CN103062359A - 带泵式变速机构的汽车传动装置 - Google Patents
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Abstract
本技术的目的是提供一种换挡时不会中断动力的传动，换挡舒适性好,使用寿命长的带泵式变速机构的汽车传动装置。该技术所述的带泵式变速机构的汽车传动装置，发动机经离合器、手动变速箱向差速器的从动齿轮传递动力，它还包括一个泵式变速机构，发动机经泵式变速机构向变速箱输出轴或者差速器的从动齿轮传递动力。
Description
技术领域
本技术涉及一种汽车传动装置，具体地说，是一种带泵式变速机构的汽车传动装置。
背景技术
现在常见的汽车传动装置是，发动机经离合器、手动变速箱向差速器的从动齿轮传递动力。手动变速箱一般包括变速箱输入轴、变速箱输出轴、设置在变速箱输入轴上的输入挡位齿轮、设置在变速箱输出轴上的与相应的输入挡位齿轮啮合的输出挡位齿轮。如以四挡手动变速箱来说，输入挡位齿轮包括一、二、三、四挡输入挡位齿轮，输出挡位齿轮包括分别与一、二、三、四挡输入挡位齿轮啮合的一、二、三、四挡输出挡位齿轮。输入挡位齿轮与相啮合的输出挡位齿轮构成一对挡位齿轮。一对挡位中，如果输入挡位齿轮空套在输入轴上（输入挡位齿轮相对于输入轴可以转动），则输出挡位齿轮则固定（输出挡位齿轮相对于输出轴不能转动）在输出轴上，该挡的挂挡齿环轴向可移动地设置在输入轴上；如果输入挡位齿轮固定（输入挡位齿轮相对于输入轴不能转动）在输入轴上，则输出挡位齿轮则空套（输出挡位齿轮相对于输出轴可以转动）在输出轴上，该挡的挂挡齿环轴向可移动地设置在输出轴上。为了方便说明，本专利中，以一、二挡输入挡位齿轮固定在变速箱输入轴上，一、二挡输出挡位齿轮空套在输出轴上，一、二挡挂挡齿环（一、二挡挂挡齿环一般是一个整体）轴向可移动地设置在输出轴上，三、四挡输入挡位齿轮空套在变速箱输入轴上，三、四挡输出挡位齿轮固定在输出轴上，三、四挡挂挡齿环（三、四挡挂挡齿环一般是一个整体）轴向可移动地设置在输入轴上进行说明。
该汽车传动装置的动力传递过程：以变速箱挂在二挡说明，动力经发动机输出轴、离合器、变速箱输入轴、二挡输入挡位齿轮、二挡输出挡位齿轮、二挡挂挡齿环、变速箱输出轴、变速箱输出轴上的变速箱输出齿轮传递到差速器上的从动齿轮（一般是锥形齿轮），差速器的从动齿轮带动差速器壳体转动，差速器上的行星齿轮即带动半轴齿轮，实现半轴和轮毂的转动。
众所周知，手动变速箱在换挡时，会出现动力的中断，汽车速度会有明显变化，车辆的舒适性较差。
发明内容
本技术的目的是提供一种换挡时不会中断动力的传动，换挡舒适性好,使用寿命长的带泵式变速机构的汽车传动装置。
本技术所述的带泵式变速机构的汽车传动装置，发动机经离合器、手动变速箱向差速器的从动齿轮传递动力，它还包括一个泵式变速机构，发动机经泵式变速机构向变速箱输出轴或者差速器的从动齿轮传递动力。
本技术的有益效果：本专利中的泵式变速机构是指在WO2011/044826A1(国际公开日2011年4月21日，国际申请号PCT/CN2010/077600)中的变速机构，有关泵式变速机构的工作原理等参见该文献。本专利中，泵式变速机构作为动力过渡机构。车辆处于非换挡状态时，泵式变速机构的流量控制装置不产生作用（即泵式变速机构的排液通道完全打开，泵的流量不受限制时，泵式变速机构的工作部件任意相对运动，泵式变速机构的输入部件与输出部件可自由相对运动），此时，泵式变速机构不传递动力，动力经过离合器、手动变速箱、差速器传递给车轮。