CN100434760C - 自动变速器 - Google Patents

Abstract

变速器领域又诞生新一代自动变速器。传统自动变速器结构过于复杂、价格异常昂贵、维修费用居高不下，其加速平顺性、故障率、拆装难度等亦不乏瑕疵。新一代自动变速器利用高压油液多级冲击变速箱的传动机构，依靠压差实现自动变速。这一构思体现出新一代自动变速器的能量转换和液力传递过程独树一帜。新一代自动变速器新颖而实用的结构奉献给用户的是，结构由复杂归于简单，价格由昂贵走向低廉，性能由稍拙渐臻完美。

Description

自动变速器

技术领域

本发明涉及自动变速器，特别是一种结构非常简单，传动异常迅速，档渡相当平稳的自动变速器。

背景技术

目前，传统自动变速器品牌型式众多，结构太同小异，性能参差不齐；它通过自动变速器油进行能量转换和动力传递，利用油泵、油路回路、离合器、行星齿轮组、多个电磁阀等零部件实现自动变速，它为人们的汽车驾驶带来轻松简便的驾驭感受；但在享受高新技术奉献给我们这一以往难觅的惬意时，大家发现，自动变速器也不是十全十美，首先是它的结构过于复杂，价格异常昂贵，维修费用居高不下，再者它的加速性、耗油性、档位过渡的平稳性以及故障率和拆装难度等，也存在问题和不足，亟需改造改良。

发明内容

为了解决现阶段处于先进地位的自动变速器存在的诸如结构过于复杂，档位过渡出现抖动、迟滞、跳档等问题，本发明提供新一代自动变速器，该自动变速器具有全新的区别于现有自动变速器的传动结构，具有多个连贯的档位设置，其提速性能卓越，能瞬间窜高且平顺有力。

本发明解决传统自动变速器存在的问题和不足所采取的技术方案是：发动机输出的动力传递给油泵，油泵输出的油液进入变速箱内相对密闭的高压油箱和档位齿轮箱，当油液压力分别达到一定值时，即相应地逐一冲击各档齿轮箱的叶轮，在叶轮和主动齿轮转动的同时，从动齿轮(传动轴)转动。

具体方案为：在汽车的变档手柄处于前进档位置时，自动变速器液力传递的路线是，油泵泵出的自动变速器油进入高压油箱，随着发动机转速和油压的升高，高压油箱右壁面上的怠速单向阀被关闭，高压油即时进入前进档油路和节流阀油路，并注满各个独立的档位齿轮箱；当油压攀升到某个数值时，高压油液经第一档位(该档速比大)齿轮箱的喷油孔向叶轮喷油(冲击)，叶轮与主动齿轮一起转动，与主动齿轮啮合的从动齿轮(传动轴)跟着转动，从而突现了车辆起步。在第一档位叶轮转动的同时，位于第一档位齿轮箱外侧的单向阀被油压顶开，油液随即流入底层油箱。这时油压继续升高达到一定值时，第二档位的叶轮开始转动，在叶轮转动的同时，第一档位节流阀的活塞被升高的油压推出，活塞前端的阀门关闭了第一档位的喷油孔，紧接着第一档位的单向阀因压力的衰减回复原位，至此，第一档位工作结束。同样，此时第二档位齿轮箱外侧单向阀被油压顶开向油箱排油。油压持续攀高各档陆续启动一直到最高档位(六档，该档速比小，该档不设节流阀)。在这个时候，发动机转速和箱体油压处于高值区。当遇到外负荷(阻力)突然增大时(如爬坡)，第六档位的齿轮速比不足以胜任即时路况，速度逐渐慢了下来，压力开始下降，此时第五档位齿轮箱的节流阀阀门回复原位，喷油孔打开，叶轮转动，该档位箱外侧的单向阀被顶开向外排油，第六档位的单向阀回复原位，至此，第六档位的工作移给第五档位。车辆继续爬坡，发动机转速和油压继续下降，第四档位以下各档顺序开始工作。在平坦路面高速行驶时突松开油门踏板，发动机转速和箱体油压陡降至怠速状态，怠速单向阀开启，油液经此阀流向油箱，这时，车辆滑行，各档位的齿轮空转。在滑行阶段再踏油门，转速、油压升高，各档位反应大体如前，不同的是某档位的叶轮转速大于该档位的主动齿轮转速(其时空转)时，车辆由滑行状态转为运行状态。

