CN110017373A - 一种用于变速器的一控三式换挡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种用于变速器的一控三式换挡装置，包括输出轴、第一离合器、第二离合器、第三离合器、动力源组件、第一输出轴、第二输出轴以及第三输出轴；所述输出轴通过第一离合器与所述第一输出轴传动连接，所述输出轴通过第二离合器与所述第二输出轴传动连接，所述输出轴通过第三离合器与所述第三输出轴传动连接；其中，所述动力源组件分别与所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器相连接。区别现有技术，本发明可以有效减少现有变速器多动力源控制的成本、控制等难题，并且从机械上有效解决自动变速器可能出现的同时挂2个挡位所导致的变速器失效问题。

Description

一种用于变速器的一控三式换挡装置

技术领域

本发明涉及变速器技术领域，特别涉及一种用于变速器的一控三式换挡装置。

背景技术

现有应用于变速器的换挡装置在实现方式上多种多样，但在设计上一般包含动力源、传力机构和执行元件等3个部分。动力源部分可以采用人力、气压力、液压力、电动力或磁力等原始驱动力生成装置；传力机构主要实现原始驱动力的大小、方向和作用点的改变，可采用各种形式的机械机构实现；执行元件实现挡位切换操作，一般通过离合器、制动器、结合套、同步器和单向离合器等工作状态的切换来实现换挡。

对于变速器而言，针对换档执行元件工作状态的切换，往往采用一控一或者一控二的控制方式来实现，即一个动力源及其传动机构实现1个或2个执行元件状态的控制。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在如下问题：

现有1控1或1控2的方式下，变速器要配套较多换挡动力源及其传力装置，增加了成本。特别3挡变速器设计上，需要2套以上传力机构从而导致装置本身不具备机械防呆功能，即有可能出现2个以上的执行元件误动作指令，使变速器相关零件过载而提早损坏失效。此外，现有方案技术下，换挡控制系统控制较为复杂，需要同时控制2个以上执行机构。

发明内容

为此，需要提供一种用于变速器的一控三式换挡装置，解决现有技术的技术问题，简化换挡装置的控制。

为实现上述目的，发明人提供了一种用于变速器的一控三式换挡装置，所述一控三式换挡装置包括输入轴、第一离合器、第二离合器、第三离合器、动力源组件、第一输出轴、第二输出轴以及第三输出轴；

所述输入轴通过第一离合器与所述第一输出轴传动连接，所述输入轴通过第二离合器与所述第二输出轴传动连接，所述输入轴通过第三离合器与所述第三输出轴传动连接；

其中，所述动力源组件分别与所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器相连接，所述动力源被设置成具有以下三个输出状态：

当所述动力源组件位于第一输出状态时，仅有所述第一离合器结合；

当所述动力源组件位于第二输出状态时，仅有所述第二离合器结合；

当所述动力源组件位于第三输出状态时，仅有所述第三离合器结合。

作为本发明的一种优选结构，所述动力源组件包括驱动机构以及双联动杆输出结构，所述驱动机构与所述双联动杆输出结构传动连接，所述双联动杆输出结构设置有左输出端、中输出端、右输出端，分别对应所述动力源组件的第一输出状态、第二输出状态、第三输出状态。

作为本发明的一种优选结构，所述一控三式换挡装置还包括第一压盘连杆、第一弹簧固定座以及第一弹簧，所述第一压盘连杆的一端与所述第一离合器相连接，所述第一压盘连杆的另一端穿过所述第一弹簧固定座与所述第二离合器的一侧相连接；

所述第一弹簧固定座与所述输入轴固定连接，所述第一弹簧的一端与所述第一弹簧固定座相连接，所述第一弹簧的另一端与所述动力源组件相连接。

作为本发明的一种优选结构，所述第一压盘连杆中段设置有U型滑槽，所述第一弹簧通过所述U型滑槽与所述动力源组件相连接，所述U型滑槽的一侧壁与所述动力源组件之间设置有第一端面推力轴承。