当需要换挡时，首先通过流量控制装置控制泵的流量逐渐减小，此时，发动机的动力由变速箱的传递逐渐过渡为泵式变速机构传递，直到动力完全经过泵式变速机构传递（此时流量控制装置关闭，泵的流量为零），分离离合器并完成换挡，换挡之后，再次结合离合器的同时或之后或之前，控制泵式变速机构的泵的流量到最大，使泵式变速机构进入非动力传递状态。本技术使得手动变速箱在换挡时，采用了泵式变速机构作为动力传递机构，避免了换挡时的动力中断，提高换挡时舒适性和加速性能。同时，由于泵式变速机构使用液压阻尼的方式控制传递扭矩，没有摩擦部件，泵式变速机构的扭矩控制中产生的热量在泵介质（一般为液压油）中，可方便散热，因此可以在任何扭矩下实现控制，避免使用摩擦离合器导致的离合器烧损等现象，不仅提高了性能，同时，使用寿命大大提高。当然，本泵式变速机构也可以作为变速箱的一个独立的挡位使用（如手动变速箱处于空挡状态，泵式变速机构中的泵的流量为零）。
上述的带泵式变速机构的汽车传动装置，在泵式变速机构的输出部件上固定有泵式变速机构输出齿轮，泵式变速机构输出齿轮与空套在变速箱输入轴上的输入挡位齿轮啮合，输入挡位齿轮与固定在变速箱输出轴上的输出挡位齿轮啮合；泵式变速机构的动力经泵式变速机构输出齿轮、输入挡位齿轮、输出挡位齿轮传递到变速箱输出轴。
上述的带泵式变速机构的汽车传动装置，在泵式变速机构的输出部件上固定有泵式变速机构输出齿轮，在变速箱输出轴上固定有变速箱输出齿轮；泵式变速机构输出齿轮与变速箱输出齿轮啮合；泵式变速机构的动力经泵式变速机构输出齿轮、变速箱输出齿轮传递到变速箱输出轴。
上述的带泵式变速机构的汽车传动装置，在泵式变速机构的输出部件上固定有泵式变速机构输出齿轮，在变速箱输出轴上固定有变速箱输出齿轮；在变速箱输入轴上空套有同时与 变速箱输出齿轮和泵式变速机构输出齿轮啮合的变速箱中间齿轮；泵式变速机构的动力经泵式变速机构输出齿轮、变速箱中间齿轮、变速箱输出齿轮传递到变速箱输出轴。
上述的带泵式变速机构的汽车传动装置，在泵式变速机构的输出部件上固定有泵式变速机构输出齿轮，在变速箱输出轴上固定有变速箱输出齿轮；差速器的从动齿轮同时与变速箱输出齿轮和泵式变速机构输出齿轮啮合；泵式变速机构的动力经泵式变速机构输出齿轮传递到差速器的从动齿轮；手动变速箱的动力经变速箱输出齿轮传递到差速器的从动齿轮。
上述的带泵式变速机构的汽车传动装置，在泵式变速机构的输出部件上固定有泵式变速机构输出齿轮，在变速箱输出轴上固定有变速箱输出齿轮；变速箱输出齿轮同时与差速器的从动齿轮和泵式变速机构输出齿轮啮合；泵式变速机构的动力经泵式变速机构输出齿轮、变速箱输出齿轮传递到差速器的从动齿轮；手动变速箱的动力经变速箱输出齿轮传递到差速器的从动齿轮。
上述的带泵式变速机构的汽车传动装置，在泵式变速机构的输入部件与发动机的输出轴通过齿轮传动。
附图说明
图1是实施例1的带泵式变速机构的汽车传动装置在使用状态示意图。
图2是实施例2的带泵式变速机构的汽车传动装置在使用状态示意图。
图3是实施例3的带泵式变速机构的汽车传动装置在使用状态示意图。
图4是实施例4的带泵式变速机构的汽车传动装置在使用状态示意图。
具体实施方式
参见图1中的带泵式变速机构的汽车传动装置，发动机100的输出轴经离合器200与手动变速箱300的变速箱输入轴3相连，固定变速箱输出轴4上的变速箱输出齿轮5与差速器的从动齿轮6啮合。手动变速箱包括变速箱输入轴3，变速箱输出轴4，一、二、三、四挡输入挡位齿轮11、12、13、14，分别与一、二、三、四挡输入挡位齿轮11、12、13、14相啮合的一、二、三、四挡输出挡位齿轮21、22、23、24。一、二挡输入挡位齿轮固定在变速箱输入轴上，一、二挡输出挡位齿轮空套变速箱在输出轴上，一、二挡挂挡齿环（是一个整体）16轴向可移动地设置在变速箱输出轴上，三、四挡输入挡位齿轮空套在变速箱输入轴上，三、四挡输出挡位齿轮固定在变速箱输出轴上，三、四挡挂挡齿环（是一个整体）17轴向可移动地设置在变速箱输入轴上。
