專(zhuān)利名稱(chēng)：高效節(jié)能全自動(dòng)變速系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種高效節(jié)能全自動(dòng)變速系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
“在跨越了三個(gè)世紀(jì)的一百多年后的今天，汽車(chē)還沒(méi)有使用上滿(mǎn)意的無(wú)級(jí)變速箱。這是汽車(chē)業(yè)的無(wú)奈和缺憾?！钡?，人們始終沒(méi)有放棄尋找實(shí)現(xiàn)理想汽車(chē)變速箱的努力，各大汽車(chē)廠商對(duì)無(wú)級(jí)變速箱(CVT)表現(xiàn)了極大的熱情，極度重視CVT在汽車(chē)領(lǐng)域的實(shí)用化進(jìn)程。這是全世界范圍尚未解決的世界級(jí)難題，是汽車(chē)變速箱的研究的終極目標(biāo)。盡管各國(guó)汽車(chē)變速箱專(zhuān)家展開(kāi)了激烈的角逐，圍繞汽車(chē)變速箱從事了下述三個(gè)方面研究I、摩擦傳動(dòng)CVT:從V形橡膠帶CVT到V型金屬帶CVT再到濃輪轉(zhuǎn)盤(pán)式CVT，摩擦傳動(dòng)CVT的研究已持續(xù)了整整一個(gè)世紀(jì)，盡管摩擦傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到很高的水平，也已經(jīng)裝備上汽車(chē)達(dá)到了實(shí)用的水平。但齒輪變速箱依然占據(jù)著半壁河山，究其原因就是“摩擦傳動(dòng)CVT實(shí)現(xiàn)大功率、高效率的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)是極其困難的”；2、液力傳動(dòng)液力自動(dòng)變速箱(AT)已有60多年的歷史。這種的自動(dòng)變速箱(AT)，主要利用液力變扭器配合差動(dòng)輪系齒輪箱實(shí)現(xiàn)換檔功能，不是無(wú)級(jí)變速，而是自動(dòng)控制的有級(jí)變速，其最大的缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率低(一般80%左右)，油耗高。所以它在滿(mǎn)足了人們希望免除手動(dòng)變速箱繁雜的換檔和離合操作，使開(kāi)車(chē)變得簡(jiǎn)單、省力，瀟灑的同時(shí)，付出的代價(jià)是多付10%的購(gòu)車(chē)錢(qián)和多付20%規(guī)的油錢(qián)；
3、電控自動(dòng)機(jī)械變速箱電控自動(dòng)機(jī)械變速箱(AMT)和(AT) —樣，不是無(wú)級(jí)變速箱，是自動(dòng)控制的有級(jí)變速箱。和液力自動(dòng)變速箱(AT)不同的是(AMT)是模仿人的動(dòng)作，自動(dòng)控制傳統(tǒng)的排檔變速箱。由于傳動(dòng)結(jié)構(gòu)依然是齒輪變速箱，所以傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)功率大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)被很好的保存下來(lái)。其設(shè)計(jì)上的難點(diǎn)在了自動(dòng)控制的參量太多，最困難的是離合器”離和合”中間過(guò)程的控制(所謂的半離掛)。雖然世界上許多國(guó)家投入了對(duì)電控自動(dòng)變速箱(AMT)的研究和開(kāi)發(fā)，但一直未見(jiàn)批量生產(chǎn)的報(bào)道，足見(jiàn)其進(jìn)展的艱難。綜上所述摩擦傳動(dòng)CVT是低傳動(dòng)功率、低傳動(dòng)效率的摩擦無(wú)級(jí)變速。進(jìn)一步提高傳動(dòng)效率和傳動(dòng)功率都是極為困難的。電控自動(dòng)機(jī)械變速箱(AMT)和液力自動(dòng)變速箱(AT)不是無(wú)級(jí)變速，是既不滿(mǎn)意摩擦式無(wú)級(jí)變速的低效率又找不到其它適用于汽車(chē)的無(wú)級(jí)變速方案的無(wú)奈之舉。在“齒傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱”尚十分遙遠(yuǎn)的情況下，尋求一種微機(jī)電控類(lèi)無(wú)級(jí)低油耗自動(dòng)變速傳動(dòng)系統(tǒng)勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種聞效節(jié)能全自動(dòng)變速系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。它是一種由單片機(jī)控制能自動(dòng)離合并緩沖，可以按不同類(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳運(yùn)行工況、行車(chē)路況和車(chē)載狀況自行確定換檔時(shí)機(jī)，以減輕駕駛?cè)藛T的勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)油的傳動(dòng)統(tǒng)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的高效節(jié)能全自動(dòng)變速系統(tǒng)(或稱(chēng)機(jī)構(gòu))，它包括有電子控制(I)和變速裝置(II)兩大部分。