CN108458105B - 一种手自一体变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种手自一体变速器。本发明的手自一体变速器包括换挡操纵机构和传动机构。换挡操纵机构为机械式。传动机构包括第一动力输入轴和第二动力输入轴。第一动力输入轴通过液力变矩器提供动力，用于带动动力输出轴低速转动。第二动力输入轴通过机械离合器提供动力，用于带动动力输出轴高速转动。低速行驶时自动变速，保证汽车起步加速平顺，避免频繁停车起步过程中的繁琐操作，使驾驶操作简单，减轻驾驶员的劳动强度；高速行驶手动换挡变速，具有手动换挡的操控感，保持驾驶的快感，同时具有比自动变速的更高的燃油经济性能。且换挡操纵机构采用机械式，具有良好的可靠性。

Description

一种手自一体变速器

技术领域

本发明涉及车辆部件技术领域，具体而言，涉及一种手自一体变速器。

背景技术

目前，现有的汽车变速器大致有手动变速器、自动变速器和手自一体变速器三种类型。手动变速器结构简单、性能可靠、价格便宜以及燃油经济性能相对好，但操作麻烦，对驾驶技术要求高，特别在市区驾驶过程中，频繁起步换挡，驾驶员劳动强度大，操作不熟练容易造成发动机熄火；自动变速器操作简单，特别适合在市区驾驶，但在郊外和公路行驶中，驾驶的操控感不强，同时燃油经济性能相对差，结构复杂，有复杂的液压和电子控制部分，价格较贵，维修保养成本高。

而现有的手自一体自动变速器虽然既有自动模式，也有手动模式，但是其手动模式是由手动控制电控部分来完成换挡，操控感不强，大多车主基本不用手动模式换挡，实际上造成功能的闲置浪费，同时换挡控制同样采用液压与电控结合控制，结构复杂价格较贵，维修保养成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手自一体变速器，以改善现有技术中存在的上述问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种手自一体变速器，其包括换挡操纵机构和传动机构；换挡操纵机构包括包括换挡机构、自锁机构和互锁机构；自锁机构用于定位换挡机构；互锁机构用于防止换挡机构同时挂入两个挡；换挡机构包括拨叉轴和连接在拨叉轴上的拨叉，拨叉轴用于带动拨叉活动；传动机构包括同步器，拨叉用于带动同步器滑动；传动机构还包括液力变矩器、机械离合器、第一动力输入轴、第二动力输入轴和动力输出轴；液力变矩器与第一动力输入轴传动连接；机械离合器与第二动力输入轴传动连接；第一动力输入轴用于带动动力输出轴低速转动；第二动力输入轴用于带动动力输出轴高速转动。

在本发明的一个实施例中：

上述传动机构的一挡主动齿轮和倒挡主动齿轮分别与第一动力输入轴传动连接；传动机构的二挡主动齿轮、三挡主动齿轮、四挡主动齿轮和五挡主动齿轮分别与第二动力输入轴传动连接。

在本发明的一个实施例中：

上述同步器包括第一同步器；一挡主动齿轮和倒挡主动齿轮均通过滚针轴承支承在第一动力输入轴上；第一同步器设置在一挡主动齿轮和倒挡主动齿轮之间，并且与第一动力输入轴可滑动地连接，用于使一挡主动齿轮或倒挡主动齿轮与第一动力输入轴传动连接；拨叉轴包括第一拨叉轴；拨叉包括第一拨叉；第一拨叉连接在第一拨叉轴上，用于带动第一同步器滑动。

在本发明的一个实施例中：

上述同步器还包括第二同步器和第三同步器；传动机构的二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、四挡从动齿轮和五挡从动齿轮均通过滚针轴承支承在动力输出轴上；第二同步器设置在二挡从动齿轮与三挡从动齿轮之间，并且与动力输出轴可滑动地连接，用于使二挡从动齿轮或三挡从动齿轮与动力输出轴传动连接；第三同步器设置在四挡从动齿轮和五挡从动齿轮之间，并且与动力输出轴可滑动地连接，用于使四挡从动齿轮或五挡从动齿轮与动力输出轴传动连接；拨叉轴还包括第二拨叉轴和第三拨叉轴；拨叉还包括第二拨叉和第三拨叉；第二拨叉连接在第二拨叉轴上，用于带动第二同步器滑动；第三拨叉连接在第三拨叉轴上，用于带动第三同步器滑动。