作为本发明的一种优选结构，所述一控三式换挡装置还包括第二压盘连杆、第二弹簧固定座以及第二弹簧，所述第二压盘连杆、所述第二弹簧固定座、所述第二弹簧与所述第一压盘连杆、所述第一弹簧固定座、所述第一弹簧沿第二离合器对称设置。

作为本发明的一种优选结构，所述动力源组件包括驱动机构以及三联动杆输出结构，所述驱动机构与所述三联动杆输出结构传动连接，所述三联动杆输出结构设置有第一输出端、第二输出端、第三输出端，分别对应所述动力源组件的第一输出状态、第二输出状态、第三输出状态。

作为本发明的一种优选结构，所述动力源组件还包括第三压盘连杆、第三弹簧固定座、第三弹簧，所述第三弹簧固定座与所述输入轴固定连接，所述第三压盘连杆的一端与所述第三弹簧固定座相连接，所述第三压盘连杆的另一端与所述第二离合器相连接；

所述第三弹簧的一端与所述第三弹簧固定座相连接，所述第三弹簧的另一端与所述动力源组件相连接。

作为本发明的一种优选结构，所述第三压盘连杆中段设置有U型滑槽，所述第三弹簧通过所述U型滑槽与所述动力源组件相连接，所述U型滑槽的一侧壁与所述动力源组件之间设置有第三端面推力轴承。

区别于现有技术，上述技术方案通过动力源组件分别与所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器相连接，实现一个动力源的控制联动地控制三个离合器的工作状态，达到输入轴动力分别传递到3个动力输出轴的效果。可以有效减少现有变速器多动力源控制的成本、控制等难题，并且从机械上有效解决自动变速器可能出现的同时挂2个挡位所导致的变速器失效问题。当三个输出轴上配置有不同传动比的齿轮传动，可实现三档位变速器。当输入轴动力经过第一输出轴传递给输出轴，可得到1挡变速工作状态；当输入轴动力经过第二输出轴传递给输出轴，可得到2挡变速工作状态；当输入轴动力经过第三输出轴传递给输出轴，可得到3挡变速工作状态。

附图说明

图1为第一种实施方式的一控三式换挡装置第一输出状态的结构示意图；

图2为第一种实施方式的一控三式换挡装置第二输出状态的结构示意图；

图3为第一种实施方式的一控三式换挡装置第三输出状态的结构示意图；

图4为第二种实施方式的一控三式换挡装置第一输出状态的结构示意图；

图5为第二种实施方式的一控三式换挡装置第二输出状态的结构示意图；

图6为第二种实施方式的一控三式换挡装置第三输出状态的结构示意图；

图7为应用一控三式换挡装置的3挡变速器示意简图。

附图标记说明：

1、输入轴；

2、第一输出轴；

3、第一输出轴轴承；

4、第一离合器组件；

5、第一压盘连杆；

6、第一弹簧固定座；

7、第一弹簧；

8、第一端面推力轴承；

9、第二离合器左压盘；

10、第一限位卡环；

11、第二离合器组件；

12、轴承；

13、第二限位卡环；

14、第二离合器右压盘；

15、第二端面推力轴承；

16、第二弹簧；

17、第二弹簧固定座；

18、第二压盘连杆；

19、第三离合器组件；

20、第三输出轴轴承；

21、第三输出轴；

22、动力源组件；

23、第二输出轴；

24、第三弹簧固定座；

25、第三弹簧；

26、第三压盘连杆；

27、第三端面推力轴承；

28、输出轴；

29、1档传动；

30、2档传动；

31、3档传动。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图6，本实施例一种用于变速器的一控三式换挡装置，一控三式换挡装置包括输出轴28、第一离合器组件4、第二离合器组件11、第三离合器组件19、动力源组件22、第一输出轴2、第二输出轴23以及第三输出轴21；

