本發(fā)明涉及驅(qū)動領(lǐng)域，特別涉及一種倍擋離合裝置及變速總成。

背景技術(shù)：

為了獲得更好的動力性能、更低的能耗、更高的傳遞效率、更低的尾氣排放，車輛離合器及變速器相關(guān)技術(shù)正大力向著多擋化發(fā)展，目前轎車用AT的擋位已可達到十個前進擋。在車輛換擋過程中，速比級差越小，發(fā)動機轉(zhuǎn)速波動就越小，就越能保證發(fā)動機處于高效運行性能區(qū)間。然而，現(xiàn)有多擋位設(shè)計的速比級差很難做到一致，例如在當(dāng)前一種10AT的變速驅(qū)動設(shè)計中，1～10擋可以實現(xiàn)的齒比依次為4.70、2.99、2.15、1.80、1.52、1.28、1.00、0.85、0.69、0.64，相鄰兩個擋位的速比級差依次為1.57、1.39、1.19、1.18、1.19、1.28、1.18、1.23、1.08。可見，現(xiàn)有設(shè)計很難滿足相鄰兩個擋位的速比級差均在1.2甚至更小，這在其某些擋位轉(zhuǎn)換時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速波動很大，有可能出現(xiàn)升擋時發(fā)動機掉速太大導(dǎo)致扭矩輸出較小而感覺換擋時接不上力，動力較“肉”的感覺。另外，單行星運動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，也極難實現(xiàn)1.2或小于1.2的速比級差。比如要實現(xiàn)1.2的速比級差輸出，則需要齒圈輸入，行星架輸出，制動太陽輪，并且要滿足太陽輪與齒圈的轉(zhuǎn)速比為5，這意味著如果在P或N擋時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2000RPM，則太陽輪的轉(zhuǎn)速為10000RPM，太陽輪轉(zhuǎn)速很可能太高導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效等嚴(yán)重后果。

可見，如何實現(xiàn)較小而均勻的速比級差實為業(yè)界需要解決的一大技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種倍擋離合裝置及變速總成，能夠極大拓展其輸出速比的調(diào)節(jié)范圍，以滿足變速器設(shè)計的速比需求，從而確保發(fā)動機處于高效運行性能區(qū)間。

本發(fā)明一實施例的倍擋離合裝置，作為獨立部件連接于發(fā)動機輸出軸和變速齒輪組輸入軸之間，且包括：輸入軸，與發(fā)動機輸出軸連接，并從發(fā)動機輸出軸接收動力；輸出軸，輸出動力至變速齒輪組輸入軸；行星運動機構(gòu)，包括動力輸入件、傳動件、傳動控制件以及動力輸出件，其中動力輸入件與輸入軸連接；速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪，其配對齒輪與動力輸出件連接；速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪，其配對齒輪設(shè)于輸出軸；制動機構(gòu)，與傳動控制件連接并用于選擇性制動傳動控制件，使得輸入軸經(jīng)傳動件和速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪、速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪以第一速度比驅(qū)動輸出軸；離合機構(gòu)，連接于輸入軸與輸出軸之間，并用于選擇性接合輸入軸和輸出軸，使得輸入軸不經(jīng)過傳動件、速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪和速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪以第二速度比驅(qū)動輸出軸，所述第二速度比為1。

可選地，所述行星運動機構(gòu)包括太陽輪、設(shè)置于太陽輪周圍并與太陽輪外嚙合的行星齒輪組、與行星齒輪組內(nèi)嚙合的齒圈以及設(shè)置于行星齒輪組上的行星架，太陽輪為動力輸入件，行星架為動力輸出件，齒圈為傳動控制件，行星齒輪組為傳動件；所述制動機構(gòu)包括制動件和被制動件，被制動件與齒圈同軸連接，制動件用于對被制動件進行選擇性制動；所述離合機構(gòu)包括主動件和從動件，主動件與太陽輪同軸連接，從動件與輸出軸同軸連接。

