CN114382869A - 一种变速箱总成及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明属于汽车变速器技术领域，公开了一种变速箱总成及车辆。变速箱总成包括变速箱、取力器和柱塞泵。变速箱的变速箱后壳连接于变速箱主壳，变速箱输出轴转动连接于变速箱后壳，副箱换挡气缸、缓速器总成以及后取力器总成均安装于变速箱后壳；取力器包括取力器壳体和传动齿轮组，传动齿轮组与变速箱输出轴传动连接；柱塞泵包括柱塞泵外壳和柱塞泵驱动轴，柱塞泵外壳连接于变速箱主壳与取力器壳体，柱塞泵驱动轴与变速箱输出轴平行且间隔设置，柱塞泵驱动轴与传动齿轮组传动连接并位于变速箱后壳外周面的外侧，从而在柱塞泵驱动轴能够正常获取驱动力的同时，减少变速箱后壳空间的占用，将取力器和柱塞泵安装于变速箱总成。

Description

一种变速箱总成及车辆
技术领域
本发明涉及汽车变速器技术领域，尤其涉及一种变速箱总成及车辆。
背景技术
在重型车辆转向时，一般使用发动机带动的助力转向泵作为主转向系统提供动力进行转向。同时为了保证重型车辆的主转向系统失效后，还具备一定的转向能力，以保证车辆在应急状态下能够进入安全区域，一般还设置有应急转向系统，即在变速器上设置取力器获得驱动力，以驱动转向系统。
双中间轴变速器广泛应用于重型汽车，但双中间轴变速器的后壳体由于需要安装副箱换挡气缸、缓速器总成以及后取力器总成，导致后壳体上没有多余空间安装应急转向系统。现有的方案为舍弃缓速器总成，在原缓速器总成的位置安装应急转向系统，或者改用单中间轴变速器安装应急转向系统，而无论采用哪种方案均会影响车辆相关功能的实现。
因此，亟需一种变速箱总成及车辆，以解决上述问题。
发明内容
根据本发明的一个方面，本发明提供一种变速箱总成，能够将用于应急转向的取力器和柱塞泵安装于变速箱总成，同时节省变速箱后壳上的安装空间。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种变速箱总成，包括：
变速箱，包括变速箱主壳、变速箱后壳、变速箱输出轴、副箱换挡气缸、缓速器总成以及后取力器总成，上述变速箱后壳连接于上述变速箱主壳，上述变速箱输出轴转动连接于上述变速箱后壳，上述副箱换挡气缸、上述缓速器总成以及上述后取力器总成均安装于上述变速箱后壳；
取力器，包括连接于上述变速箱后壳的取力器壳体和连接于上述取力器壳体的传动齿轮组，上述传动齿轮组与上述变速箱输出轴传动连接；
柱塞泵，包括柱塞泵外壳和安装于上述柱塞泵外壳的柱塞泵驱动轴，上述柱塞泵外壳连接于上述变速箱主壳与上述取力器壳体，上述柱塞泵驱动轴与上述变速箱输出轴平行且间隔设置，上述柱塞泵驱动轴与上述传动齿轮组传动连接并位于上述变速箱后壳外周面的外侧。
作为一种变速箱总成的优选方案，上述传动齿轮组包括固定于上述变速箱输出轴的输入齿轮，固定于上述柱塞泵驱动轴上的输出齿轮，以及传动齿轮，上述传动齿轮分别与上述输入齿轮和上述输出齿轮啮合。
作为一种变速箱总成的优选方案，上述取力器还包括中间轴、轴承、齿轮挡圈和中间轴挡圈，上述中间轴连接于上述取力器壳体，上述轴承的内圈固定设置于上述中间轴，上述传动齿轮固定设置于上述轴承的外圈，两个上述中间轴与上述变速箱输出轴平行且间隔设置，上述齿轮挡圈嵌于上述传动齿轮，并与上述轴承的外圈侧壁抵接，上述中间轴挡圈嵌于上述中间轴，并与上述轴承的内圈侧壁抵接。
作为一种变速箱总成的优选方案，上述输入齿轮与上述变速箱输出轴通过第一花键连接，上述输出齿轮与上述柱塞泵驱动轴通过第二花键连接。
作为一种变速箱总成的优选方案，上述取力器壳体包括取力器前壳体、取力器后壳体以及定位销，上述取力器前壳体具有第一定位孔，上述取力器后壳体具有第二定位孔，上述定位销依次穿过上述第一定位孔与上述第二定位孔。
