一种十二档电控机械式自动变速器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种十二档电控机械式自动变速器，包括六档主箱和两档副箱，离合器以及电控单元；通过采用主副箱结构，并且主、副箱换档执行机构均采用电控气驱动结构，充分利用车辆本身气源，减少成本的增加，同时可提高系统可靠性；同时采用电控气动离合器操纵系统，充分利用车辆本身的气源和离合器分离力大的特点实现了对动力传输的控制；在电控气动的整体设置和连接中，采用了模块化设置，对不同的执行结构和电控设备进行分别的就近布置，再通过线路将信号的采集和反馈分发到不同的部件中，然后通过对气路的控制完成对应的操作；提高了对不同机械设计结构变速器的适应和匹配，并且能够由针对性的进行维修和保养，结构简单，成本低，控制方便直接。
【专利说明】一种十二档电控机械式自动变速器
【技术领域】
[0001]本发明属于变速器【技术领域】，具体为一种十二档电控机械式自动变速器。
【背景技术】
[0002]当前汽车变速器种类繁多，但主要分为手动变速器和自动变速器两大类。手动变速器虽然结构简单，价格相对比较低，但驾驶员驾驶操纵劳动强度大，容易导致疲劳驾驶，影响行驶安全。自动变速器简化驾驶操作，可提高行驶安全性，同时也消除了不同水平驾驶员对车辆的燃油经济性、动力性、排放性能以及传动系统寿命造成的差异，因此对当今汽车市场对自动变速器有着非常迫切的需求。目前现有变速器基本上包括手动变速器和液力自动变速器(AT)，其中绝大部分为手动变速器，现有装备的液力自动变速器都是国外产品。但是现有的液力自动变速器产品价格高昂，维修成本高，不适合广泛推广。
[0003]电控机械式自动变速器(AMT)技术是自动变速器的一个重要发展方向。在各种形式的自动变速器中AMT以其结构简单、效率高、性价比高的优点而占有优势，在国外装车率逐渐提高，欧洲超过60%，拥有自主知识产权的AMT的开发对推进我国汽车技术的进步，力口速我国自动变速器的发展，增强我国汽车产品的国际竞争力，具有很大的影响力。由于AMT是在手动变速器的基础上通过集成换档操纵系统和电控单元来实现自动换档功能，因此具有良好的继承性，但是现有的AMT中都采用集成化控制，因此发生故障时无法及时排除，成本较高，适应性差，并且都用在档位较少的变速器中，无法满足市场的需求和车辆对自动变速器的要求。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种结构简单，控制方便，调节快速，可靠性高的十二档电控机械式自动变速器。
[0005]本发明是通过以下技术方案来实现:
[0006]一种十二档电控机械式自动变速器，包括六档主箱和两档副箱，离合器以及电控单元；主箱前端设置离合器壳和一轴总成，内部设置二轴总成、两套主箱中间轴总成、驱动轮总成和上盖总成；副箱内设置输出轴总成和两套副箱中间轴总成；离合器包括相配合的离合器分离支架总成和离合器可调式推杆总成；由发动机提供的动力通过离合器接入，并经依次配合的一轴总成、两套主箱中间轴总成、二轴总成、驱动轮总成、两套副箱中间轴总成和输出轴总成传递，从连接在输出轴上的输出法兰盘输出；
[0007]所述的主箱上设置有与主箱中间轴总成配合的制动器总成，与上盖总成中的拨叉配合的换挡执行机构，以及输入轴转速传感器；所述的副箱上设置有与副箱同步器配合的副箱汽缸总成，以及输出轴转速传感器；所述的离合器固定在离合器罩上，离合器可调式推杆总成的操控端连接离合器执行机构；
[0008]所述的电控单元的输入端分别连接输入轴转速传感器和输出轴转速传感器；电控单元的输出端分别与设置在制动器总成上的制动器电磁阀和设置在副箱汽缸总成上的副箱汽缸电磁阀，以及换挡执行机构和离合器执行机构的电信号输入端连接；制动器总成、副箱汽缸总成、换挡执行机构和离合器执行机构的动力输入端分别与整车气源连接。
[0009]优选的，二轴总成包括用于与档位齿轮配合的四个滑套，副箱内还设置有连接在副箱中间轴总成和输出输出轴总成之间的副箱同步器。
