CN104976308A - 具有集成的变速器泵和附件驱动器的变速器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种具有集成的变速器泵和附件驱动器的变速器，这种变速器包括预留区以安装两个附件驱动器单元并将动力从发动机传递到附件驱动器单元。附件由结合到变矩器的泵轮而非涡轮的附件驱动器器齿轮驱动，从而不管选择的档位状态或车速如何，都将动力提供到附件。附件驱动器齿轮还将动力传递到轴外变速器泵。在一个实施例中，动力通过空转齿轮传递到附件，空转齿轮由变速器箱体支撑，即使当未安装附件时空转齿轮也存在。在另一实施例中，空转齿轮由附件驱动器单元支撑，仅当安装附件时空转齿轮才存在。

Description

具有集成的变速器泵和附件驱动器的变速器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年4月7日提交的第61/976,236号美国临时申请和于2014年12月18日提交的第14/575,140号美国申请的权益，这两个申请的公开内容通过在此引用而以其整体被包含于此。

技术领域

本公开涉及用于机动车辆的自动变速器领域。更具体地说，本公开涉及一种具有附件驱动器的变速器。

背景技术

很多车辆在宽的车速范围(包括前进运动和倒车运动)内使用。然而，一些类型的发动机只能够在窄的速度范围内高效地运转。因此，频繁地使用能够以多种传动比有效地传递动力的变速器。变速器的传动比是输入轴速度与输出轴速度之比。当车辆处于低速时，变速器通常以高传动比运转，从而变速器使发动机扭矩倍增以改善加速。在高的车速时，使变速器以低传动比运转，允许与安静的、燃料效率高的巡航相关的发动机速度。

大多数变速器配备有变矩器或其他类型的启动装置。当车辆静止或慢速运动时，齿轮箱输入速度小于发动机的最小运转速度。启动装置在允许发动机以可接受的速度旋转的同时将来自发动机的扭矩传递到齿轮箱输入。变矩器包括由发动机驱动的泵轮和驱动齿轮箱输入的涡轮。扭矩从泵轮依靠液动力(hydro-dynamically)传递到涡轮。

一些类型的车辆除了需要动力来推进车辆之外还需要大量动力来运转附件。这些车辆可使用一个或更多个附件驱动器单元(可被称为取力器单元)，所述附件驱动器单元安装到变速器以提供这样的附件动力。如果附件驱动器连接到涡轮，那么，附件驱动器仅在车辆运动时旋转。虽然对于一些类型的附件来说这是可接受的，但是其他类型的附件在车辆静止时也需要动力。

发明内容

一种变速器包括：变速器箱体；主驱动齿轮，固定到输入轴；第一变速器泵驱动器齿轮，与主驱动齿轮啮合。第一变速器泵驱动器齿轮被构造为，例如通过第二变速器泵齿轮和泵轴，将动力从所述输入轴传递到变速器泵。变速器箱体具有用于支撑第一附件驱动器单元的预留区，例如凸台，使得第一附件驱动器齿轮与主驱动齿轮啮合。变速器箱体还可包括用于支撑第二附件驱动器单元的预留区，使得第二附件驱动器齿轮与主驱动齿轮啮合。在一些实施例中，当附件驱动器单元不存在时，第一附件驱动器齿轮和第二附件驱动器齿轮可由变速器支撑。

在一些实施例中，一种变速器包括：主驱动齿轮，固定到输入轴；泵驱动器齿轮，与主驱动齿轮啮合并被构造为将动力传递到变速器泵；第一空转齿轮，与主驱动齿轮啮合。变速器还可包括与主驱动齿轮啮合的第二空转齿轮。泵驱动器齿轮、第一空转齿轮和第二空转齿轮可由安装到变速器箱体的前支撑件支撑。可选地，第一空转齿轮可由安装到变速器箱体的第一附件驱动器支撑。变速器还可包括：齿轮箱，具有多个液压致动的换档元件，所述换档元件被构造为响应于由变速器泵供应的流体的压力而建立多个传动比。

