一种九挡自动变速器和车辆的制作方法

1.本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及双离合变速器。


背景技术：

2.双离合自动变速器是基于平行轴式手动变速箱的动力传递原理创新开发而来的变速器，具有传动效率高、换挡动力连续、换挡舒适性好、结构简单、生产成本低等优点，在我国汽车市场中已得到普遍运用。目前市场上大部分双离合自动变速器均为七挡，为了进一步提升整车动力性、经济性、平顺性、商品性，可通过增加挡位并合理分配各挡速比达到。
3.现有技术中的双离合九挡自动变速器，需要在七挡双离合自动变速器的基础上增加新的齿轮组，导致变速器的轴向尺寸增加，进而增加了布置空间的难度，不利于变速器的轻量化、小型化。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种九挡自动变速器和车辆，以解决现有技术中，的九挡双离合变速器轴向尺寸较大，不利于轻量化、小型化的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.提供一种九挡自动变速器，包括：
7.耦合于第一离合器的第一输入轴，所述第一输入轴上同轴固定有五七挡主动齿轮、一三挡主动齿轮；
8.耦合于第二离合器的第二输入轴，所述第二输入轴上同轴固定有四六挡主动齿轮；
9.耦合于差速器的第一输出轴，所述第一输出轴上同轴空套有七挡从动齿轮，且所述第一输出轴上同轴滑动安装有一七挡双边同步器；
10.耦合于所述差速器的第二输出轴，所述第二输出轴上同轴空套有三挡从动齿轮、五挡从动齿轮、六挡从动齿轮，且所述第二输出轴上同轴滑动安装有三五挡双边同步器；
11.所述三挡从动齿轮上设有能够使所述三挡从动齿轮与所述六挡从动齿轮结合同步转动的过渡同步器；
12.所述一七挡双边同步器被构造为滑动后能够与所述七挡从动齿轮共同转动，所述三五挡双边同步器被构造为滑动后能够与所述三挡从动齿轮或所述五挡从动齿轮共同转动。
13.可选地，所述第二输入轴上同轴固定有二挡主动齿轮；
14.所述第二输出轴上还同轴空套有二挡从动齿轮；
15.所述第一输出轴上还同轴空套有倒挡从动齿轮，所述倒挡从动齿轮与所述二挡从动齿轮同步转动；所述第一输出轴上同轴滑动安装有倒四挡双边同步器；
16.所述倒四挡双边同步器被构造为滑动后能够与所述倒挡从动齿轮共转动。
17.可选地，所述第二输出轴上还同轴滑动安装有二六挡双边同步器，所述二六挡双
边同步器位于所述二挡从动齿轮和所述六挡从动齿轮之间，且所述二六挡双边同步器被构造为滑动后至少实现下述三个状态：
18.与所述二挡从动齿轮共同转动；
19.与所述六挡从动齿轮共同转动；
20.与所述二挡从动齿轮脱离、且与所述六挡从动齿轮脱离。
21.可选地，所述第一输出轴上还同轴空套有一挡从动齿轮，所述一七挡双边同步器位于所述一挡从动齿轮和所述七挡从动齿轮之间，且所述一七挡双边同步器被构造为滑动后至少实现下述三个状态：
22.与所述一挡从动齿轮共同转动；
23.与所述七挡从动齿轮共同转动；
24.与所述一挡从动齿轮脱离、且与所述七挡从动齿轮脱离。
25.可选地，所述第一输出轴上还同轴空套有四挡从动齿轮，所述倒四挡双边同步器位于所述倒挡从动齿轮和所述四挡从动齿轮之间，且所述倒四挡双边同步器被构造为滑动后至少实现下述三个状态：
26.与所述四挡从动齿轮共同转动；
27.与所述倒挡从动齿轮共同转动；
28.与所述四挡从动齿轮脱离、且与所述倒挡从动齿轮脱离。
29.可选地，所述差速器包括差速器齿圈和差速器输出轴，所述第一输出轴还同轴固定有第一输出齿轮，所述第一输出齿轮啮合于所述差速器齿圈；