在本发明的一个实施例中：

上述传动机构还包括行星齿轮组，一挡主动齿轮与第一动力输入轴通过行星齿轮组传动连接；行星齿轮组包括太阳轮、齿圈和行星架；太阳轮通过第一同步器与第一动力输入轴传动连接；行星架分别与太阳轮和齿圈啮合；一挡主动齿轮与行星架固定连接。

在本发明的一个实施例中：

上述传动机构还包括变速器壳体和第一单向离合器，齿圈通过第一单向离合器与变速器壳体连接；

换挡机构还包括第一拨块、第二拨块和第三拨块；第一拨块与第一拨叉轴固定连接，用于带动第一拨叉轴活动；第二拨块与第二拨叉轴固定连接，用于带动第二拨叉轴活动；第三拨块与第三拨叉轴固定连接，用于带动第二拨叉轴活动；换挡机构处于一挡位置时，第一拨块、第二拨块和第三拨块共线。

在本发明的一个实施例中：

上述第二动力输入轴为空心轴，第一动力输入轴设置在第二动力输入轴内，且第一动力输入轴与第二动力输入轴同轴设置；第一动力输入轴与第二动力输入轴之间设置有滚针轴承，滚针轴承套设在第一动力输入轴上。

在本发明的一个实施例中：

上述传动机构还包括飞轮，飞轮固定连接在液力变矩器上，机械离合器固定连接在飞轮上；液力变矩器、飞轮和机械离合器沿液力变矩器的转动轴线依次设置。

在本发明的一个实施例中：

上述同步器为锁销式惯性同步器或锁环式惯性同步器。

在本发明的一个实施例中：

上述互锁机构包括第一限位槽、第二限位槽、第三限位槽、第四限位槽、第一限位件、第二限位件和互锁销；第一限位槽设置在第一拨叉轴上，用于容纳第一限位件；第一限位件可活动地设置在第一拨叉轴和第二拨叉轴之间；第二限位槽和第三限位槽相对设置在第二拨叉轴上，第二限位槽用于容纳第一限位件，第三限位槽用于容纳第二限位件；互锁销与第二拨叉轴可活动地连接，且互锁销至少部分位于第二限位槽或第三限位槽内；第二限位件可活动地设置在第二拨叉轴和第三拨叉轴之间；第四限位槽设置在第三拨叉轴上，用于容纳第二限位件；换挡机构位于一挡位置时，第一限位槽、第二限位槽、第三限位槽、第四限位槽、第一限位件、第二限位件和互锁销位于同一直线。

本发明实施例的有益效果是：

本发明提供的手自一体变速器，其包括传动机构和换挡操纵机构。换挡操纵机构包括换挡机构、自锁机构和互锁机构。换挡机构包括拨叉和拨叉轴，用于实现传动机构的换挡操作。传动机构的第一动力输入轴与液力变矩器传动连接，第二动力输入轴与机械离合器传动连接，动力输出轴分别与第一动力输入轴和第二动力输入轴传动连接。第一动力输入轴用于带动动力输出轴低速转动，第二动力输入轴用于带动动力输出轴高速转动。低速行驶时自动变速，保证汽车起步加速平顺，避免频繁停车起步过程中的繁琐操作，使驾驶操作简单，减轻驾驶员的劳动强度；高速行驶手动换挡变速，具有手动换挡的操控感，保持驾驶的快感，同时具有比自动变速的更高的燃油经济性能。且换挡操纵机构为机械式，具有良好的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的手自一体变速器中换挡机构的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的手自一体变速器中传动机构的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的手自一体变速器中传动机构的局部结构示意图；

