CN1151945A - 重复或双i型组合变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种组合变速器(10)及其控制方式。手动换档的组合变速器包括一3-档输入的***式配档部分(12)，该***式配档部分顺序地与一多档操纵变速杆操纵的主变速部分连接，该主变速部分顺序地与一2-档分段式配档部分连接，所说的***式配档部分由一***式配档部分开关(85)控制，所说的分段式配档部分由一分段式配档部分开关控制，该开关可以是一用于重复-I-型换档方式的手动操纵装置，或者可以是一用于双-I-型换档方式的自动分段式配档开关。

Description

重复或双I型组合变速器
本发明涉及一种容易操纵的重复或双I型组合变速器。特别是，本发明涉及***式配档和分段式配档相组合的组合变速器，例如一个“3×2×2”型组合变速器，该组合变速器包括一具有3-档输入的***式配档部分，一具有2-前进档、1-倒档的主变速部分，和一具有2-档输出的分段式配档部分，这些部分全部顺序地连接。在该3×2×2的实施例中，***式配档部分最好由一个3-位***式配档选择按钮来进行控制，主变速部分最好由一个换档杆来进行控制，而分段式配档部分最好由一个用于“重复-I”型换档选择按钮来进行控制，或者由一个用于“双-I”型换档的自动分段式配档开关来进行控制。
分段式配档型、***式配档型和分段式配档-***式配档复合型等组合变速器在现有技术中已被人们所了解，例如可参见美国专利4754665、5000060、5272939和5390561，本发明参考了它们所公开的内容。采用辅助***式配档作为输入部分的组合变速器可参见美国专利4966048和5054591，本发明参考了它们所公开的内容。
在同步型组合变速器中，特别是当用于载重车辆时，已经了解到：至少一些同步离合器装置为“自行增力”或“助力”型装置，例如美国专利5065855、5078244、5078245、5086897、5092439和5111922所公开的装置，在此，本发明参考了它们所公开的内容。在欧洲，采用这种同步器的重载同步变速器是以商标“S Series”制造和销售的，其制造商是Eaton Limited and Eaton SA.，它是本申请受让人的全资子公司。
尽管许多现有技术中的变速器在商业上和性能上取得了成功，但是在可选择速比的数量不变的情况下和/或在更容易的应用情况下和/或在控制简单的情况下，在减少齿轮数量方面进行改进仍是工作的目标。
按照本发明，在此要提供一种改进的组合变速器，特别是一种至少是局部同步的变速器以及变速器的控制方式，它们要在可选择速比的数量不变的情况下并且在得到改进和易于控制的情况下，使用最少数量的齿轮或齿轮层。这一点可以通过提供一种具有一个多档***式配档输入部分和一个分段式配档输出部分的变速器而得以实现。***式配档和分段式配档分别由第一和第二遥控致动装置进行控制，例如由一或多个两位或三位压力流体致动活塞进行控制，同时，主变速部分由一个换档杆装置进行控制，这种形式的换档杆可参见美国专利4920815和5219391，本发明参考了它们所公开的内容。在最佳实施例中，第一致动装置由一个3-位选择器进行控制，该选择器通常设置在换档杆球形柄上，而第二致动装置由一个分段式配档开关自动控制，该开关具有所谓的“双-H”控制(见前面提到的美国专利5000060)。
因此，本发明的目的在于提供一种新颖的和改进的组合变速器及其控制。
通过结合附图阅读对最佳实施例所作出的详细描述，本发明的这一目的和其他目的及优点将会更加显而易见。
附图1是表示本发明的组合变速器的原理图。
附图2是附图1所示的组合变速器的剖视图。
附图3是表示用于附图1所示的组合变速器的“重复-I”型换档方式的原理图。
附图4是表示用于附图1所示的组合变速器的“双-I”型换档方式的原理图。
在下面的描述中，将会使用一些术语，但这仅是为了方便，而不是为了限定。术语“向上”、“向下”、“向左”、“向右”表示在所参见附图中的方向。术语“向内”、“向外”分别指朝向和远离一个装置及其所示部分的几何中心。上文也适用于特别提到的词，其派生词和相同含义的词。
术语“组合变速器”用于表示具有一个主变速部分和按顺序连接的一个或多个辅助变速部分的变速器，在这种变速器中，可通过另一个在辅助部分所选定的齿轮减速来复合在主变速部分所选定的齿轮变速。
