CN102102738B - 多离合变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多离合变速器，包括副轴(1)和动力输出轴(8)，副轴(1)通过齿轮传动机构与发动机的输出轴连接，在副轴上固联传动齿轮(2)；动力输出轴(8)中空并设置离合轮(3)，在离合轮(3)的侧面通过摩擦传动环固联变速齿轮(4)，变速齿轮(4)与传动齿轮(2)啮合；在动力输出轴(8)上设置滑环(5)，滑环通过导线与离合机构的电磁铁(15)连接，并通过电刷(7)、控制导线与变速控制器(6)连接。本发明将多级离合和变速进行有效融合，使离合、变速同步进行，有选择地使不同传动比的齿轮(或带轮)进行传动，实现变速，结构简单可靠，传动效率高，制造成本低，实现手自一体简便，手动换挡操作简便迅速。

Description

多离合变速器
技术领域
本发明涉及一种机械传动装置，具体是一种多离合变速器。 
背景技术
变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置，又称变速箱。变速器由传动机构和变速机构组成，广泛用于机床、车辆和其他需要变速的机器上。 
变速器是汽车传动系中最主要的部件之一，是通过改变传动比，改变发动机曲轴的转拒，适应在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要，通俗上分为：1)无级自动变速器(CVT)；2)机械式自动变速器(AMT)；3)液力自动变速器(AT)；4)机械式手动变速器(MT)；5)双离合器式自动变速器(DCT)。 
上述变速器都有自身的缺点：第一类(CVT)传动效率低，传递的转矩容量有限，价格昂贵；第二类(AMT)换挡过程中会有动力中断，体积较大；第三类(AT)传动效率低，价格昂贵；第四类(MT)换挡过程中会有动力中断，换挡需要踩踏离合，不能自动换挡；第五类(DCT)结构复杂，可靠性低，控制方案复杂。 
发明内容
本发明的目的是提供一种多离合变速器，将多级离合和变速进行 有效融合，使离合、变速同步进行，通过对各离合轮的控制，可选择不同传动比的齿轮(或带轮)进行传动，从而实现变速。 
本发明所采用的技术方案： 
一种多离合变速器，包括副轴和动力输出轴，副轴通过齿轮传动机构与发动机的输出轴连接，发动机输出的动力通过齿轮传动机构直接输出到副轴上，在副轴上固联有多级传动比不同的传动齿轮，发动机输出的动力输出到副轴上带动传动齿轮转动；动力输出轴中空并根据传动齿轮的级数设置相应数量的离合轮； 
所述离合轮由固连在动力输出轴上的离合基体和设置在离合基体外圈的摩擦传动环组成，离合基体内法向均匀设有数个离合机构腔，在离合机构腔内交错设置方向相反的离合机构，离合机构包括固连在离合基体上的电磁铁、可轴向转动的摩擦片支架、固定在摩擦片支架上的摩擦片、一端与摩擦片支架铰连另一端固联铁块并在电磁铁上方的杠杆机构和复位弹簧，当电磁铁通电产生磁力时，杠杆机构的铁块克服复位弹簧的弹力与电磁铁吸合，通过杠杆作用推动摩擦片支架，使摩擦片与摩擦传动环内壁进行摩擦自锁。由于离合机构方向相反交错设置，从而保证摩擦传动环和动力输出轴做正向和反向转动时都可以发生自锁，即某一方向的离合机构在摩擦传动环和动力输出轴做正向相对转动时可以在电磁控制下发生自锁，相反方向的离合机构则在摩擦传动环和动力输出轴做反向转动时可以在电磁控制下发生自锁。 
