CN204852301U - 一种增力式电磁控制自动换挡变速箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种增力式电磁控制自动换挡变速箱，工作原理是通过微机对车速，扭矩，电流和加速踏板的位置信号的计算合理的实现动力的输出，包括主动轴、从动轴，低速齿、高速齿、从动轴输出差速主动齿及增力式结合器，低速齿包括主动低速齿及从动低速齿，高速齿包括主动高速齿及从动高速齿，还包括第一电磁铁、第二电磁铁及锁止机构，第一电磁铁通过第一顶杆与增力式结合器转子或鼓固定连接，锁止机构设置在从动轴上，第二电磁铁通过第二顶杆与锁止机构固定连接。该增力式电磁控制自动换挡变速箱采用电磁控制，结构简单，装配方便，不易损坏，节约能量，生产成本低，动力损失小，动力不间断无冲击柔性自动换挡。

Description

一种增力式电磁控制自动换挡变速箱

技术领域

本实用新型涉及一种增力式电磁控制自动换挡变速箱。

背景技术

电力驱动车辆发展现在，人们还从未像今天这样关注电动自行车的爬坡能力。更有甚至把爬坡能力的大小作为衡量电动自行车性能的最重要指标，整车厂把爬坡能力强作为卖点，消费者把它作为选购电动自行车的依据。现有电机为加强爬坡能力，付出了续航里程缩短到只有1/3-1/5的代价，及其带来电池电机寿命缩短2/3的严重后果。并且现有电动自行车电动机爬坡性能极差，不太适合山地或丘陵地带的消费者，仅适用与平原地区的大中城市、郊区及农村的消费者。现有电机一般仅适用与5°以下缓坡，较大坡道则以牺牲车辆电机电池性能与使用寿命为代价，且续航里程极短，甚至对较大坡道完全无能为力，拱手将大至全国总市场的多半奉送给摩托车。现在城市中的各种高架分流道、地下分流隧道越来越多，“爬上爬下”的要求日渐增多，不能爬坡的电动车必将遭到市场的抛弃。虽然现有电动车有的有人工换档变速箱，但是换挡时需要踩下结合器，此时动力就被剪断了。

现有技术中的自动换挡变速器为电控形式。电控自动换挡的换挡效果不佳，液压变扭器的成本有太高，传动效率太低，换挡冲击力大，行驶中换挡顿挫感强。离合器换挡，离合器工作频繁，更换周期短，在某工作区域内或出现半离合状态，严重损耗功率。电磁铁换挡，换挡过程中为硬连接，会出现打齿、换挡冲击大现象。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种采用增力式电磁控制自动换挡变速箱。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种增力式电磁控制自动换挡变速箱，包括主动轴、从动轴，低速齿、高速齿、从动轴输出差速主动齿及由电控及转速控制的增力式结合器，所述低速齿包括主动低速齿及从动低速齿，所述高速齿包括主动高速齿及从动高速齿，所述主动低速齿及增力式结合器固定在主动轴上，所述主动高速齿套设在主动轴上并可空转，所述增力式结合器转子或鼓与主动高速齿固定连接，所述从动轴输出差速主动齿固定在从动轴上，所述从动低速齿、从动高速齿套设在从动轴上并可空转，还包括第一电磁铁、第二电磁铁及锁止机构，所述第一电磁铁通过第一顶杆固定主动轴上，第一电磁铁通过第一顶杆与增力式结合器转子或鼓固定连接，第一电磁铁通电时推动第一顶杆与增力式结合器转子或鼓固定连接，所述第二电磁铁通过第一顶杆固定在从动轴上，所述锁止机构设置在从动轴上，第二电磁铁通过第二顶杆与锁止机构固定连接，第二电磁铁通电时推动第二顶杆使锁止机构与从动低速齿固定连接。

