一種無縫隙換擋的汽車自動變速箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車變速箱技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種無縫隙換擋的汽車自動變速箱。
【背景技術(shù)】
[0002]為提高操控性及舒適性，大部分的內(nèi)燃機小轎車均采用自動變速箱，目前市面上的轎車大多采用如下三種主流的變速箱:I.液力變矩加行星齒輪的AT自動變速箱。2.雙離合變速箱。3.錐輪無級變速箱。而三款自動變速箱均有各自的優(yōu)缺點，具體如下:
[0003](I).AT自動變速箱采用液力變矩器與變速箱之間是柔性耦合而非硬性傳動，這樣就提高了起步的舒適性但卻降低了傳動效率，所以這種變速箱在加速性能及能耗控制上是不如硬性傳動的另外兩款自動變速箱，為了降低綜合油耗及換擋的平順性，往往要提高變速箱檔位的數(shù)量，現(xiàn)在一些高檔轎車采用8到9檔的變速箱，但這也大大提高變速箱的復(fù)雜程度和制造成本，維護的難度及成本也相應(yīng)增加，控制程序因復(fù)雜的控制邏輯也相對不穩(wěn)定。
[0004](2).雙離合變速箱是近幾年得以在家庭轎車上廣泛應(yīng)用的，因是采用摩擦離合器與變速箱硬性耦合的，所以傳動效率上比較高，這樣在加速性能上及能耗控制上都優(yōu)于AT自動變速箱，而且這款變速箱換擋的間隙很短，這樣也就降低了換擋過程的動力損耗及降低了換擋的頓挫感。但這些優(yōu)點也造就了一些難以逾越的缺點，在低速行駛時如塞車停停走走時，由于低速檔傳動比低，發(fā)動機的傳動力和阻力對車身影響都比較大，這時會因為頻繁踩放油門而造成車身的頓挫，為了解決此問題，有些制造商會將I檔換2檔的時機點提前，也就是提前從I檔切換到2檔，但此時由于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速與車速不同步，所以變速箱的控制程序就讓離合器處于半離合狀態(tài)，長期的半離合導(dǎo)致離合器的快速磨損及發(fā)熱，這樣也就容易造成了這種變速箱的低速不穩(wěn)定性，再加上這種變速箱離合器的行程很短(前面提到這種變速箱換擋速度很快且結(jié)構(gòu)上的限制故行程很短)，也就造成起步舒適性低容易出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。在制造的復(fù)雜度及成本上略低于AT自動變速箱，同樣控制邏輯也相對比較復(fù)雜。
[0005](3).錐輪無級變速箱的優(yōu)點在于它沒有實際的物理檔位，所以不存在換擋間隙，在整個加速過程當中很平順，從邏輯上是最優(yōu)秀的一種變速方式，但由于它的傳動是靠鏈帶與錐輪之間的摩擦力產(chǎn)生的，這也就對鏈帶及錐輪的配合精度、材質(zhì)、耐磨要求都很高，傳動扭矩不宜做太大，而且實際應(yīng)用中容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，不太適宜快速的加減速。
[0006]綜上所述，這幾款變速箱都有各自的優(yōu)點但也都有各自的重要缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為解決上述問題，提供了一種無縫隙換擋的汽車自動變速箱，其通過在每個檔位設(shè)置三位雙向可控的超越離合器，換擋時目標檔先進入驅(qū)動狀態(tài)后當前檔才進入空轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且，可采用內(nèi)壓杠桿式的摩擦片離合器與發(fā)動機耦合，以提高起步的平順性，換擋過程無需再打開所述摩擦片離合器，整個換擋過程實現(xiàn)機械的無縫隙換擋。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0009]一種無縫隙換擋的汽車自動變速箱，其包括輸入軸、輸出軸和換擋機構(gòu)，所述換擋機構(gòu)包括換擋電機、換擋鼓，并在每個檔位分別設(shè)有撥叉、傳輸齒輪以及三位雙向可控的超越離合器，該超越離合器與所述傳輸齒輪相互嚙合，所述超越離合器設(shè)置在所述輸入軸或所述輸出軸的其中之一軸上，所述傳輸齒輪設(shè)置在所述輸入軸或所述輸出軸的其中另一軸上;換擋時，所述換擋電機驅(qū)動所述換擋鼓旋轉(zhuǎn)，換擋鼓每旋轉(zhuǎn)一個預(yù)設(shè)角度，則帶動對應(yīng)檔位的撥叉軸向運動，撥叉進一步帶動所述超越離合器上的撥叉環(huán)運動，使得所述超越離合器在空轉(zhuǎn)狀態(tài)、正向驅(qū)動反向超越狀態(tài)、反向驅(qū)動正向超越狀態(tài)之間進行切換。
[0010]優(yōu)選的，所述輸入軸上設(shè)置進倒檔撥叉環(huán)，及對應(yīng)的I檔傳輸齒輪和倒檔傳輸齒輪;所述進倒檔撥叉環(huán)與所述輸入軸為周向相對固定軸向相對滑動配合;所述I檔傳輸齒輪和所述倒檔傳輸齒輪與所述輸入軸為軸向相對固定周向相對滾動配合;所述進倒檔撥叉環(huán)內(nèi)表面設(shè)有套齒，所述I檔傳輸齒輪和所述倒檔傳輸齒輪上設(shè)有與所述進倒檔撥叉環(huán)對應(yīng)的套齒;所述I檔傳輸齒輪與所述輸出軸上的所述I檔超越離合器嚙合;所述倒檔傳輸齒輪通過方向轉(zhuǎn)換齒輪與所述輸出軸上的所述I檔超越離合器嚙合。
