專利名稱：一種無同步器不中斷動力換檔的自動變速箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無同步器不中斷動力換檔的自動變速箱，屬于交通運輸(車輛工程)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
手動變速箱換檔的一個嚴重缺點是，它屬于中斷動力換檔，因此換檔沖擊不可避免。在手動變速箱的基礎(chǔ)上實現(xiàn)自動化操縱的自動手動變速器(AMT)，具有生產(chǎn)繼承性好，成本底的優(yōu)點，但同樣存在動力中斷和換檔沖擊，換檔舒適性難以提高。
雙離合器并行變速箱式自動變速系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不中斷動力換檔，從而很好的解決換檔舒適性問題。
美國博格華納公司開發(fā)的雙離合器式自動變速器(DCT)，采用兩個獨立的濕式多片離合器和并行布置的雙變速箱，實現(xiàn)自動變速，采用了液壓控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)很緊湊，該系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化，裝備在德國大眾的高爾夫和奧迪TT車型上。
德國LUK公司，正在開發(fā)基于干式摩擦離合器的雙離合器式自動變速器(DCT)，該系統(tǒng)采用電機驅(qū)動的機電式執(zhí)行機構(gòu)控制離合器和換檔。
美國Daimler Chrysler公司、New Venture Gear公司等，也都在開發(fā)類似的DCT技術(shù)(專利US Patent 6463821和專利US Patent 6460425)。
以上雙離合器式自動變速器(DCT)技術(shù)，具有以下的共性1.雙離合器都是主離合器，二者在功能上是相同的，都是與發(fā)動機動力輸出端飛輪相連接，并行的將動力傳遞到變速箱的兩個輸入軸。
這種雙重離合器的技術(shù)方案，與現(xiàn)有的手動變速技術(shù)完全不同，開發(fā)的技術(shù)難度大，也使離合器在發(fā)動機后的有效空間內(nèi)布置比較困難，2.變速箱都是并行的雙變速箱，該變速箱有兩個輸入軸，和兩個輸出軸，兩個輸入軸中一個是實心軸、一個是空心軸，二者嵌套在一起。DCT變速箱內(nèi)的換檔同步機構(gòu)都是與手動變速箱類似的慣性式同步器。而同步器是變速箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、成本較高的部件。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的不足，本發(fā)明提供一種無同步器不中斷動力換檔的自動變速箱。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是變速箱為兩軸式五檔變速箱，在變速箱內(nèi)部，采用易嚙合套換檔，同時增加了雙面換檔離合器。換檔離合器的固定盤A固定在變速箱一軸上，在固定盤兩側(cè)是兩個浮動盤B和C。
浮動盤B與圓柱直齒輪B1連接成一體，二者空套在變速箱一軸上。齒輪B1與齒輪B2嚙合，組成升檔齒輪副，B1-B2齒輪副傳動比略小于變速箱五檔傳動比。齒輪B2固定在變速箱二軸上。
浮動盤C與圓柱直齒輪C1連接成一體，二者空套在變速箱一軸上。齒輪C1與齒輪C2嚙合，組成降檔齒輪副，C1-C2齒輪副傳動比略大于變速箱一檔傳動比。齒輪C2固定在變速箱二軸上。