本实用新型涉及一种增力式电磁控制自动换挡变速箱，工作原理是通过微电脑对车速，扭矩，电流和加速踏板的位置信号的计算合理的实现动力的输出。选换挡装置由电磁铁来控制增力式结合器转子或鼓对动力结合控制来实现自动选换挡的增力式结合包括主动轴、从动轴，低速齿、高速齿、从动轴输出差速主动齿及增力式结合器，低速齿包括主动低速齿及从动低速齿，高速齿包括主动高速齿及从动高速齿，还包括第一电磁铁、第二电磁铁及锁止机构，第一电磁铁通过第一顶杆与增力式结合器固定连接，锁止机构设置在从动轴上，第二电磁铁通过第二顶杆与锁止机构固定连接。所使用的增力式结合器由重力甩块和摩擦结合甩块组成，重力甩块通过杠杆的原理推动摩擦甩块实现放大和增加转子和鼓的摩擦结合力，重力甩块及摩擦力甩块一端打有小孔，重力甩块及摩擦力甩块通过某端打有的小孔用连接板及销子、铰链、铆钉连接，重力甩块与摩擦片甩块连接处还装有回位弹簧，增力式结合器包括，重力甩块、摩擦片甩块组成，摩擦片及重力甩块，用杠杆原理实现增力、放大扩张力、增大摩擦力。

在本实用新型一较佳实施例中，所述主动高速齿包括一档主动高速齿、二档主动高速齿及三档主动高速齿，所述一档主动高速齿、二档主动高速齿、三档主动高速齿沿主动轴自下而上或自上而下依次排列，所述从动高速齿包括一档从动高速齿、二档从动高速齿及三档从动高速齿，所述一档从动高速齿、二档从动高速齿、三档从动高速齿沿从动轴自下而上或自下而上依次排列，所述结合器包括一档增力式结合器、二档结增力式合器及三档结合器，一档增力式结合器、二档增力式结合器、三档增力式结合器分别与一档主动高速齿、二档主动高速齿、三档主动高速齿相对应，所述第一顶杆为若干根，第一电磁铁分别通过第一顶杆与一档增力式结合器、二档增力式结合器、三档增力式结合器转子或鼓固定连接，所述第二顶杆为若干根，从动轴上还固定有第三电磁铁，第三电磁铁分别通过第二顶杆与一档从动高速齿、二档从动高速齿、三档从动高速齿固定连接。

在本实用新型一较佳实施例中，所述第一顶杆上分别设置有插销或插槽，所述一档增力式结合器、二档增力式结合器、三档增力式结合器上分别设置有插销或插槽，第一电磁铁可控制第一顶杆的插销或插槽***一档增力式结合器、二档增力式结合器、三档增力式结合器的转子或鼓插槽或插销内，所述第二顶杆上分别设置有插销或插槽，所述一档从动高速齿、二档从动高速齿、三档从动高速齿上分别设置有插销或插槽，第三电磁铁可控制第二顶杆的插销或插槽***一档从动高速齿、二档从动高速齿、三档从动高速齿的插槽或插销内。

在本实用新型一较佳实施例中，所述结合器与第一顶杆之间设置有回位弹簧。

在本实用新型一较佳实施例中，所述从动高速齿与第二顶杆之间设置有回位弹簧。

在本实用新型一较佳实施例中，所述从动低速齿设置有插槽或插销，所述锁止机构上设置有插销或插槽，从动低速齿底端的插销可***锁止机构的插槽内和/或锁止机构的插销可***从动低速齿底端的插槽内。

在本实用新型一较佳实施例中，所述从动低速齿与锁止机构之间设置有回位弹簧。

在本实用新型一较佳实施例中，所述结合器为增力结合器、自增力结合器、轴向或径向推力产生动力的结合器。

在本实用新型一较佳实施例中，所述从动轴或者从动轴输出差速主动齿上装有转速、转矩、位置信号传感器。

在本实用新型一较佳实施例中，所述第一顶杆或第二顶杆为中空顶管或实心顶杆。

本实用新型增力式电磁控制自动换挡变速箱的有益效果是：

1、采用电磁推动增力式结合器转子或鼓，实现动力结合及分离，结构简单，装配方便，不易损坏；

2、节约能量，动力损失小，动力不间断无冲击柔性自动换挡；

3、生产成本低，电磁铁的柔性结合降低了生产成本，在同类产品中具有较大优势；

4、解决了结合器换挡磨损快，功率损耗；

5、解决了纯电磁控制选换挡时冲击、打齿等问题；

6、变速箱整体体积小，可实现多档位。

7、解决了普通结合器单一重力甩块与摩擦甩块为一体，张力不够等问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型增力式电磁控制自动换挡变速箱一较佳实施例的结构示意图；

