CN112096858B - 一种集成电控机械式自动变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种集成电控机械式自动变速器，解决现有集成式AMT存在安装空间较大、故障风险较高的问题。该变速器包括离合器壳体、离合器前端盖和离合器执行机构壳体；离合器壳体上设置有第一控制流道，且第一控制流道的进气口通过第一电磁阀与外接高压气体连通；离合器前端盖上设置有与第一控制流道连通的第二控制流道；离合器执行机构壳体上设置有供气进气口，供气进气口将第二控制流道与离合器执行机构内腔连通；离合器壳体上设置有第一制动流道，且第一制动流道的进气口通过第二电磁阀与外接高压气体连通；离合器前端盖上设置有第二制动流道，第二制动流道的一端与第一制动流道连通，另一端与第二气腔连通。

Description

一种集成电控机械式自动变速器
技术领域
本发明涉及汽车变速器，具体涉及一种集成电控机械式自动变速器。
背景技术
电控机械式自动变速器(AMT)是在传统手动机械式变速器基础上将手动换挡机构更换为电控式执行机构，并加装一套离合器执行机构和电子控制单元(TCU)，应用电子技术和自动变速理论，通过离合器执行机构控制离合器的分离与接合，通过选换挡执行机构实现变速器的换挡，通过CAN通讯控制发动机的转速及扭矩来实现车辆起步和换档等自动操作。其相比传统机械式变速器省略了离合器踏板，换挡操作由各信号采集单元(如传感器)同时采集发动机状态、车辆行驶状态、油门状态、制动状态等，由TCU对各信号进行分析、处理并发出指令，控制执行机构完成相应的动作，动作是否完成依靠位置传感器的反馈信号来判断，从而实现自动换档，大幅地减轻了驾驶员的劳动强度。因此，其用户认可度不断提高。
近年来，在传统AMT基础上开发出一种集成式AMT——在选换挡执行部分，将原布置于变速器上的前、后副箱换挡气缸与主箱选换挡气缸及其相应的电磁阀和传感器等集成在一起；在离合器执行机构部分，将原有为实现离合器分离轴承动作所需的分离拨叉省略，而采用中央式离合器执行机构，由该执行机构进气、排气推动内置活塞运动，进而实现离合器分离轴承运动，从而实现发动机与变速器之间动力的切断与结合。但是，现有变速器的线束和气管集成在变速器壳体外部，此种方式不仅增加了变速器的安装空间，使得变速器的安装空间较大，还增加了变速器发生故障的风险。
发明内容
本发明的目的是解决现有集成式AMT存在安装空间较大、故障风险较高的问题，提供一种集成电控机械式自动变速器，该变速器省略传统AMT离合器执行机构和制动器总成工作所需的气管，在变速器相关壳体上布置相应气道，并增加电磁阀，将外接高压气体经过选换挡执行机构内的电磁阀后，分别作用在离合器执行机构和制动器总成上。
为实现以上发明目的，本发明的技术方案是：
一种集成电控机械式自动变速器，包括离合器壳体、离合器前端盖和离合器执行机构壳体；所述离合器壳体上设置有沿径向布置的第一控制流道，且第一控制流道的进气口通过设置在选换挡执行机构内的第一电磁阀与外接高压气体连通；所述离合器前端盖上设置有沿轴向布置的第二控制流道，且第二控制流道与第一控制流道连通；所述离合器执行机构壳体上设置有沿轴向布置的供气进气口，所述供气进气口将第二控制流道与离合器执行机构的内腔连通；所述第一控制流道、第二控制流道和供气进气口形成离合器控制器气路，使得从选换挡执行机构流出的压力气体进入离合器执行机构的内腔中，从而推动离合器执行机构活塞运动；所述离合器壳体上设置有沿径向布置的第一制动流道，且第一制动流道的进气口通过设置在选换挡执行机构内的第二电磁阀与外接高压气体连通；所述离合器前端盖上设置有第二制动流道，所述第二制动流道为直线流道，且与离合器前端盖的中心轴线倾斜设置，所述第二制动流道的一端通过离合器壳体和离合器前端盖形成的第一气腔与第一制动流道连通，另一端与离合器前端盖和制动活塞形成的第二气腔连通；所述第一制动流道、第一气腔、第二制动流道和第二气腔形成制动器气路，使得从选换挡执行机构的流出的压力气体进入第二气腔中，从而推动制动活塞运动。
进一步地，所述第一控制流道、第二控制流道和供气进气口设置在同一平面内。
进一步地，所述离合器前端盖与离合器执行机构壳体相接触的面上设置有第一密封圈，用于对供气进气口进行密封。
进一步地，所述第一制动流道、第一气腔、第二制动流道设置在同一平面内。
进一步地，所述离合器前端盖与制动活塞相接触的面上设置有第二密封圈，用于对第二气腔进行密封。
进一步地，所述第二制动流道的中心线与离合器前端盖的中心轴线呈锐角设置。
进一步地，所述第一控制流道和第一制动流道在离合器壳体上垂直设置。
