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車輛變速器的制作方法

文檔序號:5574313閱讀:154來源:國知局
專利名稱:車輛變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種組合式車輛傳動系統(tǒng),特別是涉及一種組合式車輛機(jī)械變速器及其手動換檔控制裝置,所述變速器包括與一主變速部分串聯(lián)的分動式輸入部分,該主變速部分與一雙速區(qū)段式輸出部分串聯(lián)。更進(jìn)一步說,本發(fā)明涉及一種帶有手動換檔控制裝置型的組合式變速器,所述換檔控制裝置包括用于選擇主變速部分檔位(傳動比)的變速軸構(gòu)架總成,至少所述主變速部分的傳動比之一可選自變速軸構(gòu)架總成的兩不同位置,還包括一控制裝置或開關(guān)裝置,用以檢測變速軸構(gòu)架總成位于上述兩位置處的定位并據(jù)此對所述雙速區(qū)段式部分進(jìn)行自動換檔。
眾所周知,現(xiàn)有技術(shù)中,組合式變速傳動系統(tǒng)包括手動換檔的多檔主變速部分,所述部分與一個或多個通常為區(qū)段式、分動式或者區(qū)段/分動結(jié)合式的副傳動系部分串接在一起。所述副傳動部分一般為輸入和/或輸出副變速部分,但仍可用多檔主動軸、分動箱或類似裝置。這種組合式變速傳動系統(tǒng)的實例可參照下述美國專利,3,648,546;3,799,002;4,455,883;4,527,447和4,754,665,上述專利所公開的內(nèi)容在此用作參考。
僅需駕駛員沿一呈H型延伸的換檔檔位圖操作—變速桿來同時控制主變速器和副變速傳動裝置之換檔控制裝置或總成在現(xiàn)有技術(shù)中也已公知,這可參見美國專利3,429,202;4,455,883;4,561,325和4,633,725,上述專利公開的內(nèi)容在此作為參考。
這些俯拾皆是且廣泛應(yīng)用于手動換檔的重載車輛上的變速器,因為除了變速桿外,還有一對開關(guān),必須進(jìn)行手動操作或者需要采用雙H型換檔控制從而必須具有附加的變速桿橫向運動,因此并不完全令人滿意。
通過提供一種10速(檔)組合式變速器,該變速器包括一多檔主變速部分及與其串列連接的多檔副變速部分,所述副變速部分最好至少包括雙速區(qū)段式傳動機(jī)構(gòu),其區(qū)段傳動比之一僅以兩個受控制的傳動比由主變速部分變速軸構(gòu)架總成的同一換檔拔叉加以利用,這樣可以克服或減少現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。變速器的換檔控制裝置包括一由常規(guī)的變速桿或十字軸式換檔指銷驅(qū)動的變速軸構(gòu)架,并設(shè)定出用于移動與主變速部分的傳動比或由雙速副區(qū)段傳動比組合的諸傳動比相應(yīng)的變速軸和換檔拔叉的兩不同位置。在上述與某一換檔拔叉的運動相應(yīng)的兩不同位置間的換檔指銷致動的變速軸構(gòu)架的移動在該構(gòu)架內(nèi)進(jìn)行檢測,從而啟動設(shè)置于所述變速器并使所述雙速副區(qū)段部分換檔的諸裝置。
這種類型的變速器在商業(yè)上大獲成功,并由本發(fā)明的受讓人伊頓公司以“Super-10”商標(biāo)進(jìn)行銷售,此類變速器描述在美國專利4,754,665;4,974,468和4,944,197中,其公開的內(nèi)容在此用作參考。
由于這些變速器在現(xiàn)有技術(shù)上作出了重要改進(jìn),注定也對副變速部分的支承簡化及換檔平穩(wěn)性方面作出了改進(jìn)。
按照本發(fā)明,上述美國專利4,944,197和4,974,468中描述過的變速器的設(shè)計與控制,通過提供一具有同樣數(shù)量的檔位,同樣多的齒輪配置以及同樣需求的檔位圖使傳動系統(tǒng)得以改善,并提供進(jìn)一步改進(jìn)的換檔平穩(wěn)性和/或一更經(jīng)濟(jì)的副變速部分結(jié)構(gòu),該副變速部分具有一簡化的支承構(gòu)造。
通過使用一雙速輸入分動式變速部分和一個雙速輸出區(qū)段變速部分來取代現(xiàn)有技術(shù)中將與區(qū)段式輸出副變速部分組合的三齒輪配置的變速結(jié)構(gòu)可完成上述目的。在現(xiàn)有技術(shù)的變速器中,分動式副變速部分由一手動選擇器驅(qū)動,而輸出區(qū)段式副變速部分則由一可檢測主變速部分換檔機(jī)構(gòu)的定位位置的傳感裝置驅(qū)動。
