專利名稱：快速換擋變速器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種車輛變速器，尤其涉及的是一種快速換擋變速器。
背景技術：
目前常見的七速雙離合變速器結構為兩個離合器分別連接外部空心軸和內部實心軸。其中外部空心軸控制2、4、6、R擋，內部實心軸控制1、3、5、7擋。當變速器運作時，一組齒輪被嚙合，而接近換擋時，下一組擋段的齒輪已被預選，但離合器仍處于分離狀態；當換擋時，一臺離合器將使用中的齒輪分離，同時另一臺離合器嚙合已被預選擋段的齒輪。而所謂的換擋僅是將動力傳輸利用液壓系統在兩組離合器之中做轉換。雙離合變速器結構復雜，對制造工藝的要求也比較高，所以成本也是比較高的；在復雜的路況中變速器不能正常的判斷駕駛員的意圖，從而頻繁的嚙合與分離預選擋位。而頻繁的嚙合與分離擋位，會使同步器使用壽命減少，且產生大量的熱量，加大對散熱裝置的負擔。七速手自排變速箱使用四個獨立的換擋撥叉，相鄰的兩個擋位齒輪則由不同換擋撥叉控制。四個獨立撥叉分別控制I擋和倒擋；3擋和5擋，2擋和4擋，6擋和7擋，也就是說，從I擋一直到6擋，相鄰的兩個擋位都是由兩個獨立的撥叉來分別控制的。當相鄰的兩個擋位要進行擋位切換時，換擋撥叉與當前擋位的齒輪脫離時，另一個擋位齒輪已經開始了嚙合，而換擋撥叉的動作同時又激活了電子離合器(切斷引擎動力或連接引擎動力)，由于三個動作幾乎是同步進行的，因此使得整個過程所需時間大大縮短。但是在換擋過程中容易產生動力中斷，且對伺服控制裝置的精度和速度要求較高。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種快速換擋變速器，簡化變速器的機械結構和換擋操作過程，實現快速換擋，并保證換擋過程中適當的動力連接。本實用新型是通過以下技術方案實現的，本實用新型包括輸入軸、輸出軸、第一離合器、第二離合器、若干齒比不同齒輪副和若干換擋機構；所述第一離合器和第二離合器分別設置于輸入軸上，齒輪副分別設置于輸入軸和輸出軸上，齒輪副中的大齒輪套設在換擋機構上。所述換擋機構包括軸環、工作環和軸套，所述工作環套設在軸套上，工作環的軸向兩端設置軸環，齒輪副中的大齒輪套設在工作環上且與工作環間隙配合。所述軸套的外壁上設有傾斜花鍵，工作環的內壁與軸套上的花鍵相匹配。所述工作環的側壁設有沿軸向向兩端延伸的傾斜凸起，位于工作環的軸向兩端的軸環上設有與所述傾斜凸起相匹配的斜面。所述輸入軸和輸出軸均為花鍵軸。所述齒輪副包括九個擋的齒輪副和倒擋齒輪副，其中九個擋的齒輪副分別包括兩個齒比不同的齒輪，倒擋齒輪副包括三個齒比不同的齒輪，第一擋到第五擋齒輪副的小齒輪、倒擋齒輪副中的小齒輪依次通過花鍵與輸入軸相連，第六擋到第九擋齒輪副的小齒輪依次通過花鍵與輸出軸相連。所述第九擋齒輪副和第七擋齒輪副之間，第八擋齒輪副和第六擋齒輪副之間，第五擋齒輪副和倒擋齒輪副之間，第四擋齒輪副和第二擋齒輪副之間，第三擋齒輪副和第一擋齒輪副之間分別設有伺服控制器。所述第一離合器分別連接動力端和輸入軸，第二離合器分別連接輸入軸和第九擋齒輪副中的大齒輪。本實用新型相比現有技術具有以下優點通過第二離合器的結合力讓最高擋齒輪副工作并與引擎配合使變速器輸入軸轉速降低來完成升擋動作；利用引擎動力使變速器輸入軸轉速升高來完成降擋動作；升擋動作中，第二離合器的結合會使軸作用在工作中齒輪副的扭力減小直至為零，這時工作中的擋位會自動摘掉；降擋動作中，加油門會使軸作用在工作中齒輪副的扭力由負值增大直至為零(降擋動作前，引擎做負功，起剎車作用)，這時工作中的擋位同樣會自動摘掉；本實用新型的變速器的整體結構得到簡化；升擋過程所需時間更短且保證了換擋過程中適當的動力輸出；降擋過程所需時間更短且減少了操作步驟。