其中，第一输出轴轴承3设置在输入轴1与第一输出轴2之间；轴承12设置在输入轴1与第二输出轴23之间，第三输出轴轴承20设置在输入轴1与第三输出轴21之间。

输入轴1通过第一离合器组件4与第一输出轴2传动连接，输入轴1通过第二离合器组件11与第二输出轴23传动连接，输入轴1通过第三离合器组件19与第三输出轴21传动连接；

其中，动力源组件22分别与第一离合器组件4、第二离合器组件11、第三离合器组件19相连接，动力源被设置成具有以下三个输出状态：

当动力源组件22位于第一输出状态时，仅有第一离合器结合；

当动力源组件22位于第二输出状态时，仅有第二离合器结合；

当动力源组件22位于第三输出状态时，仅有第三离合器结合。

如图1至图3所示，在第一种实施方式中，动力源组件22包括驱动机构以及双联动杆输出结构，驱动机构与双联动杆输出结构传动连接，双联动杆输出结构设置有左输出端、中输出端、右输出端，分别对应动力源组件22的第一输出状态、第二输出状态、第三输出状态。

可选的，一控三式换挡装置还包括第一压盘连杆5、第一弹簧固定座6以及第一弹簧7，第一压盘连杆5的一端与第一离合器相连接，第一压盘连杆5的另一端穿过第一弹簧固定座6与第二离合器的一侧相连接；第一弹簧固定座6与输入轴1固定连接，第一弹簧7的一端与第一弹簧固定座6相连接，第一弹簧7的另一端与动力源组件22相连接。利用弹簧的弹力对端面推力轴承产生推力，起到离合器复位效果。

可选的，第一压盘连杆5中段设置有U型滑槽，第一弹簧7通过U型滑槽与动力源组件22相连接，U型滑槽的一侧壁与动力源组件22之间设置有第一端面推力轴承8。如此，动力源组件22通过U型滑槽及其上的推力轴承8便于实现第一离合器4和第二离合器11的工作状态控制。

可选的，一控三式换挡装置还包括第二压盘连杆18、第二弹簧固定座17以及第二弹簧16，第二压盘连杆18、第二弹簧固定座17、第二弹簧16与第一压盘连杆5、第一弹簧固定座6、第一弹簧7沿第二离合器对称设置。对称设置，结构简单，提高生产效率。同样的，第二端面推力轴承15相对第一端面推力轴承8对称设置。

具体的，在第一种实施方式中，第一离合器组件4、第二离合器组件11和第三离合器组件19中的摩擦片分别通过键连接在输入轴1上，可相对输入轴1轴向滑动；而第一离合器组件4、第二离合器组件11和第三离合器组件19中的钢片通过键连接在相应第一输出轴2、第二输出轴23、第三输出轴21上，可相对各输出轴轴向移动。

第一弹簧固定座6和第二弹簧固定座17均与输入轴1固定连接。第一压盘连杆5中间设置有“U”型滑槽，槽内在靠近第一弹簧7的位置布置第一端面推力轴承8。并且，第一压盘连杆5通过牙嵌结构贯穿第一弹簧固定座6，二者同转速但可相对轴向移动。第二压盘连杆18中间设置有“U”型滑槽，槽内在靠近第二弹簧16的位置布置第二端面推力轴承。并且，第二压盘连杆18通过牙嵌结构贯穿第二弹簧固定座17，二者同转速但可相对轴向移动。

第一压盘连杆5的两端分别设置压盘，在第一弹簧7或者动力源组件22的作用力下可分别对第一离合器组件4的右端钢片和第二离合器组件11的左端钢片实施压紧力。第二压盘连杆18的两端分别设置压盘，在第二弹簧16或者动力源组件22的作用力下可分别对第三离合器组件19的左端钢片和第二离合器组件11的右端钢片实施压紧力。

动力源组件22中采用双联动杆输出结构，可分别各自经第一端面推力轴承8和第一端面推力轴承8对第一压盘连杆5和第二压盘连杆18中的“U”型滑槽壁实施外推力。动力源组件22可以采用人力、气压力、液压力、电动力或磁力等原始驱动力生成装置，但其输出端需设置有双联动杆输出结构，本实施例中，采用电动丝杆装置作为其中1种实施例进行应用说明。