因此,本發(fā)明的目的是提供一種新型的改進(jìn)的組合式車輛傳動系統(tǒng)。通過閱讀本發(fā)明之最佳實施例的詳細(xì)描述并結(jié)合相關(guān)的附圖,可得知本發(fā)明的上述及其他目的,以及本發(fā)明的優(yōu)點。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)變速器示意圖;圖1A為圖1所示現(xiàn)有技術(shù)變速器副變速輸出部分的局部剖視圖;圖2為本發(fā)明變速器示意圖;圖2A為圖2所示變速器區(qū)段式輸出部分的局部剖視圖;圖3為圖1和圖2所示變速器的檔位及各檔傳動比變化率的示意圖;圖4為本發(fā)明變速器的俯視圖;圖5為圖2所示變速器變速軸構(gòu)架總成的俯視圖;圖6是沿圖5中6-6線方向的垂直剖視圖;圖7,8和9是沿圖5中7-7線方向分別表示變速軸構(gòu)架總成之可選操作位置的局部剖視圖;圖10和11分別是相應(yīng)于圖7和圖8中變速軸構(gòu)架總成位置沿圖5中的10-10線方向的局部剖視圖,而圖12為一種典型的由彈簧作用的柱塞裝置總成的局部剖視圖。
為簡便起見,下述描述中使用某些術(shù)語,而且這些術(shù)語并不僅僅局限于此。術(shù)語“向上”,“向下”,“向右”和“向左”分別指附圖中代表的方向。術(shù)語“前”和“后”分別是指按常規(guī)裝置于車輛上的變速器的前后端,在圖1中則分別是指變速器的左邊和右邊。術(shù)語“向里”和“向外”分別是指朝向該變速器幾何中心或由幾何中心往外的方向及相應(yīng)的部件。所述的術(shù)語包括上面特別提到的這些詞語及其派生詞,還包括具有類似含義的一些詞。
詞語“組合式變速器”是指具有主變速部分和副(輔助)傳動裝置,例如副變速部分的變速器或齒輪變速器,上述主副變速部分串列連接,從而使在主變速部分中選擇的齒輪減速傳動比能與在副變速部分中選擇的齒輪減速傳動比進(jìn)行組合。
現(xiàn)參照圖1和1A,給出了現(xiàn)有技術(shù)的組合式變速器10。該變速器10是一種十速變速器,已由前面提到的美國專利4,944,197;4,974,468和4,754,665公開。該變速器10包括一主變速部分12和與之串接的副變速部分14,該副變速部分14具有區(qū)段式和分動式齒輪傳動機(jī)構(gòu)。一般地,變速器10裝于一單獨的多壁外殼之中,包括一由原動機(jī)諸如柴油機(jī)(圖中未示出)驅(qū)動的輸入軸18,而原動機(jī)通過可選擇地斷開通常是接合著的摩擦式主離合器(圖中未示出)來驅(qū)動上述輸入軸18。
在主變速部分12中,輸入軸18上帶有一輸入齒輪20,用于至少驅(qū)動一中間軸總成22。如現(xiàn)有技術(shù)中所周知并在此用作參考的美國專利3,105,395和3,335,616所披露的那樣,輸入齒輪20最好是以基本相同的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速同時驅(qū)動實質(zhì)上一樣的若干主變速部分的中間軸總成。主變速部分的每個中間軸總成包括一中間軸24,分別由軸承26和28支撐于殼體16上,其上固裝有主變速部分中間軸齒輪30,34,36和38。諸主變速部分驅(qū)動套裝在變速器主軸46上的齒輪或主軸齒輪40,42和44,并且,每次通過滑動接合套48和50,可有選擇地與主軸46接合,從而驅(qū)動其旋轉(zhuǎn),這在現(xiàn)有技術(shù)中亦是公知的。接合套48也可用于將輸入齒輪20與主軸46接合,以在輸入軸18與主軸46之間提供直接檔傳動關(guān)系。最好是每個主變速部分的主軸齒輪與主軸46同心并環(huán)繞在主軸上,并可與相應(yīng)的中間軸上的齒輪組保持常嚙合,并由相應(yīng)的中間軸齒輪組可滑動地支承,其安裝結(jié)構(gòu)和特有的優(yōu)點由前已提及的美國專利3,105,395和3,335,616作了更為詳細(xì)的說明。一般地,接合套48和50是分別通過換檔拔叉或拔叉52和54進(jìn)行軸向定位,所述拔叉與相應(yīng)的變速軸構(gòu)架總成相連,該構(gòu)架總成將在下面進(jìn)行進(jìn)一步詳述。在最佳實施例中,接合套48和50采用最常用的不帶同步裝置的雙向作用牙嵌式接合套。
