一種換擋動(dòng)力補(bǔ)償型動(dòng)力換擋齒輪箱及換擋方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利屬于車輛自動(dòng)變速技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種換擋動(dòng)力補(bǔ)償型動(dòng)力換擋齒輪箱及換擋方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雙離合器變速器(DCT)的最早研究開(kāi)始于1938年，首個(gè)大批量生產(chǎn)的雙離合器變速器產(chǎn)品是德國(guó)大眾的DQ250產(chǎn)品，雙離合器變速器成為國(guó)內(nèi)外主要整車廠和變速器供應(yīng)商青睞的目標(biāo)。雙離合器變速器功能的實(shí)現(xiàn)要將速比分為奇數(shù)擋速比和偶數(shù)擋速比兩組，奇數(shù)擋速比和偶數(shù)擋速比分別由一根較長(zhǎng)的實(shí)心軸和一根空套在其外較長(zhǎng)的空心軸來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的輸入。此類變速器因其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理使得其在擋位拓展并且要有效控制齒輪箱的幾何尺寸方面設(shè)計(jì)難度非常大，并且結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜，加工難度也非常大，成本也非常高，雙離合器變速器(DCT)控制采用擋位直接搭接傳動(dòng)的原理，因此其控制難度也比較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決傳統(tǒng)雙離合器變速器(DCT)制造成本高、控制難度大的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種新型工作原理的換擋動(dòng)力補(bǔ)償型動(dòng)力換擋齒輪箱及換擋方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種換擋動(dòng)力補(bǔ)償型動(dòng)力換擋齒輪箱，包括擋位動(dòng)力主輸入軸、動(dòng)力補(bǔ)償主輸入軸、第一擋位動(dòng)力轉(zhuǎn)向惰輪、第一擋位動(dòng)力輸入齒輪、第一擋位動(dòng)力輸入軸、擋位主動(dòng)傳動(dòng)齒、擋位主傳動(dòng)速比選擇同步器、擋位被動(dòng)傳動(dòng)齒、第一擋位動(dòng)力輸出主減主動(dòng)齒、第一擋位動(dòng)力輸出軸、P擋齒、主減被動(dòng)齒軸、主減被動(dòng)齒、第二擋位動(dòng)力輸出軸、第二擋位動(dòng)力輸出主減主動(dòng)齒、倒擋惰輪、倒擋惰輪軸、第二擋位動(dòng)力輸入齒輪、第二擋位動(dòng)力輸入軸、動(dòng)力補(bǔ)償被動(dòng)傳動(dòng)齒、動(dòng)力補(bǔ)償速比選擇同步器、第二擋位動(dòng)力轉(zhuǎn)向惰輪、動(dòng)力補(bǔ)償主動(dòng)傳動(dòng)齒、擋位動(dòng)力輸入主離合器和換擋動(dòng)力補(bǔ)償輸入副離合器，所述的擋位動(dòng)力主輸入軸I為空心軸，且一端與擋位動(dòng)力輸入主離合器24連接，動(dòng)力補(bǔ)償主輸入軸2穿過(guò)擋位動(dòng)力主輸入軸I后與設(shè)置在擋位動(dòng)力輸入主離合器24