当变档手柄处于倒档位置时，前进档和空档的油路被移动阀门关闭，倒档的油路开通，同时倒档箱的主动齿轮被拨叉拨向右侧与从动齿轮(传动轴)啮合，随着转速和油压的升高，怠速单向阀被关闭，继而倒档齿轮箱的喷油孔开始喷油，叶轮和主动轮随即转动(倒档箱的单向阀此时被顶开)并带动从动齿轮(传动轴)转动，实现车辆倒车。倒档齿轮箱的喷油孔设置在叶轮的外侧上方，与前进档正好相反，倒档齿轮箱不设节流阀。

当变档手柄处于空档位置时，空档进油口打开，两扇(连体)移动阀门移至空档进油口的左右侧，这时前进档和倒车档的进油口洞开，怠速单向阀亦开启。设置空档的目的在于发动机以不同的转速运转时，各档位无法工作，此时泵入高压油箱的油液经壁内管道流入油箱。

在前进档油路的里侧下方，设有节流阀油路(该油路没有出口)。当油压持续升高到一定数值时，活塞式节流阀开始起作用，一至五档的喷油孔被顺序关闭，此时只有第六档在工作，其单向阀处于开启状态，其他箱体的单向阀因压力下降先后回复原位，至此各档齿轮箱被封闭，只是轮轴随从动轮(传动轴)空转。

各档位齿轮箱的节流阀和单向阀的弹簧刚度随各档齿轮速比的不同而不同，与油压成正比，油压高则弹簧刚度高，反之亦然。

各档位箱位于叶轮左边和主动轮右边的滚珠轴承独立安放，不装油封。

各档位箱之间的传动轴经过处有安放滚珠轴承的箱壁孔，套上滚珠轴承的传动轴被箱壁紧固，滚珠轴承的右侧(一至六档)有油封，倒档箱的滚珠轴承不装油封，第六档位箱位于箱沿的滚珠轴承两边均装油封。

为了解决某一档位齿轮箱或多个档位齿轮箱被封闭时(第六档位始终不被封闭，其油压与高压油箱的油压始终一致)，其主动轮空转而叶轮也跟着空转的问题，有必要将叶轮的外圆与内圆分开，在内外圆之间设置内齿与棘爪并使其啮合，在外侧用圆盘承护滚珠，两块圆盘被紧固件固定，这样，被油液阻滞的叶轮不动，只是内圆与主动轮所形成的轮轴跟着从动轮空转。

出现叶轮空转是因为不管那一档位的主、从动轮在传递动力使车辆行进的同时，又通过传动轴经从动齿轮驱动了其余各档主动齿轮的空转，叶轮必然跟着空转，这一现象是由于各档位(倒档除外)的主、从动齿轮始终啮合，加之叶轮与主动齿轮本是一体造成的。叶轮内外圆分开后，可减少内耗，把有限的油压集中使用于某一档位的叶轮上。

变档手柄通过装置于箱壁的手柄轴组件连接左侧移动阀门组件和右侧拨叉组件。手柄轴组件是指变档手柄(杆)通过壁槽与手柄轴的中部固接，轴的两边各有一只滚珠轴承，轴的左边有油封；移动阀门组件是指连杆上端与手柄轴固接，下端的滑动杆圈被杠杆的一端穿过，另一端经支点与两扇移动阀门固接；拨叉组件是指连杆上端与手柄轴固接，下端的滑动杆圈被杠杆的一端穿过，另一端经两处支点(柱)以及连杆(活动)与拨叉固接；安置变档手柄的箱壁加厚，其中段加高，顶部呈半球状。倒档齿轮箱的叶轮和主动齿轮是一体的，拨叉拨动连体轮作轴向移动与从动齿轮啮合或脱离；倒档齿轮箱左壁有壁内油路通向油箱。