主變速部分主軸齒輪44為倒檔齒輪,通過傳統(tǒng)的中間齒輪57與中間軸齒輪38保持常嚙合。牙嵌式接合套48和50為具有三個位置的接合套,即它們可位于中間軸向非移動的非嚙合位置(如圖中示)或位于向右或向左的全嚙合位置。
副變速部分14與主變速部分12串列連接,并且為三排(齒輪),四速分動/區(qū)段組合式副變速器,如上述美國專利4,754,665中所描述的那樣。主軸46伸入副變速部分14其軸頸支承于輸出軸58的內(nèi)端,而該輸出軸58則伸出變速器的后端。
副變速部分14包括若干基本相同的副中間軸總成60,每個總成則包括一副中間軸62,該副中間軸62由軸承64和66支撐于殼體16上,其上固裝有三個副變速部分中間軸齒輪68,70和72,可隨副中間軸一起旋轉(zhuǎn)。副中間軸齒輪68與副變速部分分動齒輪74保持常嚙合并支承著齒輪74。副中間軸齒輪70與副變速部分分動/區(qū)段齒輪76常嚙合并支承著該齒輪76,該齒輪76套裝在輸出軸58的一端并和與其同軸線的主軸46的內(nèi)端相鄰。副中間軸齒輪72與副變速部分區(qū)段齒輪78常嚙合并支承該區(qū)段齒輪78,所述的區(qū)段齒輪78套裝在輸出軸58上。因此,副變速部分中間軸齒輪68和分動齒輪74組成第一齒輪排,副變速部分中間軸齒輪70和區(qū)段齒輪76組成第二齒輪排,而副變速部分中間軸齒輪72和區(qū)段齒輪78組成第三齒輪排,或叫做齒輪組,這些齒輪排是上述組合式分動/區(qū)段型副變速部分14的齒輪排。
使用一滑動的兩位置牙嵌式接合套80,以便有選擇地將分動齒輪74或分動/區(qū)段齒輪76之任一接合到主軸46上,而使用一兩位置同步接合裝置82,以便有選擇地將分動/區(qū)段齒輪76或區(qū)段齒輪78之任一接合到輸出軸58上。雙向作用式牙嵌式接合套80的結(jié)構(gòu)與功能實質(zhì)上等同于主變速部分12中所使用的滑動接合套48和50的結(jié)構(gòu)和功能,而雙向作用式同步接合裝置82的功能實質(zhì)上等同于現(xiàn)有技術(shù)雙向作用式同步接合裝置的結(jié)構(gòu)和功能,可參見美國專利4,462,489;4,125,179和2,667,955而得知這方面的例子,上述專利所公開的內(nèi)容在此用作參考。所示的同步接合裝置82是上述美國專利4,462,489中所描述過的銷柱型同步器。
分動牙嵌式接合套80為兩位置接合裝置,可有選擇地位于最右端或最左端,從而分別將齒輪76或74之一接合到主軸46上。該分動牙嵌式接合套80由換檔拔叉84軸向定位,而該換檔拔叉84則由兩位置柱塞型促動器86控制,該促動器86可由位于變速桿球頭上的駕駛員選擇開關(guān)(例如一按鈕或類似物)進(jìn)行操作,這在現(xiàn)有技術(shù)中已是公知的。兩位置同步接合裝置82亦為一種兩位置接合套,可有選擇地定位在其最右端或最左端位置之一,從而有選擇地分別將齒輪78或76之一接合到輸出軸58上。接合裝置82由換檔拔叉88定位,而該拔叉88則由一兩位置柱塞裝置90操作,其操作與控制將在下進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
通過對分動接合套80和區(qū)段接合套82兩者有選擇地在相應(yīng)軸上進(jìn)行前后軸向的定位,可產(chǎn)生四個不同的主軸轉(zhuǎn)速相對于輸出軸轉(zhuǎn)速的傳動比。因此,副變速部分14為一種三排齒輪的副變速器,它為分動與區(qū)段組合式的,可在輸入軸(主軸46)與輸出軸(軸58)之間產(chǎn)生四個可選擇的速度比或傳動比。主變速部分12提供一個倒檔和三個可選擇的前進(jìn)檔。但是上述可選擇的主變速部分前進(jìn)檔中有一個檔,即與主軸齒輪42有關(guān)的低速檔在高速區(qū)段內(nèi)不使用。因此,該變速器10可恰當(dāng)?shù)胤Q之為“(2+1)*(2×2)”型變速器,根據(jù)是否需要解除高檔及實際可操作性,該變速器可具有9或10個可選前進(jìn)檔。
