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Title:
GEAR SHIFT STRUCTURE OF VEHICLE GEARBOX AND GEARBOX
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/021915
Kind Code:
A1
Abstract:
A gear shift structure of a vehicle gearbox and a gearbox. The gear shift structure comprises a transmission shaft (1). A locking block pressure plate (2), a driven plate (3), and a driving gear (4) are successively sleeved on the transmission shaft (1). Both the locking block pressure plate (2) and the driving gear (4) are sleeved on the transmission shaft (1) in a free mode, and the locking block pressure plate (2) is capable of axially sliding along the transmission shaft (1). The driven plate (3) is fixedly connected to the transmission shaft (1) to implement synchronous rotation. Several groups of cylindrical locking blocks (5) extending into penetrating holes of the driven plate are fixedly disposed on an end surface of one side, close to the driven plate (3), of the locking block pressure plate (2). Several groove holes (6) facilitating penetrating of the cylindrical locking blocks are disposed at corresponding positions of the driving gear (4). Gear shifting fork rings (7) used for pushing the locking block pressure plate (2) to slide are disposed at the other end side of the locking block pressure plate (2). A reset spring (8) is disposed between the locking block pressure plate (2) and an end surface of the driven plate.

Inventors:
LIN SHIKAI (CN)
Application Number:
PCT/CN2014/084244
Publication Date:
February 19, 2015
Filing Date:
August 13, 2014
Export Citation:
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Assignee:
LIN SHIKAI (CN)
International Classes:
F16H59/02; F16H63/32
Foreign References:
CN103398167A2013-11-20
CN2294354Y1998-10-14
CN201444744U2010-05-05
CN102182796A2011-09-14
CN101050803A2007-10-10
DE4337279C11995-04-06
Attorney, Agent or Firm:
FUZHOU YUANCHUANG PATENT AND TRADEMARK AGENT LTD. (CN)
福州元创专利商标代理有限公司 (CN)
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Claims:
权利要求书

、 一种车辆变速箱换档结构, 包括传动轴, 其特征在于: 所述传动轴 上依次套设有锁块压盘、 从动盘和主动齿轮, 所述锁块压盘和主动 齿轮均是空套在传动轴上, 且锁块压盘可沿传动轴轴向滑动, 所述 从动盘与传动轴为固定连接以实现同歩转动, 所述锁块压盘靠近从 动盘一侧的端面上固定设有若干组伸入从动盘穿孔内的柱形锁块, 所述主动齿轮相应位置上设有若干个以利柱形锁块穿入的槽孔, 所 述锁块压盘另一端侧设有用于推动锁块压盘滑移的挂档拨叉环, 所 述锁块压盘与从动盘端面间设有复位弹簧。

、 根据权利要求 1所述的车辆变速箱换档结构, 其特征在于: 所述锁 块压盘和主动齿轮均是通过角接触球轴承空套在传动轴上。

、 根据权利要求 1或 2所述的车辆变速箱换档结构, 其特征在于: 所 述复位弹簧套设在柱形锁块上。

、 根据权利要求 1或 2所述的车辆变速箱换档结构, 其特征在于: 所 述从动盘与传动轴通过花键固定连接以实现同歩转动。

、 一种使用权利要求 1所述的车辆变速箱换档结构的变速箱, 包括变 速箱壳体和设在壳体内的输入轴、 第一输出轴、 第二输出轴, 其特 征在于: 所述输入轴上设有摆置方向相对的第一、 第二车辆变速箱 换档结构, 所述第一输出轴上设有摆置方向相对的第三、 第四车辆 变速箱换档结构, 所述第二输出轴上设有摆置方向相对的第五、 第 六车辆变速箱换档结构; 所述第一车辆变速箱换档结构的第一从动 盘与所述第五车辆变速箱换档结构的第五主动齿轮齿轮啮合, 所述 第一车辆变速箱换档结构的第一主动齿轮与位于第五主动齿轮侧端 且固定在第二输出轴上的内齿轮啮合; 所述第二车辆变速箱换档结 构的第二从动盘与所述第六车辆变速箱换档结构的第六主动齿轮齿 轮啮合, 所述第二车辆变速箱换档结构的第二主动齿轮与位于第六 主动齿轮侧端且固定在第二输出轴上的外齿轮啮合; 所述第二车辆 变速箱换档结构的第二从动盘与所述第四车辆变速箱换档结构的第 四主动齿轮啮合; 所述输入轴上的挂档拨叉环为第一挂档拨叉环, 所述第一输出轴上的挂档拨叉环为第二挂档拨叉环, 所述第二输出 轴上的挂档拨叉环为第三挂档拨叉环。

、 根据权利要求 5所述的变速箱, 其特征在于: 所述变速箱壳体内还 设有中间轴, 所述中间轴上设有分别与第一车辆变速箱换档结构的 第一从动盘、 第三车辆变速箱换档结构的第三主动齿轮啮合的中间 齿轮。

