CN113154031A - 一种机械式变速器辅助功能机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机械式变速器辅助功能机构，包括发动机动力输出轴(1)和变速器输入轴(2)，其特征在于：发动机动力输出轴(1)和变速器输入轴(2)之间安装单向离合器(3)并通过单向离合器(3)联接，发动机动力输出轴(1)上安装制动器(12)，单向离合器(3)上套装模式切换齿套(7)，模式切换齿套(7)向发动机动力输出轴(1)方向移动使制动器(12)工作，模式切换齿套(7)向变速器输入轴(2)方向移动使单向离合器(3)锁止。本发明实现了变速器在换挡过程中无需断开离合器，减少离合器磨损，极大地降低了动力中断时间，在下坡工况下能够实现发动机倒拖制动，提升换挡性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械式自动变速器辅助功能机构，特别涉及一种可以在手动变速器、AMT机械式自动变速器上减少离合器磨损、降低换挡时间、改善动力中断、提升换挡平顺性的变速器辅助功能机构。
背景技术
由于内燃机转速范围窄，高功率、高效率区间小，内燃机汽车需要使用变速器，才能满足全工况的使用。电机在高转速下功率和效率下降严重，使用变速器能够使电动车在高速时保有较大的功率储备和较好的能量利用效率。
变速器分为手动变速器和自动变速器，手动变速器结构简单，加工制造容易，成本低，但需要驾驶者操纵换挡，影响驾驶舒适性，自动变速器在行驶中不需驾驶员操作换挡手柄和离合器进行加减挡，能减少驾驶者疲劳，已成为购车者的优先选择，是未来的发展趋势。
目前的商业化的自动变速器主要有AT(液力自动变速器)、CVT(无级变速器)、DCT(双离合变速器)、AMT(机械式自动变速器)，其中，AT有液力变矩器提供缓冲，传动系统所受冲击小，舒适性最好，但是制造和装配要求高，而且液力传动带来能量损失大；CVT传动比可以连续变化，能够根据不同需求，保证发动工作在燃油经济区或大功率区，但传动效率较低、可靠性低，制造难度大；DCT制造难度比AT和CVT要小，换挡时间短，传动效率高，当前，越来越多的车辆搭载了DCT变速器，但DCT的成本仍然比AMT要高出许多。AMT是在传统机械变速器的基础上加装操纵机构，制造及维修保养成本低，传动效率高，但是由于换挡时间较长，存在动力中断，影响舒适性。
从各种变速器方案看来，AMT机械式自动变速器具有高可靠性、制造简单、成本低等优点，但是换挡时间长，换挡平顺性差，其中制约着AMT机械式自动变速器推广应用的是离合器控制难度大、离合器分离结合时间长。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：如何降低变速器换挡动力中断时间。
本发明的技术方案是：
一种机械式变速器辅助功能机构，包括发动机动力输出轴和变速器输入轴，发动机动力输出轴和变速器输入轴之间安装单向离合器并通过单向离合器联接，发动机动力输出轴上安装制动器，单向离合器上套装模式切换齿套，模式切换齿套向发动机动力输出轴方向移动使制动器工作，模式切换齿套向变速器输入轴方向移动使单向离合器锁止。
模式切换齿套和发动机动力输出轴同步转动且可在轴向相对滑动，模式切换齿套向变速器输入轴方向移动并和变速器输入轴上安装的单向传动锁止结合齿啮合使单向离合器锁止。
模式切换齿套靠近制动器的一端安装有制动器触动环，制动器触动环用于压缩制动器的摩擦片。
单向离合器的主动件安装在发动机动力输出轴上，单向离合器的从动件安装在变速器输入轴上。
发动机动力输出轴和变速器输入轴同轴布置，发动机动力输出轴前端有台阶孔，变速器输入轴端部插入台阶孔中。
制动器的静摩擦片和制动器的外壳联接；制动器的动摩擦片与发动机动力输出轴联接。
制动器的外壳安装在辅助功能机构外壳上。