“同步离合器装置”和相同含义的词表示用于借助一刚性离合器将选定的齿轮不旋转地接合到一个轴上，其中这种尝试性接合在离合器元件处于大致同步的旋转状态之前被防止或中断，而且，当离合器接合开始时，较大容量的摩擦装置与离合器元件相结合，并且，足以使离合器元件和所有的旋转元件以此在一大致同步的速度下旋转。
附图1从原理上，附图2从结构上表示了一个单副轴式、同步、3×2×2型、12-速组合变速器10。它包括一具有3-档输入的***式配档部分12，一具有2-前进档、1-倒档的主变速部分14，和一具有行星式2-档输出的分段式配档部分16。部分12，14和16在壳体18中顺序地连接。
尽管所示的组合变速器10为单副轴式、全同步式变速器，但本发明同样适用于多副轴式和/或非同步式变速器。
组合变速器10包括一个输入轴20，该输入轴20由原动机(如公知的柴油机)通过非刚性接合(如液力变扭器或可选择接合或脱离的摩擦离合器)而被驱动；一主轴22，该主轴22与输入轴20大致同轴；和一输出轴24，该输出轴24与主轴22大致同轴。正如在现有技术中所公知的那样，主轴24一般被连接到车辆驱动轴或分动箱上。
在***式配档输入部分12中，借助同步的双作用离合机构32或单作用同步离合机构34，齿轮26、28和30与输入轴20可以是同轴的和可离合的。借助于由分离致动机构40控制的换档拨叉36和38，可以对离合器32和34分别地进行轴向定位。无论如何，机构40都能有效地使齿轮26，28或30中的一个而且仅为一个的选定齿轮与输入轴接合。***式配档输入齿轮26、28和30分别地与副轴齿轮42、44和46保持啮合。其中，齿轮42、44和46安装在副轴48上，而副轴48在壳体18中由轴承50支撑。
在主变速部分14中，前进驱动齿轮30和52以及倒档齿轮54，借助双作用同步离合装置56或单作用离合装置58，可以选择地主动地与主轴22啮合。借助换档拨叉60和62，可以对离合器56和58分别地进行轴向定位，而换档拨叉又由一个操纵人员操纵的换档杆壳体装置或单独的换档轴装置64进行控制。换档杆壳体装置或单独的换档轴装置64已在现有技术中为人们所了解，而且其实施例也可以参见美国专利4920815和5219391，在此所公开的内容仅供参考。典型地，换档装置64具有一个互锁装置，用于防止齿轮30，52或54中超过一个的齿轮同时与主轴接合。
主轴齿轮52与安装在副轴48上的副轴齿轮66恒定地啮合，同时，倒档齿轮54与反转空转齿轮68恒定地啮合。该齿轮68还与副轴齿轮70恒定地啮合。主轴22的后端伸人分段式配档输出部分16并且具有一个安装在其上的太阳轮72。太阳轮72与多个由行星齿轮架76载有的行星齿轮74恒定地啮合，该行星齿轮架74安装固定在输出轴24上并随之一起转动。行星齿轮74还与内齿圈78恒定地啮合，以便限定一个公知的行星齿轮式结构。内齿圈设置在齿圈壳体80上，齿圈壳体80还带有一个双作用同步分段离合器82，用于使内齿圈78可选择地与行星齿轮架70啮合以便在主轴22和输出轴24之间提供一个直接的驱动关系，或者，可选择地与壳体18啮合，通过与壳体18的啮合，输出轴24将以一个相对主轴22而减少的转速进行驱动。双作用离合机构82借助于一个由分段式配档致动机构86控制的换档拨叉84可轴向定位。
***式配档致动器40通过可选择地将齿轮26、28或30分别地与输入轴20接合，可以有效提供低、中或高三种可选择的***式配档速比。当离合器32向右移动时输入轴20通过齿轮26和42对副轴48进行驱动。当离合器元件32向右移动时，输入轴20通过齿轮28和42对副轴48进行驱动。当离合器元件34向右移动时，输入轴20通过齿轮30和46对副轴48进行驱动。较佳地，***式配档致动器40由一个3-位开关或按钮85来进行控制，该开关或按钮通常设置在操纵者的换档杆上，在此，操纵者可以选择附图3A所示的低、中或高***式配档输入速比。
在组合变速器10的主变速部分14中，可以将离合器元件56向左移动，使主轴22与齿轮30接合，或者，向右移动，使主轴20与齿轮52接合。倒档离合器元件58也可以向右移动，使倒档齿轮54与主轴22接合。如上所述，离合器56和58分别由换档拨叉60和62来进行定位，这些拨叉又由操纵者控制的换档杆支架或换档轴装置64来控制。
