变速控制方法及变速机构

技术领域

本发明涉及一种变速机构及变速控制方法， 尤其涉及一种有级自动变速机构。

背景技术

自动变速器是汽车发展应用的重要零部件， 在为驾驶者提供便利的同时， 也为乘客提 供良好的舒适性， 同时可以保护车辆的动力部件， 延长使用寿命。 自动变速器的应用可以 大幅度简化驾驶操作， 所以自动变速器是汽车普及的关键部件。

汽车产业经过一百多年的发展， 人们发明了 AT (液压自动变速箱）、 CVT (传动比连续 变化变速箱）、 AMT (自动化控制机械变速器）， 近几年， 由于能源问题的影响， AT使用的 液力变矩器传动效率低， 严重影响了 AT的发展， 人们纷纷转向发展 CVT、 AMT。

由于 CVT属于摩擦传动， 其传递扭矩和耐用性是最大的应用障碍， 所以， 目前主要用 于小排量乘用车， 虽然少数高档大排量车也有应用， 但市场反馈 CVT的问题很多， 导致一 些著名的汽车厂商不再继续使用。

AMT结构简单， 成本低， 传动效率高， 但是换档过程中需要较长时间的动力传递中断 ， 所以舒适性较差。 为了解决动力中断问题， 人们发明了双离合器结构的变速箱 DCT， DCT 使用两个离合器分别支持变速箱的奇数档和偶 数档换档， 换档过程只是两个离合器的切换 过程， 速度快， 解决了 AMT的固有缺陷， 并实现了高效传动， 但带来了结构复杂、 成本高， 等问题， 同时仍然存在摩檫离合器控制难度大的问题。

除了 CVT外， 上述的所有变速器在换档过程中都存在短时间 的动力中断， 以防止传动 干涉和保护换档转换零件。 所以， 发明一种传动效率高、 结构简单、 成本低且能无动力中 断换档的自动变速器成为人们的愿望。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法简便、 易于控制的变速控制方法， 它能够在无动力中断 的情形下实现动力传递的通断切换和改变传递 的动力大小。

本变速控制方法， 包括泵， 所述泵具有吸液通道、排液通道、作相对运动 的工作部件， 相对运动的工作部件之间形成工作容积， 工作部件的相对运动造成工作容积周期性地增 大 和缩小而通过吸液通道吸入流体和通过排液通 道排出流体， 并靠工作部件的挤压而使排出 流体的压力能增加； 其特征是： 一部分工作部件连接在输入部件上， 另一部分工作部件连 接在输出部件上， 通过改变泵流量大小而改变一部分工作部件相 对于另一部分工作部件的 运动状况。

本发明同时还提供一种体积小、 易于控制、 操作简单的变速机构， 它能够在无动力中 断的情形下实现动力的传递的通断切换和改变 传递的动力大小。

本变速机构， 包括至少一个泵， 所述泵具有吸液通道、 排液通道、 作相对运动的工作 部件， 相对运动的工作部件之间形成工作容积， 工作部件的相对运动造成工作容积周期性 地增大和缩小而通过吸液通道吸入流体和通过 排液通道排出流体， 并靠工作部件的挤压而 使排出流体的压力能增加； 其特征是： 泵的一部分工作部件连接在输入部件上， 泵的另一 部分工作部件连接在输出部件上， 它还包括设置在吸液通道或 /和排液通道上的流量控制 装置。

作为对上述变速机构的改进， 所述泵为齿轮泵， 工作部件包括泵体、 相啮合的中心齿 轮和行星齿轮； 中心齿轮转动设置在泵体上； 行星齿轮空套在行星齿轮轴上， 行星齿轮轴 支撑在泵体上； 中心齿轮和泵体中的一个连接在输入部件上， 另一个连接在输出部件上。

