一种用于车辆的变速器(120)，其包括：‑输入轴(1)、主轴(2)和副轴(3)，所述主轴与所述输入轴同轴并且所述副轴与所述主轴平行，‑第一一级齿轮平面和第二一级齿轮平面(P1、P2)，所述第一一级齿轮平面和所述第二一级齿轮平面被布置用于在输入轴与副轴之间进行扭矩传递，‑至少一个二级齿轮平面(S1、S2、S3)，所述至少一个二级齿轮平面被布置用于在副轴与主轴之间进行扭矩传递。所述变速器还包括与主轴平行地布置的倒挡轴(4)，其中第一一级齿轮平面包括布置在倒挡轴上的第一倒挡轴大齿轮(41)，并且其中第二一级齿轮平面包括布置在倒挡轴上的第二倒挡轴大齿轮(42)，所述第二倒挡轴大齿轮能够选择性地旋转地连接到第一倒挡轴大齿轮以便接合变速器的倒挡。
本专利技术涉及一种变速器、一种变速器控制单元和一种车辆。本专利技术可应用于重型车辆，诸如卡车、公共汽车和施工设备。尽管本专利技术将关于卡车进行描述，但是本专利技术不限于这种类型的车辆，而是也可用于诸如公共汽车、挂车、轮式装载机、挖掘机等的其他车辆中。
1、发动机的降速(即，使发动机在低旋转速度下以高扭矩操作)通常能提高驾驶性能并且降低燃料消耗。因此，在重型车辆中，为了节省燃料和减少排放，发动机的降速已经变得越来越普遍。这种降速需要增大车辆变速器中的传动比覆盖范围以便维持起动性。因此，需要附加齿轮。然而，此类附加齿轮存在使得变速器更长、更重且更昂贵的风险。另外，通过增加变速器内的轴的长度，轴变得更薄弱并且在负载时更容易偏转。鉴于此，期望实现变速器的中性长度设计，其中可提供任选的附加齿轮。
>4、-第一一级齿轮平面和第二一级齿轮平面，所述第一一级齿轮平面和所述第二一级齿轮平面被布置用于在所述输入轴与所述副轴之间进行扭矩传递，以及5、-至少一个二级齿轮平面，所述至少一个二级齿轮平面被布置用于在所述副轴与所述主轴之间进行扭矩传递。
6、所述变速器还包括与所述主轴平行地布置的倒挡轴(reverse shaft)，其中所述第一一级齿轮平面包括布置在所述倒挡轴上的第一倒挡轴大齿轮，并且其中所述第二一级齿轮平面包括布置在所述倒挡轴上的第二倒挡轴大齿轮，所述第二倒挡轴大齿轮能够选择性地旋转地连接到所述第一倒挡轴大齿轮以便接合所述变速器的倒挡。
7、通过如上所述地提供与所述主轴平行地布置的倒挡轴并在所述倒挡轴上布置至少两个大齿轮，实现了相对空间有效的变速器，所述变速器提供几个倒挡传动比。
8、根据本专利技术的变速器是分离器型的，即，所述变速器包括两个一级齿轮平面以用于在所述输入轴与所述副轴之间进行扭矩传递。所述变速器还包括一个或多个二级齿轮平面以用于在所述副轴与所述主轴之间进行扭矩传送。每个一级齿轮平面可包括相应的输入大齿轮，所述相应的输入大齿轮使用一级齿轮接合装置能够选择性地旋转地连接到所述输入轴。所述一级齿轮接合装置与倒挡齿轮接合装置和副轴齿轮接合装置组合用于选择在前进挡或倒挡下用于从所述输入轴到所述副轴进行扭矩传送的扭矩路径。
9、所述变速器经过配置，使得当接合倒挡时，扭矩经由偶数次齿轮啮合(诸如两次或四次齿轮啮合)从所述输入轴传递到所述副轴，从而导致所述副轴和所述输入轴在相同方向上旋转。因此，扭矩经由所述倒挡轴传递。当扭矩在所述至少一个二级齿轮平面中的一者中经由单次齿轮啮合从所述副轴传递到所述主轴时，所述主轴和所述输入轴由此将在相反方向上旋转。
10、大齿轮“布置在”轴上意指大齿轮与轴同轴并且可旋转地布置在轴上或永久地固定到所述轴。当可旋转地布置时，大齿轮可能使用诸如套筒或类似物的齿轮接合装置旋转地连接到轴。
