CN107664167A - 一种柔性换挡装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种柔性接合刚性传动的柔性换挡装置，包括离合器壳体、摩擦片、齿形垫片、大活塞、双联齿轮、柱塞环、喷油轴套、小活塞、圆柱螺旋压缩弹簧、碟形弹簧和四油道轴；通过液压***分别控制大小活塞的轴向移动，实现摩擦力传递扭矩到花键传递的转换。本发明提出了一种柔性结合刚性传递动力的换挡装置，小扭矩的情况下靠摩擦片的摩擦力实现离合器和齿轮的同步，大扭矩情况下通过花键传递动力。

Description

一种柔性换挡装置
技术领域
本发明属于汽车动力***技术领域，具体涉及一种柔性换挡装置。
背景技术
目前的换挡装置主要采用离合器和同步器组合使用的结构，离合器主要有电磁离合器、磁粉离合器和摩擦离合器等形式，都存在寿命低、传递扭矩小等问题。摩擦式离合器通过摩擦片之间的摩擦力来传递扭矩，造成摩擦损耗大，使得整个离合器的传递效率低。而且，在换挡过程中离合器的通断会增加顿挫感。因此，本发明提出了一种柔性结合刚性传递动力的换挡装置，小扭矩的情况下靠摩擦片的摩擦力实现离合器和齿轮的同步，大扭矩情况下通过花键传递动力，实现了换挡的无动力中断；并通过液压***的顺序控制实现由柔性结合向刚性传动的转换。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柔性结合刚性传递动力的换挡装置，该装置可实现大扭矩的传递和换挡的无动力中断。
为实现本发明目的采用如下技术方案实现的：
一种柔性换挡装置，包括离合器壳体1、摩擦片2、齿形垫片3、大活塞4、双联齿轮5、柱塞环6、喷油轴套7、齿轮热压块8、小活塞9、圆柱螺旋压缩弹簧10、碟形弹簧11、双联齿轮12和四油道轴13。
所述离合器壳体1两侧对称，两侧均有齿形槽，其中间凸出部位101上设有矩形花键；所述摩擦片2是内圆具有齿形的圆环形薄片，其上的齿与双联齿轮5的一个齿轮啮合；所述齿形垫片3是外圆上具有齿形的圆环形薄片，其上的齿与离合器壳体的齿形槽啮合；所述摩擦片2与齿形垫片3两两相隔叠放在离合器壳体1内。
所述大活塞4放在离合器壳体1的底部，其上具有一个环形凹槽401，碟形弹簧11放置在环形凹槽内；所述喷油轴套7上有若干个油孔。
所述小活塞9下半部分为内矩形花键，上半部分为外渐开线花键，内矩形花键与离合器壳体1上的外矩形花键始终啮合；所述圆柱螺旋压缩弹簧10套在小活塞9的外侧。
所述四油道轴13上设有四个油道，分别对应两侧离合器的两个活塞底部的缝隙；所述双联齿轮5和12的内孔上均设有内渐开线花键。
所述小活塞9可沿着矩形花键的齿形在离合器壳体1的中间突出部分上下滑动，下半部分内矩形花键始终与离合器壳体1上的外矩形花键啮合，当小活塞9产生一定的向上位移时，其上半部分外渐开线花键与双联齿轮5内孔上的内渐开线花键啮合。
进一步，四油道轴13在离合器的两侧均有两个油道，一个油道通过离合器壳体1上的油孔将油引入大活塞4和离合器壳体1之间的缝隙，推动大活塞产生位移，另一个油道通过离合器壳体1上的油孔将油引入小活塞9和离合器壳体1之间的缝隙，推动小活塞9产生一定的轴向位移。
进一步，换挡电机将动力传递给换挡齿轮18，进而与其啮合的齿条17推动活塞在油缸内产生轴向位移，使油缸内的压力增大，使得油缸内的油通过油道进入大活塞底部的储油缝隙，随着油压的不断增大推动大活塞产生向上的轴向位移，继而压紧摩擦片；当油压达到一定数值，小活塞油路上的顺序阀打开，油缸内的油液通过油道进入小活塞底部的储油缝隙，随着油压的不断增大推动小活塞产生轴向位移，使得小活塞上的花键与齿轮轮毂上的花键啮合，从而达到刚性传递动力的目的。
