CN101476603B - 一种变速器离合装置及应用该装置的自动变速器 - Google Patents

Abstract

一种变速器离合装置及应用该装置的自动变速器，涉及车用自动变速器，具体是对齿轮式有级自动变速器的改进。离合装置包括传动毂(1)、齿圈(2)、复位弹簧(3)、离合体(4)和压板(5)，齿圈(2)套在传动毂(1)外围，复位弹簧(3)置于传动毂(1)和齿圈(2)之间，离合体(4)置于传动毂(1)两侧，压板(5)抵压在定片(7)外侧。自动变速器其变速齿轮组的每级均是由分别安装在输入轴(11)和副轴(12)上的随动齿轮(17)及与随动齿轮(17)相对应配合的变速器离合装置组成。它具有结构简单、制造成本低、传递效率高、工作可靠的优点，可大大减化结构及生产工艺，同时可提高传动比。

Description

一种变速器离合装置及应用该装置的自动变速器

技术领域

本发明涉及车用自动变速器，具体是对齿轮式有级自动变速器的改进。

背景技术

现有自动变速器分为两类，一类是有级自动变速器，另一类是无级自动变速器。有级自动变速器结构复杂，控制部件多，制造工复杂，制造和维修成本高，这些都增加了汽车生产厂家和使用者的费用。这种自动变速器中的主要部件液力变扭装置，它有较强的减振性能和防过载能力，虽然这些能够提高车辆和变速器的一些性能，但也因它特有的液体扭矩效率特性不利于节能，尤其是在中低转速时，效率明显下降，车辆在中低速行驶时，这种液力变扭装置不但不节油，反而浪费了更多燃料，达不到节能减排的目的。也因这种自动变速器复杂的结构和制造成本等原因，不能过多的增加档位，变速范围窄，不能更好的使车辆适应行驶路况的变化。

无级自动变速器在结构上比前者简单，且有速比范围宽并连续等优点，但也存在不足，它因特有的摩擦传动方式，使其在传递大转扭时能力受限，在变速过程中因它的金属带发生扭曲变形的结果，使传动变得不平稳，而且噪声增大，在车辆起步或低速行驶时会有运转滞涩、不圆滑的现象，有时在紧急制动后再起步时发生起步困难，这些影响了它的工作可靠性。在装有液力变扭器的无级变速器中，因装配了它也影响了经济性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单、制造成本低、传递效率高、工作可靠的变速器离合装置及应用该装置的自动变速器。

本发明的技术解决方案是：一种变速器离合装置，包括传动毂、齿圈、复位弹簧、离合体和压板，传动毂的外缘和齿圈的内缘设有朝向外的环形斜面，齿圈套在传动毂外围，复位弹簧置于传动毂和齿圈之间，离合体由离合片、定片和滚子组成，离合片和定片均为环状体，离合片和定片通过滚子连接，离合体置于传动毂两侧，离合片的楔形体抵在复位弹簧上并与传动毂和齿圈的环形斜面相应配合，压板抵压在定片外侧。一种应用上述变速器离合装置的自动变速器，包括壳体、输入轴、副轴、输出轴、变速齿轮组和液压控制系统，液压控制系统包括主油泵、自动控制阀、动作油缸，变速齿轮组的每级均是由安装在输入轴或副轴上的随动齿轮及与随动齿轮相对应配合的上述变速器离合装置组成，传动毂固定在输入轴或副轴上且与同级的所述随动齿轮不同轴固定，随动齿轮与齿圈啮合，压板与动作油缸相连接。

