具有第七高比率超速档的手动变速器的制作方法

专利名称：具有第七高比率超速档的手动变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于客车的具有第七前进档速度的手动变速器。
背景技术：
具有汽车传动系的车辆包括插置在变速器和机车引擎之间的脚操作离合器单元。 离合器单元被用于将变速器联接到引擎用于传输引擎的扭矩到变速器。通常，在改变档位之前，机动车驾驶员需要压下离合器踏板以将变速器从引擎分开。安装在转向柱或地板上的换档杆然后被操纵以改变档位。此后，离合器踏板被释放以将引擎联接到变速器，用于允许发动机驱动力被传递到变速器。车辆期望能够省油。制造省油车辆的成本可能是昂贵的。由此存在廉价地提供具有高燃油效率的变速器的需要。

发明内容
本发明的目的是提供一种具有七个前进档的手动变速器或变速箱。这些前进档允许安装有该变速器的车辆沿车辆的前进方向运动。本申请的一个主要的思路是手动变速器可以被改善。手动变速器可以使用常规或其它变速器技术，这已经在机动车之外的其它分支或领域得到证实。具有七个前进档的变速器可以具有高传动比能力(gear ratio capability)，其并不使用复杂的换档机构。本申请提供了一种引擎变速器或变速箱。变速器包括输入驱动轴、第一副轴、第二副轴、第一小齿轮、第二小齿轮以及多个齿轮组。结构上，离合器盘被连接到输入轴以选择性地连接输入轴到引擎。第一副轴和第二副轴，其从输入轴间隔开并平行于输入轴布置。第一小齿轮被设置或安置在第一副轴上，第二小齿轮被设置在第二副轴上。第一小齿轮和第二小齿轮被用于与差动齿轮啮合，用于传递扭矩到设置在输出轴上的差动齿轮。输出齿轮可以是差动齿轮，其被用于驱动车辆的轮子。齿轮组被支撑在输入轴上、第一副轴上和第二副轴上，用于在输入轴和第一副轴或第二副轴中的一个之间提供不同传动比。具体地，齿轮组包括倒档齿轮组和超速前进齿轮组。倒档齿轮组包括第一倒档齿轮、空转齿轮和第二倒档齿轮。第一倒档齿轮设置或布置在输入轴上。空转齿轮设置在第一副轴上并与第一倒档齿轮啮合，而第二倒档齿轮设置在第二副轴上。超速前进齿轮组用于提供超速传动比，其低于其它前进齿轮组提供的传动比。超速传动比可以使得输出轴比输入轴更快地旋转。超速前进齿轮组和倒档齿轮组定位为轴向上紧临彼此。这提供节约成本的优点， 因为超速前进齿轮组和倒档齿轮组可以共用同一个联接或换档装置。该联接装置被用于机械地将超速前进齿轮组或倒档齿轮组的一部分接合到第一副轴或第二副轴。实践中，超速前进传动比可以通过使得车辆可以在低引擎速度情况下高速行进而为具有该变速器的车辆提供节约燃油的优点。超速前进齿轮组可以包括前进齿轮组或行星齿轮组。提及行星齿轮组，它包括多个相对旋转元件和可与这些元件中的一个接合以保持该元件静止的制动机构。具体而言，行星齿轮组包括太阳齿轮，环或中空齿轮，一个或多个小齿轮，和旋转或行星架体。太阳齿轮和环齿轮通过小齿轮间隔开，并且与小齿轮啮合。旋转架体支撑支撑小齿轮，并连接到其它前进齿轮组中的一个，尽管到倒档齿轮组的连接也是可以的。环齿轮连接到制动机构，譬如变速器的壳体以保持其静止。太阳齿轮被用于与第一副轴或第二副轴经由联接装置联接，以选择性地接合太阳齿轮。在该构造中，旋转架体和太阳齿轮沿相同方向转动并且传动比为使得它在输入轴和第一副轴或第二副轴中的一个之间提供低传动比。这样的行星齿轮组具有小尺寸的优点，允许容易地设计和安装。此外，行星齿轮组的旋转架体可以经由单向离合器(OWC)，连接到其它前进或倒档齿轮组中的一个，譬如自由轮，用于减低拖拽。转向超速前进齿轮组，超速前进齿轮组包括超速固定齿轮，超速空转齿轮以及超速联接装置。超速固定齿轮设置在输入轴上，而超速空转齿轮与超速固定齿轮啮合。超速联接装置被用于选择性地接合超速空转齿轮到第一副轴。超速空转齿轮和超速联接装置被一起布置在第一副轴上。超速固定齿轮往往远大于超速空转齿轮，用于提供低传动比。前进超速齿轮组具有简单地设计和实现的优点。提到前进齿轮组，它可以包括第一齿轮组，第二齿轮组，第三齿轮组，第四齿轮组， 和第六齿轮组。在一个可能的构造中，第一齿轮组被设置为紧邻第二齿轮组。第三齿轮组被设置为紧邻第四齿轮组。第五齿轮组被设置为紧邻第六齿轮组。第一齿轮组包括第一固定齿轮、第一空转齿轮和第一联接装置。第一固定齿轮设置在输入轴上。第一空转齿轮与第一固定齿轮啮合或齿合，而第一联接装置选择性地接合第一空转齿轮。第一空转齿轮和第一联接装置一起布置或设置在第一副轴上。相似地，第二齿轮组包括第二固定齿轮、第二空转齿轮和第二联接装置。第二固定齿轮设置在输入轴上。第二空转齿轮与第二固定齿轮啮合。第二联接装置选择性地接合第二空转齿轮，其中第二空转齿轮和第二联接装置一起布置在第一副轴上。第三齿轮组包括第三固定齿轮、第三空转齿轮和第三联接装置。第三固定齿轮设置在输入轴上。第三空转齿轮与第三固定齿轮啮合。第三联接装置选择性地接合第三空转齿轮。