所述電子控制裝置是以發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)和變速箱控制模塊(TCM)為核心，包括發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和車(chē)速等傳感器，以及啟動(dòng)離合裝置電機(jī)、進(jìn)退檔操縱電機(jī)和變速控制單元的電磁離合器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。所述變速裝置，包括啟動(dòng)離合裝置(A)、變速器(B)、進(jìn)退檔換向機(jī)構(gòu)(C)等三個(gè)部 分，具體結(jié)構(gòu)布置為。所述啟動(dòng)離合裝置套設(shè)在變速器的主軸(中介軸)上，該裝置實(shí)質(zhì)上是一套行星輪減速機(jī)構(gòu)，其一端是行星架的伸出軸與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連，另一端太陽(yáng)輪與光套和鍵套在其上的從動(dòng)齒盤(pán)及裝有兩個(gè)方向相反的超越離合器的所謂傳力中介環(huán)相連。行星輪減速機(jī)構(gòu)的外齒圈(環(huán)形內(nèi)齒輪)設(shè)有時(shí)令其停轉(zhuǎn)的由電機(jī)控制的制動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述變速器包括輸入扭力的主動(dòng)部件和輸出扭力但速度各不相同的從動(dòng)部件，主從動(dòng)部件間通過(guò)一系列不同速比的齒輪排連接在一起，各齒輪排的入力齒輪套設(shè)在控制軸上，其間沒(méi)有變速控制裝置。所述變速控制裝置包括電磁離合器、固設(shè)在控制軸伸出變速箱體外端部的輸入電流的刷環(huán)及其上的電刷，電刷固設(shè)在箱體上的接線端子上；所述進(jìn)退檔換向機(jī)構(gòu)包括套設(shè)在主軸上與最后一排從動(dòng)齒輪連接的圓柱齒輪、換向機(jī)構(gòu)及與輸出軸固接的從動(dòng)齒輪，所述換向部件為一相互哨合的所謂隋輪，可交互與主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪嚙合或部都不與嚙合，從而使輸出軸向車(chē)輛的后輪(或前輪、或四輪)傳遞車(chē)輛前進(jìn)、后退或空檔的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。所述換向部件由換向驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)控制，所述步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)換向隋輪操縱臂搖動(dòng)，從而使惰輪組繞輸出軸擺動(dòng)以實(shí)現(xiàn)輸出軸的正(前進(jìn))、反(后退)轉(zhuǎn)或停轉(zhuǎn)。所述變速器其特征還在于，還包括一停車(chē)齒輪，其固設(shè)在主軸上，一端架在裝于前述帶動(dòng)環(huán)內(nèi)的超越離合器內(nèi)環(huán)上，使得當(dāng)停車(chē)齒輪的轉(zhuǎn)速大于帶動(dòng)環(huán)時(shí)產(chǎn)生制動(dòng)力矩。所述變速器的變速機(jī)構(gòu)其特征在于所述齒輪排包括互相嚙合的入力齒輪排和出力齒輪排，它們各自安裝在主軸和控制軸上。其中的所謂主動(dòng)部件即入力主動(dòng)齒輪和所述控制軸上固設(shè)的一個(gè)入力被動(dòng)齒輪嚙合，所述入力軸上還固設(shè)有一個(gè)作為第一排變速齒輪排的入力齒輪，其與第一排變速齒輪排中的第一出力齒輪相嚙合，其余各入力齒輪均套設(shè)在控制軸上，各出力齒輪均套設(shè)在主軸上，彼此相互嚙合形成n個(gè)所謂變速齒輪排，最后一排變速齒輪排中的出力齒輪即為所述變速器中的從動(dòng)部件。所述變速器具特征還在于還包括變速控制裝置，其包括所述兩入力齒輪之間設(shè)置的可使二者連成一體同速運(yùn)轉(zhuǎn)、又可彼此脫開(kāi)只是空轉(zhuǎn)的電磁離合器；所述變速器還包括套設(shè)在主軸上的一系列出力齒輪，其相鄰齒輪之間設(shè)有超越離合器使之相互連接，從而可形成相對(duì)速度較快的出力齒輪帶動(dòng)低速出力齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，即低速檔轉(zhuǎn)速低時(shí)二者同步轉(zhuǎn)，高轉(zhuǎn)速時(shí)僅高速檔齒輪旋轉(zhuǎn)而低速檔齒輪空轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)鏈。這就是利用了所謂超越離合器的工作原理，即“超越離合器，當(dāng)其內(nèi)環(huán)、外環(huán)與楔塊間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向相同，轉(zhuǎn)速相等時(shí)，才能傳遞轉(zhuǎn)矩，否則均為相對(duì)滑動(dòng)，這種不傳遞轉(zhuǎn)矩的滑動(dòng)狀態(tài)稱(chēng)為超越?！