具有倍挡功能的双轴倍挡机构及其变速总成的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种双轴倍挡机构及其变速总成。该双轴倍挡机构包括：复合式行星机构；控制机构；离合器输入轴，连接复合式行星机构；第一行星运动机构，其第一动力输入件连接离合器输入轴；第一离合器输出轴，连接第一动力输出件；第一离合机构，制动第一传动控制件；第二行星运动机构，其第二动力输入件连接离合器输入轴；第二离合器输出轴，连接第二动力输出件；第二离合机构，制动第二传动控制件；双轴倍挡机构进一步集成有扭转减振机构。该倍挡机构可实现无动力中断换挡及双轴动力输出，具有结构简单、成本低廉、功能强大、易于实现多挡化、便于实现自动化等特点，并由一个独立部件同时集成“倍挡”以及“减振”等多项功能。
【专利说明】
具有倍挡功能的双轴倍挡机构及其变速总成
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种动力传递装置，特别涉及一种基于行星运动系统的具有倍挡功能的双轴倍挡机构及其变速总成。
【背景技术】
[0002]现在，车辆变速器相关技术正大力向着多挡化发展。挡位越多，意味着可以获得更好的动力性能、更低的能耗、更高的传递效率、更低的尾气排放。目前高挡轿车用AT(Automatic Transmiss1n，液力自动变速器)的最多挡位已达到九个前进挡，它比以往的AT具备更好的动力性能、更低的能耗、更高的传递效率、更低的尾气排放，但同时，它也更精密、更复杂、成本更高、更难维修等。CVT(Continuously Variable Trans miss1n，无级变速器)理论上可以拥有无数多挡位，但现有技术中CVT传动带的强度和寿命问题以及传动带与带轮之间的滑磨等问题限制了CVT的传动效率，也限制了CVT传递大扭矩的能力，因此，目前很少将CVT用在大排量的车上。DCT(Dual Clutch Transmiss1n，双离合变速器)目前最多也可达七个前进挡。
[0003]综上所述，汽车厂商都希望研发生产出有更多挡位、更经济、更环保的变速器，但这都意味着需要更多的零部件、更大的体积、更大的重量、更复杂的设计、更精密的加工、更高的生产成本及维修费用。
【实用新型内容】
[0004]为解决上述问题，本实用新型提供了一种具有倍挡功能的双轴倍挡机构及其变速总成，该双轴倍挡机构通过对复合式行星机构的元件进行控制来实现动力输出，再通过对两个行星运动机构的不同元件进行控制来在两个输出轴上实现动力输出，以满足高传递效率及高品质换挡需求，并且具有结构简单、成本低廉、功能强大、易于实现多挡化、便于实现自动化等特点。
[0005]本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是提供一种双轴倍挡机构，离合器输入轴，用于接收输入动力；复合式行星机构，连接离合器输入轴，复合式行星机构由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成;控制机构，用于对复合式行星机构中的元件进行控制，以使离合器输入轴输出的输入动力经复合式行星机构传递出；第一行星运动机构，第一行星运动机构包括第一动力输入件、第一传动件、第一传动控制件以及第一动力输出件，其中第一动力输入件连接复合式行星机构，并通过复合式行星机构接收离合器输入轴输出的输入动力；第一离合器输出轴，连接第一动力输出件;第一离合机构，用于选择性制动第一传动控制件，以使离合器输入轴经第一传动件驱动第一离合器输出轴;第二行星运动机构，第二行星运动机构包括第二动力输入件、第二传动件、第二传动控制件以及第二动力输出件，其中第二动力输入件连接离合器输入轴;第二离合器输出轴，连接第二动力输出件；以及第二离合机构，用于选择性制动第二传动控制件，以使离合器输入轴经过第二传动件驱动第二离合器输出轴。
[0006]根据本实用新型一优选实施例，复合式行星机构包括第一太阳轮、第二太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、齿圈以及行星架，第一行星轮与第一太阳轮外啮合，齿圈与第一行星轮内啮合，第二行星轮位于第二太阳轮与第一行星轮之间且分别与第二太阳轮和第一行星轮外啮合，第一行星轮和第二行星轮进一步共用行星架;或者，复合式行星机构包括太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、第一齿圈、第二齿圈以及行星架，第一行星轮与太阳轮外啮合，第一齿圈与第一行星轮内啮合，第二行星轮位于第一行星轮与第二齿圈之间且与第一行星轮外啮合，并与第二齿圈内啮合，第一行星轮和第二行星轮进一步共用行星架。
[0007]根据本实用新型一优选实施例，控制机构包括至少一制动机构，制动机构用于对复合式行星机构中的元件进行制动，以使得输入动力经复合式行星机构的未被制动机构制动的元件传递至离合器输入轴。
[0008]根据本实用新型一优选实施例，控制机构包括至少一离合机构，离合机构用于将复合式行星机构中的两个元件同时接合至动力源或者离合器输入轴，以使得输入动力经复合式行星机构传递至离合器输入轴。
