一種電動車無動力中斷換擋變速箱及其換擋控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種電動車無動力中斷換擋變速箱及其換擋控制方法，該變速箱包括一擋齒輪對機構、二檔齒輪對機構、片式離合器以及換擋控制機構，所述換擋控制機構中，一擋超越離合器和控制超越離合器均安裝在對應的齒輪內，控制摩擦片固定在一擋超越離合器的滾柱保持架和滾柱撥叉上，波形彈簧安裝在第二控制齒輪端面的環形凹槽內，控制壓盤通過波形彈簧軸向預緊，卡接在第二控制齒輪端面的環形凹槽內隨第二控制齒輪轉動。該變速箱的換擋控制方法能實現掛一擋、二擋及倒擋動作且相互無干涉。本發明解決了傳統AMT換擋動力中斷的問題，可以實現平順的速比切換過程；此外，本發明的結構還取消了換擋撥叉和撥叉軸，大大精簡了系統結構，減輕了變速器總重量。
【專利說明】
一種電動車無動力中斷換擋變速箱及其換擋控制方法
技術領域
[0001]本發明屬于電動汽車傳動技術領域，具體涉及一種電動車無動力中斷換擋變速箱及其換擋控制方法。
【背景技術】
[0002]如何降低對石油的依賴是現代汽車工業發展的重要方向。近兩年我國純電動汽車的發展迅速，多個企業已經在市場上推出純電動汽車，純電動汽車已經進入產業化。
[0003]純電動汽車的驅動機構有多種，例如無擋位的電動機直驅方案，即電機直接通過固定速比減速裝置驅動車輪，這種傳動方式平順性好，但是對電機電池的性能要求很高，車輛動力性較差。而電機加變速箱的傳動方案則大大降低了車輛對電機電池的要求，提升了車輛的低速爬坡能力和高速行駛能力，提高了電動機運行效率。
[0004]不同于內燃機，電動機對變速箱擋位數量的需求不是很多，但是對變速箱的傳動效率和換擋變速舒適性要求很高。目前無換擋動力中斷的變速傳動方案有無級變速箱CVT、雙離合器自動變速箱DCT等，這些方案采用濕式離合器或者傳動帶，成本較高，而且自身傳動效率較低。電控機械式自動變速器AMT具有傳動效率高的優點，但是傳統電控機械式自動變速箱換擋過程存在動力中斷，影響車輛行駛的平順性。此外，傳統機械式自動變速箱的操縱機構包括換擋撥叉和換擋撥叉軸，這增大了變速器尺寸，增加了成本。可見開發出專門應用于電動車的簡單、高效無動力中斷換擋專用變速箱十分必要。
【發明內容】
[0005]針對上述現有技術存在的缺陷，本發明提供了一種電動車無動力中斷換擋變速箱及其換擋控制方法，能夠實現無動力中斷換擋，升擋或降擋過程變速箱始終有動力輸出，換擋過程的平順性得到提高。結合說明書附圖，本發明的技術方案如下:
[0006]一種電動車無動力中斷換擋變速箱，由輸入軸1、一擋齒輪對機構、二檔齒輪對機構、片式離合器、輸出軸17、換擋控制機構組成，所述一擋齒輪對機構由固連在輸入軸I上的一擋主動齒輪2與安裝在輸出軸17上一擋被動齒輪19嚙合傳動連接組成；
[0007]所述二檔齒輪對機構由固連在輸入軸I上的二擋主動齒輪5與通過軸承安裝在輸出軸17上的二擋被動齒輪6嚙合傳動連接組成；
[0008]所述片式離合器安裝在輸入軸I或輸出軸17上；
[0009]所述換擋控制機構位于一擋齒輪對機構與二檔齒輪對機構之間，包括控制齒輪對機構、一擋超越離合器、控制超越離合器以及一擋超越離合器的滾柱控制機構；
[0010]所述控制齒輪對機構，由安裝在輸入軸I上的第一控制齒輪3與通過軸承安裝在輸出軸17上的第二控制齒輪14嚙合傳動連接組成；
[0011 ]所述控制齒輪對機構的傳動比大于所述一擋齒輪對機構的傳動比；
[0012]所述一擋超越離合器安裝在一擋被動齒輪19內，一擋超越離合器內圈18固連在輸出軸17上，一擋超越離合器外圈與一擋被動齒輪19為一體式結構；
[0013]所述控制超越離合器安裝在第一控制齒輪3內，控制超越離合器內圈4固連在輸入軸I上，控制超越離合器外圈與第一控制齒輪3為一體式結構；
[0014]所述一擋超越離合器的滾柱控制機構，由滾柱撥動機構，預緊彈簧23，控制壓盤15，控制摩擦片16，波形彈簧21組成。
[0015]所述控制摩擦片16通過外邊緣的凸起固定在滾柱撥動機構端面的凹槽內，所述波形彈簧21安裝在第二控制齒輪14端面的環形凹槽內；所述控制壓盤15安裝在控制摩擦片16和波形彈簧21之間，通過波形彈簧21軸向預緊，使控制壓盤15緊貼在控制摩擦片16上，所述控制壓盤15通過內邊緣的凸起卡接固定在第二控制齒輪14端面的環形凹槽內隨第二控制齒輪14轉動；
[0016]—種電動車無動力中斷換擋變速箱，其中，所述滾柱撥動機構為滾柱保持架20;
[0017]所述一擋超越離合器包括一擋被動齒輪19、一擋超越離合器內圈18、所述滾柱保持架20、滾柱A22以及預緊彈簧A23;