雖然區(qū)段接合套82應(yīng)該采用同步接合裝置,然而雙向作用式分動接合套80則不需采用同步裝置。圖3示出了變速器10的換檔檔位圖。每變速桿垂直方向的位置標(biāo)度表示分動變速的換檔位置,而從H型檔位圖的3/4和5/6分支處到7/8和9/10分支處水平方向的移動則表示以低檔區(qū)段進(jìn)入高檔區(qū)段的變換。如上所述,分動換檔是通過車輛操作者致動的變速桿手柄處的分動按鈕或類似裝置用常規(guī)的方式來完成的,而區(qū)段接合套換檔裝置的操作則自動響應(yīng)于變速桿位于檔位圖的中間和最右邊的分支之間的移動(見圖3所示,下面還將詳細(xì)詳述)。這種常規(guī)型式的區(qū)段式換檔裝置在現(xiàn)有技術(shù)中已公知,也可參見前述美國專利3,429,202;4,455,883;4,561,325和4,633,725。
再結(jié)合附圖3,并假設(shè)要求某變速器各檔傳動比的相應(yīng)的變化率大體上相同,則其主變速部分傳動比變化率基本上相同,而副變速部分(分動)的傳動比的變化率大體上應(yīng)該等于主變速部分傳動比變化率的平方根,區(qū)段傳動比變化率則應(yīng)該大約等于主變速部分傳動比變化率的N次方,此處N等于主變速部分傳動比變化率在兩個區(qū)段中出現(xiàn)的次數(shù)(即,在(2+1)*(2×2)型變速器10中,N=2)。假定上述理想的傳動比,則就會選擇接近這些傳動比的齒輪對傳動。在上面的例子中,副變速部分(分動)傳動比的變化率約為33.3%,而區(qū)段傳動比的變化率則為316%,這大體上適合于具有約為78%的傳動比變化率的“2+1”型主變速部分,因為1.78的平方根約等于1.33而1.78的平方(即N=2)則約等于3.16。
為取得較高的傳動效率和相對較平穩(wěn)的操作,副變速部分(分動)及區(qū)段傳動齒輪最好是采用螺旋齒輪。參照圖1A,可看出使用一對相互對置的滾錐軸承構(gòu)成軸承總成83,該軸承總成上支承著分動/區(qū)段齒輪,此外軸承總成83還用于支承與輸出軸58相應(yīng)的軸承總成59,并滿足特定的需求以保證對這些軸承總成予以適當(dāng)?shù)臐櫥?br> 本發(fā)明的十速變速器200示如圖2和2A。變速器200中的結(jié)構(gòu)和功能實質(zhì)上等同于變速器10之各部件的相應(yīng)部件采用一類似的后帶A的標(biāo)號用于標(biāo)記。
該變速器200包括一雙速輸入分動變速部分202,之后串接有一個“2+1”型主變速部分12A,緊接著雙串接有一個雙速輸出區(qū)段式變速部分204。具有一輸入分動變速部分和一輸出區(qū)段變速部分的變速器可參見美國專利 5,370,013和5,385,066,上述專利公開的內(nèi)容在此作為參考。
該變速器200包括一輸入軸206,該輸入軸伸入輸入分動變速部分202中,其上帶有分動接合套80A,用于將輸入齒輪208或210之任一接合到輸入軸206上。輸入齒輪208和210分別與中間軸216上的中間齒輪212和214保持常嚙合。
中間軸216上還固裝有中間軸齒輪34A,36A和38A,可隨中間軸216旋轉(zhuǎn),而該中間軸216則由軸承26A和28A支承在殼體218中。中間軸216及其所帶的齒輪組成了一前端的中間軸總成220。如前面所述的變速器10,該變速器200最好也具有若干實質(zhì)上一樣的前端中間軸總成。
諸主變速部分齒輪40A,42A和44A套裝于變速器主軸22上,通過牙嵌式接合套48A和50A,每次可有選擇地接合上述齒輪。還可使用接合套48A(與接合套80A配合)將輸入軸206直接與主軸222接合。
主軸齒輪44A為倒檔齒輪并與中間齒輪57A常嚙合,而該中間齒輪57A又與中間軸齒輪38A常嚙合。牙嵌式接合套48A和50A是一種三位置接合套,通過換檔拔叉52A和54A可分別將該接合套置于中間空檔或非接合位置(如圖示),也可向前或向后置于接合位置處,所述的換檔拔叉52A和54A則連于主變速部分變速軸構(gòu)架總成上。
輸出區(qū)段式變速部分204包括一個或多個后端中間軸總成224,每一總成又包括一后端中間軸226,由軸承64A和66A支承于殼體218上。主軸222伸入該輸出區(qū)段變速部分204,其上固定有區(qū)段齒輪76A,該齒輪76A與固定于后端中間軸226上的后端中間軸齒輪70A常嚙合。后端中間軸226上還裝有另一個后端中間軸齒輪72A,該齒輪72A則與套裝在輸出軸228上的輸出齒輪78A常嚙合。輸出軸228上裝有一二位置雙向作用式同步接合套82A,用以有選擇地接合齒輪76A/主軸222或輸出齒輪78A。
