CN102121521A - 一种车用机械式自动换挡变速箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车用机械式自动换挡变速箱，包括主动输入轴、从动输出轴、动力源，与主动输入轴连接的第一自动离合器、第二自动离合器，与从动输出轴连接的第三自动离合器，第一主传动件、地二主传动件、第三主传动件、与第三主传动件连接的第三从传动件、与第一主传动件连接的第一从传动件、与第二主传动件连接的第二从传动件，连接第一从传动件与从动输出轴的第一超越离合器、连接第二从动件与从动输出轴的第二超越离合器；本发明动力损失小，节约能量，动力不间断无冲击柔性自动换挡；自适应自动换挡，当行驶阻力和速度不同，各个离心离合器又可以根据转速的不同适时的结合输出合适的转速和扭矩，生产成本低，在同类产品中具有较大优势。

Description

一种车用机械式自动换挡变速箱

技术领域

本发明涉及机械制作领域，尤其是一种由多个离心自动离合器、单向超越离合器、传动件组成车用机械式自动换挡动力不间断变速箱。

背景技术

我国山区面积广大，山地占33％为多，高原26％，盆地19％，丘陵10％，平原仅占总面积12％，山区即包括山地、丘陵、崎岖高原部分，占全国总面积的三分之二。

电动自行车发展现在，人们还从未像今天这样关注电动自行车的爬坡能力。更有甚至把爬坡能力的大小作为衡量电动自行车性能的最重要指标，整车厂把爬坡能力强作为卖点，消费者把它作为选购电动自行车的依据。现有电机为加强爬坡能力，付出了续航里程缩短到只有1/3-1/5的代价，及其带来电池电机寿命缩短2/3的严重后果。并且现有电动自行车电动机爬坡性能极差，不太适合山地或丘陵地带的消费者，仅适用与平原地区的大中城市、郊区及农村的消费者。现有电机一般仅适用与5°以下缓坡，较大坡道则以牺牲车辆电机电池性能与使用寿命为代价，且续航里程极短，甚至对较大坡道完全无能为力，拱手将大至全国总市场的多半奉送给摩托车。现在城市中的各种高架分流道、地下分流隧道越来越多，“爬上爬下”的要求日渐增多，不能爬坡的电动车必将遭到市场的抛弃。虽然现有电动车有的又人工换档变速箱，但是换挡时需要踩下离合器，此时动力就被剪断了。

现有技术中的自动换挡变速器为电控形式。电控自动换挡的换挡效果不佳，液压变扭器的成本有太高，传动效率太低，换挡冲击力大，行驶中换挡顿挫感强。

发明内容

为了克服以上缺陷，本发明要解决的技术问题是：提出一种以在不剪断动力的情况下自适应式自动变速换挡的车用机械式自动换挡变速箱。

本发明所采用的技术方案为：一种车用机械式自动换挡变速箱，包括主动输入轴、从动输出轴以及与主动输入轴连接的动力源，所述主动输入轴与从动输出轴之间通过若干组变速装置连接，所述变速装置包括自动离合器、传动装置、超越离合器；

自动离合器，包括与主动输入轴连接的第一自动离合器、第二自动离合器，与从动输出轴连接的第三自动离合器，所述第一自动离合器与第二自动离合器之间通过一连接盘一体设置；

传动装置，包括与所述连接盘固定连接的第一主传动件、与第二自动离合器一体设置的第二主传动件、固定设于主动输入轴上的第三主传动件、与第三自动离合器一体设置且与所述第三主传动件连接的第三从传动件、活动置于从动输出轴上且与所述第一主传动件连接的第一从传动件以及与所述第二主传动件连接的第二从传动件；

超越离合器，包括连接所述第一从传动件与从动输出轴的第一超越离合器、连接第二从动件与从动输出轴的第二超越离合器。

根据本发明的另外一个实施例，一种车用机械式自动换挡变速箱进一步包括所述离合器包括主动盘、从动鼓，所述主动盘与从动鼓同轴固定。

根据本发明的另外一个实施例，一种车用机械式自动换挡变速箱进一步包括所述第一自动离合器的主动盘与主动输入轴连接，第一自动离合器的从动鼓与第一主传动件一体设置。

根据本发明的另外一个实施例，一种车用机械式自动换挡变速箱进一步包括所述第二主传动件与第二自动离合器的主动盘固定为一体。

根据本发明的另外一个实施例，一种车用机械式自动换挡变速箱进一步包括所述第三自动离合器的主动盘与第三从传动件一体设置，第三自动离合器的从动鼓与从动输出轴固定连接。

根据本发明的另外一个实施例，一种车用机械式自动换挡变速箱进一步包括所述自动离合器为离心离合器，超越离合器为单项超越离合器。

根据本发明的另外一个实施例，一种车用机械式自动换挡变速箱进一步包括所述传动装置为齿轮组，主传动件与从传动件之间形成齿轮副。

根据本发明的另外一个实施例，一种车用机械式自动换挡变速箱进一步包括所述动力源为电动机、发动机。

根据本发明的另外一个实施例，一种车用机械式自动换挡变速箱进一步包括所述第三从传动件与从动输出轴之间设有第三超越离合器，所述从动输出轴上还设有第四自动离合器、与第四离合器连接的第四从传动件，主动输入轴上固定设有与第四从传动件连接的第四主传动件，所述第四离合器的主动盘与第四从动件一体设置，所述第四离合器的从动鼓固定于从动输出轴上。