进入各档位箱内的自动变速器油因为各齿轮箱外侧单向阀高度的合理设计和齿轮不断溅起的油液保证了箱内运动体的润滑。

因为从动齿轮直径一样，主动齿轮直径不同，故前进档油路和节流阀油路在箱体内被设计成水平梯级状。

油箱的上部与大气相通，油箱侧部有回油管路与油泵连接。油箱底部有排油口，档位箱底部亦有排油口。整个变速箱可轴水平直径纵向拆开，其外侧与档位箱相邻的箱壁可单独拆开，其里侧与节流阀相邻的部位可拆开。高压油箱，油箱底部组成变速箱的底座。变速箱的下半部有螺孔，半部之间有密封垫，盖上上半部后用螺栓紧固。

新一代自动变速器的设计原理有如握着压力不同的水枪冲击承载不同的水车，其整个自动变速过程受压差控制。

本发明的有益效果是，新一代自动变速器区别于传统自动变速器的显著特点在于，结构由复杂归于简单，价格由昂贵走向低廉，性能由稍拙渐臻完美。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是变速箱轴水平直径剖开图。

图2是高压油箱右壁面示意图。

图3是手柄轴垂直直径剖开示意图。

图4是齿轮箱局部横断面剖开示意图。

图5是前进档喷油孔示意图。

图6是前进档梯级油路示意图。

图7是节流阀油路和节流阀位置示意图。

图8是节流阀构造示意图。

图9是齿轮箱外侧示意图。

图10是变速箱右视图。

图11是变档手柄、滑动杆圈、移动阀门连接示意图。

图12是变档手柄、滑动杆圈、拨叉连接示意图。

图中1.变速箱体，2.高压油箱，3.齿轮箱，4.油箱，5.传动轴，6.从动齿轮，7.主动齿轮，8.叶轮，9.滚珠轴承，10.轮轴，11.拨叉组件，12.怠速单向阀，13.倒档油路进油口，14.空档油路进油口，15.前进档油路进油口，16.节流阀油路进油口，17.移动阀门，18.手柄轴组件，19.移动阀门组件，20.喷油孔，21.节流阀门，22.弹簧，23.活塞，24.挡圈，25.齿轮箱单向阀，26.变档手柄，27.手柄轴，28支点，29.拨叉，30.滑动杆圈，31.油泵出油口，32.回路进油口，33.油箱排油口，34.齿轮箱排油口，35.底座含通孔，36.螺孔，37.前进挡油路，38.节流阀油路。

具体实施方式

在图1所示的实施例中，在变速箱体(1)的下半部，传动轴(5)与各档位从动齿轮(6)和滚珠轴承(9)(含油封)套装固接后，嵌入齿轮箱(3)的箱壁中；叶轮(8)的外圆与内圆啮合紧固后(倒档齿轮箱除外)形成轮轴(10)，轴两端套装滚珠轴承(9)后嵌入箱壁中；拨叉组件(11)安装在倒档齿轮箱的两处固定支点(28)上；密封垫放置在下半部的上方。在变速箱体(1)的上半部，变档手柄(26)与手柄轴(27)固接并装上滚珠轴承(9)(含油封)，手柄轴(27)的另一端与滑动杆圈(30)的一端固接，滑动杆圈(30)与装在支点(28)上的移动阀门组件(19)的杠杆圈接；手柄轴(27)的另一端与滑动杆圈(30)的一端固接，滑动杆圈(30)与拨叉组件(11)的杠杆圈接；节流阀门(21)弹簧(22)活塞(23)挡圈(24)以及怠速单向阀(12)齿轮箱单向阀(25)安装在各自的位置上，完毕后装上相邻部件；变速箱上下部合盖后用螺栓紧固。回路进油口(32)经回路与油泵连接，油泵经油泵出油口(31)与高压油箱(2)连接。

