一种独立双离合复合接合齿圈式自动变速器的制作方法

1.本实用新型属于汽车变速器技术领域，具体涉及一种独立双离合复合接合齿圈式自动变速器。


背景技术：

2.汽车变速器，是一种用于协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，以便发动机达到最佳性能。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比。汽车自动变速器常见的有四种形式：分别是液力自动变速器、机械无级自动变速器、电控机械自动变速器和双离合变速器，传统的双离合变速器结构复杂、成本高昂，双离合切换时不能同时锁合，导致换挡过程动力并非绝对连续的问题。针对这一情况，现设计一种独立双离合复合接合齿圈式自动变速器。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种独立双离合复合接合齿圈式自动变速器，解决了传统的双离合变速器结构复杂、成本高昂，由于在双离合切换时不能同时锁合，导致换挡过程动力并非绝对连续的问题。
4.本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
5.一种独立双离合复合接合齿圈式自动变速器，包括动力输入轴，所述动力输入轴的一侧设有第四换挡结构、第二换挡结构、第三换挡结构和第一换挡结构。
6.所述动力输入轴的一端设有动力输入齿轮，动力输入齿轮的上端上支路输入齿轮，上支路输入齿轮的一侧设有上离合器，动力输入齿轮的下端设有下支路输入齿轮，下支路输入齿轮的一侧设有下离合器。
7.所述第四换挡结构包括第四花键毂、六挡固定接合齿圈和四挡固定结合齿圈，第四花键毂
‑
的外围设有第四接合齿套，四挡固定结合齿圈的一端设有第四单向轴承，第四单向轴承上设有四挡单向接合齿圈。
8.所述第二换挡结构包括二挡固定接合齿圈和第二花键毂，第二花键毂的外围设有第二接合齿套，二挡固定接合齿圈的一端设有第二单向轴承，第二单向轴承上设有二挡单向接合齿圈。
9.进一步的，所述上离合器的动力输出端设有上传动轴，第四换挡结构的一端设有六挡传动齿轮，第四换挡结构的另一端设有四挡传动齿轮，第二换挡结构的一端设有二挡传动齿轮，第四换挡结构置于第二换挡结构和上离合器之间，下离合器的动力输出端设有下传动轴，第三换挡结构的一端设有五挡传动齿轮，第三换挡结构的另一端设有三挡传动齿轮，第一换挡结构的一端设有一挡传动齿轮，第一换挡结构的另一端设有倒车挡传动齿轮。
10.进一步的，所述倒车挡传动齿轮的上端设有换向惰轮，动力输出轴位于动力输入轴的一侧且与动力输入轴同轴线，动力输出轴上还设有第一输出齿轮、第二输出齿轮、第三
输出齿轮和第四输出齿轮，第一输出齿轮、第二输出齿轮、第三输出齿轮和第四输出齿轮分别通过键与动力输出轴连接。
11.进一步的，所述第一输出齿轮与六挡传动齿轮啮合和五挡传动齿轮啮合，第二输出齿轮与四挡传动齿轮和三挡传动齿轮啮合，第三输出齿轮与二挡传动齿轮和一挡传动齿轮啮合，换向惰轮与第四输出齿轮和倒车挡传动齿轮啮合。
12.进一步的，第四花键毂通过花键与上传动轴连接，六挡固定接合齿圈与上传动轴转动连接，六挡固定接合齿圈与六挡传动齿轮固定连接，四挡固定结合齿圈与四挡传动齿轮固定连接，四挡固定结合齿圈与上传动轴转动连接，六挡固定接合齿圈和四挡单向接合齿圈分别位于第四花键毂的两侧。
13.进一步的，二挡固定接合齿圈与上传动轴转动连接，第二花键毂通过花键与上传动轴连接，二挡单向接合齿圈位于第二花键毂的一侧，二挡固定接合齿圈的另一端与二挡传动齿轮固定连接。
14.进一步的，所述第三换挡结构包括五挡固定接合齿圈、第三花键毂和三挡固定接合齿圈，五挡固定接合齿圈和三挡固定接合齿圈与下传动轴转动连接，第三花键毂通过花键与下传动轴连接，五挡固定接合齿圈的一端设有第五单向轴承，第五单向轴承上设有五挡单向接合齿圈，五挡固定接合齿圈
‑
的另一端与五挡传动齿轮固定连接，三挡固定接合齿圈的一端设有第三单向轴承，第三单向轴承上设有三挡单向接合齿圈，三挡固定接合齿圈的另一端与三挡传动齿轮固定连接，五挡单向接合齿圈和三挡单向接合齿圈分别位于第三花键毂
