CN1316348A - 传动装置的低惯性可离合转轴 - Google Patents

Abstract

一种同步的传动装置结构(100)，形成相对较低的惯性以便同步牙嵌式离合器(50、52、54)作用其上。传动装置输入转轴(104)以花键方式连接于主离合器各被动器件(14B)、装有各同步牙嵌式离合器用于与转轴一起转动，并借助于各滚针轴承(48)等支承驱动齿轮(106、108、110、112和114)以便在转轴上转动。中间转轴齿轮(118、120、124、126和128)始终啮合于一驱动齿轮或一啮合于一驱动齿轮的一惰轮。传动装置输出转轴(102)装有一固定于它的输出齿轮(132)，始终啮合于一中间转轴齿轮(130)。

Description

传动装置的低惯性可离合转轴

本发明涉及一种用于传动装置，特别是同步式传动装置的低惯性转轴结构。具体地说，本发明涉及一种传动装置，其中速比或主要部分各离合器，通常改人力接合的同步牙嵌式离合器，装在输入转轴上以形成一低惯性转轴总成而要求最小的基本上恒定的力量以接合一选定的速比。

用于汽车，储如重型汽车(大于10000磅车辆总重)的同步式简单和复合传动装置在现有技术中是为人熟知的。参照美国专利第4754663号、第5370013号、第4567785号、第4722237号、第4152949号和第4221724号，可以了解这种传动装置的一些实例，其内容在此纳入作为参考。

在这种传动装置中，各离合器一般在一简单传动装置中由输出转轴或在一复合传动装置由主转轴予以携带。对于简单传动装置来说，这意味着与之关联的各离合器和转轴始终连系于汽车负载的惯性。对于复合传动装置来说，同样如此，只不过输出辅助部分在中间部分换档期间被推移到和保持在一分离(中性)情况下(见美国专利第4788889号)。这往往导致为操作一重型汽车传动装置的各同步离合器而需要不希望有的巨大力量。

按照本发明，由于提供一种在换档期间汽车负载的惯性与速比部分各离合器分离的传动装置结构，现有技术的缺点减至最少或得以克服。通过提供一种所有的杠杆换档牙嵌式离合器，最好是同步牙嵌式离合器都由输入转轴予以携带的传动装置结构而实现了上述一点。

因此，一种传动系统配置一输入转轴，当主离合器与传动装置分离时，具有相当低的惯性，减小了使之同步和使之换档所必需的力量。

本发明的这一和其他目的和优点在阅读以下结合所附各图所作的优先实施例之后将会是显而易见的。

图1是一种典型现有技术中5速同步传动装置的示意图例；

图2是与装有图1传动装置(输出)转轴的离合器件相联接的各惯性生成构件的示意图例；

图3是本发明一5速同步传动装置的示意图例；

图4是与装有图3传动装置的(输入转轴)离合器件相关联的各惯性生成构件的示意图例；

图5是本发明的一5速同步传动装置另一实施例的示意图例；

图6是本发明的一种复合传动装置的示意图例。

图1和2是一典型现有技术的五前进速度、一倒转速度、同步的传动装置10的示意图例。传动装置10由一任由选择地接合和分离的主摩擦离合器14形成驱动关系地连接于一部引擎，诸如一狄塞尔引擎12并适于驱动一负载(汽车)16。中和重型汽车一般将具有10000与80000磅之间的列车总重(GCW)。

这种一般类型的传动装置4-7种前进速度并借助于同步嵌式离合器用手动换档。这种传动装置和同步器的一些实例可以参考美国专利第4788889号、第5497867号、第4462489号和第3221851号之中予以了解。

引擎12将驱动主离合器14的各输入另件14A，后者可以磨擦方式接合于和分离开以花键方式连接于输入转轴18的离合器各输出另件14B。输入转轴18装有固定在它上面转动的一输入齿轮20，此输入齿轮啮合于固定于中间转轴24的一中间转轴齿轮22。中间转轴24还装有固定在它上面的中间转轴齿轮26、28、30、32和34。

驱动齿轮36、38、40、42和44支承在一借助于各滚针或滚柱轴承48以驱动关系连接于负载的一输出转轴46上转动。驱动齿轮36、38、40和42分别啮合于中间齿轮26、28、30和32，同时倒转驱动齿轮44啮合于一倒转惰轮(未画出)，它啮合于中间齿轮34。

双侧、同步牙嵌式离合器件50、52和54电输出转轴46携带，用于任由选择地一次一件地把各驱动齿轮咬合于输出转轴46。

如所熟知的那样，各同步高离合器件由关联于一换档杆壳件总成等的各拨叉(未画出)沿轴向定位。离合器54可以分别使或是齿轮44或是42咬合于输出转轴以啮合倒转或第一齿轮。离合器52可以分别使或是齿轮40或是38咬合于输出转轴以啮合第二或者第三齿轮。离合器50可以分别使齿轮36或是20咬合于输出转轴以啮合第四或第五齿轮。