模式切换齿套套装在单向离合器的主动件上并同步转动，模式切换齿套可相对主动件轴向滑动；单向传动锁止结合齿固定在单向离合器的从动件上。
模式切换齿套向离合器方向运动时，能够将压紧制动器的静摩擦片和动摩擦片，使得发动机动力输出轴减速。
模式切换齿套向变速器方向运动时，能够和单向传动锁止结合齿结合，使单向离合器的主动件和从动件结合为一体同步运动。
本发明的工作原理：
制动器外壳安装在辅助功能机构壳体上，静摩擦片只能相对于外壳做轴向运动，动摩擦片安装在发动机动力输出轴上，只能相对于发动机动力输出轴做轴向运动，当模式切换齿套向制动器方向移动时，能够将制动器静摩擦片和动摩擦片压紧，将发动机动力输出轴进行减速。
单向离合器主动件联接在发动机动力输出轴上，随发动机动力输出轴转动，单向离合器从动件联接到变速器输入轴上，通过单向离合器，发动机动力输出轴只能带动变速器输入轴转动，而变速器输入轴不能反过来带动发动机动力输出轴转动。
当发动机输出动力，即发动机动力输出轴带动变速器输入轴转动，此时，发动机转速有大于变速器输入轴的趋势，单向离合器闭合，此时，发动机动力输出轴与变速器输入轴联接，发动机动力正常输出。
在换挡时，模式切换齿套向制动器方向移动，将制动器静摩擦片和动摩擦片压紧，发动机动力输出轴转速降低，此时，发动机动力输出轴转速低于变速器输入轴转速，而变速器输入轴不能反过来带动发动机动力输出轴转动，此时单向离合器分离，即切断了发动机动力输出轴和变速器输入轴之间的动力传输，能够在此时进行换挡。通过单向离合器和制动器的作用，能够很快将发动机动力输出轴和变速器输入轴之间的动力传输切断。
换挡完成后模式切换齿套恢复中间位置，加大发动机节气门开度，发动机动力输出轴转速升高，当发动机动力输出轴转速升高至变速器输入轴转速时，单向离合器闭合，能够进行正常的动力传输。
在下坡工况时，需要发动机倒拖制动，即此时是车轮拖着发动机旋转，由于单向离合器的存在，变速器输入轴不能反过来带动发动机动力输出轴旋转，此时，只需将模式切换齿套向单向传动锁止结合齿方向移动，使得单向传动结合齿闭合，此时，变速器输入轴和发动机动力输出轴固联，变速器输入轴拖着发动机转动，实现发动机倒拖制动，保障下坡工况的行驶安全。
本发明的有益效果是：
通过单向离合器和制动器的作用，能够很快切断、恢复发动机动力输出轴和变速器输入轴之间的联接，相对于传统控制离合器分开、闭合的操作，本发明完成整个操作的时间远远小于传统的离合器控制，而且可以减小离合器的磨损，提升换挡平顺性，此外能够在下坡时候实现发动机倒拖制动，保障行车安全。
本发明弥补了AMT机械式自动变速器的不足，极大地改善了AMT机械式变速器的性能，能够促进AMT机械式自动变速器的推广应用。
本发明在换挡过程中无需操作离合器分离结合，能够降低AMT自动变速器的换挡动力中断时间，换挡动力中断时间仅比DCT多三分之一，能够减少离合器磨损，提高离合器使用寿命，此外，还能改善换挡平顺性。此外，本发明能够应用在机械式手动变速器上，能够在换挡时不踩离合器，实现半自动换挡，具有巨大的商业应用价值。
附图说明
图1是本发明结构简图。
图2是实施例的结构图。
图3是实施例的安装图。
具体实施方式
实施例
如图3，将本发明的辅助功能机构15安装在离合器14和变速器16之间，变速器16可以是手动变速器或AMT机械式自动变速器。