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是換擋機構的分解示意圖。
具體實施方式
下面對本實用新型的實施例作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。如圖1所不,本實施例包括輸入軸1、輸出軸2、第一離合器3、第二離合器4、十個齒比不同齒輪副和十個換擋機構5 ;所述第一離合器3和第二離合器4分別設置于輸入軸I上，齒輪副分別設置于輸入軸I和輸出軸2上，齒輪副中的大齒輪套設在換擋機構5上。所述輸入軸I和輸出軸2均為花鍵軸。所述十個齒輪副包括九個擋的齒輪副和倒擋齒輪副60，其中九個擋的齒輪副分別包括兩個齒比不同的齒輪，倒擋齒輪副60包括三個齒比不同的齒輪，第一擋到第五擋齒輪副的小齒輪、倒擋齒輪副60中的小齒輪依次通過花鍵與輸入軸I相連，第六擋到第九擋齒輪副的小齒輪依次通過花鍵與輸出軸2相連。本實施例中九個前進擋齒輪副各由兩個齒輪構成，倒擋齒輪副60由三個齒輪構成，且都處于常嚙合狀態，倒擋的中間齒輪不與輸入軸I或輸出軸2連接。所述第九擋齒輪副69和第七擋齒輪副67之間，第八擋齒輪副68和第六擋齒輪副66之間，第五擋齒輪副65和倒擋齒輪副60之間，第四擋齒輪副64和第二擋齒輪副62之間，第三擋齒輪副63和第一擋齒輪副61之間分別設有伺服控制器。所述第一離合器3分別連接動力端和輸入軸I，第二離合器4分別連接輸入軸I和第九擋齒輪副69中的大齒輪。如圖2所示，所述換擋機構5包括軸環51、工作環52和軸套53，所述工作環52套設在軸套53上，工作環52的軸向兩端設置軸環51，齒輪副中的大齒輪套設在工作環52上且與工作環52間隙配合。所述軸套53的外壁上設有傾斜花鍵531，工作環52的內壁與軸套53上的花鍵相匹配。所述工作環52的側壁設有沿軸向向兩端延伸的傾斜凸起521，位于工作環52的軸向兩端的軸環51上設有與所述傾斜凸起521相匹配的斜面。換擋機構5的工作環52應具有良好的彈性和較高的強度。在安裝時要有適當的預緊力，用于克服其在隨軸轉動時產生的離心力，并保證其復位速度能夠滿足工作時的需求。軸環51在伺服控制器的壓力下，給工作環52 —個由軸心向外的壓力，克服工作環52的預緊力給齒輪副的大齒輪內表面一個壓力，在這個壓力的作用下把它們連接在一起，由于軸套53外壁傾斜花鍵531的端面為斜面結構的作用，軸套53在向工作環52提供一個旋轉扭力的同時還會提供一個由軸心向外的壓力，且這兩個力的大小成一定的正比例關系，這個壓力通過工作環52作用在齒輪副大齒輪的內表面上使兩者產生摩擦力，在摩擦力的作用下把軸套53作用在工作環52上的旋轉扭力傳遞到齒輪副大齒輪上。當撤去伺服控制器作用在軸環51上的壓力后，若軸套53作用在工作環52上的旋轉扭力減小，那么其作用工作環52上由軸心向外的壓力也會隨之減小，當這個壓力與工作環52旋轉產生的離心力的和小于工作環52本身預緊力的時候，工作環52對齒輪副大齒輪內表面沒有壓力，換擋裝置與齒輪副大齒輪分離。