[0009]根据本实用新型一优选实施例，复合式行星机构上集成有扭转减振机构，扭转减振机构包括同轴设置且能够相对转动的第一转动部件和第二转动部件以及沿第一转动部件和第二转动部件的转动方向弹性连接第一转动部件和第二转动部件的弹簧减振器。
[0010]根据本实用新型一优选实施例，当第一离合机构制动第一传动控制件时，离合器输入轴经第一动力输入件、第一传动件和第一动力输出件减速或加速驱动第一离合器输出轴，当第二离合机构制动第二传动控制件时，离合器输入轴经第二动力输入件、第二传动件和第二动力输出件减速或加速驱动第二离合器输出轴。
[0011]根据本实用新型一优选实施例，第一离合机构包括与第一传动控制件同轴设置的第一被制动件以及用于对第一被制动件进行制动的第一制动件，第二离合机构包括与第二传动控制件同轴设置的第二被制动件以及用于对第二被制动件进行制动的第二制动件。
[0012]实用新型根据本实用新型一优选实施例，第一离合器输出轴和/或第二离合器输出轴为空心轴，离合器输入轴穿设在第一离合器输出轴和/或第二离合器输出轴内。
[0013]本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是提供一种具有上述双轴倍挡机构的变速总成，该变速总成还包括变速装置，该变速装置包括:第一变速器输入轴，连接第一离合器输出轴;第二变速器输入轴，连接第二离合器输出轴;变速器输出轴，与第一变速器输入轴和第二变速器输入轴间隔设置;变速齿轮组，在变速器输出轴与第一变速器输入轴和第二变速器输入轴之间进行动力传递。
[0014]根据本实用新型一优选实施例，变速器包括用于选择性接合第一变速器输入轴、第二变速器输入轴或变速器输出轴与变速齿轮组的接合机构。
[0015]在上述双轴倍挡机构及变速总成中，通过对复合式行星机构的元件进行控制来实现动力输出，再通过使用两个行星运动机构作为双轴倍挡机构的内部传动机构并通过控制两个行星运动机构的不同元件，可实现无动力中断换挡，同时可实现双轴动力输出。另外，利用上述复合式行星机构具有结构简单、成本低廉、功能强大、易于实现多挡化、便于实现自动化等特点。
【附图说明】
[0016]图1是具有本实用新型一个实施例的双轴倍挡机构的变速总成的结构示意图；
[0017]图2是具有本实用新型另一个实施例的双轴倍挡机构的变速总成的结构示意图；
[0018]图3-5是图1所示的复合式行星机构和控制机构的不同变型的结构示意图；
[0019]图6是本实用新型第二实施例的复合式行星机构和控制机构的结构示意图；
[0020]图7-11是图6所示的复合式行星机构和控制机构的不同变型的结构示意图；
[0021]图12是本实用新型第三实施例的复合式行星机构和控制机构的结构示意图；
[0022]图13-19是图12所示的复合式行星机构和控制机构的不同变型的结构示意图；
[0023]图20是本实用新型第四实施例的复合式行星机构和控制机构的结构示意图；
[0024]图21-26是图20所示的复合式行星机构和控制机构的不同变型的结构示意图；
[0025]图27-41是本实用新型其他实施例的复合式行星机构和控制机构及其不同变型的结构示意图；
[0026]图42是本实用新型的用于集成于双轴倍挡机构上的扭转减振机构的一个实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]如图1所示，图1是具有根据本实用新型一个实施例的双轴倍挡机构的变速总成的结构示意图。在本实施例中，变速总成包括双轴倍挡机构10和变速装置20。双轴倍挡机构10包括用于从发动机输出轴(未图示)接收输入动力的离合器输入轴100、复合式行星机构30、控制机构40以及第一离合器输出轴120和第二离合器输出轴130。在本实施例中，第一离合器输出轴120为空心轴，离合器输入轴100穿设在第一离合器输出轴120内，并与之同轴设置。
[0028]离合器输入轴100与复合式行星机构30连接，控制机构40用于对复合式行星机构30中的元件进行控制，以使从离合器输入轴100输出的输入动力经复合式行星机构30传递。在本实施例中，复合式行星机构30和控制机构40可以看作是一个离合器，两者作为独立部件连接于动力源与离合器输入轴100之间。
[0029]在本实施例中，复合式行星机构30由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成，并具体包括第一太阳轮115、第二太阳轮116、第一行星轮112、第二行星轮114、齿圈111以及行星架113。其中第一行星轮112和第二行星轮114共用行星架113，第一行星轮112与第一太阳轮115外嗤合，齿圈111与第一行星轮112内嗤合。第一太阳轮115、第一行星轮112、齿圈111和行星架113构成一单行星排。第二行星轮114位于第二太阳轮116与第一行星轮112之间，且分别与第二太阳轮116和第一行星轮112外嗤合。第二太阳轮116、第一行星轮112、第二行星轮114、齿圈111和行星架113进一步构成一双行星排。在本实施例中，控制机构40对第一太阳轮115进行控制，第二太阳轮116连接离合器输入轴100，齿圈111连接离合器输入轴100。
