一种双联齿轮式六挡变速箱及其换挡过程控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车传动技术领域。
【背景技术】
[0002]现代车辆的一个发展趋势是小型化，轻量化，以达到节约油耗，减少排放的目的。变速箱体积和重量的减少对于降低变速箱自身的成本以及提升车辆的燃油经济性有很大帮助。
[0003]机械式自动变速箱以手动变速箱基础，通过在增加选换挡执行机构和离合器执行机构及相应的传感器和控制单元，实现自动换挡。机械式自动变速箱制造成本低，传动效率高，是现阶段变速箱发展的一个方向。
[0004]现有机械式自动变速箱为实现六个挡位，需要六对齿轮，采用三轴式或者两轴式布局，整个变速箱所占空间较大，重量较重，齿轮利用率低。如采用两级传动，为实现六个挡位，需要六对齿轮，三个同步器，如果需要增加倒挡功能，需要额外增加两个齿轮，一个同步器。如果采用单级传动，则同样需要六对齿轮，三个同步器，为实现倒挡功能，需要额外增加一个齿轮，一个同步器。如果采用三轴式单级传动，则需要三根传动轴，5对齿轮，三个同步器，为实现倒挡功能，则需要额外增加两个齿轮，一个同步器。
【发明内容】
[0005]为了解决现有的机械式自动变速箱结构零部件多、重量重、体积大、齿轮利用率低的问题。本发明提出了一种双联齿轮式六挡变速箱，主要包括:输入轴1、双联齿轮A (左齿
2、右齿3)、双联齿轮B (左齿5，右齿6)、双联齿轮C(左齿11，右齿10)、输出轴7、同步器
I4、同步器II 9、同步器III 12、齿轮I 8和齿轮II 13。
[0006]双联齿轮A和双联齿轮B均空套在输入轴I上，同步器I 4位于双联齿轮A和双联齿轮B之间并与输入轴I连接；齿轮I 8、齿轮II 13和双联齿轮C均空套在输出轴7上，同步器III12位于齿轮II 13与双联齿轮C左齿11之间并与输出轴7连接，同步器II 9位于双联齿轮C和齿轮I 8之间并与输出轴7连接。
[0007]双联齿轮A左齿2与齿轮II 13啮合，双联齿轮A右齿3与双联齿轮C左齿11啮合，双联齿轮B左齿5与双联齿轮C右齿10啮合，双联齿轮B右齿6与双联齿轮与齿轮I 8啮合。
[0008]其中，同步器I 4和同步器III12有三个位置状态:中间位置状态，向左滑动结合状态，向右滑动结合状态。同步器II 9有两个位置状态:中间位置状态，向右滑动结合状态。
[0009]其所提供的六个挡位的的传动关系如下:
[0010]当变速箱I挡工作时，同步器I 4向右滑动结合，同步器III 12向左滑动结合，同步器II 9处于中间位置状态，动力源输出的动力通过输入轴I输入，经过同步器I 4，双联齿轮B左齿5，双联齿轮C右齿10，双联齿轮C左齿11，双联齿轮A右齿3，双联齿轮A左齿2，齿轮II 13，同步器III 12，通过输出轴7输出。
[0011]当变速箱2挡工作时，同步器I 4向左滑动结合，同步器III 12向左滑动结合，同步器II 9处于中间位置状态，动力源输出的动力通过输入轴I输入，经过同步器I 4，双联齿轮A左齿2，齿轮II 13，同步器III 12，通过输出轴7输出。
[0012]当变速箱3挡工作时，同步器I 4向右滑动结合，同步器III 12向右滑动结合，同步器II 9处于中间位置状态，动力源输出的动力通过输入轴I输入，经过同步器I 4，双联齿轮B左齿5，双联齿轮C右齿，同步器III 12，通过输出轴7输出。
[0013]当变速箱4挡工作时，同步器I 4向右滑动结合，同步器III12处于中间位置状态，同步器II 9处于向右滑动结合状态，动力源输出的动力通过输入轴I输入，经过同步器I 4，双联齿轮B右齿6，齿轮I 8，同步器II 9，通过输出轴7输出。