图4为本发明实施例1提供的手自一体变速器中传动机构的局部结构示意图；

图5为本发明实施例1提供的手自一体变速器的挡位示意图。

图标：010-传动机构；100-变速器壳体；200-液力变矩器；210-液力变矩器外壳；220-泵轮；230-涡轮；240-导轮；250-导轮轴；260-第二单向离合器；300-机械离合器；310-离合器盖；320-离合器分离缸；330-分离轴承；340-离合器蝶形弹簧；350-离合器压盘；360-离合器从动盘；400-第一动力输入轴；410-行星齿轮组；411-太阳轮；412-齿圈；413-行星架；414-第一单向离合器；420-一挡主动齿轮；430-倒挡主动齿轮；440-第一同步器；441-结合套；442-花键毂；500-第二动力输入轴；510-二挡主动齿轮；520-三挡主动齿轮；530-四挡主动齿轮；540-五挡主动齿轮；600-动力输出轴；610-倒挡轴；611-倒挡中间齿轮；620-倒挡从动齿轮；630-一挡从动齿轮；640-二挡从动齿轮；650-三挡从动齿轮；660-四挡从动齿轮；670-五挡从动齿轮；680-第二同步器；690-第三同步器；710-飞轮齿圈；720-飞轮；020-换挡机构；021-第一拨叉轴；0211-第一拨叉；0212-第一拨块；022-第二拨叉轴；0221-第二拨叉；0222-第二拨块；023-第三拨叉轴；0231-第三拨叉；0232-第三拨块；024-第一自锁机构；0241-自锁球；0242-自锁弹簧；0243-一挡自锁球槽；0244-空挡自锁球槽；0245-倒挡自锁球槽；025-第二自锁机构；026-第三自锁机构；027-互锁机构；0271-第一限位槽；0272-第一互锁球；0273-第二互锁球；0274-第二限位槽；0275-互锁销；0276-第三限位槽；0277-第三互锁球；0278-第四互锁球；0279-第四限位槽；0281-空挡；0282-倒挡；0283-一挡；0284-二挡；0285-三挡；0286-四挡；0287-五挡。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

图1为本实施例提供的手自一体变速器中换挡机构020的结构示意图，

图2为本实施例提供的手自一体变速器中传动机构010的结构示意图。请结合参照图1和图2，本实施例提供一种手自一体变速器，其包括换挡操纵机构和传动机构010。换挡操纵机构包括换挡机构020、自锁机构和互锁机构027。换挡机构020包括拨叉轴和拨叉，拨叉固定连接在拨叉轴上，随拨叉轴的活动一起活动。换挡机构020通过拨叉的活动带动传动机构010的同步器活动，从而实现换挡功能。传动机构010包括液力变矩器200、机械离合器300、第一动力输入轴400、第二动力输入轴500和动力输出轴600。第一动力输入轴400与液力变矩器200传动连接，第二动力输入轴500与机械离合器300传动连接，动力输出轴600分别与第一动力输入轴400和第二动力输入轴500传动连接。使用时，液力变矩器200与发动机等动力装置传动连接，用于输入动力，第一动力输入轴400在液力变矩器200的作用下能够带动动力输出轴600低速转动；机械离合器300与发动机等动力装置传动连接，用于输入动力，第二动力输入轴500在机械离合器300的作用下能够带动动力输出轴600高速转动。

下面对本实施例提供的手自一体变速器进行进一步说明：

请参照图1，在本实施例中，拨叉轴包括第一拨叉轴021、第二拨叉轴022和第三拨叉轴023。第一拨叉轴021、第二拨叉轴022和第三拨叉轴023相对间隔设置。拨叉包括第一拨叉0211、第二拨叉0221和第三拨叉0231。第一拨叉0211固定连接在第一拨叉轴021上，第二拨叉0221固定连接在第二拨叉轴022上，第三拨叉0231固定连接在第三拨叉轴023上。

图3为本实施例提供的手自一体变速器中传动机构010的局部结构示意图。请结合参照图2和图3，在本实施例中，传动机构010包括变速器壳体100。液力变矩器200包括液力变矩器外壳210、泵轮220、涡轮230、导轮240、导轮轴250和第二单向离合器260。泵轮220、涡轮230和导轮240均设置在液力变矩器外壳210内，泵轮220与液力变矩器外壳210固定连接，能够随液力变矩器外壳210一起转动。涡轮230的一端与泵轮220连通，另一端与第一动力输入轴400通过花键传动连接。导轮240设置在涡轮230与泵轮220之间，且导轮240的两端分别与涡轮230和泵轮220连通。导轮轴250为中空轴，其套设在第一动力输入轴400外，通过滚针轴承支承在第一动力输入轴400上，且导轮轴250的两端分别与变速器壳体100和第二单向离合器260固定连接，导轮240通过第二单向离合器260与导轮轴250连接，并能以导轮轴250的轴线为轴转动。工作时，液力变矩器外壳210与发动机飞轮齿圈710固定连接，在飞轮齿圈710的带动下转动，从而带动泵轮220转动；液力油随泵轮220的转动流入涡轮230中，驱动涡轮230转动，第一动力输入轴400随之转动；液力油经导轮240流回泵轮220，如此，形成液力油通路，图3中所示箭头为液力油的流动方向。由于泵轮220通过第二单向离合器260与导轮轴250连接，当泵轮220转速大于涡轮230时，单向离合器将导轮240与导轮轴250连接，导轮240被固定，无法转动；当泵轮220转速小于涡轮230时，单向离合器打滑，导轮240在液力油的作用下沿导轮轴250的轴线转动，如此，实现变矩变速的功能。