彼鲭姶烹x合器與所述入力齒輪的相互結(jié)合結(jié)構(gòu)為第二排至最后一排變速齒輪排中每個(gè)入力齒輪的右端面上固設(shè)電磁離合器的一端(磁軛瑞)，電磁離合器的另一端(銜鐵端)與下一排套設(shè)在控制軸上的入力齒輪盤(pán)根筒體軸套齒連接各電磁離合器電磁線圈的引出線由控制軸(空心軸)的中心引出并分別焊接在固設(shè)于控制軸伸出變速箱體外端部的輸入電流的刷環(huán)的不同部位上。所述變速器還包括一停車(chē)鎖定裝置，其包括一停車(chē)凸輪和一個(gè)停車(chē)鎖定桿。停車(chē)凸輪由電機(jī)驅(qū)動(dòng).而停車(chē)鎖定桿可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在變速箱上。所述停車(chē)鎖定桿呈L刑，其兩個(gè)伸出端之一端與所述停車(chē)凸輪接觸，而另一端上具有鎖定齒，隨著凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使該鎖定 齒與所述停車(chē)齒輪嚙合鎖定主軸(亦即鎖定輸出軸)，或者脫開(kāi)停車(chē)齒輪解開(kāi)鎖定輸出軸。所述高效節(jié)能全自動(dòng)變速系統(tǒng)其特征還在于還包括自動(dòng)電控傳感裝置，其具體布置為在所述啟動(dòng)離合裝置的主動(dòng)部件——行星架的伸出軸上和附近的機(jī)箱上設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速OO傳感器，用于檢測(cè)TCM事先設(shè)定換擋轉(zhuǎn)速及當(dāng)時(shí)司機(jī)操控的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，而使電磁離合器通斷電實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋；還用于檢測(cè)啟動(dòng)離合裝置中主動(dòng)件的轉(zhuǎn)速與TCM中設(shè)定的啟動(dòng)的轉(zhuǎn)速比較而啟動(dòng)或停止所述外齒圈制動(dòng)機(jī)構(gòu)的電機(jī)，以及啟動(dòng)停車(chē)鎖定裝置電機(jī)使停車(chē)齒輪解鎖。在所述變速器從動(dòng)部件出力齒排的最后一級(jí)齒排及其附近機(jī)箱上，設(shè)有變速器輸出軸轉(zhuǎn)速(IVlt)亦即車(chē)速傳感器，用以檢測(cè)TCM操控的自動(dòng)換檔轉(zhuǎn)速；在所述變速器的停車(chē)齒輪及其附近機(jī)箱上，設(shè)有停車(chē)轉(zhuǎn)速傳感器，用以檢測(cè)停車(chē)信號(hào)以使TCM發(fā)出停車(chē)鎖定指令、使停車(chē)凸輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)鎖定停車(chē)齒輪。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明所提供的高效節(jié)能全自動(dòng)變速系統(tǒng)，可在單片機(jī)控制下實(shí)現(xiàn)電子自動(dòng)控制，既減輕了駕駛?cè)藛T的精力和體力的消耗，又能自動(dòng)離合及緩沖正確啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，且可依各種不同發(fā)動(dòng)機(jī)最佳運(yùn)行工況和行車(chē)路況以及車(chē)載狀況決定換檔時(shí)機(jī)，實(shí)現(xiàn)多級(jí)即211-1級(jí)變速(n為變速器中齒輪排數(shù))以保持經(jīng)濟(jì)車(chē)速，并因巧設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)輔助剎車(chē)切換機(jī)構(gòu)等等從而可使發(fā)動(dòng)機(jī)耗油率大大下降。實(shí)現(xiàn)高度省油，這是本發(fā)明的最大特點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明圖I是本發(fā)明高效節(jié)能全自動(dòng)變速系統(tǒng)的組成框圖。圖2是本發(fā)明電子自動(dòng)控制部署示意圖。圖3是本發(fā)明之變速裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3所示P——P剖視示意圖。圖5是圖3所示啟動(dòng)離合裝置R-R剖視示意圖。圖6為8速變速器前4速力的傳遞路線示意圖。；圖7為8速變速器后4通力的傳遞路線示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明所展示的是高效節(jié)能全自動(dòng)變速系統(tǒng)，如圖1、2所示包括電子控制(I)和變速裝置(II)兩大部分。其中變速裝置的電子控制部分(I)，包括由啟動(dòng)離合裝置電磁閥14控制的環(huán)形內(nèi)齒Ia制動(dòng)器的電機(jī)I (EMI)、進(jìn)退檔換向電磁閥12控制的步進(jìn)電機(jī)2 (EM2)、停車(chē)鎖定、解鎖電磁閥10控制的電機(jī)3 (EM3)，還包括自動(dòng)換檔電磁閥11、13、和15所控制的電磁離合器4、
