CN1177070A - 控制组件 - Google Patents

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Abstract

一种控制组合件(200),供作为一个部件安装到组合式变速器(110)的变速器壳(116)上用。组合件的壳体(202)装有多个电气接插件(207)和流体连接器(208),且内部装有与变速器换档轴相互作用的位置传感器(218),形成有容纳副变速部分执行机构活塞缸筒(204B和206B)的空腔(212和214),还装有多个电磁阀、一个印刷电路板和各种内部电气和流体管线。

Description

控制组件
本发明涉及一种作为一个部件装在组合式变速器壳的变速控制组合件，该组合件包括一个换档轴位置传感器、多个电磁阀、一个装有主要由微处理器控制供控制副变速部分换档的控制器的印刷电路板、一个电气接插件、一个空气入口、多个与变速器壳中的多个孔共同容纳副变速器执行机构活塞缸筒的环状空腔、和各种内部电气接头和流体连接件。
一个主变速部分与一个或多个排档式、小速比付变速式或两式兼备的副变速部分串联连接组成的重型组合式变速器是公知技术，这方面的资料可参看美国专利3,105,304、4,754,665、4,944,197、5,370,013和5,390,561，这里也把这些专利的公开内容包括进来，以供参考。简而言之，假设传动比等级的大小取得合适，则利用串联连接的主变速部分和副变速部分使可用的总变速器传动比等于主变速部分和副变速部分传动比的乘积。副变速部分通常有三种：排档式，小速比付变速式，和排档/小速比付变速组合式。
这类组合式变速器如果是手动换档式的，其主变速部分一般由换档拨叉杆壳体或单换档轴控制(如美国专利4,920,815中所公开的那样，这里也把该美国专利包括进来，以供参考)，其多个活塞/缸筒执行机构供控制副变速部分的换档过程。
在组合式变速器经改进的设计中(参看美国专利5,390,531和待审批的美国专利08/627,808，这里也把该专利的公开内容包括进来，以供参考)，最大限度地减小了或消除了对中间壳壁的要求，变速器壳是个由两个或三个主要组件组成的。
上述经改进的组合式变速器的一个最佳实施例采用的变速器壳由一个长条的杯状齿轮传动外壳件和一个杯状的离合器外壳件组成。齿轮传动外壳件的底部界定着变速器的后端壁，离合器外壳件的底部装在齿轮传动外壳件的开口端，以界定变速器的前端壁。齿轮传动外壳件的侧壁通常呈管形，围绕并封闭着变速器壳，并界定镗孔以容纳主变速部分和副变速部分的换档机构，离合器外壳件的侧壁则装在汽车的发动机上，围绕着驱动时将发动机连接到变速器的离合器或其他非刚性联轴节。两个主变速件上可装有各种辅助件，例如动力输出孔盖、动力输出器件和/或轴承盖等。不然也可以将齿轮传动外壳件分成座件和管状侧壁件。
按照本发明，上述经改进的组合式变速器的设计还采取了这样的改进措施，即配备了一种简化变速器的装配与维修、最大限度地减少外部接头、管线和装配中的差错并使变速器的装配更可靠的控制组合件。
以上所述是通过提供一种作为一个部件装配在变速器壳上且控制着变速器的电气和加压流体(气动和/或液压)的连接的控制组合件达到的。所述控制组合件最好包括一个变速控制器的印刷电路板、一个供检测换档轴转动和/或轴向位置的传感装置、多个电磁阀、与变速器壳中的多个孔口共同容纳副变速部分执行机构活塞缸筒的空腔、和多个内部电气管线和流体管线。
因此，本发明的目的是提供一种采用经改进的变速器壳和与其配合工作的新型经改进的控制组合件的组合式变速器。
阅读下面结合附图对本发明最佳实施例所作的说明可以更清楚地了解本发明的上述和其它目的和优点。
图1是采用本发明新型和经改进的变速器壳和控制组件的组合式变速器的示电顶视图。
图2是图1变速器的剖视图。
图2A和2B是图1变速器的部分剖视图。
图3是图1变速器的侧视图。
图4是图1变速器的后视图。
图5是本发明控制组件经放大的后剖视图。
下面对最佳实施例进行的说明中使用的某些术语仅仅是为了便于说明而采用的，并没有限制使用这种术语的意思。“向上”、“向下”、“向右”和“向左”等术语表示所述的方向。“向前”和“向后”两术语分别表示一般装在汽车中的传动系元件的前端和后端，分别为图1所示变速器的左侧和右侧。“向内”和“向外”分别表示朝向和偏离变速器及其有关部件的几何中心。所述术语包括上面特别提出的一些词、其派生词和一些意义类似词。