其中， 优选所述齿轮泵为两个； 输出部件为一输出轴； 输出轴穿过两个泵的中心齿轮 及泵体； 输入部件包括一输入轴、 两个传动机构、 空套在输出轴上的两个传动轮， 两个传 动轮分别通过两个传动机构与输入轴相连； 两个传动机构的传动比不同； 对于任意一个泵 的中心齿轮和泵体来说， 中心齿轮空套在输出轴上并与一个传动轮固定 连接、 输出轴在周 向与泵体固定连接， 或者， 泵体空套在输出轴上并与一个传动轮固定连接 、 输出轴在周向 与中心齿轮固定连接。

所述齿轮泵的泵体外周具有一个油环， 油环与泵体转动连接； 油环的内周面上开有环 形的进液环道、 出液环道； 设置在泵体上的吸液通道、 排液通道分别与进液环道、 出液环 道相通； 油环上设置与进液环道、 出液环道相通的进液通路、 出液通路； 两个流量控制装 置分别设置在进液通路和出液通路上。 最好， 它还包括与流量控制装置并联设置在进液通 路和出液通路上的、 只允许流体流入泵内的单向阀。

所述齿轮泵中的行星齿轮为二个或二个以上， 均布在中心齿轮的周边。

作为对上述变速机构的改进， 所述泵为叶片泵， 工作部件包括定子、 转子、 设置在转 子上的叶片； 转子轴和定子中的一个连接在输入部件上， 另一个连接在输出部件上。例如， 所述定子为泵体， 转子轴与作为输入部件的输入轴相连， 泵体与作为输出部件的输出齿轮 相连。

作为对上述变速机构的改进， 所述泵为齿轮泵， 工作部件包括泵体、 相啮合的中心齿 轮和行星齿轮； 中心齿轮轴与带动其转动的输入部件相连， 行星齿轮轴支撑在泵体上， 行 星齿轮轴设置在作为输出部件的输出齿轮的端 面上， 输出齿轮空套在与中心齿轮同轴的转 轴上。 作为对上述变速机构的改进， 所述泵为转子泵， 工作部件包括泵体、 外转子、 位于外 转子内的内转子； 内转子轴和泵体中的一个与输入部件相连， 另一个与输出部件相连。 例 如， 内转子轴与作为输入部件的输入轴相连， 泵体与作为输出部件的输出齿轮相连。

作为对上述变速机构的改进， 所述泵的外周具有一个油环， 油环与泵转动连接； 油环 的内周面上开有环形的进液环道、 出液环道； 泵的吸液通道、 排液通道分别与进液环道、 出液环道相通； 油环上设置与进液环道、 出液环道相通的进液通路、 出液通路； 两个流量 控制装置分别设置在进液通路和出液通路上。 最好， 它还包括与流量控制装置并联设置在 进液通路和出液通路上的、 只允许流体流入泵内的单向阀。

本发明的变速控制方法或变速机构完全不同于 现有技术。 下面说明本发明的工作原 理。

泵是一种现有产品， 具有吸液通道、 排液通道、 作相对运动的工作部件。 泵的相对运 动的工作部件之间形成工作容积， 它是依靠工作部件的相对运动造成工作容积周 期性地增 大和缩小而通过吸液通道吸入流体和通过排液 通道排出流体（液体或气体） ， 并靠工作部 件的挤压而使排出流体的压力能增加。

例如，外啮合齿轮泵，它主要由装在壳体内的 一对啮合的齿轮（中心齿轮和行星齿轮) 所组成， 齿轮两侧有端盖， 壳体、 端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多密封工作 腔 （工作 容积）。 当齿轮旋转时， 两个齿轮一侧的吸油腔由于相互啮合的轮齿逐 渐脱开， 密封工作 容积逐渐增大， 形成部分真空， 因此油液在外界大气压力的作用下， 经吸液通道进入吸油 腔， 将齿间槽充满， 并随着齿轮旋转， 把油液带到两个齿轮另一侧的压油腔内。 在压油区 一侧， 由于轮齿在这里逐渐进入啮合， 密封工作腔的容积不断减小， 油液便被挤出去， 从 压油腔输送到排液通道（压力管路） 中去。 齿轮泵的工作部件主要包括壳体、 端盖、 中心 齿轮和行星齿轮。