對于變速器10,其分動接合套80A為一種2位置接合套,通過由2位置致動器86A控制的換檔拔叉84A使該接合套軸向定位,而該致動器則響應(yīng)于駕駛員對分動按鈕230或類似裝置的操作而操作,所述的分動按鈕230或類似裝置位于變速桿234的手柄232上。對于變速器10,區(qū)段接合套82A為一種2位置接合套,通過由一2位置致動器90A控制的換檔拔叉88A使該接合套軸向定位,該致動器則響應(yīng)于一傳感器或類似傳感裝置進(jìn)行操作,所述傳感裝置連于主變速部分變速軸構(gòu)架總成上。分動接合套80A可以是同步式或非同步式。
圖3所示的檔位圖及可能的傳動比可等同地應(yīng)用于變速器10和200上。
通過在變速器200中使用一前端分動變速部分結(jié)構(gòu),對于變速器10所必須的分動軸承總成83就可取消,而對于所有分動變速的換檔來說,其檔位的變化都是一樣的,由此可對這種換檔平順性的優(yōu)選方案予以簡化。
用于控制主變速部分12和12A換檔的換檔控制器或控制裝置以及分動變速部分14和204的區(qū)段部分接合套82或82A構(gòu)成于變速軸構(gòu)架總成56上。結(jié)合附圖4~6,該變速軸構(gòu)架總成56包括一可安裝于變速器箱體16之上開口端的殼體94,該殼體94中可裝配區(qū)段接合套致動柱塞總成96。變速軸殼體94上支承著第一換檔軸(也稱為“變速軸”和/或“變速柱”)96和第二換檔軸98,該檔軸98可單獨使由其控制的接合套產(chǎn)生軸向移動。換檔軸96上帶有用于可隨其軸向移動的換檔拔叉54A。而換檔軸98上,則帶有可隨其軸向移動的換檔拔叉52A。變速軸(換檔軸)構(gòu)架總成94上還支承著一可軸向移動及轉(zhuǎn)動的控制軸100。換檔軸96,98和控制軸100可分別沿軸線102,104及106軸向移動,上述軸實質(zhì)上是相互平行的。為使控制軸100能依次在殼體94中軸向移動及轉(zhuǎn)動,該軸100可固裝于殼體上并支承一軸套100A,用以使該軸套能軸向及旋轉(zhuǎn)地移動,可參見附圖7~9。
換檔軸96,98的操作是常規(guī)的操作,包括換檔軸96從其軸向非移動的位置,即中間空檔位置處分別向右和向左移動,從而使齒輪40A和210分別與主軸222接合;還包括換檔軸98分別向右和向左的移動,用以使齒輪44A和42A分別與主軸222接合。108處設(shè)置了一常規(guī)的互鎖機(jī)構(gòu),用于防止換檔軸96和98由其空檔中間位置同時移動,從而防止每次使一個以上的主軸齒輪接合主軸222。變速軸殼體97上設(shè)置有一開口110用于容納一換檔指銷(圖中未示出),該指銷裝于常規(guī)的直接控制變速桿234或遙控機(jī)構(gòu)的十字軸上,這在已有技術(shù)中是公知的。殼體94上具有這種裝置,如在鄰近開口110處有螺紋孔112,使常規(guī)的變速桿換檔軸頂蓋或遙控機(jī)構(gòu)的安裝成為可能。控制軸100上固裝有可隨其轉(zhuǎn)動及軸向移動的軸套件114。軸套114上開有一大體上向上開口的凹槽116,用于容納換檔指銷的下端,從而在該處構(gòu)成一“球頭-凹槽”型連接。由此可知變速軸構(gòu)架總成56既非常適于直接換檔控制型的變速器10,也同樣非常適于遙控?fù)Q檔型的變速器200。
固定于控制軸100上并可隨其軸向移動及轉(zhuǎn)動的是一對基本相互徑向?qū)χ玫膿Q檔凸舌件118和120,圖示中和軸套件114為一體。換檔軸96上固裝有可隨其軸向移動的滑塊件122,其上設(shè)有一基本沿圓周方向延伸的槽124,該槽124由相對置的作用面或配合面126和128構(gòu)成,上述面126和128用于有選擇地與換檔凸舌件118相配合。可看出,在控制軸100和換檔軸96的非移動位置處,凸舌118與槽124對齊并可轉(zhuǎn)過該槽。與上類似,換檔軸98上裝有一換檔滑塊件130,該滑塊件130上設(shè)有一基本沿圓周方向延伸的槽132,該槽亦由兩個對置的作用面134和136構(gòu)成,面134和136可有選擇地與換檔凸舌件120相配合作用。
滑塊件122設(shè)置有沿其上兩作用面126和128之間貫通并使該兩面間斷軸向延伸的第一軸向槽138和第二軸向槽140。換檔滑塊件130上設(shè)有一軸向延伸導(dǎo)引面或?qū)б?42,并將其上的兩作用面134和136間斷開。
