專利名稱：一種帶有換擋輔助軸的變速箱和其換擋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車領(lǐng)域的變速箱，涉及一種帶有換擋輔助軸的變速箱和其換擋方法。
背景技術(shù)：
汽車手動變速箱和AMT自動變速箱在換擋過程中普遍存在動力中斷，即有使用離合器切斷動力傳遞的動作，帶來換擋沖擊和車身晃動，影響舒適性。即便是當(dāng)前較先進(jìn)的DCT雙離合器，也不過是切斷時(shí)間短暫，不易察覺而已，但是傳動系內(nèi)扭矩沖擊大且成本高昂。有的方案為了不中斷動力加裝電機(jī)在換擋期間補(bǔ)充動力輸出，也增加了成本和控制難度。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種能保證換擋過程始終不中斷動力輸出，換擋沖擊小，易于制造，并且成本較低的變速箱和其換擋方法，適用于手動變速箱和AMT自動變速箱。
本發(fā)明的技術(shù)方案是在常規(guī)汽車手動變速箱或AMT自動變速箱(包括傳統(tǒng)變速箱與發(fā)動機(jī)(或動力源)之間的外動力通斷離合器)中增加一根以多個(gè)齒輪副并聯(lián)于發(fā)動機(jī)的扭矩輸出端和變速箱的扭矩輸出端、跨過外動力通斷離合器的換擋輔助軸，并且在換擋輔助軸上安裝一個(gè)控制動力只能由發(fā)動機(jī)向變速箱單向傳遞的單向超越離合器。該換擋輔助軸可以是一根新增的軸，見圖1，也可以由現(xiàn)有的動力傳遞軸變換得到，見圖2。換擋輔助軸齒輪副傳動比構(gòu)成了原變速箱的新增檔位，分別與原變速箱齒輪副傳動比比它小的相鄰檔位組成此檔配合檔位，其中原變速箱檔位標(biāo)記為某檔A，換擋輔助軸檔位標(biāo)記為某檔B(C，D…)，例如I檔A和I檔B，2檔A和2檔B，以上實(shí)際為4個(gè)檔位。在本技術(shù)方案中在換擋輔助軸上為每一個(gè)原變速檔位設(shè)置一個(gè)(可多個(gè))相對于它速比較大、同時(shí)相對它的低一級檔位速比較小的齒輪副組成此檔配合檔位。配合檔位之內(nèi)和不同配合檔位之間進(jìn)行的動力接力保證了檔位切換過程始終不中斷動力輸出。摘擋和掛檔原理如下原變速箱某個(gè)檔位在掛入后，此檔位齒輪副在外動力通斷離合器接通時(shí)可以逐漸奪取換擋輔助軸中速比大于它的在檔檔位傳遞的動力由自身向外傳遞，單向超越離合器被超越后，換擋輔助軸中傳遞動力為零，相當(dāng)于被摘擋，可以進(jìn)行摘擋操作；反之原變速箱某個(gè)檔位單獨(dú)工作時(shí)，可以掛入換擋輔助軸中速比大于它的某個(gè)檔位，因?yàn)榇藭r(shí)單向超越離合器可以被超越，不會產(chǎn)生運(yùn)動干涉，然后外動力通斷離合器逐漸斷開，將動力逐漸交由換擋輔助軸中掛入檔位傳遞。為了減小換擋沖擊，在檔位切換過程中轉(zhuǎn)速，外動力通斷離合器傳遞的扭矩，油門開度應(yīng)進(jìn)行合理匹配和控制。以上提及的摘擋和掛檔，轉(zhuǎn)速，扭矩，油門開度的控制可以由TCU和電控?fù)Q擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，也可以加入駕駛員的指令和動作共同實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有益效果是1.檔位切換過程始終不中斷動力輸出；2.在換擋過程中發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在兩切換擋位常用工作轉(zhuǎn)速之間波動，波動范圍較小，油門基本不需變動，相比傳統(tǒng)變速箱換擋過程的離合器分離接合，油門大幅開合，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的大幅度波動等帶來的能量損失，本發(fā)明會帶來節(jié)能的效果。3.本發(fā)明可以在現(xiàn)有手動變速箱和AMT自動變速箱基礎(chǔ)上改造實(shí)現(xiàn)，繼承性強(qiáng)。4.由于在換擋過程中始終有動力輸出，所以對換擋時(shí)間長短的要求降低，可以更加柔和地?fù)Q擋，減小傳動系的扭矩急劇變化，降低設(shè)計(jì)難度以及對材料和工藝的要求，延長傳動系的壽命，相對DCT來說大幅減少成本。


圖I是本發(fā)明獨(dú)立換擋輔助軸的變速箱的結(jié)構(gòu)示意圖，特點(diǎn)是軸向尺寸小。圖2是本發(fā)明將輸出軸改變成換擋輔助軸的變速箱的結(jié)構(gòu)示意圖，特點(diǎn)是徑向尺寸小。