[0030]在本实施例中，控制机构40为一制动机构，例如干式制动机构，且具体可包括制动盘41以及制动钳42。制动盘41同轴固定在第一太阳轮115上，制动钳42用于对制动盘41进行选择性制动。通过上述制动机构对复合式行星机构30的控制，来达到动力的传递和切断。此夕卜，控制机构40也可以采用湿式制动机构。
[0031]当制动钳42松开，不约束制动盘41时，输入动力带动第二太阳轮116转动。此时，由于第二行星轮114、行星架113、第一行星轮112以及第一太阳轮115均处于自由状态，从而齿圈111处不输出动力。当制动钳42锁死制动盘41时，第一太阳轮115同样处于锁死状态，输入动力经第二太阳轮116、第二行星轮114、第一行星轮112传递到齿圈111上，并输出至离合器输入轴100。另外，当制动钳42在制动并不锁死制动盘41时，制动钳42与制动盘41之间打滑。
[0032]在本实用新型实施例中，复合式行星机构30和控制机构40作为起步离合器使用时，能够承受长时间的滑磨，同时可以及时吸收和带走由此产生的大量热量。
[0033]具体地，在本实用新型实施例中，由于使用了干式制动器，则控制机构40类似于广泛用在汽车制动系统中的盘式制动器，它直接与外界空气接触，当控制机构40产生滑磨(相当于传统干式离合器“半离合”)时，其所产生的热量可以直接与外界空气进行热交换，可以及时被空气带走，所以具有优良的散热条件，解决了传统干式离合器为相对密闭结构所带来的散热不好而容易使离合器甚至变速器温度升高到超出安全范围，严重时会引起离合器失效，整个变速器无法正常工作，导致动力中断，产生潜在危险的问题。
[0034]普通车辆中的湿式多片式制动机构和离合机构的钢片及摩擦片外径一般为200MM以内，径向厚度一般为10-20MM，轴向厚度一般为2-4丽，摩擦面积小。本实用新型中在作为起步离合器时所使用到的湿式制动机构和/或湿式离合机构采用的钢片及摩擦片的外径一般为250-300MM，径向厚度一般为20MM以上，轴向厚度一般为3-5MM，摩擦面积大。值得注意的是，上述尺寸的设定是本实用新型人根据将上述离合器作为起步离合器使用而独创性设计出来的，因此上述尺寸的设定并不是本领域技术人员能够轻易想到的。
[0035]双轴倍挡机构10的离合器输入轴100与第一离合器输出轴120和第二离合器输出轴130之间分别设置有第一行星运动机构140和第二行星运动机构160。第一行星运动机构140包括第一太阳轮141、设置于第一太阳轮141周围并与第一太阳轮141外啮合的第一行星齿轮组142、与第一行星齿轮组142内啮合的第一齿圈143以及设置于第一行星齿轮组142上的第一行星架144。第二行星运动机构160包括第二太阳轮161、设置于第二太阳轮161周围并与第二太阳轮161外啮合的第二行星齿轮组162、与第二行星齿轮组162内啮合的第二齿圈163以及设置于第二行星齿轮组162上的第二行星架164。
[0036]在本实施例中，第一齿圈143经复合式行星机构30与离合器输入轴100连接，从而通过复合式行星机构30接收离合器输入轴100输出的输入动力，以作为第一行星运动机构140的动力输入件。为便于描述，下文可理解为第一齿圈(143)与离合器输入轴(100)连接。第一行星架144与第一离合器输出轴120连接，以作为第一行星运动机构140的动力输出件。第一行星齿轮组142作为第一行星运动机构140的传动件，第一太阳轮141作为第一行星运动机构140的传动控制件。
[0037]第一行星架144上同轴固定有第一制动盘145以及对第一制动盘145进行制动的第一制动钳146，第二行星架164上同轴固定有第二制动盘165以及对第二制动盘165进行制动的第二制动钳166。当第一制动钳146松开时，第一行星运动机构140的第一齿圈143带动第一行星齿轮组142与第一太阳轮141绕各自的轴转动，第一行星架144无输出，不传递动力。反之，第一制动钳146锁死第一制动盘145时，第一太阳轮141静止，第一行星架144转动，并带动第一离合器输出轴120转动。第一制动钳146在制动并不锁死第一制动盘145时，第一制动钳146与第一制动盘145之间打滑，此时仍可传递部分发动机的动力。其中，第一制动钳146可以由液压传动机构或步进电机进行传动。同理，第二制动盘165和第二制动钳166的工作原理与第一制动盘145和第一制动钳146的相同。
[0038]本实用新型可设置与第一变速器输入轴210和第二变速器输入轴220平行设置的中间轴，中间轴通过固定于其上的中间轴常啮合齿轮与第一变速器输入轴210和第二变速器输入轴220上的输入轴常啮合齿轮啮合，中间轴上还固定有多个中间轴挡位齿轮以及一个中间轴倒挡齿轮，多个中间轴挡位齿轮由轴承套接变速器输出轴230上，并通过接合套连接到变速器输出轴230上，通过变速装置20内设的多个步进电机分别传动接合套，以此分别控制多个挡位以及倒挡的转换动作。
