CN202149190U

CN202149190U - 齿轮式多级自动变速箱

Info

Publication number: CN202149190U
Application number: CN201120260656U
Authority: CN
Inventors: 田宝林; 陈大勇; 严文锦; 田飚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-22
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2021-07-22

Abstract

本实用新型公开了一种齿轮式多级自动变速箱，启动离合装置套设在变速器的主轴上，行星架的伸出轴与发动机曲轴相连，太阳轮与从动齿盘及装有两个方向相反的超越离合器的传力中介环相连，行星轮系的外齿圈设有由电机控制的制动机构；辅助刹车装置设置在从动件太阳轮上，其一端与变速器及变速调节机构B中的主动齿轮关联，另一端与停车齿轮相关联；传力中介环上设有两个方向相反的超越离合器；变速器各齿轮排的入力齿轮套设在控制轴上，变速控制装置各齿轮排的出力齿轮均套设在主轴上，其间设有CKZ型带轴承的单向楔块超越离合器，不仅省去了频繁换挡，减轻了驾驶员的劳动强度使驾驶变得更加安全，而且传动效率高、结构简单、制造及维修费用低。

Description

齿轮式多级自动变速箱

技术领域

本实用新型涉及一种汽车用变速箱，特别是一种齿轮式多级自动变速箱。

背景技术

目前汽车自动变速箱(AT) 投入使用已有60多年的历史。这种自动变速箱（AT）与手动挡变速箱（MT）在结构和使用上有很大的不同。手动挡主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液力变扭器是AT最具特点的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，直接输入发动机动力传递扭矩和离合作用。主要利用液力变扭器配合差动轮系齿轮箱实现换挡功能，不是无级变速，而是自动控制的有级变速，其最大的缺点是传动效率低（一般80%左右），油耗高；机构复杂，维修困难。所以它在满足了人们希望免除手动变速箱繁杂的换挡和离合操作，使开车变得简单、省力，潇洒的同时，付出的代价是多付10% 的购车钱和多付20% 的油钱。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种齿轮式多级自动变速箱，不仅省去了频繁换挡，减轻了驾驶员的劳动强度使驾驶更加安全，而且结构简单、传动效率高、制造及维修费用低。

本实用新型的目的是这样实现的，它包括有启动离合装置与辅助刹车装置A、变速器及变速调节机构B、进退挡换向机构C，其特征在于启动离合装置套设在变速器的主轴Zz上，行星架的伸出轴与发动机曲轴相连，太阳轮上固设一装有两个反相超越离合器的传力中介环，中介环通过超越离合器与从动齿盘相连，行星轮系的外齿圈设有由电机控制的制动机构；辅助刹车装置设置在从动件太阳轮上，其一端与所述从动齿盘关联，另一端与停车齿轮相关联；变速器各齿轮排的入力齿轮套设在控制轴Zk上，第一排变速齿轮排的入力齿轮固设在控制轴Zk上；变速控制装置各齿轮排的出力齿轮均套设在主轴Zz上，其间设有CKZ型带轴承的单向楔块超越离合器，前一排齿轮紧固在超越离合器外环上，后一排齿轮紧固在超越离合器内环上；进退挡换向机构C套设在主轴Zz上，换向部件为一相互啮合的惰轮；还设有自动电控传感装置。

本实用新型的优点是：能实现发动机电子自动调速，既能自动离合及缓冲正确启动发动机，又可依各种不同发动机最佳运行工况和行车路况以及车载状况决定换挡时机，实现多级即2^n-1级变速（n为变速器中齿轮排数）以保持经济车速（发动机耗油率最低）。既减轻了驾驶人员的精力和体力的消耗，又实现高度省油。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

图1是本实用新型具体结构示意图；

图2是本实用新型与发动机实现PLC控制的组成框图；

图3是图1的P—P向剖视示意图；

图4是图1的 R—R向剖视示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所提供的一种齿轮式N级自动变速箱，包括启动离合与辅助刹车装置A、变速器及变速调节机构B、进退挡换向机构C等三个部分，其总体结构布置如下：