又如叶片泵， 它主要由泵体、 定子（内腔型线）、 转子、 叶片、 配油盘组成。 定子一般 是泵体的内腔型线。 转子外周有若干叶槽， 内有叶片。 配油盘在定子和转子两侧， 盘上有 吸液通道和排液通道， 在定子、转子、 叶片和配油盘之间形成若干个工作腔（工作容 积）。 转子在定子内旋转时， 叶片受离心力及液压力作用下， 外端顶在定子内壁上， 并在叶槽内 往复滑动。 叶片由短转向长半径时，叶片间工作容积增大 ， 压力降低， 经配油盘的吸液通 道吸油。 叶片由长转向短半径时，叶片间工作容积减小 ， 经配油盘的排液通道排油。 叶片 泵的工作部件包括泵体、 定子、 转子、 配油盘、 叶片等。

再如转子泵， 它主要包括泵体、 外转子、 位于外转子内的内转子。 内转子轴带动内转 子旋转， 内转子带动外转子转动。 由于在内、 外转子齿形齿廓线的设计上使得内、 外转子 转到任何位置时， 内、外转子的每一个齿的齿形齿廓线上总能相 互保持点接触状态；这样， 内、 外转子和泵体之间便形成四个工作腔 （工作容积）。 当某一个工作腔从吸液通道转过 时， 容积增大， 产生真空， 流体从吸液通道被吸入工作腔； 随着内、 外转子的继续转动， 该工作腔转到与排液通道相通的位置时， 容积变小，液压升高， 流体经被压入排液通道中。 转子泵的工作部件主要包括泵体、 外转子、 内转子。

我们知道， 流体具有不可压缩性。 如果我们把一部分工作部件连接在传动的输入 部件 上， 另一部分工作部件连接在传动的输出部件上， 通过改变泵的流量， 即可改变输入部件 与输出部件的相对运动状况。 例如， 当排液通道的流量为零 （将排液通道完全堵塞）， 泵 不能排油， 泵的工作容积不能改变， 工作部件也就不能相对运动， 输入部件与输出部件就 不能相对运动， 实现从输入部件到输出部件的完全动力传递。

当排液通道完全打开， 排液通道的流量不受限制时， 泵可以自由排油， 工作容积不断 变化而吸排油， 泵的工作部件任意相对运动， 输入部件与输出部件可自由相对运动， 实现 了从输入部件到输出部件的无动力传递。

当排液通道处于完全堵塞与完全打开的中间状 态时， 排液通道有一定的流量， 此时， 由于油不能顺利通过泵而在泵内产生一定的压 力， 导致泵的工作部件之间产生作用力， 在 输入部件和输出部件之间即产生作用力， 从而使输入部件与输出部件之间有一定的动力 传 递。 排液通道的流量越小， 传递的动力越大， 这即是部分动力传递模式。

本发明通过控制泵的流量大小而改变输入部件 与输出部件的运动状况和动力传递状 况， 简单易行， 易于控制， 可用于任何机械传动变速、 离合等机构中， 如车辆变速机构、 机床变速机构等。 本发明可以在任何情况下实现动力切换， 而不需要使用同步器、 离合器 等辅助机构， 解决了传动控制中的动力中断、 动力损耗大等问题， 切换快速平稳， 并且完 全不使用摩擦材料， 保护环境。

附图说明

图 1是本发明实施例 1的一种变速机构示意图。

图 2是图 1的右视示意图。

图 3是本发明实施例 2的一种变速机构示意图。

图 4是本发明实施例 3的一种变速机构示意图。

图 5是本发明实施例 4的变速箱的总体示意图。

图 6是图 5的爆炸图。

图 7是实施例 4中的输入轴、 齿轮泵、 输出轴等零部件的一种连接关系示意图。 图 8是图 7中的 A-A剖视示意图。

图 9是图 7中的 B-B剖视示意图。

图 10是实施例 4中的输入轴、 齿轮泵、 输出轴等零部件的另一种连接关系示意图。 图 11是实施例 4在空挡时齿轮泵 100 (或齿轮泵 200) 的流量控制装置的状态图。 图 12是实施例 4在挂 1档结束时齿轮泵 100的流量控制装置的状态图。