Claims (7)

1.一种自动变速器，其特征在于：在变速箱内，当高压油箱右箱壁的怠速单向阀被关闭时，进入前进档油路和节流阀油路后的高压油液注满各个独立的档位齿轮箱，当油压攀升到某个数值时，高压油液经第一档位齿轮箱的喷油孔向第一档位的叶轮喷油，叶轮与主动齿轮一起转动，与主动齿轮啮合的从动齿轮跟着转动，同时第一档位齿轮箱的单向阀被油液顶开向外排油；当油压继续升高达到一定值时，第二档位的叶轮在油液的冲击下开始转动，在转动的同时第一档位齿轮箱的节流阀的活塞被升高的油压推出，活塞前端的节流阀门关闭了第一档位齿轮箱的喷油孔，此时第一档位齿轮箱的单向阀回复原位，同时第二档位齿轮箱的单向阀被油液顶开向外排油；当油压继续升高分别达到一定值时，接下各档位依次自动变速直至第六档位；第六档位不设节流阀；当外负荷突然增大时，油压开始下降，此时第五档位齿轮箱的节流阀的节流阀门回复原位，第五档位齿轮箱的喷油孔打开，第五档位的叶轮在油液的冲击下转动，同时第五档位齿轮箱的单向阀被油液顶开向外排油，第六档位齿轮箱的单向阀此时回复原位，至此，第六档位的工作移给第五档位；如油压继续下降，第四档位及以下各档依次工作；当高压油液进入倒档油路后，则冲击倒档位的叶轮使传动轴反转；当油液进入空档油路后，则使油液流入底层油箱；进入前进档油路的高压油液先后经一至六档位的齿轮箱和单向阀流入底层油箱；进入倒档油路的高压油液经倒档位的齿轮箱和单向阀流入底层油箱；流经怠速单向阀的油液亦流入底层油箱；底层油箱的油液通过回路与油泵相接。

2.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于：位于变速箱左侧的油泵与高压油箱连接；高压油箱的右箱壁设有怠速单向阀，有倒档油路进油口、空档油路进油口、前进档油路进油口、节流阀油路进路口，并有与手柄轴组件连接的移动阀门组件；与右箱壁相邻的倒档齿轮箱设有与手柄轴组件连接的拨叉组件；右箱壁的壁内有与空档进油口相通的油路。

3.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于：各齿轮箱的从动齿轮直径一样，主动齿轮直径不同；前进档油路和节流阀油路在箱体内被设计成水平梯级状。

4.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于：位于油箱上层的各档位齿轮箱相对密闭，在压差作用下，各前进档齿轮箱的传动机构、单向阀以及节流阀即时相应运动，实施液力交接实现自动变速。

5.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于：套装在传动轴上的从动齿轮与各前进档齿轮箱的主动齿轮始终啮合；各前进档的主动齿轮与叶轮的内圆部份连为一体成为轮轴，轮轴两端的滚珠轴承被箱壁紧固；传动轴贯通各齿轮箱的箱壁，轴上的滚珠轴承被箱壁紧固；各前进档的叶轮其外圆的内齿与内圆的棘爪啮合，叶轮被冲击时轮轴随动，轮轴空转时，叶轮不动。

6.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于：进入各档位齿轮箱的自动变速器油随齿轮的转动而溅起的油液保证了箱内运动件的润滑。

7.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于：变档手柄经箱壁槽与手柄轴的中部固定接触，中部的两边各有一只滚珠轴承；手柄轴的两端各与拨叉组件的连杆和移动阀门组件的连杆固接；安置变档手柄的箱壁加厚，其中段加高，顶部呈半球状。

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