5、6以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(n6)傳感器7、變速器輸出軸轉(zhuǎn)速(n°ut)即車(chē)速傳感器8和節(jié)氣門(mén)位置傳感器9。所述變速裝置(II)其具體結(jié)構(gòu)如圖3所示，其包括啟動(dòng)離合裝置(A)、變速器(B)、進(jìn)退檔換向機(jī)構(gòu)(C)三大部分所述啟動(dòng)離合裝置(A)的各部件除停車(chē)齒輪Ila外均套設(shè)在主軸上，其包括與發(fā) 動(dòng)機(jī)曲軸相連的主動(dòng)部件5a和與變速器(B)相連可將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞給變速器的從動(dòng)部件4a和二者間相互連接的部件2a和3a，還包括套和鍵接在其上的部件6a和10a，6a和IOa間設(shè)有超越離合器8a。所述變速器⑶包括經(jīng)由部件6a傳入轉(zhuǎn)矩的部件7a和傳出轉(zhuǎn)矩并具有不同轉(zhuǎn)速的從動(dòng)部件nb。，部件7a和部件nb。通過(guò)一系列變速齒輪排連接在一起，該一系列變速齒輪排的各入力齒輪排間設(shè)有變速控制裝置；所述變速控制裝置包括電磁離合器及其控制電磁閥。所述進(jìn)退檔換向機(jī)構(gòu)(C)包括主動(dòng)部件Icz與變速器(B)中的從動(dòng)部件4cc分別套設(shè)和固設(shè)在不同的兩根軸(主軸、輸出軸)上，由輸出軸向車(chē)輛的傳動(dòng)橋傳遞前進(jìn)、后退或空擋相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。如圖3、4所示，本具體實(shí)施例中的啟動(dòng)離合裝置A是一行星輪系組成的柔性緩沖裝置，其包括太陽(yáng)輪4a、行星輪2a、環(huán)形齒輪Ia和太陽(yáng)輪兩側(cè)的行星輪架3a、5a(即與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連的所謂主動(dòng)件)，作為主動(dòng)部件左行星輪架5a和作為所述從動(dòng)部件的太陽(yáng)輪4a皆套設(shè)在主軸上，而右行星輪架3a有間隙地套設(shè)在太陽(yáng)輪筒體上，在此間隙中還套設(shè)有與變速器(B)中的入力齒輪Ob,相嚙合的主動(dòng)部件齒輪6a，行星架上設(shè)有4個(gè)行星輪2a，在其外周設(shè)有與之嚙合的環(huán)形內(nèi)齒輪la。根據(jù)需要可在行星齒輪架5a的簡(jiǎn)體段鍵設(shè)用于驅(qū)動(dòng)油泵的主動(dòng)齒輪。啟動(dòng)離合裝置(A)其一端與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連接，另一端通過(guò)所謂發(fā)動(dòng)機(jī)輔助剎車(chē)切換機(jī)構(gòu)與變速器(B)相連，變速器(B)通過(guò)進(jìn)退檔換向機(jī)構(gòu)(C)與輸出軸連接。所述啟動(dòng)離合裝置(A)還包括一個(gè)令環(huán)形內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)或停動(dòng)，從而使太陽(yáng)輪4a轉(zhuǎn)動(dòng)或停動(dòng)的裝置。該裝置如圖4所示，包括具有左、右旋螺紋的螺桿12a和令其轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)EMl，還包括兩個(gè)螺母13a和17a以及搖桿14a和15a和閘塊16a。當(dāng)電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩螺母13a和17a間距離縮短時(shí)，使搖桿14a、15a分別沿順時(shí)針和逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)左、右兩閘塊16a制動(dòng)環(huán)形內(nèi)齒輪la。當(dāng)車(chē)況是空檔N或停車(chē)檔P時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的帶動(dòng)下，本啟動(dòng)離合裝置(A)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，即左、右行星輪架5a和3a轉(zhuǎn)動(dòng)繼而帶動(dòng)行星齒輪2a以及環(huán)形內(nèi)齒輪Ia空轉(zhuǎn)，而太陽(yáng)輪4a不動(dòng)。當(dāng)電機(jī)EMl通電轉(zhuǎn)動(dòng)后，使制動(dòng)閘塊抱緊環(huán)形內(nèi)齒輪la，此時(shí)太陽(yáng)輪4a便轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。