图 13是实施例 4从 1档换到 2档时， 齿轮泵 100的流量控制装置的状态图。

图 14是实施例 4在双向传动状态时， 齿轮泵 100 (或齿轮泵 200) 的流量控制装置的 状态图。

具体实施方式

实施例 1

图 1所示的变速机构， 包括外啮合齿轮泵 1， 齿轮泵 1主要由装在壳体 2内的两对啮 合的齿轮组成， 中心齿轮 3分别和第一行星齿轮 4、第二行星齿轮 14啮合。 齿轮两侧有固 定在壳体上的端盖， 壳体、 端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多密封工作 腔 （工作容积）。 当齿轮沿图示方向旋转时， 中心齿轮 3和第一行星齿轮 4两个齿轮右侧的吸油腔 5由于相 互啮合的轮齿逐渐脱开， 密封工作容积逐渐增大， 形成部分真空， 因此油液（或其它流体) 在外界大气压力的作用下， 经吸液通道 6进入吸油腔， 将齿间槽充满， 并随着齿轮旋转， 把油液带到中心齿轮 3和第一行星齿轮 4左侧的压油腔 7内。 在压油区一侧， 由于轮齿在 这里逐渐进入啮合， 密封工作腔的容积不断减小， 油液便被挤出去， 从压油腔输送到排液 通道 （压力管路） 8中去。 中心齿轮 3和第二行星齿轮 14两个齿轮左侧的吸油腔 15由于 相互啮合的轮齿逐渐脱开， 密封工作容积逐渐增大， 形成部分真空， 因此油液在外界大气 压力的作用下， 经吸液通道 （未示出）进入吸油腔， 将齿间槽充满， 并随着齿轮旋转， 把 油液带到中心齿轮 3和第一行星齿轮 14另一侧的压油腔 17内。 在压油区一侧， 由于轮齿 在这里逐渐进入啮合， 密封工作腔的容积不断减小， 油液便被挤出去， 从压油腔输送到排 液通道 （压力管路） （未示出） 中去。

齿轮泵的工作部件主要包括壳体、 端盖、 中心齿轮和第一行星齿轮、 第二行星齿轮。 中心齿轮轴 9与带动其转动的输入部件（未示出）相连。� �为输出部件的输出齿轮 12 转动 （空套） 连接在转轴 13上， 转轴 13与中心齿轮轴 9同轴。 第一行星齿轮轴 10和第 二行星齿轮轴 20从端盖的伸出端均连接在输出齿轮 12的端面上。

在排液通道 8上设置流量阀 11。

当控制流量阔 11的流量为零（将排液通道完全堵塞）， 泵不能排油， 泵的工作容积不 能改变， 中心齿轮与第一行星齿轮就不能相对运动 （当然中心齿轮与第二行星齿轮也不能 相对运动） ， 输入部件与输出部件就不能相对运动， 实现从输入部件到输出部件的完全动 力传递。

当排液通道完全打开， 排液通道的流量不受限制时， 泵可以自由排油， 未经阻碍， 工 作容积不断变化而吸排油， 中心齿轮与第一行星齿轮、 第二行星齿轮可任意相对运动， 输 入部件与输出部件可自由相对运动， 实现了从输入部件到输出部件的无动力传递。

当排液通道处于完全堵塞与完全打开的中间状 态时， 排液通道有一定的流量， 此时， 由于油不能顺利通过泵而在泵内产生一定的压 力， 导致泵的中心齿轮与第一行星齿轮之间 产生作用力， 在输入部件和输出部件之间即产生作用力， 从而使输入部件与输出部件之间 有一定的动力传递。 排液通道的流量越小， 传递的动力越大， 这即是部分动力传递模式。