30.所述第二输出轴还同轴固定有第二输出齿轮，所述第二输出齿轮啮合于所述差速器齿圈。
31.本发明还提供了一种车辆，包括车轮和上述的九挡自动变速器，所述差速器的输出轴耦合于所述车轮。
32.本发明提供的一种九挡自动变速器和车辆的有益效果在于：
33.一种九挡自动变速器，在七挡双离合自动变速器的结构基础上，通过在三挡从动齿轮上设置过渡同步器，将三挡从动齿轮与六挡从动齿轮结合成同向旋转的联合齿轮组，可以通过六挡齿轮组、三挡齿轮组、五挡齿轮组组合获得八挡速比，并通过六挡齿轮组、三挡齿轮组、七挡齿轮组组合获得九挡速比，既能保证常用挡位一挡至七挡的效率，又能够在无需增加新的挡位齿轮的基础下，提供八挡和九挡。本实施例中，由于九挡自动变速器没有增加新的挡位齿轮，即可实现八挡、九挡，相较于现有技术中的九挡双离合变速器具有更小的轴向尺寸，在成本较小的基础上，实现了变速器的轻量化和小型化。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本发明实施例提供的一种九挡自动变速器的结构示意图。
36.其中，图中各附图标记：
37.1-五七挡主动齿轮；2-五挡从动齿轮；3-七挡从动齿轮；4-一三挡主动齿轮；5-三挡从动齿轮；6-一挡从动齿轮；7-四六挡主动齿轮；8-六挡从动齿轮； 9-四挡从动齿轮；10-二挡主动齿轮；11-二挡从动齿轮；12-倒挡从动齿轮；13
‑ꢀ
第一输出齿轮；14-第二输出齿轮；15-第一输出轴；16-第二输出轴；17-第一输入轴；18-第二输入轴；19-差速器齿圈；20-差速器输出轴；k1-第一离合器； k2-第二离合器；s1-三五挡双边同步器；s2-过渡同步器；s3-二六挡双边同步器；s4-倒四挡双边同步器；s5-一七挡双边同步器。
具体实施方式
38.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
39.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
40.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。
41.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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
42.请一并参阅图1，现对本发明实施例提供的九挡自动变速器进行说明，下文所述两种转动关系：(1)同轴固定：轴和轴上的齿轮同轴且相互固定，轴和轴上的齿轮同步转动；(2)同轴空套，轴和轴上的齿轮同轴但不相互固定，轴和轴上的齿轮相互独立转动互不影响。
43.本实施例中的九挡自动变速器为双离合式变速器，九挡自动变速器包括耦合于第一离合器k1的第一输入轴17、耦合于第二离合器k2的第二输入轴18，以及第一输出轴15和第二输出轴16，第一输出轴15和第二输出轴16各自耦合于差速器。双离合式变速器的基本原理为，通过第一离合器k1或者第二离合器k2与发动机输出轴耦合，向变速器输入动力。对应的输入轴获得动力后，带动与该输入轴同轴固定的主动齿轮转动，主动齿轮与被动齿轮啮合，被动齿轮同轴空套在输出轴上。在输出轴上同轴滑动设置的同步器能够滑动切换与不同的被动齿轮同步，同时同步器本身与输出轴之间保持同步转动，同步器与对应的被动齿轮同步后，即相当于将该被动齿轮与输出轴之间同步转动，实现将输入轴输入的转矩最终从输出轴输出。通过不同的主动齿轮、被动齿轮的齿轮比设置能够实现不同的挡位，通过控制同步器移动切换不同的被动齿轮即可实现切换至对应的挡位。