第三空转齿轮和第三联接装置一起布置在第二副轴上。第四齿轮组包括第四固定齿轮、第四空转齿轮和第四联接装置。第四固定齿轮设置在输入轴上。第四空转齿轮与第四固定齿轮啮合。第四联接装置选择性地接合第四空转齿轮。第四空转齿轮和第四联接装置一起布置在第二副轴上。第五齿轮组包括第五固定齿轮、第五空转齿轮和第五联接装置。第五固定齿轮设置在输入轴上。第五空转齿轮与第五固定齿轮啮合。第五联接装置选择性地接合第五空转齿轮。第五空转齿轮和第五联接装置一起布置在第一副轴上。第六齿轮组包括第六固定齿轮、第六空转齿轮和第六联接装置。第六固定齿轮设置在输入轴上。第六空转齿轮与第六固定齿轮啮合。第六联接装置选择性地接合第六空转齿轮。第六空转齿轮和第六联接装置一起布置在第一副轴上。一般而言，一个双侧联接装置可以代替两个单侧联接装置。也就是说，一个双侧联接装置等价于两个单侧联接装置。在实践中，第一联接装置和第二连接装置可以被设置或集成为一个双侧联接装置，其中集成的联接装置由此用作第一联接装置和第二连接装置。相似地，第三联接装置和第四连接装置可以被设置为一个双侧联接装置，而第五联接装置和第六连接装置可以被设置为一个双侧联接装置。此外，第三固定齿轮和第五固定齿轮被设置为一个固定齿轮。换句话说，一个固定齿轮被用作第三固定齿轮和第五固定齿轮两者。相似地，第四固定齿轮和第六固定齿轮被设置为一个固定齿轮。第一副轴可以位于第二副轴上方或下方。这允许提供实现本申请的不同选择。本申请还提供了传动系和车辆。传动系包括引擎，以及连接到引擎的上述变速器。 车辆包括一个或多个轮子，以及连接到轮子的传动系。简而言之，本申请在不使用复杂换档机构的前提下提供了高速比档位或超速档位。高速比档位可以用作超速档位，其中从第六档位速比到超速档位速比的传动比增长很大。一般而言，两个单个齿轮联接装置可以代替一个双侧齿轮联接装置。两个单个啮合小齿轮可以代替一个双啮合小齿轮。在特定实施中，固定齿轮使用花键连接设置在输入轴上。在其它实施中，固定齿轮作为上切小齿轮或在输入轴上切出的小齿轮设置在输入轴上。这些小齿轮形成输入轴的一体部分。在随后的描述中，细节被提供已描述本申请的实施例。然而，本领域技术人员应该理解这些实施例可以在没有这些细节的情况下被实施。


图1到9示出了改进的第一变速器的实施例；图1示出了改进的第一变速器的符号图；图2示出了第一变速器的第一档位传动比的扭矩路径；图3示出了第一变速器的第二档位传动比的扭矩路径；图4示出了第一变速器的第三档位传动比的扭矩路径；图5示出了第一变速器的第四档位传动比的扭矩路径；图6示出了第一变速器的第五档位传动比的扭矩路径；图7示出了第一变速器的第六档位传动比的扭矩路径；图8示出了第一变速器的第七档位传动比的扭矩路径；图9示出了第一变速器的倒档档位传动比的扭矩路径；
图10到18示出了改进的第二变速器的实施例；图10示出了改进的第二变速器的符号图；图11示出了第二变速器的第一档位传动比的扭矩路径；图12示出了第二变速器的第二档位传动比的扭矩路径；图13示出了第二变速器的第三档位传动比的扭矩路径；图14示出了第二变速器的第四档位传动比的扭矩路径；图15示出了第二变速器的第五档位传动比的扭矩路径；图16示出了第二变速器的第六档位传动比的扭矩路径；图17示出了第二变速器的第七档位传动比的扭矩路径；图18示出了第二变速器的倒档档位传动比的扭矩路径；图19示出了用于第一变速器或第二变速器的档把的换档图案；图20示出了第二变速器的第一实施例的打开视图；图21示出了第二变速器的第二实施例的打开视图；图22示出了图21的第二变速器的第二实施例的符号图；图23示出了图22的第二变速器的超速档位传动比的扭矩路径；以及图M示出了上下小齿轮与图1的变速器的差速齿轮的啮合。参考标号10第一变速器12输入轴组件13上副轴组件14下副轴组件17输入轴18上副轴19上小齿轮21下副轴22下小齿轮23 壳体25差速齿轮26 轴承27固定第一齿轮28固定第七齿轮29固定第二齿轮31固定第三齿轮32固定第四齿轮34 轴承37副轴轴承39空转第一齿轮40双侧联接装置42空转第二齿轮
43空转第五齿轮
45双侧联接装置
46空转第六齿轮
47副轴轴承
50副轴轴承
52空转倒档齿轮
53双侧联接装置
54空转第七齿轮
56空转第三齿轮
57双侧联接装置
58空转第四齿轮
61副轴轴承
70第二变速器
71输入轴组件
72上副轴组件
74下副轴组件
76输入轴
78上副轴
80上小齿轮
81下副轴
82下小齿轮
84壳体
85差速齿轮
87轴承
89固定第一齿轮
90固定第七齿轮
92固定第二齿轮
93固定第三齿轮
94固定第四齿轮
95轴承
97副轴轴承
99空转倒档齿轮
100双侧联接装置
101空转第七齿轮
103空转第三齿轮
104双侧联接装置
105空转第四齿轮
106副轴轴承
109副轴轴承
111空转第一齿轮
113双侧联接装置
115空转第二齿轮
117空转第五齿轮
118双侧联接装置
119空转第六齿轮