“组合式变速器”一词用来表示主变速部分与副变速部分串联连接且主变速部分中选取的齿轮减速可与副变速部分中另外选取的齿轮减速组合的变速或齿轮换档变速器。
本发明的变速器110可参看图1和图2。变速器110包括主变速部分112和副变速部分114，这两部分都装在变速器壳116中。变速器壳116包括前端壁116A和后端壁116B，但不包括中间壁。
输入轴118上装有输入齿轮120固定在输入轴118上，与输入轴118一起转动。输入轴118末端形成向后开的凹口118A，主轴146直径缩小的延伸部分即进入凹口118A中。凹口或盲孔118A中可配备非摩擦式等之类的轴套。输入轴118的前端由前端壁116A中的轴承118C支撑着，输出轴158的后端158C由后端壁116B中的轴承系158D支撑着。轴承系158D可以是一对对置的锥形轴承或一个或多个滚柱轴承或滚珠轴承。输入轴118上装有主摩擦离合器MC，驱动时将发动机E的曲轴连接到输入轴上。
主轴146由输出轴158的内端158B支撑着，其上装有主轴离合器148、150和主轴小速比付变速离合器180。换档拨叉148A和150A是分别为拨动离合器148和150而设的。主轴146独自转动，与输入轴118和输出轴158无关，最好也不受该两轴相对于自己作有限径向移动的影响。参看上述美国专利5,390,531可知，在输入轴、主轴和输出轴之间可以采用锥形表面和/或轴承。
主变速部分112有两个基本上完全相同的主变速部分中间轴系122，各中间轴系由一个主变速部分中间轴124组成，其上装有中间轴齿轮130、132、134、136和138固定在中间轴上。齿轮对130、134、136和138始终与输入齿轮118、主轴齿轮140和142和惰轮157啮合，后四者又分别与倒档主轴齿轮144啮合。多重基本上一模一样的中间轴结构是公知技术，这方面可参看美国专利3,105,395和3,335,616。
主变速部分中间轴124向后延伸入副变速部分，在那时其后端124A直接或间接支撑在后变速器壳端壁116B中。
副变速部分114有两个基本上完全相同的副中间轴系160，各副中间轴系有一个副中间轴162，其上装有副中间轴齿轮168、170和172，与副中间轴162一起转动。副中间轴齿轮168、170和172总是分别与小速比付变速齿轮174、小速比付变速排档齿轮176和排档齿轮178啮合。小速比付变速离合器180固定在主轴146上，供有选择地与齿轮174或176接合。同步排档离合器182则固定在输出轴158上以有选择有与齿轮176或齿轮178接合。
副中间轴162通常呈管状，管子的通孔162A供容纳主变速部分中间轴124的后向延伸部分。轴承或轴套162B和162C是为可转动地将副中间轴162支撑在主变速部分中间轴124上而设的。轴承162D直接或间接地将中间轴124和162的后端支撑在后端壁116B中。
主轴146完全由输入轴和/或输出轴支撑着，其中一个中间轴(即主变速部分中间轴124)从前端壁116A延伸到后端壁116B，另一个中间轴(即副中间轴162)为管形构件，可伸缩地围绕着另一个中间轴。如上述美国专利5,390,561中所述的那样，这种经改进的结构无需使用中间壁轴承。
参看图2可以最清楚地看到，主变速部分离合器148和150分别由与换档轴机构188有关的换档拨叉148A和150A控制，换档轴机构188最好是美国专利4,621,537和4,920,815中所述的那一种单换档轴式机构，这里也把该两美国专利的公开内容包括进来以供参考。分别参看图2A和2B，小速比副变速离合器180和排档离合器182分别由换档拨叉180A和182A控制，后二者由由个别和独立的2位置或3位置执行机构控制。一般说来，众所周知且如下面即将更详细地说明的那样，小速比副变速执行机构和排档执行机构为液压驱动的活塞/缸筒系(见美国专利5,199,312和5,222,404，这里也把该两专利的公开内容包括进来供参考)。