44.具体地，在本实施例的九挡自动变速器中，在第一输入轴17上同轴固定有与第一输入轴17共同转动的五七挡主动齿轮1、一三挡主动齿轮4。第二输入轴18上同轴固定有四六挡主动齿轮7。第一输出轴15上同轴空套有七挡从动齿轮3，第一输出轴15上同轴滑动安
装有一七挡双边同步器s5。第二输出轴 16同轴空套有三挡从动齿轮4、五挡从动齿轮2、六挡从动齿轮8，第二输出轴 16同轴滑动安装三五挡双边同步器s1。
45.在上述齿轮中，一三挡主动齿轮4与三挡从动齿轮4啮合，五七挡主动齿轮1与五挡从动齿轮2啮合，四六挡主动齿轮7与六挡从动齿轮8啮合。三挡从动齿轮4上设有过渡同步器s2，过渡同步器s2能够使三挡从动齿轮5和六挡从动齿轮8实现同步转动。
46.一七挡双边同步器s5被构造为滑动后能够与七挡从动齿轮3共同转动。三五挡双边同步器s1被构造为滑动后能与三挡从动齿轮5或者五挡从动齿轮2 共同转动。
47.过渡同步器s2能将六挡从动齿轮8和三挡从动齿轮5同步连接，使六挡从动齿轮8和三挡从动齿轮5结合成不能相对转动，但能相对于第二输出轴16 自由转动的双联齿轮结构，使六挡齿轮组和三挡齿轮组同步参与到动力传递路线中，从而实现八挡和九挡。
48.上述各齿轮和同步器的名称中的数字与其所处挡位传动系统相关，例如上述出现的各结构可以实现的挡位有：
49.三挡：第一离合器k1
→
第一输入轴17
→
一三挡主动齿轮4
→
三挡从动齿轮 5
→
三五挡双边同步器s1右移至b
→
第二输出轴16。三挡的减速比通过一三挡主动齿轮4和三挡从动齿轮5组合实现。
50.五挡：第一离合器k1
→
第一输入轴17
→
五七挡主动齿轮1
→
五挡从动齿轮 2
→
三五挡双边同步器s1左移至a
→
第二输出轴16。五挡的减速比通过五七挡主动齿轮1和五挡从动齿轮2组合实现。
51.七挡：第一离合器k1
→
第一输入轴17
→
五七挡主动齿轮1
→
七挡从动齿轮 3
→
一七挡双边同步器s5左移至j
→
第一输出轴15。七挡的减速比通过五七挡主动齿轮1和七挡从动齿轮3组合实现。
52.上述的挡位为传统的单齿轮组实现的减速挡位，而本实施中的九挡自动变速器中的八挡和九挡的挡位力传递与前七挡不同，具体为：
53.八挡动力传递路线为：
54.第二离合器k2
→
第二输入轴18
→
四六挡主动齿轮7
→
六挡从动齿轮8
→
过渡同步器s2右移至c
→
三挡从动齿轮5
→
一三挡主动齿轮4
→
第一输入轴17
→
五七挡主动齿轮1
→
五挡从动齿轮2
→
三五挡双边同步器s1左移至a
→
第二输出轴16。
55.整个八挡动力传递路线过程中包括三组参与变速的齿轮组：四六挡主动齿轮7和六挡从动齿轮8、三挡从动齿轮5和一三挡主动齿轮4、五七挡主动齿轮 1和五挡从动齿轮2，也即通过三次齿轮传动实现与前七挡不同的八挡减速比。
56.九挡动力传递路线为：
57.第二离合器k2
→
第二输入轴18
→
四六挡主动齿轮7
→
六挡从动齿轮8
→
过渡同步器s2右移至c
→
三挡从动齿轮5
→
一三挡主动齿轮4
→
第一输入轴17
→
五七挡主动齿轮1
→
七挡从动齿轮3
→
一七挡双边同步器s5左移至j
→
第一输出轴15。
58.整个九挡动力传递路线过程中包括三组参与变速的齿轮组：四六挡主动齿轮7和六挡从动齿轮8、三挡从动齿轮5和一三挡主动齿轮4、五七挡主动齿轮1和七挡从动齿轮3，也是通过三次齿轮传动实现，并且与前七挡和八挡的齿轮比均不相同，构成具有新传动比的九挡。
59.从上述过程可以看出，本实施例的一种九挡自动变速器可以提供通过三组齿轮组