本發(fā)明的有益效果；提供一種新型的雙離合器式自動變速箱技術(shù)方案，該方案可避免目前DCT的一些弱點，更易于實施。本發(fā)明專利去掉變速箱內(nèi)部的同步器，增加了一個雙面換檔離合器，通過對換檔離合器的操縱，實現(xiàn)換檔過程的同步，同時實現(xiàn)不中斷動力換檔。與傳統(tǒng)AMT相比較，換檔過程可不分離主離合器，省略了操縱離合器的時間。這種技術(shù)方案可以縮短換檔時間，減小換檔沖擊，提高換檔品質(zhì)。
與博格華納DCT的雙輸入軸式并行變速箱不同，這種自動變速器完全是在手動變速箱的基礎(chǔ)上改進的，因此工藝成熟，開發(fā)制造成本低，投資少，具有很好的商業(yè)前景。


圖1汽車自動手動變速器(AMT)系統(tǒng)原理圖；圖2雙面換檔離合器技術(shù)實施方案原理示意圖；圖3雙面離合器接合的過程中一、二軸轉(zhuǎn)速變化示意圖；圖4雙重換檔離合器技術(shù)實施方案原理示意圖(一)；圖5雙重換檔離合器技術(shù)實施方案原理示意圖(二)。
圖中的1、2、3、4、5分別為1檔、2檔、3檔、4檔、5檔。
下面結(jié)合附圖和實施例對發(fā)明進一步說明。
具體實施例方式
實施例1本發(fā)明所提出的技術(shù)方案，是在汽車自動手動變速器的基礎(chǔ)上通過改進而得到的。圖1是汽車自動手動變速器的原理圖。
該AMT系統(tǒng)，變速箱為兩軸式五檔變速箱，通過對選、換檔執(zhí)行機構(gòu)和離合器執(zhí)行機構(gòu)的控制，可實現(xiàn)自動換檔。
圖2是針對圖1的AMT系統(tǒng)進行改進，從而實現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)方案的原理示意圖。與圖1相比較，汽車主離合器及其操縱機構(gòu)，沒有任何改變。變速箱換檔操縱機構(gòu)，也與AMT類似，基本可共用。在變速箱內(nèi)部，去掉了所有的換檔同步器，采用易嚙合套換檔，同時增加了雙面換檔離合器。換檔離合器的固定盤A固定在變速箱一軸上，在固定盤兩側(cè)是兩個浮動盤B和C。
浮動盤B與圓柱直齒輪B1連接成一體，二者空套在變速箱一軸上。齒輪B1與齒輪B2嚙合，組成升檔齒輪副，B1-B2齒輪副傳動比，應(yīng)小于或等于變速箱五檔傳動比。齒輪B2固定在變速箱二軸上。
浮動盤C與圓柱直齒輪C1連接成一體，二者空套在變速箱一軸上。齒輪C1與齒輪C2嚙合，組成降檔齒輪副，C1-C2齒輪副傳動比，應(yīng)大于或等于變速箱一檔傳動比。齒輪C2固定在變速箱二軸上。
假定車速不變，那么在雙面離合器AB面接合和AC面接合的過程中，一、二軸轉(zhuǎn)速的變化如圖3所示。
在需要升檔的時候，浮動盤B與固定盤A接合，接合摩擦力矩使一軸轉(zhuǎn)速n1下降。當(dāng)一軸轉(zhuǎn)速n1達到b點時，二檔齒輪副同步；此時可掛入2檔；當(dāng)一軸轉(zhuǎn)速n1達到c點時，三檔齒輪副同步；此時可掛入3檔；以此類推，一直可達到五檔同步點e。二者完全接合時，一軸轉(zhuǎn)速達到最小值。
在需要降檔的時候，浮動盤C與固定盤A接合，接合摩擦力矩使一軸轉(zhuǎn)速上升，在上升過程中，依次經(jīng)過五檔、四檔、三檔、二檔和一檔的同步位置點。二者完全接合時，一軸轉(zhuǎn)速達到最大值。
在實際控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)電控單元根據(jù)各種傳感器信號的分析處理，決策換檔時機，針對不同工況，分別對雙面換檔離合器執(zhí)行機構(gòu)，選換檔執(zhí)行機構(gòu)、主離合器執(zhí)行機構(gòu)、發(fā)動機電控系統(tǒng)等發(fā)出動作指令，通過協(xié)調(diào)配合的動作，實現(xiàn)不中斷動力的自動換檔。