、 根据权利要求 5所述的变速箱, 其特征在于: 所述第一、 第二、 第 三挂档拨叉环上分别设有第一、 第二、 第三挂档拨叉, 所述第一、 第二、 第三挂档拨叉上端分别套置在第一、 第二、 第三活塞推杆上, 所述第一、 第二、 第三活塞推杆两端分别伸入两侧的活塞孔道内, 所述活塞孔道与液压主油路之间设有液压换向孔道, 所述液压换向 孔道内穿设有液压换向阀芯, 所述液压换向阀芯上端连接有丝杆螺 母机构, 所述丝杆螺母机构的丝杆由永磁无刷电机驱动。

、 根据权利要求 7所述的变速箱, 其特征在于: 所述活塞推杆端部设 有活塞和套在活塞上的密封圈, 所述活塞推杆端部与活塞孔道座体 之间设有回位弹簧。

、 根据权利要求 8所述的变速箱, 其特征在于: 所述驱动丝杆动作的 永磁无刷电机由两组并联的驱动电路控制, 所述两组并联的驱动电 路由一组 ECU控制。

Description:
车辆变速箱换档结构及变速箱

领域:

本发明涉及一种车辆变速箱换档结构及变速箱 。 背景技术:

目前除了 CVT钢链带无级自动变速箱的工作原理之外,其 它形式的变 速箱(MT手动机械变速箱 、 AT自动变速箱、 AMT自动变速箱、 DSG双离 合器自动变速箱) 都是采用离合器加同歩齿环结构, 输入动力的齿轮与需要 挂入档位的输出动力的齿轮达到同歩时才能挂 入啮合。 所以这些结构形式的 变速箱都属于同歩啮合式汽车变速传动机构。 汽车不同档位之间的齿轮传动 比是不同的, 随着传动比变化由小变大, 不同档位之间的齿轮转速差异变化 也是越来越大 (也就是说任何两个档位之间啮合齿轮的转速 随时都是不同歩 的, 越小传动比的档位和越高传动比的档位之间啮 合齿轮的转速差异越大)。 所以上述几种变速箱档位变化只能够是逐级变 化 (也就是说挂入的档位按照 不同传动比的大小顺序档位逐级增加或减小, 最多只能够越级过一个顺序的 档位挂入, 否则根本挂不进去)。 发明内容:

本发明的目的在于提供一种车辆变速箱换档结 构及变速箱, 该车辆变 速箱换档结构及变速箱挂入档位采用的是异歩 啮合的变速传动结构, 利用 不同档位之间的齿轮转速的差异 (不同歩) 挂入需要的任何档位, 无需考 虑每个档位之间的齿轮转速差异的大小。

本发明车辆变速箱换档结构, 包括传动轴, 其特征在于: 所述传动轴 上依次套设有锁块压盘、 从动盘和主动齿轮, 所述锁块压盘和主动齿轮均 是空套在传动轴上, 且锁块压盘可沿传动轴轴向滑动, 所述从动盘与传动 轴为固定连接以实现同歩转动, 所述锁块压盘靠近从动盘一侧的端面上固 定设有若干组伸入从动盘穿孔内的柱形锁块, 所述主动齿轮相应位置上设 有若干个以利柱形锁块穿入的槽孔, 所述锁块压盘另一端侧设有用于推动 锁块压盘滑移的挂档拨叉环, 所述锁块压盘与从动盘端面间设有复位弹 上述锁块压盘和主动齿轮均是通过角接触球轴 承空套在传动轴上。 上述复位弹簧套设在柱形锁块上。

上述从动盘与传动轴通过花键 34固定连接以实现同歩转动。

本发明变速箱,包括变速箱壳体和设在壳体内 的输入轴、第一输出轴、 第二输出轴, 其特征在于: 所述输入轴上设有摆置方向相对的第一、 第二 车辆变速箱换档结构, 所述第一输出轴上设有摆置方向相对的第三、 第四 车辆变速箱换档结构, 所述第二输出轴上设有摆置方向相对的第五、 第六 车辆变速箱换档结构; 所述第一车辆变速箱换档结构的第一从动盘与 所述 第五车辆变速箱换档结构的第五主动齿轮齿轮 啮合, 所述第一车辆变速箱 换档结构的第一主动齿轮与位于第五主动齿轮 侧端且固定在第二输出轴 上的内齿轮啮合; 所述第二车辆变速箱换档结构的第二从动盘与 所述第六 车辆变速箱换档结构的第六主动齿轮齿轮啮合 , 所述第二车辆变速箱换档 结构的第二主动齿轮与位于第六主动齿轮侧端 且固定在第二输出轴上的 外齿轮啮合; 所述第二车辆变速箱换档结构的第二从动盘与 所述第四车辆 变速箱换档结构的第四主动齿轮啮合; 所述输入轴上的挂档拨叉环为第一 挂档拨叉环, 所述第一输出轴上的挂档拨叉环为第二挂档拨 叉环, 所述第 二输出轴上的挂档拨叉环为第三挂档拨叉环。