[0018]所述一擋被動齒輪19內表面與一擋超越離合器內圈18外表面形成楔形空間，滾柱保持架20套置在一擋超越離合器內圈18上，并位于一擋超越離合器內圈18與一擋被動齒輪19之間，滾柱A22均勻分布在滾柱保持架20內，滾柱保持架20的轉動能夠帶動一擋超越離合器內圈18與一擋被動齒輪19之間楔形空間內的滾柱A22同步移動，預緊彈簧23均勻分布在滾柱保持架20內，預緊彈簧A23的一端和滾柱保持架20接觸，另一端和一擋被動齒輪19內表面的凸起接觸，滾柱保持架20通過預緊彈簧A23將滾柱A22預緊在楔形空間小的一端。
[0019]一種電動車無動力中斷換擋變速箱，其中，所述滾柱撥動機構為滾柱撥叉架26;
[0020]所述一擋超越離合器包括一擋被動齒輪19、一擋超越離合器內圈18、所述滾柱撥叉架26、滾柱A22以及預緊彈簧A23;
[0021]所述一擋被動齒輪19內表面與一擋超越離合器內圈18外表面形成楔形空間，滾柱撥叉架26套置在一擋超越離合器內圈18上，位于一擋超越離合器內圈18與一擋被動齒輪19之間，滾柱A22均勻分布在楔形空間內，滾柱撥叉架26的轉動能夠撥動一擋超越離合器內圈18與一擋被動齒輪19之間楔形空間內的滾柱A22同步移動，預緊彈簧23均勻分布在楔形空間內，預緊彈簧A23的一端和滾柱A22接觸，另一端和一擋被動齒輪19內表面的凸起接觸，預緊彈簧A23將滾柱A22預緊在楔形空間小的一端。
[0022]一種電動車無動力中斷換擋變速箱，其中，所述滾柱保持架20通過兩端面之間的軸向立柱撥動一擋超越離合器內圈18與一擋被動齒輪19之間楔形空間內的滾柱A22;
[0023]所述滾柱保持架20的外圓周面上設有限位塊，所述限位塊位于預緊彈簧A23安裝處，滾柱保持架20相對于一擋被動齒輪19逆時針轉動時，限位塊防止滾柱保持架20過度擠壓預緊彈簧A23。
[0024]所述控制控制摩擦片16與滾柱保持架20之間通過其圓周上的凸起與凹槽卡接固定。
[0025]—種電動車無動力中斷換擋變速箱，其中，所述滾柱撥叉架26通過其端面分布的軸向撥叉撥動一擋超越離合器內圈18與一擋被動齒輪19之間楔形空間內的滾柱A22;
[0026]所述滾柱撥叉架26的外圓周面上設有限位塊，所述限位塊位于預緊彈簧A23安裝處，所述滾柱撥叉架26相對于一擋被動齒輪19逆時針轉動時，限位塊防止所述滾柱撥叉架26過度擠壓預緊彈簧A23。
[0027]所述控制控制摩擦片16與滾柱撥叉架28之間通過其圓周上的凸起與凹槽卡接固定。
[0028]—種電動車無動力中斷換擋變速箱，其中，所述控制超越離合器包括第一控制齒輪3、控制超越離合器內圈4、滾柱B24以及預緊彈簧B25;
[0029]所述第一控制齒輪3內表面與控制超越離合器內圈4外表面形成楔形空間，滾柱B24均勻分布在楔形空間里，并通過預緊彈簧B25預緊在楔形空間內；
[0030]—種電動車無動力中斷換擋變速箱，其中，所述片式離合器由離合器摩擦片7、離合器壓盤8和推力軸承10組成；
[0031]所述片式離合器安裝在輸入軸I上時，二擋主動齒輪5和離合器摩擦片7固連，離合器壓盤8和輸入軸I固連，推力軸承1套裝在輸入軸I上，并在輸入軸I上滑移轉動；
[0032]所述片式離合器安裝在輸出軸17上時，二擋被動齒輪6和離合器摩擦片7固連，離合器壓盤8和輸出軸17固連，推力軸承10套裝在輸出軸17上，并在輸出軸17上滑移轉動。
[0033]—種電動車無動力中斷換擋變速箱，其中，所述片式離合器為干式單片或干式多片離合器。
[0034]—種電動車無動力中斷換擋變速箱的換擋控制方法，所述換擋控制方法包括一擋、二擋和倒檔；
[0035]所述一擋動力的傳遞路線依次為:輸入軸1、一檔主動齒輪2、一檔被動齒輪19、一擋超越離合器內圈18、輸出軸17;
[0036]所述二擋動力的傳遞路線依次為:輸入軸1、二檔主動齒輪5、二檔被動齒輪6、離合器摩擦片7、離合器壓盤8、輸出軸17 ；
[0037]所述倒擋動力的傳遞路線依次為:輸入軸1、二檔主動齒輪5、二檔被動齒輪6、離合器摩擦片7、離合器壓盤8、輸出軸17 ；
[0038]所述一擋切換到二擋的具體換擋控制過程為:
[0039]輸入軸I順時針轉動時，車輛向前行駛，離合器摩擦片7與離合器壓盤8逐漸結合，動力開始由二擋主動齒輪5傳遞到二擋被動齒輪6，再逐漸通過片式離合器傳遞到輸出軸17，隨著片式離合器傳遞的動力逐漸增大，一擋超越離合器傳遞的動力逐漸減小，直至為零，二擋齒輪對機構的傳動比小于一擋齒輪對機構，固連在輸出軸17上的一擋超越離合器內圈18的逆時針轉速將高于一擋被動齒輪19的逆時針轉速，滾柱A22將不會鎖止在楔形空間小的一端移動，一擋超越離合器不發生鎖止，一擋不會傳遞動力，此時，動力完全通過二擋齒輪對機構傳遞至片式離合器，再傳遞到輸出軸17上，通過減速器主動齒輪27，動力輸出到與所述變速箱集成到一起的差速器，車輛實現掛二檔前進；