在辅助部分16中，主轴22驱动与行星齿轮74啮合的太阳齿轮72，而行星齿轮74又与内齿圈78啮合。当啮合机构82向左移动时，内齿圈80和行星齿轮架76被锁在一起，从而锁住行星齿轮机构，并且使输出轴24与主轴22一起转动。当离合器机构84向右移动时，内齿圈78被接在壳体18上，正如在现有技术中所了解的那样，在主轴和输出轴之间产生了行星减速作用。分段式配档部分的离合器机构82借助由分段式机构操纵的换档拨叉84来进行控制。分段式配档部分的致动机构86可以借助双H型自动分段式配档开关元件87来进行控制，该开关元件87将具有如附图3所示的重复-I换档方式，或者组合变速器10可具有一个分开的操纵者致动的分段按钮88(见附图4B)，该按钮88也具有如附图4所示的重复I型换档方式。采用***式配档选择按钮85和/或分段式配档选择按钮88在现有技术中已被人们所了解。双作用同步爪型离合器元件也在现有技术中为人们所了解，例如，可以参见美国专利4462489，4125179和5111922，本发明参考了这些所公开的内容。***式配档的操纵机构40和分段式配档的操纵机构60优选2或3位活塞装置，例如可以参见美国专利5054591，本发明参考了这些内容。
按照本发明，可以看到：提供了一种12-前进档、3-倒档的变速器，这种变速器采用了最少数量的齿轮并为车辆驾驶员提供了比较简单而且容易实现换档的程序。
尽管已经对本发明进行了一定具体的描述，但是应该知道，在所附权利要求限定的本发明的精神及范围内可以具有各种变型。

Claims (7)

1.一种手动换档组合变速器，包括：
一多档输入的***式配档部分，该***式配档部分顺序地与一多档主变速部分连接，该主变速部分顺序地与一2-档分段式输出配档部分连接，所说的***式配档部分包括一***式配档部分离合器机构(32、34)，用于与所说***式配档部分之档位中的一选定档位啮合，所说的分段式配档部分包括一分段式配档部分离合器部分(82)，用于与所说分段式配档部分之档位中的一选定档位啮合，所说的主变速部分包括一主变速部分离合器机构(56、58)，用于与所说主变速部分之档位中的一选定档位啮合；一***式配档部分致动器(40)，用于操纵所说的***式配档部分离合器机构(32、34)；一分段式配档部分两-位致动器(86)，用于操纵所说的分段式配档部分离合器机构；
一手动操纵换档杆，用于控制所说的主变速部分离合器机构；
一手动操纵的、多位***式配档部分开关(85)，用于控制所说的分段式配档部分两位-致动器，每个所说开关的位置只对应于分段式配档部分两-位致动器的单一位置；和
一分段式配档部分开关(87或88)，用于控制所说的分段式配档部分致动器。
2.如权利要求1所述的组合变速器，其特征在于，所说的分段式配档部分开关(87)响应所说的换档杆的动作，以便自动地控制所说的分段式配档部分致动器。
3.如权利要求2所述的组合变速器，其特征在于，所说的换档杆包括一换档球形柄，而且所说的多位***式配档部分开关被设置在所说的换档球形柄上。
4.如权利要求1所述的组合变速器，其特征在于，所说的组合变速器包括一手动致动分段式配档部分开关(88)，用于控制所说的分段式配档部分致动器。
5.一种手动换档的、具有12-前进档的组合变速器，包括：
一具有3-档输入的***式配档部分，该***式配档部分顺序地与一具有2-前进档、1-倒档的主变速部分连接，该主变速部分顺序地与一2-档分段式输出配档部分连接，所说的***式配档部分包括一***式输出配档部分离合器机构，用于与所说***式配档部分之3个档位中的一选定档位啮合，所说的分段式配档部分包括一分段式配档部分离合器部分，用于与所说分段式配档部分之2个档位中的一选定档位啮合，所说的主变速部分包括一主变速部分离合器机构，用于与所说主变速部分之2个前进档位或1个倒档中的一选定档位啮合；
一手动操纵换档杆，用于控制所说的主变速部分离合器机构；
一手动操纵的、3位的***式配档部分开关，用于控制所说的分段式配档部分致动器，每个所说开关的位置只对应于分段式配档部分离合器机构的单一啮合位置；和
一分段式配档部分开关，用于控制所说的分段式配档部分离合器机构。
6.如权利要求5所述的组合变速器，其特征在于，所说的分段式配档部分开关响应所说的换档杆的动作，以便自动地控制所说的分段式配档部分致动器。
7.如权利要求6所述的组合变速器，其特征在于，所说的分段式配档部分开关包括一手动操纵的开关装置。
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