实施例 2

参见图 3所示的变速机构， 包括转子泵， 转子泵主要包括泵体 2、 外转子 4、 位于外 转子内的内转子 3。 内转子轴 9带动内转子 3旋转， 内转子带动外转子转动。 由于在内、 外转子齿形齿廓线的设计上使得内、 外转子转到任何位置时， 内、 外转子的每一个齿的齿 形齿廓线上总能相互保持点接触状态；这样， 内、外转子和泵体之间便形成四个工作腔（工 作容积）。 当内、 外转子沿图示箭头方向旋转， 当某一个工作腔从吸液通道 6 转过时， 容 积增大， 产生真空， 液体从吸液通道被吸入工作腔； 随着内、 外转子的继续转动， 该工作 腔转到与排液通道 8相通的位置时， 容积变小， 液压升高， 液体经被压入排液通道 8中。 转子泵的工作部件主要包括泵体 2、 外转子 4、 内转子 3。 在排液通道 8上设置流量阔 11。 内转子轴与作为输入部件的、 带动其转动的输入轴 （未示出）相连， 泵体 2与作为输出部 件的输出齿轮 12是一体 （泵体 2的外周上有轮齿形成输出齿轮 12 ) 。

当流量阀 11的流量为零（将排液通道完全堵塞）， 转子泵不能排油， 转子泵的工作容 积不能改变， 外转子、 内转子、 泵体相互之间不能相对运动， 与内转子轴相连的输入轴与 输出齿轮 12就不能相对运动， 实现从输入轴到输出齿轮的完全动力传递。

当排液通道完全打开 （流量阀 11完全打开）， 排液通道的流量不受限制时， 转子泵可 以自由排油 （或其它流体）， 未经阻碍， 工作容积不断变化而吸排油， 外转子、 内转子、 泵体可任意相对运动， 输入轴与输出齿轮可自由相对运动， 实现了从输入部件到输出部件 的无动力传递。

当排液通道处于完全堵塞与完全打开的中间状 态时， 排液通道有一定的流量， 此时， 由于油不能顺利通过泵而在泵内产生一定的压 力， 导致泵的内转子轴与泵体、 外转子之间 产生作用力， 在输入部件和输出部件之间即产生作用力， 从而使输入部件与输出部件之间 有一定的动力传递。 排液通道的流量越小， 传递的动力越大， 这即是部分动力传递模式。

因此控制流量阔的开度即可控制输入轴和输出 齿轮之间的传递动力的大小。

实施例 3

参见图 4所示的变速机构， 包括叶片泵， 叶片泵主要由泵体 2、 固定在泵体上的定子 4、 转子 3、 叶片 5、 配油盘组成。 转子 4外周有若干叶槽， 内有叶片 5。 配油盘在定子和 转子两侧， 盘上有吸液通道 6和排液通道 8， 在定子、 转子、 叶片和配油盘之间形成若干 个工作腔 （工作容积） 。 转子在转子轴 9的带动下在定子内旋转时， 叶片受离心力及液压 力作用下， 外端顶在定子内壁上， 并在叶槽内往复滑动。 叶片由短转向长半径时，叶片间 工作容积增大， 压力降低， 经配油盘的吸液通道吸油。 叶片由长转向短半径时，叶片间工 作容积减小， 经配油盘的排液通道排油。 叶片泵的工作部件包括泵体、 定子、 转子、 配油 盘、 叶片等。 在排液通道 8上设置流量阀 11。 转子轴与作为输入部件的输入轴 （未示出） 相连， 泵体 2与作为输出部件的输出齿轮 12是一体 （泵体 2的外周上有轮齿形成输出齿 轮 12 ) 。

当流量阀 11 的流量为零 （将排液通道完全堵塞）， 叶片泵不能排油 （或其它流体）， 叶片泵的工作容积不能改变， 定子、 转子、 叶片相互之间不能相对运动， 与转子轴 9相连 的输入轴与输出齿轮 12就不能相对运动， 实现从输入轴到输出齿轮的完全动力传递。

当排液通道完全打开 （流量阀 11完全打开）， 排液通道的流量不受限制时， 叶片泵可 以自由排油， 未经阻碍， 工作容积不断变化而吸排油， 定子、转子、 叶片可任意相对运动， 输入轴与输出齿轮可自由相对运动， 实现了从输入部件到输出部件的无动力传递。