所述啟動(dòng)離合裝置(A)還包括一所謂發(fā)動(dòng)機(jī)輔助剎車(chē)切換機(jī)構(gòu),包括鍵套在主軸上的停車(chē)齒輪11a，該齒輪左端支撐在用于輔助剎車(chē)的超越離合器9a上、右端支撐在箱體軸承上。所述超越離合器9a的外圈裝在所謂輔助剎車(chē)用傳力中介環(huán)IOa上。該傳力中介環(huán)左、右兩超越離合器是反向的。所述發(fā)動(dòng)機(jī)輔助剎車(chē)切換機(jī)構(gòu)的動(dòng)作原理及功用如下啟動(dòng)離合原理當(dāng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速山怠速升至10%時(shí)，電機(jī)EMl自動(dòng)驅(qū)動(dòng)使制動(dòng)閘塊抱緊環(huán)形內(nèi)齒輪Ia令其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，因之太陽(yáng)輪4a轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)傳力中介環(huán)IOa轉(zhuǎn)動(dòng)，因其轉(zhuǎn)速大于齒輪6a故超越離合器8a傳遞轉(zhuǎn)矩,通過(guò)傳力中介環(huán)IOa和超越離合器8a帶動(dòng)齒輪6a轉(zhuǎn)動(dòng)，向變速器以至輸出軸輸出轉(zhuǎn)矩，使車(chē)輛前行(或后退)。輔助剎車(chē)原理 當(dāng)司機(jī)抬起油門(mén)踏板時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速降低，而變速機(jī)構(gòu)輸出軸轉(zhuǎn)速卻較大，即主動(dòng)齒輪6a的轉(zhuǎn)速大于太陽(yáng)輪4a亦即傳力中介環(huán)IOa的轉(zhuǎn)速，該環(huán)上的兩個(gè)超速離合器8a、9a隨著轉(zhuǎn)動(dòng)速度快與慢的差異產(chǎn)生不同帶動(dòng)效應(yīng)，其中超速離合器8a不再向主動(dòng)齒輪6a輸送轉(zhuǎn)矩了，傳力中介環(huán)IOa在其上空轉(zhuǎn)，同時(shí)由于選檔機(jī)構(gòu)的主動(dòng)部件Icz與主軸固聯(lián)，故主軸及其上固聯(lián)的停車(chē)齒輪Ila的轉(zhuǎn)速大于傳力中介環(huán)IOa的轉(zhuǎn)速，反向安裝的超速離合器9a便將主軸的轉(zhuǎn)矩回傳給傳力中介環(huán)10a，亦即回傳給太陽(yáng)輪4a阻滯其轉(zhuǎn)動(dòng)即所謂輔助剎車(chē)效應(yīng)。所述變速器(B)包括傳入轉(zhuǎn)矩至控制軸的齒輪(V、傳出轉(zhuǎn)矩的齒輪nbc，在此二者之間設(shè)有一系列變速齒輪排，在變速齒輪排中所有人力齒輪(lbr、2br、3br——nbr)之間設(shè)有變速調(diào)節(jié)裝置，即所謂的電磁離合器(lblc;、lblx)、(2blc>2blx), (3blc,3blx)——(nblc, nblx)及其引線.還包括向電磁離合器供電用的系列電刷環(huán)5bh、5bs和電刷在變速齒輪排中所有的出力齒輪lbc;、2bc;、3bc;、4b。——nbc之間設(shè)有超越離合器lbi、2bi、3bi、4bi——nbc之間設(shè)有超
越離合器Ibl、2bl、3bl、4bl-nbl，使得其間相對(duì)速度較快的出力齒輪可以帶動(dòng)低速出力齒輪
轉(zhuǎn)動(dòng)，即低速檔轉(zhuǎn)速低時(shí)同步轉(zhuǎn)，高轉(zhuǎn)速時(shí)僅高速檔齒輪旋轉(zhuǎn)，低速檔齒輪則空轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。通過(guò)控制入力齒輪與其相鄰的入力齒輪的接合和脫開(kāi)，可使本變速器(B)向輸出軸傳遞多種速度。所述系列變速齒輪排其排數(shù)與變速的檔數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系是4排為8速，5排為16速……n排為2n_i速(參見(jiàn)圖5a、b)，此種齒輪排列數(shù)只受車(chē)體中變速箱所占空間尺寸限制，可盡量多為佳。此外，該變速器(B)中還包括一個(gè)供所述進(jìn)退檔換向機(jī)構(gòu)(C)中的主動(dòng)部件lra傳遞力矩用的超越離合器0bl。所述進(jìn)退檔換門(mén)機(jī)構(gòu)(C)的換向機(jī)構(gòu)如圖3的P—P剖視示意圖所示，其包括兩個(gè)相互嚙合的惰輪3。(1、4。(1及其可繞輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的接柄體在其接柄體長(zhǎng)型槽中設(shè)有步進(jìn)電機(jī)EM2操縱搖臂5ey上的銷(xiāo)軸5ex。隨步進(jìn)電機(jī)EM2轉(zhuǎn)動(dòng)，使惰論3ed或4ed分別與鍵接在輸出軸上的齒輪4。。嚙合，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的前進(jìn)或后退。所述變速器還包括的一停車(chē)鎖定裝置，其包括一個(gè)停車(chē)凸輪和一個(gè)停車(chē)鎖定桿。停車(chē)凸輪由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，而停車(chē)鎖定桿可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在變速箱上。所述停車(chē)鎖定桿呈L型，其兩個(gè)伸出端之一端與所述停車(chē)凸輪接觸，而另一端上具有鎖定齒，隨著凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使該鎖定齒與所述停車(chē)齒輪Ila嚙合鎖定主軸(亦即鎖定輸出軸)，或者脫開(kāi)停車(chē)齒輪解開(kāi)鎖定輸出軸。現(xiàn)僅以4排變速齒輪排的變速工況作為實(shí)施例，詳細(xì)說(shuō)明如下