在本实施例中，液力变矩器外壳210远离飞轮齿圈710的一端固定连接有飞轮720，机械离合器300固定连接在飞轮720上，能够随飞轮720转动。具体的，机械离合器300包括离合器从动盘360、离合器压盘350、离合器蝶形弹簧340、分离轴承330、离合器分离缸320和离合器盖310，离合器盖310与飞轮720固定连接。离合器蝶形弹簧340卡接在离合器盖310上，其一端与离合器压盘350固定连接，使离合器蝶形弹簧340既能随离合器盖310一起转动，而且另一端发生形变时，其与离合器压盘350固定连接的一端能随之发生形变。离合器从动盘360与离合器压盘350相对设置在飞轮720与离合器压盘350之间，在离合器蝶形弹簧340的弹性力的作用下，离合器压盘350压紧在离合器从动盘360上。离合器从动盘360与第二动力输入轴500通过花键传动连接。离合器蝶形弹簧340的形变能够使离合器压盘350与离合器从动盘360分离。分离轴承330与离合器分离缸320固定连接，分离轴承330套设在第二动力输入轴500上，并且与第二动力输入轴500可滑动地连接，离合器分离缸320用于驱动分离轴承330沿第二动力输入轴500滑动。当分离轴承330向逐渐靠近离合器蝶形弹簧340的方向滑动时，分离轴承330与离合器蝶形弹簧340抵接，并对离合器蝶形弹簧340施加压力，使离合器蝶形弹簧340发生形变，离合器压盘350在离合器蝶形弹簧340的带动下与离合器从动盘360分离，动力传输中断。

进一步的，第二动力输入轴500为中空轴，其套设在导轮轴250外，与导轮轴250同轴设置，并通过滚针轴承支承在导轮轴250上。能够有效节约空间，使手自一体变速器的结构更加紧凑。

在本实施例中，低速指汽车处于一挡0283和倒挡0282时，高速指汽车处于二挡0284、三挡0285、四挡0286或五挡0287时。第一动力输入轴400远离涡轮230的一端，且伸出导轮轴250和第二动力输入轴500的部分，传动连接有一挡主动齿轮420和倒挡主动齿轮430。进一步的，一挡主动齿轮420和倒挡主动齿轮430通过滚针轴承支承在第一动力输入轴400上，且一挡主动齿轮420和倒挡主动齿轮430之间设置有第一同步器440。第一同步器440为锁销式惯性同步器，其包括结合套441和花键毂442，花键毂442与第一动力输入轴400固定连接，结合套441与花键毂442可滑动地连接。第一拨叉0211卡接在结合套441上，第一拨叉0211的活动拨动结合套441相对与花键毂442滑动，当结合套441与一挡主动齿轮420结合时，第一动力输入轴400带动一挡主动齿轮420转动，手自一体变速器处于一挡0283；当结合套441与倒挡主动齿轮430结合时，第一动力输入轴400带动倒挡主动齿轮430转动，手自一体变速器处于倒挡0282；当结合套441与一挡主动齿轮420和倒挡主动齿轮430均不结合时，手自一体变速器处于空挡0281。

需要说明的，此处并不对第一同步器440的结构进行限制，可以理解的，在其他具体实施例中，也可以根据用户的需求，设置第一同步器440的类型，例如选用锁环式惯性同步器作为第一同步器440。

图4为本实施例提供的手自一体变速器中传动机构010的局部结构示意图。请结合参照图2和图4，进一步的，传动机构010还包括行星齿轮组410，一挡主动齿轮420与第一动力输入轴400通过行星齿轮组410传动连接。行星齿轮组410包括太阳轮411、齿圈412和行星架413。太阳轮411通过滚针轴承支承在第一动力输入轴400上，行星架413分别与太阳轮411和齿圈412啮合，在太阳轮411的带动下转动。行星架413的一端固定连接有一挡主动齿轮420，一挡主动齿轮420与设置在动力输出轴600上的一挡从动齿轮630啮合。第一动力输入轴400的转动带动太阳轮411转动，行星架413随太阳轮411一起转动，从而带动一挡主动齿轮420转动，并最终驱动动力输出轴600转动，从而将动力输出。