当排液通道处于完全堵塞与完全打开的中间状 态时， 排液通道有一定的流量， 此时， 由于油不能顺利通过泵而在泵内产生一定的压 力， 导致泵的定子、 叶片、 转子、 配油盘之 间产生作用力， 在输入部件和输出部件之间即产生作用力， 从而使输入部件与输出部件之 间有一定的动力传递。排液通道的流量越小， 传递的动力越大，这即是部分动力传递模式。

因此控制流量阀的开度即可控制输入轴和输出 齿轮之间的传递动力的大小。

实施例 4

参见图 5-9所示的泵式有级自动变速箱， 包括齿轮泵 100、 200两个齿轮泵。 每个齿 轮泵包括由泵壳 1和端盖 2组成的泵体、 中心齿轮 3、 四个行星齿轮 4。 泵壳的中心部具 有内置中心齿轮 3的中心齿轮腔， 中心齿轮 3可 23相对于泵体 （泵壳和端盖）转动。 在 中心齿轮 3的周边均布有与其啮合的四个行星齿轮 4， 行星齿轮位于在泵壳上的行星齿轮 腔内。 行星齿轮 4空套在行星齿轮轴 5上 （行星齿轮 4可相对于行星齿轮轴 5转动） ， 行 星齿轮轴 5的一端支撑在端盖 2上、 另一端支撑在泵壳的侧壁上。

每个齿轮泵的泵壳的外周具有一个与其可相对 转动的油环 6。 油环的内周面上开有环 形的进液环道 7、 出液环道 8。 在泵壳上开有基本沿着泵壳的径向延伸的四个 吸液通道 9 和四个排液通道 10,吸液通道和排液通道的内侧端口分别与中心 齿轮和行星齿轮啮合部的 两侧相通。 吸液通道和排液通道的内侧端口分别与进液环 道、 出液环道相通。 两个油环 6 均固定在液压控制阀组件 13的壳体上， 液压控制阀组件 13内和油环 6内设置与进液环道 7、 出液环道 8相通的进液通路 11、 出液通路 12。 液压控制阀组件 13包括流量控制装置、 单向阀等零部件， 流量控制装置 （如节流阀） 14和单向阀 15并联设置在进液通路 11上， 流量控制装置 16和单向阀 17并联设置在和出液通路 12上， 单向阀 15、 17均只允许流体 流入泵内。

输出部件为输出轴 18， 输出轴穿过两个泵的中心齿轮 3、 泵壳及端盖。 输入部件包括 输入轴 19、 在周向固定在输入轴上的 1档主动齿轮 20和 2档主动齿轮 21、 空套在输出轴 上的 1档从动齿轮 （传动轮） 22和 2档从动齿轮 （传动轮） 23 ( 1档从动齿轮 22和 2档 从动齿轮 23可相对于输出轴转动） 。 1档主动齿轮 20与 1档从动齿轮 22啮合， 构成一个 齿轮传动机构 24。 2档主动齿轮 21与 2档从动齿轮 23啮合， 构成另外一个齿轮传动机构 25。 齿轮传动机构 24的传动比比齿轮传动机构 25的传动比大。

参见图 10, 输入轴、 齿轮泵、 输出轴等零部件的连接关系是： 两个齿轮泵的中心齿轮 3均空套在输出轴 18上 （中心齿轮 3可相对于输出轴 18转动） ， 并分别与 1档从动齿轮 22和 2档从动齿轮 23固定连接；输出轴 18在周向与两个齿轮泵的端盖 2固定连接（例如， 通过花键连接） 。

当然， 参见图 7， 输入轴、 齿轮泵、 输出轴等零部件的连接关系也可是： 两个齿轮泵 的泵体 （泵壳 1及端盖 2) 均空套在输出轴 18上 （泵体可相对于输出轴 18转动） ， 并分 别与 1档从动齿轮 22和 2档从动齿轮 23固定连接； 输出轴 18在周向与两个齿轮泵的中 心齿轮 3固定连接 （例如， 通过花键连接） 。