121副轴轴承
122输入固定齿轮
125图案或配置
127换档轨道
129换档轨道
131换档轨道
133换档轨道
134换档轨道
137换档轨道
139第一侧
140第二侧
142笛一總弟 漸
143笛一總弟 漸
144笛一總弟 漸
147Λ-Λ- ~·上山弟一兄而
148Λ-Λ- ~·上山弟一兄而
149Λ-Λ- ~·上山弟一兄而
151端部
152端部
153端部
157端部
158端部
160端部
具体实施例方式特定术语在后文说明中被使用，其仅仅是为了便于参考，而非限定性的。词“上”和 “下”指在整个变速器中的位置。词“左”和“右”分别指图中的左侧和右侧。图1到M具有相似的部件。相似的部件具有相同的名字或相同部件编号。在适当处，相似部件的说明由此通过引用被并入。图1到9示出了改进的第一变速器10的实施例。图1示出了改进的第一变速器10的符号图。第一变速器10具有七个前进档位和一个倒档档位。第一变速器10特征是第七档位速比和倒档档位速比共用一个双侧同步器。 第七档位速比有时也被称为超速档位速比。
第一变速器10包括输入轴组件12、上副轴组件13和下副轴组件14。术语副轴也被称为次级轴。特别地，输入轴组件12包括输入轴17。上副轴组件13包括上副轴18和相对较大的驱动或输出上小齿轮19，其被固定到上副轴18上。下副轴组件14包括上副轴21和相对较大的驱动或输出下小齿轮22，其被固定到下副轴21上。输入轴17、上副轴18和下副轴21以预定相互距离平行于彼此设置在第一变速器 10的壳体20中。上小齿轮19被固定到上副轴18的旋转轴线，而下小齿轮22被固定到下副轴21的旋转轴线。上小齿轮19和下小齿轮22每一个都与差速齿轮25啮合，如图M所示。上和下小齿轮19和22涉及绕其边缘具有齿状部分的轮子。这些部分被设置于此用于啮合差速齿轮25。差速齿轮25意欲用于安装到车轴上，用于允许车辆的轮子在拐弯时以不同的速率转动。输入轴组件12包括输入轴17和设置在输入轴17上的多个部件。这些部件包括， 从输入轴17的右端到左端，轴承沈、固定第一齿轮27、固定第七齿轮28、固定第二齿轮29、 固定第三齿轮31、固定第四齿轮32和轴承34。固定第一齿轮27还用作固定倒档齿轮。固定第三齿轮31还用作固定第五齿轮。 固定第四齿轮32还用作固定第六齿轮。轴承沈和34支撑输入轴17。固定第一齿轮27、 固定第七齿轮28、固定第二齿轮29、固定第三齿轮31和固定第四齿轮32同轴地固定到输入轴17上。上副轴组件13包括上副轴18和设置在上副轴18上的多个部件。这些部件包括， 从右端到左端，副轴轴承37、上小齿轮19、空转第一齿轮39、双侧联接装置40、空转第二齿轮42、空转第五齿轮43、双侧联接装置45、空转第六齿轮46和另一副轴轴承47。表述“联接装置”可以替代地表示为“换档机构”或“同步器”。副轴轴承47被固定到壳体23。副轴轴承37和47支撑上副轴18。空转第一齿轮39、空转第二齿轮42、空转第五齿轮43和空转第六齿轮46分别通过齿轮轴承安装到上副轴18上。该安装实现为使得空转第一齿轮39、空转第二齿轮42、空转第五齿轮43和空转第六齿轮46被实现为空转轮，能够自由绕上副轴18旋转。双侧联接装置40被构造为沿着上副轴18移动以将空转第一齿轮39和空转第二齿轮42接合或脱离接合到上副轴18。相似地，双侧联接装置45被构造为沿着上副轴18移动以将空转第五齿轮43和空转第六齿轮46接合或脱离接合到上副轴 18。关于输入轴17，空转第一齿轮39啮合固定第一齿轮27。空转第二齿轮42啮合固定第二齿轮四。空转第五齿轮43啮合固定第三齿轮31。空转第六齿轮46啮合固定第四齿轮32。下副轴组件14包括下副轴21和设置在下副轴21上的多个部件。这些部件包括， 从右端到左端，副轴轴承50、下小齿轮22、空转倒档齿轮52、双侧联接装置53、空转第七齿轮54、空转第三齿轮56、双侧联接装置57、空转第四齿轮58和另一副轴轴承61。副轴轴承 61被固定到壳体23。副轴轴承50和61支撑下副轴21。空转倒档齿轮52、空转第七齿轮M、空转第三齿轮56和空转第四齿轮58分别通过齿轮轴承安装到下副轴21上。该安装实现为使得空转倒档齿轮52、空转第七齿轮54、空转第三齿轮56和空转第四齿轮58被实现为空转轮，能够自由绕下副轴21旋转。双侧联接装置53被构造为沿着下副轴21移动以将空转倒档齿轮52和空转第七齿轮M接合或脱离接合到下副轴21。双侧联接装置57被构造为沿着下副轴21移动以将空转第三齿轮56和空转第四齿轮58接合或脱离接合到下副轴21。关于输入轴17，空转第七齿轮M啮合固定第七齿轮观。空转第三齿轮56啮合固定第三齿轮31。空转第四齿轮58啮合固定第四齿轮32。关于上轴18，空转倒档齿轮52啮合空转第一齿轮39。综上，变速器具有三个双啮合结构部。第一个双啮合结构部指空转第一齿轮39与固定第一齿轮27和空转倒档齿轮52啮合。