結(jié)合所有附圖,尤其是附圖7~9,將對變速軸構(gòu)架總成56的操作進(jìn)行更詳細(xì)的描述。為任選變速器200的低倒檔,高倒檔,第一或第二檔的操作,控制軸100被順時針轉(zhuǎn)到其最端位置,如圖9所示。在該位置處,軸套116將與換檔滑塊件122接觸,限制控制軸100進(jìn)一步順時針轉(zhuǎn),這在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。設(shè)置一由彈簧施壓的柱塞件144,從而指示給駕駛員已選擇倒檔及低檔換檔軸位置,如圖3中,檔位圖之最右分支所示并由駕駛員靠彈性使變速器退出上述倒檔或低檔位置,在圖9所示的位置控制軸100可分別沿軸向右移或左移,使換檔凸舌件118相應(yīng)地作用于面126或128上,從而分別使齒輪44A或42A與主軸222接合,以使變速器200分別以倒檔或低檔操作(第一/第二檔)??刂戚S100和換檔軸96的軸向移動將同時由對置的換檔凸舌件120與導(dǎo)引面142相互配合來導(dǎo)引,該導(dǎo)引面142設(shè)置在由另一換檔軸98帶有的換檔滑塊件130上。
為選擇齒輪40A或210接合于主軸46上以使變速器200在第3、4、5或6檔下操作,固定安裝可一起轉(zhuǎn)動的軸套114和控制軸100的位置如圖7所示。彈簧施壓的柱塞裝置146和固定的可隨軸套114轉(zhuǎn)動的指銷件148,最好制成一體,通過合理地選擇圖8所示的位置的一調(diào)整范圍,這樣有助于駕駛員的操作,簡而言之,通過指銷148對柱塞146的初次配合,將保證駕駛員使控制軸100正確地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)定位以進(jìn)行圖3所示檔位圖中中間分支的操作。如圖8所示,當(dāng)對控制軸100和軸套114進(jìn)行定位后,控制軸100之軸向右移或軸向左移將分別使換檔凸舌120與作用面134或136接合,從而分別使齒輪40A或210之任一與主軸222接合。應(yīng)注意到圖8所示位置,對置凸舌118與設(shè)置在換檔滑塊122上的導(dǎo)引槽140對齊,從而可使控制軸100在其軸向移動過程中保持正確的旋轉(zhuǎn)位置。
為使變速器200選擇其高速區(qū)段檔位的操作(即第7、8、9或10檔),控制軸100和軸套114位于逆時針左轉(zhuǎn)的最端位置,如圖7所示。在該位置處,指銷148將彈簧施壓的柱塞146完全壓下隨即接觸到底,給駕駛員一個關(guān)于該控制軸100正確旋轉(zhuǎn)定位的肯定指示。換檔凸舌件120將在控制軸100軸向右移或左移時可與作用面134或136之任一配合,從而使齒輪40A和210與主軸222接合,如上所述那樣。應(yīng)注意到,圖7所示的位置處,凸舌件118將由設(shè)置在換檔滑塊件122上的槽130進(jìn)行導(dǎo)引,以使控制軸100在其從中間位置處開始的軸向移動過程中保持正確的旋轉(zhuǎn)位置。
為使變速器200完成其區(qū)段部分的換檔以實現(xiàn)高速區(qū)段檔位的操作,同步接合裝置必須移動到圖2所示的最左端位置。為使駕駛員在無需啟動任何控制裝置而僅需使變速桿移動到圖3所示檔位圖最右端分支的前提下完成上述區(qū)段部分的換檔切換,設(shè)置了一區(qū)段控制閥裝置150,下面將對其進(jìn)行詳述。簡言之,該區(qū)段控制裝置包括一帶槽的軸套件152,該軸套件152固裝于軸100上并可隨軸100旋轉(zhuǎn),其上開設(shè)有僅沿其有限的圓周部分延伸的槽154,可參見附圖10和11。一彈簧施壓的柱塞件156與主控閥158相連,在軸100的整個軸向位置該柱塞156軸向?qū)?zhǔn)軸套152的槽部分154。簡單地說,由附圖10可見,當(dāng)控制軸100旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)于圖7所示的高速區(qū)段檔位置時,柱塞156將被徑向向外壓出,使主控閥158向設(shè)置在柱塞總成90A上的隨動閥160產(chǎn)生一信號,從而使換檔拔叉88A左移(如圖所示),而控制軸100在低速區(qū)段相應(yīng)于圖8和圖9所示的定位而使柱塞156徑向向內(nèi)伸入(如圖11所示),使主控閥158向隨動閥160產(chǎn)生一信號,使換檔拔叉從圖2所示位置右移,從而取得低速區(qū)段檔位的操作。