上述变速箱壳体内还设有中间轴, 所述中间轴上设有分别与第一车辆 变速箱换档结构的第一从动盘、 第三车辆变速箱换档结构的第三主动齿轮 啮合的中间齿轮。

上述第一、 第二、 第三挂档拨叉环上分别设有第一、 第二、 第三挂档 拨叉, 所述第一、 第二、 第三挂档拨叉上端分别套置在第一、 第二、 第三 活塞推杆上, 所述第一、 第二、 第三活塞推杆两端分别伸入两侧的活塞孔 道内, 所述活塞孔道与液压主油路之间设有液压换向 孔道, 所述液压换向 孔道内穿设有液压换向阀芯, 所述液压换向阀芯上端连接有丝杆螺母机 构, 所述丝杆螺母机构的丝杆由永磁无刷电机驱动 。

上述活塞推杆端部设有活塞和套在活塞上的密 封圈, 所述活塞推杆端 部与活塞孔道座体之间设有回位弹簧。

上述驱动丝杆动作的永磁无刷电机由两组并联 的驱动电路控制, 所述 两组并联的驱动电路由一组 ECU控制。

本发明变速箱的工作原理:

处于空档的变速箱 (如图 2所示) 当需要挂入一档时, 将第二挂档拨 叉环往右侧移动, 第四车辆变速箱换档结构的锁块压盘和锁块也 往右侧移 动, 锁块穿入第四主动齿轮的槽孔内, 在第二从动盘与第四主动齿轮啮合 的情况下使第四从动盘与第四主动齿轮同歩转 动, 而带动第一输出轴转 动, 即实现了一档的输出; 需要退回空挡时, 即只要将第二挂档拨叉环往 左侧移动到中间位即可。

处于空档的变速箱 (如图 2所示) 当需要挂入二档时, 将第三挂档拨 叉环往左侧移动, 第五车辆变速箱换档结构的锁块压盘和锁块也 往左侧移 动, 锁块穿入第五主动齿轮的槽孔内, 在第一从动盘与第五主动齿轮啮合 的情况下使第五从动盘与第五主动齿轮同歩转 动, 而带动第二输出轴转 动, 即实现了二档的输出; 需要退回空挡时, 即只要将第三挂档拨叉环往 右侧移动到中间位即可。

处于空档的变速箱 (如图 2所示) 当需要挂入三档时, 将第三挂档拨 叉环往右侧移动, 第六车辆变速箱换档结构的锁块压盘和锁块也 往右侧移 动, 锁块穿入第六主动齿轮的槽孔内, 在第二从动盘与第六主动齿轮啮合 的情况下使第六从动盘与第六主动齿轮同歩转 动, 而带动第二输出轴转 动, 即实现了三档的输出; 需要退回空挡时, 即只要将第三挂档拨叉环往 左侧移动到中间位即可。

处于空档的变速箱 (如图 2所示) 当需要挂入四档时, 将第一挂档拨 叉环往左侧移动, 第一车辆变速箱换档结构的锁块压盘和锁块也 往左侧移 动, 锁块穿入第一主动齿轮的槽孔内, 在内齿轮与第一主动齿轮啮合的情 况下使第一从动盘与第一主动齿轮同歩转动, 从而带动第二输出轴转动, 即实现了四档的输出; 需要退回空挡时, 即只要将第一挂档拨叉环往右侧 移动到中间位即可。

处于空档的变速箱 (如图 2所示) 当需要挂入五档时, 将第一挂档拨 叉环往右侧移动, 第二车辆变速箱换档结构的锁块压盘和锁块也 往右侧移 动, 锁块穿入第二主动齿轮的槽孔内, 在外齿轮与第二主动齿轮啮合的情 况下使第二从动盘与第二主动齿轮同歩转动, 从而带动第二输出轴转动, 即实现了五档的输出; 需要退回空挡时, 即只要将第一挂档拨叉环往左侧 移动到中间位即可。

处于空档的变速箱 (如图 2所示) 当需要挂入倒档时, 将第二挂档拨 叉环往左侧移动, 第三车辆变速箱换档结构的锁块压盘和锁块也 往左侧移 动, 锁块穿入第三主动齿轮的槽孔内, 在中间齿轮均与第三主动齿轮、 第 一从动盘啮合的情况下, 使第一从动盘带动第三主动齿轮同歩反向转动 , 从而带动第一输出轴反向转动, 即实现了倒档的输出; 需要退回空挡时, 即只要将第三挂档拨叉环往右侧移动到中间位 即可。

本发明车辆变速箱换档结构及变速箱:

( 1 ) 利用轴承 (角接触球轴承或者其它既可以承受轴心力也 以承受径向力 的轴承) 作为主动齿轮与传动轴既安装在同一根轴上又 可以实现空转

(无啮合状态下) 的主要零件。

(2 ) 每个档位由主动齿轮, 从动盘 (或者从动齿轮), 锁块压盘, 一组锁块 等组成。空档时动力传送到主动齿轮上,主动 齿轮和传动轴之间是通过 轴承连接在一起,主动齿轮是与轴承的外圈过 盈配合,传动轴与轴承内 圈也是过盈配合,轴承的内外圈是球滑动,所 以动力无法传送到传动轴 上面,此时主动齿轮是在空转。由于从动盘是 通过内花键与传动轴带外 花键段配合, 所以从动盘是和传动轴连为一体。需要挂入档 位时(即需 要将主动齿轮的动力传送到传动轴上时), 通过挂档拨叉环压紧锁块压 盘上的轴承内圈(此时轴承内圈与转动轴是间 隙配合,可以在传动轴上 移动) 让锁块克服回位弹簧压力后由从动盘向主动齿 轮的方向移动,锁 块前端表面与主动齿轮表面接触并有一定的推 力,一旦锁块被进入主动 齿轮的孔位的导向内, 由于锁块压盘的压力传送到锁块上,此时锁块 即 可随着导向插入主动齿轮的动力传动孔,主动 齿轮与从动盘啮合,动力 即可通过主动齿轮传到从动盘然后再传动轴上 。脱离啮合靠回位弹簧弹 力分离主动齿轮和从动盘的锁块。

(3 ) 主动齿轮, 从动盘都是由相同角度的一组孔位组成, 在保证主动齿轮, 从动盘有可靠的强度情况下,孔位越多啮合时 间越短,从动盘的孔位与 锁块是间隙配合,锁块受回位弹簧作用下回到 脱离啮合时,锁块的前端 还在从动盘的孔位内 (以保证工作的可靠性)

(4) 利用上述结构原理来设计全新的四驱 (或者更多驱动轮) 的 SUV越野 汽车变速传动分动结构。可以实现驱动轮任意 组合转换(既可以全时四 驱, 也可以前两驱, 又可以后两驱), 这样在路面湿滑时可以用全时四 驱(前后驱动轮各 50%的动力分配)。后轮陷入坑里时可以用前驱 , 100 %动力分配到前轮。 前轮陷入坑里面时可以改用后驱, 100%动力传送 到后两轮驱动。 这样就保证 SUV汽车有非常良好的越野性能。

( 5 ) 由于挂档执行机构的元器件由传统自动变速箱 所采用的电磁阀改为高 速无刷直流电机驱动的换向阀,挂档换向原理 由电磁阀得失电吸合分离 改变液压油路转为电机控制双稳态液压换向阀 (即换向阀打开时由电机 通电正转到一定转数换向阀打开接通高压油路 , 然后电机断电截停。换 向阀关闭时电机通电反转到一定转数换向阀关 闭高压油路连通泄压口, 然后电机断电截停)这样汽车自动变速箱液压 路控制的可靠性会大幅 度提高。

(6) 电机驱动控制电路采用双驱动板结构 (一组启用, 另外一组备用), 由 ECU运算输出到驱动控制电路控制电机换向阀, 自测故障并输出故障 码,假如一组驱动控制电路出现故障自行转移 到另外一组备用的驱动控 制电路。 这样就保证整个自动变速箱安全运行可靠。

(7) 全新设计的液压储能罐结构, 结构更简单, 安全可靠。

(8) 彻底抛弃离合器结构作为汽车发动机动力输出 与动力传动系统连接和 脱离缓冲机构。 由于采用锁块作为汽车发动机动力输出和截停 的结构。 所以这种 SKT汽车自动变速箱再也不会出现自动换档执行 元器件工作 正常而挂不上档位或者脱档的故障。

(9) 动力输出采用固定传动比的齿轮对啮合传动输 出动力。 没有采用例如 AT汽车自动变速箱的液力耦合器 (这种广泛使用的汽车自动变速箱有 11 %〜 17 %的动力要被耦合器损耗掉), 也没有采用 AMT汽车自动变 速箱、 DSG双离合器汽车自动变速箱的由于离合器结构 。 因为离合器 结构中离合器片的磨损打滑也会损耗一部分动 力。 CVT钢链带传动无 级变速箱由于打滑等原因也会损耗一定的动力 (这种钢链带传动自动变 速箱自 1899年问世, 有一百多年的历史。 最早由荷兰人范,多尼斯 VanDoorne's发明。 由于先天的结构缺陷, 无法承受大扭矩动力传送, 只能在小功率发动机上作为动力变速传送机构 ,最广泛运用是女士摩托 车上的胶带介质无级变速箱)。这种 SKT汽车自动变速箱继承了 MT手 动汽车变速箱的动力直接输出的优点, 最大保证动力强劲输出, 比 MT 手动变速箱动力输出分配更优化。反应时间更 短(异歩啮合挂档保证了 更短挂档时间和更可靠齿轮啮合)。

( 10) 本发明变速箱可以实现真正意义上的手动加自 动一体变速箱, 只要 稍加设置一个转换按钮,就可以转换成手动变 速箱, 即使对换档不熟悉 的新手,也会熟练操纵。因为无需考虑是否可 以挂入啮合和档位顺序问 题。 附图说明- 图 1是本发明车辆变速箱换档结构的构造示意图

图 2是主动齿轮侧视图;

图 3是从动盘截面图;

图 4是本发明变速箱的构造示意图;

图 5是倒档传输原理图;

图 6是第一、 第二输出轴动力输出工作原理图;

图 7是液压驱动换挡拨叉工作原理图;