第二个双啮合结构部指固定第三齿轮31与空转第三齿轮56和空转第五齿轮43啮合。第三个双啮合结构部涉及固定第四齿轮32与空转第四齿轮58和空转第六齿轮46啮合。六个前进档涉及空转齿轮39，42，56，58，43，和46，并共用三个双侧同步器40，45 和57，而第七前进档空转齿轮M和倒档空转齿轮52共用一个双侧同步器53。从一般角度而言，两个单啮合结构部可以代替一个双啮合结构部。换而言之，多重啮合小齿轮或齿轮可以由多个单啮合小齿轮来代替。例如，第一空转第一齿轮和第二空转第一齿轮可以代替空转第一齿轮39。第一空转第一齿轮与固定第一齿轮37啮合，而第二空转第一齿轮与空转倒档齿轮52啮合。第七档位速比可以被提供为超速档位。在从第六档位速比到第七档位速比的齿轮速比增大很大时，这尤其如此。两个单侧联接装置可以代替一个双侧联接装置以执行相同的功能。为了高效动力传送，第七档位速比也可以使用正齿轮(spur gear)配置来提供。固定齿轮27，28，四，31，和32可以使用花键机构被固定到输入轴。固定齿轮27， 观，29，31，和32也可以被提供为上切(on-cut)小齿轮或在输入轴上17切出的小齿轮。这些小齿轮于是成为输入轴17的一体部分。对于上副轴18和下副轴21的最终驱动或输出驱动速比并不必须相同。该实施例还应用到对于所有档位具有独立驱动小齿轮的变速器。此外，分动(power-take-off)单元或带花键的驱动轴可以被增加到变速器10的不同区域，以实现全轮驱动车辆，这是本发明的另一可能的实施例。变速器10具有优点是第七档位可以为具有高扭矩引擎的车辆提供更好的燃油经济性。更好的燃油经济性在燃油价格高企的时候是特别重要的。该思路可特别主要用于横向前置引擎的前轮驱动客车，但是也可以用于其他类型的汽车。此外，变速器10还示出了升级具有六个前进档和使用一个单侧联接装置的倒档的变速器的优势。该升级涉及将单侧联接装置更换为双侧联接装置，其用于倒档齿轮以及增加用于第七档位的齿轮，其也使用所述双侧联接装置。该升级提供了不需要复杂换档机构的情况下高速比能力的优点。图2示出了第一变速器的第一档位传动比的扭矩路径。输入轴17接收输入扭矩。 该扭矩然后经由固定第一齿轮27，经由空转第一齿轮39，并经由双侧联接装置40传递。该双侧联接装置40与空转第一齿轮27接合或连接到该空转第一齿轮27。扭矩随后经由上副轴18，经由上小齿轮19，并经由差速齿轮25传递。
图3示出了第一变速器的第二档位传动比的扭矩路径。输入轴17接收输入扭矩。 该扭矩然后经由固定第二齿轮四，经由空转第二齿轮42，并经由双侧联接装置40传递。该双侧联接装置40与空转第二齿轮42接合。扭矩随后经由上副轴18，经由上小齿轮19，并经由差速齿轮25传递。图4示出了第一变速器的第三档位传动比的扭矩路径。输入轴17接收输入扭矩。 该扭矩然后经由固定第三齿轮31，经由空转第三齿轮56，并经由双侧联接装置57传递。该双侧联接装置57与空转第三齿轮56接合。扭矩随后经由上副轴18，经由下小齿轮21，经由下小齿轮22，并经由差速齿轮25传递。图5示出了第一变速器的第四档位传动比的扭矩路径。输入轴17接收输入扭矩。 该扭矩然后经由固定第四齿轮32，经由空转第四齿轮58，并经由双侧联接装置57传递。该双侧联接装置57与空转第四齿轮58接合。扭矩随后经由下副轴21，经由下小齿轮22，并经由差速齿轮25传递。图6示出了第一变速器的第五档位传动比的扭矩路径。输入轴17接收输入扭矩。 该扭矩然后经由固定第五齿轮31，经由空转第五齿轮43，并经由双侧联接装置45传递。该双侧联接装置45与空转第五齿轮43接合。扭矩随后经由上副轴18，经由上小齿轮19，并经由差速齿轮25传递。图7示出了第一变速器的第六档位传动比的扭矩路径。输入轴17接收输入扭矩。 该扭矩然后经由固定第六齿轮32，经由空转第六齿轮46，并经由双侧联接装置45传递。该双侧联接装置45与空转第六齿轮46接合。扭矩随后经由上副轴18，经由上小齿轮19，并经由差速齿轮25传递。图8示出了第一变速器的第七档位传动比的扭矩路径。输入轴17接收输入扭矩。 该扭矩然后经由固定第七齿轮观，经由空转第七齿轮54，并经由双侧联接装置52传递。该双侧联接装置52与空转第七齿轮M接合。扭矩随后经由下副轴21，经由下小齿轮22，并经由差速齿轮25传递。图9示出了第一变速器的倒档档位传动比的扭矩路径。输入轴17接收输入扭矩。 该扭矩然后经由固定第一齿轮27，经由空转第一齿轮39，经由空转倒档齿轮52，并经由双侧联接装置21传递。该双侧联接装置21与空转倒档齿轮53接合。扭矩随后经由下副轴 21，经由下小齿轮22，并经由差速齿轮25传递。图10到18示出了改进的第二变速器70的实施例。图10示出了改进第二变速器70的符号图。第二变速器70具有七个前进档位和一个倒档档位，其中第七档位速比和倒档速比共用一个双侧同步器。第一变速器70包括输入轴组件71、上副轴组件72和下副轴组件74。特别地，输入轴组件71包括输入轴76。