根据本发明，一种变速器，包括：主驱动齿轮，固定到输入轴；第一空转齿轮和第二空转齿轮，与主驱动齿轮啮合地接合；变速器泵，由泵轴驱动；泵齿轮，固定到泵轴，并与第一空转齿轮啮合地接合；变速器箱体，适于支撑第一附件，使得第一附件的齿轮与第二空转齿轮啮合。所述变速器还包括：第三空转齿轮，与主驱动齿轮啮合地接合，其中，变速器箱体还适于支撑第二附件，使得第二附件的齿轮与第三空转齿轮啮合。所述变速器还包括：前支撑件，固定到变速器箱体并支撑第一空转齿轮和第二空转齿轮。所述变速器还包括变矩器，所述变矩器具有涡轮，并具有固定到所述输入轴的泵轮。所述变速器还包括：齿轮箱，具有多个液压致动的换档元件，所述换档元件被构造为响应于由变速器泵供应的流体的压力而建立多个传动比。

附图说明

图1是具有两个附件驱动器的车辆动力传动系统的示意图。

图2是图1的变速器和附件驱动器的端部剖面图。

图3是图1和图2的变速器的剖面，示出了变速器泵驱动器机构。

图4是图1和图2的变速器和其中一个附件驱动器的第一实施例的剖面，示出了附件驱动器机构。

图5是图1和图2的变速器和其中一个附件驱动器的第二实施例的剖面，示出了附件驱动器机构。

具体实施方式

在此描述了本公开的实施例。然而，应理解公开的实施例仅为示例，其他实施例可采用多种和替代形式。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。所以，此处所公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而仅为用于教导本领域技术人员以多种形式使用本发明的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的，参考任一附图说明和描述的多个特征可以与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的特征的组合提供用于典型应用的代表实施例。然而，可期望与本发明的教导一致的特征的多种组合和变型用于特定应用或实施。

在图1中示意性地示出了示例性车辆动力传动系统10。在图1中，实线表示机械连接，例如，轴或固定传动比传动装置。发动机12通过燃烧燃料产生机械动力。变速器14以适合于当前车辆需求的轴速度将动力传递至差速器16，该轴速度可快于或慢于发动机12产生动力处的轴速度。差速器16通过固定的最终传动比减小轴速度，并将动力传递到左驱动车轮20和右驱动车轮22，而当车辆转弯时差速器16允许车轮之间的轻微的速度差异。

变速器14可包括变矩器24或其他启动装置和齿轮箱26。变矩器24包括固定到发动机曲轴的泵轮30和固定到齿轮箱输入轴的涡轮32。当泵轮30旋转快于涡轮32时，扭矩从泵轮30液力耦合式传递到涡轮32。旁通离合器34可接合，以通过摩擦将扭矩从泵轮30传递到涡轮32，以减少液力耦合式动力传递所固有的动力损失。齿轮箱26包括多个液压致动的换档元件。齿轮箱26通过接合不同的换档元件子组而建立不同的传动比。通过变速器泵28提供加压流体以接合换档元件。通过发动机12产生的动力中的一些动力用于驱动变速器泵28，从而减小了传递到差速器16的动力。为了使传递到差速器16的动力的百分比最大化，并因此减少发动机12所消耗的燃料量，可期望使变速器泵28的动力消耗最小化。

附件36和38是通常在购买车辆之后由车辆操作者加装的动力消耗装置。使用可由变速器厂商提供的安装规定而将这些附件安装到变速器结构。附件36和38由发动机通过变速器间接驱动。一些类型的附件仅在车辆运动时需要动力，其他类型的附件仅在车辆静止时需要动力，其他类型的附件在这两种情况下都需要动力。