图 8a是液压控制结构示意图;

图 8b是图 8俯视图;

图 9是控制电路原理图;

图 10是液压控制工作原理图;

图 11是储能罐的构造示意图。 具体实施方式- 本发明车辆变速箱换档结构, 包括传动轴 1, 所述传动轴 1上依次套 设有锁块压盘 2、 从动盘 3和主动齿轮 4, 所述锁块压盘 2和主动齿轮 4 均是空套在传动轴 1上, 锁块压盘 2可沿传动轴 1轴向滑动, 所述从动 盘 3与传动轴 1为固定连接以实现同歩转动, 所述锁块压盘 2靠近从动盘 3一侧的端面上固定设有若干组伸入从动盘穿 内的柱形锁块 5, 所述主 动齿轮 4相应位置上设有若干个以利柱形锁块穿入的 孔 6, 所述锁块压 盘 2另一端侧设有用于推动锁块压盘 2滑移的挂档拨叉环 7, 所述锁块压 盘 2与从动盘端面间设有复位弹簧 8 (如图 1所示)。

为了设计合理, 上述锁块压盘和主动齿轮均是通过角接触球轴 承 9空 套在传动轴上。

为了设计合理, 上述复位弹簧 8套设在柱形锁块 5上。

上述从动盘 3与传动轴 1通过花键固定连接以实现同歩转动。

上述主动齿轮 4外圈齿与内圈轴承之间分布着中心间隔 60度的 6个孔 位 (如图 2、 3所示), 这 6个孔位有一定的角度导向角度和 6个相同中心的 锁块配合 (锁块前端也有一定角度的导向倾角), 当锁块 5压向主动齿轮时, 锁块前端与主动齿轮表面接触, 一旦锁块进入主动齿轮的导向孔内时, 受锁 块压盘推力作用, 锁块会被快速入位锁紧, 完成主动齿轮与从动盘的啮合过 程。 实验测试证明从动盘静止不动的情况下输入轴 达到 4000转 /分钟的时候 (意味着达到一台发动机的最大扭矩时的转速 , 瞬间可以挂入 4档或者 5 档。 即使再高的转速情况下, 锁块也能够从容和主动齿轮啮合。 这样测试结 果表面使用这种汽车自动变速箱可以实现任意 档位变换。

本发明变速箱, 包括变速箱壳体和设在壳体内的输入轴 9、 第一输出轴 10、 第二输出轴 11, 所述输入轴 9上设有摆置方向相对的第一、 第二车辆变 速箱换档结构 12、 13, 所述第一输出轴 10上设有摆置方向相对的第三、 第 四车辆变速箱换档结构 14、 15, 所述第二输出轴 11上设有摆置方向相对的 第五、 第六车辆变速箱换档结构 16、 17 ; 所述第一车辆变速箱换档结构 12 的第一从动盘 1201与所述第五车辆变速箱换档结构 16的第五主动齿轮 1602 齿轮啮合, 所述第一车辆变速箱换档结构 12的第一主动齿轮 1202与位于第 五主动齿轮 16侧端 固定在第二输出轴 11上的内齿轮 18啮合;所述第二车 辆变速箱换档结构 13的第二从动盘 1301与所述第六车辆变速箱换档结构 17 的第六主动齿轮齿轮 1702啮合, 所述第二车辆变速箱换档结构 12的第二主 动齿轮 1202与位于第六主动齿轮 1702侧端且固定在第二输出轴 11上的外齿 轮 19啮合;所述第二车辆变速箱换档结构 13的第二从动盘 1301与所述第四 车辆变速箱换档结构 15的第四主动齿轮 1502啮合; 所述输入轴 9上的挂档 拨叉环为第一挂档拨叉环 701, 所述第一输出轴 10上的挂档拨叉环为第二挂 档拨叉环 702,所述第二输出轴 11上的挂档拨叉环为第三挂档拨叉环 703 (如 图 4所示)。

为了实现倒档功能, 上述变速箱壳体内还设有中间轴 20, 所述中间轴 20上设有分别与第一车辆变速箱换档结构的第 从动盘 1201、 第三车辆 变速箱换档结构的第三主动齿轮 1402啮合的中间齿轮 21(如图 4、5所示)。

为了实现挂档功能以及实现双稳态油压控制 (如图 7、 8所示), 上述 第一、 第二、 第三挂档拨叉环 701、 702、 703上分别设有第一、 第二、 第 三挂档拨叉 2201、 2202、 2203, 所述第一、 第二、 第三挂档拨叉上端分别 套置在第一、 第二、 第三活塞推杆 2301、 2302、 2303上, 所述第一、 第 二、 第三活塞推杆两端分别伸入两侧的活塞孔道 24内, 所述活塞孔道 24 与液压主油路 25之间设有液压换向孔道 26,所述液压换向孔道 26内穿设 有液压换向阀芯 27, 所述液压换向阀芯 27上端连接有丝杆螺母机构 28, 所述丝杆螺母机构的丝杆 29由永磁无刷电机 30驱动。 该电机具体为稀土 永磁无刷三相直流微型电机。

