一行星轮啮合，所述第一行星轮与所述第二行星轮啮合，所述第二行星轮与所述齿圈啮合，所述第一行星轮、所述第二行星轮均可转动地安装于所述行星架。

在一些实施例中，所述同步器包括：固定毂，所述固定毂与所述第二元件相连；第一接合部，所述第一接合部与所述变速器的壳体相连；第二接合部，所述第二接合部与所述第一元件相连；接合套，所述接合套用于将所述固定毂与所述第一接合部连接，或者将所述固定毂与所述第二接合部连接。

在一些实施例中，所述输入轴的轴线与所述输出轴的轴线共线。

根据本实用新型的动力传动系统，包括：驱动电机和根据本实用新型的变速器，所述驱动电机与所述输入轴动力耦合连接。

本实用新型的动力传动系统通过设置本实用新型所述的变速器从而具有相应的优点，在此不再赘述。

在一些实施例中，所述驱动电机与所述输入轴同轴布置。

根据本实用新型的车辆包括本实用新型所述的动力传动系统。

本实用新型的车辆通过设置本实用新型所述的动力传动系统，从而相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的变速器的结构示意图。

附图标记：

变速器100；壳体10；

第一元件11；第二元件12；第三元件13；第一行星轮141；第二行星轮142；

输入轴2；输出轴3；同步器4；固定毂41；第一接合部42，第二接合部43、接合套44；

差速器200。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1描述根据本实用新型实施例的变速器100。

如图1所示，根据本实用新型实施例的变速器100包括：行星齿轮机构、输入轴2、输出轴3和同步器4。

车辆的扭矩可以通过输入轴2输入到变速器100中，在变速器100中扭矩可以经过行星齿轮机构最终由输出轴3输出。同步器4用于将变速器100内各部件的连接以实现挡位切换。

行星齿轮机构为双级行星齿轮机构，采用双级行星齿轮机构可以获得一个2左右的速比，相比用两个单行星轮的行星齿轮机构获得2左右的速比，减少了零件数量，进而减小了变速器100的体积和重量，因而降低成本，双级使每个挡位输入输出方向一致，不会产生倒挡。

双级行星齿轮机构包括：太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、齿圈和行星架，太阳轮与第一行星轮啮合，第一行星轮与第二行星轮啮合，第二行星轮与齿圈啮合，第一行星轮、第二行星轮均可转动地安装于行星架。

行星齿轮机构包括第一元件11、第二元件12和第三元件13，第一元件11为太阳轮，第二元件12和为行星架，第三元件13为齿圈。行星齿轮机构还包括径向上互相啮合的第一行星轮和第二行星轮，第一行星轮和第二行星轮与行星架相连，且第一行星轮与太阳轮啮合，第二行星轮和齿圈啮合。

当行星齿轮机构的太阳轮转动时，太阳轮可以带动行星轮转动，与行星轮连接的行星架可以选择性的转动。如当齿圈固定，行星架不固定时，太阳轮输入，行星轮转动并带动行星架输出；当行星架固定，齿圈不固定时，太阳轮输入，行星轮转动并带动齿圈输出；当行星架和齿圈都不固定时，太阳轮和齿圈输入，行星轮转动并带动行星架输出；当行星架和齿圈都不固定时，太阳轮和行星架输入，行星轮转动并带动齿圈输出。

输入轴2与第一元件11相连，即输入轴2与太阳轮相连，扭矩可以经输入轴2从太阳轮输入到行星齿轮机构，输出轴3与第三元件13相连，这样，在行星齿轮机构中，扭矩由太阳轮输入到行星齿轮机构，并由齿圈输出，从而完成扭矩在变速器100中的传递。

在一些实施例中，同步器4包括：固定毂41、第一接合部42、第二接合部43和接合套44，固定毂41与第二元件12相连，第一接合部42与变速器10的壳体10相连，第二接合部43与第一元件11相连，接合套44用于将固定毂41与第一接合部42连接，或者将固定毂41与第二接合部43连接。当同步器4将第二元件12与变速器100的壳体10固定时，扭矩可以由输入轴2经第一元件11传递到行星齿轮机构，且由第三元件 13将扭矩传递到输出轴3；当同步器4将第二元件12与第一元件11连接时，扭矩可以由输入轴2经第一元件11和第二元件12传递到行星齿轮机构，且由第三元件13将扭矩传递到输出轴3，同步器4的设置可以使变速器可以在两种速比间切换，并且当选择行星架与太阳轮结合即速比为1时，行星齿轮机构整体旋转，内部没有齿轮啮合，提高效率并且可以减少变速器100的噪音。

根据本实用新型实施例的变速器100通过设置同步器4，其换挡方式使电机控制同步器4换挡，结构简单、换挡快、承载能力强、效率高，不存在多片式离合器和多片式制动器的拖曳力矩问题。同时，成本更低、维护更简便，且采用同步器4换挡，不用离合器使得变速器100的结构简化。

下面根据图1所示，描述根据本实用新型的变速器100的一些实施例。

在一些实施例中，如图1所示，第二元件12可以为行星架，第三元件13可以为齿圈，这样，齿圈与输出轴3连接，行星架可通过同步器4可选择性的与变速器100的壳体10或太阳轮相连，行星齿轮机构的输出端为齿圈，从而可以使变速器100的运动稳定性更强，换挡舒适性更高。

