CN102720829B - 机械式自动变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械式自动变速器，动力输入件通过离心式离合器将动力传递至动力输出件，离心式离合器在动力输出件的转速低于或达到设定值时离合并用于在动力输入件和动力输出件之间断开或传递快档动力；动力输入件还通过慢档传动组件将慢档动力以可被快档超越的方式传递至动力输出件；本发明当动力输出件转速达到设定值时，利用其转速使离心式离合器啮合传动，从而高速档传动；并且在阻力较大时，由于动力输出件转速降低，离心式离合器分离而低速档传动，因而，本发明在车辆平地起步、下坡或者上坡起步自动设定起步档位，并且具有及时直接的特点，在平地起步等行驶阻力较小的情况下迅速换至高速档，因而，具有较好的节能降耗效果。

Description

机械式自动变速器

技术领域

本发明涉及一种变速器，特别涉及一种机械式自动变速器。

背景技术

变速器是汽车等车辆的必要设备，包括有手动变速和自动变速；自动变速器由于操作简单，具有较强的舒适性而得到普遍使用。现有技术中，无论是自动变速器还是手动变速器，均为从低速档逐渐加至高速档，不能针对所需扭矩大小适应于平地起步和坡地起步，因而会对油耗有较明显的不利影响。并且，现有的自动变速器较多的依赖于电控变速，具有灵敏度差和使用寿命短的缺点。虽然根据上述缺陷出现了利用电动控制可从中速档起步的变速器结构，但是由于电控本身固有的缺点，即对检测信号过多的依赖，不能及时、直接的进行灵活换档，依然对节能降耗起不到明显的作用。

因此，需要一种自动变速器，能够根据行驶阻力自动进行变速，并且根据平地起步或者坡地起步自动设定起步档位，并且具有及时直接的特点，在平地起步等行驶阻力较小的情况下迅速换至高速档，因而，具有较好的节能降耗效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种机械式自动变速器，能够根据行驶阻力自动进行变速，并且根据平地起步或者坡地起步自动设定起步档位，并且具有及时直接的特点，在平地起步等行驶阻力较小的情况下迅速换至高速档，因而，具有较好的节能降耗效果。

本发明的机械式自动变速器，包括动力输入件、慢档传动组件、离心式离合器和动力输出件，所述动力输入件通过离心式离合器将动力传递至动力输出件，所述离心式离合器在动力输出件的转速低于或达到设定值时用于在动力输入件和动力输出件之间分离断开或接合传递快档动力；所述动力输入件还通过慢档传动组件将慢档动力以可被快档超越的方式传递至动力输出件。

进一步，还包括扭矩离合器，所述扭矩离合器当动力输入件的扭矩达到或低于设定值时用于在动力输入件和动力输出件之间分离断开或接合传递快档动力；

进一步，还包括行星轮系，所述行星轮系作为慢档传动组件其太阳轮与动力输入件传动配合并用于输入慢档动力，行星轮系的行星架与动力输出件传动配合，行星轮系的内齿圈以正向超越反向锁止的方式设置；

进一步，所述扭矩离合器包括离合外圈、离合内圈和离合块组件，所述离合外圈与动力输入件传动配合，离合块组件包括离合块和将离合块以在传动平面转动的方式铰接于离合外圈的铰接轴，所述离合块的内侧面与离合内圈的外圆配合并在一预紧力作用下形成接合，离合内圈为外圆设有凸台的周向凸轮结构，所述凸台用于对离合块导向使离合块摆动，所述离合内圈与行星轮系的行星架传动配合；

进一步，行星轮系的内齿圈以正向超越反向锁止的方式设置于一超越离合器，所述超越离合器的内圈与行星轮系的内齿圈在圆周方向固定配合，离合器的外圈通过一棘轮组件控制锁止或分离；

进一步，所述离心式离合器的动力输入端与动力输入件传动配合，离心式离合器的动力输出端通过一转动端盖与动力输出件传动配合，且离心式离合器的动力输入端和动力输入件均形成筒状结构并与转动端盖共同形成转动外壳。