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),經(jīng)啟動(dòng)離合裝置使齒輪6a轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而帶動(dòng)入力齒輪Oto轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而控制軸及其上固設(shè)的入力齒輪W轉(zhuǎn)動(dòng)，又帶動(dòng)空套在主軸上的出力齒輪lb。轉(zhuǎn)動(dòng)，借助超越離合器lbl、2bl、3bl、4bl使出力齒輪同速旋轉(zhuǎn)，再通過(guò)后面的進(jìn)退檔換向機(jī)構(gòu)(C)中的惰輪3^*4。,將此第一速的轉(zhuǎn)速傳遞給輸出軸，其傳遞路線如圖5a所示的I速狀況。此即為一速工況，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為nel，變速器輸出軸轉(zhuǎn)速I(mǎi)!。-。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速加速到ne2時(shí)，從主動(dòng)齒輪6a、入力齒輪(V、控制軸上固接的入力齒輪Ibr傳出轉(zhuǎn)矩，此時(shí)變速器控制模塊TCM發(fā)出指令，使入力齒輪lbr和人力齒輪2br之間的電磁離合器軛鐵端lbl。的線圈通電與電磁離合器銜鐵端Iblx相吸合，入力齒輪Ibx帶動(dòng)入力齒輪2br轉(zhuǎn)動(dòng)，也因超越離合器。2bl、3bl的存在使出力齒輪3bc;、4b。與2b。同速(即第二速)轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過(guò)后面的進(jìn)退檔換向機(jī)構(gòu)(C)中的隋輪此第二速的轉(zhuǎn)速傳遞給輸出軸，其傳遞路線如圖5a所示的2速狀況。此即為二速工況，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為~2，變速器輸出軸 轉(zhuǎn)速為rw。如此類(lèi)推，按照?qǐng)D6、7之3速、4速、5速、6速、7速、8速的傳動(dòng)路線即可實(shí)現(xiàn)8級(jí)變速。
權(quán)利要求
1.高效節(jié)能全自動(dòng)變速系統(tǒng)(或稱(chēng)機(jī)構(gòu))，它包括有電子控制(I)和變速裝置(II)兩大部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子控制裝置是以發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)和變速箱控制模塊(TCM)為核心，包括發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和車(chē)速等傳感器，以及啟動(dòng)離合裝置電機(jī)、進(jìn)退檔操縱電機(jī)和變速控制單元的電磁離合器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。
所述電子控制裝置，其特征還在于還包括自動(dòng)電控傳感裝置，其具體布置為 在所述啟動(dòng)離合裝置的主動(dòng)部件——行星架的伸出軸上和附近的機(jī)箱上設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速OO傳感器7，用于檢測(cè)TCM事先設(shè)定換檔轉(zhuǎn)速及當(dāng)時(shí)司機(jī)操控的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，而使電磁離合器通斷電實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋；還用于檢測(cè)啟動(dòng)離合裝置中主動(dòng)件的轉(zhuǎn)速與TCM中設(shè)定的啟動(dòng)的轉(zhuǎn)速比較而啟動(dòng)或停止所述外齒圈制動(dòng)機(jī)構(gòu)的電機(jī)，以及啟動(dòng)停車(chē)鎖定裝置電機(jī)使停車(chē)齒輪解鎖； 在所述變速器從動(dòng)部件出力齒輪排的最后一級(jí)齒輪排及其附近機(jī)箱上，設(shè)有變速器輸出軸轉(zhuǎn)達(dá)速(IVlt)亦即車(chē)速傳感器8，用以檢測(cè)TCM操控的自動(dòng)換擋轉(zhuǎn)速； 在所述變速器的停車(chē)齒輪輪及其附近機(jī)箱上，設(shè)有停車(chē)轉(zhuǎn)速傳感器9，用以檢測(cè)停車(chē)信號(hào)以使TCM發(fā)出停車(chē)鎖定指令，使停車(chē)凸輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)鎖定停車(chē)齒輪； 在車(chē)輛的油門(mén)踏板上設(shè)有節(jié)氣門(mén)位置傳感器10。