CN100501188C - 机械自动变速器 - Google Patents

Abstract

一种机械自动变速器，包括变速传动装置、换档执行机构和离合器执行机构，换档执行机构包括由电机控制及蜗轮蜗杆传动的操纵杆摆动和移动传动机构、摆动位置和移动位置检测机构及档位互锁机构，操纵杆摆动传动机构通过主动齿轮与操纵杆上的被动齿轮啮合，操纵杆移动传动机构通过移动拨销与操纵杆的移动连接槽连接，操纵杆摆动、移动位置检测机构分别与操纵杆的摆动、移动检测连接槽连接，档位互锁机构与操纵杆的被动齿轮和各拨块相接，离合器执行机构包括离合器推杆传动机构和离合器位置检测机构，离合器推杆传动机构设有可使分离轴承控制杆摆动的推杆。本发明结构简单，维修方便，制造难度低，工作效率高，操作方便可靠，且能减轻驾驶员劳动强度。

Description

机械自动变速器

技术领域

本发明属于汽车制造领域，具体涉及一种机械变速器。

背景技术

目前，汽车制造领域的变速器大多数为机械式手动换档，其换档动作是通过手动控制操纵杆来实现的，离合器离合动作是通过脚踏板来实现的，在换档和离合动作过程中，驾驶员需要熟练控制操纵杆和离合器踏板。主要缺点是操纵频繁、劳动强度高。一些高档客车上采用的自动换档变速器大部分是液力传动自动换档变速器(AT)，液力传动自动换档变速器(AT)主要由液力变矩器，齿轮传动机构，湿式多片离合器，液压阀和油泵组成，液力变矩器可根据外负载的变化而自动改变其输出扭矩和转速，而且能吸收和消除来自发动机和外负载对传动系统中带来的冲击振动，使汽车操纵简单、起动平稳，然而液力变矩器的功率损失较大导致液力传动自动换档变速器(AT)的汽车油耗较大，效率低，，维修性和装配性差。一种申请号为200410015154.5，名称为离偶合器式自动变速器的发明专利申请，其公开了一种用液力偶合器和双联离合器的组合换档机构，可降低摩擦片的打滑，使换档更为柔和，然而液力偶合器在车辆起步和换档过程中的功率损失还是较大，其能耗依然较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现在技术的不足，提供一种结构简单，维修方便，制造难度较低，工作效率高，操作方便可靠，且减轻驾驶员劳动强度的机械自动变速器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的机械自动变速器，包括变速传动装置、换档执行机构和离合器执行机构，其特征在于：所述换档执行机构包括箱体、装设于箱体内的操纵杆、由电机驱动的操纵杆摆动传动机构、由电机驱动的操纵杆移动传动机构、操纵杆摆动位置检测机构、操纵杆移动位置检测机构及档位互锁机构，操纵杆上套设有高速档拨块、低速档拨块和一个以上中间档拨块，各拨块的内孔中均设有拨销槽，操纵杆上装设有置于所述拨销槽中的拨销，每件中间档拨块连有一中间档连杆，低速档拨块连有低速档连杆，操纵杆上还固定有被动齿轮，并设有移动连接槽、摆动检测连接槽和移动检测连接槽，操纵杆摆动传动机构通过其上所设主动齿轮与操纵杆上所设被动齿轮相啮合，操纵杆移动传动机构通过其上所设移动拨销与移动连接槽连接，操纵杆摆动位置检测机构与摆动检测连接槽连接，操纵杆移动位置检测机构与移动检测连接槽连接，所述箱体与变速传动装置的主壳体固定连接，高速档拨块通过其端部所设球头与变速传动装置的高速拨叉连接，球头插入高速拨叉所设拨孔中，每件中速档拨块通过中间档连杆与变速传动装置的中速拨叉相连，低速档拨块通过低速档连杆与变速传动装置的低速拨叉连接；所述档位互锁机构装于箱体上并与操纵杆上的被动齿轮、高速档拨块和中间档拨块及低速档拨块相接，所述离合器执行机构包括由电机驱动的离合器推杆传动机构和离合器位置检测机构，离合器推杆传动机构设有可使变速传动装置的分离轴承控制杆摆动的推杆，所述推杆与分离轴承控制杆相接；所述离合器位置检测机构与分离轴承控制杆连接。

