傳動系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種傳動系統或變速箱,一種用于檔位選擇的操縱器以及一種檔位選擇的方法;特別涉及但不限于一種具有配置用于與齒輪摩擦嚙合以及用于與不同的齒輪鎖定嚙合的操縱器的傳動系統或變速箱,以及在多個傳動比之間的動力換擋方法。
【背景技術】
[0002]在車輛上設置傳動系統,也稱為變速箱,用于在旋轉的動力源、發動機或電動機之間進行速度和扭矩轉換是公知的。例如在內燃機的曲軸和耦合至一個或多個驅動車輪的差速器的驅動軸之間。
[0003]典型的手動變速器包括輸入軸和輸出軸。輸入軸通過離合器和飛輪耦合至發動機的曲軸。
[0004]輸出軸通過驅動軸以及一個或多個差速器或附加的齒輪耦合至驅動輪。
[0005]輸入軸包括多個齒輪,通常為斜齒輪,所述齒輪固定至輸入軸。輸出軸包括多個齒輪,每一個齒輪與輸入軸上的每一個齒輪匹配,輸出軸上的齒輪是“浮動的”,也就是說,這些齒輪安裝在軸承上,以便圍繞輸出軸自由旋轉。
[0006]輸出軸還包括多個固設其上的操縱器,所述操縱器與輸出軸一起旋轉。
[0007]操縱器包括一鎖定機構,用于與浮動齒輪鎖定,典型的為齒式離合器。
[0008]已知將錐形離合器與齒式離合器結合形成同步器;錐形離合器首先與選擇的齒輪摩擦嚙合,以使得浮動齒輪的速度與輸出軸匹配;一旦速度匹配,通過嚙合齒式離合器,操縱器移動進入與齒輪的鎖定嚙合。
[0009]操縱器可包括兩側的錐形離合器和齒式離合器,用于與不同的齒輪嚙合。
[0010]選擇或起動一個單個齒輪的過程包括初始的摩擦階段,以有助于同步齒輪和軸的速度。在該階段,位于操縱器上的套筒推動阻塞其路徑的鎖環,從而向摩擦界面施力。
[0011]速度同步后,鎖環被推開,套筒任意繼續向齒輪移近。一旦鎖環移動,同步器將不能產生任何摩擦,除非操縱器返回到中間位置使該過程再次開始。如果齒輪和軸的初始速度是同步的,摩擦階段將不會起動。摩擦階段完成后,套筒已移動至齒輪的鎖定界面,鎖定階段開始,套筒通過齒式離合器將齒輪鎖定至軸。當將操縱器返回到中間位置時,摩擦階段不能再次起動,執行的唯一任務是松開齒輪,在松開階段的過程中,不能控制扭矩或速度。
[0012]本發明旨在克服或至少緩解現有技術中的問題。
【發明內容】
[0013]本發明具有用于車輛的特定應用的同時,能夠設想到本發明還可應用在其它應用中,例如,可以預見到,本發明可應用于發電、泵送應用、海洋應用和工業應用。
[0014]本發明的第一方面提供一種用于變換傳動系統的傳動比的方法,包括:
[0015]提供旋轉地安裝在第一軸上的第一浮動齒輪和用于控制第一浮動齒輪和第一軸之間的扭矩傳遞的浮動齒輪操縱系統,所述齒輪操縱系統包括具有用于與置于所述第一浮動齒輪第一側的摩擦界面摩擦嚙合的摩擦界面的第一裝置,以及具有用于與設置于所述第一浮動齒輪第二側的鎖定界面相互介入嚙合的鎖定界面的第二裝置,所述第二側與所述第一側相對;
[0016]提供旋轉地安裝在所述第一軸上的第二浮動齒輪,且所述齒輪操縱系統包括具有用于與置于所述第二浮動齒輪第一側的摩擦界面摩擦嚙合的摩擦界面的第三裝置,以及用于與置于所述第二浮動齒輪第二側的鎖定界面相互介入嚙合的鎖定界面的第四裝置,所述第二側與所述第一側相對;
[0017]通過沿著所述第一軸滑動所述第一裝置,使所述第一裝置的摩擦界面與所述第一浮動齒輪的摩擦界面嚙合;
[0018]通過沿著所述第一軸滑動所述第二裝置,使所述第二裝置的鎖定界面從所述第一浮動齒輪的鎖定界面脫開;
[0019]通過沿著所述第一軸滑動所述第三裝置,使所述第三裝置的摩擦界面與所述第二浮動齒輪的摩擦界面嚙合;
[0020]通過沿著所述第一軸滑動所述第一裝置,使所述第一裝置的摩擦界面與所述第一浮動齒輪的摩擦界面脫開;