作为一种变速箱总成的优选方案，上述取力器壳体具有凹槽，上述变速箱后壳设置有凸块，上述凸块插接于上述凹槽。
作为一种变速箱总成的优选方案，上述柱塞泵还包括密封圈，上述密封圈设置于上述柱塞泵外壳与上述取力器壳体之间。
作为一种变速箱总成的优选方案，还包括润滑系统，上述润滑系统包括输油管和管接头，上述输油管安装于上述变速箱主壳外侧并用于输送润滑油，上述管接头设置于上述取力器壳体。
作为一种变速箱总成的优选方案，还包括连接于上述取力器壳体的里程表传感器，以上述变速箱输出轴的轴心与上述柱塞泵驱动轴的轴心所在平面为S，上述副箱换挡气缸位于平面S的一侧，上述缓速器总成与上述后取力器总成位于平面S的另一侧，上述里程表传感器位于上述缓速器总成与上述后取力器总成之间。
根据本发明的另一个方面，提供一种车辆，包括上述变速箱总成。
本发明的有益效果是：
通过设置传动齿轮组，并将传动齿轮组与变速箱输出轴、柱塞泵驱动轴传动连接，使柱塞泵驱动轴能够从变速箱输出轴上获取驱动力，从而使柱塞泵能够驱动车轮转向。通过将柱塞泵外壳连接于变速箱主壳，且柱塞泵驱动轴位于变速箱后壳外周面的外侧，使柱塞泵驱动轴能够从变速箱输出轴获取驱动力的同时，柱塞泵不占用变速箱后壳的空间，从而节省变速箱后壳上的安装空间，在变速箱后壳上需要安装副箱换挡气缸、缓速器总成以及后取力器总成的同时，还能够将用于应急转向的取力器设置于变速箱总成。
附图说明
图1是本发明实施例中变速箱总成的结构示意图；
图2是本发明实施例中变速箱总成的后视示意图；
图3是本发明实施例中取力器及其连接结构的剖视示意图；
图4是图3中A处的放大图；
图5是本发明实施例中取力器的外部结构示意图。
图中：
1、变速箱；11、变速箱主壳；12、变速箱后壳；13、变速箱输出轴；131、输入齿轮；14、副箱换挡气缸；15、缓速器总成；16、后取力器总成；
2、取力器；21、取力器壳体；211、取力器前壳体；212、取力器后壳体；2121、第二定位孔；213、第一螺栓；214、第二螺栓；22、传动齿轮组；221、传动齿轮；222、中间轴；223、轴承；224、齿轮挡圈；225、中间轴挡圈；
3、柱塞泵；31、柱塞泵外壳；32、柱塞泵驱动轴；321、输出齿轮；33、密封圈；
4、润滑系统；41、输油管；411、第一输油管段；412、第二输油管段；42、管接头；
5、里程表传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
重型车辆一般需要设置有应急转向取力器，以使重型车辆的主转向系统失效后，还具备一定的转向能力。但目前的应急转向取力器仅适用于变速箱后壳具有较大安装空间的单中间轴变速器，对于双中间轴变速器，由于其后壳需要安装副箱换挡气缸、缓速器总成以及后取力器总成，导致后壳体上没有多余空间安装应急转向系统，需要舍弃缓速器总成来安装应急转向取力器。
针对上述问题，本实施例提供一种变速箱总成，能够将用于应急转向的取力器和柱塞泵安装于变速箱总成，同时节省变速箱后壳上的安装空间，可用于汽车变速器技术领域。
图1示出本发明实施例中变速箱总成的结构示意图；图2示出本发明实施例中变速箱总成的后视示意图。参照图1-图2，变速箱总成包括变速箱1，变速箱1包括变速箱主壳11、变速箱后壳12和变速箱输出轴13，变速箱后壳12连接于变速箱主壳11，其中变速箱后壳12指变速箱的壳体上位于变速箱输出轴13一侧的端部。变速箱输出轴13转动连接于变速箱后壳12，变速箱输出轴13用于输出扭矩、转速和运动方向。本发明中使用的是双中间轴变速器，在本实施例中以十二挡双中间轴重型变速器(CA12TAX230)为例进行说明，在其他实施例中，还可以是其他双中间轴变速器，对此不作限定。具体为变速箱1还包括副箱换挡气缸14、缓速器总成15以及后取力器总成16。副箱换挡气缸14作为变速箱1的气路控制系统的一部分，通过换挡气缸的移动，从而实现副箱的高低档功能转换。缓速器总成15用于产生反向力矩，降低车辆行驶速度。后取力器总成16用于其他动力输出，例如举升车箱等。副箱换挡气缸14、缓速器总成15以及后取力器总成16是双中间轴变速器必不可少的组成部分，且均安装于变速箱后壳12，如图2所示，变速箱后壳12上的大部分空间已被占用。