上副轴组件72包括上副轴78和相对较大的驱动上小齿轮80，其被固定到上副轴78上。下副轴组件74包括下副轴81和相对较大的驱动下小齿轮82，其被固定到下副轴81上。输入轴76、上副轴78和下副轴81以预定相互距离平行于彼此设置在第二变速器 70的壳体84中。上小齿轮80被固定到上副轴78的旋转轴线，而下小齿轮82被固定到下副轴81的旋转轴线。上小齿轮80和下小齿轮82每一个都与差速齿轮25啮合。输入轴组件76包括输入轴76和设置在输入轴76上的多个部件。这些部件包括，从输入轴76的右端到左端，轴承87、固定第一齿轮89、固定第七齿轮90、固定第二齿轮92、 固定第三齿轮93、固定第四齿轮94和轴承95。固定第一齿轮89还用作固定倒档齿轮。固定第三齿轮93还用作固定第五齿轮。 固定第四齿轮94还用作固定第六齿轮。轴承87和95支撑输入轴76。固定第一齿轮89、 固定第七齿轮90、固定第二齿轮92、固定第三齿轮93和固定第四齿轮94同轴地固定到输入轴76上。上副轴组件72包括上副轴78和设置在上副轴78上的多个部件。这些部件包括， 从右端到左端，副轴轴承97、上小齿轮80、空转倒档齿轮99、双侧联接装置100、空转第七齿轮101、空转第三齿轮103、双侧联接装置104、空转第四齿轮105和另一副轴轴承106。副轴轴承106被固定到壳体84。副轴轴承97和106支撑上副轴78。空转倒档齿轮99、空转第七齿轮101、空转第三齿轮103和空转第四齿轮105分别通过齿轮轴承安装到上副轴78上。该安装实现为使得空转倒档齿轮99、空转第七齿轮101、空转第三齿轮103和空转第四齿轮105被实现为空转轮，能够自由绕上副轴78旋转。双侧联接装置100被构造为沿着上副轴78移动以将空转倒档齿轮99和空转第七齿轮101接合或脱离接合到上副轴78。相似地，双侧联接装置 104被构造为沿着上副轴78移动以将空转第三齿轮103和空转第四齿轮105接合或脱离接合到上副轴78。关于输入轴76，空转第七齿轮101啮合固定第七齿轮90。空转第三齿轮103啮合固定第三齿轮93。空转第四齿轮105啮合固定第四齿轮94。下副轴组件74包括下副轴81和设置在下副轴81上的多个部件。这些部件包括， 从右端到左端，副轴轴承109、下小齿轮85、空转第一齿轮111、双侧联接装置113、空转第二齿轮115、空转第五齿轮117、双侧联接装置118、空转第六齿轮119和副轴轴承121。副轴轴承121被固定到壳体84。副轴轴承109和121支撑下副轴81。空转第一齿轮111、空转第二齿轮115、空转第五齿轮117和空转第六齿轮119分别通过齿轮轴承安装到下副轴81上。该安装实现为使得空转第一齿轮111、空转第二齿轮115、空转第五齿轮117和空转第六齿轮119被实现为空转轮，能够自由绕下副轴81旋转。双侧联接装置113被构造为沿着下副轴81移动以将空转第一齿轮111和空转第二齿轮115接合或脱离接合到下副轴81。双侧联接装置118 被构造为沿着下副轴81移动以将空转第五齿轮117和空转第六齿轮119接合或脱离接合到下副轴81。关于输入轴78，空转第一齿轮111啮合固定第一齿轮89。空转第二齿轮115啮合固定第二齿轮92。空转第五齿轮117啮合固定第五齿轮93。空转第六齿轮119啮合固定第六齿轮94。关于上轴78，空转倒档齿轮99啮合空转第一齿轮111。综上，变速器具有三个双啮合结构部。第一个双啮合结构部指空转第一齿轮111 与固定第一齿轮89和空转倒档齿轮99啮合。第二个双啮合结构部指固定第三齿轮93与空转第三齿轮103和空转第五齿轮117啮合。第三个双啮合结构部指固定第四齿轮94与空转第四齿轮105和空转第六齿轮119啮合。六个前进档涉及空转齿轮103，105，111，115，117，和119，并共用三个双侧同步器103，113和118，而第七前进档空转齿轮101和倒档空转齿轮99共用一个双侧同步器100。图11示出了第二变速器70的第一档位传动比的扭矩路径。输入轴76接收输入扭矩。该扭矩然后经由固定第一齿轮89，经由空转第一齿轮111，并经由双侧联接装置113 传递。该双侧联接装置113与空转第一齿轮111接合或连接到该空转第一齿轮。扭矩随后经由下副轴81，经由下小齿轮82，并经由差速齿轮85传递。图12示出了第二变速器70的第二档位传动比的扭矩路径。输入轴76接收输入扭矩。该扭矩然后经由固定第二齿轮92，经由空转第二齿轮115，并经由双侧联接装置113 传递。该双侧联接装置113与空转第二齿轮115接合。扭矩随后经由下副轴81，经由下小齿轮82，并经由差速齿轮85传递。图13示出了第二变速器70的第三档位传动比的扭矩路径。输入轴76接收输入扭矩。该扭矩然后经由固定第三齿轮93，经由空转第三齿轮103，并经由双侧联接装置104 传递。该双侧联接装置104与空转第三齿轮103接合。扭矩随后经由上副轴78，经由上小齿轮80，并经由差速齿轮85传递。