组合获得的八挡和九挡速比，这样保证了一至七挡常用挡位的效率，又在不增加齿轮组的前提下，通过三挡从动齿轮5上的过渡同步器s2组成联合齿轮组，并与其他齿轮组组合获得八挡、九挡双离合九挡自动变速器，实现不同整车定位对自动变速器的需求。
60.由于本实施例中的九挡自动变速器没有增加新的挡位齿轮，因此相较于现有技术中的九挡双离合变速器具有更小的轴向尺寸，实现了变速器的轻量化和小型化，也降低了变速器的成本。
61.可选的，在第二输入轴18上还同轴固定有二挡主动齿轮，第二输出轴16 上还设有同轴空套的二挡从动齿轮。第一输出轴15上还设有同轴空套的倒挡从动齿轮，倒挡从动齿轮与二挡从动齿轮同步转动；第一输出轴15上同轴滑动安装有倒四挡双边同步器。倒四挡双边同步器被构造为滑动后能够与倒挡从动齿轮共提供转动。
62.上述结构能够实现九挡自动变速器切换入倒挡，倒挡的动力传递路线为：
63.第二离合器k2
→
第二输入轴18
→
二挡主动齿轮10
→
二挡从动齿轮11
→
倒挡从动齿轮12
→
倒四挡双边同步器s4右移至f
→
第一输出轴15
→
第一输出齿轮13
→
差速器齿圈19
→
差速器输出轴20。
64.可选的，所述第二输出轴16上还滑动安装有与所述第二输出轴16共同转动的二六挡双边同步器，所述二六挡双边同步器位于所述二挡从动齿轮和所述六挡从动齿轮8之间，且所述二六挡双边同步器被构造为滑动后至少实现下述三个状态：
65.(a)二六挡双边同步器与所述二挡从动齿轮共同转动，此时的挡位对应为二挡，动力传递路线为：第二离合器k2
→
第二输入轴18
→
二挡主动齿轮10
→
二挡从动齿轮11
→
二六挡双边同步器s3右移至e
→
第二输出轴16。
66.(b)二六挡双边同步器与所述六挡从动齿轮8共同转动，此时的挡位对应为六挡，动力传递路线为：第二离合器k2
→
第二输入轴18
→
四六挡主动齿轮7
ꢀ→
六挡从动齿轮8
→
二六挡双边同步器s3左移至d
→
第二输出轴16。
67.(c)二六挡双边同步器与所述二挡从动齿轮脱离、且与所述六挡从动齿轮8 脱离，此时的挡位既不是二挡，也不是六挡，为除该二者以外的其他挡位。
68.可选的，所述第一输出轴15上还设有能够自由转动的一挡从动齿轮，所述一七挡双边同步器s5位于所述一挡从动齿轮和所述七挡从动齿轮3之间，且所述一七挡双边同步器s5被构造为滑动后至少实现下述三个状态：
69.(a)一七挡双边同步器s5与所述一挡从动齿轮共同转动，此时的挡位对应为一挡，动力传递路线为：第一离合器k1
→
第一输入轴17
→
一三挡主动齿轮4
ꢀ→
一挡从动齿轮
→
一七挡双边同步器s5右移至h
→
第一输出轴15。
70.(b)一七挡双边同步器s5与所述七挡从动齿轮3共同转动，此时的挡位对应为七挡，动力传递路线为：第一离合器k1
→
第一输入轴17
→
五七挡主动齿轮1
→
七挡从动齿轮3
→
一七挡双边同步器s5左移至j
→
第一输出轴15。
71.(c)一七挡双边同步器s5与所述一挡从动齿轮脱离、且与所述七挡从动齿轮3脱离，此时的挡位既不是一挡，也不是七挡，为除该二者以外的其他挡位。
72.可选的，第一输出轴15上还设有同轴空套的四挡从动齿轮，倒四挡双边同步器位于倒挡从动齿轮和四挡从动齿轮之间，且倒四挡双边同步器被构造为滑动后至少实现下述三个状态：
73.(a)倒四挡双边同步器与四挡从动齿轮共同转动，此时的挡位对应为四挡，动力传递路线为：第二离合器k2
→
第二输入轴18
→
四六挡主动齿轮7
→
四挡从动齿轮
→
倒四挡双边同步器s4左移至g
→
第一输出轴15。