如图2，辅助功能机构15包括：单向离合器3、单向传动锁止结合齿6、模式切换齿套7、制动器触动环8、制动器12。单向离合器的主动件4安装在发动机动力输出轴1上，随发动机动力输出轴转动，单向离合器的从动件5安装在变速器输入轴2上，随变速器输入轴2旋转。制动器的外壳11安装在辅助功能机构的外壳上，制动器静摩擦片9能够相对于制动器外壳11作轴向运动，制动器动摩擦片10安装在发动机动力输出轴1上，能够相对于发动机动力输出轴1作轴向运动。模式切换齿套7安装在单向离合器主动件4上，能够相对于单向离合器主动件4作轴向运动，不能相对于单向离合器主动件4旋转，模式切换齿套7向制动器12方向移动时，能够将制动器静摩擦片9和制动器动摩擦片10压紧，将发动机动力输出轴减速，模式切换齿套7向单向传动锁止结合齿6方向移动时，能够使单向传动结合齿6结合，将变速器输入轴2和单向离合器主动件4锁止，单向离合器3失去作用，用于下坡工况。
在变速器16换挡前，模式切换齿套7向制动器方向移动时，能够将制动器静摩擦片9和制动器动摩擦片10压紧，发动机动力输出轴1减速，发动机动力输出轴1转速低于变速器输入轴2时，单向离合器3分离，变速器16能够进行换挡，换挡完成后，模式切换齿套7恢复中间位置，加大发动机13节气门开度，发动机动力输出轴1转速升高，升高至变速器输入轴2转速时，单向离合器3闭合，恢复发动机16至变速器16之间的动力传输。下坡工况时，模式切换齿套7向变速器16方向移动，单向传动锁止结合齿6闭合，单向离合器3失去作用，能够进行下坡发动机倒拖制动。
Claims (10)
1.一种机械式变速器辅助功能机构，包括发动机动力输出轴(1)和变速器输入轴(2)，其特征在于：发动机动力输出轴(1)和变速器输入轴(2)之间安装单向离合器(3)并通过单向离合器(3)联接，发动机动力输出轴(1)上安装制动器(12)，单向离合器(3)上套装模式切换齿套(7)，模式切换齿套(7)向发动机动力输出轴(1)方向移动使制动器(12)工作，模式切换齿套(7)向变速器输入轴(2)方向移动使单向离合器(3)锁止。
2.根据权利要求1所述机械式变速器辅助功能机构，其特征在于：模式切换齿套(7)和发动机动力输出轴(1)同步转动且可在轴向相对滑动，模式切换齿套(7)向变速器输入轴(2)方向移动并和变速器输入轴(2)上安装的单向传动锁止结合齿(6)啮合使单向离合器(3)锁止。
3.根据权利要求2所述机械式变速器辅助功能机构，其特征在于：模式切换齿套(7)靠近制动器(12)的一端安装有制动器触动环(8)，制动器触动环(8)用于压缩制动器(12)的摩擦片。
4.根据权利要求3所述机械式变速器辅助功能机构，其特征在于：单向离合器(3)的主动件(4)安装在发动机动力输出轴(1)上，单向离合器(3)的从动件(5)安装在变速器输入轴(2)上。
5.根据权利要求1-4任一项所述机械式变速器辅助功能机构，其特征在于：发动机动力输出轴(1)和变速器输入轴(2)同轴布置，发动机动力输出轴(1)前端有台阶孔，变速器输入轴(2)端部插入台阶孔中。
6.根据权利要求5所述机械式变速器辅助功能机构，其特征在于：制动器(12)的静摩擦片(9)和制动器的外壳(11)联接；制动器(12)的动摩擦片(9)与发动机动力输出轴(1)联接。
7.根据权利要求6所述机械式变速器辅助功能机构，其特征在于：制动器(12)的外壳(11)安装在辅助功能机构外壳上。
8.根据权利要求6所述机械式变速器辅助功能机构，其特征在于：模式切换齿套(7)套装在单向离合器(3)的主动件(4)上并同步转动，模式切换齿套(7)可相对主动件(4)轴向滑动；单向传动锁止结合齿(6)固定在单向离合器(3)的从动件(5)上。
9.根据权利要求8所述机械式变速器辅助功能机构，其特征在于：模式切换齿套(7)向离合器(15)方向运动时，能够将压紧制动器(12)的静摩擦片(9)和动摩擦片(10)，使得发动机动力输出轴(1)减速。
10.根据权利要求9所述机械式变速器辅助功能机构，其特征在于：模式切换齿套(7)向变速器(17)方向运动时，能够和单向传动锁止结合齿(6)结合，使单向离合器(3)的主动件(4)和从动件(5)结合为一体同步运动。
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