CN101050803A

CN101050803A - 一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱

Info

Publication number: CN101050803A
Application number: CN 200710098863
Authority: CN
Inventors: 陈宏伟; 宋健
Original assignee: Beijing Jiaotong University
Current assignee: Beijing Jiaotong University
Priority date: 2007-04-28
Filing date: 2007-04-28
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2027-04-28
Also published as: CN100570174C

Abstract

一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱，变速箱为两轴或三轴式五档变速箱，采用易啮合套换档，增加了双面或双重换档离合器。换档离合器的固定盘A固定在变速箱一轴(或中间轴)上，在固定盘两侧是两个浮动盘B和C。浮动盘B与圆柱直齿轮B1连接成一体，二者空套在变速箱一轴(或中间轴)上。齿轮B1与齿轮B2啮合，组成升档齿轮副。齿轮B2固定在变速箱二轴上。浮动盘C与圆柱直齿轮C1连接成一体，二者空套在变速箱一轴(或中间轴)上。齿轮C1与齿轮C2啮合，组成降档齿轮副，齿轮C2固定在变速箱二轴上。与传统AMT相比较，换档过程可不分离主离合器，省略了操纵离合器的时间。可以缩短换档时间，减小换档冲击，提高换档品质。

Description

一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱

技术领域

本发明涉及一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱，属于交通运输(车辆工程)领域。

背景技术

手动变速箱换档的一个严重缺点是，它属于中断动力换档，因此换档冲击不可避免。在手动变速箱的基础上实现自动化操纵的自动手动变速器(AMT)，具有生产继承性好，成本底的优点，但同样存在动力中断和换档冲击，换档舒适性难以提高。

双离合器并行变速箱式自动变速系统，可以实现不中断动力换档，从而很好的解决换档舒适性问题。

美国博格华纳公司开发的双离合器式自动变速器(DCT)，采用两个独立的湿式多片离合器和并行布置的双变速箱，实现自动变速，采用了液压控制系统，结构很紧凑，该系统已经实现商业化，装备在德国大众的高尔夫和奥迪TT车型上。

德国LUK公司，正在开发基于干式摩擦离合器的双离合器式自动变速器(DCT)，该系统采用电机驱动的机电式执行机构控制离合器和换档。

美国Daimler Chrysler公司、New Venture Gear公司等，也都在开发类似的DCT技术(专利US Patent 6463821和专利US Patent 6460425)。

以上双离合器式自动变速器(DCT)技术，具有以下的共性：

1.双离合器都是主离合器，二者在功能上是相同的，都是与发动机动力输出端飞轮相连接，并行的将动力传递到变速箱的两个输入轴。

这种双重离合器的技术方案，与现有的手动变速技术完全不同，开发的技术难度大，也使离合器在发动机后的有效空间内布置比较困难，

2.变速箱都是并行的双变速箱，该变速箱有两个输入轴，和两个输出轴，两个输入轴中一个是实心轴、一个是空心轴，二者嵌套在一起。DCT变速箱内的换档同步机构都是与手动变速箱类似的惯性式同步器。而同步器是变速箱内部结构比较复杂、成本较高的部件。

发明内容

为了克服现有技术结构的不足，本发明提供一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

变速箱为两轴式五档变速箱，

在变速箱内部，采用易啮合套换档，同时增加了双面换档离合器。换档离合器的固定盘A固定在变速箱一轴上，在固定盘两侧是两个浮动盘B和C。

浮动盘B与圆柱直齿轮B1连接成一体，二者空套在变速箱一轴上。齿轮B1与齿轮B2啮合，组成升档齿轮副，B1-B2齿轮副传动比略小于变速箱五档传动比。齿轮B2固定在变速箱二轴上。

浮动盘C与圆柱直齿轮C1连接成一体，二者空套在变速箱一轴上。齿轮C1与齿轮C2啮合，组成降档齿轮副，C1-C2齿轮副传动比略大于变速箱一档传动比。齿轮C2固定在变速箱二轴上。