作为本发明的进一步改进，所述设有主动齿轮的操纵杆摆动传动机构包括第一电机、第一蜗杆、第一蜗轮、第一蜗轮轴和主动齿轮，第一电机固定于箱体上，第一蜗杆和第一蜗轮轴支承于箱体中，第一电机的输出端与第一蜗杆相联接，第一蜗杆与第一蜗轮相啮合，第一蜗轮与第一蜗轮轴固定连接，与操纵杆上所设被动齿轮相啮合的主动齿轮装设于第一蜗轮轴上；所述设有移动拨销的操纵杆移动传动机构包括第二电机、第二蜗杆、第二蜗轮轴、第二蜗轮、拨叉和移动拨销，第二电机固定于箱体上，第二蜗杆和第二蜗轮轴均支承于箱体内，第二电机的输出端与第二蜗杆相联接，第二蜗杆与装设于第二蜗轮轴上的第二蜗轮相啮合，拨叉装设于第二蜗轮轴上，移动拨销装于拨叉上并插入设在操纵杆上的移动连接槽中；所述档位互锁机构包括随动杆，所述随动杆装于箱体的孔中，并可在该孔中滑动，随动杆中间部位设有连接凹槽和锁止凹槽，操纵杆上的被动齿轮的外侧插入连接凹槽中，高速档拨块、中间档拨块及低速档拨块的一侧分别设有一可卡在随动杆的外圆柱面上的凹圆弧，并在凹圆弧的两侧形成凸起部。所述操纵杆摆动位置检测机构包括盖、第一位移传感器、第一传感器传动轴和第一传感销，所述第一位移传感器固定于与箱体固定连接的盖上，并与第一传感器传动轴连接，第一传感器传动轴上设有第一传感销，该第一传感销插入操纵杆端部所设摆动检测连接槽中并可在摆动检测连接槽中轴向滑动；所述操纵杆移动位置检测机构包括第二位移传感器、第二传感器传动轴、拨杆和第二传感销，第二位移传感器与箱体固定连接，并与第二传感器传动轴一端连接，拨杆固定于第二传感器传动轴的另一端，拨杆上设有第二传感销，第二传感销插入操纵杆端部所设移动检测连接槽中。所述设有推杆的离合器推杆传动机构B1还包括离合器执行机构壳体、离合器电机、离合器蜗杆、离合器蜗轮、齿轮轴和齿条，所述离合器执行机构壳体与变速传动装置的主壳体固定连接，离合器电机与离合器执行机构壳体固定连接，离合器电机的输出端与离合器蜗杆相联接，离合器蜗杆支承在离合器执行机构壳体上并与离合器蜗轮相啮合，离合器蜗轮装于齿轮轴上，齿轮轴支承于离合器执行机构壳体上并与齿条相啮合，齿条装于推杆上，与分离轴承控制杆相连接的推杆支承在离合器执行机构壳体上。所述推杆端部可连有连接套，分离轴承控制杆与推杆相接的一端设有圆弧面，推杆通过连接套与分离轴承控制杆的圆弧面相接。所述离合器位置检测机构包括离合器位移传感器和传感器传动轴，离合器位移传感器固定于离合器壳上，并与传感器传动轴相连接，传感器传动轴与分离轴承控制杆的端部连接。

所述离合器推杆传动机构还可以连有弹簧助力机构，所述弹簧助力机构包括助力弹簧、弹簧安装座和助力连杆，助力弹簧一端固定在弹簧安装座上，助力弹簧另一端与助力连杆的一端相连，助力连杆的另一端与推杆相连，弹簧安装座固定于变速传动装置的主壳体上，助力连杆的中部支承在变速传动装置的主壳体上。所述弹簧安装座上可装有一拉紧螺杆，拉紧螺杆上通过螺纹连接装有弹簧拉杆，助力弹簧的一端固定于弹簧拉杆上。

所述操纵杆上还可套设有摆动位置感应块和移动位置感应圈，移动位置感应圈固装于操纵杆上，摆动位置感应块与操纵杆为可相对轴向移动连接，操纵杆上装设有可使摆动位置感应块随操纵杆摆动的感应块拨销，所述摆动位置感应块上设有平行于轴线方向的三条直凸台，移动位置感应圈上垂直于轴线方向设置有与高速档拨块、低速档拨块和一个以上中间档拨块数量相等的环形凸台，在箱体上设有摆动位置开关和移动位置开关，摆动位置开关位于与摆动位置感应块相对的位置，移动位置开关位于与移动位置感应圈相对的位置。

在变速传动装置的主壳体上，与变速传动装置的各同步器对应位置处装设有定位销安装座，各定位销安装座内孔中装设有可在定位销安装座内孔中轴向移动的同步器中位定位销，同步器中位定位销上套设有定位弹簧，同步器中位定位销端部设有球头，高速拨叉、中速拨叉和低速拨叉上均设有可与球头相配的锥孔。

本发明的有益效果在于：本发明的机械自动变速器结构简单，维修方便，制造难度较低，工作效率高，可免去采用脚踩离合器踏板动作和手动操纵杆换档动作，操作方便可靠，且减轻了驾驶员的劳动强度。操纵杆摆动传动机构、操纵杆移动传动机构、离合器执行机构中采用蜗轮蜗杆传动机构，可在各动作完成后实现机构运动的锁定。换档执行机构和离合器执行机构均由电机驱动，并采用了位移传感器分别检测操纵杆的摆动位置、操纵杆的轴向移动位置和离合器结合与分离位置，便于与电子控制系统结合实现电子智能控制。本发明还可设置弹簧助力机构，以减小离合器电机功率。本发明的实施具有积极的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明的结构外形图；