[0039]上述中间轴以及多个中间轴挡位齿轮的设置实质上就是通过多个齿轮组的配合实现多倍挡位。应理解，在本实用新型的其它实施例中，还可以通过由太阳轮、行星轮、齿圈和行星架构成的单行星排与一个制动器和一个双轴倍挡机构10相配合实现多倍挡位，还可以通过由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成的复合式行星机构实现多倍挡位。上述三种多倍挡位的实现方法，其具体过程鉴于现有技术已有揭示，此处不再赘述。
[0040]离合器输入轴100穿过第一离合器输出轴120后与第二齿圈163连接，因此第二齿圈163作为第二行星运动机构160的动力输入件，第二行星架164与第二离合器输出轴130连接，以作为第二行星运动机构160的动力输出件。第二行星齿轮组162作为第二行星运动机构160的传动件，第二太阳轮161作为第二行星运动机构160的传动控制件。
[0041]当然，在本实用新型的其他实施例中，行星运动系统140、160还可以采用其他配置方式并由此实现所希望的减速或加速传动，例如动力输入件对应于太阳轮，动力输出件对应于行星架，传动控制件对应于齿圈；动力输入件对应于行星架，传动控制件对应于太阳轮，动力输出件对应于齿圈；动力输入件对应于行星架，传动控制件对应于齿圈，动力输出件对应于太阳轮;动力输入件对应于齿圈，传动控制件对应于行星架，动力输出件对应太阳轮或者动力输入件对应于太阳轮，传动控制件对应于行星架，动力输出件对应于齿圈。
[0042]在本实施例中，双轴倍挡机构10包括第一离合机构150，其包括第一制动件151以及设置于第一太阳轮141上的第一被制动件152。第一被制动件152与第一太阳轮141同轴固定，因此当第一制动件151对第一被制动件152进行制动时可同时对第一太阳轮141进行制动。
[0043]在本实施例中，双轴倍挡机构10进一步包括第二离合机构170，其包括第二制动件171以及设置于第二太阳轮161上的第二被制动件172。第二被制动件172与第二太阳轮161同轴固定，因此当第二制动件171对第二被制动件172进行制动时可同时对第二太阳轮161进行制动。
[0044]在本实施例中，第一和第二离合机构150、170可采用公知的摩擦片式离合器或电磁离合器。
[0045]双轴倍挡机构10可以产生以下几种传动状态:
[0046]第一种状态，控制第二离合机构170处于分离状态，同时控制第一离合机构150处于制动状态。此时，离合器输入轴100通过第一行星运动机构140的第一齿圈143、第一行星齿轮组142和第一行星架144减速驱动第一离合器输出轴120，离合器输入轴100所接收的输入动力经过第一齿圈143、第一行星齿轮组142和第一行星架144减速传递到第一离合器输出轴120。同时，第二行星运动机构160的各部件无确定输出，无法将离合器输入轴100的输入动力传递到第二离合器输出轴130;
[0047]第二种状态，控制第二离合机构170处于制动状态，同时控制第一离合机构150处于分离状态。此时，离合器输入轴100通过第二行星运动机构160的第二齿圈163、第二行星齿轮组162和第二行星架164减速驱动第二离合器输出轴130。离合器输入轴100所接收的输入动力经过第二齿圈163、第二行星齿轮组162和第二行星架164减速传递到第二离合器输出轴130。同时，第一行星运动机构140的各部件无确定输出，无法将离合器输入轴100的输入动力传递到第一离合器输出轴120;
[0048]第三种状态，控制第一离合机构150和第二离合机构170均处于半制动状态，使得第一行星运动机构140和第二行星运动机构160共同传递部分输入动力，以完成动力传递的交替，实现无动力中断换挡；
[0049]第四种状态，控制第一离合机构150以及第二离合机构170均处于分离状态。此时，第一行星运动机构140和第二行星运动机构160的各部件无确定输出，无法将离合器输入轴100的输入动力传递到第一离合器输出轴120和第二离合器输出轴130。
[0050]在本实施例中，第一行星运动机构140和第二行星运动机构160可设计成以相同速度比或优选以不同速度比传动第一离合器输出轴120和第二离合器输出轴130。
[0051 ]在上述双轴倍挡机构中，通过使用两个行星运动机构作为双轴倍挡机构的内部传动机构并通过控制两个行星运动机构的不同元件，可实现无动力中断换挡，同时可实现双轴动力输出。
[0052]如图1所示，在本实施例中，变速装置20包括连接第一离合器输出轴120的第一变速器输入轴210、连接第二离合器输出轴130的第二变速器输入轴220以及与第一变速器输入轴210和第二变速器输入轴220间隔设置的变速器输出轴230。在本实施例中，第一变速器输入轴210与第一离合器输出轴120—样为空心轴设计，使得离合器输入轴100穿设于其中。
[0053]第一变速器输入轴210与变速器输出轴230之间设置有不同变速比的变速齿轮组241、242、243、244，第二变速器输入轴220与变速器输出轴230之间也设置有不同变速比的变速齿轮组251、252、253、254，由此实现第一变速器输入轴210和第二变速器输入轴220与变速器输出轴230之间的动力传递。