74.(b)倒四挡双边同步器与倒挡从动齿轮共同转动，此时的挡位对应为倒挡，动力传递路线见上文所述。
75.(c)与四挡从动齿轮脱离、且与倒挡从动齿轮脱离。
76.本实施例中还提供了车辆，包括车轮和上述的九挡自动变速器，车辆的差速器的输出轴耦合至车轮，将动力输出至车轮，驱动车辆前进。
77.本实施例中的九挡自动变速器和车辆在第一离合器k1结合时，通过一、三、五、七挡传递动力源动力，第二离合器k2结合时，通过二、四、六、八、九、倒挡传递动力源动力。所有挡位动力传递过程依次为：
78.一挡动力传递路线：第一离合器k1
→
第一输入轴17
→
一三挡主动齿轮4
→
一挡从动齿轮6
→
一七挡双边同步器s5右移至h
→
第一输出轴15
→
第一输出齿轮13
→
差速器齿圈19
→
差速器输出轴20。
79.二挡动力传递路线：第二离合器k2
→
第二输入轴18
→
二挡主动齿轮10
→
二挡从动齿轮11
→
二六挡双边同步器s3右移至e
→
第二输出轴16
→
第二输出齿轮14
→
差速器齿圈19
→
差速器输出轴20。
80.三挡动力传递路线：第一离合器k1
→
第一输入轴17
→
一三挡主动齿轮4
→
三挡从动齿轮5
→
三五挡双边同步器s1右移至b
→
第二输出轴16
→
第二输出齿轮14
→
差速器齿圈19
→
差速器输出轴20。
81.四挡动力传递路线：第二离合器k2
→
第二输入轴18
→
四六挡主动齿轮7
→
四挡从动齿轮9
→
倒四挡双边同步器s4左移至g
→
第一输出轴15
→
第一输出齿轮13
→
差速器齿圈19
→
差速器输出轴20。
82.五挡动力传递路线：第一离合器k1
→
第一输入轴17
→
五七挡主动齿轮1
→
五挡从动齿轮2
→
三五挡双边同步器s1左移至a
→
第二输出轴16
→
第二输出齿轮14
→
差速器齿圈19
→
差速器输出轴20。
83.六挡动力传递路线：第二离合器k2
→
第二输入轴18
→
四六挡主动齿轮7
→
六挡从动齿轮8
→
二六挡双边同步器s3左移至d
→
第二输出轴16
→
第二输出齿轮14
→
差速器齿圈19
→
差速器输出轴20。
84.七挡动力传递路线：第一离合器k1
→
第一输入轴17
→
五七挡主动齿轮1
→
七挡从动齿轮3
→
一七挡双边同步器s5左移至j
→
第一输出轴15
→
第一输出齿轮13
→
差速器齿圈19
→
差速器输出轴20。
85.八挡动力传递路线：第二离合器k2
→
第二输入轴18
→
四六挡主动齿轮7
→
六挡从动齿轮8
→
过渡同步器s2右移至c
→
三挡从动齿轮5
→
一三挡主动齿轮4
ꢀ→
第一输入轴17
→
五七挡主动齿轮1
→
五挡从动齿轮2
→
三五挡双边同步器s1 左移至a
→
第二输出轴16
→
第二输出齿轮14
→
差速器齿圈19
→
差速器输出轴 20。
86.九挡动力传递路线：第二离合器k2
→
第二输入轴18
→
四六挡主动齿轮7
→
六挡从动齿轮8
→
过渡同步器s2右移至c
→
三挡从动齿轮5
→
一三挡主动齿轮4
ꢀ→
第一输入轴17
→
五七挡主动齿轮1
→
七挡从动齿轮3
→
一七挡双边同步器s5 左移至j
→
第一输出轴15
→
第
一输出齿轮13
→
差速器齿圈19
→
差速器输出轴 20。
87.倒挡动力传递路线：第二离合器k2
→
第二输入轴18
→
二挡主动齿轮10
→
二挡从动齿轮11
→
倒挡从动齿轮12
→
倒四挡双边同步器s4右移至f
→
第一输出轴15
→
第一输出齿轮13
→
差速器齿圈19
→
差速器输出轴20。
88.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。