图5为本实施例提供的手自一体变速器的挡位示意图。请结合参照图2和图5，进一步的，传动机构010还包括第一单向离合器414，齿圈412通过第一单向离合器414与变速器壳体100连接。在升挡换挡过程中，结合套441始终与太阳轮411结合。当动力输出轴600的转速大于一挡时的转速，一挡从动齿轮630带动一挡主动齿轮420转动时，第一单向离合器414打滑，齿圈412在一挡主动齿轮420的带动下转动，太阳轮411不随一挡主动齿轮420转动，阻止动力反向传递；当动力输出轴600的转速小于一挡时的转速，一挡主动齿轮420带动一挡从动齿轮630转动时，第一单向离合器414将齿圈412与变速器壳体100连接，齿圈412被固定，无法继续转动，动力第一动力输入轴400传递到动力输出轴600，保证换挡过程中动力传递不中断。可以理解的，在其他实施例中，也可以根据用户的需求，将第一单向离合器414设置在太阳轮411与变速器壳体100之间，使太阳轮411通过第一单向离合器414与变速器壳体100连接，从而实现阻止动力反向传递的作用。

在本实施例中，倒挡中间齿轮611固定连接在倒挡轴610上，倒挡轴610通过滚针轴承与变速器壳体100可转动地连接。倒挡从动齿轮620固定连接在动力输出轴600上，倒挡中间齿轮611分别与倒挡主动齿轮430和倒挡从动齿轮620啮合。

在本实施例中，同步器还包括第二同步器680和第三同步器690。二挡主动齿轮510、三挡主动齿轮520、四挡主动齿轮530和五挡主动齿轮540固定连接在第二动力输入轴500上；二挡从动齿轮640、三挡从动齿轮650、四挡从动齿轮660和五挡从动齿轮670均通过滚针轴承支承在动力输出轴600上。二挡从动齿轮640和三挡从动齿轮650之间设置有第二同步器680，四挡从动齿轮660和五挡从动齿轮670之间设置有第三同步器690，第二同步器680和第三同步器690的结构相同。第二拨叉0221卡接在第二同步器680的结合套上，该结合套与二挡从动齿轮640结合时，二挡从动齿轮640带动动力输出轴600转动，手自一体变速器处于二挡0284；该结合套与三挡从动齿轮650结合时，三挡从动齿轮650带动动力输出轴600转动，手自一体变速器处于三挡0285。第三拨叉0231卡接在第三同步器690的结合套上，该结合套与四挡从动齿轮660结合时，四挡从动齿轮660带动动力输出轴600转动，手自一体变速器处于四挡0286；该结合套与五挡从动齿轮670结合时，五挡从动齿轮670带动动力输出轴600转动，手自一体变速器处于五挡0287。

在本实施例中，换挡机构020还包括第一拨块0212、第二拨块0222和第三拨块0232，第一拨块0212固定连接在第一拨叉轴021上，第二拨块0222固定连接在第二拨叉轴022上，第三拨块0232固定连接在第三拨叉轴023上。使用时，变速杆与第一拨块0212、第二拨块0222或第三拨块0232卡接，并能够在第一拨块0212、第二拨块0222和第三拨块0232之间滑动。当手自一体变速器位于一挡0283时，即换挡机构020处于一挡0283位置时，第一拨块0212、第二拨块0222和第三拨块0232在同一直线上，变速杆能够直接从第一拨块0212处滑动到第二拨块0222处，并通过第二拨块0222带动第二拨叉轴022及第二拨叉轴022上的第二拨叉0221，实现换挡，而同时，第一同步器440的结合套441与太阳轮411结合，保证在升挡换挡过程中，动力传递不中断。具体的，在本实施例中，换挡机构020处于一挡0283位置指，第一同步器440处于与太阳轮411结合的位置，同时，第二同步器680处于与二挡从动齿轮640和三挡从动齿轮650均不结合的位置，第三同步器690处于与四挡从动齿轮660和五挡从动齿轮670均不结合的位置。