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變速裝置，包括啟動(dòng)離合裝置(A)、變速器(B)、進(jìn)退檔換向機(jī)構(gòu)(C)等三個(gè)部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的啟動(dòng)離合裝置(A)，其特征在于，該裝置實(shí)質(zhì)上是一套行星輪系組成的柔性緩沖減速機(jī)構(gòu)，其包括太陽(yáng)輪4a、行星輪2a、環(huán)形內(nèi)齒輪Ia和太陽(yáng)輪兩側(cè)的行星輪架3a、5a(即與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連的所謂主動(dòng)件)，作為主動(dòng)部件左行星輪架53和作為所述從動(dòng)部件的太陽(yáng)輪4a皆套設(shè)在主軸上，而右行星輪架3a有間隙地套設(shè)在太陽(yáng)輪筒體上，在此間隙中還套設(shè)有與變速器(B)中的入力齒輪Ofc相嚙合的主動(dòng)部件齒輪6a，行星架上設(shè)有4個(gè)行星輪2a，在其外周設(shè)有與之嚙合的環(huán)形內(nèi)齒輪la。在環(huán)形內(nèi)齒輪Ia的外圈設(shè)有可令其停轉(zhuǎn)的由電機(jī)控制的制動(dòng)機(jī)構(gòu)。該制動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一制動(dòng)控制電機(jī)EMl和包括具有左、右旋螺紋的螺桿12a，還包括兩個(gè)螺母133和17a以及搖桿14a、15a和閘塊16a。當(dāng)電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩螺母133和17a間跑離縮短時(shí)，使搖桿14a、15a分別沿順和逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)左、右兩閘塊16a制動(dòng)(或松開(kāi))環(huán)形內(nèi)齒輪la。
當(dāng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由怠速升至10%時(shí)，電機(jī)EMl自動(dòng)驅(qū)動(dòng)使制動(dòng)閘塊抱緊環(huán)形內(nèi)齒輪Ia令其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，因之太陽(yáng)輪4a轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)傳力中介環(huán)IOa轉(zhuǎn)動(dòng)，因其轉(zhuǎn)速大于齒輪6a故超越離合器8a傳遞轉(zhuǎn)矩，通過(guò)傳力中介環(huán)IOa和超越離合器8a帶動(dòng)齒輪6a轉(zhuǎn)動(dòng)，向變速器以至輸出轉(zhuǎn)矩，使車(chē)輛前行(或后退)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的啟動(dòng)離合裝置(A)，其特征還在于還包括發(fā)動(dòng)機(jī)輔助剎車(chē)切換機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括鍵套在主軸上的停車(chē)齒輪Ila，該齒輪左端支撐在用于輔助剎車(chē)的超越高合器\上、右端支撐在箱體軸承上。所述超越離合器9的外圈裝在所謂輔助剎車(chē)用傳力中介環(huán)IOa上。該傳力中介環(huán)左、右兩超越離合器是反向的。
當(dāng)司機(jī)抬起油門(mén)路板時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速降低，而變速機(jī)構(gòu)輸出軸轉(zhuǎn)速卻較大，即主動(dòng)齒輪6a的轉(zhuǎn)速大于太陽(yáng)輪4a亦即傳力中介環(huán)IOa的轉(zhuǎn)速，該環(huán)上的兩個(gè)超速離合器8a、9a隨著轉(zhuǎn)動(dòng)速度快與慢的差異產(chǎn)生不同帶動(dòng)效應(yīng)，其中超速離合器83不再向主動(dòng)齒輪63輸送轉(zhuǎn)矩了，傳力中介環(huán)IOa在其上空轉(zhuǎn)，同時(shí)由于選檔機(jī)構(gòu)的主動(dòng)部件Ira與主軸固聯(lián)，故主軸及其上固聯(lián)的停車(chē)齒輪Ila的轉(zhuǎn)速大于傳力中介環(huán)IOa的轉(zhuǎn)速，反向安裝的超速離合器9a便將主軸的轉(zhuǎn)矩回傳給傳力中介環(huán)IOa，亦即回傳給太陽(yáng)輪4a阻滯其轉(zhuǎn)動(dòng)即所謂輔助剎車(chē)效應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述變速器(B)，其特征在于其包括傳入轉(zhuǎn)矩至控制輪的齒輪(V、傳出轉(zhuǎn)矩的齒輪nb。