图3示出本发明实施例中取力器及其连接结构的剖视示意图。参照图3，变速箱总成还包括取力器2，取力器2包括连接于变速箱后壳12的取力器壳体21和连接于取力器壳体21的传动齿轮组22，传动齿轮组22与变速箱输出轴13传动连接。具体地，取力器壳体21包括取力器前壳体211和取力器后壳体212，取力器前壳体211和取力器后壳体212均安装于变速箱后壳12。
继续参照图3，变速箱总成还包括柱塞泵3，柱塞泵3包括柱塞泵外壳31和安装于柱塞泵外壳31的柱塞泵驱动轴32，柱塞泵外壳31连接于变速箱主壳11与取力器壳体21，具体为取力器前壳体211，柱塞泵驱动轴32与变速箱输出轴13平行且间隔设置，柱塞泵驱动轴32与传动齿轮组22传动连接。从而当主转向系统发生故障后，在变速箱输出轴13的带动下，柱塞泵驱动轴32转动，从而驱动车轮转向。
继续参照图2-图3，变速箱总成还包括连接于取力器壳体21的里程表传感器5，以变速箱输出轴13的轴心与柱塞泵驱动轴32的轴心所在平面为S，副箱换挡气缸14位于平面S的一侧，缓速器总成15与后取力器总成16位于平面S的另一侧，里程表传感器5位于缓速器总成15与后取力器总成16之间。以图2为例，副箱换挡气缸14位于平面S的左侧，缓速器总成15与后取力器总成16位于平面S的右侧，里程表传感器5与水平方向的夹角为20°，取力器2设置于变速箱输出轴13的上方，从而使变速箱后壳12上的结构设置更加紧凑。
继续参照图1-3，柱塞泵驱动轴32位于变速箱后壳12外周面的外侧，由于柱塞泵外壳31安装于变速箱主壳11，柱塞泵3安装于变速器主壳11，不占用变速箱后壳12的空间，从而仅需要在变速箱后壳12上设置用于传动的传动齿轮组22，即可使柱塞泵驱动轴32在变速箱输出轴13的带动下运动，从而节省变速箱后壳12上的安装空间，在变速箱后壳12上需要安装副箱换挡气缸14、缓速器总成15以及后取力器总成16的同时，还能够将用于应急转向的取力器2设置于变速箱。
继续参照图3，具体地，传动齿轮组22包括固定于变速箱输出轴13的输入齿轮131，固定于柱塞泵驱动轴32上的输出齿轮321，以及传动齿轮221，传动齿轮221分别与输入齿轮131和输出齿轮321啮合。可选地，传动齿轮221设置有两个，两个传动齿轮221相互啮合，且分别与输入齿轮131和输出齿轮321啮合。从而当变速箱输出轴13转动时，带动输入齿轮131同步转动，从而带动两个传动齿轮221进行转动，进而带动输出齿轮321转动，此时柱塞泵驱动轴32同步发生转动，使柱塞泵3开始运行。设置两个传动齿轮221的好处是，由于柱塞泵驱动轴32位于变速箱后壳12外周面的外侧，在进行传动时，相比于单独设置一个传动齿轮221，设置两个传动齿轮221可以减小传动齿轮221的总体积大小，以尽量减小取力器2对变速箱后壳12空间的占用。
继续参照图3，取力器2还包括中间轴222和轴承223，中间轴222连接于取力器壳体21，具体为同时连接于取力器前壳体211和取力器后壳体212，轴承223的内圈固定设置于中间轴222，传动齿轮221固定设置于轴承223的外圈，用于减少传动齿轮221相对于中间轴222转动时的摩擦阻力，可选地，轴承223为密封深沟球轴承，其具有摩擦阻力小，转速高的优点。两个中间轴222与变速箱输出轴13平行且间隔设置，也就是说，变速箱输出轴13、两个中间轴222以及柱塞泵驱动轴32相互平行且间隔设置。