[0040]所述二擋切換到一擋的具體換擋控制過程為:
[0041]輸入軸I順時針轉動時，汽車向前行駛，離合器摩擦片7與離合器壓盤8逐漸分離，二擋傳遞動力減小，輸出軸17逆時針轉速下降，當片式離合器傳遞的動力為零時，一檔超越離合器內圈18逆時針轉速和一檔被動齒輪19逆時針轉速相同，動力由一擋主動齒輪2傳遞到一擋被動齒輪19，一擋超越離合器的滾柱A22鎖止在楔形空間小一端，一擋被動齒輪19帶動超越離合器內圈18逆時針轉動，二擋主動齒輪5帶著二擋被動齒輪6空轉，此時，動力由一擋主動齒輪2傳遞到一擋被動齒輪19，再通過一擋超越離合器傳遞到輸出軸17，通過減速器主動齒輪27，動力輸出到與所述變速箱集成到一起的差速器，車輛實現掛一檔前進；
[0042]所述倒擋的具體換擋控制過程為:
[0043]倒擋時，離合器摩擦片7與離合器壓盤8結合，輸入軸I逆時針旋轉，一擋被動齒輪19順時針轉動，同時滾柱保持架20順時針轉動，進而帶動控制摩擦片16順時針轉動，控制壓盤15與控制摩擦片16之間產生的摩擦扭矩帶動第二控制齒輪14順時針轉動，第二控制齒輪14順時針轉動帶動輸入軸I上的第一控制齒輪3逆時針轉動，控制齒輪對機構的傳動比大于一擋齒輪對機構的傳動比，第一控制齒輪3逆時針轉速高于輸入軸I的逆時針轉速，即高于控制超越離合器內圈4的逆時針轉速，此時控制超越離合器的滾柱B24將鎖止在楔形空間小的一端，控制超越離合器發生鎖止，第一控制齒輪3的逆時針轉速和控制超越離合器內圈4的逆時針轉速同步，第一控制齒輪3的逆時針轉速無法比控制超越離合器內圈4的逆時針轉速高，使第二控制齒輪14的順時針轉速下降，低于一擋被動齒輪19的順時針轉速，即低于滾柱保持架20的順時針轉速，此時，控制摩擦片16和控制壓盤15會發生相對打滑，產生逆時針的摩擦扭矩，該扭矩使滾柱保持架20相對于一擋被動齒輪19逆時針轉過一定角度，滾柱保持架20將滾柱A22向楔形空間大的一端撥動，并將滾柱A22保持在楔形空間較大的一端，這時，一檔超越離合器將不會發生鎖止，動力完全通過二擋齒輪對機構傳遞至片式離合器，再傳遞到輸出軸17上，通過減速器主動齒輪27，動力輸出到與所述變速箱集成到一起的差速器，實現車輛倒擋后退。
[0044]與現有技術相比，本發明的有益效果在于:
[0045]1、本發明沒有傳統變速箱同步器結構，不需要單獨的同步器執行機構，整個變速箱只有一個離合器執行機構來實現換擋動作，生產成本低，控制簡單。
[0046]2、本發明解決了傳統AMT換擋動力中斷的問題，能夠實現無動力中斷換擋，升擋或降擋過程變速箱始終有動力輸出，換擋過程的平順性得到提高，可以實現平順的速比切換過程。
[0047]3、本發明通過一對控制齒輪，來控制一擋的單向超越離合器，能夠實現二擋倒擋，解決了傳統的通過單向超越離合器傳遞動力的變速箱結構無法實現倒擋的問題。
[0048]4、本發明采用干式離合器，提高了系統傳動效率;此外，所述片式離合器既可以為單片式離合器也可以是多片式離合器，既可以是常開離合器也可以是常閉離合器，適用廣泛，應用性強。
[0049]5、本發明可以直接通過電機反轉，而不增加額外的執行機構就可以實現倒擋運行。
[0050]6、本發明還取消了換擋撥叉和撥叉軸，大大精簡了系統結構，減輕了變速器總重量。
【附圖說明】
[0051]圖1為一擋狀態時本發明的電動車無動力中斷換擋變速箱結構示意簡圖；
[0052]圖2為二擋狀態時本發明的電動車無動力中斷換擋變速箱結構示意簡圖；
[0053]圖3為本發明的電動車無動力中斷換擋變速箱中，滾柱保持架在控制齒輪對機構中的安裝結構示意圖；
[0054]圖4為本發明的換擋控制方法中，一、二擋時，一擋超越離合器的工作狀態示意圖；
[0055]圖5為本發明的換擋控制方法中，一、二、倒擋時，控制超越離合器的工作狀態示意圖；
[0056]圖6為本發明的換擋控制方法中，倒擋時，一擋超越離合器的工作狀態示意圖；
[0057]圖7為本發明的電動車無動力中斷換擋變速箱中，滾柱撥叉架在控制齒輪對機構中的安裝結構示意圖；
[0058]圖8為本發明的電動車無動力中斷換擋變速箱中離合器置于輸出軸的結構示意圖。
[0059]圖中:
[0060]1-輸入軸，2-—擋主動齒輪，3-第一控制齒輪，4-控制超越離合器內圈，5-二擋主動齒輪，6-二擋被動齒輪，7-離合器摩擦片，8-離合器壓盤，9-離合器膜片彈簧，10-推力軸承，11-離合器杠桿，12-第一軸承，13-第二軸承，14-第二控制齒輪，15-控制壓盤，16-控制摩擦片，17-輸出軸，18-—擋超越離合器內圈，19-一擋被動齒輪，20-滾柱保持架，，21-波形彈簧，22-滾柱A，23-預緊彈簧A，24-滾柱B，25-預緊彈簧B，26-滾柱撥叉架，27-減速器主動齒輪。
【具體實施方式】
[0061]為了進一步闡述本發明的技術方案，結合說明書附圖，本發明的【具體實施方式】如下:
[0062]概括的講，本發明所述變速箱主要由三對齒輪，兩個超越離合器以及一個片式離合器組成，其三對齒輪中間的一對能夠對控制輸出軸上的超越離合器，另外兩對不同傳動比的齒輪對為兩個擋位，并且控制超越離合器所在的中間齒輪對的傳動比大于一擋齒輪對的傳動比。
[0063]如圖1、圖2和圖8所示，本發明公開了一種電動車無動力中斷換擋變速箱，由輸入軸1、一擋齒輪對機構、二檔齒輪對機構、片式離合器、輸出軸17、換擋控制機構組成。
[0064]所述一擋齒輪對機構由固連在輸入軸I上的一擋主動齒2與安裝在輸出軸17上一擋被動齒輪19嚙合傳動連接組成。所述二檔齒輪對機構由固連在輸入軸I上的二擋主動齒輪5與通過第一軸承12安裝在輸出軸17上的二擋被動齒輪6嚙合傳動連接組成。所述換擋控制機構位于一擋齒輪對機構與二檔齒輪對機構之間。
[0065]如圖1、圖2所示，所述換擋控制機構包括一擋超越離合器圖4、控制超越離合器圖
5、控制齒輪對機構、一擋超越離合器的滾柱控制機構圖3、圖7;
[0066]如圖1、圖2所示，所述一擋超越離合器圖4安裝在一擋被動齒輪19內，一擋超越離合器內圈18固連在輸出軸17上，一擋超越離合器外圈與一擋被動齒輪19為一體式結構;所述控制超越離合器圖5安裝在第一控制齒輪3內，控制超越離合器內圈固連在輸入軸I上，控制超越離合器外圈與第一控制齒輪3為一體式結構；
[0067]所述控制齒輪對機構，由安裝在輸入軸I上的第一控制齒輪3與通過軸承安裝在輸出軸17上的第二控制齒輪14嚙合傳動連接組成；
[0068]所述控制齒輪對機構的傳動比大于所述一擋齒輪對機構的傳動比；
[0069]所述一擋超越離合器的滾柱控制機構中用于撥動滾柱的滾柱撥動機構有兩種實施方案，分別為滾柱保持架20或滾柱撥叉架26;
[0070]如圖3所示，方案一:所述一擋超越離合器的滾柱控制機構，由滾柱保持架20，預緊彈簧A23，控制壓盤15，波形彈簧21，控制摩擦片16組成。
[0071]所述控制摩擦片16通過外邊緣凸起固定在滾柱保持架20端面的凹槽內，所述波形彈簧21安裝在第二控制齒輪14端面的環形凹槽內；所述控制壓盤15安裝在控制摩擦片16和波形彈簧21之間，通過波形彈簧21軸向預緊，使控制壓盤15緊貼在控制摩擦片16上，所述控制壓盤15通過內邊緣的凸起卡接固定在第二控制齒輪14端面的環形凹槽內隨第二控制齒輪14轉動；
[0072]—種電動車無動力中斷換擋變速箱，其中，所述一擋超越離合器包括一擋被動齒輪19、一擋超越離合器內圈18、滾柱保持架20、滾柱A22以及預緊彈簧A23;
[0073]如圖4所示，所述一擋被動齒輪19內表面與一擋超越離合器內圈18外表面形成楔形空間，滾柱保持架20套置在一擋超越離合器內圈18上，位于一擋超越離合器內圈18與一擋被動齒輪19之間，滾柱A22均勻分布在滾柱保持架20內，滾柱保持架20的轉動能夠帶動一擋超越離合器內圈18與一擋被動齒輪19之間楔形空間內的滾柱A22同步移動，預緊彈簧A23均勻分布在滾柱保持架20內，預緊彈簧A23的一端和滾柱保持架20接觸，另一端和一擋被動齒輪19內表面的凸起接觸，滾柱保持架20通過預緊彈簧A23將滾柱A22預緊在楔形空間小的一端。
[0074]如圖3所示，所述滾柱保持架20的外表圓周表面上設有凸起的限位塊，所述限位塊位于預緊彈簧A23安裝處的左側，限位塊的作用是滾柱保持架20相對于一擋被動齒輪19逆時針轉動時，當轉過一定角度后限位塊與一擋被動齒輪19內表面的凸起形成干涉，以防止滾柱保持架20過度擠壓預緊彈簧A23。
[0075]如圖7所示，方案二:所述一擋超越離合器的滾柱控制機構，還可以由滾柱撥叉架26，預緊彈簧A23，控制壓盤15，波形彈簧21，控制摩擦片16組成。
[0076]所述控制摩擦片16通過外邊緣凸起固定在滾柱撥叉架26端面的凹槽內，所述波形彈簧21安裝在第二控制齒輪14端面的環形凹槽內；所述控制壓盤15安裝在控制摩擦片16和波形彈簧21之間，通過波形彈簧21軸向預緊，使控制壓盤15緊貼在控制摩擦片16上，所述控制壓盤15通過內邊緣的凸起卡接固定在第二控制齒輪14端面的環形凹槽內隨第二控制齒輪14轉動；