[0054]在本实施例中，第一变速器输入轴210和变速器输出轴230上分别设置有接合机构261和262，其中接合机构261用于选择性接合变速齿轮组241、242，而接合机构262用于选择性接合变速齿轮组243、244，由此实现不同的挡位组合。
[0055]类似地，在本实施例中，第二变速器输入轴220和变速器输出轴230上分别设置有接合机构271和272，其中接合机构271用于选择性接合变速齿轮组253、254，而接合机构272用于选择性接合变速齿轮组251、252，由此实现不同的挡位组合。
[0056]如图2所示，图2是具有根据本实用新型另一个实施例的双轴倍挡机构的变速总成的结构示意图。本实施例与图1所示的实施例的区别在于:第一离合器输出轴410、第二离合器输出轴420、第一变速器输入轴510和第二变速器输入轴520均采用空心轴设计，离合器输入轴400穿设在上述空心轴内中。
[0057]图3-图5为图1和图2所示的复合式行星机构和控制机构的不同变型。图3-图5中所使用的复合式行星机构与图1所示的复合式行星机构相同，并同样使用制动机构来对其中的元件进行控制，区别仅在于图2-5中的复合式行星机构中的用于连接离合器输入轴的元件以及制动机构所制动的元件与图1、2有所不同。进一步需要强调的是，图5在图1的基础上进一步增加了一个制动机构，即图5采用两个制动机构对复合式行星机构中的不同元件进行制动，进而使得输入动力以不同的速度比输出，进而使得双轴倍挡机构的原有挡位加倍，即实现“倍挡”功能。
[0058]图6是根据本实用新型一实施例的复合式行星机构和控制机构的结构示意图。参见图6，复合式行星机构27由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成，并具体包括太阳轮276、第一齿圈275、第二齿圈271、第一行星轮272、第二行星轮274以及行星架273。第一行星轮272和第二行星轮274共用行星架273。第一行星轮272与太阳轮276外啮合，并与第一齿圈275内啮合。太阳轮276、第一行星轮272、第一齿圈275和行星架273构成一单行星排。第二行星轮274设置于第一行星轮272与第二齿圈271之间，并与第一行星轮272外啮合，同时与第二齿圈271内啮合。太阳轮276、第一行星轮272、第二行星轮274、第二齿圈271和行星架273进一步构成一双行星排。在本实施例中，行星架273由控制机构28进行控制。太阳轮276连接接收输入动力，第二齿圈271连接离合器输入轴100或离合器输入轴400。
[0059]在本实施例中，控制机构29为一制动机构，例如干式制动器，且具体包括制动盘291以及制动钳292。制动盘291同轴固定在行星架273上，制动钳292用于对制动盘291进行选择性制动。通过上述制动机构对复合式行星机构27的控制，来达到动力的传递和切断。
[0060]当制动钳292松开，不约束制动盘291时，输入动力带动太阳轮276转动，由于第一行星轮272、行星架273、第二行星轮274以及第一齿圈275均处于自由状态，因此第二齿圈271处不输出动力。当控制机构29锁死行星架273时，输入动力经太阳轮276、第一行星轮272、第二行星轮274传递至第二齿圈271，从而输入至离合器输入轴100或离合器输入轴400。
[0061]图7-图11为图6所示的离合器的不同变型。其中，图7-图11中所使用的复合式行星机构与图6所示的复合式行星机构相同，并同样使用制动机构来对复合式行星机构中的元件进行控制，区别仅在于图7-11中的复合式行星机构中的用于连接动力源、离合器输入轴100或离合器输入轴400以及制动机构所制动的元件与图6有所不同。进一步需要强调的是，图11在图6的基础上进一步增加了一个制动机构，即图11采用两个制动机构对复合式行星机构中的不同元件进行制动，进而使得输入动力以不同的速度比输出至离合器输入轴100或离合器输入轴400，进而使得倍挡机构的原有挡位加倍，即实现“倍挡”功能。
[0062]上述实施例仅是作为优选实施例对本实用新型进行示范性描述，本领域技术人员可以在上述复合式行星机构的基础上设计出其他使用单制动机构的离合器，并不限于上述变型所示的结构。理论上，只需将第一实施例的第一太阳轮115、第二太阳轮116、齿圈111以及行星架113或者将第二实施例的太阳轮276、第一齿圈275、第二齿圈271以及行星架273中的任意两个分别与动力源与定离合器输入轴100或离合器输入轴400进行连接，而利用制动机构对其他任意一元件进行制动均可以实现动力源至离合器输入轴100或离合器输入轴400的动力传输。
[0063]参见图12，图12是根据本实用新型复合式行星机构31和控制机构34的结构示意图。在本实施例中，复合式行星机构31由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成，并具体包括第一太阳轮315、第二太阳轮316、第一行星轮312、第二行星轮314、齿圈311以及行星架313，其具体结构与图1所示的实施例类似，在此不再赘述。
[0064]在本实施例中，控制机构34包括一个制动机构341和一个离合机构342。具体的，制动机构341与第一实施例中的制动机构141相同，离合机构342包括分别设置在两个不同部件上的主动件以及从动件，当离合机构342的主动件和从动件接合时，离合机构带动其所控制的两个部件同步转动。