第一种实施方式中主要实现一个动力输入轴1可以将动力分别传递给三个输出轴的功能目的，并且只要控制1个动力源组件22即可。具体实现原理如下：

(1)第一输出状态：如图1所示，输入轴1的动力经第一离合器组件4传递给第一输出轴2后输出。动力源组件22的提供向左的作用力，该作用力一方面经过第一压盘连杆5中间的“U”型滑槽壁压缩第一弹簧7，另一方面带动第一压盘连杆5的左端压盘压紧第一离合器组件4。此时，第一离合器组件4工作在结合状态，可实现输入轴1到第一输出轴2的动力输出。随着第一压盘连杆5的左移，其右端压盘也左移，这将使第二离合器组件11的左端处于“分离”状态。

进一步地，由于动力源组件22采用双联动杆输出结构，其左移运动也将释放第二弹簧16并使之推动第二压盘连杆18左移动。由于第二限位卡环13对第二离合器右压盘14的限位作用，将使第二离合器组件11的右端处于“分离”状态。由此可知，第二离合器组件11工作在“分离状态”，输入轴11的动力无法传递到第二输出轴23。此外，由于第二压盘连杆18在第二弹簧16作用下的左移，将使第三离合器组件19在甩油惯性下处于分离状态。综上，输入轴1的动力仅可传递给第一输出轴2。

(2)第二输出状态：如图2所示，输入轴1的动力经第二离合器组件11传递给第二输出轴23后输出。动力源组件22的双联动输出杆处于中间位置时，此时双联动输出杆在“U”型滑槽内且不压缩弹簧。由于第一压盘连杆5在第一弹簧7作用下的右移，将使第一离合器组件4在甩油惯性下处于“分离”状态。进一步地，第一压盘连杆5的右移将使其右端压盘压紧第二离合器组件11的左端。同理，第二压盘连杆18在第二弹簧16作用下的左移，将使第三离合器组件19在甩油惯性下处于“分离”状态。进一步地，第二压盘连杆18的左移将使其左端压盘压紧第二离合器组件11的右端。这样，在第一弹簧7和第二弹簧16的共同作用下，第二离合器组件11处于“结合”状态。综上，输入轴1的动力仅可传递给第二输出轴23。

(3)第三输出状态：如图3所示，输入轴1的动力经第三离合器组件19传递给第三输出轴21后输出。动力源组件22的提供向右的作用力，该作用力一方面经过第二压盘连杆18中间的“U”型滑槽壁压缩第二弹簧16，另一方面带动第二压盘连杆18的右端压盘压紧第三离合器组件19。此时，第三离合器组件19工作在结合状态，可实现输入轴1到第三输出轴21的动力输出。随着第二压盘连杆18的右移，其左端压盘也右移，这将使第二离合器组件11的右端处于“分离”状态。进一步地，由于动力源组件22采用双联动杆输出结构，其右移运动也将释放第一弹簧7并使之推动第一压盘连杆5右移动。由于第一限位卡环10对第一离合器左压盘的限位作用，将使第二离合器组件11的左端处于“分离”状态。由此可知，第二离合器组件11工作在“分离”状态，输入轴1的动力无法传递到第一输出轴2。此外，由于第一压盘连杆5在第一弹簧7作用下的右移，将使第一离合器组件4在甩油惯性下处于“分离”状态。综上，输入轴1的动力仅可传递给第三输出轴21。

需要说明的是，对本实施例所实现的一控三式换挡装置在结构的变形也同在保护范围之内，比如将图1中的双侧布置弹簧的第二输出组件布置在某一侧。

如图4至图6所示，在第二种实施方式中，动力源组件22包括驱动机构以及三联动杆输出结构，驱动机构与三联动杆输出结构传动连接，三联动杆输出结构设置有第一输出端、第二输出端、第三输出端，分别对应动力源组件22的第一输出状态、第二输出状态、第三输出状态。