本发明的技术效果是：它具有结构简单、制造成本低、传递效率高、工作可靠的优点，可大大减化结构及生产工艺，同时可提高传动比。

附图说明

图1为本发明离合装置的剖视结构示意图；

图2为本发明自动变速器的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施方式的变速器离合装置包括传动毂1、齿圈2、复位弹簧3、离合体4和压板5，传动毂1的外缘和齿圈2的内缘设有朝向外的环形斜面，齿圈2套在传动毂1外围，复位弹簧3置于传动毂1和齿圈1之间，离合体4由离合片6、定片7和滚子8组成，离合片6和定片7均为环状体，离合片6外侧设有呈环状分布的楔形体9，离合片6和定片7通过滚子8连接可相对自由转动，离合体4置于传动毂1两侧，离合片6的楔形体9抵在复位弹簧3上并与传动毂1和齿圈2的环形斜面相应配合，压板5抵压在定片7外侧。压板5和定片7之间相接触的面为设有凹坑与凸起的起伏面。复位弹簧3是由片状弹性材料曲折制成的环形弹簧片。

如图2所示，一种应用上述变速器离合装置的自动变速器，包括壳体10、输入轴11、副轴12、输出轴13、变速齿轮组和液压控制系统，液压控制系统包括主油泵14、自动控制阀15、动作油缸16，变速齿轮组的每级均是由安装在输入轴11或副轴12上的随动齿轮17及安装在副轴12或输入轴11上的与随动齿轮17相对应配合的上述变速器离合装置组成，传动毂1固定在副轴12或输入轴11上且与同级的所述随动齿轮17不同轴固定，随动齿轮17与变速器离合装置的齿圈2啮合，压板5与动作油缸16相连接。副轴12和输出轴13之间设有输出端扭转减振器18。输出端扭转减振器18外缘设有与驻车棘爪19相配合的驻车棘齿。液压控制系统中还连接有副油泵20，副油泵20由输出轴13驱动。

本实施方式的变速器离合装置通过齿圈2与随动齿轮17相配合实现能量的传递。变速器输入轴11和副轴12通过轴承平行固定在壳体10内，输入轴11的输入端连接有飞轮减振器21，变速齿轮组的每级均是由安装在输入轴11和副轴12上的随动齿轮17及通过齿圈2与该齿轮相啮合的离合装置组成，倒车通过惰轮实现。主油泵14由输入轴11驱动，副油泵20由输出轴13驱动，油池22、主油泵14、自动控制阀15、副油泵20和动作油缸16之间通过管线相连接。自动控制阀15固定在壳体10上。飞轮减振器21由两个盘形件和6-8个压缩弹簧以及6-8个异形销轴、挡片组成。输出端扭转减振器18结构基本与飞轮减振器21相同，它在两个盘形件上加工出棘齿与驻车棘爪19相配合。

自动变速器根据油路中主油泵14到副油泵20间的油压、流量变化时的反馈信号工作，指令由自动控制阀15发出，自动控制阀15是主要的油路控制部件，它集驻车档、前进档、倒车档和强制档于一身，自动控制阀15可以根据液压油的压力大小打开相对应的驱动油路，驱动对应的动作油缸16使压板5和离合体4压紧对应的该级传动毂1和齿圈2，带动副轴12以相应的转速比旋转作功。

液压油路的工作路线是：油池22→主油泵14→自动控制阀15→动作油缸16→副油泵20→油池22。

输出端扭转减振器18在传递不同的扭矩时，在它周向安置的压缩弹簧，也不同程度的被压缩，使两个盘形件有不同的错角，在车辆阻力突然增加时，它可降低传动轴对变速器传导的冲击，在阻力减小时，它给自动控制阀15一个反馈信号，使整个液压油路中的油压改变，在自动控制阀15中，自动开通相应油路，液压油作用于动作油缸16，离合体4将该级的齿圈2、传动毂1结合传递扭矩。