图2为图1的W向视图；

图3为图1的A-A剖视图；

图4为图3的B-B剖视图；

图5为图3的C-C剖视图；

图6为图3的C1-C1剖视图；

图7为图3的D-D剖视图；

图8为图7的F-F剖视图；

图9为图7的H-H剖视图；

图10为图1的G-G剖视图；

图11为图10的X-X剖视图；

图12为图1的J-J剖视图；

图13为图1的K-K剖视图；

图14为图1的L-L剖视图；

图15为图2的N-N剖视图；

图16为图15的Q1-Q1剖视图；

图17为图15的Q2-Q2剖视图；

图18为图15的Q3-Q3剖视图；

图19为图15的Q4-Q4剖视图；

图20为本发明的结构原理图。

具体实施方式

下面以六档位的变速器为例，对本发明作进一步说明。其中中间档拨块和中间档连杆只有各一件，分别为二/三速拨块109和二/三速连杆111。

如图1、2、20所示，本发明的机械自动变速器包括：变速传动装置3、换档执行机构1和离合器执行机构2。如图2、15-19所示，变速传动装置3主要包括主壳体301、离合器壳302、分离轴承座303、离合器分离轴承304、输入轴305、离合器306、分离拨叉307、分离轴承控制杆308、高速同步器309、高速拨叉311、二/三速拨叉313、二/三速同步器314、低速拨叉317、低速同步器318、第四档位传动齿轮310、第三档位传动齿轮312、第二档位传动齿轮315、第一档位传动齿轮316、倒档传动齿轮319、输出轴320、惰齿轮321、后盖322、中间齿轮轴323、第二中间齿轮324、第三中间齿轮325、第四中间齿轮326、传动齿轮327、车速传感器334、车速传感器主动齿轮335和车速传感器被动齿轮336。离合器壳302通过螺栓与主壳体301固定连接，分离轴承座303通过螺栓与主壳体301固定连接，离合器分离轴承304套装在分离轴承座303上，分离轴承控制杆308通过两个滚动轴承支承在离合器壳302上，并通过螺栓与分离拨叉307固定连接，分离拨叉307的圆弧面3071与离合器分离轴承304端平面相接(见图15)。输入轴305通过轴承支承在主壳体301上，输入轴305的左端设有花键，该左端穿过并伸出分离轴承座303的内孔，离合器306通过花键安装于输入轴305的左端，中间齿轮轴323通过轴承支承于主壳体301上，其上固定有第二中间齿轮324、第三中间齿轮325、第四中间齿轮326和传动齿轮327，输出轴320的一端通过轴承支承于输入轴305右端部所设内孔中，另一端通过轴承支承在主壳体301上，输出轴320上固定有高速同步器309、二/三速同步器314和低速同步器318，第四档位传动齿轮310、第三档位传动齿轮312、第二档位传动齿轮315、第一档位传动齿轮316和倒档传动齿轮319均通过轴承支承在输出轴320上，输入轴305右端所设齿轮与传动齿轮327啮合，第四中间齿轮326与第四档位传动齿轮310啮合，第三中间齿轮325与第三档位传动齿轮312啮合，第二中间齿轮324与第二档位传动齿轮315啮合，中间齿轮轴323右端所设齿轮分别与第一档位传动齿轮316及惰齿轮321啮合，惰齿轮321还与倒档传动齿轮319啮合(见图19)，惰齿轮321的惰轮轴341通过轴承支承于主壳体301上，车速传感器主动齿轮335固装于输出轴320上，并与车速传感器被动齿轮336啮合(见图2)，车速传感器被动齿轮336通过齿轮轴支承于传感器安装座343所设内孔中，传感器安装座343安装于后盖322所设内孔中，并通过紧定螺钉344与后盖322固定连接(见图2)，车速传感器被动齿轮336的外端接车速传感器334，后盖322通过螺栓与主壳体301固定连接，三对拨叉安装销328通过螺纹分别固定于主壳体301与各同步器对应位置上，高速拨叉311装于拨叉安装销328上并可围绕拨叉安装销328转动(图18)，高速拨叉311与高速同步器309通过同步器拨块330相连，二/三速拨叉313装于拨叉安装销328上并可围绕拨叉安装销328转动，二/三速拨叉313与二/三速同步器314通过同步器拨块330相连(图17)，低速拨叉317装于拨叉安装销328上并可绕拨叉安装销328转动，低速拨叉317与低速同步器318通过同步器拨块330相连(图16)。