图2示意性地表明关联于一现有技术同步传动装置的输出转轴总成46A的转动惯性。这是必须由同步牙嵌式离合器50、52和54的各同步器予以克服的惯性，以便促使从事啮合的牙嵌式离合器件以与被啮合的齿轮同步的速度转动。可以看出，除了转轴46的惯性之外，离合器50、52和54，以及轴承48、各离合器的同步器，也都承受负载16的相对巨大的惯性作用。

在现有技术的传动装置中，由各同步牙嵌式离合器予以克服的相对巨大的惯性往往导致汽车司机为完成一次换档需要不希望有的很大力量。

图3和4表明采用本发明改进型结构的一种5连同步传动装置100的一优先实施例。示于图3和4之中的传动装置100的各另件，在结构上和功能上等同或基本上等同于传动装置10的各另件，被赋以同样的参照编号。

五前进速度、一倒转速度的传动装置100借助于任由选择地接合和分离的主摩擦离合器14的形成驱动关系地连接于引擎12并包括形成驱动关系地连接于汽车负载16的一输出转轴102。

传动装置100包括一相对细长的输入转轴104，以花键方式连接于主离合器的各输出另件14B并还装有各同步牙嵌式离合器件50、52和54以便以转轴一起传动，以及在各滚针或滚珠轴承48上支承输入驱动齿轮106、108、110、112和114以便相对于转轴转动。一中间转轴116大体上平行于并在轴线上偏移开输入转轴104和输出转轴102并装有固定的中间转轴齿轮118、120、124、126、128和130以便它们与中间转轴一起转动。中间转轴齿轮118、120、124和128始终分别啮合于输入驱动齿轮106、108、110和112。中间转轴齿轮128始终啮合于一倒转空转齿轮(未画出)，后者本身又啮合于倒转输入驱动齿轮114。中间转轴齿轮130始终啮合于一固定的输出齿轮132以便它在输出转轴102上转动。离合器54可以分别使或是齿轮132或是114咬合于输入转轴104，用于第五速度或倒转运行。离合器52可以分别使或是齿轮112或是110咬合于输入转轴104，用于第一齿轮或第二齿轮。离合器50可以分别使或是齿轮108或是106咬合于输入转轴104，用于第三齿轮或第四齿轮运行。

可以认识到，传动装置100的布局将需要一改进的换档杆壳体总成以形成一种标准的H型逐步换档模式。

图4示意性地表明关联于本发明同步传动装置100的输入转轴总成104A的转动惯性。这是必须由同步牙嵌式离合器50、52或54予以克服的惯性，以促使从事接合的牙嵌式离合器件与被接合的齿轮一起以一同步的速度转动。除了输入转轴104、离合器50、52和54以及各轴承48的惯性以外，各同步器也承受被动离合圆盘14B的转动惯性作用。在主离合器完全分离的情况下，采用一种经过良好调节的主离合器，各被动主离合器件14B的转动惯性，与负载16的转动惯性相比，是相对微小的，因此，可以看出，通过采用本发明的结构，需要由各同步离合器予以克服的转动惯性大大地减小了，从而形成比较容易换档的传动装置。

图5表明采用本发明改进型结构的一五速传动装置200的另一实施例。传动装置200不同于传动装置100的主要之处在于，采用了额外一组齿轮，允许传动装置维持一种标准的逐步H型换档模式而不使用一专门设计的换档杆壳体总成。

在传动装置200中，主摩擦离合器14的各被动器件14B以花键方式连接于一细长的输入转轴204。除了支承同步牙嵌式离合器件50、52和54之外，输入转轴204还支承输入驱动齿轮20、36、38、40、42和44，它们，齿轮44除外啮合于一倒转惰轮(未画出)，都分别始终啮合于固定于中间转轴206的中间转轴齿轮22、26、28、30、32和34，而中间转轴206则基本上平行于但编移开输入转轴204和输出转轴208。输出转轴208以驱动关系连接于负载16。中间转轴206还装有一中间转轴齿轮210，啮合于固定于输出转轴208的一输出齿轮212。

与传动装置100相比，通过采用一附加的齿轮层次(齿轮44和34)，传动装置200保持一种逐步接合模式，提供了标准的H型换档模式并允许使用未经改进的换档杆壳体总成。离合器件54可以用以使或是齿轮44或是42咬合于输入转轴204，用于倒转或第一齿轮运行。离合器52可以用以分别使或是齿轮40或是38咬合于输入转轴204，用于第二或第三齿轮运行。离合器50可以用以分别使或是齿轮36或是20咬合于输入转轴24，用于第四齿轮或第五齿轮运行。