本实施方式的变速器工作时，首先由飞轮减振器21将发动机的动力平稳地传递到输入轴11上，输入轴11开始转动，同时驱动主油泵14开始工作，液压油在油池22中被吸出。选档手柄置于前进档位时，液动油经油路进入自动控制阀15，再经油路进入最小速比级的动作油缸16，在油压作用下将其活塞向外推出，并作用于压板5，使离合体4向内挤压，将此级的齿圈2和传动毂1结合在一起，扭矩由此传递到副轴12，通过输出端扭转减振器18作用于输出轴13，若此时的扭矩远小于汽车的阻力矩，输出轴13不能转动，由它驱动的副油泵20也不能工作，这时油路形成不了回路，主油泵14仍在工作，液压油在油路中压力骤升，此压力信号反馈到自动控制阀15，自动控制阀15自动将主阀芯向前移动，将下一级的油路打开，同时释放上一级油路油压，将上一级离合体4松开并结束此级的扭矩传递，此时，压力油开始作用于此级的动作油缸16，并使此级的离合体4与齿圈2和传动毂1结合，传递扭矩。如此级的驱动扭矩依然克服不了阻力矩，自动控制阀15主阀芯再继续向前移动，重复上述动作，直到某一级的输出扭矩能克服阻力矩时，输出轴13开始转动，由它驱动的副油泵20也随同开始工作，油路形成了回路，油压停止上升，自动控制阀15主阀芯停止移动，这一级的各传动部件开始稳定工作。

在汽车开动后，阻力矩随之下降，这时被大扭矩挤压变形的输出端扭转减振器18上的弹簧受到的挤压阻力减小，开始再变形向回弹起，并作用于与输出轴13固接的圆盘，在其弹力作用下给输出轴13一个角加速，使之先行增速，副油泵20的排量也随之增加，这个过程虽短，却引发油路中的压力下降，这时自动控制阀15在感受到压力变化信号后自动将阀芯向回推，带动上一级离合器动作，直到扭矩平衡。

由于本实施方式的自动变速器采用输出端扭转减振器18和飞轮减振器21双向减振，减振效果理想，可以省去液力变扭器，从而大大减化变速器结构及生产工艺，降低制造成本。

Claims (6)

1.一种变速器离合装置，其特征在于，它包括传动毂(1)、齿圈(2)、复位弹簧(3)、离合体(4)和压板(5)，传动毂(1)的外缘和齿圈(2)的内缘设有朝向外的环形斜面，齿圈(2)套在传动毂(1)外围，复位弹簧(3)置于传动毂(1)和齿圈(2)之间，离合体(4)由离合片(6)、定片(7)和滚子(8)组成，离合片(6)和定片(7)均为环状体，离合片(6)外侧设有呈环状分布的楔形体(9)，离合片(6)和定片(7)通过滚子(8)连接，离合体(4)置于传动毂(1)两侧，离合片(6)的楔形体(9)抵在复位弹簧(3)上并与传动毂(1)和齿圈(2)的环形斜面相应配合，压板(5)抵压在定片(7)外侧。

2.如权利要求1所述的变速器离合装置，其特征在于，所述压板(5)和定片(7)之间相接触的面为设有凹坑与凸起的起伏面。

3.如权利要求1所述的变速器离合装置，其特征在于，所述复位弹簧(3)是由片状弹性材料曲折制成的环形弹簧片。

4.一种自动变速器，包括壳体(10)、输入轴(11)、副轴(12)、输出轴(13)、变速齿轮组和液压控制系统，液压控制系统包括主油泵(14)、自动控制阀(15)、动作油缸(16)，其特征在于，变速齿轮组的每级均是由安装在输入轴(11)或副轴(12)上的随动齿轮(17)及与随动齿轮(17)相对应配合的如权利要求1所述的变速器离合装置组成，传动毂(1)固定在输入轴(11)或副轴(12)上且与同级的所述随动齿轮(17)不同轴固定，随动齿轮(17)与齿圈(2)啮合，压板(5)与动作油缸(16)相连接。

5.如权利要求4所述的自动变速器，其特征在于，所述副轴(12)和输出轴(13)之间设有输出端扭转减振器(18)。

6.如权利要求5所述的自动变速器，其特征在于，所述输出端扭转减振器(18)外缘设有与驻车棘爪(19)相配合的驻车棘齿。

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