如图3—9所示，换档执行机构1包括箱体115、装设于箱体115内的操纵杆106、由电机驱动的操纵杆摆动传动机构A1、由电机驱动的操纵杆移动传动机构A2、操纵杆摆动位置检测机构A3、操纵杆移动位置检测机构A4及档位互锁机构A5，箱体115与变速传动装置3的主壳体301固定连接(见图1和图15)，操纵杆106上套设有高速档拨块108、低速档拨块110和二/三速拨块109，各拨块的内孔中均设有拨销槽1083，操纵杆106上装设有置于拨销槽1083(见图6)中的拨销107，拨销107可在各拨块的拨销槽1083中来回移动，二/三速拨块109连有二/三速连杆111，低速档拨块110连有低速档连杆112(见图5、7)，二/三速连杆111与二/三速拨块109上所设拨块圆柱面1091相铰连，低速档连杆112与低速档拨块110上所设拨块圆柱面1091相铰连(见图6)，二/三速连杆111和低速档连杆112分别可绕拨块圆柱面1091转动，高速档拨块108其端部设有球头1084(见图5)，高速档拨块108通过该球头1084与变速传动装置3的高速档拨叉311连接(参见图15、18)，球头1084插入高速拨叉311所设拨孔3111中，二/三速拨块109通过二/三速连杆111与变速传动装置3的二/三速拨叉313相连(见图15、17)，低速档拨块110通过低速档连杆112与变速传动装置3的低速拨叉317连接(见图15、16)。操纵杆106上还固定有被动齿轮105，并设有移动连接槽1061、摆动检测连接槽1062和移动检测连接槽1063。如图3、4所示，操纵杆摆动传动机构A1包括第一电机116、第一蜗杆101、第一蜗轮102、第一蜗轮轴103和主动齿轮104，第一电机116通过螺栓固定于箱体115上，第一蜗杆101和第一蜗轮轴103通过轴承支承于箱体115中，第一电机116的输出端通过键与第一蜗杆101相联接，第一蜗杆101与第一蜗轮102相啮合，第一蜗轮102装于第一蜗轮轴103上并通过一弹性圆柱销固定连接，主动齿轮104通过键联接装设于第一蜗轮轴103上，并与操纵杆106上所设被动齿轮105相啮合。当第一电机116通电，依此驱动第一蜗杆101、第一蜗轮102、第一蜗轮轴103、主动齿轮104、被动齿轮105、操纵杆106，操纵杆106上的拨销107带动各拨块驱动变速传动装置3的档位同步器执行换档位动作。

如图3、4、5所示，操纵杆移动传动机构A2包括第二电机118、第二蜗杆117、第二蜗轮轴113、第二蜗轮114、拨叉119和移动拨销136，第二电机118通过螺栓固定于箱体115上，第二蜗杆117和第二蜗轮轴113均通过轴承支承于箱体115内，第二电机118的输出端通过键与第二蜗杆117相联接，第二蜗轮114装于第二蜗轮轴113上一侧，并通过一弹性圆柱销固定连接(见图5)，第二蜗杆117与第二蜗轮114相啮合，拨叉119通过销装设于第二蜗轮轴113上另一侧，操纵杆106上设有拨套1064，移动连接槽1061开设于拨套1064上，移动拨销136装于拨叉119上并插入设在操纵杆106上的移动连接槽1061中(见图5)，可带动操纵杆106轴向移动。当第二电机118通电时，依次驱动第二蜗杆117、第二蜗轮轴113、第二蜗轮114、使拨叉119摆动，因此驱动操纵杆106移动而执行换拨块的动作，当第二电机118驱动操纵杆106使操纵杆上的拨销107在高速档拨块108、二/三速拨块109及低速档拨块110的拨销槽1083之间移动到其中的一个拨块的拨销槽1083中时，便实现换拨块的动作。对于与本实施例的六档位档位不同的实施例，可改变中间档拨块、中间档连杆及变速箱中拨叉的数量来执行相应档位的自动换档。

如图3、7、8所示，操纵杆摆动位置检测机构A3包括盖134、第一位移传感器131、第一传感器传动轴122和第一传感销123，第一位移传感器131通过螺栓固定于与箱体115固定连接的盖134上，并通过销与第一传感器传动轴122连接，第一传感器传动轴122上设有第一传感销123，该第一传感销123插入操纵杆106端部所设摆动检测连接槽1062中，该摆动检测连接槽1062为一直槽，第一传感销123可在该直槽1062中轴向滑动；当操纵杆106摆动时，依次带动第一传感销123、第一传感器传动轴122转动，将操纵杆106的摆动位置信号传递给第一位移传感器131。操纵杆移动位置检测机构A4包括第二位移传感器129、第二传感器传动轴132、拨杆130和第二传感销133，第二位移传感器129通过螺栓与箱体115固定连接，并与第二传感器传动轴132一端通过弹性圆柱销连接，拨杆130固定于第二传感器传动轴132的另一端，拨杆130上设有第二传感销133，操纵杆106端部套设有第二传感拨套139，移动检测连接槽1063开设于第二传感拨套139上，第二传感销133插入移动检测连接槽1063中，移动检测连接槽1063为一环槽，第二传感销133可在此环槽中滑动。当操纵杆106轴向移动时，依次带动第二传感销133、拨杆130、第二传感器传动轴132移动，将操纵杆106的轴向移动位置信号传递给第二位移传感器129。