图2是本实用新型增力式电磁控制自动换挡变速箱另一较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，一种增力式电磁控制自动换挡变速箱，包括主动轴1、从动轴2，低速齿、高速齿、从动轴输出差速主动齿15及由电控及转速控制的增力式结合器9，所述低速齿包括主动低速齿5及从动低速齿6，所述高速齿包括主动高速齿7及从动高速齿8，所述主动低速齿5及结合器9固定在主动轴1上，所述主动高速齿7套设在主动轴1上并可空转，所述增力式结合器9与主动高速齿7固定连接，所述从动轴输出差速主动齿15固定在从动轴2上，所述从动低速齿6、从动高速齿8套设在从动轴2上并可空转，还包括第一电磁铁10、第二电磁铁12及锁止机构14，所述第一电磁铁10通过第一顶杆11固定主动轴1上，第一电磁铁10通过第一顶杆11与结合器9固定连接，第一电磁铁10通电时推动第一顶杆11与结合器9固定连接，所述第二电磁铁12通过第二顶杆13固定在从动轴2上，所述锁止机构14设置在从动轴2上，第二电磁铁12通过第二顶杆13与锁止机构固定连接，第二电磁铁12通电时推动第二顶杆13使锁止机构14与从动低速齿6固定连接。

作为优选，所述第一顶杆11或第二顶杆13为中空顶管或实心顶杆。

如果单用电磁铁来控制换挡，会产生换挡冲击，如果单用增力式结合器9来控制换挡，会产生打滑，动力损失及出现结合或分离不干脆，结合或分离时一直摩擦，结合无法完全结合，分离无法分离的问题，并且摩擦片一直摩擦，摩擦片损耗大、寿命短，因此，本实用新型采用电磁铁和增力式结合器9相结合，从而避免打滑和冲击及寿命短等问题。

所使用的增力式结合器9由重力甩块和摩擦结合甩块组成，重力甩块通过杠杆的原理推动摩擦甩块实现放大和增加转子和鼓的摩擦结合力，摩擦片及重力甩块用杠杆原理实现增力、放大扩张力、增大摩擦力。

如图2所示(省去了低速档的结构)，所述主动高速齿7包括一档主动高速齿20、二档主动高速齿21及三档主动高速齿22，所述一档主动高速齿20、二档主动高速齿21、三档主动高速齿22沿主动轴1自下而上依次排列，所述从动高速齿8包括一档从动高速齿23、二档从动高速齿24及三档从动高速齿25，所述一档从动高速齿23、二档从动高速齿24、三档从动高速齿25沿从动轴2自下而上依次排列，所述结合器9包括一档增力式结合器17、二档增力式结合器18及三档增力式结合器19，一档增力式结合器17、二档增力式结合器18、三档增力式结合器19分别与一档主动高速齿20、二档主动高速齿21、三档主动高速齿22相对应，所述第一顶杆11为若干根，第一电磁铁10分别通过第一顶杆11与一档增力式结合器17、二档增力式结合器18、三档增力式结合器19固定连接，所述第二顶杆13为若干根，从动轴2上还固定有第三电磁铁16，第三电磁铁16分别通过第二顶杆13与一档从动高速齿23、二档从动高速齿24、三档从动高速齿25固定连接。该设计使得本实用新型的高速档有三个档位，通过第三电磁铁16来切换不同的高速档，非常方便。