所述启动离合与辅助刹车装置A中的启动离合装置的各部件除停车齿轮11_a外均套设在主轴Zz上，其包括与发动机曲轴相连的主动部件5_a以及与变速器及变速调节机构B相连可将发动机转矩传递给变速器的从动部件太阳轮4_a和二者间相互连接的部件行星轮2_a和行星架3_a，还包括套和键接在其上的部件6_a和10_a，6_a和10_a间设有超越离合器8_a；所述启动离合装置还包括一个令环形内齿轮转动或停动，从而使太阳轮4_a 转动或停动的装置，该装置如图3所示，包括具有左、右旋螺纹的螺杆12_a和令其转动的电机EM1，还包括两个螺母13_a和17_a以及摇杆14_a、15_a和闸块16_a；当电机顺时针旋转时，两螺母13_a和17_a间距离缩短，使摇杆14_a、15_a分别沿顺时针和逆时针方向转动，从而带动左、右两闸块16_a制动环形内齿轮1_a ；所述启动离合与辅助刹车装置A中的辅助刹车切换机构包括键套在主轴Zz上的停车齿轮11_a，该齿轮左端支撑在用于辅助刹车的超越离合器9_a上、右端支撑在箱体轴承上，所述超越离合器9_a的外圈装在所谓辅助刹车用传力中介环10_a上，该传力中介环左、右两超越离合器是反向的。

所述启动离合与辅助刹车装置的动作原理及功用如下：

启动离合动作原理及功用：

当启动发动机转速由怠速升至10%时，电机EM1自动驱动使制动闸块抱紧环形内齿轮1_a令其不能转动，因之太阳轮4_a 转动带动传力中介环10_a转动，因其转速大于齿轮6_a故超越离合器8_a传递转矩，通过传力中介环10_a和超越离合器8_a带动齿轮6_a转动，向变速器以及输出轴Zs输出转矩，使车辆前行（或后退）。

辅助刹车动作原理及功用：

当司机抬起油门踏板时，发动机输出轴转速降低，而变速机构输出轴Zs转速却较大，即主动齿轮6_a的转速大于太阳轮4_a亦即传力中介环10_a的转速，该环上的两个超越离合器8_a、9_a随着转动速度快与慢的差异产生不同带动效应，其中超越离合器8_a不再向主动齿轮6_a输送转矩了，传力中介环10_a在其上空转，同时由于换向机构的主动部件1_cz与主轴Zz固联，故主轴Zz及其上固联的停车齿轮11_a的转速大于传力中介环10_a的转速，反向安装的超速离合器9_a便将主轴Zz的转矩回传给传力中介环10_a，亦即回传给太阳轮4_a阻滞其转动即所谓辅助刹车效应。

所述变速器及变速调节机构B包括传入转矩至控制轴Zk的齿轮7_a、传出转矩的齿轮n_bc ,在此二者之间设有一系列变速齿轮排，在变速齿轮排中所有入力齿轮1_br、2_br、3_br……n_br之间设有变速调节装置，即所谓的牙嵌式离合器，其包括主动半离合器1_blc、2_blc、3_blc……n_blc，从动半离合器1_blx、2_blx、3_blx……n_blx和拉伸缓冲连接弹簧1_blh、2_blh、3_blh……n_blh及操纵其滑动的拨叉机构1_blb、2_blb、3_blb……n_blb；在变速齿轮排中所有的出力齿轮1_bc、2_bc、3_bc、4_bc……n_bc之间设有超越离合器1_bl、2_bl、3_bl、4_bl……n_bl ,使得其间相对速度较快的出力齿轮可以带动低速出力齿轮转动，即低速挡转速低时同步转，高转速时仅高速挡齿轮旋转，低速挡齿轮则空转的运动关系；通过控制入力齿轮与其相邻的入力齿轮的接合和脱开，可使本变速器向输出轴Zs传递多种速度；所述系列变速齿轮排其排数与变速的挡数的对应关系是：4排为8速，5排为16速……n排为2^n-1速，此种齿轮排列数只受车体中变速箱所占空间尺寸限制。