如图3、6、7所示，档位互锁机构A5包括一随动杆120，随动杆120装于箱体115的孔1151中，并可在该孔1151中滑动，随动杆120中间部位设有连接凹槽1201和锁止凹槽1202，操纵杆106上的被动齿轮105的外侧插入连接凹槽1201中，操纵杆106可通过被动齿轮105的外侧带动随动杆120一起同步移动，高速档拨块108、二/三速拨块109及低速档拨块110的一侧分别设有一可卡在随动杆120的外圆柱面上的凹圆弧1081，并在凹圆弧1081的两侧形成凸起部1082(图6所示)，当随动杆120移动至其锁止凹槽1202与套装在操纵杆106上的高速档拨块108、二/三速拨块109及低速档拨块110中的其中一个拨块的凹圆弧1081对正时，固定在操纵杆106上的拨销107恰好滑入此拨块的拨销槽1083中，此时凸起部1082才能穿过随动杆120上的锁止凹槽1202使此拨块绕操纵杆106轴心摆动，而其余拨块被随动杆120的圆柱面卡住而不能摆动，因此起到档位互锁的作用。

如图10-14、20所示，离合器执行机构2包括由电机驱动的离合器推杆传动机构B1和离合器位置检测机构B2，离合器推杆传动机构B1设有可使变速传动装置3的分离轴承控制杆308摆动的推杆204，推杆204与分离轴承控制杆308一端相连接，离合器位置检测机构B2则与分离轴承控制杆308的另一端相连，离合器推杆传动机构B1还包括离合器执行机构壳体207、离合器电机201、离合器蜗杆202、离合器蜗轮205、齿轮轴206和齿条203，离合器执行机构壳体207与变速传动装置3的主壳体301固定连接(见图10)，离合器电机201通过螺栓与离合器执行机构壳体207固定连接，离合器电机201的输出端通过键与离合器蜗杆202相联接，离合器蜗杆202通过球轴承支承在离合器执行机构壳体207上并与离合器蜗轮205相啮合，离合器蜗轮205通过键装于齿轮轴206上，齿轮轴206通过轴承支承于离合器执行机构壳体207上，并与齿条203相啮合，齿条203装于推杆204上并通过销固定，推杆204通过两个滑动轴承支承在离合器执行机构壳体207上。推杆204端部连有连接套208，分离轴承控制杆308与推杆204相接的一端设有圆弧面3081(图11)，推杆204通过连接套208与分离轴承控制杆308的圆弧面3081相接。当离合器电机201通电时，依次驱动离合器蜗杆202、离合器蜗轮205、齿轮轴206、齿条203，使推杆204作直线运动，带动分离轴承控制杆308摆动，分离轴承控制杆308带动分离拨叉307、离合器分离轴承304，执行离合器结合与分离动作。

如图14所示，离合器位置检测机构B2包括离合器位移传感器213、传感器传动轴212及传感销211，离合器位移传感器213固定于离合器壳302上，并通过销与传感器传动轴212相连接，传感器传动轴212上设有传感销211，分离轴承控制杆308与离合器位置检测机构B2相连的一端端部开设有检测连接槽3082，传感器传动轴212通过其上所设传感销211插装入检测连接槽3082中与分离轴承控制杆308相连，分离轴承控制杆308可绕中心摆动，当分离轴承控制杆308摆动时，依次带动传感销211、传感器传动轴212转动，将离合器位置信号传递给离合器位移传感器213。

如图1、11、12、13、20所示，离合器推杆传动机构B1还与一弹簧助力机构B3相连，如图11、12、13所示，弹簧助力机构B3包括助力弹簧221、弹簧安装座225和助力连杆222，弹簧安装座225上装有一拉紧螺杆223，拉紧螺杆223上装有弹簧拉杆224，两者通过螺纹连接，助力弹簧221一端固定于弹簧拉杆224上，另一端装于弹簧连接杆220上，可通过调节弹簧拉杆224相对于拉紧螺杆223的位置，调节助力弹簧221的弹力，弹簧连接杆220则装于助力连杆222的一端，助力连杆222的另一端通过助力连杆拨销226与推杆204相连(图1、11)，弹簧安装座225固定于变速传动装置3的主壳体301上，助力连杆222的中部还通过助力连杆支承座227支承于变速传动装置3的主壳体301上。助力弹簧221通过助力连杆222和助力连杆拨销226给推杆204施加一个推力Fa(见图11)，此力只作用于推杆204帮助离合器电机201推动推杆204，当离合器电机201执行离合器分离动作时，推杆204受到的来自助力弹簧221的推力Fa与离合器电机201的驱动力共同克服来自离合器的分离力F，由于助力弹簧221传递给推杆204的推力Fa与离合器施加给推杆204的分离力F方向相反，具有抵消离合器施加给推杆204的分离力F的作用，因此所需的离合器电机201通过蜗轮蜗杆和齿轮齿条机构给推杆204施加的轴向力较小，有帮助离合器电机201执行离合器分离动作的作用，可减小离合器电机201的功率。