在离合轮的侧面通过摩擦传动环固联变速齿轮，变速齿轮与传动 齿轮啮合，传动齿轮转动时带动变速齿轮转动，从而带动离合轮的摩擦传动环转动；在动力输出轴上根据传动齿轮的级数设置相应的滑环，滑环通过导线与离合机构的电磁铁连接，并通过电刷、控制导线与变速控制器连接，变速控制器根据需要将不同的控制电流经控制导线、电刷、滑环输出到相应的离合轮的电磁铁上，使杠杆机构的铁块动作，促使摩擦片与摩擦传动环内壁进行摩擦自锁，从而使变速齿轮、摩擦传动环、离合基体、动力输出轴结合，此时发动机输出的动力通过传动齿轮、变速齿轮等传输到动力输出轴，实现动力输出。不同的控制电流可控制不同的离合轮，输出不同的动力，从而实现变速。当所有的控制电线都没用电流输出时，即为空挡，这时所有的离合轮与动力输出轴都是分开的。 
本发明将多级离合和变速进行有效融合，使离合、变速同步进行，通过不同控制电路对各离合轮进行控制，有选择地使不同传动比的齿轮(或带轮)进行传动，实现变速，结构简单可靠，传动效率高，制造成本低，实现手自一体更简便，手动换挡操作简便迅速。 
附图说明
图1是本发明的结构示意图。 
图2是本发明的离合轮的纵剖面结构示意图。 
图3是图2沿A-A线的剖面结构示意图。 
图中：1、副轴；2、传动齿轮；3、离合轮；4、变速齿轮；5、滑环；6、变速控制器；7、电刷；8、动力输出轴；9、摩擦传动环；10、离合基体；11、摩擦片支架；12、摩擦片；13、复位弹簧；14、 铁块；15、电磁铁。 
具体实施方式
本发明所设计的多离合变速器，包括副轴1和动力输出轴8，副轴1通过齿轮传动机构与发动机的输出轴连接，在副轴上根据需要固联多级传动比不同的传动齿轮2，发动机输出的动力输出到副轴上带动传动齿轮2转动；动力输出轴8中空并根据传动齿轮的级数设置相应数量的离合轮3(如图1所示的是有五个前进挡和一个倒挡的变速器示意图，因此在副轴上固联六级传动比不同的传动齿轮2，在动力输出轴8上设置六个离合轮3)； 
所述离合轮3由固连在动力输出轴上的离合基体10和设置在离合基体外圈的摩擦传动环9组成，离合基体内法向均匀设有数个离合机构腔(如图2所示，离合基体10内上有四个离合机构腔，也可以从降低构造复杂程度和提高可靠性综合考虑，设置六个或八个等偶数个离合机构腔，在其中某个离合机构失效的情况下，离合轮仍然可以发挥效用)，在离合机构腔内交错设置方向相反的离合机构，离合机构包括固连在离合基体上的电磁铁15、可轴向转动的摩擦片支架11、固定在摩擦片支架上的摩擦片12、一端与摩擦片支架铰连另一端固联铁块14并在电磁铁上方的杠杆机构和复位弹簧13。电磁铁15通电产生磁力时，杠杆机构的铁块14克服复位弹簧13的弹力与电磁铁吸合，通过杠杆作用推动摩擦片支架11，使摩擦片12与摩擦传动环9内壁进行摩擦自锁。由于离合机构方向相反交错设置，从而保证摩擦传动环9和动力输出轴8做正向和反向转动时都可以发生自锁，即 某一方向的离合机构在摩擦传动环9和动力输出轴8做正向相对转动时可以在电磁控制下发生自锁，相反方向的离合机构则在摩擦传动环9和动力输出轴8做反向转动时可以在电磁控制下发生自锁。 