图14示出了第二变速器70的第四档位传动比的扭矩路径。输入轴76接收输入扭矩。该扭矩然后经由固定第四齿轮94，经由空转第四齿轮105，并经由双侧联接装置104 传递。该双侧联接装置104与空转第四齿轮105接合。扭矩随后经由上副轴78，经由上小齿轮80，并经由差速齿轮85传递。图15示出了第二变速器70的第五档位传动比的扭矩路径。输入轴76接收输入扭矩。该扭矩然后经由固定第五齿轮93，经由空转第五齿轮117，并经由双侧联接装置118 传递。该双侧联接装置118与空转第五齿轮117接合。扭矩随后经由下副轴81，经由下小齿轮82，并经由差速齿轮85传递。图16示出了第二变速器70的第六档位传动比的扭矩路径。输入轴76接收输入扭矩。该扭矩然后经由固定第六齿轮94，经由空转第六齿轮119，并经由双侧联接装置118 传递。该双侧联接装置118与空转第六齿轮119接合。扭矩随后经由下副轴81，经由下小齿轮82，并经由差速齿轮85传递。图17示出了第二变速器70的第七档位传动比的扭矩路径。输入轴76接收输入扭矩。该扭矩然后经由固定第七齿轮90，经由空转第七齿轮101，并经由双侧联接装置100 传递。该双侧联接装置100与空转第七齿轮101接合。扭矩随后经由上副轴78，经由上小齿轮80，并经由差速齿轮85传递。图18示出了第二变速器70的倒档档位传动比的扭矩路径。输入轴76接收输入扭矩。该扭矩然后经由固定倒档齿轮89，经由空转倒档齿轮99，并经由双侧联接装置100 传递。该双侧联接装置100与空转倒档齿轮99接合。扭矩随后经由上副轴78，经由上小齿轮80，并经由差速齿轮85传递。图19示出了用于图1的第一变速器10或图10的第二变速器70的档把的换档图案或配置125。换档图案125包括多个换档轨道127、129、131、133、134和137。换档轨道127、 129U31U33和134定位为彼此平行。换档轨道127从换档轨道129隔开一个单位的档位选择行程，而换档轨道1 也从换档轨道131隔开一个单位的档位选择行程。换档轨道131 从换档轨道133隔开一个单位的档位选择行程，而换档轨道133也从换档轨道134隔开一个单位的档位选择行程。换档轨道127和134 (理想地或优选地但并非必须地)具有相同长度，而换档轨道 129，131和133具有相同的长度。换档轨道127或134的长度约为换档轨道129，131或133 的长度的一半。换档轨道134具有第一侧139、第二侧140和中间点141。换档轨道137被接合到换档轨道1四、131和133的中间点。该接合使得换档轨道 129，131和133的第一端142，143和144分别定位在第一侧139上，而换档轨道129，131和 133的第二端147，148和149分别定位在第二侧140上。换档轨道127安置在第一侧139上，使得换档轨道127的第一端151被安装在第一侧139上，而换档轨道127的第二端152连接到换档轨道134的一端153。相似地，换档轨道134安置在第二侧140上，使得换档轨道134的第一端157被连接到换档轨道134的另一端158，而换档轨道134的第二端160被布置在第二侧140上。在实践中，端部142，147，143，148，14，149，和160被用于提供不同的档位改变位置。特别地，端部142被用于提供第一档位改变位置。端部147被用于提供第二档位改变位置。端部143被用于提供第三档位改变位置。端部148被用于提供第四档位改变位置。端部144被用于提供第五档位改变位置。端部149被用于提供第六档位改变位置。端部160 被用于提供第七档位改变位置或超速档档位改变位置。端部151被用于提供倒档档位改变位置。中间点141被用于提供中性档位改变或换档位置。参考图19，倒档档位改变位置151和第七档位改变位置160从中性档位改变点 131间隔开两个单位的档位选择行程。倒档档位改变位置和第七档位改变位置被安置在换档轨道137的相对侧。倒档档位改变位置和第七档位改变位置并没有位于换档轨道137的相同侧是因为这两个档位改变位置共用同一个联接装置。在此处提供的实例中，第七档位改变位置被设置在换档轨道137的第二侧140上， 而根据档位改变进程，第七档位改变位置应该位于换档轨道137的第一侧139上。这用来表明从第六档位到第七档位速比的档位速比改变很大。为了安全起见，倒档档位改变位置被安置为靠近第一档位改变位置和第二档位改变位置。一般而言，第七档位速比位置可以被安置在第一侧139上，而倒档档位速比位置被安置在第二侧140上。第七档位速比位置也可以定位在换档轨道137的第二侧140上， 而换档轨道速比位置被安置在第一侧139上。图20和21示出了第二变速器70的实施例。实施例增加了第七档位速比到六速