[0021]通過沿著所述第一軸滑動所述第四裝置,使所述第四裝置的鎖定界面與所述第二浮動齒輪的鎖定界面嚙合;
[0022]通過沿著所述第一軸滑動所述第三裝置,使所述第三裝置的摩擦界面與所述第二浮動齒輪的摩擦界面脫開。
[0023]有利地,該方法提供適于最小扭矩干擾或變化的換擋。
[0024]可選地,該方法包括:
[0025]從傳感器接收表示通過所述第一浮動齒輪的摩擦界面傳遞的扭矩大致為零的數據。
[0026]可選地,該方法包括:
[0027]從傳感器接收表示通過所述第二浮動齒輪的摩擦界面傳遞的扭矩大致等于由發動機或電動機傳送至所述傳動系統的扭矩的數據。
[0028]可選地,扭矩從所述第一浮動齒輪傳遞至所述第二浮動齒輪,而所述第一裝置的摩擦界面與所述第一浮動齒輪的摩擦界面嚙合以及所述第三裝置的摩擦界面同時與所述第二浮動齒輪的摩擦界面嚙合,從而在所述第一浮動齒輪和所述第二浮動齒輪間產生動力換擋。
[0029]可選地,該方法包括:
[0030]提供安裝在所述第一軸上的至少一個另外的浮動齒輪,每一個所述至少一個另外的浮動齒輪具有用于與至少一個另外的裝置的相應的摩擦界面摩擦嚙合的摩擦界面,該方法還包括;
[0031]使所述至少一個另外的浮動齒輪的一個或多個摩擦界面摩擦地嚙合,
[0032]和同時,
[0033]通過沿著所述第一軸滑動所述第三裝置,使所述第三裝置的摩擦界面與所述第二浮動齒輪的摩擦界面嚙合。
[0034]本發明的第二方面提供一種用于變換傳動系統傳動比的方法,包括:
[0035]提供旋轉地安裝在第一軸上的第一浮動齒輪和用于控制所述第一浮動齒輪和所述第一軸之間的扭矩傳遞的浮動齒輪操縱系統,所述齒輪操縱系統包括具有用于與置于所述第一浮動齒輪第一側的摩擦界面摩擦嚙合的摩擦界面的第一裝置,以及具有用于與所述第一浮動齒輪第二側的鎖定界面相互介入嚙合的鎖定界面的第二裝置,其中所述第二側對著所述第一側;
[0036]提供旋轉地安裝在所述第一軸上的第二浮動齒輪,以及所述齒輪操縱系統包括具有用于與置于所述第二浮動齒輪第一側上的摩擦界面摩擦嚙合的摩擦界面的第三裝置,以及具有用于與置于所述第二浮動齒輪第一側上的鎖定界面相互介入嚙合的鎖定界面的第四裝置,其中所述第二側對著所述第一側;
[0037]通過沿著所述第一軸滑動所述第三裝置,使所述第三裝置的摩擦界面與所述第二浮動齒輪的摩擦界面嚙合;
[0038]通過沿著所述第一軸滑動所述第二裝置,使所述第二裝置的鎖定界面從所述第一浮動齒輪的鎖定界面脫開;
[0039]通過沿著所述第一軸滑動所述第四裝置,使所述第四裝置的鎖定界面與所述第二浮動齒輪的鎖定界面嚙合;
[0040]通過沿著所述第一軸滑動所述第三裝置,使所述第三裝置的摩擦界面與所述第二浮動齒輪的摩擦界面脫開。
[0041]有利地,該方法提供適于最大性能和最小延遲的換擋。
[0042]可選地,該方法包括:
[0043]從傳感器接收表示通過所述第一浮動齒輪的摩擦界面傳遞的扭矩大致為零的數據。
[0044]可選地,該方法包括:
[0045]從傳感器接收表示通過所述第二浮動齒輪的摩擦界面傳遞的扭矩大致等于由發動機或電動機傳送至所述傳動系統的扭矩的數據。
[0046]可選地,扭矩從所述第一浮動齒輪傳遞至所述第二浮動齒輪,而所述第一裝置的摩擦界面與所述第一浮動齒輪的摩擦界面嚙合以及所述第三裝置的摩擦界面同時與所述第二浮動齒輪的摩擦界面嚙合,從而在所述第一浮動齒輪和所述第二浮動齒輪間產生動力換擋。
[0047]可選地,該方法包括:
[0048]提供安裝在所述第一軸上的至少一個另外的浮動齒輪,每一個所述至少一個另外的浮動齒輪具有用于與至少一個另外的裝置的相應的摩擦界面摩擦嚙合的摩擦界面,該方法還包括;
[0049]使所述的至少一個另外的浮動齒輪的一個或多個摩擦界面摩擦地嚙合,
[0050]和同時,