[0010]优选的，制动器总成、副箱汽缸总成、换挡执行机构和离合器执行机构的动力输入端通过设置在主箱上的空气滤清调节器与整车气源连接。
[0011]进一步，变速器的十二个前进档位的速比分别为15.53、12.08,9.39,7.33,5.73、
4.46,3.47,2.71,2.10,1.64,1.28,1.00，倒档速比为 14.86。
[0012]进一步，变速器内的所用齿轮均采用细高齿齿轮，细高齿齿轮的齿顶高系数fa ^ 1.3且端面重合度大于1.8。
[0013]进一步，变速器的输入扭矩为2000N.m。
[0014]进一步，电控单元分别通过CAN总线收发信号。
[0015]再进一步，电控单元集成在变速器的操纵手柄上。
[0016]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果:
[0017]本发明采用主副箱结构，并且主、副箱换档执行机构均采用电控气驱动结构，充分利用车辆本身气源，减少成本的增加，同时可提高系统可靠性；同时采用电控气动离合器操纵系统，充分利用车辆本身的气源和离合器分离力大的特点实现了对动力传输的控制；在电控气动的整体设置和连接中，采用了模块化设置，对不同的执行结构和包括传感器、电磁阀的电控设备进行分别的就近布置，再通过线路将信号的采集和反馈分发到不同的部件中，然后通过对气路的控制完成对应的操作；提高了对不同机械设计结构变速器的适应和匹配，并且能够由针对性的进行维修和保养，继承性优良，结构简单，成本低，控制方便直接。
[0018]进一步的，主箱无同步器，采用滑套换档，换挡过程中通过制动器总成调节变速器一轴转速，控制主被动齿轮转速同步，完成档位转换。采用滑套结构既适用了自动变速器的需要，又大幅减少了同步器的昂贵成本，同时还可以提高变速器的寿命和操作的可靠性。
[0019]进一步的，通过对档位速比的具体限定，使得档位间的速比级差平均为1.28，从而使速比配置能更好保证实际换挡曲线更加趋近于理论最佳换挡曲线，让发动机保持在经济转速下运行，从而达到节能减排的目标；而且此速比的设置使各档位之间的速比极差减少换档间的发动机速差，提高换档平顺性，满足车辆换档舒适性的要求。
[0020]进一步的，通过细高齿齿轮的使用，能够降低变速器噪音，提高传动平稳性，提高乘坐舒适性。
[0021]进一步的，通过额定输入扭矩的限定，从而能够在十二档的基础上适应大马力发动机的要求，提高了车辆的动力性。
[0022] 进一步，通过CAN总线的设置以及采用T⑶实现控制，能够实现电控单元的CAN总线通信和通过TCU对变速器输入轴制动调速技术。基于现有电控发动机的特点，通过CAN总线通信技术和TCU控制，对变速器输入轴制动的制动器总成实现快速、精确的发动机转速控制及同步控制。
【专利附图】
【附图说明】[0023]图1为本发明实例中所述结构的剖视图。
[0024]图2为图1的俯视图。
[0025]图3为本发明实例中离合器的结构示意图。
[0026]图4为本发明实例中与图3同截面下副箱中间轴总成的结构示意图。
[0027]图中:1 一轴总成、2主箱中间轴总成、3 二轴总成、4上盖总成、5滑套、6副箱同步器、7驱动轮总成、8副箱气缸总成、9输出法兰盘、10输出轴总成、11副箱气缸电磁阀、12制动器总成、13换挡执行机构、14离合器分离支架总成、15离合器可调式推杆总成、16离合器执行机构、17副箱中间轴总成、18制动器电磁阀、19空气滤清调节器、20气管路、21输出轴转速传感器、22线束、23输入轴转速传感器。
【具体实施方式】
[0028]下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