变速器。图20示出了第二变速器70的第一实施例的打开视图。图20并非按比例绘制。相对较大的驱动齿轮将被用于与较小的从动小齿轮或齿轮相配合或啮合。图20并未示出用于第七档位的清楚的驱动齿轮，尽管第七档驱动轮90优选地安置在固定第三齿轮93和第二齿轮92的固定并且在轴上切出的小齿轮之间。在该实施例中，输入轴76承载3个固定的带花键的驱动齿轮，其包括固定第三齿轮9和固定第四齿轮94。此外，输入轴76承载两个上切小齿轮，其包括固定第一齿轮89和固定第二齿轮92。
下轴81承载第一从动齿轮、第二从动齿轮、第五从动齿轮和第六从动齿轮，其分别指空转第一齿轮111、空转第二齿轮115、空转第五齿轮117和空转第六齿轮119。下轴 81和所述从动齿轮并未在图20中示出。上副轴78承载第三从动齿轮、第四从动齿轮、第七从动齿轮和倒档从动齿轮，其分别指空转第三齿轮103、空转第四齿轮105、空转第七齿轮101和空转倒档齿轮99。前进档第一到第六空转齿轮111，115，103，105，117，和119共用双侧同步器113， 104和118，而空转倒档齿轮99和前进档空转第七齿轮101共用双侧同步器100。图21示出了第二变速器的第二实施例的打开视图。第二实施例使用行星齿轮组或组件以执行第七驱动档位。行星齿轮组件包括一个或两个轴。该轴连接到其它齿轮，该齿轮被输入轴76的独立的驱动齿轮所驱动。驱动齿轮可以例如经由从动第三齿轮103驱动行星齿轮组件。为了实现第七档位速比的高速比超速，行星齿轮组件以保持行星齿轮组件的输入旋转方向与输出旋转方向相同的操作模式工作。当行星齿轮组的中空齿轮保持固定时，简单的行星齿轮组将其架体或行星架的运动转换为其太阳齿轮的更快的旋转。使用从动第三齿轮103来驱动架体具有节约组装空间的优点，并且可以为行星第七齿轮提供适当的预速比。作为实施例的一个实例，从动第三齿轮103在图21中示出为行星第七齿轮的驱动器。行星第七齿轮包括架体C，太阳齿轮A和中空齿轮B。太阳齿轮A用作输出轴。中空齿轮B被固定到基础或变速器壳体，其导致期望的速比改变和期望的旋转方式。为了实现例如0.5的超速速比，需要简单行星齿轮的有效比(stand-ratio)为 2. 2，假定第三齿轮速度速比为1.6。输出太阳齿轮A被连接到同步器S 100，其可以与空转倒档齿轮99共享，以实现图10的超速换档图案。在该情况下，同步器S指图10的双侧联接装置100。为了降低在低档下的任何传动拖拽，自由轮可以被增加，其在图21中被标记为单向离合器(owe)。然而，该自由轮配置意味着在超速档位模式中发动机制动和滑行模式省油可能不再可行。图22示出了图21的第二变速器的第二实施例的符号图，而图23示出了图22的第二变速器的超速档位传动比的扭矩路径。输入轴76接收输入扭矩。该扭矩然后经由固定第三齿轮93，经由空转第三齿轮 103，经由图21的行星齿轮组和经由双侧联接装置100传递。双侧联接装置100与行星齿轮组接合或连接到行星齿轮组。扭矩随后经由上副轴78，经由上小齿轮80，并经由差速齿轮85传递。尽管上文的说明包含很多细节，这些并不应该被认为构成对实施例范围的限制， 而仅仅是提供对可预见的实施例的说明。特别是上述实施例的优点并应该被认为构成对实施例范围的限制而仅仅是说明如果所述实施例投入实践而可能的成果。由此，实施例的范围应该由权利要求即它们的等价物来确定，而非由所给出的实例。
权利要求
1.一种变速器(10;70)，包括: 输入轴(17 ；76)，第一副轴(18 ；78)和第二副轴(21 ；81)，其从输入轴(17 ；76)间隔开并平行于输入轴 (17 ；76)布置，第一小齿轮(19 ；80)，被设置在第一副轴(18 ；78)上，第二小齿轮02 ；82)，被设置在第二副轴Ql ；81)上，第一小齿轮(19 ；80)和第二小齿轮(22 ；82)被用于与输出齿轮(25 ；85)啮合，多个齿轮组，其被支撑在输入轴(17 ；76)上、第一副轴(18 ；78)上和第二副轴(21 ；81) 上，用于在输入轴(17)和第一副轴或第二副轴中的一个之间提供传动比，该多个齿轮组包括倒档齿轮组(27，39，52)，倒档齿轮组包括设置在输入轴(17)上的第一倒档齿轮(JT)； 设置在第一副轴(18)上的空转齿轮(39)和设置在第二副轴上的第二倒档齿轮(52)，以及超速前进齿轮组，用于提供超速传动比，其低于其它前进齿轮组提供的传动比， 其中超速前进齿轮组和倒档齿轮组定位为轴向上紧邻彼此。
2.如权利要求1所述的变速器(70)，其特征在于， 超速前进齿轮组包括行星齿轮组(Α，B，C)。
3.如权利要求2所述的变速器(70)，其特征在于， 行星齿轮组包括太阳齿轮(A)， 环齿轮⑶， 至少一个小齿轮，和旋转架体(C)，用于支撑所述至少一个小齿轮， 其中旋转架体(C)被连接到其它前进齿轮组中的一个， 环齿轮(B)被连接到制动机构，以及太阳齿轮(A)用于选择性地与第一副轴联接。
4.如权利要求2或3所述的变速器(70)，其特征在于，所述行星齿轮组经由单向离合器(OWC)连接到其它齿轮组中的一个。