在一些实施例中，如图1所示，行星齿轮机构为双级行星齿轮机构，双级行星齿轮机构即具有双级行星轮的行星齿轮机构，太阳轮通达两级行星轮即可驱动齿圈。双级行星齿轮机构的行星架齿数较少，且当固定行星架时太阳轮和齿圈的转动方向相同。

当行星齿轮为双级行星齿轮机构时，第二元件12可以为行星架，这样既可以使齿圈作为行星齿轮机构的输出端，也可以使从太阳轮输入到行星齿轮机构内的扭矩与齿圈从行星齿轮机构输出的扭矩同向，从而使输入轴2的转动方向与输出轴3的转动方向一致，解决了变速器100操作时的繁琐性。

在一些实施例中，根据本实用新型的实施例的变速器100可以具有2个挡位，即第一挡和第二挡，其中，第一挡的速比u1＞第二挡的速比u2。

下面参照图1描述当变速器100中的行星齿轮机构为双级行星齿轮机构、第一元件 11为太阳轮、第二元件12为行星架、第三元件13为齿圈时，变速器100的各挡位的同步器4的工作状态，及扭矩在变速器100中由输入轴2传递到输出轴3过程中的扭矩传递路径。

当变速器100挂入第一挡时，同步器4将第二元件12(即行星架)与变速器100的壳体10固定，这样，扭矩由输入轴2传入变速器100，输入轴2将扭矩传递到太阳轮，扭矩在行星齿轮机构中由太阳轮输入，并由齿圈输出，齿圈将扭矩传递到输出轴3。

当变速器100挂入第二挡时，同步器4将第二元件12(即行星架)与第一元件11 连接(即太阳轮)连接，这样，扭矩由输入轴2传入变速器100，输入轴2将扭矩传递到太阳轮和行星架，扭矩在行星齿轮机构中由太阳轮和行星架输入，并由齿圈输出，齿圈将扭矩传递到输出轴3。

由此，在第一挡时，行星齿轮机构的输入端为太阳轮，而第二挡时，行星齿轮机构的输入端为太阳轮和行星架，所以相对于第一挡，当输入轴2的转速一定时，第二挡时齿圈的输出转速更大，从而使第一挡的速比u1＞第二挡的速比u2。

当变速器100中的行星齿轮机构为单级行星齿轮机构、第一元件11为太阳轮、第二元件12为齿圈、第三元件13为行星架时，变速器100的各挡位的同步器4的工作状态，及扭矩在变速器100中由输入轴2传递到输出轴3过程中的扭矩传递路径。

当变速器100挂入第一挡时，同步器4将第二元件12(即齿圈)与变速器100的壳体10固定，这样，扭矩由输入轴2传入变速器100，输入轴2将扭矩传递到太阳轮，扭矩在行星齿轮机构中由太阳轮输入，并由行星架输出，行星架将扭矩传递到输出轴3。

当变速器100挂入第二挡时，同步器4将第二元件12(即齿圈)与第一元件11连接(即太阳轮)连接，这样，扭矩由输入轴2传入变速器100，输入轴2将扭矩传递到太阳轮和齿圈，扭矩在行星齿轮机构中由太阳轮和齿圈输入，并由行星架输出，行星架将扭矩传递到输出轴3。

由此，在第一挡时，行星齿轮机构的输入端为太阳轮，而第二挡时，行星齿轮机构的输入端为太阳轮和齿圈，所以相对于第一挡，当输入轴2的转速一定时，第二挡时行星架的输出转速更大，从而使第一挡的速比u1＞第二挡的速比u2。

综上所述，本实用新型的变速器100属于一种横置式变速器100，采用双级行星轮单同步器4结构，其换挡方式可以是电机控制同步器4换挡，具有结构简单、换挡快、扭矩传递效率高的优点，且不存在多片式离合器和多片式制动器的拖曳力矩问题。同时，变速器100的制造成本更低、维护更简便。

采用同步器4换挡，不用离合器使得结构简化，且变速器100采用两挡变速的结构，可以保证电机在高效区运转时，节省电能。

在一些实施例中，如图1所示，输入轴2的轴线与输出轴3的轴线共线，这样，可以方便输入轴2和输出轴3的布置，且使扭矩从输入轴2到输出轴3的传递方向不变。

根据本实用新型实施例的动力传动系统包括：驱动电机和上述任一种实施例的变速器100，其中驱动电机与输入轴2动力耦合连接。这样，根据本实用新型实施例的动力传动系统通过设置根据本实用新型实施例的变速器100从而具有换挡快、扭矩传递效率高、换挡平顺的优点，且动力传动系统的结构简单。

在一些实施例中，驱动电机与输入轴2同轴布置，这样，动力传动系统的各个部件可以沿输入轴2的轴线布置，进而方便动力传动系统的布置，且不需要多余的齿轮等改变扭矩传递的路线，从而提高动力传动系统的扭矩传递效率。

根据本实用新型实施例的车辆，包括：上述实施例的动力传动系统，车辆通过设置上述动力传动系统，从而使车辆具有换挡平稳、换挡迅速且扭矩传递效率高的优点，且可以使车辆的输出扭矩范围大，载荷稳定，可以应对复杂的路况，具有节省能源的优点，在一些示例中，根据本实用新型的车辆可以为电动车辆或混合动力车辆等。

在一些示例中，如图1所示，车辆还可以包括差速器200，差速器200的输入端与输出轴3相连，这样，由变速器100输出的扭矩可以输入到差速器200中，并最终驱动车辆的车轮转动，实现车辆的行驶。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。