输入轴、 齿轮泵、 输出轴等零部件的连接关系还可是： 齿轮泵 100的泵体（泵壳 1及 端盖 2) 空套在输出轴 18上 （泵体可相对于输出轴 18转动） ， 并与 1档从动齿轮 22 (或 2档从动齿轮 23 ) 固定连接； 输出轴 18在周向与齿轮泵 100的中心齿轮 3固定连接 （例 如， 通过花键连接） 。 齿轮泵 200的中心齿轮 3空套在输出轴 18上 （中心齿轮 3可相对 于输出轴 18转动） ， 并与 2档从动齿轮 23 (或 1档从动齿轮 22) 固定连接； 输出轴 18 在周向与齿轮泵 200的端盖 2固定连接 （例如， 通过花键连接） 。

上述输入部件中， 传动轮是 1档从动齿轮 22和 2档从动齿轮 23， 它们分别通过齿轮 传动机构 24、 25与输入轴 19相连。 需要说明的是， 传动轮不限于是齿轮， 传动轮与输入 轴之间的传动机构也不限于是齿轮传动机构。 例如， 传动轮可以是皮带轮， 皮带轮可以通 过皮带与输入轴相连。

齿轮泵的工作部件包括泵壳、 端盖、 相啮合的中心齿轮和行星齿轮。 在流量控制装置 14、 16均是打开状态（开态）， 中心齿轮和行星齿轮相对转动时， 流体即经过进液通路 11、 进液环道 7、 吸液通道 9被吸入中心齿轮和行星齿轮啮合部的一侧， 被相对转动的中心齿 轮和行星齿轮挤压后形成高压流体， 从中心齿轮和行星齿轮啮合部的另一侧， 经排液通道 10、 出液环道 8、 出液通路 12流出。 当然， 中心齿轮和行星齿轮反方向相对转动时， 流体 就反方向流动。 下面以图 10所示的输入轴、 齿轮泵、 输出轴等零部件的连接关系为例描述本泵式有 级自动变速箱的工作过程。

空挡：

此时， 用于控制出入齿轮泵 100的流体的流量控制装置 14、 16、 用于控制出入齿轮泵 200的流体的流量控制装置 14、 16均是打开状态。 参见图 11 , 此时， 1档从动齿轮 22和 2档从动齿轮 23在输入轴的带动下分别绕输出轴 18顺时针转动 （空转） 。 当然， 由于齿 轮传动机构 24的传动比比齿轮传动机构 25的传动比大， 所以 1档从动齿轮 22的转速低 于 2档从动齿轮 23。 1档从动齿轮 22带动齿轮泵 100的中心齿轮 3绕输出轴 18转动 （空 转） ， 2档从动齿轮 23带动齿轮泵 200的中心齿轮 3绕输出轴 18转动 （空转） 。 假定输 出轴 18也顺时针转动， 其转速低于 1档从动齿轮 22。 此时， 流体 （如液压油）经从流量 控制装置 14、 进液通路 11、 进液环道 7、 吸液通道 9进入齿轮泵 100和齿轮泵 200内， 再 经中心齿轮和行星齿轮挤压后形成高压流体， 经排液通道 10、 出液环道 8、 出液通路 12、 流量控制装置 16 流出。 由于两个齿轮泵的排液通道完全打开， 排液通道的流量不受限制 时， 齿轮泵泵可以自由排油， 未经阻碍， 工作容积不断变化而吸排油， 中心齿轮与行星齿 轮可任意相对运动， 输入轴与输出轴可自由相对运动， 实现了从输入部件到输出部件的无 动力传递。

挂 1档：

等需要挂 1档时， 逐渐关闭齿轮泵 100的流量控制装置 16， 使得从齿轮泵 100排出的 流体逐渐减少直到停止。参见图 12， 由于齿轮泵 100中的中心齿轮与行星齿轮不能相对转 动， 齿轮泵 100的泵壳及端盖只能随中心齿轮一起转动， 齿轮泵 100的端盖即带动输出轴 转动， 中心齿轮、 泵体、 输出轴均顺时针同方向转动， 完成挂档， 实现从输入轴到输出轴 的完全动力传递。 此时， 与齿轮泵 100相通的进液通路 11、 进液环道、 吸液通道内的流体 为低压， 排液通道、 出液环道、 出液通路 12内的流体为高压。