所述第一顶杆11上分别设置有插销或插槽，所述一档增力式结合器17、二档增力式结合器18、三档增力式结合器19上分别设置有插销或插槽，第一电磁铁10可控制第一顶杆11的插销或插槽***一档增力式结合器17、二档增力式结合器18、三档增力式结合器19的插槽或插销内。当第一顶杆11的插销或插槽***一档增力式结合器17、二档增力式结合器18、三档增力式结合器19的插销或插槽时，第一顶杆11与一档增力式结合器17、二档增力式结合器18、三档增力式结合器19相对固定，则主动轴1可带动对应的一档主动高速齿20、二档主动高速齿21、三档主动高速齿22转动。所述第二顶杆13上分别设置有插销或插槽，所述一档从动高速齿23、二档从动高速齿24、三档从动高速齿25上分别设置有插销或插槽，第三电磁铁16可控制第二顶杆13的插销或插槽***一档从动高速齿23、二档从动高速齿24、三档从动高速齿25的插槽或插销内。当第二顶杆13的插销或插槽***一档从动高速齿23、二档从动高速齿24、三档从动高速齿25的插槽或插销时，第二顶杆13与一档从动高速齿23、二档从动高速齿24、三档从动高速齿25相对固定，则一档从动高速齿23、二档从动高速齿24、三档从动高速齿25可带动从动轴2旋转。

所述结合器9与第一顶杆11之间设置有回位弹簧，当第一电磁铁10断电时，由于回位弹簧的回复作用，第一顶杆11与增力式结合器9自动分离。所述从动高速齿8与第二顶杆13之间设置有回位弹簧，当第三电磁铁16断电时，由于回位弹簧的回复作用，第二顶杆13与从动高速齿8自动分离。所述从动低速齿6与锁止机构14之间设置有回位弹簧，当第二电磁铁12断电时，由于回位弹簧的回复作用，从动低速齿6与锁止机构14自动分离。

为了使从动低速齿6和从动轴2快速度地分离或结合，所述锁止机构14为单向锁止机构或双向锁止机构。单向锁止机构结构如下：从动低速齿6底端设置有插槽，锁止机构14上设置有插销，插销可***插槽内实现锁止。当然单向锁止机构也可采用如下结构：从动低速齿6底端设置有插销，锁止机构14上设置有插槽，插销可***所述插槽内。双向锁止机构结构如下：从动低速齿6底端分别设置有插槽及插销，锁止机构14上分别设置有插销及插槽，从动低速齿6的插销可***锁止机构14的插槽中，锁止机构14的插销可***从动低速齿6的插槽内，从而实现双向锁止，保证其牢固性。

作为优选，所述增力式结合器9为增力结合器、自增力结合器、轴向或径向推力产生动力的结合器。

本实用新型的电磁铁采用CPU通过转速、电流、扭矩、三参量来计算动力，实现自动换挡。在从动轴2或者从动轴输出差速主动齿15上装有转速、转矩、位置信号传感器。

低速档运作时，第二电磁铁12通电，第一电磁铁10为无电状态，则第二电磁铁12推动第二顶杆13，第二顶杆13由从动轴2内部推动固定在从动轴2上的锁止机构14，锁止机构14被推动上升，则锁止机构14的插销***从动低速齿6的插槽内，此时从动低速齿6与从动轴2相对固定，而主动高速齿7与结合器9为分离状态，当电动机3驱动主动轴1转动时，主动轴1带动主动低速齿5低速旋转，主动低速齿5带动从动低速齿6旋转，从动低速齿6通过锁止机构14带动从动轴输出差速主动齿15低速旋转，通过差速器4将动力输出，此时主动高速齿7及从动高速齿8为空转状态。

