一种多档变速箱、四档变速系统及车的制作方法

本发明涉及变速器领域，具体地，涉及一种多档变速箱、四档变速系统及车。

背景技术：

自动变速器(英语：Automatic Transmission，简称：AT)，亦称自动变速箱，通常来说是一种可以在车辆行驶过程中自动改变齿轮传动比的汽车变速器，从而使驾驶员不必手动换档，也用于大型设备铁路机车。

自动变速器之所以能够实现自动换挡是因为工作中驾驶员踏下油门的位置或发动机进气歧管的真空度和汽车的行驶速度能指挥自动换挡系统工作，自动换挡系统中各控制阀不同的工作状态将控制变速齿轮机构中离合器的分离与闭合和制动器的制动与释放，并改变变速齿轮机构的动力传递路线，实现变速器挡位的变换。

而随着新能源技术的日益纯熟，新能源车辆的驱动系统已经取得了技术性突破。目前主流的新能源车型采用并联式纯电动和混合动力系统，通过对发动机和电机特性和效率区间的解析分配，新能源车能够高效地对能量进行利用和回收，从而提高整个系统效率。目前最为普遍的纯电机驱动系统中，通常采用的单电机多档方案仍存在不少缺点：

1)电机若出现故障，整个系统将无法行驶。

2)爬坡模式下无法高速行驶。

3)电机和电机控制器体积大，成本高。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种一种四档变速系统及车。

根据本发明提供的一种多档变速箱，包括：第一驱动轴、第二驱动轴、输出轴、第一输出齿轮、第二输出齿轮、第一变速齿轮、第二变速齿轮、第三变速齿轮、第四变速齿轮，第一离合器对、第二离合器对；

所述第一变速齿轮和第四变速齿轮空套于所述第一驱动轴上，所述第一驱动轴通过所述第一离合器对与所述第一变速齿轮、第四变速齿轮分别可分离地连接；所述第二变速齿轮和第三变速齿轮空套于所述第二驱动轴上，所述第二驱动轴通过所述第二离合器对与所述第二变速齿轮、第三变速齿轮分别可分离地连接；

所述第一输出齿轮、第二输出齿轮都与所述输出轴连接；所述第一变速齿轮与第二变速齿轮都与所述第二输出齿轮啮合；所述第三变速齿轮与第四变速齿轮都与所述第一输出齿轮啮合；所述第一驱动轴、第二驱动轴、输出轴相互平行。

作为一种优化方案，所述第一离合器对、第二离合器对都为湿式离合器。

作为一种优化方案，第一输出齿轮的扭矩小于第二输出齿轮的扭矩。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种四档变速系统，包括输入轴、第一传动组件、第二传动组件、以及所述的一种多档变速箱；

电机通过所述第一传动组件驱动所述输入轴转动，所述输入轴还通过所述第二传动组件带动所述多档变速箱的第一驱动轴、第二驱动轴转动，且所述输入轴与所述第一驱动轴、第二驱动轴平行。

作为一种优化方案，所述第一传动组件包括相互连接的第一中心齿轮和减速齿轮组；所述第一中心齿轮与所述输入轴连接，所述电机通过驱动所述减速齿轮组转动，而带动所述第一中心齿轮与输入轴转动。

作为一种优化方案，包括两个所述电机和两个所述减速齿轮组；两个所述电机分别各通过一个所述减速齿轮组连接所述第一中心齿轮。

作为一种优化方案，所述减速齿轮组包括相互啮合的减速小齿轮和减速大齿轮；所述减速小齿轮的转轴与所述电机连接，所述减速大齿轮与所述第一中心齿轮啮合。

作为一种优化方案，所述第二传动组件包括第二中心齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮；

所述第二中心齿轮的转轴与所述输入轴连接，所述第一传动齿轮的转轴与所述第一驱动轴连接，所述第二传动齿轮的转轴与所述第二驱动轴连接；所述第一传动齿轮、第二传动齿轮分别与所述第二中心齿轮啮合；

所述输入轴带动所述第二中心齿轮转动，所述第二中心齿轮通过所述第一传动齿轮带动所述第一驱动轴转动，通过所述第二传动齿轮带动所述第二驱动轴转动。

作为一种优化方案，所述第二中心齿轮的扭矩小于第一输出齿轮、第二输出齿轮的扭矩。

作为一种优化方案，还包括一发动机和第三离合器；

所述发动机通过所述第三离合器与所述输入轴连接。

作为一种优化方案，所述第三离合器为湿式离合器。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种车，包括所述的多档变速箱。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种车，包括所述的四档变速系统。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、第一中心齿轮5与减速大齿轮(3，6)形成一级减速，再传递至减速小齿轮(2，7)形成二级减速，这样对于电机的要求就可以降低，电机可以采用高转速电机。