如图3、7、9所示，在操纵杆106上套设有摆动位置感应块125和移动位置感应圈127，移动位置感应圈127固装于操纵杆106上，摆动位置感应块125与操纵杆106为间隙配合，操纵杆106可相对摆动位置感应块125作轴向移动，摆动位置感应块125的内孔中设有拨销槽1252，操纵杆106上装设有感应块拨销138，感应块拨销138插入拨销槽1252中，可在拨销槽1252中移动，当操纵杆106转动时，感应块拨销138可带动摆动位置感应块125一起转动，当操纵杆106移动时，操纵杆106连同感应块拨销138在摆动位置感应块125的内孔中移动，而摆动位置感应块125不动。摆动位置感应块125上设有平行于轴线方向的三条直凸台1251，移动位置感应圈127上垂直于轴线方向设置有三个环形凸台1271，在箱体115上装有摆动位置开关128和移动位置开关126，摆动位置开关128位于与摆动位置感应块125相对的位置，移动位置开关126位于与移动位置感应圈127相对的位置。当操纵杆106摆动时，操纵杆106上所设感应块拨销138带动摆动位置感应块125摆动，当摆动位置感应块125摆动到其上所设三条直凸台1251其中的一条与摆动位置开关128对正时，摆动位置开关128开，因此发出档位到位的信号，当操纵杆106移动时，操纵杆106上所设移动位置感应圈127与操纵杆106一起同步移动，当移动位置感应圈127移动到其上所设三个环形凸台1271其中的一条与移动位置开关126对正时，移动位置开关126开，因此发出换拨块动作到位的信号，可对档位位置进行判断以便于对档位故障进行诊断。如图1、5、7所示，在箱体115侧面还设置有档位指示灯开关121，该档位指示灯开关121通过顶杆124与摆动位置感应块125相连(见图7)，在箱体115顶面还设置有倒档灯开关135，该倒档灯开关135与低速档连杆112相接(见图4)。

如图16、17、18所示，在变速传动装置3的主壳体301上，与变速传动装置3的各同步器对应位置处还通过螺纹装设有三对定位销安装座331，各定位销安装座331内孔中装设有一可在定位销安装座331内孔中轴向移动的同步器中位定位销329，同步器中位定位销329上套设有定位弹簧332，定位弹簧332位于同步器中位定位销329所设轴肩与定位销安装座331内孔间，同步器中位定位销329端部设有球头3291，高速拨叉311、二/三速拨叉313和低速拨叉317上均设有可与球头3291相配的锥孔。当各同步器处在空档位置时，各同步器中位定位销329端部所设球头3291滑入各拨叉所设锥孔中，可使同步器保持在空档位置，自动精确对中。

本发明中，操纵杆摆动传动机构A1、操纵杆移动传动机构A2和离合器推杆传动机构B1均采用电机作驱动，通过操纵杆摆动传动机构A1中的第一电机16、操纵杆移动传动机构A2中的第二电机18和离合器电机201按执行顺序协调动作、并通过操纵杆摆动位置检测机构A3、操纵杆移动位置检测机构A4和离合器位置检测机构B2分别检测操纵杆的摆动位置、轴向位置及离合器的位置，并进行档位信息传递，可方便的实现电子控制，可按电子程序设定的执行顺序来控制同步器和离合器协调动作。各机构中采用蜗轮蜗杆传动机构，可在各动作完成后实现机构运动的锁定。

本发明的工作原理如下：本发明接收到换档信号后，首先是离合器执行机构B1中的离合器电机201驱动推杆204推动离合器分离轴承106执行离合器分离动作，然后是换档执行机构1中的操纵杆摆动传动机构A1驱动档位同步器处于中位，再后是操纵杆移动传动机构A2驱动操纵杆106上的拨销107在高速档拨块108、二/三速拨块109及低速档拨块110的拨销槽1083之间移动到其中的一个拨块的拨销槽1083中时，便实现换拨块的动作，再后是操纵杆摆动传动机构A1驱动档位同步器处于所要选取的档位位置，最后是离合器执行机构B1中的离合器电机201驱动推杆204使离合器分离轴承304退回而执行离合器结合动作，此时动力从发动机经过离合器306传给输入轴305，当高速同步器309左端结合时，动力从输入轴305直接传给输出轴320，当高速同步器309右端结合时，动力从输入轴305依次传给传动齿轮327、第四中间齿轮326、第四档位传动齿轮310、输出轴320，当二/三速同步器314左端结合时，动力从输入轴305依次传给传动齿轮327、第三中间齿轮325、第三档位传动齿轮312、输出轴320，当二/三速同步器314右端结合时，动力从输入轴305依次传给传动齿轮327、第二中间齿轮324、第二档位传动齿轮315、输出轴320，当低速同步器318左端结合时，动力从输入轴305依次传给传动齿轮327、中间齿轮轴323、第一档位传动齿轮316、输出轴320，当低速同步器318右端结合时，动力从输入轴305依次传给传动齿轮327、中间齿轮轴323、惰齿轮321、倒档传动齿轮319、输出轴320，在换档执行机构1执行换档及换拨块动作和离合器执行机构2执行离合器结合与分离动作的同时，操纵杆的操纵杆摆动位置检测机构A3和操纵杆轴向移动位置检测机构A4及离合器位置检测机构B2将检测到的档位位置及推杆位置信号输出。