在變速軸構(gòu)架總成56上也裝有一彈簧施壓的鎖銷裝置162,包括一由彈簧作用的鎖銷球164,在彈簧的作用下向里與換檔軸上的槽166,168和170相互作用,使變速器保持在對中位置或軸向移動位置,從而給駕駛員一個關(guān)于變速器換檔軸已準(zhǔn)確地處于對中位置或軸向移動位置的可靠感覺。該變速軸構(gòu)架總成56上還裝有空檔開關(guān)裝置172,用于控制軸100由軸向?qū)χ形恢玫囊苿?,并產(chǎn)生一空檔或非空檔控制信號,簡言之,開關(guān)裝置172包括一由彈簧向里偏壓的柱塞174,可與控制軸100上的斜面及凹槽配合,以產(chǎn)生一關(guān)于控制軸100從其軸向?qū)χ蟹且苿拥目諜n位置處開始的軸向移動的信號。
為使變速器200能正確地操作,特別是為了防止雙向作用式區(qū)段接合裝置82A中所使用的同步接合套損壞,重要的是在主變速部分處于空檔位置之前,不能開始改變副區(qū)段變速部分中的檔位;在剛選擇的副區(qū)段變速部分檔位完全接合之前,要使主變速部分仍保持在空檔位置。除非控制軸100在圖7和圖8所示位置之間有一轉(zhuǎn)動,否則不會發(fā)生所述區(qū)段部分檔位的改變;而上述控制軸100的轉(zhuǎn)動是不會出現(xiàn)的,除非換檔軸96,98以及控制軸100均處于圖5所示的軸向?qū)χ形恢?,此時換檔凸舌件118和120軸向?qū)?zhǔn)換檔滑塊122和130上沿圓周方向延伸的槽124和132。為防止在主變速部分12A位于空檔之前開始區(qū)段換檔,還可利用來自于開關(guān)裝置172的非空檔狀態(tài)信號。
因此,本發(fā)明的換檔變速軸殼體56在主變速部分進(jìn)入空檔之前不會允許從高速區(qū)段到低速區(qū)段的檔位變化(反之也如此),正如上述美國專利4,561,325所述裝置那樣。然而,在區(qū)段換檔完成之前,禁止主變速部分的重新接合也是重要的。為完成此功能,在控制軸100上設(shè)置了一斜面凹槽178,它與一可軸向彈性壓縮的柱塞件180配合,通過一區(qū)段互鎖十字軸裝置182,可使柱塞件180徑向地向內(nèi)壓向控制軸100,而該十字軸182上開設(shè)有凹槽184和186,當(dāng)區(qū)段接合套處于最右端或最左端位置之任一時,柱塞180分別對準(zhǔn)凹槽184和186,還設(shè)置了一平面段190,當(dāng)同步接合裝置82未完全接合并推動柱塞180徑向向內(nèi)移動之前,該平面段190與柱塞180對準(zhǔn)。為提供一“防止型”而非“禁止型”的互鎖機(jī)構(gòu)以允許主變速部分在急狀況下能換檔,最好將互鎖柱塞件180作成可彈性壓縮的形式,如圖12所示,以使駕駛員可以克服區(qū)段互鎖機(jī)構(gòu)。最好將十字軸182與帶換檔拔叉88的柱塞件制成一體,或沿軸向緊固于其上。
作為一種變型,可以發(fā)現(xiàn)由于在區(qū)段換檔重新接合之前防止/禁止主變速部分的接合這一點僅僅在區(qū)段接合套82A由低速區(qū)段檔位向高速區(qū)段檔位換高檔的過程中才顯重要,因此,通過改進(jìn)臺階型十字軸182,如圖5中的點劃線所示,可提供一種僅對區(qū)段換檔起作用的互鎖機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明也可應(yīng)用于單換檔軸型的變速軸構(gòu)架上,如美國專利US.4,920,815所示,其公開的有關(guān)內(nèi)容在此用作參考。
由此可見,本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的組合式變速器及其換檔控制裝置。
本發(fā)明描述的最佳實施例僅作為示例,只要不脫離本發(fā)明的實質(zhì)及權(quán)利要求書所提出的保護(hù)范圍,則本發(fā)明中有關(guān)部件之各種變型和/或重新組合均在本發(fā)明之列。
權(quán)利要求