[0065]在本实施例中，第一太阳轮315由制动机构341与离合机构342控制，具体离合机构342将第一太阳轮315连接至动力源，制动机构341则对第一太阳轮315进行选择性制动。此夕卜，第二太阳轮316连接动力源，齿圈311连接离合器输入轴100或离合器输入轴400。
[0066]当离合机构342与制动机构341都分离时，输入动力带动第二太阳轮316转动。此时，由于第二行星轮314、行星架313、第一行星轮312以及第一太阳轮315均处于自由状态，从而齿圈311处不输出动力。当离合机构342分离、制动机构341锁死第一太阳轮315时，输入动力经第二太阳轮316、第二行星轮314、第一行星轮312传递到齿圈311上，从而以第一速度比输出至离合器输入轴100或离合器输入轴400。当离合机构342接合、制动机构341分离时，输入动力同时等速传递至第二太阳轮316与第一太阳轮315，第二太阳轮316、第一太阳轮315、第二行星轮314、第一行星轮312以及行星架313相互锁死，进而以第二速度比带动齿圈311转动，以使输入动力以第二速度比输出至离合器输入轴100或离合器输入轴400。
[0067]同样的，本实施例可以在以第一速度比输出动力时控制制动机构341的制动盘与制动钳之间打滑，或者在以第二速度比输出动力时控制离合机构342的主动件和从动件之间打滑。在本实施例中，当作为起步离合器使用时，优选通过制动机构341控制复合式行星机构31来传输动力。
[0068]图13-图19为图12所示的复合式行星机构31和控制机构34的不同变型。其中，图13-图19中所使用的复合式行星机构与图12所示的复合式行星机构31相同，并同样使用至少一个制动机构和一个离合机构来对复合式行星机构中的元件进行控制，区别仅在于图13-19中的复合式行星机构中的用于连接动力源和离合器输入轴100或离合器输入轴400的元件以及制动机构和离合机构所制动的元件与图12有所不同。进一步需要强调的是，图18-19进一步增加了一个制动机构，即图18-19采用两个制动机构对复合式行星机构中的不同元件进行制动。
[0069]参见图20，图20是根据本实用新型一实施例的复合式行星机构和控制机构的结构示意图。在本实施例中，复合式行星机构41由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成，并具体包括太阳轮416、第一齿圈415、第二齿圈411、第一行星轮412、第二行星轮414以及行星架413，其具体结构与图6所示的第二实施例类似，在此不再赘述。
[0070]在本实施例中，控制机构44包括一个制动机构441和一个离合机构442。具体的，制动机构441和离合机构442与上述实施例中的制动机构和离合机构相同，此处不再赘述。行星架413由制动机构441进行控制，具体来说由制动机构441进行选择性制动。第一齿圈415由离合机构442进行控制，具体由离合机构442选择性接合至动力源。太阳轮416连接动力源，第二齿圈411连接离合器输入轴100或离合器输入轴400。
[0071]当离合机构442与制动机构441都分离时，输入动力带动太阳轮416转动，由于第一行星轮412、行星架413、第二行星轮414以及第一齿圈415均处于自由状态，因此第二齿圈411处不输出动力。当离合机构442分离、制动机构441锁死行星架413时，输入动力只带动太阳轮416转动，此时动力经太阳轮416、第一行星轮412、第二行星轮414传递到第二齿圈411，从而以第一速度比输出至离合器输入轴100或离合器输入轴400。当离合机构442接合、制动机构441分离时，输入动力带动太阳轮416与第一齿圈415同时等速转动，太阳轮416、第一齿圈415、第二行星轮414、第一行星轮412以及行星架413相互锁死，从而以第二速度比传动第二齿圈411转动，以使得输入动力以第二速度比输出至离合器输入轴100或离合器输入轴400。同样的，本实施例也可在以第一速度比输出动力时控制制动机构441的制动盘与制动钳之间打滑，或者在以第二速度比输出动力时控制离合机构442的主动件和从动件之间打滑在作为起步离合器使用时，优选通过制动机构441控制复合式行星机构41来传输动力。
[0072]图21-图26为图20所示的复合式行星机构41和控制机构44的不同变型。其中，图21-图26中所使用的复合式行星机构与图20所示的复合式行星机构41相同，并同样使用至少一个制动机构和一个离合机构来对复合式行星机构中的元件进行控制，区别仅在于图21-26中的复合式行星机构中的用于连接动力源和离合器输入轴100或离合器输入轴400的元件以及制动机构和离合机构所制动的元件与图20有所不同。进一步需要强调的是，图24-26进一步增加了一个制动机构，即图24-26采用两个制动机构对复合式行星机构中的不同元件进行制动。