各输入转轴驱动齿轮全都借助于各滚珠或滚针轴承48支承在输入转轴上，就像上述传动装置10和100的情况那样。

图6示意性地表明一种复合的双生中间转轴传动装置，提供高达20的前进传动比并采用本发明的传动结构。传动装置300包括一人力换挡式的同步主要传动部分302和一综合式分动-分档辅助部分304。这种类型的复合传动装置在现有技术中是公知的并可参照美国专利第4754665号、第5390561号和第5546823号较为详细地予以了解，这些专利的内容在此纳入作为参照。传动装置300之中所用的综合式分动-分档辅助部分304在功能上和在结构上基本上等同于在前所提及的美国专利第4754665号和第5546823号之中详述的各辅助部分并不再详述了。在传动装置300的主要部分302中，细长的输入转轴306装有所有的同步牙嵌式离合器件50、52和54，就像上述传动装置100和200之中的情况那样。设置了一额外层次的齿轮、各中间转轴齿轮308和主要部分输出齿轮310，在齿轮310固定于转轴312的情况下，形成主要传动部分的输出转轴和辅助传动部分的输入转轴。就像上述传动装置100和200的情况那样，在主要部分处在中性状态而主离合器完全分离的情况下，主要部分牙嵌式离合器各同步器受到一相对较低惯性的影响。此惯性不包括辅助传动装置部分304的惯性或负载(未画出)的惯性。

因此，可以看出，一新颖和经过改进的传动装置结构提供给人力换档的同步传动装置，后者当传动装置处在中性状态和主离合完全分离时将大大地减小在接合-目标齿轮比期间各同步器所承受的惯性作用。

尽管本发明已经在一定程度上具体地作了说明，但可以理解，可以作出形式和细节的多种变更而不偏离如此后的权利要求所限定的本发明的精神和范畴。

Claims (8)

1．一种汽车传动装置(100)，包括一输入转轴(104)；一输出转轴(102)，其轴于所述输入转轴，并可相对它转动；一中间转轴(116)，基本上平行于所述输入转轴、可相对于所述输入转轴转动，并装有许多固定的中间转轴齿轮(118、120、124、126、128和130)以便与中间转轴一起转动；许多沿轴向间隔开来的驱动齿轮(106、108、110和112)，支承在所述输入转轴上以便相对于它转动，每一所述驱动齿轮始终啮合于所述各中间转轮齿轮之一；许多离合器(50、52和54)，有选择地使一选定的驱动齿轮接合于所述输入转轴；以及一输出齿轮(132)，固定于所述输出转轴，并啮合于所述各中间转轴齿轮之一。

2．按照权利要求1所述的传动装置，其特征在于所述传动装置是一简单的传动装置，而所述输出转轴以驱动关系连接于一汽车负载(16)。

3．按照权利要求1所述的传动装置，其特征在于所述各驱动齿轮借助于各轴承(48)支承在所述输入转轴上。

4．按照权利要求3所述的传动装置，其特征在于所述各轴承是滚针轴承。

5．按照权利要求1所述的传动装置，其特征在于所述各离合器是同步牙嵌式离合器。

6．按照权利要求1所述的传动装置，其特征在于还包括换档装置，允许所述各离合器任由选择地一次使所述各齿轮之一接合于所述输入转轴。

7．一种复合传动装置(300)，包括一同步主要传动部分(302)，串联于一辅助传动部分(304)，所述传动装置的特征在于所述主要传动部分包括：

一输入转轴(306)；一居中转轴(312)，其轴于所述输入转轴，可相对于它转动，并从所述主要传动部分伸进所述辅助传动部分；以及

一中间转轴(206)，基本上平行于所述输入转轴和所述连接转轴，装有许多固定的中间转轴齿轮以便与中间转轴一起转动；

许多沿轴向间隔开来的输入驱动齿轮，围绕所述输入转轴并相对于它转动，所述各驱动齿轮始终啮合于一中间转轴齿轮或一啮合于一中间转轴齿轮的空转齿轮，

一些同步的牙嵌式离合器，固定于所述输入转轴而转动，用于任由选择地一次一个地使一选定的输入驱动齿轮接合于所述输入转轴，以及

一主要部分输出齿轮(310)，固定于所述居中转轴(312)而转动，并啮合于一中间转轴齿轮(308)。

8．按照权利要求7所述的复合传动装置，其特征在于所述主要部分包括一对基本上相同的中间转轴，装有许多基本上相同的中间转轴齿轮，每一对基本上相同的中间转轴齿轮始终啮合于并支承一输入驱动齿轮。

Images