在离合轮3的侧面通过摩擦传动环固联变速齿轮4(图3)，变速齿轮4与传动齿轮2啮合，传动齿轮2转动时带动变速齿轮4转动，从而带动离合轮3的摩擦传动环9转动；在动力输出轴8上根据传动齿轮的级数设置相应的滑环5(如图1所示，副轴1上固联六级传动比不同的传动齿轮2，在动力输出轴8上设置六个滑环5，每一个滑环对应一个离合轮)，滑环通过导线与离合机构的电磁铁15连接，并通过电刷7、控制导线与变速控制器6连接，变速控制器6根据需要将不同的控制电流经控制导线、电刷7、滑环5输出到相应的离合轮的电磁铁15上，使杠杆机构的铁块14动作，促使摩擦片12与摩擦传动环9内壁进行摩擦自锁，从而使变速齿轮4、摩擦传动环9、离合基体10、动力输出轴8结合，此时发动机输出的动力通过传动齿轮2、变速齿轮4等传输到动力输出轴8，实现动力输出。不同的控制电流可控制不同的离合轮，输出不同的动力，从而实现变速。当电磁铁15的电流断开时，由于电磁力的消失，摩擦片支架11在复位弹簧13的作用下使得摩擦片12和摩擦传动环9内壁分离，摩擦自锁解除，动力输出断开。当所有的控制电线都没用电流输出时，即为空挡，这时所有的离合轮3的摩擦传动环9与动力输出轴8都是分开的。 
变速控制器6主要对变速进行控制，可以是手动控制，也可以是自动控制。如果是手动控制，则通过换挡手柄的动作，将控制电流输出到不同的控制导线上，从而控制不同的离合轮与动力输出轴结合，实现变速，当所有的控制电线都没用电流输出时，即为空挡，这时所有的离合齿轮与动力输出轴都是分开的。如果是自动控制，则需要将发动机转速、动力输出轴转速等数据，输送到控制器，经过控制器处理后再控制电流输出到相应的控制导线，进而控制不同的变速齿轮的离合。
所述离合基体10内的离合机构腔数为偶数。 
相应地，根据本发明的特点，所述副轴1、摩擦传动环9上固联的传动齿轮2、变速齿轮4可以用皮带轮替换，并通过皮带连接，也可以达到相同的变速效果。 
为了能达到更好的摩擦效果，所述摩擦片支架11与摩擦传动环9内壁的夹角略小于摩擦角，这样，在向摩擦片支架施加较小的外力时，即可使摩擦片12与摩擦传动环9内壁发生自锁。 
本发明利用摩擦片和摩擦传动环内壁的切向摩擦自锁来实现离合变速，不排除摩擦片和变速齿轮之间用其他的方式摩擦实现离合变速。 
本发明用电磁方式对离合机构进行控制，虽然电磁控制有比较明显的优势，但不排除用液压等其他方式进行控制。 

Claims (4)

1.一种多离合变速器，其特征在于：包括副轴(1)和动力输出轴(8)，副轴(1)通过齿轮传动机构与发动机的输出轴连接，在副轴上根据需要固联多级传动比不同的传动齿轮(2)；动力输出轴(8)中空并根据传动齿轮的级数设置相应数量的离合轮(3)；
所述离合轮(3)由固连在动力输出轴上的离合基体(10)和设置在离合基体外圈的摩擦传动环(9)组成，离合基体内法向均匀设有数个离合机构腔，在离合机构腔内交错设置方向相反的离合机构，离合机构包括固连在离合基体上的电磁铁(15)、可轴向转动的摩擦片支架(11)、固定在摩擦片支架上的摩擦片(12)、一端与摩擦片支架铰连另一端固联铁块(14)并在电磁铁上方的杠杆机构和复位弹簧(13)；
在离合轮(3)的侧面通过摩擦传动环固联变速齿轮(4)，变速齿轮(4)与传动齿轮(2)啮合；在动力输出轴(8)上根据传动齿轮的级数设置相应的滑环(5)，滑环通过导线与离合机构的电磁铁(15)连接，并通过电刷(7)、控制导线与变速控制器(6)连接。
2.根据权利要求1所述的多离合变速器，其特征在于：所述离合基体(10)内的离合机构腔数为偶数。
3.根据权利要求1所述的多离合变速器，其特征在于：所述副轴(1)、摩擦传动环(9)上固联的传动齿轮(2)、变速齿轮(4)用皮带轮替换，并通过皮带连接。
4.根据权利要求1所述的多离合变速器，其特征在于：所述摩擦片支架(11)与摩擦传动环(9)内壁的夹角略小于摩擦角。
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