[0073]由上述实施例可知，在存在一个离合机构以及一个制动机构时，通过制动机构的制动且离合机构的分离使得从动力源输出的动力经复合式行星机构以第一速度比传递至离合器输入轴;并通过离合机构的接合且制动机构的分离使得从输入动力经复合式行星机构以第二速度比传递至离合器输入轴100或离合器输入轴400。
[0074]上述实施例仅是作为优选实施例对本实用新型进行示范性描述，本领域技术人员可以在上述复合式行星机构31和41的基础上设计出其他使用单制动机构和单离合机构的离合器，并不限于上述变型所示的结构。理论上，只需利用离合机构将上述复合式行星机构31和41的两个元件同时接合至动力源或者离合器输入轴100或离合器输入轴400均可以实现动力源至离合器输入轴100或离合器输入轴400的动力传输。
[0075]上述复合式行星机构、控制机构和离合器输入轴所组成的变速总成，具有倍挡(M=4)的功能，也就是说，与其相连的离合器输入轴如果为N+1挡(意为N个前进挡，I个倒挡)，则理论上，整个变速总成可以有4 X (N+1)个挡位。
[0076]更具体地说，因为在上述实施例中的“倍挡机构”既有普通“离合器”的起步、换挡功能，又具有“倍挡(M = 4)”的功能，所以要实现8个前进挡的变速总成，那就只需要与其连接一个具有N+1 (N= 2)对齿轮组的离合器输入轴。进一步，图18-19和图24-26所示的变型可以实现“倍挡(M=6)”的功能。
[0077]图27-41是根据本实用新型一实施例的复合式行星机构和控制机构的结构示意图。上述复合式行星机构和控制机构均作为独立部件连接于动力源与离合器输入轴之间，且作为车辆的起步离合器及换挡离合器。同样的，在上述实施例中，也可用来实现“半离合”状态。另外，上述各实施例中的制动机构也可以为湿式多片式制动器或适合的制动结构。
[0078]通过上述方式，本实用新型的离合器利用连接于动力源与离合器输入轴之间且由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成的复合式行星机构，配合控制机构，具有结构简单、便于实现自动化等特点。
[0079]本实施例的变速总成可以用于车辆、船舶、列车等动力驱动装置。
[0080]如图42所示，图42是本实用新型的用于集成于双轴倍挡机构上的扭转减振机构的一个实施例的结构示意图。在本实用新型中，进一步在上述双轴倍挡机构中集成扭转减振机构7。在本实施例中，该扭转减振机构7主要包括第一转动部件71、第二转动部件72以及弹簧减振器73。其中，第一转动部件71和第二转动部件72同轴设置，并能够相对转动。在第一转动部件71和第二转动部件72之间形成一环形腔体，而弹簧减振器73为设置于该环形腔体内的曲形弹簧，并沿第一转动部件71和第二转动部件72的转动方向弹性连接第一转动部件71和第二转动部件72。优选地，该曲形弹簧由至少两个不同弹性系数的弹簧串联而成，由此提尚减振效果。
[0081 ]在其他实施例中，可以在第一转动部件71和第二转动部件72分别沿各自周向对称形成多个弹簧卡槽(未图示)，此时弹簧减振器73则包括分别卡置于弹簧卡槽内的多个直形弹簧(未图示)。同样优选地，每组对应的弹簧卡槽内包括至少两个串联或嵌套的弹性系数互不相同的直形弹簧。
[0082]在本实施例中，扭转减振机构7可以集成于图1所示的双轴倍挡机构10的任意一转动部件上，例如优选集成在第一齿圈143或者第一被制动件152等一个或多个上。例如，当扭转减振机构7集成在第一齿圈143上时，第一转动部件71和第二转动部件72中的一个与动力源直接连接，而第一转动部件71和第二转动部件72中的另一个上设置有内齿，进而与第一行星齿轮组142进行内啮合。当扭转减振机构7集成在第一被制动件152上时，第一转动部件71和第二转动部件72中的一个与第一太阳轮141直接连接，而第一制动件151对第一转动部件71和第二转动部件72中的另一个进行制动。需要注意的是，扭转减振机构7可以同时集成于第一齿圈143和第一被制动件152，即分别在第一齿圈143和第一被制动件152上设置与上文描述结构相同的第一扭转减振机构和第二扭转减振机构。由此实现二级减振。在本实施例中，扭转减振机构7也可以集成于第一行星架144以及第二齿圈163、第二行星架164、第二被制动件172的一个或多个上，由此实现多级减振。当然，第一齿圈143和第一被制动件152，以及第二齿圈163和第二被制动件172更为优选。
[0083]同样，扭转减振机构7也可以集成于图2所示的双轴倍挡机构的任意一转动部件上。
[0084]由于从发动机到汽车传动系的转速和转矩是周期性地不断变化的，这会使传动系产生的扭转振动；另一方面由于汽车行驶在不平的道路上，使汽车传动系出现角速度突然变化，也会引起扭转振动。这些扭转振动都会对传动系零件造成冲击性载荷，使其寿命缩短，甚至损坏零件。本实用新型通过在倍挡机构上集成扭转减振机构，可以消除扭转振动和避免共振，防止传动系过载，因此可以一个独立部件同时集成“离合”以及“减振”等多项功會K。
[0085]进一步，由于扭转减振机构采用双转动部件结构且具有一定质量，因此通过计算和配置二者的质量，可以实现与双质量飞轮相同的功能，进而进一步集成“双质量飞轮”功會K。