5.如权利要求1所述的变速器(70)，其特征在于，超速前进齿轮组包括 超速固定齿轮( )，其设置在输入轴(17)上，超速空转齿轮(M)，其与超速固定齿轮08)啮合，以及超速联接装置(53)，用于选择性地接合超速空转齿轮(M)，超速空转齿轮(54)和超速联接装置(5 布置在第一副轴(18)上。
6.如权利要求1到5中任一项所述的变速器(10；70)，其特征在于，所述多个齿轮组还包括第一齿轮组，其包括设置在输入轴(17 ；76)上的第一固定齿轮、2 ；89)， 与第一固定齿轮、2 ；89)啮合的第一空转齿轮(39 ；111)，以及第一联接装置GO ;113)，用于选择性地接合第一空转齿轮(39;111)，第一空转齿轮(39 ；111)和第一联接装置(40 ；113) 一起布置在第一副轴(18 ；78)上， 第二齿轮组，其包括设置在输入轴(17 ；76)上的第二固定齿轮09 ；92)， 与第二固定齿轮09 ；92)啮合的第二空转齿轮G2 ；115)，以及第二联接装置GO ;113)，用于选择性地接合第二空转齿轮02;115)，第二空转齿轮 (42 ；115)和第二联接装置(40 ；113) 一起布置在第一副轴(18 ；78)上， 第三齿轮组，其包括设置在输入轴(17 ；76)上的第三固定齿轮(31 ；93)， 与第三固定齿轮(31 ；93)啮合的第三空转齿轮(56 ； 103)，以及第三联接装置(57 ;104)，用于选择性地接合第三空转齿轮(56;103)，第三空转齿轮 (56 ；103)和第三联接装置(57 ； 104) 一起布置在第二副轴(21 ；81)上， 第四齿轮组，其包括设置在输入轴(17 ；76)上的第四固定齿轮(32 ；94)， 与第四固定齿轮(32 ；94)啮合的第四空转齿轮(58 ；105)，以及第四联接装置(57 ；104)，用于选择性地接合第四空转齿轮(58;105)，第四空转齿轮 (58 ； 105)和第四联接装置(57 ； 104) 一起布置在第二副轴(21 ；81)上， 第五齿轮组，其包括设置在输入轴(17 ；76)上的第五固定齿轮(31 ；93)， 与第五固定齿轮(31 ；93)啮合的第五空转齿轮(43 ；117)，以及第五联接装置05;118)，用于选择性地接合第五空转齿轮03;117)，第五空转齿轮 (43 ；117)和第五联接装置(45 ；118) 一起布置在第一副轴(18 ；78)上， 第六齿轮组，其包括设置在输入轴(17 ；76)上的第六固定齿轮(32 ；94)， 与第六固定齿轮(32 ；94)啮合的第六空转齿轮G6 ；119)，以及第六联接装置05;118)，用于选择性地接合第六空转齿轮06;119)，第六空转齿轮 (46 ；119)和第六联接装置(45 ；118) 一起布置在第一副轴(18 ；78)上。
7.如权利要求6所述的变速器(10；70)，其特征在于，第一联接装置和第二连接装置被设置为一个联接装置。
8.如权利要求6或7所述的变速器(10；70)，其特征在于，第三联接装置和第四连接装置被设置为一个联接装置。
9.如权利要求6到8中任一项所述的变速器(10；70)，其特征在于，第五联接装置和第六连接装置被设置为一个联接装置。
10.如权利要求6到9中任一项所述的变速器(10；70)，其特征在于，第三固定齿轮和第五固定齿轮被设置为一个固定齿轮。
11.如权利要求6到10中任一项所述的变速器(10；70)，其特征在于，第四固定齿轮和第六固定齿轮被设置为一个固定齿轮。
12.如权利要求6到11中任一项所述的变速器(10；70)，其特征在于，第一副轴(18) 设置在第二副轴上方。
13.如权利要求6到11中任一项所述的变速器(10；70)，其特征在于，第一副轴(18)设置在第二副轴下方。
14.一种传动系，包括引擎，以及如权利要求1到13中任一项所述的变速器，其连接到引擎。
15.一种车辆，包括至少一个轮子，以及如权利要求14所述的传动系，其连接到所述至少一个轮子。
全文摘要
本申请涉及一种具有第七高比率超速档的手动变速器。本申请提供了一种变速器(10；70)，该变速器(10；70)包括输入轴(17；76)，第一副轴(18；78)和第二副轴(21；81)，第一小齿轮(19；80)，第二小齿轮(22；82)和多个齿轮组。齿轮组被支撑在输入轴(17；76)上、第一副轴(18；78)上和第二副轴(21；81)上，用于提供传动比。该多个齿轮组包括倒档齿轮组(27，39，52)和超速前进齿轮组。超速前进齿轮组用于提供超速传动比，其低于其它前进齿轮组提供的传动比。超速前进齿轮组和倒档齿轮组定位为轴向上紧邻彼此。
文档编号B60K17/08GK102192307SQ20111004999
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月2日 优先权日2010年3月2日
发明者埃克哈德·科克纳 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司