同一側(cè)的換擋動(dòng)力補(bǔ)償輸入副離合器25連接，擋位動(dòng)力主輸入軸I與第一擋位動(dòng)力轉(zhuǎn)向惰輪3嚙合，第一擋位動(dòng)力轉(zhuǎn)向惰輪3空套在第一擋位動(dòng)力輸出軸10上，并與第一擋位動(dòng)力輸入齒輪4嚙合，第一擋位動(dòng)力輸入齒輪4與第一擋位動(dòng)力輸入軸5花鍵連接，擋位主動(dòng)傳動(dòng)齒6空套在第一擋位動(dòng)力輸入軸5上，擋位主傳動(dòng)速比選擇同步器7與第一擋位動(dòng)力輸入軸5花鍵連接，擋位主動(dòng)傳動(dòng)齒6與擋位被動(dòng)傳動(dòng)齒8嚙合，擋位被動(dòng)傳動(dòng)齒8、第一擋位動(dòng)力輸出主減主動(dòng)齒9和第一擋位動(dòng)力輸出軸10為整體軸齒，第一擋位動(dòng)力輸出主減主動(dòng)齒9與主減被動(dòng)齒13嚙合，主減被動(dòng)齒13與主減被動(dòng)齒軸12連接，P擋齒11同主減被動(dòng)齒軸12連接，擋位動(dòng)力主輸入軸I與第二擋位動(dòng)力轉(zhuǎn)向惰輪22嚙合，第二擋位動(dòng)力轉(zhuǎn)向惰輪22空套在第二擋位動(dòng)力輸出軸14上，第二擋位動(dòng)力轉(zhuǎn)向惰輪22與第二擋位動(dòng)力輸入齒輪18嚙合，第二擋位動(dòng)力輸入齒輪18同第二擋位動(dòng)力輸入軸19花鍵連接，第二擋位動(dòng)力輸出主減主動(dòng)齒15、擋位被動(dòng)傳動(dòng)齒8和第二擋位動(dòng)力輸出軸14為整體軸齒，第二擋位動(dòng)力輸出主減主動(dòng)齒15與主減被動(dòng)齒13嚙合，倒擋惰輪16在工作時(shí)同擋位主動(dòng)傳動(dòng)齒6中的倒擋主動(dòng)齒27和擋位被動(dòng)傳動(dòng)齒8中的倒擋被動(dòng)齒26嚙合，不工作時(shí)分離，倒擋惰輪空套16在倒擋惰輪軸17上，動(dòng)力補(bǔ)償主動(dòng)傳動(dòng)齒23同動(dòng)力補(bǔ)償主輸入軸花鍵2連接，動(dòng)力補(bǔ)償主動(dòng)傳動(dòng)齒23同動(dòng)力補(bǔ)償被動(dòng)傳動(dòng)齒20嚙合，動(dòng)力補(bǔ)償被動(dòng)傳動(dòng)齒20空套在第二擋位動(dòng)力輸出軸14上，動(dòng)力補(bǔ)償速比選擇同步器21和第二擋位動(dòng)力輸出軸14花鍵連接。
[0005]一種換擋動(dòng)力補(bǔ)償型動(dòng)力換擋方法，采用如權(quán)利要求1所述的換擋動(dòng)力補(bǔ)償型動(dòng)力換擋齒輪箱，包括以下步驟:
[0006]擋位動(dòng)力輸入主離合器24將動(dòng)力通過(guò)第一擋位動(dòng)力轉(zhuǎn)向惰輪3和第二擋位動(dòng)力轉(zhuǎn)向惰輪22分流傳遞給第一擋位動(dòng)力輸入齒輪4和第二擋位動(dòng)力輸入齒輪18;第一擋位動(dòng)力輸入齒輪4帶動(dòng)第一擋位動(dòng)力輸入軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，第二擋位動(dòng)力輸入齒輪18帶動(dòng)第二擋位動(dòng)力輸入軸19轉(zhuǎn)動(dòng);第一擋位動(dòng)力輸入軸5和第二擋位動(dòng)力輸入軸19分別帶動(dòng)在各自軸上花鍵連接的不同擋位的擋位主傳動(dòng)速比選擇同步器7轉(zhuǎn)動(dòng);根據(jù)相應(yīng)的擋位選擇指令，選擇相應(yīng