可選地，所述行星運動機構(gòu)包括太陽輪、設(shè)置于太陽輪周圍并與太陽輪外嚙合的行星齒輪組、與行星齒輪組內(nèi)嚙合的齒圈以及設(shè)置于行星齒輪組上的行星架，齒圈為動力輸入件，行星架為動力輸出件，太陽輪為傳動控制件，行星齒輪組為傳動件；所述制動機構(gòu)包括制動件和被制動件，被制動件與太陽輪同軸連接，制動件用于對被制動件進行選擇性制動；所述離合機構(gòu)包括主動件和從動件，主動件與齒圈同軸連接，從動件與輸出軸同軸連接。

可選地，所述倍擋離合裝置進一步包括扭轉(zhuǎn)減振機構(gòu)，所述扭轉(zhuǎn)減振機構(gòu)集成于行星運動機構(gòu)、制動機構(gòu)以及離合機構(gòu)中的至少一個上，且扭轉(zhuǎn)減振機構(gòu)包括同軸設(shè)置且能夠相對轉(zhuǎn)動的第一轉(zhuǎn)動部件和第二轉(zhuǎn)動部件以及沿第一轉(zhuǎn)動部件和第二轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動方向彈性連接第一轉(zhuǎn)動部件和第二轉(zhuǎn)動部件的彈簧減振器。

可選地，所述第一轉(zhuǎn)動部件和第二轉(zhuǎn)動部件之間形成一環(huán)形腔體，所述彈簧減振器為設(shè)置于環(huán)形腔體內(nèi)的曲形彈簧。

可選地，所述曲形彈簧由至少兩個不同彈性系數(shù)的彈簧串聯(lián)而成。

可選地，所述第一轉(zhuǎn)動部件和第二轉(zhuǎn)動部件分別沿各自周向?qū)ΨQ形成多個彈簧卡槽，彈簧減振器包括分別卡置于彈簧卡槽內(nèi)的多個直形彈簧。

可選地，每組對應(yīng)的彈簧卡槽內(nèi)包括至少兩個串聯(lián)或嵌套的彈性系數(shù)互不相同的直形彈簧。

本發(fā)明一實施例的變速總成，包括變速齒輪組以及與所述變速組連接的上述倍擋離合裝置。

有益效果：本發(fā)明實施例提供的速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪和速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪這兩組速比調(diào)節(jié)齒輪可以在行星運動機構(gòu)的基礎(chǔ)上進一步調(diào)節(jié)輸入軸驅(qū)動輸出軸的速比，從而極大拓展其輸出速比的調(diào)節(jié)范圍，以滿足變速器設(shè)計的速比需求，進而能夠讓車輛換擋時減小發(fā)動機轉(zhuǎn)速波動，確保發(fā)動機處于高效運行性能區(qū)間。

附圖說明

圖1是本發(fā)明第一實施例的倍擋離合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明第二實施例的倍擋離合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)減振機構(gòu)一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明所提供的各個示例性的實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。在不沖突的情況下，下述的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

請參閱圖1，為本發(fā)明第一實施例的倍擋離合裝置。所述倍擋離合裝置可以作為動力裝置的一個獨立部件連接于發(fā)動機輸出軸和變速齒輪組輸入軸之間，用于從發(fā)動機接收動力，并通過變速齒輪組以及與變速齒輪組連接的主減速器、差速器等輸出動力以驅(qū)動負載。其中，所述倍擋離合裝置所適用的動力裝置可以為車輛、船舶，當(dāng)然并不限于此；相應(yīng)地，所述負載包括但不限于例如汽車車輪等。

如圖1所示，本實施例的倍擋離合裝置包括輸入軸11、輸出軸12、以及連接于輸入軸11和輸出軸12之間的行星運動機構(gòu)13、速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪14、速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪15、制動機構(gòu)16、離合機構(gòu)17。

輸入軸11與發(fā)動機輸出軸連接以從發(fā)動機輸出軸接收動力。

輸出軸12與變速齒輪組輸入軸連接以向變速齒輪組輸入軸輸出動力。

行星運動機構(gòu)13連接于輸入軸11和輸出軸12之間。其中，行星運動機構(gòu)13為單行星運動機構(gòu)，包括太陽輪131、設(shè)置于太陽輪131周圍并與太陽輪131外嚙合的行星齒輪組132、與行星齒輪組132內(nèi)嚙合的齒圈133以及設(shè)置于行星齒輪組132上的行星架134。太陽輪131與輸入軸11連接，以通過輸入軸11接收動力并作為行星運動機構(gòu)13的動力輸入件。行星架134與輸出軸12連接，以通過輸出軸12輸出動力并作為行星運動機構(gòu)13的動力輸出件。齒圈133為行星運動機構(gòu)13的傳動控制件。行星齒輪組132為行星運動機構(gòu)13的傳動件。