图4是图3中A处的放大图，参照图3-图4，传动齿轮组22还包括齿轮挡圈224和中间轴挡圈225，齿轮挡圈224嵌于传动齿轮221，并与轴承223的外圈侧壁抵接，中间轴挡圈225嵌于中间轴222，并与轴承223的内圈侧壁抵接。通过设置两个挡圈能够限制轴承223与传动齿轮221相对于中间轴222沿中间轴222轴向的移动。
继续参照图3，输入齿轮131与变速箱输出轴13通过第一花键连接，输出齿轮321与柱塞泵驱动轴32通过第二花键连接，通过设置两个花键使齿轮与轴的连接位置受力均匀，连接稳定。
继续参照图3，柱塞泵3还包括密封圈33，密封圈33设置于柱塞泵外壳31与取力器壳体21之间，用于防止取力器2或柱塞泵3内润滑油的渗漏。可选地，密封圈33采用橡胶等材料制成，使其具备一定的弹性。
图5示出本发明实施例中取力器的外部结构示意图。参照图5，取力器壳体21还包括定位销，取力器前壳体211具有第一定位孔，取力器后壳体212具有第二定位孔2121，定位销依次穿过第一定位孔与第二定位孔2121，从而限制取力器前壳体211与取力器后壳体212之间的相对运动，可选地，在使用定位销进行定位后，取力器前壳体211与取力器后壳体212还通过第一螺栓213连接。
继续参照图5，取力器壳体21具有凹槽，具体为取力器前壳体211具有凹槽，变速箱后壳12设置有凸块，凸块插接于凹槽。可选地，取力器后壳体212与变速箱后壳12之间通过第二螺栓214连接，通过凸块与凹槽之间的插接配合对取力器前壳体211和变速箱后壳12进行定位，防止第一螺栓213与第二螺栓214松动。
继续参照图5，还包括润滑系统4，润滑系统4包括输油管41和管接头42，输油管41安装于变速箱主壳11外侧并用于输送润滑油，管接头42设置于取力器壳体21，具体为取力器前壳体211。具体地，输油管41包括固定设置于变速箱主壳11的第一输油管段411，还包括连接第一输油管段411和管接头42的第二输油管段412，可选地，为了防止管壁破损，第一输油管段411采用金属管制成，第二输油管段412为了适应管接头42的位置，第二输油管段412为软管，可采用非金属材料制成。可选地，管接头42为空心螺栓，其兼具固定安装和接通输油管41的作用，类似地，第一输油管段411与第二输油管段412也通过空心螺栓连接。
继续参照图5，管接头42位于传动齿轮组22与柱塞泵驱动轴32之间，具体为输出齿轮321和传动齿轮221之间，以便于对输出齿轮321和传动齿轮221之间的齿轮传动进行润滑，而轴承223则采用脂润滑。可选地，取力器前壳体211上还设置有回油孔，使润滑油在取力器2与柱塞泵3内形成循环，提升润滑效果。
以下结合图1-图5详细介绍本实施例中变速箱总成的工作过程及原理：
当车辆运行时，变速箱输出轴13转动，带动输入齿轮131同步转动，输入齿轮131带动两个传动齿轮221转动，传动齿轮221带动输出齿轮321转动，进而带动柱塞泵驱动轴32同步发生转动。在车辆的主转向系统未发生故障时，柱塞泵驱动轴32空转，而当车辆的主转向系统发生故障后，只要车辆具有一定的速度，变速箱输出轴13即可在车轮的带动下旋转，带动柱塞泵驱动轴32转动，柱塞泵驱动轴32驱动车轮转向。
本实施例还提供一种车辆，包括上述变速箱总成。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变速箱总成，其特征在于，包括：