)的擋位主傳動(dòng)速比選擇同步器7去同步嚙合相應(yīng)的擋位主動(dòng)傳動(dòng)齒6傳遞動(dòng)力，這樣第一擋位動(dòng)力輸入軸5通過(guò)相應(yīng)的擋位主傳動(dòng)速比選擇同步器7將動(dòng)力傳遞給處于擋位指令目標(biāo)下?lián)跷恢鲃?dòng)傳動(dòng)齒6;相應(yīng)的擋位主動(dòng)傳動(dòng)齒6將動(dòng)力傳遞給相應(yīng)擋位的擋位被動(dòng)傳動(dòng)齒8，擋位被動(dòng)傳動(dòng)齒8通過(guò)花鍵連接帶動(dòng)第一擋位動(dòng)力輸出軸10或第二擋位動(dòng)力輸入軸19轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞動(dòng)力;第一擋位動(dòng)力輸出軸10將動(dòng)力傳遞給同其做成一體的擋位動(dòng)力輸出主減主動(dòng)齒9，或第二擋位動(dòng)力輸入軸19將動(dòng)力傳遞給同其做成一體的第二擋位動(dòng)力輸出主減主動(dòng)齒15;第一擋位動(dòng)力輸出主減主動(dòng)齒9或第二擋位動(dòng)力輸出主減主動(dòng)齒15將動(dòng)力通過(guò)嚙合傳遞給主減被動(dòng)齒13;在擋位主動(dòng)傳動(dòng)齒6擋位選擇切換的換擋期間，換擋動(dòng)力補(bǔ)償輸入副離合器25將動(dòng)力傳遞給動(dòng)力補(bǔ)償主輸入軸2;動(dòng)力補(bǔ)償主輸入軸2將動(dòng)力傳遞給通過(guò)花鍵連接在其上的動(dòng)力補(bǔ)償主動(dòng)傳動(dòng)齒23;動(dòng)力補(bǔ)償主動(dòng)傳動(dòng)齒23通過(guò)齒輪嚙合傳遞給動(dòng)力補(bǔ)償被動(dòng)傳動(dòng)齒20;動(dòng)力補(bǔ)償被動(dòng)傳動(dòng)齒20空套在第二擋位動(dòng)力輸出軸14上；同第二擋位動(dòng)力輸出軸14花鍵連接的動(dòng)力補(bǔ)償速比選擇同步器21選擇同步嗤合不同擋位的動(dòng)力補(bǔ)償被動(dòng)傳動(dòng)齒20，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力補(bǔ)償被動(dòng)傳動(dòng)齒20將動(dòng)力通過(guò)動(dòng)力補(bǔ)償速比選擇同步器21傳遞給第二擋位動(dòng)力輸出軸14，第二擋位動(dòng)力輸出軸14將動(dòng)力傳遞給同其做成一體的第二擋位動(dòng)力輸出主減主動(dòng)齒15;第二擋位動(dòng)力輸出主減主動(dòng)齒15將動(dòng)力通過(guò)嚙合傳遞給主減被動(dòng)齒13實(shí)現(xiàn)在擋位主動(dòng)傳動(dòng)齒6擋位選擇切換的換擋期間的動(dòng)力補(bǔ)償輸出。
[0007]所述的方法，選擇倒擋時(shí)，將倒擋惰輪16推動(dòng)同擋位主動(dòng)傳動(dòng)齒6中的倒擋主動(dòng)齒27和擋位被動(dòng)傳動(dòng)齒8中的倒擋被動(dòng)齒26接觸以實(shí)現(xiàn)倒擋;將P擋齒11鎖住以實(shí)現(xiàn)P擋功能。