排档和/或小速比付变速换档是手动驱动的，可以全自动化或半自动化进行，或按题为“小速比副变速换档机构和控制器”待审批的美国专利申请08/649,827和/或题为“带增强式自动排档换档的手动换档变速器”的美国专利申请08/626,591中所述的方式控制。该两美国专利申请都转让给本专利申请的受让人EATON股份有限公司，这里也把该两专利的公开内容包括进来以供参考。控制器可以是美国专利4,595,986所述的那一种，这里也把该美国专利的公开内容包括进来以供参考。
变速器壳116由两个主要部分组成：通常呈杯状的长条装齿轮的壳体部分190和通常呈杯状装离合器的壳体部分192。装齿轮的壳体部分190包括底座194和通常呈管状的部分196，前者界定着后端壁116B，后者围绕和封闭着传动装置，从底座延伸到带法兰的孔口198，设在装离合器的壳体部分192上配套的法兰200即坐落在孔口198上。管状部分196的上部设有装变速杆的壳体孔口202和多个轴向延伸的孔，这些孔包括部分界定着容纳小速比副变速器活塞系204的缸筒204B的孔204A，容纳单换档轴188的孔208，和部分界定着容纳排档活塞系206的缸筒206B的孔206A。
装离合器的壳体部分192包括带法兰的底部192A和向外和向前延伸的管状部分192B，前者界定着前端壁116A，后者终止于供装设到汽车发动机上且封闭着主离合器带法兰的前部。
参看图3和图4可以知道本发明的控制模件系200装到变速器壳116后上部分的过程。图5是组合件200大致沿图3中的5-5线截取的剖视图。
控制组合件200具有多种适合变速器110的构件和控制功能元件，可以作为一个整体元件装在变速器壳116的底座或端壁部分194上。可以看到，组合件200装在压模铸件之类的盖件202内，并借助于8～10个螺栓203等可拆卸地装在变速器壳上。
控制组合件200装有单式外部电气接插件207(在所举实施例中为18个插脚的接插件)，设有与积分调压器及过滤器210(通常叫做“过滤调节器”)有关的单一空气供应端口208和排气孔。除连接到接插件207和端口208外，再也不需要其它的外管线或接插件供控制组合件的功能元件用，即最大限度地减少了装配的时间和费用，最大限度地减少连接上有关的出错可能性，又可以通过最大限度地减少外部管线和接插件数目提高变速器的可靠性。
图5中的粗虚线211示出了装副变速部分换档控制器的印刷电路板。
控制组合件设有向前开的第一环形腔212和向前开的第二环形腔214，前者与孔204A配合作用且在同一轴线上容纳小速比副变速执行机构204的副变速活塞缸筒204B，后者与孔206A配合作用容纳排档执行机构206的排档活塞缸筒。
控制组合件200还设有向前开的第三空腔或部位216，该部位通常与孔208及单换档轴188对齐。组合件200有一位置传感器218，即如上述题为“换档轴位置传感器[95-TRN-125]”待审批的专利申请08/＿中所述的那一种，这里也把该专利申请的公开内容包括进来以供参考。传感器2218承接着换档轴188的后端188A且提供表示换档轴轴向位置和转动位置的信号。
控制组合件200还有一排电磁阀220。在所举的实施例中，电磁阀222和224控制排档执行机构，电磁阀226控制小速比副变速执行机构。小速比付变速和/或排档执行机构可作为双位置或三位置器件工作，可以有一个始终加压的小室，如待审批的专利申请08/597,304和美国专利5,321,895和4,899,607中所示的那样，这里也把该专利申请和专利的公开内容包括进来以供参考。
控制组合件还包括起码一部分装有多个从过滤器/调节器210至电磁阀和/或始终加压执行机构小室的内管线和从电磁阀至排气管和有选择地加压和排空的执行机构小室的内部管线的部位。组合件200还包括从接插件207至电磁阀222，224和226和至换档轴位置传感器218的内部电气接线。
组合件200构制得使其壳体202装配到变速器壳116时空腔212、214和216会分别与孔204A、206A和208正确对齐，且使组合件200中的各种通道部分正确对齐形成壳体中有关通道部分的界面。
这样，通过配备上述控制组合件200，使变速器的装配和维修更容易进行，减少装配上的差错，并最大限度地减少外部管线和接插件的数目以及对这些部分造成的损害。
因此，可以看到，本发明提供了组合式齿轮换档变速器的一种由长条杯形装齿轮的壳体和杯形装离合器的壳体这两个主要部分组成的壳体和控制组合件。