11、术语“旋转地连接”意指“连接成共同旋转”。
12、两个旋转部件的“驱动连接”在本文中意指扭矩可以在部件之间传送，并且部件的旋转速度成比例。当两个大齿轮驱动地连接时，扭矩可以在大齿轮之间传送。这可通过以下方式来实现：使大齿轮啮合接合，或者使第一大齿轮与第二大齿轮啮合接合，第二大齿轮又与第三大齿轮啮合连接，或者使第一大齿轮与第二大齿轮啮合接合，第二大齿轮刚性地连接到第三大齿轮，第三大齿轮又与第四大齿轮啮合连接。因此，为了驱动地连接，两个大齿轮不必啮合接合。大齿轮中的一个的旋转必然引发大齿轮中的另一个的旋转就足够了。
13、任选地，所述第一一级齿轮平面包括与所述输入轴同轴地布置的第一输入大齿轮以及布置在所述副轴上的第一副轴大齿轮，并且所述第二一级齿轮平面包括与所述输入轴同轴地布置的第二输入大齿轮以及布置在所述副轴上的第二副轴大齿轮。例如，所述第二输入大齿轮可同轴地布置在所述输入轴上。
14、任选地，所述第一倒挡轴大齿轮与所述第一副轴大齿轮彼此啮合接合，并且所述第二倒挡轴大齿轮与所述第二输入大齿轮彼此啮合接合。变速器在本文中可被配置成直接挡变速器，其中高速前进挡是直接挡。
15、替代地，所述第二倒挡轴大齿轮与所述第二副轴大齿轮可彼此啮合接合，并且所述第一倒挡轴大齿轮与所述第一输入大齿轮可彼此啮合接合。变速器在本文中可被配置成超速变速器，具有经由所述副轴来传递扭矩的高速前进挡。
16、啮合接合在本文中意指永久啮合接合。
17、在以上两种配置中，变速器经过配置，使得提供偶数次齿轮啮合以用于经由所述倒挡轴将扭矩从所述输入轴传递到所述副轴，从而导致所述副轴和所述输入轴在相同方向上旋转。因此，当使用单次齿轮啮合来将扭矩从所述副轴传递到所述主轴时，实现了倒挡。
18、任选地，所述第一副轴大齿轮和所述第二副轴大齿轮中的一个在转向上固定到所述副轴，并且所述第一副轴大齿轮和所述第二副轴大齿轮中的另一个是能够旋转地布置在所述副轴上并能够选择性地旋转地连接到所述副轴以便接合前进挡的可旋转的副轴大齿轮。当可旋转的副轴大齿轮没有旋转地连接到所述副轴时，可接合倒挡。
19、任选地，所述变速器还包括：倒挡齿轮接合装置，所述倒挡齿轮接合装置被配置成选择性地将所述第一倒挡轴大齿轮与所述第二倒挡轴大齿轮彼此旋转地连接和断开；以及副轴齿轮接合装置，所述副轴齿轮接合装置被配置成选择性地将所述可旋转的副轴大齿轮旋转地连接到所述副轴和与所述副轴旋转地断开。
20、任选地，所述副轴齿轮接合装置被配置成仅在所述倒挡齿轮接合装置处于中性位置时将所述可旋转的副轴大齿轮旋转地连接到所述副轴，并且所述倒挡齿轮接合装置被配置成仅在所述副轴齿轮接合装置处于中性位置时将所述第一倒挡轴大齿轮与所述第二倒挡轴大齿轮彼此旋转地连接。所述副轴齿轮接合装置在其中性位置中将所述可旋转的副轴大齿轮与所述副轴旋转地断开，使得所述可旋转的副轴大齿轮可相对于所述副轴旋转。同样，所述倒挡齿轮接合装置在其中性位置中将所述第一倒挡轴大齿轮与所述第二倒挡轴大齿轮彼此旋转地断开，诸如通过将所述倒挡轴大齿轮中的一个与所述倒挡轴旋转地断开。
21、任选地，所述倒挡齿轮接合装置和所述副轴齿轮接合装置被布置成能够由单个致动器共同移动，诸如通过能够由设置在能够由单个致动器移动的共用换挡杆上的两个换挡拨叉来移动。
22、任选地，所述倒挡齿本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于车辆(100)的变速器(120)，所述变速器包括：