测试试验结果证明稀土永磁无刷三相直流微型 电机浸泡在汽车变速 箱油里面工作更可靠。 由于充分润滑将大幅度提高电机轴承的使用寿 命。 这种电机没有换向电刷。 转子采用稀土永磁体, 电机虽小, 功率达到普通 电机的好几倍那么大。 额定转速达到 12000转 /分钟, 每次工作时间 30毫 秒截停。 以电机可靠性运行时间除于每次运行所需要的 时间 (这还不考虑 浸泡在变速箱油良好的润滑效果情况下), 所得出的结果是在每部汽车的 使用寿命期之内电机几乎不会损坏。 采用双驱动电路并加于每次启动进行 故障检测以及即使遇到故障也可以自动转换驱 动控制电路。 三相直流驱动 控制电路本身对短时间运行可靠性就会成几何 级的倍数增加。 再采用双驱 动控制电路, 这样整个运行控制电路可靠性将大幅度得以提 升。 为了较好密封性, 上述活塞推杆端部设有活塞 31和套在活塞上的密 封圈 32, 所述活塞推杆端部与活塞孔道座体之间设有回 位弹簧 33。

在工作时, 稀土永磁无刷三相直流微型电机接收到驱动信 号, 即开始 正转几十毫秒后停止, 在此过程中驱动丝杆动作, 丝杆带动其下端的液压 换向阀芯 27先上移动, 使主油路与液压换向孔道 26连通, 主油路的油压 即推动活塞 31及活塞推杆动作, 活塞推杆带动挂档拨叉和挂档拨叉环移 动, 即实现了挂档, 由于电机每次转动时间很短 (几十毫秒), 对电机不 会造成任何影响 (通常该电机的使用寿命为几十万小时), 因此在整车寿 命内, 该电机均不会因为疲劳损坏。 以往变速箱挂档时必须保持电磁阀的 通电, 才能保证挂档到一定档位, 即在行车过程中均有某个档位的电磁阀 处于工作状态,从而由于电磁阀的持续工作, 容易造成电磁阀的疲劳损坏。 本发明的该液压控制结构, 完全克服了现有的该缺陷, 使液压控制稳定可 靠, 且使用寿命大大延长。

为了实现稳定控制, 上述驱动丝杆 29动作的永磁无刷电机 30由两组 并联的驱动电路 31控制, 所述两组并联的驱动电路由一组 ECU控制。

使用者挂档时, 由 ECU同时给驱动电路驱动电机的信号, 在第一驱动 电路没有故障时, 即由第一驱动电路执行驱动永磁无刷电机 30的动作, 当第一驱动电路出故障时, 即由第二驱动电路执行驱动永磁无刷电机 30 的动作, 实现了执行动作的双保障。

本发明变速箱倒档中间齿轮后端连接着一个液 压油泵,汽车发动机一启 动就会带动变速箱输入轴转动, 而倒档中间齿轮和输入轴是常啮合的 (见图 5: 倒档传输原理图)。 液压泵排量选型可以在 0.5〜1, 75排量之间 (排量越 大油量越多, 油压上升越快。 以 1.75排量的的齿轮泵为例, 齿轮泵主轴只要 转动十转油压就可以达到挂档所需的压力, 蓄能之后都是通过溢流阀溢流泄 压),液压泵出口安装一个单向阀,防止一旦 发动机熄火油压通过液压泵泄压。 储能罐进油口安装一个反向的单向阀,(设定 一定数值的压力可以打开阀体开 始储能), 当主油道压力达到工作压力之后打开储能罐开 始蓄能,储能罐内安 装一个溢流阀, 溢流阀设定一定数值的溢流压力, 一旦储能罐压力超过这个 数值, 油压就开始泻掉, 使能罐压力维持在设定的参数值, 储能罐还安装另 外一个单向阀作为一旦主油道油压低于工作压 力时, 向主油道提供足够的压 力, 储能罐结构 (参见图 11 ), 储能罐是由罐体、 活塞油封、 弹簧组成。 与 之连接的基座上安装有两个单向阀和一个溢流 阀, 并有油封与基座锁紧。 当 主油道油压超过设定的单向阀蓄能压力时打开 单向阀开始油压进入储能罐推 动活塞, 活塞克服弹簧压力向后运动, 这时开始蓄能。 储能罐体后端有一孔 位, 假如发生活塞油封不好漏油泄压的情况下, 液压油可以通过孔位进出保 持后端标准压力, 不开孔位一旦漏油, 压力油淤积在活塞的另外一端使整个 储能罐就会失效。

本发明汽车自动变速箱壳体铝镁合金压铸、 成型加工后组合成为壳体。 由前壳体, 中壳体。 后壳体。 上盖四个部分组合而成。 外体形状基本与其它 形式的变速箱没有太大的差异。