可选的，动力源组件22还包括第三压盘连杆26、第三弹簧25固定座24、第三弹簧25，第三弹簧25固定座24与输入轴1固定连接，第三压盘连杆26的一端与第三弹簧25固定座24相连接，第三压盘连杆26的另一端与第二离合器相连接；第三弹簧25的一端与第三弹簧25固定座24相连接，第三弹簧25的另一端与动力源组件22相连接。此时，双侧布置弹簧的第二输出组件布置在左侧，通过第三压盘连杆26、第三弹簧25固定座24、第三弹簧25的配合，对第二离合器组件11的左侧提供推力，达到相同的效果。

可选的，第三压盘连杆26中段设置有U型滑槽，第三弹簧25通过U型滑槽与动力源组件22相连接，U型滑槽的一侧壁与动力源组件22之间设置有第三端面推力轴承27。

在第二种实施方式中，动力源组件22的输出轴28采用三联动杆输出结构，可联动控制第一压盘连杆5、第二压盘连杆18和第三压盘连杆26。同样实现一个动力输入轴1可以将动力分别传递给三个输出轴28的功能目的，并且只要控制1个动力源组件22即可。具体实现原理如下：

(1)图4为第一输出状态简图，当动力源组件22推动三联动杆输出结构左移后，三联动杆输出结构可压缩第三弹簧25使第二离合器组件11的左端处于“分离”状态。由于第二限位卡环13对第二离合器右压盘14的限位作用，将使第二离合器组件11的右端处于“分离”状态。由此可知，第二离合器组件11工作在“分离状态”，输入轴1的动力无法传递到第二输出轴23。此外，由于第二压盘连杆18在第二弹簧16作用下的左移，将使第三离合器组件19在甩油惯性下处于分离状态。与之不同的，第一离合器组件4由于第一弹簧7的压紧处于“结合”状态。综上，图4中换挡装置处于第一输出状态，即输入轴1动力仅传递给第一输出轴2。

(2)图5为第二输出状态简图，当动力源组件22推动三联动杆输出结构处于中间位置后，第三弹簧25和第二弹簧16的共同作用下，第二离合器组件11处于“结合”状态。另外，由于第二弹簧16压盘连杆在第二弹簧16作用下的左移，将使第三离合器组件19处于“分离”状态。进一步地，第一压盘连杆5三联动杆弹作用下克服第一弹簧7右移，使第一离合器组件4在甩油惯性下处于“分离”状态。综上，图5中输入轴1的动力仅可传递给第二输出轴23。

(3)图6为第三输出状态简图，当动力源组件22推动三联动杆输出结构处于右位置后，三联动杆输出结构可通过压缩第二弹簧16及第二弹簧16压盘连杆使第二离合器组件11的右端处于“分离”状态。由于第一限位卡环10对第二离合器左压盘9的限位作用，将使第二离合器组件11的左端也处于“分离”状态。由此可知，第二离合器组件11工作在“分离状态”，输入轴1的动力无法传递到第二输出轴23。另外，由于第二弹簧16压盘连杆在第二弹簧16作用下的左移，将使第三离合器组件19处于“结合”状态。第一压盘连杆5三联动杆弹作用下进一步克服第一弹簧7右移，使第一离合器组件4在甩油惯性下处于“分离”状态。综上，图5中输入轴1的动力仅可传递给第三输出轴21。

综上，本实施例利用联动杆输出的换挡动力源组件22和相应的离合器回位机构等组合设计可实现一控三式换挡装置，在此基础上的构件结构位置改型均属于保护范围之内。

当三个输出轴28上配置有不同传动比的齿轮传动，可实现三档位变速器。原理如图7所示。当输入轴1动力经过第一输出轴2、1档传动29传递给输出轴28，可得到1挡变速工作状态，；当输入轴1动力经过第二输出轴23、2档传动30传递给输出轴28，可得到2挡变速工作状态；当输入轴1动力经过第三输出轴21、3档传动31传递给输出轴28，可得到3挡变速工作状态。