[0051]通過沿著所述第一軸滑動所述第三裝置,使所述第三裝置的摩擦界面與所述第二浮動齒輪的摩擦界面嚙合。
[0052]本發明的第三方面提供一種傳動系統,包括旋轉地安裝在第一軸上的至少兩個浮動齒輪,和旋轉地安裝在至少一個另外的軸上的至少兩個另外的齒輪,所述至少一個另外的齒輪耦合至所述第一軸上的所述至少兩個浮動齒輪中的對應的一個齒輪,所述傳動系統包括一個用于控制每個所述的至少兩個浮動齒輪和所述第一軸間的扭矩傳遞的浮動齒輪操縱系統,所述浮動齒輪操縱系統包括具有用于與置于所述每一個所述二個浮動齒輪第一側的摩擦界面摩擦嚙合的摩擦界面的第一裝置,以及具有用于與所述每一個所述二個浮動齒輪第二側(對著第一側)的摩擦界面摩擦嚙合的摩擦界面的第二裝置,從而浮動齒輪通過摩擦界面和/或鎖定界面旋轉地耦合至所述第一軸,所述傳動系統包括耦合至傳感器的控制單元,所述傳感器用于測量所述第一軸上的扭矩指示值參數并且位于所述至少兩個浮動齒輪的第一浮動齒輪和第二齒輪之間,其中,該控制單元從所述傳感器接收顯示第一或第二浮動齒輪的哪一個正從所述第一軸傳遞扭矩至所述至少一個另外的軸。
[0053]優選地,所述第一和第二裝置滑動地安裝在所述第一軸并且與所述第一軸旋轉地嚙合。
[0054]優選地,所述至少兩個另外的齒輪固定地安裝在所述第二軸上并且隨其旋轉運動。
[0055]可選地,所述至少兩個另外的齒輪為旋轉地安裝在所述第二軸上的浮動齒輪。
[0056]可選地,所述摩擦界面包括離合器機構。
[0057]可選地,所述離合器機構為錐形離合器,優選多片錐形離合器。
[0058]可選地,所述鎖定界面包括犬齒式離合器。
[0059]本發明的第四方面提供一種使傳動系統的鎖定界面嚙合的方法,包括:
[0060]提供包括具有第一浮動齒輪安裝于其上的第一軸的傳動系統,和第一操縱器,用于使所述第一浮動齒輪與所述第一軸同步旋轉,所述第一浮動齒輪具有用于與設置在所述第一操縱器上的第二鎖定界面相互介入嚙合的第一鎖定界面,所述第一和第二鎖定界面形成鎖定裝置,所述操縱器滑動地安裝在所述第一軸上以在軸向上移動,第二操縱器用于使所述第一浮動齒輪與所述第一軸同步旋轉,所述第一浮動齒輪具有用于與設置在所述第二操縱器上的第二摩擦界面摩擦嚙合的第一摩擦界面,所述第一和第二鎖定界面形成摩擦裝置,以及所述傳動系統包括至少一個用于提供所述操縱器軸向位置指示數據的傳感器;
[0061]使所述摩擦裝置嚙合以使所述第一浮動齒輪與所述第一軸同步旋轉;
[0062]沿著所述第一軸滑動所述操縱器直到所述第一界面與所述第二界面接觸;
[0063]接收來自傳感器的數據;
[0064]確定所述操縱器已移動到所述第一界面與所述第二界面為相互介入嚙合的位置;
[0065]如果所述第一鎖定界面與所述第二鎖定界面是相互介入嚙合的;
[0066]使所述摩擦裝置脫開;或
[0067]如果所述第一界面與所述第二界面不是相互介入嚙合的;
[0068]減小所述第一和第二摩擦界面間的摩擦嚙合;從而使所述第一浮動齒輪相對于所述第一軸旋轉,由此所述第一鎖定界面相對于所述第二鎖定界面旋轉;
[0069]沿著所述第一軸再次滑動所述操縱器直到所述第一鎖定界面與所述第二鎖定界面相互介入嚙合。
[0070]可選地,減小所述第一和第二摩擦界面間的摩擦嚙合的步驟如下:
[0071]增大所述第一和第二摩擦界面間的摩擦嚙合,以便在所述第一浮動齒輪通過預定的角度相對于所述第一軸旋轉之后使所述第一浮動齒輪的旋轉與所述第一軸同步。
[0072]可選地,沿著所述第一軸再次滑動所述操縱器直到所述第一鎖定界面與所述第二鎖定界面相互介入嚙合的步驟在所述第一浮動齒輪通過預定的角度相對于所述第一軸旋轉之后執行的。
[0073]可選地,沿著所述第一軸再次滑動所述操縱器直到所述第一鎖定界面與所述第二鎖定界面相互介入嚙合的步驟在所述第一浮動齒輪相對于所述第一軸旋轉時執行的。