速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪14的配對齒輪與行星架134連接。

速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪15與速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪14同軸連接，且速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪15的配對齒輪設(shè)于輸出軸12。

制動機構(gòu)16包括制動件161和被制動件162。被制動件162與齒圈133同軸連接，制動件161為靜止構(gòu)件，該靜止構(gòu)件可以是變速器殼體或其他不轉(zhuǎn)動構(gòu)件，用于對被制動件162進行選擇性制動。制動件161和被制動件162分離，表示制動機構(gòu)16分離。制動件161和被制動件162接合，表示制動機構(gòu)16接合，接合時，制動機構(gòu)16制動齒圈133，輸入軸11的動力傳遞至行星運動機構(gòu)13，并繼而經(jīng)由速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪14和速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪15傳遞至輸出軸12。

離合機構(gòu)17可以為濕式或干式離合器，其包括主動件171和從動件172。主動件171與太陽輪131同軸連接，從動件172與輸出軸12同軸連接。主動件171和從動件172分離，表示離合機構(gòu)17分離。主動件171和從動件172接合，表示離合機構(gòu)17接合，接合時輸入軸11的動力經(jīng)過離合機構(gòu)17直接輸出至輸出軸12。

上述制動機構(gòu)16和離合機構(gòu)17可視為倍擋離合裝置的控制機構(gòu)，用于以不同組合進行接合，以控制動力的傳遞路徑。具體地：

在制動機構(gòu)16分離、離合機構(gòu)17接合時，輸入軸11的動力不傳遞至行星運動機構(gòu)13，而是直接經(jīng)過離合機構(gòu)17輸出至輸出軸12，此時，輸入軸12以速度比1(即等速比)驅(qū)動輸出軸12。

在制動機構(gòu)16接合、離合機構(gòu)17分離時，輸入軸11的動力依次經(jīng)行星運動機構(gòu)13、速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪14和速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪15傳遞至輸出軸12。在動力傳遞路徑中，速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪14和速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪15與行星運動機構(gòu)13共同調(diào)節(jié)輸入軸11驅(qū)動輸出軸12的速度比以滿足設(shè)計要求。例如，動力僅通過行星運動機構(gòu)13而不通過速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪14和速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪15傳遞時，輸入軸11以典型值速比為4驅(qū)動輸出軸12，而經(jīng)過速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪14和速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪15后，通過速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪14和速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪15提供的速比為0.3，即可實現(xiàn)輸入軸11以4*0.3＝1.2的速比驅(qū)動輸出軸12。

如果將速度比1視為第二速度比，則行星運動機構(gòu)13與速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪14和速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪15一起提供的速度比即為第一速度比。也就是說，在本實施例中，控制制動機構(gòu)16接合，即可使得輸入軸11經(jīng)傳動件和兩組速比調(diào)節(jié)齒輪14、15以第一速度比驅(qū)動輸出軸12；控制離合機構(gòu)17接合，即可使得輸入軸11不經(jīng)過傳動件、第一齒輪14和第二齒輪15以第二速度比驅(qū)動輸出軸12。

由此可知，在本實施例中，速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪14和速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪15這兩組速比調(diào)節(jié)齒輪可以在行星運動機構(gòu)13的基礎(chǔ)上進一步調(diào)節(jié)輸入軸11驅(qū)動輸出軸12的速比，從而極大拓展其輸出速比的調(diào)節(jié)范圍，以滿足變速器設(shè)計的速比需求，例如實現(xiàn)較小而均勻的速比級差，進而能夠讓車輛換擋時減小發(fā)動機轉(zhuǎn)速波動，確保發(fā)動機處于高效運行性能區(qū)間。

請參閱圖2，為本發(fā)明第二實施例的倍擋離合裝置。本實施例的倍擋離合裝置包括輸入軸21、輸出軸22、以及連接于輸入軸21和輸出軸22之間的行星運動機構(gòu)23、速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪24、速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪25、制動機構(gòu)26、離合機構(gòu)27。