以1檔升2檔為例，說明升檔操作的一般順序為1).降低發(fā)動機扭矩(節(jié)氣門、噴油、點火控制)；2).摘下1檔(換檔執(zhí)行機構(gòu)控制)；3).換檔離合器A-B面接合；4).掛入2檔(當(dāng)2檔轉(zhuǎn)速差消除時，換檔執(zhí)行機構(gòu)控制)；
5).換檔離合器A-B面分離；6).發(fā)動機扭矩回復(fù)。
降檔過程的操作與升檔類似，只是在換檔離合器AC面接合的同時，需要對發(fā)動機扭矩進行控制，使一軸轉(zhuǎn)速快速上升，以加快同步速度。
實施例2變速箱為三軸式五檔變速箱在變速箱內(nèi)部，采用易嚙合套換檔，同時增加了雙面換檔離合器，換檔離合器的固定盤(A)固定在變速箱中間軸上，在固定盤兩側(cè)是兩個浮動盤(B)和(C)，浮動盤(B)與圓柱直齒輪(B1)連接成一體，二者空套在變速箱中間軸上，齒輪(B1)與齒輪(B2)嚙合，組成升檔齒輪副，齒輪(B2)固定在變速箱二軸上；浮動盤(C)與圓柱直齒輪(C1)連接成一體，二者空套在變速箱中間軸上，齒輪(C1)與齒輪(C2)嚙合，組成降檔齒輪副，齒輪(C2)固定在變速箱二軸上。
圖2所示的實施方案，是針對圖1的AMT系統(tǒng)而言的，該系統(tǒng)的變速箱是二軸5檔變速箱。對于三軸式變速箱，本發(fā)明同樣適用，由于三軸式變速箱的輸入軸(一軸)與輸出軸(二軸)同軸線，而中間軸通過齒輪副與一軸常嚙合，因此，雙面換檔離合器，應(yīng)布置在變速箱中間軸上。其零件固定盤A、浮動盤B和圓柱直齒輪B1、浮動盤C和圓柱直齒輪C1，與變速箱中間軸的連接方式，與圖2中相應(yīng)零件與一軸的連接方式完全相同。圓柱直齒輪B2和C2，與變速箱二軸的連接方式，與圖2所示的連接方式完全相同。
本發(fā)明所描述的技術(shù)方案中，雙面換檔離合器的結(jié)構(gòu)形式可以有多種實施方案。例如，離合器既可以采用干式摩擦離合器、也可以采用濕式摩擦離合器；既可以是單片離合器，也可以是多片離合器。雙面換檔離合器的布置方式也有多種，即可以布置在變速箱內(nèi)部，也可以布置在變速箱外部，制作成獨立的總成單元，還可以布置在主離合器后側(cè)。
另外，從功能上看，雙面離合器完全可以用兩個獨立的離合器來代替。圖4給出了這種雙重離合器技術(shù)方案的原理示意圖。
在圖4的布置方案中，雙面換檔離合器變成了兩個獨立的換檔離合器，分別負責(zé)升檔和降檔同步，分別布置在變速箱的一軸和二軸上。其他結(jié)構(gòu)與圖2所示的方案完全相同。
在圖5所示的技術(shù)方案中，進一步對雙重換檔離合器技術(shù)方案進行了改進，用變速箱內(nèi)部的1檔齒輪副，代替了降檔離合器所使用的降檔齒輪副；用變速箱內(nèi)部的5檔齒輪副，代替了升檔離合器所使用的升檔齒輪副，進一步簡化了結(jié)構(gòu)。
以上所述的布置方式，是本專利技術(shù)方案的延伸，屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無同步器不中斷動力換檔的自動變速箱，其特征是變速箱為兩軸式五檔變速箱；在變速箱內(nèi)部，采用易嚙合套換檔，同時增加了雙面換檔離合器，換檔離合器的固定盤(A)固定在變速箱一軸上，在固定盤兩側(cè)是兩個浮動盤(B)和(C)，浮動盤(B)與圓柱直齒輪(B1)連接成一體，二者空套在變速箱一軸上，齒輪(B1)與齒輪(B2)嚙合，組成升檔齒輪副，齒輪(B2)固定在變速箱二軸上，浮動盤(C)與圓柱直齒輪(C1)連接成一體，二者空套在變速箱一軸上，齒輪(C1)與齒輪(C2)嚙合，組成降檔齒輪副，齒輪(C2)固定在變速箱二軸上。