，在此二者之間設(shè)有一系列變速齒輪排，在變速齒輪排中所有入力齒輪(lbr、2br、3br——nbr)之間設(shè)有變速調(diào)節(jié)裝置，即所謂的電磁離合器(lblc;、lblx)、(2blc;、2blx)、(3bic>3blx)-(nbic>nbix)及其引線 還包括向電磁離合器供電用的系列電刷環(huán)5bh、5bs和電刷在變速齒輪排中所有的出力齒輪lbc;、2bc;、3bc;、4b?！猲b。之間設(shè)有超越離合器lbl、2bl、3bl、4bll-nbl，使得其間相對(duì)速度較快的出力齒輪可以帶動(dòng)低速出力齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，即低速檔轉(zhuǎn)速低時(shí)同步轉(zhuǎn)，高轉(zhuǎn)速時(shí)僅高速檔齒輪旋轉(zhuǎn)，低速檔齒輪則空轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。通過(guò)控制入力齒 輪與其相鄰的人力齒輪的接合和脫開(kāi)，可使本變速器⑶向輸出軸傳遞多種速度。所述系列變速齒輪排其排數(shù)與變速的檔數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系是4排為8速，5排為16速……n排為211-1速(參見(jiàn)圖5a、b)，此種齒輪排列數(shù)只受車(chē)體中變速箱所占空間尺寸限制，可盡量多為佳。
此外，該變速器(B)中還包括一個(gè)供所述進(jìn)退檔換向機(jī)構(gòu)(C)中的主動(dòng)部件Ira傳遞力矩用的超越離合器Obl。
所述變速器還包括獨(dú)立的停車(chē)鎖定裝置，其包括停車(chē)凸輪Ist和一個(gè)停車(chē)鎖定桿lsg。停車(chē)凸輪由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，而停車(chē)鎖定桿可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在變速箱上。所述停車(chē)鎖定桿Isg呈L型，其兩個(gè)伸出端之一端與所述停車(chē)凸輪Ist接觸，而另一端上具有鎖定齒，隨著凸輪Ist的轉(zhuǎn)動(dòng)使該鎖定齒與所述停車(chē)齒輪Ila嚙合鎖定主軸(亦即鎖定輸出軸)，或者脫開(kāi)停車(chē)齒輪解開(kāi)鎖定輸出軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述進(jìn)退換向機(jī)構(gòu)(C)，其特征在于其包括兩個(gè)相互嚙合的惰輪3cd>4cd及其可繞輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的接柄體在其接柄體長(zhǎng)型槽中設(shè)有步進(jìn)電機(jī)EM2操縱搖臂5cy上的銷(xiāo)軸5ex。隨步進(jìn)電機(jī)EM2轉(zhuǎn)動(dòng)，使惰輪3ed或4ed分別與鍵接在輸出軸上的齒輪4。。嚙合，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的前進(jìn)或后退。
全文摘要
本發(fā)明是一種高效節(jié)能全自動(dòng)變速系統(tǒng)，其包括裝置(I)和(II)。電子控制裝置是以發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)和變速箱控制模塊(TCM)為核心，包括發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)位置和轉(zhuǎn)速以及車(chē)速等傳感器、啟動(dòng)離合裝置和進(jìn)退檔操縱機(jī)構(gòu)電機(jī)及變速控制單元的電磁離合器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。變速裝置，包括首尾銜接的啟動(dòng)離合裝置(A)、變速器(B)、進(jìn)退檔換向機(jī)構(gòu)(C)等三個(gè)部分。變速的核心裝置是利用超越離合器特性設(shè)計(jì)的變速齒輪對(duì)，及電磁離合器操控裝置。該傳動(dòng)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)電子自動(dòng)控制，既可減輕駕駛員的精力和體力的消耗，又能自動(dòng)正確啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并自行緩沖起車(chē)、能按發(fā)動(dòng)機(jī)最佳工況要求自動(dòng)切換檔保持經(jīng)濟(jì)車(chē)速、能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)輔助剎車(chē)等，高度節(jié)油。
文檔編號(hào)F16H1/28GK102734458SQ201110090708
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者許鑫垚 申請(qǐng)人:遼寧華勛實(shí)業(yè)有限公司