‑
的两侧。
15.进一步的，所述第一换挡结构包括一挡固定接合齿圈、第一花键毂和倒车挡固定接合齿圈，一挡固定接合齿圈和倒车挡固定接合齿圈与下传动轴转动连接，第一花键毂通过花键与下传动轴连接，一挡固定接合齿圈的一端设有第一单向轴承，第一单向轴承上设有一挡单向接合齿圈，一挡固定接合齿圈的另一端与一挡传动齿轮固定连接，第一花键毂外围设有第一接合齿套，倒车挡固定接合齿圈与倒车挡传动齿轮固定连接。
16.本实用新型的有益效果：
17.1、本实用新型提出的独立双离合复合接合齿圈式自动变速器设有固定接合齿圈和单向接合齿圈组成的复合接合齿圈具有与接合齿套固定套合和单向套合两种模式，通过两种模式的切换，可使两各独立的离合器同时分别压紧锁合，保证高低挡位动力连续地切换；
18.2、本实用新型提出的独立双离合复合接合齿圈式自动变速器采用普通的独立离合结构替代，减少传动齿轮数量，降低了生产成本，提高变速可靠性和传动效率。
附图说明
19.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
20.图1是本实用新型实施例的整体结构示意图；
21.图2是本实用新型实施例的第四换挡结构示意图；
22.图3是本实用新型实施例的第二换挡结构示意图；
23.图4是本实用新型实施例的第三换挡结构示意图；
24.图5是本实用新型实施例的第一换挡结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。
27.如图1所示，一种独立双离合复合接合齿圈式自动变速器，包括动力输入轴1、第四换挡结构7、第二换挡结构10、第三换挡结构15和第一换挡结构18。
28.所述动力输入轴1的一端设有动力输入齿轮2，动力输入齿轮2通过键与动力输入轴1连接，动力输入齿轮2的上端设有啮合的上支路输入齿轮3，上支路输入齿轮3的一侧设有上离合器4，上离合器4的动力输入端通过中间轴和键与上支路输入齿轮3连接，上离合器4的动力输出端设有固定连接的上传动轴5，传动轴5上设有固定连接的第四换挡结构7和第二换挡结构10，第四换挡结构 7的一端设有固定连接的六挡传动齿轮6，第四换挡结构7的另一端设有固定连接的四挡传动齿轮8，第二换挡结构10的一端设有固定连接的二挡传动齿轮9，第四换挡结构7置于第二换挡结构10和上离合器4之间。
29.动力输入齿轮2的下端设有啮合的下支路输入齿轮11，下支路输入齿轮11 的一侧设有下离合器12，下离合器12的动力输入端通过中间轴和键与下支路输入齿轮11连接，下离合器12的动力输出端设有固定连接的下传动轴13，下传动轴13上设有固定连接的第三换挡结构15和第一换挡结构18，第三换挡结构 15的一端设有固定连接的五挡传动齿轮14，第三换挡结构15的另一端设有固定连接的三挡传动齿轮16，第一换挡结构18的一端设有固定连接的一挡传动齿轮17，第一换挡结构18的另一端设有固定连接的倒车挡传动齿轮19。
30.倒车挡传动齿轮19的上端设有啮合的换向惰轮20，动力输出轴25位于动力输入轴1的一侧且与动力输入轴1同轴线，动力输出轴25上还设有第一输出齿轮21、第二输出齿轮22、第三输出齿轮23和第四输出齿轮24，所述第一输出齿轮21、第二输出齿轮22、第三输出齿轮23和第四输出齿轮24分别通过键与动力输出轴25连接。
31.第一输出齿轮21的上沿与六挡传动齿轮6啮合，第一输出齿轮21的下沿与五挡传动齿轮14啮合，第二输出齿轮22的上沿与四挡传动齿轮8啮合，第二输出齿轮22的下沿与三挡传动齿轮16啮合，第三输出齿轮23的上沿与二挡传动齿轮9啮合，第三输出齿轮23的下沿与一挡传动齿轮17啮合，换向惰轮 20第四输出齿轮24与第四输出齿轮24和倒车挡传动齿轮19啮合。
32.如图2所示，所述第四换挡结构7包括第四花键毂7
‑
2、六挡固定接合齿圈 7
‑
1和四挡固定结合齿圈7
‑
6，第四花键毂7
‑
2通过花键与上传动轴5固定连接，六挡固定接合齿圈7
‑
1通过轴承与上传动轴5转动连接，六挡固定接合齿圈7
‑
1 与六挡传动齿轮6固定连接，第四花键毂7