[0029]本发明一种十二档电控机械式自动变速器，如图1所示，包括六档主箱和两档副箱，离合器以及电控单元；主箱前端设置离合器壳和一轴总成1，内部设置二轴总成3、两套主箱中间轴总成2、驱动轮总成7和上盖总成4 ;副箱内设置输出轴总成10和两套副箱中间轴总成8 ;离合器包括相配合的离合器分离支架总成14和离合器可调式推杆总成15 ;通过离合器接入由发动机提供的动力经依次配合的一轴总成1、两套主箱中间轴总成2、二轴总成3、驱动轮总成7、两套副箱中间轴总成8和输出轴总成10从连接在输出轴上的输出法兰盘9输出。
[0030]如图2所示，主箱上设置有与主箱中间轴总成2配合的制动器总成12，与上盖总成4中的拨叉配合的换挡执行机构13，以及输入轴转速传感器23 ;副箱上设置有与副箱同步器6配合的副箱汽缸总成8，以及输出轴转速传感器21 ;如图3所示，离合器固定在离合器壳上，离合器可调式推杆总成15的操控端连接离合器执行机构16。
[0031]如图2所示，电控单元的输入端分别连接输入轴转速传感器23和输出轴转速传感器21 ;电控单元的输出端分别与设置在制动器总成12上的制动器电磁阀18和设置在副箱汽缸总成8上的副箱汽缸电磁阀11,以及换挡执行机构13和离合器执行机构16的电信号输入端连接；制动器总成12、副箱汽缸总成8、换挡执打机构13和尚合器执彳丁机构16的动力输入端分别与整车气源连接。
[0032]其中，如图1所示，二轴总成3包括用于与档位齿轮配合的四个滑套5，副箱内还设置有连接在副箱中间轴总成8和输出输出轴总成11之间的副箱同步器。如图2所示，制动器总成12、副箱汽缸总成8、换挡执行机构13和离合器执行机构16的动力输入端通过设置在主箱上的空气滤清调节器与整车气源连接。本优选实施例中，变速器的十二个前进档位的速比分别为 15.53,12.08,9.39,7.33,5.73,4.46,3.47,2.71,2.10,1.64,1.28、
1.00，倒档速比为14.86。变速器内的所用齿轮均采用细高齿齿轮，细高齿齿轮的齿顶高系数fa > 1.3且端面重合度大于1.8。变速器的输入扭矩为2000N.m，可以优选的作为变速器的额定输入扭矩；集成在变速器的操纵手柄上的电控单元分别通过CAN总线收发电信号。
[0033]具体的，本发明一种十二档电控机械式自动变速器，其是一个全自动变速器，变速器的选换档、离合器的分离结合动作都是由变速器中的电控单元通过接受传感器信号，然后发出电信号进行控制的，本优选实例中电控单元采用自动变速箱控制单元(TCU)。通过线束22将TCU与传感器、执行机构、电磁阀进行电信号连接,实现电信号的传输。本发明中执行机构的动力源为气源，来自整车的气源经过空气滤清调节器19进行过滤、调压，然后通过气管路20传递到各个执行机构；其中执行机构包括制动器总成12、副箱汽缸总成8、换挡执行机构13和离合器执行机构16,传感器包括输入轴转速传感器23和输出轴转速传感器21 ;制动阀包括制动器电磁阀18和副箱汽缸电磁阀11。
[0034]本发明采用主副箱结构，主箱包括一轴总成1、两套主箱中间轴总成2、二轴总成3及驱动轮总成7和上盖总成4，如图1所示，来自发动机的动力经一轴总成I传递到两套主箱中间轴总成2上，再通过主箱中间轴总成2传递到二轴总成3上，最终主箱的动力通过驱动轮总成7传给副箱；副箱包括两套副箱中间轴总成17及输出轴总成10，如图3所示，来自主箱的动力经驱动轮总成7传给副箱中间轴总成17，如图1所示，然后通过副箱中间轴总成17传递到输出轴总成10上，最后经输出法兰盘9传给车辆的传动轴。
[0035]本发明主箱和副箱均采用双中间轴结构，分别为两套主箱中间轴总成2和两套副箱中间轴总成17，从而提高了其承载能力。
[0036]本发明中主箱无同步器，通过二轴总成3上的四个滑套5实现主箱不同档位的切换。本发明中副箱为同步器换档，通过副箱同步器6实现副箱高、低档的切换。通过换档执行机构13控制上盖总成4上的拨叉结构，控制主箱的四个滑套5的运动，实现主箱各个档位的切换。通过对副箱气缸电磁阀11的控制，实现对副箱气缸总成8的副箱同步器6换档拨叉的控制，从而完成副箱高、低档的切换。通过对制动器电磁阀18的控制，使得制动器总成12在变速箱挂起步档和升档时，对中间轴进行制动降速、同步，加快换档时间。