与现有技术相比，本发明技术方案具有以下技术效果：
1.本发明集成电控机械式自动变速器在离合器壳体、离合器执行机构壳体和离合器前端盖上设置离合器控制器气路和制动器气路，此种方式省略了外接气管，同时由于该设计是在AMT现有的离合器壳体和离合器前端盖上进行结构设计，不会增加任何额外零件，降低了由外接气管产生的故障，提高了AMT总成的可靠性。
2.本发明集成电控机械式自动变速器将离合器控制器气路和制动器气路分别设置在同一平面上，且第二制动流道为直线流道，缩短了从选换挡执行机构内离合器执行机构出气孔和制动器总成出气孔到对应活塞的气路距离，使得当需要两种执行机构动作时，能够快速响应AMT系统需求，减少等待时间。
附图说明
图1为本发明集成电控机械式自动变速器中离合器控制器气路的示意图；
图2为本发明集成电控机械式自动变速器中制动器气路的示意图。
附图标记：1-离合器壳体，2-离合器前端盖，3-离合器执行机构壳体，4-第一密封圈，5-离合器执行机构活塞，6-制动活塞，7-第二密封圈，8-第一气腔，9-第二气腔，11-第一控制流道的进气口，12-第一控制流道，21-第二控制流道，31-供气进气口，13-第一制动流道的进气口，14-第一制动流道，22-第二制动流道。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。
本发明提供一种集成电控机械式自动变速器，该自动变速器在离合器壳体、离合器执行机构壳体和离合器前端盖内设置有离合器控制器气路和制动器气路，压缩空气从选换挡执行机构设置的离合器执行机构出气孔和制动器总成出气孔流出，分别进入离合器控制器气路和制动器气路，从而对离合器执行机构活塞和制动活塞进行控制。由于该设计是在AMT现有的壳体上进行结构设计，其不仅减少了外接气管，还不增加任何额外零件，从而降低了由外接气管产生的故障，提高了AMT总成的可靠性。
如图1所示，本发明提供的集成电控机械式自动变速器包括离合器壳体1、离合器前端盖2和离合器执行机构壳体3。离合器壳体1上设置有沿径向布置的第一控制流道12，选换挡执行机构内设置有第一电磁阀，外接高压气体经选换挡执行机构内的第一电磁阀与第一控制流道12的进气口11连接；离合器前端盖2上设置有沿轴向布置的第二控制流道21，且第二控制流道21与第一控制流道12连通；离合器执行机构壳体3上设置有沿轴向布置的供气进气口31，供气进气口31将第二控制流道21与离合器执行机构的内腔连通；此时，第一控制流道12、第二控制流道21和供气进气口31形成离合器控制器气路，使得从选换挡执行机构流出的压力气体进入离合器执行机构的内腔中，从而推动离合器执行机构活塞5运动。
为了缩短从选换挡执行机构到离合器执行机构活塞5的气路距离，可将第一控制流道12、第二控制流道21和供气进气口31设置在同一平面内。为了保证离合器控制器气路的密封性，可在各接口处设置密封圈，例如，可在离合器前端盖2与离合器执行机构壳体3相接触的面上设置有第一密封圈4，用于对供气进气口31进行密封。
如图2所示，离合器壳体1上设置有沿径向布置的第一制动流道14，选换挡执行机构内设置有第二电磁阀，外接高压气体经选换挡执行机构内的第二电磁阀与第一制动流道14的进气口13连接；离合器前端盖2上设置有第二制动流道22，第二制动流道22为直线流道，且与离合器前端盖2的中心轴线倾斜设置，第二制动流道22的一端通过离合器壳体1和离合器前端盖2形成的第一气腔8与第一制动流道14连通，另一端与离合器前端盖2和制动活塞6形成第二气腔9连通；此时，第一制动流道14、第一气腔8、第二制动流道22和第二气腔9形成制动器气路，使得从选换挡执行机构的流出的压力气体进入第二气腔9中，从而推动制动活塞6运动。
为了缩短从选换挡执行机构到制动活塞6的气路距离，可将第一制动流道14、第一气腔8、第二制动流道22设置在同一平面内。为了保证制动器气路的密封性，可在制动器气路的各接口处设置密封圈，例如，可在离合器前端盖2与制动活塞6相接触的面上设置有第二密封圈7，用于对第二气腔9进行密封。
本发明离合器控制器气路和制动器气路可根据离合器壳体1和离合器前端盖2的具体结构布置，例如，可将第一控制流道12和第一制动流道14在离合器壳体1上垂直设置，也可呈一定角度设置，同时可将第二制动流道22的中心线与离合器前端盖2的中心轴线呈锐角设置。
本发明对离合器壳体1和离合器前端盖2进行必要的结构设计，在两者上设计必要的气腔、通孔，使得压缩空气由选换挡执行机构上对应的离合器执行机构出气孔和制动器总成出气孔排出后，经过离合器壳体1、离合器前端盖2内对应的气腔、气道后作用于离合器执行机构活塞5和制动活塞6上，推动其轴向运动，进一步地，分别起到控制离合器和制动中间轴总成的作用。