请参照图1，在本实施例中，自锁机构包括用于锁定第一拨叉轴021的第一自锁机构024、用于锁定第二拨叉轴022的第二自锁机构025和用于锁定第三拨叉轴023的第三自锁机构026。第一自锁机构024包括自锁球0241、自锁弹簧0242和自锁球槽。自锁球槽包括设置在第一拨叉轴021上的一挡自锁球槽0243、空挡自锁球槽0244和倒挡自锁球槽0245，一挡自锁球槽0243、空挡自锁球槽0244和倒挡自锁球槽0245沿第一拨叉轴021的轴线依次间隔设置。当手自一体变速器处于一挡0283时，自锁球0241被自锁弹簧0242压紧在一挡自锁球槽0243中；当手自一体变速器由一挡0283转换到空挡0281时，变速杆位于第一拨块0212处，并带动第一拨叉轴021移动，在变速杆施加的轴向力的作用下，自锁球0241克服自锁弹簧0242的弹性力沿一挡自锁球槽0243壁向上运动离开一挡自锁球槽0243，并最终落到空挡自锁球槽0244中。同理的，第二自锁机构025和第三自锁机构026的结构及工作原理与第一自锁机构024相同。

互锁机构027包括设置在第一拨叉轴021上的第一限位槽0271、设置在第一拨叉轴021和第二拨叉轴022之间的第一限位件、相对设置在第二拨叉轴022上的第二限位槽0274和第三限位槽0276、设置在第二拨叉轴022和第三拨叉轴023之间的第二限位件、设置在第三拨叉轴023上的第四限位槽0279以及穿设在第二拨叉轴022上的互锁销0275。在本实施例中，第一限位件包括相互抵接的第一互锁球0272和第二互锁球0273；第二限位件包括相互抵接的第三互锁球0277和第四互锁球0278。可以理解的，此处并不对第一限位件和第二限位件进行限制，在其他实施例中，也可以根据用户的需求设置第一限位件和第二限位件，例如将第一限位件和第二限位件均设置为一个互锁球。

挂一挡0283时，变速杆拨动第一拨块0212，从而带动第一拨叉轴021运动，第一拨叉0211随之运动，拨动第一同步器440与太阳轮411结合，如图1所示，第一限位槽0271、第一互锁球0272、第二互锁球0273、第二限位槽0274、互锁销0275、第三限位槽0276、第三互锁球0277、第四互锁球0278和第四限位槽0279位于同一直线，此时第一互锁球0272、第二互锁球0273、第三互锁球0277和第四互锁球0278处于放松状态，第一拨叉轴021、第二拨叉轴022和第三拨叉轴023中的任一个均可以在其他两根轴固定的情况下，由变速杆单独拨动换挡。

挂空挡0281时，变速杆拨动第一拨块0212，从而带动第一拨叉轴021运动，第一拨叉0211随之运动，拨动第一同步器440与太阳轮411分离，第一限位槽0271随第一拨叉轴021运动，第一互锁球0272被挤出第一限位槽0271，第二互锁球0273在第一互锁球0272的挤压下进入第二限位槽0274，互锁销0275的一端进入第三限位槽0276，从而将第三互锁球0277挤出第三限位槽0276，第四互锁球0278在第三互锁球0277的挤压下进入第四限位槽0279。从而使第二拨叉轴022和第三拨叉轴023的位置被锁定。

挂倒挡0282时，变速杆拨动第一拨块0212，从而带动第一拨叉轴021运动，第一拨叉0211随之运动，拨动第一同步器440与倒挡主动齿轮430结合，第一限位槽0271随第一拨叉轴021的运动逐渐远离第一互锁球0272，第二拨叉轴022和第三拨叉轴023处于被锁定的状态。

挂二挡0284时，手自一体变速器处于一挡位置，通过变速杆拨动第二拨块0222，从而带动第二拨叉轴022及第二拨叉0221运动，第二拨叉0221拨动第二同步器680与二挡从动齿轮640结合，第二限位槽0274和第三限位槽0276随第二拨叉轴022运动，第二互锁球0273和第三互锁球0277被同时挤出，在第二互锁球0273的挤压下第一互锁球0272进入第一限位槽0271，第四互锁球0278被第三互锁球0277挤入第四限位槽0279。从而使第一拨叉轴021和第三拨叉轴023的位置被锁定。

挂三挡0285时，手自一体变速器处于一挡0283位置，通过变速杆拨动第二拨块0222，从而带动第二拨叉轴022及第二拨叉0221运动，第二拨叉0221拨动第二同步器680与三挡从动齿轮650结合，第二限位槽0274和第三限位槽0276随第二拨叉轴022运动，使第二互锁球0273和第三互锁球0277被同时挤出，在第二互锁球0273的挤压下第一互锁球0272进入第一限位槽0271，第四互锁球0278被第三互锁球0277挤入第四限位槽0279。从而使第一拨叉轴021和第三拨叉轴023的位置被锁定。