[0011]優(yōu)選的，所述撥叉上設(shè)有撥叉導(dǎo)向柱，所述換擋鼓的表面設(shè)有與該撥叉導(dǎo)向柱位置相對應(yīng)且滑動配合的撥叉導(dǎo)向槽。
[0012]優(yōu)選的，所述換擋鼓的撥叉導(dǎo)向槽是根據(jù)變速箱的換擋邏輯進行設(shè)置，所述換擋邏輯為:
[0013]空檔時，所述進倒檔撥叉環(huán)位于中間位置，所有所述超越離合器處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)；
[0014]前進時，所述I檔超越離合器為正向驅(qū)動狀態(tài)，所述2檔超越離合器為反向驅(qū)動狀態(tài)，所述進倒檔撥叉環(huán)再套入所述I檔的傳輸齒輪；
[0015]升檔時，首先3檔進入反向驅(qū)動狀態(tài)，后2檔進入正向驅(qū)動狀態(tài)，最后I檔進入空轉(zhuǎn)狀態(tài)；
[0016]依次類推，直到要進入最高檔時，最高檔直接進入驅(qū)動狀態(tài)，后當前檔進入空轉(zhuǎn)狀態(tài)；
[0017]降檔為升檔的逆過程，首先目標檔進入正向驅(qū)動狀態(tài)，后當前檔進入反向驅(qū)動狀態(tài)，最后比當前檔高一檔的再進入空轉(zhuǎn)狀態(tài)；
[0018]依次類推，直到當前檔是I檔時，所述換擋機構(gòu)不再降檔，而是打開與發(fā)動機耦合的離合器；
[0019]從前進檔進入空檔時，首先所述進倒檔撥叉環(huán)脫開所述I檔的傳輸齒輪，并位于中間位置，所述I檔超越離合器和所述2檔超越離合同時進入空轉(zhuǎn)狀態(tài)；
[0020]倒檔時，所述I檔超越離合器為反向驅(qū)動狀態(tài)，所述2檔超越離合器為反向驅(qū)動狀態(tài)，所述進倒檔撥叉環(huán)再套入倒檔的傳輸齒輪，倒檔的傳輸齒輪通過所述方向轉(zhuǎn)換齒輪驅(qū)動所述I檔超越離合器。
[0021]優(yōu)選的，所述超越離合器包括齒圈、星輪、斜槽輪、撥叉環(huán)，所述齒圈與所述傳輸齒輪相互嚙合配合，所述撥叉環(huán)與所述撥叉相互撥動配合;并在所述星輪與所述齒圈之間套設(shè)有滾柱支架，滾柱支架的周向上設(shè)有均勻布置的滾柱，滾柱與滾柱支架之間裝接有預(yù)緊用的橡膠圈，且所述星輪的外表面設(shè)有與所述滾柱相對應(yīng)匹配的楔形槽;還包括固定裝接在所述星輪的側(cè)面的斜槽輪以及與斜槽輪滑動導(dǎo)向配合的撥叉環(huán)，驅(qū)動所述撥叉環(huán)并帶動所述滾柱支架及其滾柱相對所述星輪周向轉(zhuǎn)動一定角度:所述撥叉環(huán)位于中間位置時，所述滾柱位于所述星輪的楔形槽的中間，所述滾柱與所述齒圈無接觸，所述齒圈相對所述星輪處于空轉(zhuǎn)狀態(tài);所述撥叉環(huán)沿軸向正向或反向運動時，帶動所述滾柱支架及其滾柱相對所述星輪正向或反向轉(zhuǎn)動一定角度，使得所述滾柱楔緊配合在所述星輪的楔形槽與所述齒圈的內(nèi)壁之間，所述齒圈相對所述星輪處于正向驅(qū)動反向超越狀態(tài)或者反向驅(qū)動正向超越狀態(tài)。
[0022]優(yōu)選的，所述滾柱支架設(shè)有支架固定柱，該支架固定柱伸出所述滾柱支架并與所述撥叉環(huán)傳動配合連接。
[0023]優(yōu)選的，所述支架固定柱伸出所述滾柱支架的部分還套設(shè)有固定柱螺母，所述撥叉環(huán)的端面上設(shè)有與所述固定柱螺母相對應(yīng)的插接孔，所述插接孔的內(nèi)壁設(shè)有滑動槽，所述固定柱螺母的外壁設(shè)有滾珠槽，所述支架固定柱及固定柱螺母與所述撥叉環(huán)的插接孔通過滾珠滑動連接配合。
[0024]優(yōu)選的，所述滾柱支架包括兩個支撐環(huán)，支撐環(huán)之間通過支架固定柱連接，且兩個支撐環(huán)上對稱設(shè)置有用于安裝滾柱的支撐孔，所述滾柱通過所述橡膠圈裝接在所述支撐孔之間。
[0025]優(yōu)選的，所述斜槽輪與所述星輪固定設(shè)置在所述輸入軸或所述輸出軸上，所述斜槽輪的外表面設(shè)有斜槽，所述撥叉環(huán)的內(nèi)表面設(shè)有與所述斜槽滑動配合的斜槽導(dǎo)向柱，驅(qū)動所述撥叉環(huán)進行軸向運動時，所述斜槽導(dǎo)向柱在所述斜槽中滑動，使得所述撥叉環(huán)通過所述斜槽輪的斜槽把所述軸向運動轉(zhuǎn)換成相對于斜槽輪邊軸向移動邊周向轉(zhuǎn)動的運動，并帶動所述滾柱支架及其滾柱相對所述星輪周向轉(zhuǎn)動。
[0026]優(yōu)選的，還包括與汽車的動力機構(gòu)耦合連接的內(nèi)壓式摩擦片離合器，所述內(nèi)壓式摩擦片離合器將所述動力機構(gòu)的動力傳輸至所述換擋機構(gòu)；其中，