[0008]所述的方法，通過(guò)改變擋位主動(dòng)傳動(dòng)齒6、擋位被動(dòng)傳動(dòng)齒8、動(dòng)力補(bǔ)償主動(dòng)傳動(dòng)齒23、動(dòng)力補(bǔ)償被動(dòng)傳動(dòng)齒20的擋位齒輪數(shù)量以實(shí)現(xiàn)5個(gè)檔位及以上的前進(jìn)檔位輸出，由5檔起，每增加一個(gè)前進(jìn)檔位，則相應(yīng)增加一個(gè)擋位主動(dòng)傳動(dòng)齒6和一個(gè)擋位被動(dòng)傳動(dòng)齒8的齒輪數(shù)量；當(dāng)每增加兩個(gè)擋位主動(dòng)傳動(dòng)齒6和擋位被動(dòng)傳動(dòng)齒8的齒輪數(shù)量時(shí)，增加一個(gè)動(dòng)力補(bǔ)償主動(dòng)傳動(dòng)齒23和一個(gè)動(dòng)力補(bǔ)償被動(dòng)傳動(dòng)齒20的齒輪數(shù)量。
[0009]所述的方法，在改變所述的擋位主動(dòng)傳動(dòng)齒6、擋位被動(dòng)傳動(dòng)齒8、動(dòng)力補(bǔ)償主動(dòng)傳動(dòng)齒23、動(dòng)力補(bǔ)償被動(dòng)傳動(dòng)齒20的擋位齒輪數(shù)量時(shí)，擋位主動(dòng)傳動(dòng)齒6與擋位被動(dòng)傳動(dòng)齒8按擋位順序依次排列分別布置在第一擋位動(dòng)力輸入軸5、第一擋位動(dòng)力輸出軸10、第二擋位動(dòng)力輸入軸19、第二擋位動(dòng)力輸出軸14上;動(dòng)力補(bǔ)償主動(dòng)傳動(dòng)齒23與動(dòng)力補(bǔ)償被動(dòng)傳動(dòng)齒20同樣按照動(dòng)力補(bǔ)償擋位順序相應(yīng)分別布置在動(dòng)力補(bǔ)償主輸入軸2和第二擋位動(dòng)力輸出軸14上，或再增加一根同主輸入軸平行的，同動(dòng)力補(bǔ)償主輸入軸2嚙合的動(dòng)力補(bǔ)償輸出副軸并連接所有的動(dòng)力補(bǔ)償被動(dòng)傳動(dòng)齒20。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案是通過(guò)實(shí)心的動(dòng)力補(bǔ)償主輸入軸空套在空心的擋位動(dòng)力主輸入軸上，空心的擋位動(dòng)力主輸入軸非常短，使得空心軸的制造難度大大降低。擋位動(dòng)力主輸入軸的動(dòng)力通過(guò)擋位動(dòng)力轉(zhuǎn)向惰輪將動(dòng)力左右分流傳遞給兩個(gè)擋位主動(dòng)軸，兩個(gè)擋位主動(dòng)軸上的動(dòng)力輸入齒輪分別同各自的動(dòng)力輸出軸上的輸出齒輪嚙合，這樣將多檔位齒輪副分別布置在左右并行的擋位動(dòng)力輸入軸上，大大縮短了齒輪箱沿軸方向的長(zhǎng)度，可以有效減小多檔位化動(dòng)力補(bǔ)償動(dòng)力換擋型自動(dòng)變速器在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)倉(cāng)的安裝空間。左右并行的擋位動(dòng)力輸入軸之間的空間留給了動(dòng)力補(bǔ)償傳動(dòng)齒輪副的布置，實(shí)現(xiàn)換擋過(guò)程中的動(dòng)力不中斷的補(bǔ)償輸出。該齒輪箱不同于傳統(tǒng)手動(dòng)擋齒輪箱，表現(xiàn)在米用多軸輸入多軸輸出方案，可以有小縮短齒輪箱沿軸方向的長(zhǎng)度。該齒輪箱也不同于傳統(tǒng)的DCT齒輪箱，它的齒輪副分為實(shí)現(xiàn)擋位傳動(dòng)和換擋期間動(dòng)力補(bǔ)償輸出兩種功能。擋位傳動(dòng)齒輪無(wú)需象傳統(tǒng)DCT那樣奇偶擋分組安裝在不同的主動(dòng)軸上，可以順序排列分別布置在左右并行的擋位動(dòng)力輸入軸上，因此該齒輪箱設(shè)計(jì)可以