本发明的有益效果是：

1、节约能量，动力损失小，动力不间断无冲击柔性自动换挡，根据靠转速的高低产生离心力大小不同离合器的结合转速不同来实现自动换挡的，由于离心离合器是柔性结合，同时都是靠离心力来实现结合传递动力，所以相邻的两个档在换入高一级的档位的时候，上一级的档位还在传递动力。直到高一级的档位完全结合可以传递动力的时候低一级档位才被超越，从而实现了动力不间断。

2、自适应自动换挡，当行驶阻力和速度不同，各个离心离合器又可以根据转速的不同适时的结合输出合适的转速和扭矩，从而实现自适应自动换挡。

3、生产成本低，离心离合器的柔性结合降低了生产成本，在同类产品中具有较大优势。

附图说明

图1是本发明的优选实施例的结构示意图；

图2是图1的立体图；

图3是图1中主动输入轴的装配图；

图4是图1中从动输出轴的装配图；

图中：1、主动输入轴，2、从动输出轴，3、动力源，4、第一自动离合器，5、第二自动离合器，6、第三自动离合器，7、连接盘，8、第一主传动件，9、第二主传动件，10、第三主传动件，11、第三从传动件，12、第一从传动件，13、第二从传动件，14、第一超越离合器，15、第二超越离合器。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-4所示，一种车用机械式自动换挡变速箱，包括主动输入轴1、从动输出轴2以及与主动输入轴1连接的动力源3，所述主动输入轴1与从动输出轴2之间通过若干组变速装置连接，所述变速装置包括自动离合器、传动装置、超越离合器；

自动离合器，包括与主动输入轴1连接的第一自动离合器4、第二自动离合器5，与从动输出轴2连接的第三自动离合器6，所述第一自动离合器4与第二自动离合器5之间通过一连接盘7一体设置；

传动装置，包括与所述连接盘7固定连接的第一主传动件8、与第二自动离合器5一体设置的第二主传动件9、固定设于主动输入轴1上的第三主传动件10、与第三自动离合器6一体设置且与所述第三主传动件10连接的第三从传动件11、活动置于从动输出轴2上且与所述第一主传动件8连接的第一从传动件12以及与所述第二主传动件9连接的第二从传动件13；

超越离合器，包括连接所述第一从传动件12与从动输出轴2的第一超越离合器14、连接第二从动件与从动输出轴2的第二超越离合器15。

其中，自动离合器为离心离合器，超越离合器为单项超越离合器。传动装置为齿轮组，主传动件与从传动件之间形成齿轮副。所述动力源3为电动机、发动机。

本发明利用不同结合转速靠离心力实现结合、分离的自动离合器和传动件来实现自动换挡的装置。主动输入轴1上有一个或多个靠转速升高产生的离心力大而结合转速降低产生的离心力小而分离并且结合转速不同自动离心离合器组成的齿数不同的主传动齿轮。从动输出轴2上有一个或者多个靠转速升高产生的离心力大而结合转速降低产生的离心力小而分离的并且结合转速不同自动离心离合器组成的齿数不同的从传动齿轮，从传动齿和从动输出轴2动力连接都靠单项超越离合器连接。每个离合器的结合转速都不同，齿轮组的速比也不同。低速档的结合转速低，齿轮组速比大。高速档的结合转速高速比小，车辆在起步和爬坡、低速的时候低档离合器结合。低档速比大，可以提供大的扭矩驱动车轮，随着起步后行驶阻力的减小。

由于离心离合器是柔性结合，同时都是靠离心力来实现结合传递动力，所以相邻的两个档在换入高一级的档位的时候，上一级的档位还在传递动力。直到高一级的档位完全结合可以传递动力的时候低一级档位才被超越，从而实现了动力不间断，动力损失小，节约了能量，同时由于离心离合器是柔性结合使得生产成本较低。