例如，车辆发动机可通过安装发电机、液压泵和空气压缩机的变速器给远处工地上的各种工具提供动力。这些附件仅在卡车驻车时使用。在车辆行驶时和在车辆驻车时，安装制冷压缩机的变速器必须工作。当卡车用于除雪时，安装附件的变速器可提供动力以升高和降低雪犁。驾驶员希望能够在车辆运动时、在车辆挂上档但车辆停止时、在车辆驻车时升高和降低雪犁。

图2是附着了附件驱动器36和38的变速器14的端部剖面图。变速器箱体62包括预留区，以用于将附件驱动器安装在合适的位置。具体地说，附件驱动器36螺栓连接到凸台37，附件驱动器38螺栓连接到凸台39。当任一附件驱动器未安装时，盖可螺栓连接到相应的凸台。图3是图2的AA截面的剖面，示出了齿轮驱动变速器泵28。图4是图2的BB截面的剖面，示出了齿轮驱动附件驱动器36。齿轮驱动附件驱动器38与齿轮驱动附件驱动器36类似。

图3是变速器的一部分的剖面，示出了变速器泵驱动器。多个部件相对于图2的上部的中心线是轴对称的。发动机12(未示出)位于左边并驱动泵轮30。涡轮轴50固定到涡轮32并延伸到右边以驱动齿轮箱26(未示出)。固定的前支撑组件单独地装配并螺栓连接到变速器箱体62。前支撑组件包括后半部52，后半部52具有多个流体通道，所述多个流体通道将流体从阀体输送到涡轮轴。前支撑组件的后半部52延伸到左边以支撑变矩器导轮54。前支撑组件还包括前半部60，前半部60螺栓连接到变速器箱体62且还连接到后半部52。泵轮轴56是中空轴，在前支撑组件的前半部60和后半部52之间延伸，以将泵轮30连接到主驱动齿轮58。前支撑组件还包括变速器泵驱动器空转齿轮64，变速器泵驱动器空转齿轮64支撑在前半部60和后半部52之间并与主驱动齿轮58啮合。变速器泵驱动器主齿轮66与变速器泵驱动器空转齿轮64啮合并驱动轴外变速器泵68。轴外变速器泵的效率通常比轴上变速器泵的效率高，其原因在于，轴外可用的安装空间对变速器泵设计优化施加更少的约束。改善的变速器泵效率不仅仅只是补偿由变速器泵驱动器齿轮啮合导致的小的动力损失。

图4是变速器的一部分的剖面，示出了安装的附件驱动器。诸如变速器泵28的附件由泵轮轴56通过主驱动齿轮58驱动。第一空转轴80支撑在前支撑组件中，位于前半部60和后半部52之间。第一附件驱动器空转齿轮82(在下文中也可被称为第一空转齿轮82)通过一组滚针轴承84围绕空转轴80旋转并与主驱动齿轮58啮合。滚针轴承84可以是带保持架的滚针轴承或满装滚针轴承。在图4中示出的实施例中，在前支撑组件安装在变速器中之前，第一空转齿轮82安装在前支撑组件中。因此，即使当附件驱动器36未安装时也存在第一空转齿轮82。附件驱动器壳体86螺栓连接到变速器箱体62。当附件驱动器36未安装时，盖可在合适的位置螺栓连接到变速器箱体62。第二附件驱动器空转轴88由附件驱动器壳体86支撑。第二附件驱动器空转齿轮90通过一组滚针轴承92围绕空转轴88旋转并与第一附件驱动器空转齿轮82啮合。在示出的实施例中，附件负载由与第二附件驱动器空转齿轮90啮合的齿轮94驱动。在其他实施例中，附件负载可由直接与第一附件驱动器空转齿轮啮合(或者可存在其他齿轮级)的齿轮驱动。第二附件驱动器被类似地构造，但是螺栓连接到变速器的相反侧。

图5是示出可选的附件驱动器安装的剖面。在图5中示出的实施例中，第一附件空转轴80’由附件壳体86(而非前支撑组件)支撑。在图5的实施例中，一直到安装附件驱动器之前，都不存在空转轴80’、第一附件驱动器空转齿轮82和滚针轴承84。