所述变速器及变速调节机构B中还包括一个供所述进退挡换向机构C中的主动部件1_cz传递力矩用的超越离合器0_bl。

所述进退挡换向机构C包括主动部件1_cz、从动部件4_cc和换挡部件，主动部件1_cz与变速器中的从动部件4_cc分别套设和固设在不同的两根轴即主轴Zz和输出轴Zs上；

所述换挡机构如图4所示，其包括两个相互啮合的惰轮3_cd、4_cd及其可绕输出轴Zs转动的接柄体2_cj ，在其接柄体长型槽中设有步进电机EM2操纵摇臂5_cy

上的销轴5_cx，随步进电机EM2转动，使惰轮3_cd或4_cd分别与键接在输出

轴上的齿轮4_cc啮合，从而实现车辆的前进或后退。

根据需要可在行星齿轮架5_a的筒体段键设用于驱动油泵的主动齿轮。

如图2所示，所述齿轮式N级自动变速箱和发动机以及PLC共同组成电子自动控制系统，所述电子自动控制系统还包括发动机节气门位置传感器、发动机转速传感器和车速等传感器，以及启动离合装置电机、进退挡操纵电机和变速控制单元牙嵌式离合器操控电机的继电器。

所述传感器，其布置为：

在所述启动离合与辅助刹车装置A的主动部件——行星架的伸出轴上和附近的机箱上设有发动机转速n_e传感器7；在所述变速器从动部件出力齿轮排的最后一级齿轮排及其附近机箱上，设有变速器输出轴Zs转速n_out亦即车速传感器8；在车辆的油门踏板上设有节气门位置传感器。

现仅以4排变速齿轮排的变速工况作为实施例，详细说明如下：

当发动机启动时，经启动离合装置使齿轮6_a转动，继而带动齿轮7_a转动，进而控制轴Zk及其上固设的入力齿轮1_br转动，又带动空套在主轴Zz上的出力齿轮1_bc转动，借助超越离合器1_bl、2_bl、3_bl、4_bl使出力齿轮同速旋转，再通过后面的进退挡换向机构C中的惰轮3_cd或4_cd将此第一速的转速传递给输出轴Zs，此即为一速工况，发动机转速为n_e1，变速器输出轴Zs转速为n_out1。

当发动机转速加速到n_e2时，从主动齿轮6_a、齿轮7_a、控制轴Zk上固接的入力齿轮1_br传出转矩，此时变速器控制模块PLC发出指令，使入力齿轮1_br和入力齿轮2_br之间的从动半离合器1_blx在电机操控的拨叉1_blb推动下与主动半离合器1_blc相咬合，入力齿轮1_br带动入力齿轮2_br转动，随之出力齿轮2_bc转动，因超越离合器1_bl的关系，出力齿轮1_bc在主轴Zz上空转，也因超越离合器2_bl、3_bl的存在使出力齿轮3_bc、4_bc与2_bc同速即第二速转动，再通过后面的进退挡换向机构C中的惰轮3_cd或4_cd将此第二速的转速传递给输出轴Zs，此即为二速工况，发动机转速为n_e2，变速器输出轴Zs转速为n_out2；如此类推，即可实现8级变速。

Claims

1.一种齿轮式多级自动变速箱，它包括有启动离合装置与辅助刹车装置A、变速器及变速调节机构B、进退挡换向机构C，其特征在于启动离合装置套设在变速器的主轴Zz上，行星架的伸出轴与发动机曲轴相连，太阳轮上固设一装有两个反相超越离合器的传力中介环，中介环通过超越离合器与从动齿盘相连，行星轮系的外齿圈设有由电机控制的制动机构；辅助刹车装置设置在从动件太阳轮上，其一端与所述从动齿盘关联，另一端与停车齿轮相关联；变速器各齿轮排的入力齿轮套设在控制轴Zk上，第一排变速齿轮排的入力齿轮固设在控制轴Zk上；变速控制装置各齿轮排的出力齿轮均套设在主轴Zz上，其间设有CKZ型带轴承的单向楔块超越离合器，前一排齿轮紧固在超越离合器外环上，后一排齿轮紧固在超越离合器内环上；进退挡换向机构C套设在主轴Zz上，换向部件为一相互啮合的惰轮；还设有自动电控传感装置。