为了简化描述，把泵式变速机构7简化为泵式变速机构输入轴71、泵式变速机构输出轴72、流量控制装置73，泵式变速机构输出轴72上固定有泵式变速机构输出齿轮74，在泵式 变速机构输入轴71固定与发动机输出轴上的发动机输出齿轮101啮合的泵式变速机构输入齿轮75。
实施例1：参见图1，泵式变速机构输出齿轮74与空套在变速箱输入轴上的三挡输入挡位齿轮13啮合。泵式变速机构的动力经泵式变速机构输出齿轮、三挡输入挡位齿轮、三挡输出挡位齿轮传递到变速箱输出轴。
实施例2：参见图2，在变速箱输入轴上空套有同时与变速箱输出齿轮5和泵式变速机构输出齿轮75啮合的变速箱中间齿轮76。泵式变速机构的动力经泵式变速机构输出齿轮、变速箱中间齿轮、变速箱输出齿轮传递到变速箱输出轴，再传递给差速器的从动齿轮。
实施例3：参见图3，差速器的从动齿轮6同时与变速箱输出齿轮5和泵式变速机构输出齿轮75啮合。泵式变速机构的动力经泵式变速机构输出齿轮传递到差速器的从动齿轮；手动变速箱的动力经变速箱输出齿轮传递到差速器的从动齿轮。
实施例4：参见图4，变速箱输出齿轮5同时与差速器的从动齿轮6和泵式变速机构输出齿轮75啮合。泵式变速机构的动力经泵式变速机构输出齿轮、变速箱输出齿轮传递到差速器的从动齿轮；手动变速箱的动力经变速箱输出齿轮传递到差速器的从动齿轮。
下面以实施例1为例具体说明其工作过程。假定车辆正常行驶时处于三挡，三、四挡挂挡齿环17处于与三挡输入挡位齿轮啮合的状态，流量控制装置73处于完全打开状态。此时发动机的动力经离合器、变速箱输入轴3、三、四挡挂挡齿环17、三挡输入挡位齿轮13、三挡输出挡位齿轮23传递到变速箱输出轴4，再将变速箱输出齿轮5、差速器的从动齿轮6、差速器壳体、差速器的行星齿轮传递到半轴，最终带动车轮18转动。泵式变速机构输入轴71与泵式变速机构输出轴72自由相对运动，泵式变速机构不传递动力。当需要换到四挡时，首先通过流量控制装置73控制泵的流量逐渐减小，此时，发动机的动力由变速箱的传递逐渐过渡为泵式变速机构传递，直到流量控制装置关闭，泵的流量为零，发动机动力完全经过泵式变速机构传递，即发动机的动力经发动机输出齿轮101、泵式变速机构输入齿轮75、泵式变速机构输入轴71、泵式变速机构输出轴72、泵式变速机构输出齿轮74、三挡输入挡位齿轮13、三挡输出挡位齿轮23传动到变速箱输出轴4，再将变速箱输出齿轮5、差速器的从动齿轮6、差速器壳体、差速器的行星齿轮传递到半轴，带动车轮转动。然后分离离合器、向右移动三、四挡挂挡齿环17，使得三、四挡挂挡齿环17与四挡输入挡位齿轮14啮合完成换挡。换挡之后，再次结合离合器之后（当然，也可在再次结合离合器的同时，或者再次结合离合器之前），通过流量控制装置73控制泵式变速机构的泵的流量到最大，使泵式变速机构进入非动力传递状态。结合离合器结合后，发动机的动力完全由变速箱的传递，即本技术使 得手动变速箱在换挡时，采用了泵式变速机构作为动力传递机构，避免了换挡时的动力中断，提高换挡时舒适性和加速性能。同时，由于泵式变速机构使用液压阻尼的方式控制传递扭矩，没有摩擦部件，泵式变速机构的扭矩控制中产生的热量在泵介质（一般为液压油）中，可方便散热，因此可以在任何扭矩下实现控制，避免使用摩擦离合器导致的离合器烧损等现象，不仅提高了性能，同时，使用寿命大大提高。
本技术的创新是在普通的手动变速箱结构基础上，增加泵式变速机构，该泵式变速机构的输入端与发动机的动力直接连接，输出端与车轮动力直接连接。所述泵式变速机构可以有控制地将发动机的动力传递给车轮，与手动变速箱的传动齿轮一起，构成具有两个传动路线的、可实现不中断动力换挡的变速箱。