[0077]—種電動車無動力中斷換擋變速箱，其中，所述一擋超越離合器包括一擋被動齒輪19、一擋超越離合器內圈18、滾柱撥叉架26、滾柱A22以及預緊彈簧A23;
[0078]所述一擋被動齒輪19內表面與一擋超越離合器內圈18外表面形成楔形空間，滾柱撥叉架26套置在一擋超越離合器內圈18上，位于一擋超越離合器內圈18與一擋被動齒輪19之間，滾柱A22均勻分布在楔形空間內，滾柱撥叉架26的轉動能夠撥動一擋超越離合器內圈18與一擋被動齒輪19之間楔形空間內的滾柱A22同步移動，預緊彈簧A23均勻分布在楔形空間內，預緊彈簧A23的一端和滾柱A22接觸，另一端和一擋被動齒輪19內表面的凸起接觸，預緊彈簧A23將滾柱A22預緊在楔形空間小的一端。
[0079]如圖7所示，所述滾柱撥叉架26的外表圓周表面上設有凸起的限位塊，所述限位塊位于預緊彈簧A23安裝處的左側，限位塊的作用是滾柱撥叉架26相對于一擋被動齒輪19逆時針轉動時，當轉過一定角度后限位塊與一擋被動齒輪19內表面的凸起形成干涉，以防止滾柱撥叉架26的撥叉過度擠壓預緊彈簧A23。
[0080]如圖5，一種電動車無動力中斷換擋變速箱，其中，所述控制超越離合器包括第一控制齒輪3、控制超越離合器內圈4、滾柱B24以及預緊彈簧B25;
[0081]所述第一控制齒輪3內表面與控制超越離合器內圈4外表面形成楔形空間，滾柱B24均勻分布在楔形空間里，并通過預緊彈簧B25預緊在楔形空間小的一端；
[0082]—種電動車無動力中斷換擋變速箱，其中，所述片式離合器由離合器摩擦片7、離合器壓盤8和推力軸承10組成；
[0083]所述片式離合器安裝在輸入軸I上時，二擋主動齒輪5和離合器摩擦片7固連，離合器壓盤8和輸入軸I固連，推力軸承1套裝在輸入軸I上，并在輸入軸I上滑移轉動；
[0084]所述片式離合器安裝在輸出軸17上時，二擋被動齒輪6和離合器摩擦片7固連，離合器壓盤8和輸出軸17固連，推力軸承10套裝在輸出軸17上，并在輸出軸17上滑移轉動。
[0085]所述片式離合器為干式多片離合器或干式單片離合器；
[0086]本發明還公開了一種電動車無動力中斷換擋變速箱的換擋控制方法，包括一擋、二擋和倒檔。
[0087]如圖1所示，所述一擋動力的傳遞路線為:輸入軸1、一檔主動齒輪2、一檔被動齒輪19、一擋超越離合器內圈18、輸出軸17;
[0088]如圖2所示，所述二擋動力的傳遞路線為:輸入軸1、二檔主動齒輪5、二檔被動齒輪6、離合器摩擦片7、離合器壓盤8、輸出軸17 ；
[0089]如圖2所示，所述倒擋動力的傳遞路線為:輸入軸1、二檔主動齒輪5、二檔被動齒輪
6、離合器摩擦片7、離合器壓盤8、輸出軸17 ；
[0090]所述一擋切換到二擋的具體工作過程及原理為:
[0091]如圖2、圖4輸入軸I順時針轉動時，汽車向前行駛，離合器摩擦片7與離合器壓盤8逐漸結合，動力開始由二擋主動齒輪5傳遞到二擋被動齒輪6，再逐漸通過片式離合器傳遞到輸出軸17，隨著片式離合器傳遞的動力逐漸增大，一擋超越離合器傳遞的動力逐漸減小，直至為零，二擋齒輪對機構的傳動比小于一擋齒輪對機構，固連在輸出軸17上的一擋超越離合器內圈18的逆時針轉速將高于一擋被動齒輪19的逆時針轉速，滾柱A22將不會鎖止在楔形空間小的一端移動，一擋超越離合器不發生鎖止，一擋不會傳遞動力，此時，動力完全通過二擋齒輪對機構傳遞至片式離合器，再傳遞到輸出軸17，通過減速器主動齒輪27，動力輸出到與本變速箱集成到一起的差速器，車輛實現掛二檔前進；
[0092]所述二擋切換到一擋的具體工作過程及原理:
[0093]如圖1、圖4輸入軸I順時針轉動時，汽車向前行駛，離合器摩擦片7與離合器壓盤8逐漸分離，二擋傳遞動力減小，輸出軸17逆時針轉速下降，當片式離合器傳遞的動力為零時，一檔超越離合器內圈18逆時針轉速和一檔被動齒輪19逆時針轉速相同，動力由一擋主動齒輪2傳遞到一擋被動齒輪19，一擋超越離合器的滾柱A22鎖止在楔形空間小一端，一擋被動齒輪19帶動超越離合器內圈18逆時針轉動，二擋主動齒輪5帶著二擋被動齒輪6空轉，此時，動力由一擋主動齒輪2傳遞到一擋被動齒輪19，再通過一擋超越離合器傳遞到輸出軸17，通過減速器主動齒輪27，動力輸出到與本變速箱集成到一起的差速器，車輛實現掛一檔前進；
[0094]所述倒擋的具體工作原理:
[0095]前進擋切換為倒擋的過程為:離合器摩擦片7與離合器壓盤8結合；
