专利名称：一种机动车自动换档变速传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机动车自动换档变速传动装置，尤其是一种由空心传动轴，太阳齿轮、行星齿轮、行星齿轮轴、齿圈、轴承、钢球、螺杆、滑套、伺服电机、速度检测元件、电子程控电路组成的机动车自动换档变速传动装置。
目前机动车上所使用的自动换档变速传动装置都是油压、离合器结构。这种结构复杂、体积大、造价高、维修困难。只能在高档次轿车配套使用。
本发明旨在提供一种结构简单、体积小造价低的机动车自动换档变速传动装置。
本发明采用的技术方案是由太阳齿轮、行星齿轮、行星齿轮轴、行星架、齿圈、轴承组成各个速度档，各速度档的行星架与相连接的速度档的太阳齿轮成一体结构。各速度档串连安装在一根空心传动轴上。组成增档减速、减档增速的连动结构。由空心传动轴和轴内的滑套、螺杆、各变速档的太阳齿轮内圆按120°等分不连通的弧槽与弧槽位置相对应的空心传动轴上的圆孔内的钢球组成各档位的离合功能。由里程速度检测元件取得的速度信号，增速或减速信号输入电子程控电路，由电子程控电路鉴别机动车瞬时车速状况决定换档。电子程控电路控制微型电机正时针，反时针转动带动空心传动轴内的螺杆转动，推动螺杆上滑套前进或后退，使各速度档钢球卡入相应位置的太阳齿轮内的弧槽或与太阳齿轮内的弧槽分离实现换档。空档指示由安装在空心传动轴输入端的支撑板上的行程开关、滑套组成。当螺杆上的滑套退至空档位置时，滑套压合行程开关触点、空档指示灯通电，指示灯亮，指示机动车处于空档状态。
本机动车自动换档变速传动装置还设置了三个伞型齿轮及拉杆、拔叉和轴承组成了人工操纵的倒车档、空档、前进档。
本机动车自动换档变速传动装置取消了原机动车自动变速传动装置的离合器，油压活塞、油路开关、速度泵、继电器、油路板、主轴、副轴、使变速箱的体积减小了一半。造价只有原自动变速传动装置的三分之一。它能快速跟踪机动车里程速度，适时准确变换档位，所以换档平稳、上档快速，降低了机动车油耗，是当今理想的新一代机动车自动换档变速传动装置。
下面结合本发明的实施例进一步详细说明图(1)是本发明的结构原理图。图(2)是速度档结构图。图(3)是电子程控原理图。图(4)是发动机转速检测，里程速度检测原理图。
在图(1)所示的结构原理中，人工操纵档由传动轴(1)、伞型齿轮(2)(3)传动齿轮(5)(6)、轴承(25)(26)(27)以及操纵杆、拔叉组成，当人工操纵换档处于空档位置，伺服电机不转，螺杆(9)上的滑套(12)处于空档位置，传动输入轴(1)上的伞型齿轮(2)(3)与伞型齿轮(4)处于分离状态，自动换档变速传动装置无传动输入。
当人工操作换档推进到前进档位置时，伞型齿轮(2)接入，但由于滑套处于空档位置，空心传动轴处于空转状态，无动力输出。
减档增速当驾驶员加大油门，发动机超出怠速运转时，速度检测元件测出发动机转速增加信号，输入电子程控电路，伺服电机顺时针转动，通过齿轮(7)(8)带动螺杆(9)顺时针转动，螺杆上的滑套(12)向前推进，空心传动轴上与一档太阳齿轮(15)相配合的三个钢球(20)被压入太阳齿轮三个相对应的弧槽(19)内，空心传动轴(13)便通过三个钢球卡合太阳齿轮，使一档太阳齿轮与空心传动轴同步转动。一档太阳齿轮通过行星齿轮(16)、行星架(18)连体的二档太阳齿轮减速传动。由于各档的太阳齿轮与上一档的行星架成一体结构，各速度档都是齿圈(23)固定，太阳齿轮(15)输入，行星架(18)输出的减速传动结构，所以空心传动轴(13)的转速经过一、二、三、四速度档的减速传动，最后在行星架(21)输出轴(22)输出一档最慢而力矩最大的转速。
在电子程控电路的控制下，空心传动轴已经与一档卡合，机动车开始有了里程速度。如果驾驶员继续加大油门，里程速度上升，里程速度检测元件(28)检测到速度增加信号，此信号输入电子程控电路(30)，由电子程控电路控制伺服电机继续正转，由于螺杆正转，螺杆上的滑套会继续向前推进。空心传动轴上的滑套将随着里程速度的增加使一档分离、二档卡合、二档分离三档卡合逐次减档。自动换档变速传动装置会跟随车速增加将转速由低速档快速变为高速档。输出轴输出最高转速，实现减档增速。
增档减速当驾驶员减小油门或刹车，机动车车速下降，里程速度检测元件(28)检测到减速信号，此信号输入电子程控电路(30)，电子程控电路便控制伺服电机反时针转动。由于伺服电机反时针转动带动空心传动轴(13)内螺杆(9)反时针转动，螺杆上的滑套(12)会向后退，高速档便与空心传动轴分离，相邻的低速档便卡合，也就是空心传动轴的传动加了一个减速档，转动输出相应减慢。如果由于驾驶员减小油门或刹车，或是由于上坡的原因机动车车速下降，各相应速度档的检测元件继续检测出减速信号，电子程控电路继续控制伺服电机反时针转动，螺杆上的滑套后退会使四档分离、三档卡合、三档分离、二档卡合、二档分离、一档卡合。空心传动轴通过一档串进了二、三、四减速档，减速传动，输出最低转速，实现了增档减速。