Claims (10)

1、一种机械自动变速器，包括变速传动装置(3)、换档执行机构(1)和离合器执行机构(2)，其特征在于：所述换档执行机构(1)包括箱体(115)、装设于箱体(115)内的操纵杆(106)、由电机驱动的操纵杆摆动传动机构(A1)、由电机驱动的操纵杆移动传动机构(A2)、操纵杆摆动位置检测机构(A3)、操纵杆移动位置检测机构(A4)及档位互锁机构(A5)，操纵杆(106)上套设有高速档拨块(108)、低速档拨块(110)和一个以上中间档拨块，各拨块的内孔中均设有拨销槽(1083)，操纵杆(106)上装设有置于所述拨销槽(1083)中的拨销(107)，每件中间档拨块连有一中间档连杆，低速档拨块(110)连有低速档连杆(112)，操纵杆(106)上还固定有被动齿轮(105)，并设有移动连接槽(1061)、摆动检测连接槽(1062)和移动检测连接槽(1063)，操纵杆摆动传动机构(A1)通过其上所设主动齿轮(104)与操纵杆(106)上所设被动齿轮(105)相啮合，操纵杆移动传动机构(A2)通过其上所设移动拨销(136)与移动连接槽(1061)连接，操纵杆摆动位置检测机构(A3)与摆动检测连接槽(1062)连接，操纵杆移动位置检测机构(A4)与移动检测连接槽(1063)连接，所述箱体(115)与变速传动装置(3)的主壳体(301)固定连接，高速档拨块(108)通过其端部所设球头(1084)与变速传动装置(3)的高速拨叉(311)连接，球头(1084)插入高速拨叉(311)所设拨孔(3111)中，每件中速档拨块通过中间档连杆与变速传动装置(3)的中速拨叉相连，低速档拨块(110)通过低速档连杆(112)与变速传动装置(3)的低速拨叉(317)连接；所述档位互锁机构(A5)装于箱体(115)上并与操纵杆(106)上的被动齿轮(105)、高速档拨块(108)和中间档拨块及低速档拨块(110)相接，所述离合器执行机构(2)包括由电机驱动的离合器推杆传动机构(B1)和离合器位置检测机构(B2)，离合器推杆传动机构(B1)设有可使变速传动装置(3)的分离轴承控制杆(308)摆动的推杆(204)，所述推杆(204)与分离轴承控制杆(308)相接；所述离合器位置检测机构(B2)与分离轴承控制杆(308)连接。

2、根据权利要求1所述的机械自动变速器，其特征在于所述设有主动齿轮(104)的操纵杆摆动传动机构(A1)包括第一电机(116)、第一蜗杆(101)、第一蜗轮(102)、第一蜗轮轴(103)和主动齿轮(104)，第一电机(116)固定于箱体(115)上，第一蜗杆(101)和第一蜗轮轴(103)支承于箱体(115)中，第一电机(116)的输出端与第一蜗杆(101)相联接，第一蜗杆(101)与第一蜗轮(102)相啮合，第一蜗轮(102)与第一蜗轮轴(103)固定连接，与操纵杆(106)上所设被动齿轮(105)相啮合的主动齿轮(104)装设于第一蜗轮轴(103)上；所述设有移动拨销(136)的操纵杆移动传动机构(A2)包括第二电机(118)、第二蜗杆(117)、第二蜗轮轴(113)、第二蜗轮(114)、拨叉(119)和移动拨销(136)，第二电机(118)固定于箱体(115)上，第二蜗杆(117)和第二蜗轮轴(113)均支承于箱体(115)内，第二电机(118)的输出端与第二蜗杆(117)相联接，第二蜗杆(117)与装设于第二蜗轮轴(113)上的第二蜗轮(114)相啮合，拨叉(119)装设于第二蜗轮轴(113)上，移动拨销(136)装于拨叉(119)上并插入设在操纵杆(106)上的移动连接槽(1061)中；所述档位互锁机构(A5)包括随动杆(120)，所述随动杆(120)装于箱体(115)的孔(1151)中，并可在该孔(1151)中滑动，随动杆(120)中间部位设有连接凹槽(1201)和锁止凹槽(1202)，操纵杆(106)上的被动齿轮(105)的外侧插入连接凹槽(1201)中，高速档拨块(108)、中间档拨块及低速档拨块(110)的一侧分别设有一可卡在随动杆(120)的外圆柱面上的凹圆弧(1081)，并在凹圆弧(1081)的两侧形成凸起部(1082)。