对于泵式变速机构，通过流量控制装置控制泵的流量即可控制泵的输入部件和输出部件之间的力，即可控制泵式变速机构的动力传递。例如：当泵的流量为最大时，泵的输入部件与输出部件之间的力很小，处于非动力传递状态；当泵的流量为0时，泵的泵的输入部件与输出部件不能相对转动，此时泵式变速机构传递的扭矩最大；控制泵的流量的大小，即可实现对泵式变速机构传递扭矩大小的控制。流量控制装置（控制阀）可以和泵联为一体，也可分体（通过管路连接）。
车辆处于非换挡状态时，泵式变速机构的泵的流量处于最大状态，此时，动力过渡机构不传递动力，动力经过离合器和变速箱减速齿轮传递给车轮。当需要换挡时，首先控制泵式变速机构的泵流量逐渐减小，此时，发动机的动力由变速箱的减速齿轮传递逐渐过渡为泵式变速机构传递，直到动力完全经过泵式变速机构传递。此时分离离合器并完成换挡，然后，结合离合器的同时或之后或之前，控制泵式变速机构的泵的流量至最大，使泵式变速机构进入非动力传递状态。泵式变速机构的应用避免了换挡时的动力中断，提高舒适性和加速性能。当然，泵式变速机构也可以作为变速箱的一个独立的挡位使用。本技术采用泵式变速机构在换挡期间传递动力，避免了换挡时的动力中断，并且泵式变速机构可以在大扭矩下进行扭矩传递控制工作，使得变速性能更加优秀，且具有长寿命。
Claims (7)
1.带泵式变速机构的汽车传动装置，发动机经离合器、手动变速箱向差速器的从动齿轮传递动力，其特征是：它还包括一个泵式变速机构，发动机经泵式变速机构向变速箱输出轴或者差速器的从动齿轮传递动力。
2.如权利要求1所述的带泵式变速机构的汽车传动装置，其特征是：在泵式变速机构的输出部件上固定有泵式变速机构输出齿轮，泵式变速机构输出齿轮与空套在变速箱输入轴上的输入挡位齿轮啮合，输入挡位齿轮与固定在变速箱输出轴上的输出挡位齿轮啮合；泵式变速机构的动力经泵式变速机构输出齿轮、输入挡位齿轮、输出挡位齿轮传递到变速箱输出轴。
3.如权利要求1所述的带泵式变速机构的汽车传动装置，其特征是：在泵式变速机构的输出部件上固定有泵式变速机构输出齿轮，在变速箱输出轴上固定有变速箱输出齿轮；泵式变速机构输出齿轮与变速箱输出齿轮啮合；泵式变速机构的动力经泵式变速机构输出齿轮、变速箱输出齿轮传递到变速箱输出轴。
4.如权利要求1所述的带泵式变速机构的汽车传动装置，其特征是：在泵式变速机构的输出部件上固定有泵式变速机构输出齿轮，在变速箱输出轴上固定有变速箱输出齿轮；在变速箱输入轴上空套有同时与变速箱输出齿轮和泵式变速机构输出齿轮啮合的变速箱中间齿轮；泵式变速机构的动力经泵式变速机构输出齿轮、变速箱中间齿轮、变速箱输出齿轮传递到变速箱输出轴。
5.如权利要求1所述的带泵式变速机构的汽车传动装置，其特征是：在泵式变速机构的输出部件上固定有泵式变速机构输出齿轮，在变速箱输出轴上固定有变速箱输出齿轮；差速器的从动齿轮同时与变速箱输出齿轮和泵式变速机构输出齿轮啮合；泵式变速机构的动力经泵式变速机构输出齿轮传递到差速器的从动齿轮；手动变速箱的动力经变速箱输出齿轮传递到差速器的从动齿轮。
6.如权利要求1所述的带泵式变速机构的汽车传动装置，其特征是：在泵式变速机构的输出部件上固定有泵式变速机构输出齿轮，在变速箱输出轴上固定有变速箱输出齿轮；变速箱输出齿轮同时与差速器的从动齿轮和泵式变速机构输出齿轮啮合；泵式变速机构的动力经泵式变速机构输出齿轮、变速箱输出齿轮传递到差速器的从动齿轮；手动变速箱的动力经变速箱输出齿轮传递到差速器的从动齿轮。
7.如权利要求2-5任一所述的带泵式变速机构的汽车传动装置，其特征是：在泵式变速机构的输入部件与发动机的输出轴通过齿轮传动。
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