区别现有技术，本实施例实现一个动力源的控制联动地控制三个离合器的工作状态，达到输入轴1动力分别传递到3个动力输出轴28的效果。可以有效减少现有变速器多动力源控制的成本、控制等难题，并且从机械上有效解决自动变速器可能出现的同时挂2个挡位所导致的变速器失效问题。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于变速器的一控三式换挡装置，其特征在于：所述一控三式换挡装置包括输入轴、第一离合器、第二离合器、第三离合器、动力源组件、第一输出轴、第二输出轴以及第三输出轴；

所述输入轴通过第一离合器与所述第一输出轴传动连接，所述输入轴通过第二离合器与所述第二输出轴传动连接，所述输入轴通过第三离合器与所述第三输出轴传动连接；

其中，所述动力源组件分别与所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器相连接，所述动力源被设置成具有以下三个输出状态：

当所述动力源组件位于第一输出状态时，仅有所述第一离合器结合；

当所述动力源组件位于第二输出状态时，仅有所述第二离合器结合；

当所述动力源组件位于第三输出状态时，仅有所述第三离合器结合。

2.根据权利要求1所述的用于变速器的一控三式换挡装置，其特征在于：所述动力源组件包括驱动机构以及双联动杆输出结构，所述驱动机构与所述双联动杆输出结构传动连接，所述双联动杆输出结构设置有左输出端、中输出端、右输出端，分别对应所述动力源组件的第一输出状态、第二输出状态、第三输出状态。

3.根据权利要求2所述的用于变速器的一控三式换挡装置，其特征在于：所述一控三式换挡装置还包括第一压盘连杆、第一弹簧固定座以及第一弹簧，所述第一压盘连杆的一端与所述第一离合器相连接，所述第一压盘连杆的另一端穿过所述第一弹簧固定座与所述第二离合器的一侧相连接；

所述第一弹簧固定座与所述输入轴固定连接，所述第一弹簧的一端与所述第一弹簧固定座相连接，所述第一弹簧的另一端与所述动力源组件相连接。

4.根据权利要求3所述的用于变速器的一控三式换挡装置，其特征在于：所述第一压盘连杆中段设置有U型滑槽，所述第一弹簧通过所述U型滑槽与所述动力源组件相连接，所述U型滑槽的一侧壁与所述动力源组件之间设置有第一端面推力轴承。

5.根据权利要求2所述的用于变速器的一控三式换挡装置，其特征在于：所述一控三式换挡装置还包括第二压盘连杆、第二弹簧固定座以及第二弹簧，所述第二压盘连杆、所述第二弹簧固定座、所述第二弹簧与所述第一压盘连杆、所述第一弹簧固定座、所述第一弹簧沿第二离合器对称设置。

6.根据权利要求1所述的用于变速器的一控三式换挡装置，其特征在于：所述动力源组件包括驱动机构以及三联动杆输出结构，所述驱动机构与所述三联动杆输出结构传动连接，所述三联动杆输出结构设置有第一输出端、第二输出端、第三输出端，分别对应所述动力源组件的第一输出状态、第二输出状态、第三输出状态。

7.根据权利要求6所述的用于变速器的一控三式换挡装置，其特征在于：所述动力源组件还包括第三压盘连杆、第三弹簧固定座、第三弹簧，所述第三弹簧固定座与所述输入轴固定连接，所述第三压盘连杆的一端与所述第三弹簧固定座相连接，所述第三压盘连杆的另一端与所述第二离合器相连接；

所述第三弹簧的一端与所述第三弹簧固定座相连接，所述第三弹簧的另一端与所述动力源组件相连接。

8.根据权利要求7所述的用于变速器的一控三式换挡装置，其特征在于：所述第三压盘连杆中段设置有U型滑槽，所述第三弹簧通过所述U型滑槽与所述动力源组件相连接，所述U型滑槽的一侧壁与所述动力源组件之间设置有第三端面推力轴承。