本发明的有益效果是：本发明的机械式自动变速器，采用离心式离合器切换低速和高速档位的结构，当动力输出件转速达到设定值时，利用其转速使离心式离合器啮合传动，从而高速档传动；并且在阻力较大时，由于动力输出件转速降低，离心式离合器分离而低速档传动，因而，本发明能够根据行驶阻力自动进行变速，并且根据高速档的设置情况，平地起步、下坡或者上坡起步自动设定起步档位，与电控换挡相比具有及时直接的特点，因而，具有较好的节油效果，在平地起步等行驶阻力较小的情况下迅速换至高速档，避免电控换挡所存在的结构复杂、反应迟缓和成本较高的缺点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明扭矩离合器结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图,图2为本发明扭矩离合器结构示意图，如图所示：本实施例的机械式自动变速器，包括动力输入件8、慢档传动组件、离心式离合器13和动力输出件1，所述动力输入件8通过离心式离合器13将动力传递至动力输出件1，所述离心式离合器13在动力输出件1的转速低于或达到设定值时用于在动力输入件8和动力输出件1之间离合断开或接合传递快档动力，形成第一快档传递路线；所述动力输入件8还通过慢档传动组件将慢档动力以可被快档超越的方式传递至动力输出件1；离心式离合器13为利用转速产生的径向力心力进行离合的结构，转速达到设定值，该离合器接合，低于设定值，该离合器分离，具体结构见中国专利ZL200710129324.5，名称为：一种离心块式离合器，属于现有技术，在此不再赘述，当然，离心式离合器还具有其它现有结构，用于本发明，均能够实现发明目的；所述动力输入件还通过慢档传动组件将慢档动力以可被快档超越的方式传递至动力输出件的结构是指快档传动时慢档传递链被超越；本结构具体传动过程为，当动力输出件转速达到设定值，离心式离合器接合而快档传动，离心式离合器13分离时，慢档传动。

本实施例中，还包括扭矩离合器，所述扭矩离合器当动力输入件8的扭矩达到或低于设定值时用于在动力输入件8和动力输出件1之间分离断开或接合传递快档动力，形成第二快档传递路线；扭矩离合器为档扭矩超过设定值分离，低于设定值接合的结构，为另一条快档传递路线，用于平地起步或下坡起步不需要较大扭矩时接合而实现平缓快档起步，当上坡起步或者操作者用较大的扭矩起步时，则扭矩离合器由于输入扭矩过大而分离实现慢档起步；当快档起步后，动力输出件达到设定转速，扭矩离合器分离，离心式离合器接合；当然，此时扭矩离合器可分离，***通过正常的快档路线传递动力，车辆正常行驶；或者，扭矩设定值较高，扭矩离合器不分离而与正常快档同步传动；上述运行过程由于采用平缓的快档起步，避免慢档起步过程的低效率高油耗，有效降低油耗。

本实施例中，还包括行星轮系，所述行星轮系作为慢档传动组件其太阳轮18与动力输入件8传动配合并用于输入慢档动力，行星轮系的行星架22与动力输出件1传动配合，行星轮系的内齿圈14以正向超越反向锁止的方式设置；行星轮系采用现有技术的结构，在此不再赘述；反向是指与动力输出件转动方向相背的方向，这里的相背包括传动链中与动力输出件的输出方向相反的方向，反向锁止能够保证行星轮系作为慢档传动，正向超越能够使快档通过行星架顺畅传动，同时，在快档起步并传动时内齿圈与行星轮之间无相对转动，形成无相对转动的传动链，也就是避免动力做无用功，进一步降低能量消耗，达到节油或其它能源的效果。

本实施例中，所述扭矩离合器包括离合外圈、离合内圈10和离合块组件，所述离合外圈与动力输入件传动配合，如图所示，离合外圈和动力输入件制成一体，节约制造成本，并使变速器结构紧凑；离合块组件包括离合块7和将离合块以在传动平面转动的方式铰接于离合外圈的铰接轴6，所述离合块7的内侧面与离合内圈10的外圆配合并在一预紧力作用下形成接合，离合块7的内侧面指的是径向向内与内圈的外圆对应的侧面；如图所示，该预紧力由弹簧21施加，弹簧21一端连接离合块，另一端连接离合外圈或铰接轴6，并对离合块7施加存在径向向内分力的拉力；离合内圈10为外圆设有凸台20的周向凸轮结构，所述凸台20用于对离合块7导向使离合块摆动，该凸台20与离合块7对应的侧面为斜面，离合块7的运动方向是指离合外圈的传动方向；所述离合内圈10与行星轮系的行星架22传动配合；如图所示，离合内圈10可与行星架22固定连接，甚至可制成一体，均能够实现发明目的；如图所示，动力输入件8与离合外圈传动配合，可采用现有的任何能够实现的连接方式，当动力输入件较短时间达到较高的转速，也就是大扭矩输出，则离合外圈瞬间高速运转，离合块相对内圈前进并在凸台的作用下径向向外张开，由于凸台的存在，使离合块在大扭矩情况下快速反应并与接合面分离，也就是与内圈外圆脱离接合，并在外圈离心力的作用下保持分离，而在较低扭矩时，离合块和内圈外圆保持接合，实现快档起步并传动，当动力输入件扭矩及转速达到设定值时，根据动力输出件的转速，自动切换至离心式离合器快档传动或慢档传动；上述结构及其实现的功能利于保护发动机等动力设备和传动***，节约使用成本。