变速箱(1)，包括变速箱主壳(11)、变速箱后壳(12)、变速箱输出轴(13)、副箱换挡气缸(14)、缓速器总成(15)以及后取力器总成(16)，所述变速箱后壳(12)连接于所述变速箱主壳(11)，所述变速箱输出轴(13)转动连接于所述变速箱后壳(12)，所述副箱换挡气缸(14)、所述缓速器总成(15)以及所述后取力器总成(16)均安装于所述变速箱后壳(12)；
取力器(2)，包括连接于所述变速箱后壳(12)的取力器壳体(21)和连接于所述取力器壳体(21)的传动齿轮组(22)，所述传动齿轮组(22)与所述变速箱输出轴(13)传动连接；
柱塞泵(3)，包括柱塞泵外壳(31)和安装于所述柱塞泵外壳(31)的柱塞泵驱动轴(32)，所述柱塞泵外壳(31)连接于所述变速箱主壳(11)与所述取力器壳体(21)，所述柱塞泵驱动轴(32)与所述变速箱输出轴(13)平行且间隔设置，所述柱塞泵驱动轴(32)与所述传动齿轮组(22)传动连接并位于所述变速箱后壳(12)外周面的外侧。
2.根据权利要求1所述的变速箱总成，其特征在于，所述传动齿轮组(22)包括固定于所述变速箱输出轴(13)的输入齿轮(131)，固定于所述柱塞泵驱动轴(32)上的输出齿轮(321)，以及传动齿轮(221)，所述传动齿轮(221)分别与所述输入齿轮(131)和所述输出齿轮(321)啮合。
3.根据权利要求2所述的变速箱总成，其特征在于，所述取力器(2)还包括中间轴(222)、轴承(223)、齿轮挡圈(224)和中间轴挡圈(225)，所述中间轴(222)连接于所述取力器壳体(21)，所述轴承(223)的内圈固定设置于所述中间轴(222)，所述传动齿轮(221)固定设置于所述轴承(223)的外圈，两个所述中间轴(222)与所述变速箱输出轴(13)平行且间隔设置，所述齿轮挡圈(224)嵌于所述传动齿轮(221)，并与所述轴承(223)的外圈侧壁抵接，所述中间轴挡圈(225)嵌于所述中间轴(222)，并与所述轴承(223)的内圈侧壁抵接。
4.根据权利要求2所述的变速箱总成，其特征在于，所述输入齿轮(131)与所述变速箱输出轴(13)通过第一花键连接，所述输出齿轮(321)与所述柱塞泵驱动轴(32)通过第二花键连接。
5.根据权利要求1所述的变速箱总成，其特征在于，所述取力器壳体(21)包括取力器前壳体(211)、取力器后壳体(212)以及定位销，所述取力器前壳体(211)具有第一定位孔，所述取力器后壳体(212)具有第二定位孔(2121)，所述定位销依次穿过所述第一定位孔与所述第二定位孔(2121)。
6.根据权利要求1所述的变速箱总成，其特征在于，所述取力器壳体(21)具有凹槽，所述变速箱后壳(12)设置有凸块，所述凸块插接于所述凹槽。
7.根据权利要求1-6任一项所述的变速箱总成，其特征在于，所述柱塞泵(3)还包括密封圈(33)，所述密封圈(33)设置于所述柱塞泵外壳(31)与所述取力器壳体(21)之间。
8.根据权利要求1-6任一项所述的变速箱总成，其特征在于，还包括润滑系统(4)，所述润滑系统(4)包括输油管(41)和管接头(42)，所述输油管(41)安装于所述变速箱主壳(11)外侧并用于输送润滑油，所述管接头(42)设置于所述取力器壳体(21)。
9.根据权利要求1-6任一项所述的变速箱总成，其特征在于，还包括连接于所述取力器壳体(21)的里程表传感器(5)，以所述变速箱输出轴(13)的轴心与所述柱塞泵驱动轴(32)的轴心所在平面为S，所述副箱换挡气缸(14)位于平面S的一侧，所述缓速器总成(15)与所述后取力器总成(16)位于平面S的另一侧，所述里程表传感器(5)位于所述缓速器总成(15)与所述后取力器总成(16)之间。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的变速箱总成。
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