3、根据权利要求2所述的机械自动变速器，其特征在于所述操纵杆摆动位置检测机构(A3)包括盖(134)、第一位移传感器(131)、第一传感器传动轴(122)和第一传感销(123)，所述第一位移传感器(131)固定于与箱体(115)固定连接的盖(134)上，并与第一传感器传动轴(122)连接，第一传感器传动轴(122)上设有第一传感销(123)，该第一传感销(123)插入操纵杆(106)端部所设摆动检测连接槽(1062)中并可在摆动检测连接槽(1062)中轴向滑动；所述操纵杆移动位置检测机构(A4)包括第二位移传感器(129)、第二传感器传动轴(132)、拨杆(130)和第二传感销(133)，第二位移传感器(129)与箱体(115)固定连接，并与第二传感器传动轴(132)一端连接，拨杆(130)固定于第二传感器传动轴(132)的另一端，拨杆(130)上设有第二传感销(133)，第二传感销(133)插入操纵杆(106)端部所设移动检测连接槽(1063)中。

4、根据权利要求1或2或3所述的机械自动变速器，其特征在于所述设有推杆(204)的离合器推杆传动机构(B1)还包括离合器执行机构壳体(207)、离合器电机(201)、离合器蜗杆(202)、离合器蜗轮(205)、齿轮轴(206)和齿条(203)，所述离合器执行机构壳体(207)与变速传动装置(3)的主壳体(301)固定连接，离合器电机(201)与离合器执行机构壳体(207)固定连接，离合器电机(201)的输出端与离合器蜗杆(202)相联接，离合器蜗杆(202)支承在离合器执行机构壳体(207)上并与离合器蜗轮(205)相啮合，离合器蜗轮(205)装于齿轮轴(206)上，齿轮轴(206)支承于离合器执行机构壳体(207)上并与齿条(203)相啮合，齿条(203)装于推杆(204)上，与分离轴承控制杆(308)相连接的推杆(204)支承在离合器执行机构壳体(207)上。

5、根据权利要求4所述的机械自动变速器，其特征在于所述推杆(204)端部连有连接套(208)，分离轴承控制杆(308)与推杆(204)相接的一端设有圆弧面(3081)，推杆(204)通过连接套(208)与分离轴承控制杆(308)的圆弧面(3081)相接。

6、根据权利要求4所述的机械自动变速器，其特征在于所述离合器位置检测机构(B2)包括离合器位移传感器(213)和传感器传动轴(212)，离合器位移传感器(213)固定于离合器壳(302)上，并与传感器传动轴(212)相连接，传感器传动轴(212)与分离轴承控制杆(308)的端部连接。

7、根据权利要求4所述的机械自动变速器，其特征在于所述离合器推杆传动机构(B1)连有弹簧助力机构(B3)，所述弹簧助力机构(B3)包括助力弹簧(221)、弹簧安装座(225)和助力连杆(222)，助力弹簧(221)一端固定在弹簧安装座(225)上，助力弹簧(221)另一端与助力连杆(222)的一端相连，助力连杆(222)的另一端与推杆(204)相连，弹簧安装座(225)固定于变速传动装置(3)的主壳体(301)上，助力连杆(222)的中部支承在变速传动装置(3)的主壳体(301)上。

8、根据权利要求7所述的机械自动变速器，其特征在于所述弹簧安装座(225)上装有一拉紧螺杆(223)，拉紧螺杆(223)上通过螺纹连接装有弹簧拉杆(224)，助力弹簧(221)的一端固定于弹簧拉杆(224)上。

9、根据权利要求4所述的机械自动变速器，其特征在于所述操纵杆(106)上套设有摆动位置感应块(125)和移动位置感应圈(127)，移动位置感应圈(127)固装于操纵杆(106)上，摆动位置感应块(125)与操纵杆(106)为可相对轴向移动连接，操纵杆(106)上装设有可使摆动位置感应块(125)随操纵杆(106)摆动的感应块拨销(138)，所述摆动位置感应块(125)上设有平行于轴线方向的三条直凸台(1251)，移动位置感应圈(127)上垂直于轴线方向设置有与高速档拨块(108)、低速档拨块(110)和一个以上中间档拨块数量相等的环形凸台(1271)，在箱体(115)上设有摆动位置开关(128)和移动位置开关(126)，摆动位置开关(128)位于与摆动位置感应块(125)相对的位置，移动位置开关(126)位于与移动位置感应圈(127)相对的位置。

10、根据权利要求4所述的机械自动变速器，其特征在于在变速传动装置(3)的主壳体(301)上，与变速传动装置(3)的各同步器对应位置处装设有定位销安装座(331)，各定位销安装座(331)内孔中装设有可在定位销安装座(331)内孔中轴向移动的同步器中位定位销(329)，同步器中位定位销(329)上套设有定位弹簧(332)，同步器中位定位销(329)端部设有球头(3291)，高速拨叉(311)、中速拨叉和低速拨叉(317)上均设有可与球头(3291)相配的锥孔。

Images