挂四挡0286时，手自一体变速器处于一挡0283位置，通过变速杆拨动第三拨块0232，从而带动第三拨叉轴023及第三拨叉0231运动，第三拨叉0231拨动第三同步器690与四挡从动齿轮660结合，第四限位槽0279随第三拨叉轴023运动，使第四互锁球0278被挤出，在第四互锁球0278的挤压下第三互锁球0277进入第三限位槽0276，互锁销0275的一端进入第二限位槽0274，将第二互锁球0273挤出，在第二互锁球0273的挤压下，第一互锁球0272进入第一限位槽0271。从而使第一拨叉轴021和第二拨叉轴022的位置被锁定。

挂五挡0287时，手自一体变速器处于一挡0283位置，通过变速杆拨动第三拨块0232，从而带动第三拨叉轴023及第三拨叉0231运动，第三拨叉0231拨动第三同步器690与五挡从动齿轮670结合，第四限位槽0279随第三拨叉轴023运动，使第四互锁球0278被挤出，在第四互锁球0278的挤压下第三互锁球0277进入第三限位槽0276，互锁销0275的一端进入第二限位槽0274，将第二互锁球0273挤出，在第二互锁球0273的挤压下，第一互锁球0272进入第一限位槽0271。从而使第一拨叉轴021和第二拨叉轴022的位置被锁定。

本发明的实施例提供的手自一体变速器，其传动机构010的动力输出轴600同时与第一动力输入轴400和第二动力输入轴500传动连接。第一动力输入轴400的动力通过液力变矩器200提供，第二动力输入轴500的动力通过机械离合器300提供。当手自一体变速器处于一挡0283和倒挡0282时，动力通过液力变矩器200传递到第一动力输入轴400，从而通过动力输出轴600输出，处于市区等需要频繁起步换挡的情况下时，能自动变速，保证汽车起步加速平顺，避免频繁停车起步过程中的繁琐操作，使驾驶操作简单，减轻驾驶员的劳动强度。当汽车在行驶过程中处于二挡0284、三挡0285、四挡0286或五挡0287时，则需要驾驶员通过手动拨动拨叉换挡，具有手动换挡的操控感，保持驾驶的快感，同时具有比自动变速的更高的燃油经济性能。而且通过设置行星齿轮组410和第一单向离合器414，使得在汽车处于二挡0284、三挡0285、四挡0286或五挡0287时，第一同步器440均处于与太阳轮411结合的状态，保证换挡过程动力传递不中断。

综上，本发明实施例提供的手自一体变速器，既具有液力传动的自动适应性，防振、隔振性能；又具有机械传动的可靠性，较高的燃油经济性。同时，能够保证在在升挡换挡过程中，动力传递不中断。整个换挡过程采用机械方式，具有良好的可靠性，没有使用液压和电子控制，制造成本低，维修保养简单。而且结构紧凑。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种手自一体变速器，其特征在于，包括：

换挡操纵机构和传动机构；所述换挡操纵机构包括换挡机构、自锁机构和互锁机构；所述自锁机构用于定位所述换挡机构；所述互锁机构用于防止所述换挡机构同时挂入两个挡；

所述换挡机构包括拨叉轴和连接在所述拨叉轴上的拨叉，所述拨叉轴用于带动所述拨叉活动；所述传动机构包括同步器，所述拨叉用于带动所述同步器滑动；

所述传动机构还包括液力变矩器、机械离合器、第一动力输入轴、第二动力输入轴和动力输出轴；所述液力变矩器与所述第一动力输入轴传动连接；所述机械离合器与所述第二动力输入轴传动连接；所述第一动力输入轴用于带动所述动力输出轴低速转动；所述第二动力输入轴用于带动所述动力输出轴高速转动；

所述传动机构的一挡主动齿轮和倒挡主动齿轮分别与所述第一动力输入轴传动连接；

所述传动机构的二挡主动齿轮、三挡主动齿轮、四挡主动齿轮和五挡主动齿轮分别与所述第二动力输入轴传动连接；

所述传动机构还包括飞轮，所述飞轮固定连接在所述液力变矩器上，所述机械离合器固定连接在所述飞轮上；所述液力变矩器、所述飞轮和所述机械离合器沿所述液力变矩器的转动轴线依次设置；