本机动车自动换档变速传动装置的各个速度档都设置有增速，减速检测元件，所以任何档位的车速的增减都会反馈给电子程控电路准确控制增档或减档。
空档指示当机动车停车时，由于里程速度退回到零，各速度档的检测元件(28)都检出减速信号，电子程控电路(30)控制伺服电机(10)反时针转动。螺杆(9)的反时针转动使滑套(12)快速退到空档位置。滑套压合行程开关(11)，空档指示灯指示机动车处于空档位置，确保机动车起动安全。
倒车档当人工操纵换档推入倒车档位置时，伞型齿轮(3)接入，空心传动轴反时针方向转动，驾驶员稍加油，速度检测元件检出发动机转速加信号，输入电子程控电路，控制伺服电机正时针转动。伺服电机带动螺杆转动，螺杆上的滑套向前移动，使一档卡合，空心传动轴通过减速输出转矩，使机动车倒车。停车时螺杆上的滑套退回空档位置。
图(3)是电子程控原理图。由发动机转速表内的光电检测元件以及里程表内的里程光电检测元件检测到的速度信号输入电子程控电路。电子程控电路由与非门、双稳、或非门电路组成，它们根据发动机转速信号，里程速度信号控制伺服电机正反转，实现进档或退档。
图(4)是发动机转速表光电检测元件，以及里程表速度光电检测元件原理图。发动机转速表(31)上有遮光盘(32)，盘上有光孔(33)。遮光盘下有一速度表盘(34)表盘内按发动机怠速刻度和高于怠速刻度的位置设置光敏元件(29)当发动机起动运转，遮光盘随发动机转速转动，盘上的光孔(33)分别对上表盘的光敏元件(29)，光敏元件分别向程控电路发出怠速和增速信号。电子程控电路控制伺服电机正转上档。里程速度表(35)上同样装有一遮光盘，遮光盘上有两个光孔(36)(37)，遮光盘下有一表盘，表盘内按里程速度刻度分别安装两排光敏元件。内圈的光敏元件(28)是对应表盘速度的档位元件，通过它向电子程控电路发出速度档位信号。外圈的光敏元件(28)是对应速度档位的速度增加或减少的光敏元件，通过它向电子程控电路发出某一速度档上速度的增减信号，由电子程控电路控制伺服电机正反转，实现档位变换。
权利要求
一、一种机动车自动换档变速传动装置，它由太阳齿轮、行星齿轮、行星齿轮轴、行星架、齿圈、轴承、传动轴、滑套、螺杆、伺服电机、电子程控电路组成，其特征在于它由太阳齿轮(15)、行星齿轮(16)、行星齿轮轴(17)、行星架(18)、齿圈(23)、轴承(14)组成各个速度档，各档的行星架与相连接的速度档的太阳齿轮成一体结构，各个速度档串连安装在一根传动轴上，组成减档增速，增档减速的连动结构，传动轴(13)是一空心轴，由空心传动轴和轴内的滑套(12)，螺杆(9)，各变速档的太阳齿轮内圆按120°等分不连通的弧槽(19)与弧槽位置对应的空心传动轴上的圆孔(24)内的钢球(20)组成档位离合功能。
二、根据权利要求一所述的机动车自动换档变速传动装置，其特征在于它由里程速度检测元件(28)发动机转速检测元件(29)所取得的速度信号或增速、减速信号输入电子程控电路(30)，由电子程控电路鉴别机动车瞬时车速状况决定换档。
三、根据权利要求一所述的机动车自动换档变速传动装置，其特征在于它由电子程控电路控制的伺服电机(10正时针，反时针转动带动空心传动轴内的螺杆(9)转动，推动螺杆上的滑套(12)前进或后退，使各速度档的钢球(20)卡入相应位置的太阳齿轮内的弧槽(19)或与太阳齿轮内的弧槽分离实现换档。
四、根据权利要求一所述的机动车自动换档变速传动装置，其特征在于它的空档由安装在空心传动轴(13)固定板上的行程开关(11)、滑套(12)组成。
五、根据权利要求一所述的机动车自动换档变速传动装置，其特征在于它由伞型齿轮(2)(3)以及传动轴(1)，传动齿轮(5)(6)，轴承(25)(26)(27)组成人工操纵的倒车、空档、前进档位的变换。
全文摘要
本发明公开了一种机动车自动换档变速传动装置。它结构简单、体积小、造价低。进档快速、退档能跟踪机动车里程速度退档。换档平稳、降低了机动车油耗。是当今理想的新一代机动车自动换档变速传动装置。
文档编号F16H59/00GK1183524SQ9612125
公开日1998年6月3日 申请日期1996年11月25日 优先权日1996年11月25日
发明者黄兆焕 申请人:黄兆焕