本发明的有益效果；提供一种新型的双离合器式自动变速箱技术方案，该方案可避免目前DCT的一些弱点，更易于实施。本发明专利去掉变速箱内部的同步器，增加了一个双面换档离合器，通过对换档离合器的操纵，实现换档过程的同步，同时实现不中断动力换档。与传统AMT相比较，换档过程可不分离主离合器，省略了操纵离合器的时间。这种技术方案可以缩短换档时间，减小换档冲击，提高换档品质。

与博格华纳DCT的双输入轴式并行变速箱不同，这种自动变速器完全是在手动变速箱的基础上改进的，因此工艺成熟，开发制造成本低，投资少，具有很好的商业前景。

附图说明

图1汽车自动手动变速器(AMT)系统原理图；

图2双面换档离合器技术实施方案原理示意图；

图3双面离合器接合的过程中一、二轴转速变化示意图；

图4双重换档离合器技术实施方案原理示意图(一)；

图5双重换档离合器技术实施方案原理示意图(二)。

图中的1、2、3、4、5分别为1档、2档、3档、4档、5档。

下面结合附图和实施例对发明进一步说明。

具体实施方式

实施例1：本发明所提出的技术方案，是在汽车自动手动变速器的基础上通过改进而得到的。图1是汽车自动手动变速器的原理图。

该AMT系统，变速箱为两轴式五档变速箱，通过对选、换档执行机构和离合器执行机构的控制，可实现自动换档。

图2是针对图1的AMT系统进行改进，从而实现本发明技术方案的原理示意图。与图1相比较，汽车主离合器及其操纵机构，没有任何改变。变速箱换档操纵机构，也与AMT类似，基本可共用。在变速箱内部，去掉了所有的换档同步器，采用易啮合套换档，同时增加了双面换档离合器。换档离合器的固定盘A固定在变速箱一轴上，在固定盘两侧是两个浮动盘B和C。

浮动盘B与圆柱直齿轮B1连接成一体，二者空套在变速箱一轴上。齿轮B1与齿轮B2啮合，组成升档齿轮副，B1-B2齿轮副传动比，应小于或等于变速箱五档传动比。齿轮B2固定在变速箱二轴上。

浮动盘C与圆柱直齿轮C1连接成一体，二者空套在变速箱一轴上。齿轮C1与齿轮C2啮合，组成降档齿轮副，C1-C2齿轮副传动比，应大于或等于变速箱一档传动比。齿轮C2固定在变速箱二轴上。

假定车速不变，那么在双面离合器AB面接合和AC面接合的过程中，一、二轴转速的变化如图3所示。

在需要升档的时候，浮动盘B与固定盘A接合，接合摩擦力矩使一轴转速n1下降。当一轴转速n1达到b点时，二档齿轮副同步；此时可挂入2档；当一轴转速n1达到c点时，三档齿轮副同步；此时可挂入3档；以此类推，一直可达到五档同步点e。二者完全接合时，一轴转速达到最小值。

在需要降档的时候，浮动盘C与固定盘A接合，接合摩擦力矩使一轴转速上升，在上升过程中，依次经过五档、四档、三档、二档和一档的同步位置点。二者完全接合时，一轴转速达到最大值。

在实际控制系统中，系统电控单元根据各种传感器信号的分析处理，决策换档时机，针对不同工况，分别对双面换档离合器执行机构，选换档执行机构、主离合器执行机构、发动机电控系统等发出动作指令，通过协调配合的动作，实现不中断动力的自动换档。

以1档升2档为例，说明升档操作的一般顺序为：

1).降低发动机扭矩(节气门、喷油、点火控制)；

2).摘下1档(换档执行机构控制)；

3).换档离合器A-B面接合；

4).挂入2档(当2档转速差消除时，换档执行机构控制)；

5).换档离合器A-B面分离；

6).发动机扭矩回复。

降档过程的操作与升档类似，只是在换档离合器AC面接合的同时，需要对发动机扭矩进行控制，使一轴转速快速上升，以加快同步速度。

实施例2：变速箱为三轴式五档变速箱：

在变速箱内部，采用易啮合套换档，同时增加了双面换档离合器，换档离合器的固定盘(A)固定在变速箱中间轴上，在固定盘两侧是两个浮动盘(B)和(C)，浮动盘(B)与圆柱直齿轮(B1)连接成一体，二者空套在变速箱中间轴上，齿轮(B1)与齿轮(B2)啮合，组成升档齿轮副，齿轮(B2)固定在变速箱二轴上；