[0074]本發明的第五方面提供一種傳動系統,包括旋轉地安裝在第一軸上的至少一個浮動齒輪,該系統包括用于控制所述至少一個浮動齒輪和所述第一軸間扭矩傳遞的浮動齒輪操縱系統,所述齒輪操縱系統包括具有用于與置于所述至少一個浮動齒輪第一側的摩擦界面摩擦嚙合的摩擦界面的第一裝置,以及具有用于與所述至少一個浮動齒輪第二側(對著第一側)的鎖定界面相互介入嚙合的鎖定界面的第二裝置,從而所述浮動齒輪通過摩擦界面和/或鎖定界面旋轉地耦合至所述第一軸。
[0075]優選地,所述傳動系統包括安裝在至少一個另外的軸上的至少一個另外的齒輪,所述至少一個另外的齒輪耦合至所述第一軸上的所述至少一個浮動齒輪的相應的齒輪。
[0076]優選地,所述至少一個另外的齒輪固定地安裝在所述第二軸上與其旋轉運動。
[0077]可選地,所述至少一個另外的齒輪是旋轉地安裝在所述第二軸上的浮動齒輪。
[0078]可選地,所述摩擦界面包括離合器機構。
[0079]可選地,所述離合器機構為錐形離合器,優選多片錐形離合器。
[0080]可選地,所述鎖定界面包括犬齒式離合器。
[0081]優選地,所述第一操縱器包括第一和第二側,所述摩擦界面設置在所述第一側上,鎖定界面設置在所述第二側,用于與設置在所述第一軸上的不同的浮動齒輪嚙合。
[0082]可替代地,所述第一操縱器包括第一和第二側,所述摩擦界面設置在所述第一側上,第二摩擦界面設置在所述第二側用于與設置在所述第一軸上的不同的浮動齒輪嚙合。
[0083]可替代地,第二操縱器包括第一和第二側,所述鎖定界面設置在所述第一側上,摩擦界面設置在所述第二側,用于與設置在所述第一軸上的不同的浮動齒輪嚙合。
[0084]可替代地,所述第二操縱器包括第一和第二側,所述鎖定界面設置在所述第一側上,第二鎖定界面設置在所述第二側,用于與設置在所述第一軸上的不同的浮動齒輪嚙合。
[0085]本發明的第六方面提供一種用于傳動系統的裝置,包括:
[0086]第一側;
[0087]第二側,對著所述第一側;
[0088]用于與第一齒輪的摩擦界面摩擦嚙合的摩擦界面;
[0089]用于與第二齒輪的鎖定界面相互介入嚙合的鎖定界面;
[0090]其中所述摩擦界面置于第一側,所述鎖定界面置于第二側。
[0091]本發明的第七方面提供一種包括前述裝置的傳動系統。
[0092]本發明的第八方面提供一種包括傳動系統的車輛。
[0093]本發明的第九方面提供一種用于操縱傳動系統的浮動齒輪的方法,包括:
[0094]提供旋轉地安裝在第一軸上的第一浮動齒輪和用于控制所述至少一個浮動齒輪和所述第一軸間的扭矩傳遞的浮動齒輪操縱系統,所述齒輪操縱系統包括具有用于與置于所述第一浮動齒輪第一側的摩擦界面摩擦嚙合的摩擦界面的第一裝置,以及具有用于與所述第一浮動齒輪第二側的鎖定界面相互介入嚙合的鎖定界面的第二裝置,其中所述第二側對著所述第一側;
[0095]沿著所述第一軸在第一方向上滑動所述第一裝置與所述第一齒輪第一側上的摩擦界面進入摩擦嚙合,從所述第一軸傳遞扭矩至所述第一浮動齒輪以所述第一浮動齒輪與所述第一軸大體上同步,然后
[0096]沿著所述第一軸在對著第一方向的第二方向上滑動所述第二裝置進入與所述第一齒輪第二側上的的鎖定界面的鎖定嚙合,從而鎖定所述第一浮動齒輪和所述第一軸。
[0097]優選地,用于操縱傳動系統的浮動齒輪的方法包括沿著所述第一軸在第二方向上滑動所述第一裝置,以使所述第一裝置的摩擦界面從所述第一齒輪第一側的摩擦界面上脫開。
[0098]本發明的第十方面提供一種用于變換傳動系統傳動比的方法,包括:
[0099]提供旋轉地安裝在第一軸上的第一浮動齒輪和用于控制所述第一浮動齒輪和所述第一軸間的扭矩傳遞的浮動齒輪操縱系統,所述齒輪操縱系統包括具有用于與置于所述第一浮動齒輪第一側的摩擦界面摩擦嚙合的摩擦界面的第一裝置,以及具有用于