虽然上面对本发明的说明具有一定程度的特殊性，但不言而喻，对最佳实施例的上述说明仅仅是举例说明而已，在不脱离本发明在后面所附权利要求书中所述的精神实质和范围的前提下是可以在形式和细节上进行种种更改的。

Claims (25)

1.排档式、小速比付变速式或排档和小速比付变速兼备的组合式变速器的一种控制组合件，变速器的主变速部分借助于轴向和/或可转动的换档轴换档，变速器的副变速部分借助于第一液压驱动活塞装置换档，容纳所述变速器的变速器壳包括一个前壁部分、一个后壁部分和一个通常呈管状装齿轮的部分，所述变速器壳在所述后壁部分开有第一孔供容纳所述换档轴的一端，在所述后壁部分开有第二孔，部分容纳所述液压驱动活塞装置的缸筒，其特征在于，所述控制组合件包括：
一个通常呈杯形的壳体，里面形成空腔，且所述组合件可作为整体部件装到所述变速器壳上；
一个位置传感器，装在所述内空腔中供容纳所述换档轴的后端并提供表示所述换档轴的转动和/或轴向位置的信号；
第一向前开的杯形空腔，在所述内空腔中，供与所述第二孔套准以容纳所述第一液压驱动的活塞装置的缸筒；
一个加压流体连接器，可从所述组合件壳体外面触及；
一个电气接插件，可从所述组合件壳体外面触及；
多个流体管线，与所述内空腔中的所述流体连接器连接；
多个电气管线，与所述内空腔中的所述接插件连接。
2.如权利要求1所述的控制组合件，其特征在于，它还包括起码一个在所述内空腔的电磁阀。
3.如权利要求1所述的控制组合件，其特征在于，所述流体连接器有一个过滤器和压力调节装置，装在所述组合件壳体中。
4.如权利要求1所述的控制组合件，其特征在于，所述主变速部分借助于单一可转动和轴向移动的换档轴换档，所述位置传感器提供表示所述换档轴轴向位置和转动位置的信号。
5.如权利要求1、2、3或4所述的控制组合件，其特征在于，所述组合件壳体装在所述变速器壳的所述后壁部分外。
6.如权利要求5所述的控制组合件，其特征在于，所述变速器壳的管形部分和所述后壁部分构成一个整体。
7.如权利要求1、2、3或4所述的控制组合件，其特征在于，所述变速器是个排档和小速比付变速功能兼备的组合式变速器，所述第一液压驱动的活塞装置控制着排档换档过程，且还包括通过所述后壁部分的第三孔和在所述内空腔中向前开的第二杯形空腔，第三孔部分容纳控制小速比付变速换档的液压驱动活塞装置的缸筒，第二杯形空腔供与所述第三孔套准容纳所述第二液压驱动活塞装置的所述缸筒。
8.如权利要求7所述的控制组合件，其特征在于，它包括起码一个在所述内空腔中供各所述缸筒用的电磁阀，所述电气管线包括多个从所述电气接插件延伸至所述传感器和延伸至各电磁阀的管线，所述流体管线包括多个从所述流体连接器延伸至各所述电磁阀和从各所述电磁阀延伸至其中一个所述缸筒的管线。
9.如权利要求1、2、3或4所述的控制组合件，其特征在于，它还有一个印刷电路板，该电路板包括一个装在所述内空腔中的副变速部分换档控制器。
10.汽车的一种排档式、小速比付变速式或排档和小速比付变速兼备式的组合式变速器(110)，其主变速部分(112)借助于轴向和/或转动换档轴(188)换档，其副变速部分(114)借助于第一液压驱动活塞装置(206)换档，所述变速器装在变速器壳(116)中，变速器壳(116)包括前壁部分(116A)、后壁部分(116B)和通常呈管形装齿轮的部分，所述变速器壳的所述后壁开有第一孔(208)和第二孔(206A)，前者供容纳所述换档轴的一端，后者部分容纳所述第一液压驱动活塞装置的缸筒(206B)和控制组合件(200)，所述控制组合件作为一个部件装在所述变速器壳中且包括：
通常呈杯形的组合件壳体(202)，内部形成空腔(205)，且使所述组合件可作为一个部件装在所述变速器上；
位置传感器(216)，处在所述内空腔中，供容纳所述换档轴的后端并提供表示所述换档轴的转动和/或轴向位置的信号；
第一向前开的杯形空腔(214)，在所述内空腔中，供与所述第二孔套准以容纳所述第一液压驱动活塞装置的所述缸筒；
加压流体连接器(208)，可从所述组合件壳体外部触及；
电气接插件(207)，可从所述组合件壳体外部触及；
多个流体管线，接所述内空腔中的所述流体连接器；和
多个电气管线，接所述内空腔中的所述接插件。
11.如权利要求10所述的变速器，其特征在于，所述控制组合件还包括起码一个在所述内空腔中的电磁阀(222，224，226)。