[0096]如圖4，倒擋時，輸入軸I逆時針旋轉，二擋齒輪對機構的傳動比小于一擋齒輪對機構，固連在輸出軸17上的一擋超越離合器內圈18的順時針轉速將高于一擋被動齒輪19的順時針轉速，滾柱A22將會鎖止在楔形空間小的一端移動，一擋超越離合器發生鎖止，同時，離合器摩擦片7與離合器壓盤8結合，所以無法實現倒擋，以下原理將防止一擋超越離合器發生鎖止，實現倒擋。
[0097]如圖3、圖5和圖6，倒擋時，輸入軸I逆時針旋轉，一擋被動齒輪19順時針轉動，同時滾柱保持架A20順時針轉動，進而帶動控制摩擦片16順時針轉動，控制壓盤15與控制摩擦片16之間產生的摩擦扭矩帶動第二控制齒輪14順時針轉動，第二控制齒輪14順時針轉動帶動輸入軸I上的第一控制齒輪3逆時針轉動，控制齒輪對機構的傳動比大于一擋齒輪對機構的傳動比，第一控制齒輪3逆時針轉速高于輸入軸I的逆時針轉速，即高于控制超越離合器內圈4的逆時針轉速，此時控制超越離合器的滾柱B24將鎖止在楔形空間小的一端，控制超越離合器發生鎖止，第一控制齒輪3的逆時針轉速無法比控制超越離合器內圈4的逆時針轉速高，使第二控制齒輪14的順時針轉速下降，低于一擋被動齒輪19的順時針轉速，即低于滾柱保持架A20的順時針轉速，此時，控制摩擦片16和控制壓盤15會發生相對打滑，產生逆時針的摩擦力扭矩，該扭矩使滾柱保持架20相對于一擋被動齒輪19逆時針轉過一定角度，滾柱保持架20將滾柱A22向楔形空間大的一端撥動，并將滾柱A22保持在楔形空間較大的一端，這時，一檔超越離合器將不會發生鎖止，動力完全通過二擋齒輪對機構傳遞至片式離合器，再傳遞到輸出軸17上，通過減速器主動齒輪27，動力輸出到與本變速箱集成到一起的差速器，實現車輛倒擋后退。
[0098]如上所述，控制齒輪對機構用于控制倒檔過程，其中的控制超越離合器在車輛掛一檔和二檔前進時不會對其工作產生影響，具體如下:
[0099]如圖3所示，一擋時，輸入軸I旋轉方向為順時針旋轉，則輸出軸17的旋轉方向為逆時針，一擋被動齒輪19轉動逆時針，同時滾柱保持架20逆時針轉動。滾柱保持架20再帶動控制摩擦片16轉動，控制壓盤15與控制摩擦片16之間產生的摩擦力帶動第二控制齒輪14逆時針轉動，輸出軸17上的第二控制齒輪14逆時針轉動帶動輸入軸I上的第一控制齒輪3，順時針轉動，因為控制齒輪對機構的傳動比大于一擋齒輪對的傳動比，所以此時第一控制齒輪3的順時針轉速高于輸入軸I的順時針轉速，即高于固連在輸入軸I上的控制超越離合器內圈4的轉速。如圖5所示，當第一控制齒輪3順時針轉速高于控制超越離合器內圈4的順時針轉速時，滾柱B24不會發生鎖止，控制超越離合器不傳遞動力。這個時候汽車變速箱工作在一擋模式，控制齒輪對機構不會干涉一擋的動力傳遞。
[0100]二擋時，同一擋一樣，如圖3所示，二擋時，輸入軸I旋轉方向為順時針旋轉，則輸出軸17的旋轉方向為逆時針，一擋被動齒輪19轉動逆時針，同時滾柱保持架20逆時針轉動。滾柱保持架20再帶動控制摩擦片16轉動，控制壓盤15與控制摩擦片16之間產生的摩擦力帶動第二控制齒輪14逆時針轉動，輸出軸17上的第二控制齒輪14逆時針轉動帶動輸入軸I上的第一控制齒輪3，順時針轉動，因為控制齒輪對機構的傳動比大于一擋齒輪對的傳動比，所以此時第一控制齒輪3的順時針轉速高于輸入軸I的順時針轉速，即高于固連在輸入軸I上的控制超越離合器內圈4的轉速。如圖5所示，當第一控制齒輪3順時針轉速高于控制超越離合器內圈4的順時針轉速時，滾柱B24不會發生鎖止，控制超越離合器不傳遞動力。這個時候汽車變速箱工作在二擋模式，控制齒輪對機構不會干涉二擋的動力傳遞。
【主權項】
1.一種電動車無動力中斷換擋變速箱，由輸入軸(I)、一擋齒輪對機構、二檔齒輪對機構、片式離合器、輸出軸(17)、換擋控制機構組成，其特征在于: 所述一擋齒輪對機構由固連在輸入軸(I)上的一擋主動齒輪(2)與安裝在輸出軸(17)上一擋被動齒輪(19)嚙合傳動連接組成； 所述二檔齒輪對機構由固連在輸入軸(I)上的二擋主動齒輪(5)與通過軸承安裝在輸出軸(17)上的二擋被動齒輪(6)嚙合傳動連接組成； 所述片式離合器安裝在輸入軸(I)或輸出軸(17)上； 所述換擋控制機構位于一擋齒輪對機構與二檔齒輪對機構之間，包括控制齒輪對機構、一擋超越離合器、控制超越離合器以及一擋超越離合器的滾柱控制機構； 所述控制齒輪對機構，由安裝在輸入軸(I)上的第一控制齒輪(3)與通過軸承安裝在輸出軸(17)上的第二控制齒輪(14)嚙合傳動連接組成； 所述控制齒輪對機構的傳動比大于所述一擋齒輪對機構的傳動比； 所述一擋超越離合器安裝在一擋被動齒輪(19)內，一擋超越離合器內圈(18)固連在輸出軸(17)上，一擋超越離合器外圈與一擋被動齒輪(19)為一體式結構； 