‑
2的外围设有第四接合齿套7
‑
3，四挡固定结合齿圈7
‑
6的一端设有固定连接的第四单向轴承7
‑
5，第四单向轴承 7
‑
5上设有固定连接的四挡单向接合齿圈7
‑
4，四挡固定结合齿圈7
‑
6的另一端与四挡传动齿轮8固定连接，四挡固定结合齿圈7
‑
6通过轴承与上传动
轴5转动连接，六挡固定接合齿圈7
‑
1和四挡单向接合齿圈7
‑
4分别位于第四花键毂 7
‑
2的两侧。
33.如图3所示，所述第二换挡结构10包括二挡固定接合齿圈10
‑
1和第二花键毂10
‑
4，二挡固定接合齿圈10
‑
1通过轴承与上传动轴5转动连接，第二花键毂10
‑
4通过花键与上传动轴5连接，第二花键毂10
‑
4的外围设有第二接合齿套10
‑
3，二挡固定接合齿圈10
‑
1的一端设有固定连接的第二单向轴承10
‑
5，第二单向轴承10
‑
5上设有固定连接的二挡单向接合齿圈10
‑
2，二挡单向接合齿圈10
‑
2位于第二花键毂10
‑
4的一侧，二挡固定接合齿圈10
‑
1的另一端与二挡传动齿轮9固定连接。
34.如图4所示，所述第三换挡结构15包括五挡固定接合齿圈15
‑
1、第三花键毂15
‑
4和三挡固定接合齿圈15
‑
8，五挡固定接合齿圈15
‑
1和三挡固定接合齿圈15
‑
8通过轴承与下传动轴13连接，第三花键毂15
‑
4通过花键与下传动轴13 连接，五挡固定接合齿圈15
‑
1的一端设有固定连接的第五单向轴承15
‑
2，第五单向轴承15
‑
2上设有固定连接的五挡单向接合齿圈15
‑
3，五挡固定接合齿圈 15
‑
1的另一端与五挡传动齿轮14固定连接，三挡固定接合齿圈15
‑
8的一端设有固定连接的第三单向轴承15
‑
7，第三单向轴承15
‑
7上设有三挡单向接合齿圈 15
‑
6，三挡固定接合齿圈15
‑
8的另一端与三挡传动齿轮16固定连接，五挡单向接合齿圈15
‑
3和三挡单向接合齿圈15
‑
6分别位于第三花键毂15
‑
4的两侧。
35.如图5所示，所述第一换挡结构18包括一挡固定接合齿圈18
‑
1、第一花键毂18
‑
5和倒车挡固定接合齿圈18
‑
6，一挡固定接合齿圈18
‑
1和倒车挡固定接合齿圈18
‑
6通过轴承与下传动轴13连接，第一花键毂18
‑
5通过花键与下传动轴13连接，一挡固定接合齿圈18
‑
1的一端设有固定连接的第一单向轴承18
‑
3，第一单向轴承18
‑
3上设有固定连接的一挡单向接合齿圈18
‑
2，一挡固定接合齿圈18
‑
1的另一端与一挡传动齿轮17固定连接，第一花键毂18
‑
5外围设有第一接合齿套18
‑
4，倒车挡固定接合齿圈18
‑
6与倒车挡传动齿轮19固定连接。
36.使用时，发动机刚启动或车辆怠速驻车时，上离合器4和下离合器12均处于分离状态不传递动力，由于上支路输入齿轮3和下支路输入齿轮11完全相同，所以上离合器4和下离合器12的动力输入端转速相同，发动机刚启动或怠速驻车未起步前，第一换挡结构18中的第一接合齿套18
‑
4向左滑动，在同步器(图中未画出)等的作用下依次与一挡单向接合齿圈18
‑
2、一挡固定接合齿圈18
‑
1 套合，使一挡传动齿轮17和下传动轴13成为一个整体。
37.同时，第二换挡结构10中的第二接合齿套10
‑
3向左滑动，在同步器(图中未画出)等的作用下依次与二挡单向接合齿圈10
‑
2、二挡固定接合齿圈10
‑
1 套合，进一步使二挡传动齿轮9和上传动轴5成为一个整体。上述控制过程均可在自动控制系统辅助下完成，然后压紧锁合下离合器12，开始起步，此时动力由一挡传动齿轮17经由第三输出齿轮23、动力输出轴25输出。由于一挡传动齿轮17和下传动轴13成为一个整体，因此刹车过程中可以利用发动机反拖制动或下坡带挡驻停而不会溜车。
38.车辆以一挡行驶后，开始切换到二挡时，第一换挡结构18中与一挡单向接合齿圈18
‑
2、一挡固定接合齿圈18
‑
1套合的第一接合齿套18
‑
4向右滑动至只与一挡单向接合齿圈18
‑