本发明汽车自动变速箱壳体与发动机的连接固 定结构以及与汽车车身连 接固定结构和其它形式的汽车自动变速箱连接 固定结构原理没有太大的差 计。

本发明汽车自动变速箱 P档 (驻停车档) 结构与其它形式的汽车自动变 速箱 P档 (驻停车档) 结构工作原理基本是一致的。 没有太大的差异。

本发明汽车自动变速箱差速器结构 (以前驱为例) 与其它形式的汽车自 动变速箱动力输出的差速器结构和工作原理基 本是一致的, 也不存在太大的 左计。

本发明汽车自动变速箱电脑 (ECU) 自动控制换档的程序计算所需要的 信号以及输入的参数值 (如节气门位置传感器参数值、 曲轴位置传感器参数 值、 里程表速度传感器参数值、 刹车踏板位置传感器参数值等) 与其它形式 的汽车自动变速箱自动控制换档的程序计算所 要求的信号参数值基本是一致 , 没有太大的差异。

本发明变速箱的工作原理:

处于空档的变速箱 (如图 2所示) 当需要挂入一档时, 将第二挂档拨 叉环往右侧移动, 第四车辆变速箱换档结构的锁块压盘和锁块也 往右侧移 动, 锁块穿入第四主动齿轮的槽孔内, 在第二从动盘与第四主动齿轮啮合 的情况下使第四从动盘与第四主动齿轮同歩转 动, 而带动第一输出轴转 动, 即实现了一档的输出; 需要退回空挡时, 即只要将第二挂档拨叉环往 左侧移动到中间位即可。

处于空档的变速箱 (如图 2所示) 当需要挂入二档时, 将第三挂档拨 叉环往左侧移动, 第五车辆变速箱换档结构的锁块压盘和锁块也 往左侧移 动, 锁块穿入第五主动齿轮的槽孔内, 在第一从动盘与第五主动齿轮啮合 的情况下使第五从动盘与第五主动齿轮同歩转 动, 而带动第二输出轴转 动, 即实现了二档的输出; 需要退回空挡时, 即只要将第三挂档拨叉环往 右侧移动到中间位即可。

处于空档的变速箱 (如图 2所示) 当需要挂入三档时, 将第三挂档拨 叉环往右侧移动, 第六车辆变速箱换档结构的锁块压盘和锁块也 往右侧移 动, 锁块穿入第六主动齿轮的槽孔内, 在第二从动盘与第六主动齿轮啮合 的情况下使第六从动盘与第六主动齿轮同歩转 动, 而带动第二输出轴转 动, 即实现了三档的输出; 需要退回空挡时, 即只要将第三挂档拨叉环往 左侧移动到中间位即可。

处于空档的变速箱 (如图 2所示) 当需要挂入四档时, 将第一挂档拨 叉环往左侧移动, 第一车辆变速箱换档结构的锁块压盘和锁块也 往左侧移 动, 锁块穿入第一主动齿轮的槽孔内, 在内齿轮与第一主动齿轮啮合的情 况下使第一从动盘与第一主动齿轮同歩转动, 从而带动第二输出轴转动, 即实现了四档的输出; 需要退回空挡时, 即只要将第一挂档拨叉环往右侧 移动到中间位即可。 处于空档的变速箱 (如图 2所示) 当需要挂入五档时, 将第一挂档拨 叉环往右侧移动, 第二车辆变速箱换档结构的锁块压盘和锁块也 往右侧移 动, 锁块穿入第二主动齿轮的槽孔内, 在外齿轮与第二主动齿轮啮合的情 况下使第二从动盘与第二主动齿轮同歩转动, 从而带动第二输出轴转动, 即实现了五档的输出; 需要退回空挡时, 即只要将第一挂档拨叉环往左侧 移动到中间位即可。

处于空档的变速箱 (如图 2所示) 当需要挂入倒档时, 将第二挂档拨 叉环往左侧移动, 第三车辆变速箱换档结构的锁块压盘和锁块也 往左侧移 动, 锁块穿入第三主动齿轮的槽孔内, 在中间齿轮均与第三主动齿轮、 第 一从动盘啮合的情况下, 使第一从动盘带动第三主动齿轮同歩反向转动 , 从而带动第一输出轴反向转动, 即实现了倒档的输出; 需要退回空挡时, 即只要将第三挂档拨叉环往右侧移动到中间位 即可。

本发明车辆变速箱换档结构及变速箱:

( 1 ) 利用轴承 (角接触球轴承或者其它既可以承受轴心力也 以承受径向力 的轴承) 作为主动齿轮与传动轴既安装在同一根轴上又 可以实现空转

(无啮合状态下) 的主要零件。

(2) 每个档位由主动齿轮, 从动盘 (或者从动齿轮), 锁块压盘, 一组锁块 等组成。空档时动力传送到主动齿轮上,主动 齿轮和传动轴之间是通过 轴承连接在一起,主动齿轮是与轴承的外圈过 盈配合,传动轴与轴承内 圈也是过盈配合,轴承的内外圈是球滑动,所 以动力无法传送到传动轴 上面,此时主动齿轮是在空转。由于从动盘是 通过内花键与传动轴带外 花键段配合, 所以从动盘是和传动轴连为一体。需要挂入档 位时(即需 要将主动齿轮的动力传送到传动轴上时), 通过挂档拨叉环压紧锁块压 盘上的轴承内圈(此时轴承内圈与转动轴是间 隙配合,可以在传动轴上 移动) 让锁块克服回位弹簧压力后由从动盘向主动齿 轮的方向移动,锁 块前端表面与主动齿轮表面接触并有一定的推 力,一旦锁块被进入主动 齿轮的孔位的导向内, 由于锁块压盘的压力传送到锁块上,此时锁块 即 可随着导向插入主动齿轮的动力传动孔,主动 齿轮与从动盘啮合,动力 即可通过主动齿轮传到从动盘然后再传动轴上 。脱离啮合靠回位弹簧弹 力分离主动齿轮和从动盘的锁块。