所述同步器包括第一同步器，所述第一同步器设置在所述一挡主动齿轮和所述倒挡主动齿轮之间，并且与所述第一动力输入轴可滑动地连接，用于使所述一挡主动齿轮或所述倒挡主动齿轮与所述第一动力输入轴传动连接；

所述传动机构还包括行星齿轮组，所述一挡主动齿轮与所述第一动力输入轴通过行星齿轮组传动连接；所述行星齿轮组包括太阳轮、齿圈和行星架；所述太阳轮通过所述第一同步器与所述第一动力输入轴传动连接；所述行星架分别与所述太阳轮和所述齿圈啮合；所述一挡主动齿轮与所述行星架固定连接；

所述传动机构还包括变速器壳体和第一单向离合器，所述齿圈通过所述第一单向离合器与所述变速器壳体连接。

2.根据权利要求1所述的手自一体变速器，其特征在于：

所述一挡主动齿轮和所述倒挡主动齿轮均通过滚针轴承支承在所述第一动力输入轴上；

所述拨叉轴包括第一拨叉轴；所述拨叉包括第一拨叉；所述第一拨叉连接在所述第一拨叉轴上，用于带动所述第一同步器滑动。

3.根据权利要求2所述的手自一体变速器，其特征在于：

所述同步器还包括第二同步器和第三同步器；所述传动机构的二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、四挡从动齿轮和五挡从动齿轮均通过滚针轴承支承在所述动力输出轴上；所述第二同步器设置在所述二挡从动齿轮与所述三挡从动齿轮之间，并且与所述动力输出轴可滑动地连接，用于使所述二挡从动齿轮或三挡从动齿轮与所述动力输出轴传动连接；所述第三同步器设置在所述四挡从动齿轮和所述五挡从动齿轮之间，并且与所述动力输出轴可滑动地连接，用于使所述四挡从动齿轮或所述五挡从动齿轮与所述动力输出轴传动连接；

所述拨叉轴还包括第二拨叉轴和第三拨叉轴；所述拨叉还包括第二拨叉和第三拨叉；所述第二拨叉连接在所述第二拨叉轴上，用于带动所述第二同步器滑动；所述第三拨叉连接在所述第三拨叉轴上，用于带动所述第三同步器滑动。

4.根据权利要求3所述的手自一体变速器，其特征在于：

所述换挡机构还包括第一拨块、第二拨块和第三拨块；所述第一拨块与所述第一拨叉轴固定连接，用于带动所述第一拨叉轴活动；所述第二拨块与所述第二拨叉轴固定连接，用于带动所述第二拨叉轴活动；所述第三拨块与所述第三拨叉轴固定连接，用于带动所述第三拨叉轴活动；所述换挡机构处于一挡位置时，所述第一拨块、所述第二拨块和所述第三拨块共线。

5.根据权利要求1所述的手自一体变速器，其特征在于：

所述第二动力输入轴为空心轴，所述第一动力输入轴设置在所述第二动力输入轴内，且所述第一动力输入轴与所述第二动力输入轴同轴设置；所述第一动力输入轴与所述第二动力输入轴之间设置有滚针轴承，所述滚针轴承套设在所述第一动力输入轴上。

6.根据权利要求1所述的手自一体变速器，其特征在于：

所述同步器为锁销式惯性同步器或锁环式惯性同步器。

7.根据权利要求3所述的手自一体变速器，其特征在于：

所述互锁机构包括第一限位槽、第二限位槽、第三限位槽、第四限位槽、第一限位件、第二限位件和互锁销；所述第一限位槽设置在所述第一拨叉轴上，用于容纳第一限位件；所述第一限位件可活动地设置在所述第一拨叉轴和第二拨叉轴之间；所述第二限位槽和所述第三限位槽相对设置在所述第二拨叉轴上，所述第二限位槽用于容纳所述第一限位件，所述第三限位槽用于容纳第二限位件；所述互锁销与所述第二拨叉轴可活动地连接，且所述互锁销至少部分位于所述第二限位槽或所述第三限位槽内；所述第二限位件可活动地设置在所述第二拨叉轴和所述第三拨叉轴之间；所述第四限位槽设置在所述第三拨叉轴上，用于容纳所述第二限位件；所述换挡机构位于一挡位置时，所述第一限位槽、第二限位槽、第三限位槽、第四限位槽、所述第一限位件、所述第二限位件和所述互锁销位于同一直线。