下面分别对离合器执行机构和制动器总成供气原理进行说明。
如图1所示，当车辆需要起步或者动力中断时，在离合器壳体1的相应位置设计一个选换挡执行机构为离合器执行机构供气的进气口，通过第一电磁阀控制的压缩空气由此进入，该气体随后过离合器壳体1上的第一控制流道12、离合器前端盖2上的第二控制流道21，最终由离合器执行机构的供气进气口31进入离合器执行机构内，推动离合器执行机构活塞5向左运动，再进一步地由其推动离合器的膜片弹簧，从而实现发动机至变速器的连接中断，进一步地进行变速器的换挡动作。
当完成换挡操作后，需要发动机至变速器的连接恢复时，离合器的膜片弹簧推动离合器执行机构活塞5向右运动，活塞右侧的空气可沿着离合器控制器气路进入选换挡执行机构内，进一步通过相应的第一电磁阀排出到外界大气，从而实现发动机至变速器之间的动力恢复。
如图2所示，当变速器需要制动时，在离合器壳体1的相应位置设计一个选换挡执行机构为制动器总成供气的进气口，通过第二电磁阀控制的压缩空气由此进入，这部分气体随后经离合器壳体1上的第一制动流道14、离合器壳体1和离合器前端盖2形成的第一气腔8、离合器前端盖内的第二制动流道22、离合器前端盖和制动活塞6形成的第二气腔9，推动制动活塞8向右运动(克服此处安装的弹簧的弹力)，再进一步地由该活塞消除制动钢片与制动摩擦盘(两侧表面有摩擦材料)之间的间隙，实现中间轴转速降低的目的，从而为变速器换挡提供有利条件。
当换挡完成后，上述进入的压缩空气终止，在弹簧回复力作用下，制动钢片与制动盘之间的间隙恢复，同时制动活塞6向左运动，离合器前端盖和制动活塞6形成的第二气腔9内的空气，由离合器前端盖内的第二制动流道22、第一气腔8、第一制动流道14进入选换挡执行机构内对应的第二电磁阀，由其排出到外界大气，制动作用得以解除。

Claims (5)

1.一种集成电控机械式自动变速器，包括离合器壳体(1)、离合器前端盖(2)和离合器执行机构壳体(3)；其特征在于：
所述离合器壳体(1)上设置有沿径向布置的第一控制流道(12)，且第一控制流道(12)的进气口(11)通过设置在选换挡执行机构内的第一电磁阀与外接高压气体连通；
所述离合器前端盖(2)上设置有沿轴向布置的第二控制流道(21)，且第二控制流道(21)与第一控制流道(12)连通，所述第一控制流道(12)、第二控制流道(21)和供气进气口(31)设置在同一平面内；
所述离合器执行机构壳体(3)上设置有沿轴向布置的供气进气口(31)，所述供气进气口(31)将第二控制流道(21)与离合器执行机构的内腔连通；
所述第一控制流道(12)、第二控制流道(21)和供气进气口(31)形成离合器控制器气路，使得从选换挡执行机构流出的压力气体进入离合器执行机构的内腔中，从而推动离合器执行机构活塞(5)运动；
所述离合器壳体(1)上设置有沿径向布置的第一制动流道(14)，且第一制动流道(14)的进气口(13)通过设置在选换挡执行机构内的第二电磁阀与外接高压气体连通；
所述离合器前端盖(2)上设置有第二制动流道(22)，所述第二制动流道(22)为直线流道，且与离合器前端盖(2)的中心轴线倾斜设置，所述第二制动流道(22)的一端通过离合器壳体(1)和离合器前端盖(2)形成的第一气腔(8)与第一制动流道(14)连通，另一端与离合器前端盖(2)和制动活塞(6)形成的第二气腔(9)连通，所述第一制动流道(14)、第一气腔(8)、第二制动流道(22)设置在同一平面内；
所述第一制动流道(14)、第一气腔(8)、第二制动流道(22)和第二气腔(9)形成制动器气路，使得从选换挡执行机构的流出的压力气体进入第二气腔(9)中，从而推动制动活塞(6)运动。
2.根据权利要求1所述的集成电控机械式自动变速器，其特征在于：所述离合器前端盖(2)与离合器执行机构壳体(3)相接触的面上设置有第一密封圈(4)，用于对供气进气口(31)进行密封。
3.根据权利要求2所述的集成电控机械式自动变速器，其特征在于：所述离合器前端盖(2)与制动活塞(6)相接触的面上设置有第二密封圈(7)，用于对第二气腔(9)进行密封。
4.根据权利要求3所述的集成电控机械式自动变速器，其特征在于：所述第二制动流道(22)的中心线与离合器前端盖(2)的中心轴线呈锐角设置。
5.根据权利要求4所述的集成电控机械式自动变速器，其特征在于：所述第一控制流道(12)和第一制动流道(14)在离合器壳体(1)上垂直设置。
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