[0037]本发明通过模块化的设置作为AMT变速器，离合器的操纵也不再由驾驶员实现，而是通过离合器执行机构16经离合器可调式推杆总成15和离合器分离支架总成14控制离合器的分离和结合；实现车辆起步、换档、停车过程中的离合器操作。从而使得本发明能够配合对发动机、变速器、ABS等系统进行综合控制，实现各个系统有机地协调，完成自动换档实现对车辆运动的控制，提高了车辆使用寿命，改善了换档品质，减少了燃油消耗。
【权利要求】
1.一种十二档电控机械式自动变速器，其特征在于，包括六档主箱和两档副箱，离合器以及电控单元；主箱前端设置离合器壳和一轴总成(I)，内部设置二轴总成(3)、两套主箱中间轴总成(2)、驱动轮总成(7)和上盖总成⑷；副箱内设置输出轴总成(10)和两套副箱中间轴总成(8);离合器包括相配合的离合器分离支架总成(14)和离合器可调式推杆总成(15);由发动机提供的动力通过离合器接入，并经依次配合的一轴总成(I)、两套主箱中间轴总成⑵、二轴总成⑶、驱动轮总成(7)、两套副箱中间轴总成⑶和输出轴总成(10)传递，从连接在输出轴上的输出法兰盘(9)输出； 所述的主箱上设置有与主箱中间轴总成(2)配合的制动器总成(12)，与上盖总成(4)中的拨叉配合的换挡执行机构(13)，以及输入轴转速传感器(23);所述的副箱上设置有与副箱同步器(6)配合的副箱汽缸总成⑶，以及输出轴转速传感器(21);所述的离合器固定在离合器罩上，离合器可调式推杆总成(15)的操控端连接离合器执行机构(16)； 所述的电控单元的输入端分别连接输入轴转速传感器(23)和输出轴转速传感器(21);电控单元的输出端分别与设置在制动器总成(12)上的制动器电磁阀(18)和设置在副箱汽缸总成⑶上的副箱汽缸电磁阀(11)，以及换挡执行机构(13)和离合器执行机构(16)的电信号输入端连接；制动器总成(12)、副箱汽缸总成(8)、换挡执行机构(13)和离合器执行机构(16)的动力输入端分别与整车气源连接。
2.根据权利要求1所述的一种十二档电控机械式自动变速器，其特征在于，所述的二轴总成(3)包括用于与档位齿轮配合的四个滑套(5)，副箱内还设置有连接在副箱中间轴总成⑶和输出输出轴总成(11)之间的副箱同步器。
3.根据权利要求1所述的一种十二档电控机械式自动变速器，其特征在于，所述的制动器总成(12)、副箱汽缸总成(8)、换挡执行机构(13)和离合器执行机构(16)的动力输入端通过设置在主箱上的空气滤清调节器与整车气源连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种十二档电控机械式自动变速器，其特征在于，所述变速器的十二个前进档位的速比分别为15.53,12.08,9.39,7.33,5.73,4.46,3.47,2.71、2.10、1.64、1.28、1.00，倒档速比为 14.86。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种十二档电控机械式自动变速器，其特征在于，所述变速器内的所用齿轮均采用细高齿齿轮，细高齿齿轮的齿顶高系数fa > 1.3且端面重合度大于1.8。
6.根据权利要求1、2或3所述的一种十二档电控机械式自动变速器，其特征在于，所述变速器的输入扭矩为2000N.m。
7.根据权利要求1、2或3所述的一种十二档电控机械式自动变速器，其特征在于，所述的电控单元分别通过CAN总线收发信号。
8.根据权利要求7所述的一种十二档电控机械式自动变速器，其特征在于，所述的电控单元集成在变速器的操纵手柄上。
【文档编号】F16H3/00GK103968010SQ201410181948
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】扬小辉, 聂幸福, 刘义, 王顺利, 李福文 申请人:陕西法士特齿轮有限责任公司