高速档一档运作时，第一电磁铁10通电，第一电磁铁10推动第一顶杆11，使第一顶杆11的插销***一档增力式结合器17的插槽内，则第一顶杆11与一档结合器17相对固定，二档增力式结合器18、三档增力式结合器19与第一顶杆11为分离状态，与此同时，第三电磁铁16通电，第三电磁铁16推动第二顶杆13的插销***一档从动高速齿23的插槽内，则第二顶杆13与一档从动高速齿23相对固定，二档从动高速齿24、三档从动高速齿25与第二顶杆13为分离状态，当电动机3驱动主动轴1转动时，主动轴1带动一档结合器17及一档主动高速齿20转动，一档主动高速齿20带动一档从动高速齿23转动，一档从动高速齿23带动从动轴2及从动轴输出差速主动齿15转动，通过差速器4将动力输出；高速档二档运作时，第一电磁铁10通电，第一电磁铁10推动第一顶杆11，使第一顶杆11的插销***二档增力式结合器18的插槽内，则第一顶杆11与二档增力式结合器18相对固定，一档增力式结合器17、三档结合器19与第一顶杆11为分离状态，与此同时，第三电磁铁16通电，第三电磁铁16推动第二顶杆13的插销***二档从动高速齿24的插槽内，则第二顶杆13与二档从动高速齿24相对固定，一档从动高速齿23、三档从动高速齿25与第二顶杆13为分离状态，当电动机3驱动主动轴1转动时，主动轴1带动二档增力式结合器18及二档主动高速齿21转动，二档主动高速齿21带动二档从动高速齿24转动，二档从动高速齿24带动从动轴2及从动轴输出差速主动齿15转动，通过差速器4将动力输出；高速档三档运作时，第一电磁铁10通电，第一电磁铁10推动第一顶杆11，使第一顶杆11的插销***三档增力式结合器19的插槽内，则第一顶杆11与三档增力式结合器19相对固定，一档增力式结合器17、二档增力式结合器18与第一顶杆11为分离状态，与此同时，第三电磁铁16通电，第三电磁铁16推动第二顶杆13的插销***三档从动高速齿25的插槽内，则第二顶杆13与三档从动高速齿25相对固定，一档从动高速齿23、二档从动高速齿24与第二顶杆13为分离状态，当电动机3驱动主动轴1转动时，主动轴1带动三档增力式结合器19及三档主动高速齿22转动，三档主动高速齿22带动三档从动高速齿25转动，三档从动高速齿25带动从动轴2及从动轴输出差速主动齿15转动，通过差速器4将动力输出。

本实用新型用电动机3作为动力源并通过对电机实时电流转矩比及实时变速箱负载情况的精确计算对电磁驱动的选换挡执行机构付出指令实现自动换挡的的电控机械自动变速箱，电控机械自动变速箱在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来的，是综合了AT(自动)和MT(手动)两者优点的机电磁一体化自动变速器；既具有液力自动变速器自动变速的优点，保留了原手动变速器齿轮传动的效率高、成本低、结构简单、易制造的长处，又简化了用液力作为换挡执行机构的复杂，在机械变速箱总体传动结构不变的情况下，通过加装微机对动力源电动机的电流，速度，驱动负载的扭矩，和电流转矩比的精确计算控制自换挡操纵执行机构来实现换挡的自动化。由于核心技术是微机对电机的电流转矩比的精确计算对电磁选换挡执行机构控制实现自动选换挡。