輸入軸21與發(fā)動機輸出軸連接以從發(fā)動機輸出軸接收動力。

輸出軸22與變速齒輪組輸入軸連接以向變速齒輪組輸入軸輸出動力。

行星運動機構(gòu)23連接于輸入軸21和輸出軸22之間。其中，行星運動機構(gòu)23為單行星運動機構(gòu)，包括太陽輪231、設(shè)置于太陽輪231周圍并與太陽輪231外嚙合的行星齒輪組232、與行星齒輪組232內(nèi)嚙合的齒圈233以及設(shè)置于行星齒輪組232上的行星架234。齒圈233與輸入軸21連接，以通過輸入軸21接收動力并作為行星運動機構(gòu)23的動力輸入件。行星架234與輸出軸22連接，以通過輸出軸22輸出動力并作為行星運動機構(gòu)23的動力輸出件。太陽輪231為行星運動機構(gòu)23的傳動控制件。行星齒輪組232為行星運動機構(gòu)23的傳動件。

速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪24的配對齒輪與行星架234連接。

速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪25與速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪24同軸連接，且速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪25的配對齒輪設(shè)于輸出軸22。

制動機構(gòu)26包括制動件261和被制動件262。被制動件262與太陽輪231同軸連接，制動件261為靜止構(gòu)件，該靜止構(gòu)件可以是變速器殼體或其他不轉(zhuǎn)動構(gòu)件，用于對被制動件262進行選擇性制動。制動件261和被制動件262分離，表示制動機構(gòu)26分離。制動件261和被制動件262接合，表示制動機構(gòu)26接合，接合時，制動機構(gòu)26制動太陽輪231，輸入軸21的動力傳遞至行星運動機構(gòu)23，并繼而經(jīng)由速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪24和速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪25傳遞至輸出軸22。

離合機構(gòu)27可以為濕式或干式離合器，其包括主動件271和從動件272。主動件271與齒圈233同軸連接，從動件272與輸出軸22同軸連接。主動件271和從動件272分離，表示離合機構(gòu)27分離。主動件271和從動件272接合，表示離合機構(gòu)27接合，接合時輸入軸21的動力經(jīng)過離合機構(gòu)27直接輸出至輸出軸22。

上述制動機構(gòu)26和離合機構(gòu)27可視為倍擋離合裝置的控制機構(gòu)，用于以不同組合進行接合，以控制動力的傳遞路徑。具體地：

在制動機構(gòu)26分離、離合機構(gòu)27接合時，輸入軸21的動力不傳遞至行星運動機構(gòu)23，而是直接經(jīng)過離合機構(gòu)27輸出至輸出軸22，此時，輸入軸22以速度比1(即等速比)驅(qū)動輸出軸22。

在制動機構(gòu)26接合、離合機構(gòu)27分離時，輸入軸21的動力依次經(jīng)行星運動機構(gòu)23、速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪24和速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪25傳遞至輸出軸22。在動力傳遞路徑中，速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪24和速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪25與行星運動機構(gòu)23共同調(diào)節(jié)輸入軸21驅(qū)動輸出軸22的速度比以滿足設(shè)計要求。例如，動力僅通過行星運動機構(gòu)23而不通過速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪24和速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪25傳遞時，輸入軸21以典型值速比為1.4驅(qū)動輸出軸22，而經(jīng)過速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪24和速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪25后，通過速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪24和速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪25提供的速比為0.857，即可實現(xiàn)輸入軸11以1.4*0.857＝1.2的速比驅(qū)動輸出軸22。

如果將速度比1視為第二速度比，則行星運動機構(gòu)23與速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪24和速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪25一起提供的速度比即為第一速度比。也就是說，在本實施例中，控制制動機構(gòu)26接合，即可使得輸入軸21經(jīng)傳動件和兩組速比調(diào)節(jié)齒輪24、25以第一速度比驅(qū)動輸出軸22；控制離合機構(gòu)27接合，即可使得輸入軸21不經(jīng)過傳動件、第一齒輪24和第二齒輪25以第二速度比驅(qū)動輸出軸22。