本发明具有如下优点和积极效果：
(1)该装置通过柔性结合刚性传递动力，使得结合过程平稳无冲击，且换挡动力不中断，体积小。
(2)利用花键实现大扭矩的传递，使离合器整体传递的扭矩增大，避免了摩擦片传递大扭矩时的摩擦损耗，传递效率高，离合器摩擦片工作在瞬间轻载的条件下，使其磨损较小，增加了离合器的工作寿命。
(3)离合器采用摩擦片柔性结合的方式，可吸收换挡瞬时冲击力对变速箱箱体的冲击破坏。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为柔性换挡装置结构图；
图2为液压控制***示意图；
图3为小活塞示意图；
图4为液压控制逻辑流程图；
图5为离合器外壳示意图；
图中：离合器壳体(1)、摩擦片(2)、齿形垫片(3)、大活塞(4)、双联齿轮(5)、柱塞环(6)、喷油轴套(7)、齿轮热压块(8)、小活塞(9)、圆柱螺旋压缩弹簧(10)、碟形弹簧(11)、双联齿轮(12)、四油道轴(13)、顺序阀(14)、单向阀(15)、油箱(16)、齿条(17)和齿轮(18)。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
一种柔性换挡装置，包括离合器壳体1、摩擦片2、齿形垫片3、大活塞4、双联齿轮5、柱塞环6、喷油轴套7、齿轮热压块8、小活塞9、圆柱螺旋压缩弹簧10、碟形弹簧11、双联齿轮12、四油道轴13、顺序阀14、单向阀15、油箱16、齿条17和齿轮18。
所述离合器壳体1两侧对称，两侧均有齿形槽，其中间凸出部位101上设有矩形花键；所述摩擦片2是内圆具有齿形的圆环形薄片，其上的齿与双联齿轮5的一个齿轮啮合；所述齿形垫片3是外圆上具有齿形的圆环形薄片，其上的齿与离合器壳体的齿形槽啮合；所述摩擦片2与齿形垫片3两两相隔叠放在离合器壳体1内。
所述大活塞4放在离合器壳体1的底部，其上具有一个环形凹槽401，碟形弹簧11放置在环形凹槽内，当油压进入大活塞与壳体底部间隙时，碟形弹簧随大活塞的变形而产生相应的变形，油压消失后碟形弹簧的弹性复位带动大活塞回到原来的位置；所述喷油轴套7上有若干个油孔，油液通过轴套上的油孔将油液引入四油道轴的油道内，从而进入活塞与壳体间的缝隙推动活塞的移动。
所述小活塞9下半部分为内矩形花键，上半部分为外渐开线花键，内矩形花键与离合器壳体1上的外矩形花键始终啮合，并在油压的作用下沿矩形花键的键槽产生一定的轴向位移；所述圆柱螺旋压缩弹簧10套在小活塞9的外侧，弹簧的一侧连接离合器壳体，另一侧接触齿轮的轮毂，小活塞产生轴向位移后带动压缩弹簧轴向压缩，当油压消失后弹簧的弹性复位使得小活塞回到原始位置。
所述四油道轴13上设有四个油道，分别对应两侧离合器的两个活塞底部的缝隙，在液压***的控制下不断的产生和失去油压；所述双联齿轮5和12的内孔上均设有内渐开线花键。
进一步，小活塞9可沿着矩形花键的齿形在离合器壳体1的中间突出部分上下滑动，下半部分内矩形花键始终与离合器壳体1上的外矩形花键啮合，当小活塞9产生一定的向上位移时，其上半部分外渐开线花键与双联齿轮5内孔上的内渐开线花键啮合。
进一步，四油道轴13在离合器的两侧均有两个油道，一个油道通过离合器壳体1上的油孔将油引入大活塞4和离合器壳体1之间的缝隙，推动大活塞产生位移，另一个油道通过离合器壳体1上的油孔将油引入小活塞9和离合器壳体1之间的缝隙，推动小活塞9产生一定的轴向位移。