2、采用高转速电机能够提供低扭矩，而且体积小，成本也低，便于集成；

3、混合动力或者纯电系统中，采用两个电机，这两个电机可以同速或不同速，尤其是在混合动力情形下，不同速可以满足对发动机的适配性。

3、采用湿式离合器的第三离合器4与第一中心齿轮5、多档变速箱12能够集成，共同散热，由于是液压执行结构，散热性和润滑性都能提升。

4、多档变速箱在混合动力上的应用是一个最佳的效果，主要特点在于这种布置使得整体系统结构紧凑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是可选的一种多档变速箱的结构示意图；

图2是可选的一种四档变速系统的结构示意图。

图中：1-发动机，2、7-减速小齿轮，3、6-减速大齿轮，4-第三离合器，5-第一中心齿轮，8-第一传动齿轮，9-第二中心齿轮，10-第二传动齿轮，11-车轮，M1、M2-电机；

12-多档变速箱，121-第四变速齿轮，122-第三变速齿轮，123-第一输出齿轮，124-第二输出齿轮，125-第一变速齿轮，126-第二变速齿轮，127-第一离合器对，128-第二离合器对。

具体实施方式

下文结合附图以具体实施例的方式对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，还可以使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。

在本发明提供的一种多档变速箱12的实施例中，如图1所示，第一驱动轴、第二驱动轴、输出轴、第一输出齿轮123、第二输出齿轮124、第一变速齿轮125、第二变速齿轮126、第三变速齿轮122、第四变速齿轮121，第一离合器对127、第二离合器对128；

所述第一变速齿轮125和第四变速齿轮121空套于所述第一驱动轴上，所述第一驱动轴通过所述第一离合器对127与所述第一变速齿轮125、第四变速齿轮121分别可分离地连接；所述第二变速齿轮126和第三变速齿轮122空套于所述第二驱动轴上，所述第二驱动轴通过所述第二离合器对128与所述第二变速齿轮126、第三变速齿轮122分别可分离地连接；

所述第一输出齿轮123、第二输出齿轮124都与所述输出轴连接；所述第一变速齿轮125与第二变速齿轮126都与所述第二输出齿轮124啮合；所述第三变速齿轮122与第四变速齿轮121都与所述第一输出齿轮123啮合；所述第一驱动轴、第二驱动轴、输出轴相互平行。

本实施例中的第一离合器对127和第二离合器对128结构相同，都是由两个离合器组成，两个离合器共用一个壳体，壳体与第一驱动轴、第二驱动轴固连，摩擦片单独分开独立控制，摩擦片分别与两侧相应的齿轮相接。由此，一个第一离合器能够实现与第一变速齿轮125和第四变速齿轮121任一或两者的结合，两个摩擦片相互独立控制。

上述所述第一驱动轴、第二驱动轴、输出轴相互平行包括两种布置方式：

布置方式一，所述第一驱动轴、第二驱动轴、输出轴相互平行且三轴都在同一平面内；

布置方式二，所述第一驱动轴、第二驱动轴、输出轴相互平行且三轴不都在同一平面内，形成V形空间布置。

通过上述变速箱可实现8档变速，具体如下：

假设在第一驱动轴上连接电机M1，第二驱动轴上连接电机M2，假设第一驱动轴上的第一离合器对127左右两侧的摩擦片分别为C1和C2，第二驱动轴上的第二离合器对128左右两侧的摩擦片分别为为C3和C4，有以下几种工作模式：

1、C1与第四变速齿轮121相结合，形成扭力传输路径电机M1---第四变速齿轮121---第一输出齿轮123。

2、C2与第一变速齿轮125相结合，形成扭力传输路径电机M1---第一变速齿轮125---第二输出齿轮124。

3、C3与第三变速齿轮122相结合，形成扭力传输路径电机M2---第三变速齿轮122---第一输出齿轮123。

4、C4与第二变速齿轮126相结合，形成扭力传输路径电机M2---第二变速齿轮126---第二输出齿轮124。

5、C1与第四变速齿轮121相结合，C3与第三变速齿轮122相结合，形成扭力传输路径电机M1---第一变速齿轮125---第二输出齿轮124，同时电机M2---第三变速齿轮122---第一输出齿轮123。