所述控制超越離合器安裝在第一控制齒輪(3)內，控制超越離合器內圈(4)固連在輸入軸(I)上，控制超越離合器外圈與第一控制齒輪(3)為一體式結構； 所述一擋超越離合器的滾柱控制機構，由滾柱撥動機構，預緊彈簧(23)，控制壓盤(15)，控制摩擦片(16)，波形彈簧(21)組成； 所述控制摩擦片(16)通過外邊緣的凸起固定在滾柱撥動機構端面的凹槽內，所述波形彈簧(21)安裝在第二控制齒輪(14)端面的環形凹槽內；所述控制壓盤(15)安裝在控制摩擦片(16)和波形彈簧(21)之間，通過波形彈簧(21)軸向預緊，使控制壓盤(15)緊貼在控制摩擦片(16)上，所述控制壓盤(15)通過內邊緣的凸起卡接固定在第二控制齒輪(14)端面的環形凹槽內隨第二控制齒輪(14)轉動。2.如權利要求1所述一種電動車無動力中斷換擋變速箱，其特征在于: 所述滾柱撥動機構為滾柱保持架(20); 所述一擋超越離合器包括一擋被動齒輪(19)、一擋超越離合器內圈(18)、所述滾柱保持架(20)、滾柱A(22)以及預緊彈簧A(23); 所述一擋被動齒輪(19)內表面與一擋超越離合器內圈(18)外表面形成楔形空間，滾柱保持架(20)套置在一擋超越離合器內圈(18)上，并位于一擋超越離合器內圈(18)與一擋被動齒輪(19)之間，滾柱A(22)均勻分布在滾柱保持架(20)內，滾柱保持架(20)的轉動能夠帶動一擋超越離合器內圈(18)與一擋被動齒輪(19)之間楔形空間內的滾柱A(22)同步移動，預緊彈簧(23)均勻分布在滾柱保持架(20)內，預緊彈簧A(23)的一端和滾柱保持架(20)接觸，另一端和一擋被動齒輪(19)內表面的凸起接觸，滾柱保持架(20)通過預緊彈簧A(23)將滾柱A(22)預緊在楔形空間小的一端。3.如權利要求1所述一種電動車無動力中斷換擋變速箱，其特征在于: 所述滾柱撥動機構為滾柱撥叉架(26); 所述一擋超越離合器包括一擋被動齒輪(19)、一擋超越離合器內圈(18)、所述滾柱撥叉架(26)、滾柱A(22)以及預緊彈簧A(23); 所述一擋被動齒輪(19)內表面與一擋超越離合器內圈(18)外表面形成楔形空間，滾柱撥叉架(26)套置在一擋超越離合器內圈(18)上，位于一擋超越離合器內圈(18)與一擋被動齒輪(19)之間，滾柱A(22)均勻分布在楔形空間內，滾柱撥叉架(26)的轉動能夠撥動一擋超越離合器內圈(18)與一擋被動齒輪(19)之間楔形空間內的滾柱A(22)同步移動，預緊彈簧(23)均勻分布在楔形空間內，預緊彈簧A(23)的一端和滾柱A(22)接觸，另一端和一擋被動齒輪(19)內表面的凸起接觸，預緊彈簧A(23)將滾柱A(22)預緊在楔形空間小的一端。4.如權利要求2所述一種電動車無動力中斷換擋變速箱，其特征在于: 所述滾柱保持架(20)通過兩端面之間的軸向立柱撥動一擋超越離合器內圈(18)與一擋被動齒輪(19)之間楔形空間內的滾柱A(22); 所述滾柱保持架(20)的外圓周面上設有限位塊，所述限位塊位于預緊彈簧A(23)安裝處，滾柱保持架(20)相對于一擋被動齒輪(19)逆時針轉動時，限位塊防止滾柱保持架(20)過度擠壓預緊彈簧A(23);所述控制控制摩擦片(16)與滾柱保持架(20)之間通過其圓周上的凸起與凹槽卡接固定。5.如權利要求3所述一種電動車無動力中斷換擋變速箱，其特征在于: 所述滾柱撥叉架(26)通過其端面分布的軸向撥叉撥動一擋超越離合器內圈(18)與一擋被動齒輪19之間楔形空間內的滾柱A(22); 所述滾柱撥叉架(26)的外圓周面上設有限位塊，所述限位塊位于預緊彈簧A(23)安裝處，所述滾柱撥叉架(26)相對于一擋被動齒輪(19)逆時針轉動時，限位塊防止所述滾柱撥叉架(26)過度擠壓預緊彈簧A(23);所述控制控制摩擦片(16)與滾柱撥叉架(28)之間通過其圓周上的凸起與凹槽卡接固定。6.如權利要求1所述一種電動車無動力中斷換擋變速箱，其特征在于: 所述控制超越離合器包括第一控制齒輪(3)、控制超越離合器內圈(4)、滾柱B(24)以及預緊彈簧B(25);所述第一控制齒輪(3)內表面與控制超越離合器內圈(4)外表面形成楔形空間，滾柱B(24)均勻分布在楔形空間里，并通過預緊彈簧B(25)預緊在楔形空間內。7.如權利要求1所述一種電動車無動力中斷換擋變速箱，其特征在于: 所述片式離合器由離合器摩擦片(7)、離合器壓盤(8)和推力軸承(10)組成； 所述片式離合器安裝在輸入軸(I)上時，二擋主動齒輪(5)和離合器摩擦片(7)固連，離合器壓盤(8)和輸入軸(I)固連，推力軸承(10)套裝在輸入軸(I)上，并在輸入軸(I)上滑移轉動； 所述片式離合器安裝在輸出軸(17)上時，二擋被動齒輪(6)和離合器摩擦片(7)固連，離合器壓盤(8)和輸出軸(17)固連，推力軸承(10)套裝在輸出軸(17)上，并在輸出軸(17)上滑移轉動。