一种机械自动变速机构的制作方法_3

文档序号:9663856阅读:来源:国知局
了一套一端固定在机架上,另一端通过拉伸弹簧联接在加速拉杆22上的可沿减速方向瞬时拉动加速拉杆22的电磁铁16,其目的是为了能达到一个主动的快速的瞬间切断或减小发动机供油量或供气量再立即回复目的,而这种装置一般情况下是不需要的,一般只有在设计时由于要求档位比较多,而且相互间的转速间隔又比较小,由于外环6上制有或固定装有主动齿轮的新型滚柱离心离合器2在减档时并不一定会非常准确的在输入轴1的转速刚刚小于结合转速时就立即脱开,而是一般情况下会当输入轴1的转速低于其结合转速一定的数值后才会脱开,所以为了保证变速机构能够准时的脱开,可以采用一个主动的快速的瞬间切断或减小发动机供油量或供气量再立即回复的方法来做到这一点,因为一旦发动机的供油量或供气量被瞬时断开,那么发动机的转速会有一个瞬间的降低,这时,在机构惯性的作用下,当前档位的外环6会立即处于超越状态,这时,只要机构中作用在中部离心快8上作用在滚柱7上的离心力稍微小于由压紧轴12作用于滚柱7的作用力,滚柱7就会立即脱开。实际上,由于目前汽车发动机的电控技术相对已经比较先进了,所以,有很多方法可以达到主动的快速的瞬间切断或减小发动机供油量或供气量再立即回复的动作,所以,一般可在原发动机控制系统中增加一个控制功能就可以了,不用单独的采用一套系统。
[0034]下面,通过对上述技术方案用于汽车变速器时的工作过程做一个说明,有一点需要说明一下,就是由于本发明提出的只是一种机械自动变速机构的技术方案,并不是全部的变速器方案,所以当本发明用于汽车变速器时,一般情况下,应在本方案的输出轴的前端增加一组传统的带有空档、前进挡和倒挡交换齿轮的机构或副变速器机构,这时本方案中的输出轴4 一般可理解为中间轴。
[0035]当发动机的动力通过动力输入轴1输入后,外环6上制有或固定装有主动齿轮的新型滚柱离心离合器2在发动机的转速没有达到事先设定的1档的结合转速时,发动机这时处于怠速范围的空转状态,踏动加速踏板(或说油门踏板),随着发动机转速的提升,当转速达到事先设定好的1档结合转速时,在离心力的作用下,中部离心块8开始克服滚柱7及由压缩弹簧10通过垫块11压紧的压紧轴12的作用力,将滚柱7顶向结合的工作位置,这时,外环6上制有或固定装有主动齿轮的新型滚柱离心离合器2开始工作,通过外环6上的齿轮和输出轴4上的从动齿轮5组成的齿轮副将动力传递给输出轴4,随着发动机转速的提升,当输入轴1的转速达到事先设定的2档的结合转速时,2档位置上的外环6上制有或固定装有主动齿轮的新型滚柱离心离合器2上的滚柱7结合并开始工作,由于2档位置上的齿轮齿数大于1档位置上的齿轮齿数,所以这时随着输出轴4转速的提升,1档位置上的齿轮或说外环6开始做超越转动,而这时其它档位上的外环6由于其滚柱7并没有结合,所以都处于空转状态下。随着输入轴1转速的继续提高,直至达到最高档位。可以明显看出,在机构中,只可能有一个齿轮副处于结合的工作状态下,而其他齿轮副只能处于超越或空转的状态下,因此机构任何时候都不会发生干涉现象。另外,由于在发动机的扭振作用下,外力对外环6上制有或固定装有主动齿轮的新型滚柱离心离合器2的作用都会产生一个周期性的微小变化,这种变化将导致外环6也会在发动机的扭振及机构惯性的作用下伴随一个微小的超越过程,从而使机构可以有效的隔离来自发动机的扭振。再加上新型滚柱离心离合器机构的主要是用在大型机械的软启动领域,所以在设计上其结构及主要技术参数与传统的超越离合器是不同的,例如,产品的设计楔角比传统的超越离合器要大许多,一般要求不小于10度,因此,产品在过载时更容易打滑,而且打滑时系统由于外力作用产生的弹性变形量也远小于传统的超越离合器,而且,这种机构在隔离发动机的扭振方面的效果也要比传统的超越离合器好。