2.根据权利要求1所述的变速器，其中：
3.根据权利要求2所述的变速器，其中所述第一倒挡轴大齿轮(41)与所述第一副轴大齿轮(31)彼此啮合接合，并且其中所述第二倒挡轴大齿轮(42)与所述第二输入大齿轮(12)彼此啮合接合，或者
4.根据权利要求2或3所述的变速器，其中所述第一副轴大齿轮和所述第二副轴大齿轮(31’、32)中的一个在转向上固定到所述副轴(3)，并且所述第一副轴大齿轮和所述第二副轴大齿轮(31、32’)中的另一个是可旋转地布置在所述副轴(3)上并能够选择性地旋转地连接到所述副轴以便接合前进挡的可旋转的副轴大齿轮(31、32’)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的变速器，所述变速器还包括：倒挡齿轮接合装置(43)，所述倒挡齿轮接合装置被配置成选择性地将所述第一倒挡轴大齿轮与所述第二倒挡轴大齿轮(41、42)彼此旋转地连接和断开；以及副轴齿轮接合装置(33)，所述副轴齿轮接合装置被配置成选择性地将所述可旋转的副轴大齿轮(31、32’)旋转地连接到所述副轴(3)以及与所述副轴旋转地断开。
6.根据权利要求5所述的变速器，其中所述副轴齿轮接合装置(33)被配置成仅在所述倒挡齿轮接合装置(43)处于中性位置时将所述可旋转的副轴大齿轮(31、32’)旋转地连接到所述副轴(3)，并且其中所述倒挡齿轮接合装置(43)被配置成仅在所述副轴齿轮接合装置(33)处于中性位置时将所述第一倒挡轴大齿轮与所述第二倒挡轴大齿轮(41、42)彼此旋转地连接。
7.根据权利要求5或6所述的变速器，其中所述倒挡齿轮接合装置和所述副轴齿轮接合装置(43、33)被布置成能够由单个致动器(50)共同移动。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的变速器，其中所述倒挡齿轮接合装置和所述副轴齿轮接合装置(43、33)能够选择性地移动到共同的中性位置，在所述共同的中性位置，所述第一倒挡轴大齿轮与所述第二倒挡轴大齿轮(41、42)彼此旋转地断开并且所述可旋转的副轴大齿轮(31)与所述副轴(3)旋转地断开。
9.根据权利要求2所述的变速器，其中所述第一倒挡轴大齿轮(41)的齿轮齿数与所述第一倒挡轴大齿轮(41)的理论齿轮齿数相差至少一个齿轮齿，诸如相差1到3个齿轮齿数，其中所述理论齿轮齿数根据所述第一输入大齿轮(11)和所述第一副轴大齿轮(31)的齿轮齿数和所述第一一级齿轮平面(P1)的所述大齿轮(11、31、41)之间的中心到中心距离(amr、amc、acr)来确定。
10.根据权利要求9所述的变速器，其中所述第二倒挡轴大齿轮(42)的齿轮齿数与所述第二倒挡轴大齿轮(42)的理论齿轮齿数相差至少一个齿轮齿，诸如相差1到3个齿轮齿数，其中所述理论齿轮齿数根据所述第二输入大齿轮(12)和所述第二副轴大齿轮(32)的齿轮齿数和所述第二一级齿轮平面(P2)的所述大齿轮(12、32、42)之间的中心到中心距离(amr、amc、acr)来确定。
11.根据权利要求10所述的变速器，其中：
12.根据权利要求11所述的变速器，其中所述第一副轴大齿轮和所述第二副轴大齿轮(31'、32)中的一个在转向上固定到所述副轴(3)，并且所述第一副轴大齿轮和所述第二副轴大齿轮(31、32')中的另一个是可旋转地布置在所述副轴(3)上并且能够选择性地旋转地连接至所述副轴以便接合前进挡的可旋转的副轴大齿轮(31、32')，并且其中所述可旋转的副轴大齿轮(31、32')位于所述倒挡轴大齿轮(41、42)的所述齿轮齿数大于所述理论齿轮齿数所在的所述一级齿轮平面(P1、P2)中的一者中。