8.如權利要求1所述一種電動車無動力中斷換擋變速箱，其特征在于:所述片式離合器為干式單片或干式多片離合器。9.如權利要求1所述一種電動車無動力中斷換擋變速箱的換擋控制方法，其特征在于: 所述換擋控制方法包括一擋、二擋和倒檔；所述一擋動力的傳遞路線依次為:輸入軸(I)、一檔主動齒輪(2)、一檔被動齒輪(19)、一擋超越離合器內圈(18)、輸出軸(17); 所述二擋動力的傳遞路線依次為:輸入軸(I)、二檔主動齒輪(5)、二檔被動齒輪(6)、離合器摩擦片(7)、離合器壓盤(8)、輸出軸(17); 所述倒擋動力的傳遞路線依次為:輸入軸(I)、二檔主動齒輪(5)、二檔被動齒輪(6)、離合器摩擦片(7)、離合器壓盤(8)、輸出軸(17); 所述一擋切換到二擋的具體換擋控制過程為: 輸入軸(I)順時針轉動時，車輛向前行駛，離合器摩擦片(7)與離合器壓盤(8)逐漸結合，動力開始由二擋主動齒輪(5)傳遞到二擋被動齒輪(6)，再逐漸通過片式離合器傳遞到輸出軸(17)，隨著片式離合器傳遞的動力逐漸增大，一擋超越離合器傳遞的動力逐漸減小，直至為零，二擋齒輪對機構的傳動比小于一擋齒輪對機構，固連在輸出軸(I7)上的一擋超越離合器內圈(18)的逆時針轉速將高于一擋被動齒輪(19)的逆時針轉速，滾柱A(22)將不會鎖止在楔形空間小的一端移動，一擋超越離合器不發生鎖止，一擋不會傳遞動力，此時，動力完全通過二擋齒輪對機構傳遞至片式離合器，再傳遞到輸出軸(17)上，通過減速器主動齒輪(27)，動力輸出到與所述變速箱集成到一起的差速器，車輛實現掛二檔前進； 所述二擋切換到一擋的具體換擋控制過程為: 輸入軸(I)順時針轉動時，汽車向前行駛，離合器摩擦片(7)與離合器壓盤(8)逐漸分離，二擋傳遞動力減小，輸出軸(17)逆時針轉速下降，當片式離合器傳遞的動力為零時，一檔超越離合器內圈(18)逆時針轉速和一檔被動齒輪(19)逆時針轉速相同，動力由一擋主動齒輪(2)傳遞到一擋被動齒輪(19)，一擋超越離合器的滾柱A(22)鎖止在楔形空間小一端，一擋被動齒輪(19)帶動超越離合器內圈(18)逆時針轉動，二擋主動齒輪(5)帶著二擋被動齒輪(6)空轉，此時，動力由一擋主動齒輪(2)傳遞到一擋被動齒輪(19)，再通過一擋超越離合器傳遞到輸出軸(17)，通過減速器主動齒輪(27)，動力輸出到與所述變速箱集成到一起的差速器，車輛實現掛一檔前進； 所述倒擋的具體換擋控制過程為: 倒擋時，離合器摩擦片(7)與離合器壓盤(8)結合，輸入軸(I)逆時針旋轉，一擋被動齒輪(19)順時針轉動，同時滾柱保持架(20)順時針轉動，進而帶動控制摩擦片(16)順時針轉動，控制壓盤(15)與控制摩擦片(16)之間產生的摩擦扭矩帶動第二控制齒輪(14)順時針轉動，第二控制齒輪(14)順時針轉動帶動輸入軸(I)上的第一控制齒輪(3)逆時針轉動，控制齒輪對機構的傳動比大于一擋齒輪對機構的傳動比，第一控制齒輪(3)逆時針轉速高于輸入軸(I)的逆時針轉速，即高于控制超越離合器內圈(4)的逆時針轉速，此時控制超越離合器的滾柱B(24)將鎖止在楔形空間小的一端，控制超越離合器發生鎖止，第一控制齒輪(3)的逆時針轉速和控制超越離合器內圈(4)的逆時針轉速同步，第一控制齒輪(3)的逆時針轉速無法比控制超越離合器內圈(4)的逆時針轉速高，使第二控制齒輪(14)的順時針轉速下降，低于一擋被動齒輪(19)的順時針轉速，即低于滾柱保持架(20)的順時針轉速，此時，控制摩擦片(16)和控制壓盤(15)會發生相對打滑，產生逆時針的摩擦扭矩，該扭矩使滾柱保持架(20)相對于一擋被動齒輪(19)逆時針轉過一定角度，滾柱保持架(20)將滾柱A(22)向楔形空間大的一端撥動，并將滾柱A(22)保持在楔形空間較大的一端，這時，一檔超越離合器將不會發生鎖止，動力完全通過二擋齒輪對機構傳遞至片式離合器，再傳遞到輸出軸(17)上，通過減速器主動齒輪(27)，動力輸出到與所述變速箱集成到一起的差速器，實現車 輛倒擋后退。
【文檔編號】F16H3/10GK105864368SQ201610473243
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月24日
【發明人】高炳釗, 包凱, 岳漢奇, 田萌健, 林志斌
【申請人】吉林博承傳動系統科技有限公司