在图4和图5的附件驱动器安装中，用于附件的动力通过泵轮提供。因此，在发动机运转的任何时候都可提供动力。不管齿轮箱是位于空档、驻车档、倒车档还是前进档，动力都可用。当车辆静止时和当车辆运动时，都可提供动力。

虽然上文描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了权利要求包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语为描述性词语而非限定，并且应理解在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以作出各种改变。如上所述，可以组合多个实施例的特征以形成本发明没有明确描述或说明的进一步的实施例。尽管已经描述了多个实施例就一个或更多个期望特性来说提供了优点或相较于其他实施例或现有技术实施方式更为优选，但是本领域普通技术人员应该认识到，取决于具体应用和实施，为了达到期望的整体系统属性可以对一个或更多个特征或特性妥协。因此，描述的实施例在一个或更多个特性上相对于其他实施例或现有技术实施方式不令人满意也未超出本公开的范围，并且这些实施例可以期望用于特定应用。

Claims (10)

1.一种变速器，包括：

输入轴；

主驱动齿轮，固定到输入轴并具有第一组轮齿；

第一变速器泵驱动器齿轮，具有与所述第一组轮齿啮合地接合的第二组轮齿，所述第一变速器泵驱动器齿轮被构造为将动力从所述输入轴传递到变速器泵；

变速器箱体，具有用于支撑第一附件驱动器单元的预留区，所述第一附件驱动器单元具有第一附件驱动器齿轮，所述第一附件驱动器齿轮具有第三组轮齿，所述预留区被构造为支撑所述第一附件驱动器单元，使得所述第三组轮齿与所述第一组轮齿啮合地接合。

2.根据权利要求1所述的变速器，其中，所述变速器箱体还具有用于支撑第二附件驱动器单元的预留区，所述第二附件驱动器单元具有第二附件驱动器齿轮，所述第二附件驱动器齿轮具有第四组轮齿，所述用于支撑第二附件驱动器单元的预留区被构造为支撑所述第二附件驱动器单元，使得所述第四组轮齿与所述第一组轮齿啮合地接合。

3.根据权利要求1所述的变速器，所述变速器还包括变矩器，所述变矩器具有涡轮，并具有固定到所述输入轴的泵轮。

4.根据权利要求1所述的变速器，所述变速器还包括：

变速器泵轴，结合到变速器泵；

第二变速器泵齿轮，固定到所述变速器泵轴并具有第四组轮齿，所述第四组轮齿与所述第二组轮齿连续啮合地接合。

5.一种变速器，包括：

输入轴；

主驱动齿轮，固定到输入轴并具有第一组轮齿；

变速器泵驱动器齿轮，具有与所述第一组轮齿啮合地接合的第二组轮齿，所述变速器泵驱动器齿轮被构造为将动力从所述输入轴传递到变速器泵；

第一空转齿轮，具有与所述第一组轮齿啮合地接合的第三组轮齿。

6.根据权利要求5所述的变速器，所述变速器还包括第二空转齿轮，所述第二空转齿轮具有与所述第一组轮齿啮合地接合的第四组轮齿。

7.根据权利要求5所述的变速器，所述变速器还包括变矩器，所述变矩器具有涡轮，并具有固定到所述输入轴的泵轮。

8.根据权利要求5所述的变速器，所述变速器还包括：

变速器箱体；

前支撑件，固定到变速器箱体并支撑变速器泵驱动器齿轮和第一空转齿轮。

9.根据权利要求5所述的变速器，所述变速器还包括：

变速器箱体；

前支撑件，固定到变速器箱体并支撑变速器泵驱动器齿轮；

第一附件驱动器单元，固定到变速器箱体。

10.根据权利要求9所述的变速器，其中，第一空转齿轮由第一附件驱动器单元支撑。