2.一種無同步器不中斷動力換檔的自動變速箱，其特征是變速箱為三軸式五檔變速箱；在變速箱內(nèi)部，采用易嚙合套換檔，同時增加了雙面換檔離合器，換檔離合器的固定盤(A)固定在變速箱中間軸上，在固定盤兩側(cè)是兩個浮動盤(B)和(C)，浮動盤(B)與圓柱直齒輪(B1)連接成一體，二者空套在變速箱中間軸上，齒輪(B1)與齒輪(B2)嚙合，組成升檔齒輪副，齒輪(B2)固定在變速箱二軸上；浮動盤(C)與圓柱直齒輪(C1)連接成一體，二者空套在變速箱中間軸上，齒輪(C1)與齒輪(C2)嚙合，組成降檔齒輪副，齒輪(C2)固定在變速箱二軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種無同步器不中斷動力換檔的自動變速箱，其特征是雙面換檔離合器為兩個獨立的換檔離合器，分別布置在變速箱的一軸(中間軸)和二軸上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無同步器不中斷動力換檔的自動變速箱，其特征是在雙重換檔離合器的結(jié)構(gòu)中，用變速箱內(nèi)部的1檔齒輪副，代替降檔離合器所使用的降檔齒輪副；用變速箱內(nèi)部的5檔齒輪副，代替升檔離合器所使用的升檔齒輪副。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種無同步器不中斷動力換檔的自動變速箱，其特征是離合器或采用干式摩擦離合器、或采用濕式摩擦離合器；或是單片離合器，或是多片離合器，雙面換檔離合器布置在變速箱內(nèi)部，或布置在變速箱外部，或制作成獨立的總成單元，或布置在主離合器后側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無同步器不中斷動力換檔的自動變速箱，其特征是離合器或采用干式摩擦離合器、或采用濕式摩擦離合器；或是單片離合器，或是多片離合器，雙面換檔離合器布置在變速箱內(nèi)部，或布置在變速箱外部，或制作成獨立的總成單元，或布置在主離合器后側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無同步器不中斷動力換檔的自動變速箱，其特征是離合器或采用干式摩擦離合器、或采用濕式摩擦離合器；或是單片離合器，或是多片離合器。
全文摘要
一種無同步器不中斷動力換檔的自動變速箱，變速箱為兩軸或三軸式五檔變速箱，采用易嚙合套換檔，增加了雙面或雙重換檔離合器。換檔離合器的固定盤A固定在變速箱一軸(或中間軸)上，在固定盤兩側(cè)是兩個浮動盤B和C。浮動盤B與圓柱直齒輪B1連接成一體，二者空套在變速箱一軸(或中間軸)上。齒輪B1與齒輪B2嚙合，組成升檔齒輪副。齒輪B2固定在變速箱二軸上。浮動盤C與圓柱直齒輪C1連接成一體，二者空套在變速箱一軸(或中間軸)上。齒輪C1與齒輪C2嚙合，組成降檔齒輪副，齒輪C2固定在變速箱二軸上。與傳統(tǒng)AMT相比較，換檔過程可不分離主離合器，省略了操縱離合器的時間?？梢钥s短換檔時間，減小換檔沖擊，提高換檔品質(zhì)。
文檔編號F16H3/08GK101050803SQ20071009886
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月28日
發(fā)明者陳宏偉, 宋健 申請人:北京交通大學(xué)