[發(fā)明專利]一種帶有換擋輔助軸的變速箱和其換擋方法

在審

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• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN102748465A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設計）人: 魯偉
• 申請（專利權(quán)）人: 魯偉
• 主分類號: F16H63/30
• 分類號: F16H63/30;F16H61/684
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于汽車領域的變速箱，涉及一種帶有換擋輔助軸的變速箱和其換擋方法。

背景技術

汽車手動變速箱和AMT自動變速箱在換擋過程中普遍存在動力中斷，即有使用離合器切斷動力傳遞的動作，帶來換擋沖擊和車身晃動，影響舒適性。即便是當前較先進的DCT雙離合器，也不過是切斷時間短暫，不易察覺而已，但是傳動系內(nèi)扭矩沖擊大且成本高昂。有的方案為了不中斷動力加裝電機在換擋期間補充動力輸出，也增加了成本和控制難度。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明提供一種能保證換擋過程始終不中斷動力輸出，換擋沖擊小，易于制造，并且成本較低的變速箱和其換擋方法，適用于手動變速箱和AMT自動變速箱。

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本發(fā)明的技術方案是：在常規(guī)汽車手動變速箱或AMT自動變速箱（包括傳統(tǒng)變速箱與發(fā)動機（或動力源）之間的外動力通斷離合器）中增加一根以多個齒輪副并聯(lián)于發(fā)動機的扭矩輸出端和變速箱的扭矩輸出端、跨過外動力通斷離合器的換擋輔助軸，并且在換擋輔助軸上安裝一個控制動力只能由發(fā)動機向變速箱單向傳遞的單向超越離合器。該換擋輔助軸可以是一根新增的軸，見圖1，也可以由現(xiàn)有的動力傳遞軸變換得到，見圖2。換擋輔助軸齒輪副傳動比構(gòu)成了原變速箱的新增檔位，分別與原變速箱齒輪副傳動比比它小的相鄰檔位組成此檔配合檔位，其中原變速箱檔位標記為某檔A，換擋輔助軸檔位標記為某檔B（C,D…），例如1檔A和1檔B，2檔A和2檔B，以上實際為4個檔位。在本技術方案中在換擋輔助軸上為每一個原變速檔位設置一個（可多個）相對于它速比較大、同時相對它的低一級檔位速比較小的齒輪副組成此檔配合檔位。配合檔位之內(nèi)和不同配合檔位之間進行的動力接力保證了檔位切換過程始終不中斷動力輸出。

摘擋和掛檔原理如下：原變速箱某個檔位在掛入后，此檔位齒輪副在外動力通斷離合器接通時可以逐漸奪取換擋輔助軸中速比大于它的在檔檔位傳遞的動力由自身向外傳遞，單向超越離合器被超越后，換擋輔助軸中傳遞動力為零，相當于被摘擋，可以進行摘擋操作；反之原變速箱某個檔位單獨工作時，可以掛入換擋輔助軸中速比大于它的某個檔位，因為此時單向超越離合器可以被超越，不會產(chǎn)生運動干涉，然后外動力通斷離合器逐漸斷開，將動力逐漸交由換擋輔助軸中掛入檔位傳遞。

為了減小換擋沖擊，在檔位切換過程中轉(zhuǎn)速，外動力通斷離合器傳遞的扭矩，油門開度應進行合理匹配和控制。

以上提及的摘擋和掛檔，轉(zhuǎn)速，扭矩，油門開度的控制可以由TCU和電控換擋執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)，也可以加入駕駛員的指令和動作共同實現(xiàn)。

本發(fā)明的有益效果是：1.?檔位切換過程始終不中斷動力輸出；2.?在換擋過程中發(fā)動機轉(zhuǎn)速在兩切換擋位常用工作轉(zhuǎn)速之間波動，波動范圍較小，油門基本不需變動，相比傳統(tǒng)變速箱換擋過程的離合器分離接合，油門大幅開合，發(fā)動機轉(zhuǎn)速的大幅度波動等帶來的能量損失，本發(fā)明會帶來節(jié)能的效果。3.本發(fā)明可以在現(xiàn)有手動變速箱和AMT自動變速箱基礎上改造實現(xiàn)，繼承性強。4.由于在換擋過程中始終有動力輸出，所以對換擋時間長短的要求降低，可以更加柔和地換擋，減小傳動系的扭矩急劇變化，降低設計難度以及對材料和工藝的要求，延長傳動系的壽命，相對DCT來說大幅減少成本。

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附圖說明

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圖1是本發(fā)明獨立換擋輔助軸的變速箱的結(jié)構(gòu)示意圖，特點是軸向尺寸小。

圖2?是本發(fā)明將輸出軸改變成換擋輔助軸的變速箱的結(jié)構(gòu)示意圖，特點是徑向尺寸小。

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????圖中：1A-?一檔A齒輪副，1B-?一檔B齒輪副,?2A-?二檔A齒輪副，2B-?二檔B齒輪副，3A-?三檔A齒輪副，3B-?三檔B齒輪副，4-單向超越離合器，5-換擋輔助軸，6-變速箱輸入軸，7-發(fā)動機到變速箱外動力通斷離合器，?8-變速箱輸出軸，9-接合套，10-倒檔齒輪，11-中間軸。

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具體實施方式

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????下面結(jié)合圖1說明本發(fā)明的實施，圖2和圖1的原理相同，可以類推。假設本變速箱3個前進擋，一個倒檔。

1）?汽車起步時，離合器7斷開，掛入一檔A齒輪副，離合器7接合配合油門起步。

2）?換擋輔助軸掛入一檔B齒輪副，此時單向超越離合器4被超越，離合器7逐漸斷開，單向超越離合器4停止超越，由一檔B單獨驅(qū)動。

3）?隨著車速提升，發(fā)動機轉(zhuǎn)速提升到一定程度，離合器7逐漸接合，單向超越離合器4被超越，由一檔A單獨驅(qū)動，發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降。