6、C2与第一变速齿轮125相结合，C4与第二变速齿轮126相结合，形成扭力传输路径电机M1---第一变速齿轮125---第二输出齿轮124，同时电机M2---第二变数齿轮126---第二输出齿轮124。

7、C1与第四变速齿轮121相结合，C4与第二变速齿轮126相结合，形成扭力传输路径电机M1---第四变速齿轮121---第一输出齿轮123，同时电机M2---第二变速齿轮126---第二输出齿轮124。

8、C2与第一变速齿轮125相结合，C3与第三变速齿轮122相结合，形成扭力传输路径电机M1---第一变速齿轮125---第二输出齿轮124，同时电机M2---第三变速齿轮122---第一输出齿轮123。

通过以上对第一离合器对127、第二离合器对128的控制实现了多档变速。

作为一种实施例，第一离合器对127、第二离合器对128都为湿式离合器。在自动变速系统中，湿式离合器可以实现一体化控制、一体化散热、润滑。

所述第一输出齿轮125的扭矩小于第二输出齿轮126的扭矩。由此实现减速增扭，提升车辆的爬坡能力。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种四档变速系统，如图2所示，包括输入轴、第一传动组件、第二传动组件、以及所述的一种多档变速箱12；

电机通过所述第一传动组件驱动所述输入轴转动，所述输入轴还通过所述第二传动组件带动所述多档变速箱12的第一驱动轴、第二驱动轴转动，且所述输入轴与所述第一驱动轴、第二驱动轴平行。

本发明为平行轴式变速系统，平行轴式变速系统结构简单，故障率低，动力传递更直接，换挡时冲击比行星齿轮组的大，但是加速性比行星齿轮组快。

所述第一传动组件包括相互连接的第一中心齿轮5和减速齿轮组；所述第一中心齿轮5与所述输入轴连接，所述电机通过驱动所述减速齿轮组转动，而带动所述第一中心齿轮5与输入轴转动。

作为一种双电机驱动的实施例，如图2所示有两个所述电机和两个所述减速齿轮组；两个所述电机分别各通过一个所述减速齿轮组连接所述第一中心齿轮5。双电机驱动方式可以有很多好处，若一个电机出现故障，另一电机仍然能够带动系统工作；另外，两个电机的尺寸都可以相应减小，电机控制器也变小，降低成本，减小电流功率。

所述减速齿轮组包括相互啮合的减速小齿轮2、7和减速大齿轮3、6；所述减速小齿轮2、7的转轴与所述电机连接，所述减速大齿轮3、6与所述第一中心齿轮5啮合。本实施例中通过减速齿轮组的设计可以降低对电机的要求，可以采用高转速电机，由于高转速电机价格上低于低转速电机，因此可以降低生产成本。

所述第二传动组件包括第二中心齿轮9、第一传动齿轮8、第二传动齿轮10；

所述第二中心齿轮9的转轴与所述输入轴连接，所述第一传动齿轮8的转轴与所述第一驱动轴连接，所述第二传动齿轮10的转轴与所述第二驱动轴连接；所述第一传动齿轮8、第二传动齿轮10分别与所述第二中心齿轮9啮合；

所述输入轴带动所述第二中心齿轮9转动，所述第二中心齿轮9通过所述第一传动齿轮8带动所述第一驱动轴转动，通过所述第二传动齿轮10带动所述第二驱动轴转动。输入轴通过第一传动齿轮8、第二传动齿轮10同时带动第一驱动轴和第二驱动轴的转动，而通过对第一传动齿轮8、第二传动齿轮10的大小设计可以实现不同转速驱动，如图2所示，第三变速齿轮122比第四变速齿轮121大。所述第二中心齿轮9的扭矩小于第一输出齿轮123、第二输出齿轮124的扭矩。这种设置主要用于调节速比和构成紧凑的空间布置，减小整个系统的空间占用。

传递路径为电机M1，M2分别传递至齿轮5，再由齿轮9传递至齿轮8，由多档变速箱输出至车轮。

以上变速系统用于纯电动驱动时，即图2中发动机1和第三离合器4不存在或第三离合器4断开使得发动机1与输入轴不连接，具有以下三种工作方式：

1.电机M2不工作，电机M1工作。

扭力传递路径为电机M1至减速小齿轮2，由减速小齿轮2传递至减速大齿轮3，再由第一中心齿轮5传递至第二中心齿轮9,再由第一传动齿轮8和第二传动齿轮10传递至四挡变速箱，最后由输出轴输出至车轮。