当流量控制装置 16处于完全堵塞与完全打开的中间状态时， 从齿轮泵 100排出的流 体有一定的流量， 此时， 由于流体不能顺利通过齿轮泵 100而在齿轮泵 100内产生一定的 压力， 导致齿轮泵 100的中心齿轮与行星齿轮之间产生一定作用力 ， 从而使输入轴与输入 轴之间有一定的动力传递。 出的流体的流量越小， 传递的动力越大， 这即是部分动力传递 模式。

换挡 （从 1档换到 2档）：

需要挂 2档时， 与上述挂 1档过程相同。 只是所有的操作是针对齿轮泵 200而已。 需要说明的是从 1档换到 2档时齿轮泵 100的状态变化， 挂 2档时， 由于 2档从动齿 轮 23转速高于 1档从动齿轮 22 (齿轮传动机构 24的传动比比齿轮传动机构 25的传动比 大） ， 挂 2档结束时输出轴 18随 2档从动齿轮 23顺时针转动， 其转速高于齿轮泵 100的 泵体转速。 因此， 若以输出轴 18为参照物， 齿轮泵 100的泵体是逆时针转动。 此时， 参 见图 13， 齿轮泵 100内的流体流动方向与其在挂 1档时的流动方向相反， 也就是说， 流体 需要出液通路 12流入齿轮泵 100内， 再从进液通路 11内流出。 此时， 对于齿轮泵 100来 说， 与齿轮泵 100相通的进液通路 11、 进液环道、 吸液通道内的流体为高压， 排液通道、 出液环道、 出液通路 12内的流体为低压。 （与齿轮泵 200相通的进液通路 11、 进液环道、 吸液通道内的流体为低压， 排液通道、 出液环道、 出液通路 12内的流体为高压。）

而在挂 1档结束时， 齿轮泵 100的流量控制装置 14是打开的， 所以， 换到 2档时流 体可以从进液通路 11、 再经流量控制装置 14排出。 同时， 在挂 1档结束时， 齿轮泵 100 的流量控制装置 16是关闭的， 但是由于单向阀 17与流量控制装置 16并联， 所以， 换到 2 档时， 参见图 13， 流体可以经单向阀 17、 再经出液通路 12流入齿轮泵 100内。

所以， 本泵式有级自动变速箱实现了无动力中断的换 挡。

双向传动：

当齿轮泵 100的流量控制装置 （设置在与齿轮泵 100的相通的出液通路和进液通路上 的流量控制装置） 14、 16均关闭、 齿轮泵 200的流量控制装置（设置在与齿轮泵 200的相 通的出液通路和进液通路上的流量控制装置） 14、 16 均打开时， 参见图 14， 流体不能从 齿轮泵 100内流出， 齿轮泵 100的进液通路 11和出液通路 12均处于高压状态， 这时 1档 从动齿轮 22可以带动输出轴 18顺时针或逆时针转动， 实现双向传动。 单向阀 17、 15只 是在泵有泄漏时打开， 向泵内补充流体。

当然， 齿轮泵 200的流量控制装置 14、 16均关闭、 齿轮泵 100的流量控制装置 14、 16均打开时， 2档从动齿轮 23也可以带动输出轴 18顺时针或逆时针转动，实现双向传动， 原理同上。

本发明采用泵 （可以是齿轮泵、 叶片泵等任何一种能够改变流体压力的泵） 实现动力 传递的控制， 利用泵的主动部分 （如泵轴或其他主动部件等） 和从动部分 （泵壳或其它从 动部件） 分别连接变速机构中的输入和输出部件 （当然， 主动部分和从动部分也可分别连 接变速机构中的输出和输入部件）， 泵随输入或输出部件一起转动。 通过电磁阀等各种能 够控制流体流量的零部件控制出入泵的流体的 流量 （可单独控制出流量或单独控制入流量 或同时控制出入流量等）， 实现对输入和输出部件之间的动力传递控制。