进一步，换挡电机将动力传递给换挡齿轮18，进而与其啮合的齿条17推动活塞在油缸内产生轴向位移，使油缸内的压力增大，使得油缸内的油通过油道进入大活塞底部的储油缝隙，随着油压的不断增大推动大活塞产生向上的轴向位移，继而压紧摩擦片；当油压达到一定数值，小活塞油路上的顺序阀打开，油缸内的油液通过油道进入小活塞底部的储油缝隙，随着油压的不断增大推动小活塞产生轴向位移，使得小活塞上的花键与齿轮轮毂上的花键啮合，从而达到刚性传递动力的目的。
本发明提供的一种柔性换挡装置，其工作原理为：
柔性换挡装置结合时换挡电机将动力传递到换挡齿轮进而使齿条推动活塞产生一定轴向位移，油缸内压力增大，通过大活塞的油路推动大活塞产生一定的轴向位移，使摩擦片和齿形垫片压紧，实现小扭矩的传递，此时驱动端和从动端保持相对的静止状态。液压***压力上升，顺序阀打开控制小活塞的轴向移动，当小活塞的渐开线花键与齿轮内孔的渐开线花键啮合时就实现了通过花键传递大扭矩的目的，此时处于一档工作状态。若不再需要离合器的动力传递，则通过圆柱螺旋压缩弹簧的弹性复位实现小活塞花键的退出，不再与齿轮内孔花键啮合，通过碟形弹簧的复位实现大活塞的复位，摩擦片和齿形垫片都处于放松状态不再传递动力；同理，换挡电机反转，推动另一侧齿条产生压紧油缸的位移，进而处于二挡工作状态。

Claims (4)

1.一种柔性换挡装置，包括离合器壳体1、摩擦片2、齿形垫片3、大活塞4、双联齿轮5、柱塞环6、喷油轴套7、齿轮热压块8、小活塞9、圆柱螺旋压缩弹簧10、碟形弹簧11、双联齿轮12、四油道轴13、顺序阀14、单向阀15、油缸16、齿条17和换挡齿轮18。
所述离合器壳体1两侧对称，两侧均有齿形槽，其中间凸出部位上设有矩形花键；所述摩擦片2是内圆具有齿形的圆环形薄片，其上的齿与双联齿轮5的一个齿轮啮合；所述齿形垫片3是外圆上具有齿形的圆环形薄片，其上的齿与离合器壳体的齿形槽啮合；所述摩擦片2与齿形垫片3两两相隔叠放在离合器壳体1内；所述大活塞4放在离合器壳体1的底部，其上具有一个环形凹槽，碟形弹簧11放置在环形凹槽内；所述喷油轴套7上有若干个油孔；所述小活塞9下半部分为内矩形花键，上半部分为外渐开线花键，内矩形花键与离合器壳体1上的外矩形花键始终啮合；所述圆柱螺旋压缩弹簧10套在小活塞9的外侧；四油道轴13上设有四个油道，分别对应两侧离合器的两个活塞底部的缝隙；所述双联齿轮5和12的内孔上均设有内渐开线花键。
2.如权利要求1所述的一种柔性换挡装置，其特征在于小活塞9可沿着矩形花键的齿形在离合器壳体1的中间突出部分上下滑动，下半部分内矩形花键始终与离合器壳体1上的外矩形花键啮合，当小活塞9产生一定的向上位移时，其上半部分外渐开线花键与双联齿轮5内孔上的内渐开线花键啮合。
3.如权利要求1所述的一种柔性换挡装置，其特征在于四油道轴13在离合器的两侧均有两个油道，一个油道通过离合器壳体1上的油孔将油引入大活塞4和离合器壳体1之间的缝隙，推动大活塞产生位移，另一个油道通过离合器壳体1上的油孔将油引入小活塞9和离合器壳体1之间的缝隙，推动小活塞9产生一定的轴向位移。
4.如权利要求1所述的一种柔性换挡装置，其特征在于换档电机连接换挡齿轮18，换挡齿轮18和齿条17相啮合，齿条17连接油缸活塞；大活塞9的油路上安装有顺序阀14和单向阀15。
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