圖中IA- —檔A齒輪副，IB- —檔B齒輪副，2A- 二檔A齒輪副，2B- 二檔B齒輪畐|J，3A-三檔A齒輪副，3B-三檔B齒輪副，4-單向超越離合器，5-換擋輔助軸，6-變速箱輸入軸，7-發(fā)動機(jī)到變速箱外動力通斷離合器，8-變速箱輸出軸，9-接合套，10-倒檔齒輪，11-中間軸。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合圖I說明本發(fā)明的實(shí)施，圖2和圖I的原理相同，可以類推。假設(shè)本變速箱3個(gè)前進(jìn)擋，一個(gè)倒檔。I)汽車起步時(shí)，離合器7斷開，掛入一檔A齒輪副，離合器7接合配合油門起步。2)換擋輔助軸掛入一檔B齒輪副，此時(shí)單向超越離合器4被超越，離合器7逐漸斷開，單向超越離合器4停止超越，由一檔B單獨(dú)驅(qū)動。3)隨著車速提升，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速提升到一定程度，離合器7逐漸接合，單向超越離合器4被超越，由一檔A單獨(dú)驅(qū)動，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下降。4)為了換入二檔，離合器7逐漸斷開，由一檔B單獨(dú)驅(qū)動，然后摘掉一檔A齒輪畐Ij，掛入二檔A齒輪副，離合器7逐漸接合，此時(shí)單向超越離合器4被超越，摘掉一檔B齒輪副，掛入二檔B齒輪副，離合器7逐漸斷開，單向超越離合器4停止超越，由二檔B單獨(dú)驅(qū)動。5)隨著車速提升，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速提升到一定程度，離合器7逐漸接合，單向超越離合器4被超越，由二檔A單獨(dú)驅(qū)動，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下降。6)升到三檔依照上面描述類推。7)到了需要三檔降入二檔的時(shí)機(jī)，離合器7逐漸接合，單向超越離合器4被超越，由三檔A單獨(dú)驅(qū)動，摘掉三檔B齒輪副，掛入二檔B齒輪副，離合器7逐漸斷開，單向超越離、合器4停止超越，由二檔B單獨(dú)驅(qū)動，摘掉三檔A齒輪副，掛入二檔A齒輪副。8) 二檔降到一檔依照上面描述類推。9)掛入空擋要先進(jìn)入某檔A單獨(dú)驅(qū)動，摘掉某檔B齒輪副，再斷開離合器7，摘掉 某檔A齒輪副。10)掛入倒檔要在停車狀態(tài)下，離合器7斷開，掛入倒檔齒輪副，離合器7逐漸接合配合油門起步。
權(quán)利要求
1.一種帶有換擋輔助軸的變速箱，其特征是包括一個(gè)常規(guī)汽車手動變速箱或AMT自動變速箱，一根以多個(gè)齒輪副并聯(lián)于發(fā)動機(jī)的扭矩輸出端和變速箱的扭矩輸出端、跨過外動力通斷離合器的換擋輔助軸，和控制動力只能由發(fā)動機(jī)向變速箱單向傳遞的單向超越離合器。
2.如權(quán)利要求I所述的換擋輔助軸，其特征是換擋輔助軸可以是一根獨(dú)立于傳統(tǒng)變速箱現(xiàn)有傳動軸之外的軸，也可以利用現(xiàn)有中間軸改變而成，保證并聯(lián)于發(fā)動機(jī)的扭矩輸出端和變速箱的扭矩輸出端、跨過外動力通斷離合器即可，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行選擇。
3.如權(quán)利要求I所述的單向超越離合器，其特征是安裝在換擋輔助軸上，能控制動力只能由發(fā)動機(jī)向變速箱單向傳遞。
4.如權(quán)利要求I所述的一種帶有換擋輔助軸的變速箱，其特征是在換擋輔助軸上為每一個(gè)原變速檔位設(shè)置一個(gè)(可多個(gè))相對于它速比較大、同時(shí)相對它的低一級檔位速比較小的的齒輪副組成此檔配合檔位。
5.如權(quán)利要求I所述的一種帶有換擋輔助軸的變速箱，其特征是原變速箱某個(gè)檔位在掛入后，此檔位齒輪副在外動力通斷離合器接通時(shí)可以逐漸奪取換擋輔助軸中速比大于它的在檔檔位傳遞的動力由自身向外傳遞，單向超越離合器被超越后，換擋輔助軸中傳遞動力為零，相當(dāng)于被摘擋，可以進(jìn)行摘擋操作。
6.如權(quán)利要求I所述的一種帶有換擋輔助軸的變速箱，其特征是原變速箱某個(gè)檔位單獨(dú)工作時(shí)，可以掛入換擋輔助軸中速比大于它的某個(gè)檔位，因?yàn)榇藭r(shí)單向超越離合器可以被超越，不會產(chǎn)生運(yùn)動干涉，然后外動力通斷離合器逐漸斷開，將動力逐漸交由換擋輔助軸中掛入檔位傳遞。
7.如權(quán)利要求I所述的一種帶有換擋輔助軸的變速箱，其特征是配合檔位之內(nèi)和不同檔的配合檔位之間進(jìn)行的動力接力保證了檔位切換過程始終不中斷動力輸出。
全文摘要
本發(fā)明屬于汽車領(lǐng)域的變速箱，包括一個(gè)常規(guī)汽車變速箱，增加一根以多個(gè)齒輪副并聯(lián)于發(fā)動機(jī)的扭矩輸出端和變速箱的扭矩輸出端、跨過外動力通斷離合器的換擋輔助軸，并且加裝單向超越離合器控制動力只能由發(fā)動機(jī)向變速箱傳遞。在換擋輔助軸上為每一個(gè)原變速檔位設(shè)置一個(gè)(可多個(gè))相對于它速比較大、同時(shí)相對它的低一級檔位速比較小的配合檔位。配合檔位之內(nèi)和不同檔的配合檔位之間進(jìn)行的動力接力保證了檔位切換過程始終不中斷動力輸出。
文檔編號F16H63/30GK102748465SQ20121024903
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者魯偉 申請人:魯偉