(3 ) 主动齿轮, 从动盘都是由相同角度的一组孔位组成, 在保证主动齿轮, 从动盘有可靠的强度情况下,孔位越多啮合时 间越短,从动盘的孔位与 锁块是间隙配合,锁块受回位弹簧作用下回到 脱离啮合时,锁块的前端 还在从动盘的孔位内 (以保证工作的可靠性)

(4) 利用上述结构原理来设计全新的四驱 (或者更多驱动轮) 的 SUV越野 汽车变速传动分动结构。可以实现驱动轮任意 组合转换(既可以全时四 驱, 也可以前两驱, 又可以后两驱), 这样在路面湿滑时可以用全时四 驱(前后驱动轮各 50%的动力分配)。后轮陷入坑里时可以用前驱 , 100 %动力分配到前轮。 前轮陷入坑里面时可以改用后驱, 100%动力传送 到后两轮驱动。 这样就保证 SUV汽车有非常良好的越野性能。

( 5 ) 由于挂档执行机构的元器件由传统自动变速箱 所采用的电磁阀改为高 速无刷直流电机驱动的换向阀,挂档换向原理 由电磁阀得失电吸合分离 改变液压油路转为电机控制双稳态液压换向阀 (即换向阀打开时由电机 通电正转到一定转数换向阀打开接通高压油路 , 然后电机断电截停。换 向阀关闭时电机通电反转到一定转数换向阀关 闭高压油路连通泄压口, 然后电机断电截停)这样汽车自动变速箱液压 路控制的可靠性会大幅 度提高。

(6) 电机驱动控制电路采用双驱动板结构 (一组启用, 另外一组备用), 由 ECU运算输出到驱动控制电路控制电机换向阀, 自测故障并输出故障 码,假如一组驱动控制电路出现故障自行转移 到另外一组备用的驱动控 制电路。 这样就保证整个自动变速箱安全运行可靠。

(7) 全新设计的液压储能罐结构, 结构更简单, 安全可靠。 (8) 彻底抛弃离合器结构作为汽车发动机动力输出 与动力传动系统连接和 脱离缓冲机构。 由于采用锁块作为汽车发动机动力输出和截停 的结构。 所以这种 SKT汽车自动变速箱再也不会出现自动换档执行 元器件工作 正常而挂不上档位或者脱档的故障。

(9) 动力输出采用固定传动比的齿轮对啮合传动输 出动力。 没有采用例如 AT汽车自动变速箱的液力耦合器 (这种广泛使用的汽车自动变速箱有 11 %〜 17 %的动力要被耦合器损耗掉), 也没有采用 AMT汽车自动变 速箱、 DSG双离合器汽车自动变速箱的由于离合器结构 。 因为离合器 结构中离合器片的磨损打滑也会损耗一部分动 力。 CVT钢链带传动无 级变速箱由于打滑等原因也会损耗一定的动力 (这种钢链带传动自动变 速箱自 1899年问世, 有一百多年的历史。 最早由荷兰人范,多尼斯 VanDoorne's发明。 由于先天的结构缺陷, 无法承受大扭矩动力传送, 只能在小功率发动机上作为动力变速传送机构 ,最广泛运用是女士摩托 车上的胶带介质无级变速箱)。这种 SKT汽车自动变速箱继承了 MT手 动汽车变速箱的动力直接输出的优点, 最大保证动力强劲输出, 比 MT 手动变速箱动力输出分配更优化。反应时间更 短(异歩啮合挂档保证了 更短挂档时间和更可靠齿轮啮合)。

( 10) 本发明变速箱可以实现真正意义上的手动加自 动一体变速箱, 只要 稍加设置一个转换按钮,就可以转换成手动变 速箱, 即使对换档不熟悉 的新手,也会熟练操纵。因为无需考虑是否可 以挂入啮合和档位顺序问 题。

本发明汽车自动变速箱(以 5前进档 JS13A型号为例)各档位之间的最 终传动比值(含差速器的减速比): 倒档 8.252 1档 9.038 2档 4.239 3档 3.47 4档 2.557 5档 1.954 当然这款自动变速箱可以根据不同厂家的发动 机、 排量的大小、 车型、 汽车总装厂家的要求调整各档位之间的最终传 动比 值。 也可以根据要求增减档位。 以上所述仅为本发明的较佳实施例, 凡依本发明申请专利范围所做的 均等变化与修饰, 皆应属本发明的涵盖范围。