2套合；此时一挡传动齿轮17可相对下传动轴13单向转动，但是相对转动方向与下传动轴13的转向相同，并且一挡传动齿轮17在汽车惯性的反拖下继续转动，由于换挡时间非常短，因此，一挡传动齿轮17和下传动轴13几乎未发生相对转动；此过程中，一挡传动齿轮17通过第三输出齿轮23带动二挡传动齿轮9转动，进而带动上传动轴5转动，进而带动上离合
器4动力输出端转动，由于高挡位齿轮齿数大于低挡位齿轮齿数，所以上传动轴5转速低于下传动轴13，也即上离合器4动力输出端转速低于上离合器4动力输入端转速。
39.然后逐渐压紧锁合上离合器4，上离合器4动力输出端和上离合器4动力输入端相互摩擦开始传递动力，此时下离合器12仍未分离，下传动轴13和上传动轴5共同传递动力，区别在于下离合器12完全锁紧是静摩擦传递动力，且下传动轴13的动力仅传动至一挡单向接合齿圈18
‑
2，而上离合器4在完全锁紧前是相对转动产生的动摩擦力传递动力。在上离合器4逐渐压紧的过程中，随着压紧力的逐渐增大，摩擦力逐渐增大，直到达到一定值，克服行驶阻力开始加速；在此过程中，由于第一接合齿套18
‑
4切换到与一挡单向接合齿圈18
‑
2套合，因此上离合器4开始压紧到完全锁合过程中，上传动轴5的转速经历了由开始阶段不变到加速的过程，进而在开始加速时二挡传动齿轮9通过第三输出齿轮23反拖一挡传动齿轮17相对下传动轴13转动，而不会相互干渉，此时下传动轴13不再传递动力，由此完成一挡到二挡的动力传递交接过程。
40.因此动力传递是从一挡全部动力到二挡全部动力的过程，此过程中二挡传递的动力逐渐增大，动力分配是连续变化的。因此该换挡过程是一挡动力逐步被二挡取代的过程，并且和二挡传动过程同步进行，上离合器4摩擦力使上传动轴5开始加速，同时反拖一挡传动齿轮17相对下传动轴13转动，并最终完成动力交接过程。该过程中动力连续，且动力交接平稳，损失极小效率极高。上述控制过程均可在自动控制系统辅助下完成。
41.上离合器4彻底锁合后，由于一挡传动齿轮17被第三输出齿轮23反拖而相对于下传动轴13转动，不再传递动力，此时下离合器12断开，同时第一换挡结构18中与一挡单向接合齿圈18
‑
2套合的第一接合齿套18
‑
4再次向右滑动至脱离套合，同时第三换挡结构15中的第三接合齿套15
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5向右滑动，在同步器(图中未画出)等的作用下依次与单向接合齿圈15
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6、固定接合齿圈15
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8套合，完成三挡预备。由于二挡传动齿轮9和上传动轴5成为一体，因此刹车过程中可以利用发动机反拖制动或下坡带挡驻停而不会溜车等。上述控制过程均可在自动控制系统辅助下完成。
42.二挡切换到三挡、三挡切换到四挡、四挡切换到五挡、五挡切换到六挡过程与一挡切换到二挡相似。但由于六挡为最高挡因此理论上换挡过程中不会被反拖，因此可以省略六挡单向接合齿圈。
43.倒挡切换前，需要车辆处于刚启动或怠速驻车状态，此时所有其他挡位接合套均处于未接合状态，切换到倒车挡挡位时，第一换挡结构18中的第一接合套18
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4向右滑动，与倒车挡固定接合齿圈18
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6套合，完成倒车挡位准备，然后压紧锁合下离合器12，完成倒车起步。
44.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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。
45.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还
会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。