与现有技术相比，本实用新型增力式电磁控制自动换挡变速箱的有益效果是：

1、采用电磁控制，结构简单，装配方便，不易损坏；

2、电磁铁与增力式结合器的结合，使用过程中节约能量，动力损失小，动力不间断无冲击柔性自动换挡；

3、生产成本低，电磁铁与增力式结合器的结合降低了生产成本，在同类产品中具有较大优势；

4、解决了离合器换挡磨损快，功率损耗；

5、解决了纯电磁控制选换挡时冲击、打齿等问题；

6、变速箱整体体积小，可实现多档位。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种增力式电磁控制自动换挡变速箱，包括主动轴、从动轴，低速齿、高速齿、从动轴输出差速主动齿及由电控转速控制的增力式结合器，所述低速齿包括主动低速齿及从动低速齿，所述高速齿包括主动高速齿及从动高速齿，所述主动低速齿及增力式结合器固定在主动轴上，所述主动高速齿套设在主动轴上并可空转，所述结合器与主动高速齿固定连接，所述从动轴输出差速主动齿固定在从动轴上，所述从动低速齿、从动高速齿套设在从动轴上并可空转，其特征在于：还包括第一电磁铁、第二电磁铁及锁止机构，所述第一电磁铁通过第一顶杆固定主动轴上，第一电磁铁通过第一顶杆与结合器固定连接，第一电磁铁通电时推动第一顶杆与结合器固定连接，所述第二电磁铁通过第二顶杆固定在从动轴上，所述锁止机构设置在从动轴上，第二电磁铁通过第二顶杆与锁止机构固定连接，第二电磁铁通电时推动第二顶杆使锁止机构与从动低速齿固定连接。

2.如权利要求1所述的增力式电磁控制自动换挡变速箱，其特征在于：所述主动高速齿包括一档主动高速齿、二档主动高速齿及三档主动高速齿，所述一档主动高速齿、二档主动高速齿、三档主动高速齿沿主动轴自下而上自上而下依次或排列，所述从动高速齿包括一档从动高速齿、二档从动高速齿及三档从动高速齿，所述一档从动高速齿、二档从动高速齿、三档从动高速齿沿从动轴自下而上或自上而下依次排列，所述增力式结合器包括一档增力式结合器、二档增力式结合器及三档增力式结合器，一档增力式结合器、二档增力式结合器、三档增力式结合器分别与一档主动高速齿、二档主动高速齿、三档主动高速齿相对应，所述第一顶杆为若干根，第一电磁铁分别通过第一顶杆与一档结合器、二档结合器、三档结合器固定连接，所述第二顶杆为若干根，从动轴上还固定有第三电磁铁，第三电磁铁分别通过第二顶杆与一档从动高速齿、二档从动高速齿、三档从动高速齿固定连接。

3.如权利要求2所述的增力式电磁控制自动换挡变速箱，其特征在于：所述第一顶杆上分别设置有插销或插槽，所述一档增力式结合器、二档增力式结合器、三档增力式结合器上分别设置有插销或插槽，第一电磁铁可控制第一顶杆的插销或插槽***一档增力式结合器、二档增力式结合器、三档增力式结合器的插槽或插销内，所述第二顶杆上分别设置有插销或插槽，所述一档从动高速齿、二档从动高速齿、三档从动高速齿上分别设置有插销或插槽，第三电磁铁可控制第二顶杆的插销或插槽***一档从动高速齿、二档从动高速齿、三档从动高速齿的插槽或插销内。

4.如权利要求1或2或3所述的增力式电磁控制自动换挡变速箱，其特征在于：所述结合器与第一顶杆之间设置有回位弹簧。

5.如权利要求1或2或3所述的增力式电磁控制自动换挡变速箱，其特征在于：所述从动高速齿与第二顶杆之间设置有回位弹簧。

6.如权利要求1所述的增力式电磁控制自动换挡变速箱，其特征在于：所述从动低速齿中间设置有插槽或插销，所述锁止机构上设置有插销或插槽，从动低速齿的插销可***锁止机构的插槽内或锁止机构的插销可***从动低速齿的插槽内。

7.如权利要求1或6所述的增力式电磁控制自动换挡变速箱，其特征在于：所述从动低速齿与锁止机构之间设置有回位弹簧。

8.如权利要求1所述的增力式电磁控制自动换挡变速箱，其特征在于：所述结合器为增力结合器、自增力结合器、结合器的转子轴向或径向位移产生推力和张力和齿轮上的定子结合从而实现传递动力的结合器。

9.如权利要求1所述的增力式电磁控制自动换挡变速箱，其特征在于：所述从动轴或者从动轴输出差速主动齿上装有转速、转矩、位置信号传感器。

10.如权利要求1所述的增力式电磁控制自动换挡变速箱，其特征在于：所述第一顶杆或第二顶杆为中空顶管或实心顶杆。