所以在汽车的行驶过程中遇到上坡路面发动机开始减速时,当输入轴1的转速减到小于当前档位的滚柱7的结合转速时,再继续减速时,由于中部离心块8产生的离心力对滚柱7的作用已经小于由压缩弹簧10压紧的压紧轴12对滚柱7的作用力,这时,当机构在发动机的扭振及机构惯性的作用下产生微小的超越过程时,由压缩弹簧10压紧的压紧轴12将会将克服中部离心块8产生的离心力将滚柱7推向脱开的位置,所以机构就会自动的减档,从而更好的发挥发动机的动力性能。这种减档过程属于自动减档过程。可以看出,在档位匹配合理的情况下,整个换挡过程可以做到平稳无冲击。实际上,在具体驾驶汽车时,驾驶员可以根据自己的经验进行主动减档,主动减档过程是在汽车的行驶过程中遇到上坡路面发动机开始减速时,驾驶员可以根据实际情况,当减速到一定程度时,主动的快速小幅度的松一下加速踏板,这时汽车开始有一个突然的幅度稍微大一点的减速过程,这时,由于在松加速踏板前输入轴1的转速已经接近或达到了挡前档位的结合转速,所以这种突然的减速会使外环6在系统惯性的作用下处于一个超越的工作状态下,因此滚柱7在压紧轴12的作用下就脱开了。当汽车需要停车时,松开加速踏板,当发动机转速的降低到一定程度时,机构就会自动退回空档状态。当行驶中遇到紧急情况需要制动停车时,驾驶员松开加速踏板紧急踩下制动踏板,这时,发动机的转速可能不会立即降到空档状态,所以这时处于当前档位中的滚柱7就开始打滑,有效的保护了发动机和变速机构的安全,提高了机构的使用寿命。由于机构在设计时其打滑转矩的设定是一般不超过发动机最大扭矩的2倍,所以,在紧急制动时,系统承受的最大瞬时冲击转矩也不会超过计算转矩或说额定转矩的2倍,这样就很好了,因为对于传统的手动机械变速器而言,紧急制动时机构所受到的瞬时冲击转矩一般比正常情况下高出十几倍到几十倍,甚至更高。另外,为了解决倒拖发动机制动的问题,可以在输入轴1的前端与传统的带有空档、前进挡和倒挡交换齿轮的机构或副变速器机构的输出轴的后端之间,加装一个单向超越离合器,使变速器的输出轴(这里指的输出轴是机构输出端的输出轴)在汽车滑行时就可以倒过来拖动输入轴1,而输入轴任何时候都不能直接驱动输出轴,但是,这里有一个制约条件,就是变速器输出轴的设计输出转速不能大于输入轴1的输入转速,也就是不能有超速档,否则机构将会产生干涉现象。如果需要在变速器中设置超速档,或对发动机制动有一定的要求,可以专门在变速器中增加一个发动机制动机构(或说倒拖机构),具体的做法是在变速箱内再增加一个通过轴承安装在变速箱箱体上的且与输入轴1平行的制动轴,并在输入轴1上同轴固定安装一个齿轮,这个齿轮与同轴固定安装在制动轴上的齿轮成常啮合状态,在制动轴的靠近输出轴的一端,再同轴固定安装一个齿轮,这个齿轮可以与安装在输出轴上的与之对应的齿轮通过换挡拨叉进行接通与脱开。这样一来,在汽车行驶中,当需要发动机制动时,可以通过拨叉将这个齿轮副接通,这时,就可以通过设置在制动轴和输入轴1上的齿轮机构形成需要的发动机制动力,而这时机构中的其它轴处于空转状态,当不需要发动机制动时,可以通过拨叉将齿轮副分离,从而使变速器进入正常行驶状态。
[0036]综上所述,采用本发明的技术方案制造的自动变速器有如下特点,既:机构的操作方便。启动发动机后,将变速器调到前进档位置,踏下加速踏板就可以行使,省去了离合器。而且,由于采用了新型滚柱离心离合器机构,所以可以有效的隔离发动机产生的扭振对机构的影响。行使过程中,踏住加速踏板不变,机构会根据具体的情况自动的升降档,而且,驾驶员也可以根据情况主动的操纵档位的变化,所以使用很方便,同时也减轻了驾驶员的劳动强度,松开加速踏板机构自动降为空档,紧急制动时,由于滚柱7打滑,可有效的保护机构不受到过大的冲击,有效的提高了机构的使用寿命,另外,由于机构除发动机外基本上不需要电控装置,所以结构相对简单,制造难度相对较低,维修比较简单方便。再加上良好的过载保护性能,所以机构的可靠性相对较高。由于采用了自动变速,所以机构的节能效果相对也比较好。而且,本发明应用范围比较广泛,可以用于如汽车、舰船等多个领域。