[0014]当变速箱5挡工作时，同步器I 4向左滑动结合，同步器III12向右滑动结合，同步器II 9处于中间位置状态，动力源输出的动力通过输入轴I输入，经过同步器I 4，双联齿轮A右齿3，双联齿轮C左齿11，同步器III 12，通过输出轴7输出。
[0015]当变速箱6挡工作时，同步器I 4向左滑动结合，同步器III 12处于中间位置状态，同步器II 9向右滑动结合，动力源输出的动力通过输入轴I输入，经过同步器I 4，双联齿轮A右齿3，双联齿轮C左齿11，双联齿轮C右齿10，双联齿轮B左齿5，双联齿轮B右齿6，齿轮I 8，同步器II 9，通过输出轴7输出。
[0016]除此之外，本发明还提供了以下几种进一步改进的方案:
[0017]改进方案一:
[0018]在原技术方案基础上增加惰轮14和齿轮III 15，同步器II 9增加向左滑动结合状态。齿轮III 15空套在输出轴7上与齿轮5和齿轮III 15啮合，惰轮14位于齿轮5与齿轮
III15中间。当同步器II 9处于向左滑动结合状态时，齿轮III 15与输出轴7结合。该优选方案可以使得该变速箱在原有的六挡基础之上增加一个倒挡挡位。
[0019]当变速箱为倒挡时，同步器I 4向右滑动结合，同步器III12处于中间位置，同步器
II9向左滑动结合。动力源输出的动力通过输入轴I输入，经过同步器I 4，双联齿轮B左齿5，惰轮14，齿轮III 15，同步器II 9，通过输出轴7输出。
[0020]改进方案二:
[0021]在原技术方案基础上增加齿轮IV 16、离合器压盘17、离合器摩擦片18和齿轮V 19。齿轮IV 16空套在输入轴I上，离合器压盘17与齿轮IV 16连接，离合器摩擦片18与输入轴I连接。齿轮V 19连接在输出轴7上，齿轮IV 16与齿轮V 19啮合。增加的齿轮
IV16，离合器压盘17，离合器摩擦片18，齿轮V 19可以使得变速箱在换挡过程中不会发生动力中断现象，同时可以使得变速箱在六挡基础之上增加一个高挡挡位即7挡。
[0022]当变速箱7挡工作时，同步器I 4，同步器III 12，同步器II 9处于中间位置状态，离合器压盘17与离合器摩擦片18结合，动力源输出的动力通过输入轴1，离合器摩擦片18，离合器压盘17，齿轮IV 16，齿轮V 19，传递到输出轴7。
[0023]改进方案三:
[0024]在原技术方案基础上增加同步器IV 20和电动机输入轴21，同步器IV 20与电动机输入轴21通过滑动花键连接。同步器IV 20也有三个位置状态即中间位置状态，向左滑动结合状态，向右滑动结合状态。同步器IV 20处于中间位置状态时，电动机输入轴21与输出轴7和齿轮I 8不连接。同步器IV 20处于向左滑动结合状态时，电动机输入轴21与齿轮I8结合，同步器IV 20处于向右结合状态时，电动机输入轴21与输出轴7结合。输入轴I与发动机连接，增加的电动机输入轴21与电动机连接，可以实现车辆纯电动机驱动和发动机与电动机混合驱动，同时可以保证变速箱在混合驱动模式下换挡过程中不会发生动力中断。该方案中为发动机提供6个挡位，为电动机提供3个挡位。
[0025]当电动机I挡工作时，同步器IV 20处于向左滑动结合状态，同步器III12处于向左滑动结合状态，同步器I 4与同步器II 9处于中间位置状态，电动机输出的动力通过电动机输入轴21输入，经过同步器IV 20，齿轮I 8，双联齿轮B右齿6，双联齿轮B左齿5，双联齿轮C右齿10，双联齿轮C左齿11，双联齿轮A右齿3，双联齿轮A左齿，齿轮II 13，同步器
III12，传递到输出轴7。