在行驶中感到行驶阻力增大时或减小时离合器会适时的结合达到合适转速和扭矩来驱动，实现自适应行驶。

离合器包括主动盘、从动鼓，所述主动盘与从动鼓同轴固定。第一自动离合器4的主动盘与主动输入轴1连接，第一自动离合器4的从动鼓与第一主传动件8一体设置。第二主传动件9与第二自动离合器5的主动盘固定为一体。第二主传动件9与第二自动离合器5的主动盘固定为一体。所述第三自动离合器6的主动盘与第三从传动件11一体设置，第三自动离合器6的从动鼓与从动输出轴2固定连接。

根据不同需求，第三从传动件11与从动输出轴2之间还可设有第三超越离合器，从动输出轴2上还设有第四自动离合器、与第四离合器连接的第四从传动件，主动输入轴1上固定设有与第四从传动件连接的第四主传动件，所述第四离合器的主动盘与第四从动件一体设置，所述第四离合器的从动鼓固定于从动输出轴2上。

本发明的工作原理是：根据离合器的结合转速不同，由变速装置组成从低速至高速分别有一档、二档、三档、四档依次类推等。

低速一档起步，主动输入轴1的转速升高，二档自动离心离合器由于离心力的作用结合，二档比一档小一点速比的齿轮结合给从动输出轴2传递动力。同时从动输出轴2的转速高于一档从传动齿轮的转速由于一档从传动齿轮和从动输出轴2的动力结合是靠一个单项超越离合器连接因此被超越。

随着行驶阻力的减小驾驶员主观的提高主力机的转速，三档的自动离心离合器达到结合转速开始工作。二档的从传动齿轮被超越，三档比二档速比小一点的齿轮组开始对从动输出轴2传递动力使车速增加。

如果再次提高主力机转速，由于转速的提高达到四档离心离合器的结合转速，三档的从传动齿轮和从动输出轴2的结合也是单项超越离合器，因此被超越。动力由四档齿轮组传递，从而获得更高的车速。如果还要提高动力机的转速五档离心离合器达到结合转速，五档齿轮组开始给从动输出轴2传递动力，同时四档的从传动齿轮是靠单向超越离合器连接因此被超越。由于五档的齿轮组速比比四档更小从而增加车速，在行驶中感到行驶阻力增大时或减小时离合器会适时的结合达到合适的档位来驱动，实现自适应行驶。依次类推按这种机构和工作原理可以做很多的档来提供不同的车速和相应的扭矩。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种车用机械式自动换挡变速箱，包括主动输入轴、从动输出轴以及与主动输入轴连接的动力源，其特征在于：所述主动输入轴与从动输出轴之间通过若干组变速装置连接，所述变速装置包括自动离合器、传动装置、超越离合器；

自动离合器，包括与主动输入轴连接的第一自动离合器、第二自动离合器，与从动输出轴连接的第三自动离合器，所述第一自动离合器与第二自动离合器之间通过一连接盘一体设置；

传动装置，包括与所述连接盘固定连接的第一主传动件、与第二自动离合器一体设置的第二主传动件、固定设于主动输入轴上的第三主传动件、与第三自动离合器一体设置且与所述第三主传动件连接的第三从传动件、活动置于从动输出轴上且与所述第一主传动件连接的第一从传动件以及与所述第二主传动件连接的第二从传动件；

超越离合器，包括连接所述第一从传动件与从动输出轴的第一超越离合器、连接第二从动件与从动输出轴的第二超越离合器。

2.根据权利要求1所述的一种车用机械式自动换挡变速箱，其特征在于：所述离合器包括主动盘、从动鼓，所述主动盘与从动鼓同轴固定。

3.根据权利要求2所述的一种车用机械式自动换挡变速箱，其特征在于：所述第一自动离合器的主动盘与主动输入轴连接，第一自动离合器的从动鼓与第一主传动件一体设置。

4.根据权利要求2所述的一种车用机械式自动换挡变速箱，其特征在于：所述第二主传动件与第二自动离合器的主动盘固定为一体。

5.根据权利要求2所述的一种车用机械式自动换挡变速箱，其特征在于：所述第三自动离合器的主动盘与第三从传动件一体设置，第三自动离合器的从动鼓与从动输出轴固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种车用机械式自动换挡变速箱，其特征在于：所述自动离合器为离心离合器，超越离合器为单项超越离合器。

7.根据权利要求1所述的一种车用机械式自动换挡变速箱，其特征在于：所述传动装置为齿轮组，主传动件与从传动件之间形成齿轮副。

8.根据权利要求1所述的一种车用机械式自动换挡变速箱，其特征在于：所述动力源为电动机、发动机。

9.根据权利要求1所述的一种车用机械式自动换挡变速箱，其特征在于：所述第三从传动件与从动输出轴之间设有第三超越离合器，所述从动输出轴上还设有第四自动离合器、与第四离合器连接的第四从传动件，主动输入轴上固定设有与第四从传动件连接的第四主传动件，所述第四离合器的主动盘与第四从动件一体设置，所述第四离合器的从动鼓固定于从动输出轴上。

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