本实施例中，行星轮系的内齿圈14以正向超越反向锁止的方式设置于一超越离合器，所述超越离合器的内圈12与行星轮系的内齿圈14在圆周方向固定配合，可采用现有的机械连接方式，或制成一体；离合器的外圈9通过一棘轮组件控制锁止或分离；利用超越离合器实现超越和锁止，结构简单紧凑，并且传动顺畅，成本较低；如图所示，棘轮组件包括棘轮3和棘爪4，棘轮3与超与离合器的外圈9与棘轮通过花键在圆周方向固定连接，当然也可采用一体成型的方式，利用棘爪4锁止后可正常运行，棘爪4释放棘轮3后可实现倒车等动作。

本实施例中，所述离心式离合器13的动力输入端11与动力输入件8传动配合，离心式离合器13的动力输出端通过一转动端盖17与动力输出件1传动配合，合理布置并具有较好的整体性；本实用新型中，离心式离合器13的动力输入端和动力输入件8均形成筒状结构并与转动端盖共同形成转动外壳，该变速器的部件均位于该转动外壳内是变速器整体为转动结构，进一步降低运转阻力，降低油耗。

本发明在运行时：

1、正常缓起步动力路线：动力输入件—离合内圈—行星架—动力输出件，实现快档起步；

动力输出件达到设定转速，离心式离合器接合，此时动力传递路线：动力输入件—离心式超越离合器---动力输出件；

当动力输入件转速达到设定值，扭矩离合器分离；

同时，动力还经过下列路线：动力输入件—太阳轮—行星轮—内齿圈—超越离合器内圈并超越；

由以上传递路线可知，整个快挡传递路线中，传动体系同步转动，也就是行星轮系中的太阳轮、行星轮、内齿圈同步转动，没有相对运动，有效提高传动效率，降低动力消耗。

2、陡坡起步或者输入扭矩突然加大，扭矩离合器分离，动力传递路线为：

动力输入件—太阳轮---行星架---动力输出件，实现慢档起步；

起步后动力输出件转速达到设定值，则离心式离合器接合，实现快档运行。

本实施例具有两条快档路线，一条路线通过离心式超越离合器，一条路线通过扭矩离合器，而扭矩离合器用于平缓起步或发动机或电动机低转速轻快运行，因而可从快档直接起步，达到低消耗、低噪声的目的，具有较好的平稳性和舒适新。

本实施例中，动力输入件根据输入方式的不同可采用链轮、齿轮或皮带轮；动力输出件一般采用动力输出轴，而相关部件均支撑于动力输出轴，当然，需采用必要的轴承和键，以保证正常传动，该结构的传动和连接方式属于现有技术，图中已有标示，在此不再赘述；各个部件的传动配合可采用现有的机械连接方式实现，或者，直接成型为一体，均能实现目的，而这些连接结构均属于现有技术，在此不再赘述。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种机械式自动变速器，其特征在于：包括动力输入件、慢档传动组件、离心式离合器和动力输出件，所述动力输入件通过离心式离合器将动力传递至动力输出件，所述离心式离合器在动力输出件的转速低于设定值时用于在动力输入件和动力输出件之间分离，而在动力输出件的转速达到设定值时用于在动力输入件和动力输出件之间接合；所述动力输入件还通过慢档传动组件将慢档动力以可被快档超越的方式传递至动力输出件；

还包括扭矩离合器，所述扭矩离合器在动力输入件的扭矩达到设定值时用于在动力输入件和动力输出件之间分离，而在动力输入件的扭矩低于设定值时用于在动力输入件和动力输出件之间接合；还包括行星轮系，所述行星轮系作为慢档传动组件其太阳轮与动力输入件传动配合并用于输入慢档动力，行星轮系的行星架与动力输出件传动配合，行星轮系的内齿圈以正向超越反向锁止的方式设置；

所述扭矩离合器包括离合外圈、离合内圈和离合块组件，所述离合外圈与动力输入件传动配合，离合块组件包括离合块和将离合块以在传动平面转动的方式铰接于离合外圈的铰接轴，所述离合块的内侧面与离合内圈的外圆配合并在一预紧力作用下形成接合，离合内圈为外圆设有凸台的周向凸轮结构，所述凸台用于对离合块导向使离合块摆动，所述离合内圈与行星轮系的行星架传动配合。

2.根据权利要求1所述的机械式自动变速器，其特征在于：行星轮系的内齿圈以正向超越反向锁止的方式设置于一超越离合器，所述超越离合器的内圈与行星轮系的内齿圈在圆周方向固定配合，超越离合器的外圈通过一棘轮组件控制锁止或分离。

3.根据权利要求2所述的机械式自动变速器，其特征在于：所述离心式离合器的动力输入端与动力输入件传动配合，离心式离合器的动力输出端通过一转动端盖与动力输出件传动配合，且离心式离合器的动力输入端和动力输入件均形成筒状结构并与转动端盖共同形成转动外壳。