升擋動作伺服控制裝置撤除對工作中齒輪副的換擋機構5軸向壓力的一瞬間，第二離合器4在伺服裝置的驅動下結合，根據對換擋間隔時間和動力輸出的要求，由離合器的伺服裝置對第二離合器4的結合力和引擎的伺服裝置對引擎的油門進行調整，待變速器輸入軸I的轉速下降到下一擋位結合所需轉速時，第二離合器4分離，油門復位，同時伺服控制裝置給目標齒輪副的換擋機構5 —個軸向壓力。降擋動作伺服控制裝置撤除對工作中齒輪副的換擋機構5軸向壓力的一瞬間，在引擎動力的驅動下變速器輸入軸I的轉速迅速上升，根據對換擋間隔時間的要求，由引擎的伺服裝置對引擎的油門進行調整，待轉速上升到下一擋位所需轉速時，油門復位，同時伺服控制裝置給目標齒輪副的換擋機構5 —個軸向壓力。
權利要求1.一種快速換擋變速器，其特征在于包括輸入軸(I)、輸出軸(2)、第一離合器(3)、第二離合器(4)、若干齒比不同齒輪副和若干換擋機構(5);所述第一離合器(3)和第二離合器(4)分別設置于輸入軸(I)上，齒輪副分別設置于輸入軸(I)和輸出軸(2)上，齒輪副中的大齒輪套設在換擋機構(5)上。
2.根據權利要求1所述的快速換擋變速器，其特征在于所述換擋機構(5)包括軸環(51)、工作環(52 )和軸套(53 )，所述工作環(52 )套設在軸套(53 )上，工作環(52 )的軸向兩端設置軸環(51)，齒輪副中的大齒輪套設在工作環(52 )上且與工作環(52 )間隙配合。
3.根據權利要求2所述的快速換擋變速器，其特征在于所述軸套(53)的外壁上設有傾斜花鍵(531)，工作環(52)的內壁與軸套(53)上的花鍵相匹配。
4.根據權利要求2所述的快速換擋變速器，其特征在于所述工作環(52)的側壁設有沿軸向向兩端延伸的傾斜凸起(521)，位于工作環(52)的軸向兩端的軸環(51)上設有與所述傾斜凸起(521)相匹配的斜面。
5.根據權利要求1所述的快速換擋變速器，其特征在于所述輸入軸(I)和輸出軸(2)均為花鍵軸。
6.根據權利要求1所述的快速換擋變速器，其特征在于所述齒輪副包括九個擋的齒輪副和倒擋齒輪副(60)，其中九個擋的齒輪副分別包括兩個齒比不同的齒輪，倒擋齒輪副(60)包括三個齒比不同的齒輪，第一擋到第五擋齒輪副(65)的小齒輪、倒擋齒輪副(60)中的小齒輪依次通過花鍵與輸入軸(I)相連，第六擋到第九擋齒輪副(69)的小齒輪依次通過花鍵與輸出軸(2)相連。
7.根據權利要求6所述的快速換擋變速器，其特征在于所述第九擋齒輪副(69)和第七擋齒輪副(67)之間，第八擋齒輪副(68)和第六擋齒輪副(66)之間，第五擋齒輪副(65)和倒擋齒輪副(60)之間，第四擋齒輪副(64)和第二擋齒輪副(62)之間，第三擋齒輪副(63)和第一擋齒輪副(61)之間分別設有伺服控制器。
8.根據權利要求6所述的快速換擋變速器，其特征在于所述第一離合器(3)分別連接動力端和輸入軸(I )，第二離合器(4)分別連接輸入軸(I)和第九擋齒輪副(69)中的大齒輪。
專利摘要本實用新型公開了一種快速換擋變速器，本實用新型包括輸入軸、輸出軸、第一離合器、第二離合器、若干齒比不同齒輪副和若干換擋機構；所述第一離合器和第二離合器分別設置于輸入軸上，齒輪副分別設置于輸入軸和輸出軸上，齒輪副中的大齒輪套設在換擋機構上。本實用新型的變速器的整體結構得到簡化；升擋過程所需時間更短且保證了換擋過程中適當的動力輸出；降擋過程所需時間更短且減少了操作步驟。
文檔編號F16H3/20GK202901183SQ20122051488
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月9日 優先權日2012年10月9日
發明者郭云鵬 申請人:郭云鵬