1.一種將分動與區(qū)段式變速結(jié)合的組合式變速器(200),包括一雙速分動式輸入部分(202),該部分(202)與一多速主變速部分(12A)串接,而所述部分(12A)與一雙速區(qū)段式輸出部分(204)串接,所述輸入部分包括一輸入軸(206)和一分動接合套(80A),用以有選擇地將兩輸入齒輪(208,210)之一接合于所述輸入軸,所述輸出部分包括一區(qū)段接合套(82A),用以有選擇地將兩齒輪(76A,78A)之一接合于一輸出軸或一主軸之一上,該變速器的特征在于—用于變換所述分動接合套的分動致動器(86A),該分動致動器響應(yīng)于一分動選擇器(230)的手動操作;和—被結(jié)合的主變速部分和輸出部分控制裝置,所述輸出部分控制裝置獨立于所述分動選擇器及所述分動致動器,該輸出部分控制裝置包括一變速換檔軸構(gòu)架總成(56),其中至少有兩根平行的換檔軸(96,98),每當(dāng)所述軸由軸向非移動位置向軸向移動位置進(jìn)行軸向移動,可選擇主變速部分的各個檔位,使其接合或分離,所述的每根換檔軸上裝有分別帶配合面(126,128和134136)的換檔滑塊件(122,130),用于通過一選擇器件(118,120)有選擇地軸向移動所述換檔軸,從而與上述配合面有選擇地配合;至少一個所述的換檔滑塊件(130)構(gòu)成如下的形式選擇器件(118,120)可在其兩個不同的相鄰操作位置處(圖7和8)接合上述配合面(134,136),從而使其所驅(qū)動的換檔軸進(jìn)行軸向移動;并具有通過該選擇器件在所述的第一和第二操作位置間的移動以使所述的第一和第二操作位置間的移動以使所述區(qū)段接合套移動的開關(guān)裝置(150)。
2.如權(quán)利要求1所述的變速器,其特征在于所述的選擇器件是由一手動操作的帶有換檔手柄(232)的變速桿(234)來控制,所述的分動選擇器連于該換檔手柄上。
3.如權(quán)利要求1所述的變速器,其特征在于所述的分動接合套和區(qū)段接合套為同步接合套。
4.如權(quán)利要求1所述的變速器,其特征在于僅僅一個所述換檔滑塊件這樣構(gòu)成,以便在所述選擇器件的一個以上位置處進(jìn)行選擇。
5.一種將分動與區(qū)段或變速結(jié)合的組合式變速器,包括一雙速分動式輸入部分,該部分與一多速主變速部分串接,而該主變速部分與一雙速區(qū)段式輸出部分串接,所述輸入部分包括一輸入軸和一分動接合套,用于有選擇地將兩個輸入齒輪中的一個接合到所述輸入軸上;所述的輸出部分包括一區(qū)段接合套,用于有選擇地將兩個齒輪中的一個接合到一輸出軸或一主軸之一上,該變速器的特征在于—用于變換所述分動接合套的分動致動器,所述分動致動器響應(yīng)于一分動選擇器的手動操作,和—被結(jié)合的主變速部分和輸出部分控制裝置,該輸出部分控制裝置獨立于所述的分動選擇器和分動致動器,該輸出部分控制裝置包括一至少具有兩根可軸向移動的換檔拔叉(52A,54A)的變速換檔軸構(gòu)架總成,每當(dāng)所述拔叉從其軸向非移動位置向軸向移動位置進(jìn)行軸向移動,可選擇主變速部分的檔位使之接合或分離,每一個所述的換檔拔叉上連有一帶配合面的換檔滑塊件,通過一選擇器件有選擇地軸向移動所述拔叉可有選擇地與所述的配合面進(jìn)行配合,至少一個所述的換檔滑塊件設(shè)計成如下形式選擇器件可在其兩個不同的相鄰操作位置接合所述的配合面,使所連的換檔拔叉的軸向移動,還具有一開關(guān)裝置,通過選擇器件在所述的第一和第二操作位置間的移動使該區(qū)段接合套移動,從而驅(qū)動上述開關(guān)裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的變速器,其特征在于所述的選擇器件由一手動操作的帶換檔手柄的變速桿控制,所述的分動選擇器連于該換手柄上。
7.如權(quán)利要求5所述的變速器,其特征在于所述的分動和區(qū)段接合套為同步接合套。
8.如權(quán)利要求5所述的變速器,其特征在于所述的換檔滑塊件之一設(shè)計成可由該選擇器件在一個以上的位置被選擇。
全文摘要
一種組合式變速器(200),包括一分動式輸入部分(202),一多擋主變速部分(12A)和一區(qū)段式輸出變速部分(204),該變速器由一變速桿(234)控制,其上設(shè)置有手動操作的分動選擇器按鈕(230)。
文檔編號F16H63/30GK1143022SQ9610722
公開日1997年2月19日 申請日期1996年4月12日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月12日
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