12.如权利要求10所述的变速器，其特征在于，所述流体连接器包括一个过滤器和压力调节器(210)装在所述组合件壳体中。
13.如权利要求10所述的变速器，其特征在于，所述主变速部分借助于可转动和轴向移动的换档轴换档，所述位置传感器提供表示所述换档轴的轴向和转动位置的信号。
14.如权利要求10，11，12或13所述的变速器，其特征在于，所述组合件壳体装在所述变速器壳的所述后壁部分。
15.如权利要求14所述的变速器，其特征在于，所述变速器壳的所述管形部分和所述后壁部分是个整体构件。
16.如权利要求10，11，12或13所述的变速器，其特征在于，所述变速器是个排档和小速比付变速式兼备的组合式变速器，所述第一液压驱动的活塞装置控制排档换档，所述控制组合件的所述后壁部分还开有第三孔(204A)和第二向前开的杯形空腔(212)，第三孔(204A)部分容纳控制小速比付变速换档的第二液压驱动活塞装置(204)的缸筒(204B)，杯形空腔(212)在所述内空腔中，供与所述第三孔套准以容纳所述第二液压驱动活塞装置的所述缸筒。
17.如权利要求16所述的变速器，其特征在于，所述控制组合包括起码一个在所述内空腔中供各所述缸筒用的电磁阀，所述电气管线包括多个从所述电气接插件延伸至所述传感器和延伸至各电磁阀的管线，所述流体管线包括多个从所述流体连接器延伸至各所述电磁阀和从各所述电磁阀延伸至其中一个所述缸筒的管线。
18.如权利要求10，11，12或13所述的变速器，其特征在于，所述变速器壳包括：
长条的杯形装齿轮的壳体部分(190)，其底部(194)界定着变速器的后端壁，其通常呈管状的部分(196)从底部延伸至带法兰的孔口(198)；和
通常呈杯形装离合器的壳体部分(192)，其底部(200)带法兰，供安装到所述带法兰的孔口并界定变速器前端壁，其向外和向前张开的部分(218)供安装到发动机上并形成一个环绕着汽车主离合器的罩。
19.如权利要求10，11，12或13所述的变速器，其特征在于，它还包括一个印刷电路板，印刷电路板包括一个装在所述内空腔中的副变速部分换档控制器。
20.排档式、小速比付变速式或排档和小速比付变速式兼备的组合式变速器的一种控制组合件，变速器的主变速部分借助于轴向移动或可转动的换档轴换档，变速器的副变速部分借助于第一液压驱动的活塞装置换档，所述变速器装在变速器壳中，变速器壳包括前壁部分、后壁部分和通常呈管形装齿轮的部分，所述变速器壳的所述后壁部分开有第一孔供容纳所述第一液压驱动活塞装置的缸筒，所述控制组合件包括：
一个通常呈杯形的模件壳体，内部形成空腔，且可以使所述组合件作为一个部件装设到所述变速器壳上；
第一向前开的杯形空腔，在所述内空腔中供与所述第二孔套准以容纳所述第一液压驱动的活塞装置的所述缸筒；
一个加压流体连接器，可从所述模件壳体外面触及；
一个电气接插件，可从所述组合件壳体外面触及；
起码一个电磁阀，在所述内空腔中；
多个流体管线，接所述内空腔中的所述流体连接器；和
多个电气管线，接所述内空腔中的所述接插件。
21.如权利要求20所述控制组合件，其特征在于，所述流体连接器有一个过滤器和压力调节器装在所述模件壳体上。
22.如权利要求20或21所述的控制组合件，其特征在于，所述组合件壳体装在所述变速器壳的所述后壁部分外面。
23.如权利要求20或21所述的控制组合件，其特征在于，所述变速器是个排档和小速比付变速式兼备的组合式变速器，所述第一液压驱动活塞装置控制排档换档，且还包括在所述后壁部分开设的第二孔和在所述内空腔中的第二向前开的杯形空腔，第二孔部分容纳控制小速比付变速换档的第二液压驱动活塞装置的缸筒，第二杯形空腔供与所述第二孔套准以容纳所述第二液压驱动活塞装置的所述缸筒。
24.如权利要求22所述的控制组合件，其特征在于，它包括起码一个电磁阀在所述内空腔中供各所述缸筒用，所述电气管线包括多个从所述电气接插件延伸到各所述电磁阀的管线，所述流体管线包括多个从所述体连接器延伸至各所述电磁阀和从各所述电磁阀延伸至其中一个所述缸筒的管线。
25.如权利要求22所述的控制组合件，其特征在于，它还包括一个印刷电路板，在所述内空腔中，所述印刷电路板有一个以微处理器为主进行控制的控制器，供腔制所述副变速部分的换档过程。
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