2.电机M1不工作，电机M2工作。

扭力传递路径为电机M2至减速小齿轮7，由减速小齿轮7传递至减速大齿轮6，再由第一中心齿轮5传递至第二中心齿轮9,再由第一传动齿轮8和第二传动齿轮10传递至多档变速箱，最后由输出轴输出至车轮。

3.湿式离合器4断开，电机M1，M2工作。包含了上述两种扭力传动方式。

如图2所示的系统还包括发动机1和第三离合器4；所述发动机1通过所述第三离合器4与所述输入轴连接。所述第三离合器4为湿式离合器。

在混合联动模式下，即图2中存在发动机1和第三离合器4，且第三离合器4闭合使得发动机1与输入轴连接，具有以下三种工作方式：

1.湿式离合器4闭合，发动机1和电机M1工作，电机M2不工作。

传递路径为发动机1，电机M1分别传递至第一中心齿轮5，再由第二中心齿轮9传递至第一传动齿轮8和第二传动齿轮10，由多档变速箱输出至车轮。

2.湿式离合器4闭合，发动机1和电机M2工作，电机M1不工作。

传递路径为发动机1，电机M2分别传递至第一中心齿轮5，再由第二中心齿轮9传递至第一传动齿轮8和第二传动齿轮10，由多档变速箱输出至车轮。

3.湿式离合器4闭合，发动机1和电机M1，M2工作。

传递路径为发动机1，电机M1,M2分别传递至第一中心齿轮5，再由第二中心齿轮9传递至第一传动齿轮8和第二传动齿轮10，由多档变速箱输出至车轮。

通过电机带动发动机启动的工作方式包括：

1.电机M1工作，第三离合器4闭合。

传递路径为电机M1至减速小齿轮2，再由减速小齿轮2至减速大齿轮3，再由第一中心齿轮5经过输入轴带动发动机工作。

2.电机M1工作，第三离合器4闭合。

传递路径为电机M2至减速小齿轮7，再由减速小齿轮7至减速大齿轮6，再由第一中心齿轮5经过输入轴带动发动机工作。

3.电机M1，M2工作，第三离合器4闭合。

传递路径为电机M2至减速小齿轮2，再由减速小齿轮2至减速大齿轮3，传递至第一中心齿轮5。

电机M2至减速小齿轮7，再由减速小齿轮7至减速大齿轮6，传递至第一中心齿轮5。

再由第一中心齿轮5经过输入轴带动发动机工作。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种车，包括所述的多档变速箱12。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种车，包括所述的四档变速系统。

本发明的创新点包括：

1、第一中心齿轮5与减速大齿轮(3，6)形成一级减速，再传递至减速小齿轮(2，7)形成二级减速，这样对于电机的要求就可以降低，电机可以采用高转速电机。

2、采用高转速电机能够提供低扭矩，而且体积小，成本也低，便于集成；

3、混合动力或者纯电系统中，采用两个电机，这两个电机可以同速或不同速，尤其是在混合动力情形下，不同速的设置可以满足对发动机的适配性。

3、采用湿式离合器的第三离合器4与第一中心齿轮5、多档变速箱12能够集成，其优点在于，多档变速箱12中的第一离合器对127、第二离合器对128能够与第三离合器4共用液压系统，形成一体化的液压执行结构，由于通过液压油进行循环冷却，能够提升其他部件的散热性和润滑性。

4、多档变速箱在混合动力上的应用是一个最佳的效果，主要特点在于这种布置使得整体系统结构紧凑。

5、在混合动力情形下，车辆起步阶段，电机(M1,M2)提供动力，当车速达到一定速度时，通过滑动第三离合器4，能够使输入轴与发动机1相结合，本技术方案尤其是将第三离合器4选用湿式离合器后，使用寿命增加，在实际工况中，车辆每天起停次数较多，采用干式离合器通常使用寿命不超过一年。

6、在红灯或者紧急情形下，车辆停靠时，可以通过打开第三离合器4，能够使输入轴与发动机1断开，发动机停止工作，起到节油效果。

7、在制动状态下，由于采用电机制动，能够将车辆的机械能转化为电能，存储在电机中，实现能量回收。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。