由此可知，在本實施例中，速比調(diào)節(jié)齒輪組第一齒輪24和速比調(diào)節(jié)齒輪組第二齒輪25這兩組速比調(diào)節(jié)齒輪可以在行星運動機構(gòu)23的基礎(chǔ)上進一步調(diào)節(jié)輸入軸21驅(qū)動輸出軸22的速度比，從而極大拓展其輸出速比的調(diào)節(jié)范圍，以滿足變速器設(shè)計的速比需求，例如實現(xiàn)較小而均勻的速比級差，進而能夠讓車輛換擋時減小發(fā)動機轉(zhuǎn)速波動，確保發(fā)動機處于高效運行性能區(qū)間。

參閱圖3，為本發(fā)明一實施例的集成于倍擋離合裝置上的扭轉(zhuǎn)減振機構(gòu)。所述扭轉(zhuǎn)減振機構(gòu)3可以集成于上述圖1和圖2所示實施例的倍擋離合裝置的行星運動機構(gòu)、制動機構(gòu)以及離合機構(gòu)中的至少一個上，其包括第一轉(zhuǎn)動部件31、第二轉(zhuǎn)動部件32和彈簧減振器33。第一轉(zhuǎn)動部件31和第二轉(zhuǎn)動部件32同軸設(shè)置，并能相對轉(zhuǎn)動。在第一轉(zhuǎn)動部件31和第二轉(zhuǎn)動部件32之間形成有環(huán)形腔體，彈簧減振器33為設(shè)置于該環(huán)形腔體內(nèi)的曲形彈簧，并沿第一轉(zhuǎn)動部件31和第二轉(zhuǎn)動部件32的轉(zhuǎn)動方向連接第一轉(zhuǎn)動部件31和第二轉(zhuǎn)動部件32。優(yōu)選地，該曲形彈簧由至少兩個不同彈性系數(shù)的彈簧串聯(lián)而成，由此提高減振效果。

當(dāng)然，其他實施例可以在第一轉(zhuǎn)動部件31和第二轉(zhuǎn)動部件32分別沿各自周向?qū)ΨQ形成多個彈簧卡槽，彈簧減振器33包括分別卡置于彈簧卡槽內(nèi)的多個直形彈簧。同樣優(yōu)選地，每組對應(yīng)的彈簧卡槽內(nèi)包括至少兩個串聯(lián)或嵌套的彈性系數(shù)互不相同的直形彈簧。

扭轉(zhuǎn)減振機構(gòu)3可以集成于上述倍擋離合裝置的任意一轉(zhuǎn)動部件上，例如，第一轉(zhuǎn)動部件31和第二轉(zhuǎn)動部件32可以分別集成于兩個制動機構(gòu)16、26中的至少一個的制動件和被制動件上；又例如，第一轉(zhuǎn)動部件31集成于圖1所示的行星運動機構(gòu)13的齒圈133上，第二轉(zhuǎn)動部件32集成于行星運動機構(gòu)13的行星齒輪組132上。

由于從發(fā)動機到車輛傳動系的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩是周期性地不斷變化的，這會使傳動系產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)振動；另一方面由于汽車行駛在不平的道路上，使汽車傳動系出現(xiàn)角速度突然變化，也會引起扭轉(zhuǎn)振動。這些扭轉(zhuǎn)振動都會對傳動系零件造成沖擊性載荷，使其壽命縮短，甚至損壞零件。本發(fā)明實施例通過在上述倍擋離合裝置上集成扭轉(zhuǎn)減振機構(gòu)3，可以消除扭轉(zhuǎn)振動和避免共振，防止傳動系過載，因此可以由一個獨立部件同時集成“離合”、“減振”等多項功能。

進一步，由于扭轉(zhuǎn)減振機構(gòu)3采用雙轉(zhuǎn)動部件結(jié)構(gòu)且具有一定質(zhì)量，因此通過計算和配置二者的質(zhì)量，可以實現(xiàn)與雙質(zhì)量飛輪相同的功能，進而進一步集成“雙質(zhì)量飛輪”功能。

本發(fā)明實施例還提供一種變速總成，其包括上述實施例的倍擋離合裝置(例如圖1和圖2所示的任一種)，因此具有相同的有益效果。所述變速總成適用的動力裝置包括但不限于車輛、船舶等。

應(yīng)理解，以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，例如各實施例之間技術(shù)特征的相互結(jié)合，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。