13.根据前述权利要求中任一项所述的变速器，其中所述至少一个二级齿轮平面(S1、S2、S3)至少包括第一二级齿轮平面(S1)和第二二级齿轮平面(S2)，以及优选地第三二级齿轮平面(S3)。
14.一种用于控制根据权利要求5至8中任一项所述的变速器(120)的变速器控制单元(200)，其中所述变速器控制单元(200)被配置成当接合所述变速器(120)的直接前进挡时将所述副轴齿轮接合装置(33)控制到中性位置。
15.一种车辆(100)，所述车辆包括根据权利要求1至13中任一项所述的变速器(120)。
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【技术特征摘要】
1.一种用于车辆(100)的变速器(120)，所述变速器包括：
2.根据权利要求1所述的变速器，其中：
3.根据权利要求2所述的变速器，其中所述第一倒挡轴大齿轮(41)与所述第一副轴大齿轮(31)彼此啮合接合，并且其中所述第二倒挡轴大齿轮(42)与所述第二输入大齿轮(12)彼此啮合接合，或者
4.根据权利要求2或3所述的变速器，其中所述第一副轴大齿轮和所述第二副轴大齿轮(31’、32)中的一个在转向上固定到所述副轴(3)，并且所述第一副轴大齿轮和所述第二副轴大齿轮(31、32’)中的另一个是可旋转地布置在所述副轴(3)上并能够选择性地旋转地连接到所述副轴以便接合前进挡的可旋转的副轴大齿轮(31、32’)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的变速器，所述变速器还包括：倒挡齿轮接合装置(43)，所述倒挡齿轮接合装置被配置成选择性地将所述第一倒挡轴大齿轮与所述第二倒挡轴大齿轮(41、42)彼此旋转地连接和断开；以及副轴齿轮接合装置(33)，所述副轴齿轮接合装置被配置成选择性地将所述可旋转的副轴大齿轮(31、32’)旋转地连接到所述副轴(3)以及与所述副轴旋转地断开。
6.根据权利要求5所述的变速器，其中所述副轴齿轮接合装置(33)被配置成仅在所述倒挡齿轮接合装置(43)处于中性位置时将所述可旋转的副轴大齿轮(31、32’)旋转地连接到所述副轴(3)，并且其中所述倒挡齿轮接合装置(43)被配置成仅在所述副轴齿轮接合装置(33)处于中性位置时将所述第一倒挡轴大齿轮与所述第二倒挡轴大齿轮(41、42)彼此旋转地连接。
7.根据权利要求5或6所述的变速器，其中所述倒挡齿轮接合装置和所述副轴齿轮接合装置(43、33)被布置成能够由单个致动器(50)共同移动。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的变速器，其中所述倒挡齿轮接合装置和所述副轴齿轮接合装置(43、33)能够选择性地移动到共同的中性位置，在所述共同的中性位置，所述第一倒挡轴大齿轮与所述第二倒挡轴大齿轮(41、42)彼此旋转地断开并且所述可旋转的副轴大齿轮(31)与所述副轴(3)旋转地断开。
【专利技术属性】
技术研发人员：安德斯·海德曼，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：
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