浮动盘(C)与圆柱直齿轮(C1)连接成一体，二者空套在变速箱中间轴上，齿轮(C1)与齿轮(C2)啮合，组成降档齿轮副，齿轮(C2)固定在变速箱二轴上。

图2所示的实施方案，是针对图1的AMT系统而言的，该系统的变速箱是二轴5档变速箱。对于三轴式变速箱，本发明同样适用，由于三轴式变速箱的输入轴(一轴)与输出轴(二轴)同轴线，而中间轴通过齿轮副与一轴常啮合，因此，双面换档离合器，应布置在变速箱中间轴上。其零件固定盘A、浮动盘B和圆柱直齿轮B1、浮动盘C和圆柱直齿轮C1，与变速箱中间轴的连接方式，与图2中相应零件与一轴的连接方式完全相同。圆柱直齿轮B2和C2，与变速箱二轴的连接方式，与图2所示的连接方式完全相同。

本发明所描述的技术方案中，双面换档离合器的结构形式可以有多种实施方案。例如，离合器既可以采用干式摩擦离合器、也可以采用湿式摩擦离合器；既可以是单片离合器，也可以是多片离合器。双面换档离合器的布置方式也有多种，即可以布置在变速箱内部，也可以布置在变速箱外部，制作成独立的总成单元，还可以布置在主离合器后侧。

另外，从功能上看，双面离合器完全可以用两个独立的离合器来代替。图4给出了这种双重离合器技术方案的原理示意图。

在图4的布置方案中，双面换档离合器变成了两个独立的换档离合器，分别负责升档和降档同步，分别布置在变速箱的一轴和二轴上。其他结构与图2所示的方案完全相同。

在图5所示的技术方案中，进一步对双重换档离合器技术方案进行了改进，用变速箱内部的1档齿轮副，代替了降档离合器所使用的降档齿轮副；用变速箱内部的5档齿轮副，代替了升档离合器所使用的升档齿轮副，进一步简化了结构。

以上所述的布置方式，是本专利技术方案的延伸，属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱，其特征是：变速箱为两轴式五档变速箱；

在变速箱内部，采用易啮合套换档，同时增加了双面换档离合器，换档离合器的固定盘(A)固定在变速箱一轴上，在固定盘两侧是两个浮动盘(B)和(C)，

浮动盘(B)与圆柱直齿轮(B1)连接成一体，二者空套在变速箱一轴上，齿轮(B1)与齿轮(B2)啮合，组成升档齿轮副，齿轮(B2)固定在变速箱二轴上，

浮动盘(C)与圆柱直齿轮(C1)连接成一体，二者空套在变速箱一轴上，齿轮(C1)与齿轮(C2)啮合，组成降档齿轮副，齿轮(C2)固定在变速箱二轴上。

2.一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱，其特征是：变速箱为三轴式五档变速箱；

3.根据权利要求1或2所述的一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱，其特征是：双面换档离合器为两个独立的换档离合器，分别布置在变速箱的一轴(中间轴)和二轴上。

4.根据权利要求3所述的一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱，其特征是：在双重换档离合器的结构中，用变速箱内部的1档齿轮副，代替降档离合器所使用的降档齿轮副；用变速箱内部的5档齿轮副，代替升档离合器所使用的升档齿轮副。

5.根据权利要求1、2所述的一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱，其特征是：离合器或采用干式摩擦离合器、或采用湿式摩擦离合器；或是单片离合器，或是多片离合器，双面换档离合器布置在变速箱内部，或布置在变速箱外部，或制作成独立的总成单元，或布置在主离合器后侧。

6.根据权利要求3所述的一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱，其特征是：离合器或采用干式摩擦离合器、或采用湿式摩擦离合器；或是单片离合器，或是多片离合器，双面换档离合器布置在变速箱内部，或布置在变速箱外部，或制作成独立的总成单元，或布置在主离合器后侧。

7.根据权利要求4所述的一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱，其特征是：离合器或采用干式摩擦离合器、或采用湿式摩擦离合器；或是单片离合器，或是多片离合器。