[0037]再来看附图8,机构中将多组动力输入轴1及沿轴向依次固定同轴装有多个按不同齿数排列的外环6上制有或固定装有主动齿轮的内星轮9与输入轴1作固定连接新型滚柱离心离合器2,沿以输出轴4的轴心为圆心,输出轴4与输入轴1轴心的距离为半径画出的圆周上与输出轴4平行分布,并通过轴向与输出轴4同轴的外端与发动机连接的内端通过与其固定联接的主动齿轮24与固定安装在各输入轴1的输入端上的传动齿轮23做常啮合连接的中心输入轴25联接起来,在输出轴4上,依次装有多个与多个动力输入轴1上的各自不同齿数的主动齿轮分别对应且相互啮合的从动齿轮5,各动力输入轴1上的各新型滚柱离心离合器2中的滚柱7按整体统一的换挡规律分别采用不同的结合转速。
[0038]这样做的主要原因是由于对于档位相对比较多的自动变速器,有时其长度可能会收到空间的限制,设计时可能会出现输出轴4上的齿轮间隔比较大,而动力输入轴1上由于采用了新型滚柱离心离合器2,所以在长度上可能会比较大,因此把新型滚柱离心离合器2分别放在不同的动力输入轴1上,然后在输出轴4的间隔中就可以多插入几组从动齿轮5,这样,就可以有效的将变速器的长度缩短。但是,由于这种结构增加了一组由主动齿轮24及传动齿轮23组成的齿轮副,所以,其效率会受到一点影响。而且,这种结构的宽度尺寸相对也比较大。
[0039]从图9中可以看出,可将多个分别与不同发动机连接的动力输入轴1及沿其轴向依次固定同轴装有多个按不同齿数排列的外环6上制有或固定装有主动齿轮的内星轮9与输入轴1作固定连接的新型滚柱离心离合器2,沿以输出轴4的轴心为圆心,输出轴4与输入轴1的轴心距离为半径画出的圆周上与输出轴4平行分布,在各输入轴1上安装的主动齿轮其排列顺序和技术参数均相同,在输出轴4上,依次装有多个与各动力输入轴1上的各档主动齿轮对应并相互常啮合的从动齿轮5,各动力输入轴1上各新型滚柱离心离合器2中的滚柱7按相同的换挡规律分别使各对应档位的结合转速相同。
[0040]可以看出,在这种结构中,多个动力输入轴1上的外环6上制有或固定装有主动齿轮的内星轮9与输入轴1作固定连接的新型滚柱离心离合器2,以相同的排列次序及相同的技术参数排列在以输出轴4为圆心的圆周上,而输出轴4上的每个档位上的从动齿轮5,都同时与多个外环6上制有或固定装有主动齿轮相啮合,而每个动力输入轴1都分别与不同的发动机连接。这样,就组成了一个多动力联合驱动的并车驱动机构,可以看出,这种机构在并车运行时,无论各发动机的运行状态如何,都不会发生干涉问题,由于产品具有良好的超越功能,所以,可以在很大程度上自动平衡各原动机输出的转速,使其可以基本上做到输出转速的同步。例如:有一台功率150Kw的柴油发动机和一台300Kw的柴油发动机联合驱动一个系统,系统的有理想工作转速为1000-3000转/分,开始启动时,可同时启动两台发动机或其中的一台,并使其在怠速状态下热机一定时间,这时,由于分别安装在两台发动机上外环6上制有或固定装有主动齿轮的新型滚柱离心离合器2还没有达到启动转速,所以系统处于空转状态下,运行一段时间后,根据负载启动转矩的大小和有关特性,可以同时加速两台发动机或其中的一台,当达到一定的转速后,外环6上制有或固定装有的主动齿轮都进入了结合的工作状态,这时,如果其中第一台发动机的转速有瞬间的微量下降的话,其外环6上制有或固定装有的主动
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