[0086]综上所述，在上述双轴倍挡机构及变速总成中，通过使用两个行星运动机构作为双轴倍挡机构的内部传动机构并通过控制两个行星运动机构的不同元件，可实现无动力中断换挡，同时可实现双轴动力输出。
[0087]在上述实施例中，仅对本实用新型进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型进行各种修改。
【主权项】
1.一种双轴倍挡机构，其特征在于，所述双轴倍挡机构包括: 离合器输入轴，用于接收输入动力； 复合式行星机构，连接所述离合器输入轴，所述复合式行星机构由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成； 控制机构，用于对所述复合式行星机构中的元件进行控制，以使所述离合器输入轴输出的所述输入动力经所述复合式行星机构传递出； 第一行星运动机构，所述第一行星运动机构包括第一动力输入件、第一传动件、第一传动控制件以及第一动力输出件，其中所述第一动力输入件连接所述复合式行星机构，并通过所述复合式行星机构接收所述离合器输入轴输出的所述输入动力； 第一离合器输出轴，连接所述第一动力输出件； 第一离合机构，用于选择性制动所述第一传动控制件，以使所述离合器输入轴经所述第一传动件驱动所述第一离合器输出轴； 第二行星运动机构，所述第二行星运动机构包括第二动力输入件、第二传动件、第二传动控制件以及第二动力输出件，其中所述第二动力输入件连接所述离合器输入轴； 第二离合器输出轴，连接所述第二动力输出件；以及 第二离合机构，用于选择性制动所述第二传动控制件，以使所述离合器输入轴经过所述第二传动件驱动所述第二离合器输出轴； 其中，所述双轴倍挡机构进一步集成有扭转减振机构。2.如权利要求1所述的双轴倍挡机构，其特征在于:所述复合式行星机构包括第一太阳轮、第二太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、齿圈以及行星架，其中所述第一行星轮与所述第一太阳轮外啮合，所述齿圈与所述第一行星轮内啮合，所述第二行星轮位于所述第二太阳轮与所述第一行星轮之间且分别与所述第二太阳轮和所述第一行星轮外啮合，所述第一行星轮和所述第二行星轮进一步共用所述行星架;或者，所述复合式行星机构包括太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、第一齿圈、第二齿圈以及行星架，其中所述第一行星轮与所述太阳轮外啮合，所述第一齿圈与所述第一行星轮内啮合，所述第二行星轮位于所述第一行星轮与所述第二齿圈之间且与所述第一行星轮外啮合，并与所述第二齿圈内啮合，所述第一行星轮和所述第二行星轮进一步共用所述行星架。3.如权利要求2所述的双轴倍挡机构，其特征在于:所述控制机构包括至少一制动机构，所述制动机构用于对所述复合式行星机构中的元件进行制动，以使得所述输入动力经所述复合式行星机构的未被所述制动机构制动的元件传递至所述离合器输入轴。4.如权利要求3所述的双轴倍挡机构，其特征在于:所述控制机构包括至少一离合机构，所述离合机构用于将所述复合式行星机构中的两个元件同时接合至动力源或者所述离合器输入轴，以使得从所述输入动力经所述复合式行星机构传递至所述离合器输入轴。5.如权利要求1所述的双轴倍挡机构，其特征在于:所述复合式行星机构上集成有扭转减振机构，所述扭转减振机构包括同轴设置且能够相对转动的第一转动部件和第二转动部件以及沿所述第一转动部件和所述第二转动部件的转动方向弹性连接所述第一转动部件和所述第二转动部件的弹簧减振器。6.根据权利要求1所述的双轴倍挡机构，其特征在于:当所述第一离合机构制动所述第一传动控制件时，所述离合器输入轴经所述第一动力输入件、所述第一传动件和所述第一动力输出件减速或加速驱动所述第一离合器输出轴，当所述第二离合机构制动所述第二传动控制件时，所述离合器输入轴经所述第二动力输入件、所述第二传动件和所述第二动力输出件减速或加速驱动所述第二离合器输出轴。7.根据权利要求1所述的双轴倍挡机构，其特征在于:所述第一离合机构包括与所述第一传动控制件同轴设置的第一被制动件以及用于对所述第一被制动件进行制动的第一制动件，所述第二离合机构包括与所述第二传动控制件同轴设置的第二被制动件以及用于对所述第二被制动件进行制动的第二制动件。8.根据权利要求1所述的双轴倍挡机构，其特征在于:所述第一离合器输出轴和/或所述第二离合器输出轴为空心轴，所述离合器输入轴穿设在所述第一离合器输出轴和/或所述第二离合器输出轴内。9.一种具有根据权利要求1-8中任一项所述的双轴倍挡机构的变速总成，其特征在于，所述变速总成还包括变速装置，所述变速装置包括: 第一变速器输入轴，连接所述第一离合器输出轴； 第二变速器输入轴，连接所述第二离合器输出轴； 变速器输出轴，与所述第一变速器输入轴和所述第二变速器输入轴间隔设置； 变速齿轮组，在所述变速器输出轴与所述第一变速器输入轴和所述第二变速器输入轴之间进行动力传递。
【文档编号】F16H3/46GK205534056SQ201620016779
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月8日
【发明人】李云峰
【申请人】李云峰