专利名称：汽车机械自动变速器的制作方法
技术领域：
本实用新型是属于汽车制造领域的汽车机械自动变速器。
在汽车设计领域中，随着人们需求的不断提高，具有自动变速功能的汽车尤其是轿车越来越受到了青睐。就汽车自动变速器的设计方案而言，目前世界上大多是采用具有液力变扭器及作为辅助部件的离合器、行星轮系及复杂的控制系统等组成的液力自动变速器，这种变速器虽说有许多的优点，但同时，也不可避免的存在着一定的缺点，如耗油量大、机构复杂制造难度大、重量大、不宜维修、对大型车辆不适用等。由于目前我国的汽车工业相对还比较落后，制造工艺水平相对也比较低，所以在生产过程中，其复杂的制造工艺可以说在一定程度上已经影响了我国汽车工业的发展速度。目前，已有一种专利名称为一种汽车机械自动变速器、专利号为00248872.8的专利项目被提出来，但从实用的角度来看，此技术方案还存在着不完善的问题。
本实用新型的目的是在专利名称为一种汽车机械自动变速器、专利号为00248872.8的专利项目的基础上，在采用该专利中主要由快速离合器机构、具有离心推进与弹性压紧机构的摩擦离合器机构、具有离心推进机构的快速离合器机构组成的自动起步机构及快速离合器机构等的基础上，提出一种对大、小型车辆均适用的一种汽车机械自动变速器的原理性技术方案。
本实用新型是这样实现的机构中具有快速离合器机构、传统的汽车飞轮及减震器机构(A1)、主要由快速离合器机构、具有离心推进与弹性压紧机构的摩擦离合器机构、具有离心推进机构的快速离合器机构组成的自动起步机构(A2)、离心推进机构(A5)，机构整体主要由传统的汽车变速器的输入端飞轮及减震器机构(A1)、自动起步机构(A2)、齿轮变速机构(A3)、输出机构(A4)、离心推进机构(A5)等组成，其特征在于(a)在自动起步机构(A2)中，位于输入端一侧的快速离合器机构(13)中的外星轮(16)的外侧与位于飞轮处的传统的汽车弹簧扭转减震机构接通，其轴向运动的离合套与固定在外星轮(16)外侧的电源开关与汽车制动踏板通过凸轮机构接通的通过弹簧复位的电磁铁(17)的衔铁固定连接或制成一体，具有离心推进机构的快速离合器机构(12)中的离心推进机构采用在多阶梯的圆柱形中间轴(1)的靠近加长离合套(14)外侧伸出部位的孔内壁处，沿其径向装有多个由与中间轴(1)制成一体或固定连接的隔板隔开的圆柱形或圆盘形离心块(15)的结构，中间轴(1)在输入端处，通过轴承(2)与外星轮(16)连接，其另一端通过安装在与箱体(22)作固定连接且其旋转轴与箱体(22)重合的左箱体(18)内侧穿装过箱体(22)左端中心处的轴承(24)与方箱形的中间靠近输出端内侧与其轴向垂直方向制有隔板的箱体(22)安装在外圈装在隔板中部的轴承(55)的内圈中，机构中的各快速离合器机构采用标准结构与其以顶销的轴向中心线为旋转轴的镜像机构二者复合而成的机构，即沿其具有的顶销轴线对称分布的双向工作的结构；(b)在齿轮变速机构(A3)中，在中间轴(1)的两侧与中间轴(1)平行的位置上，安装着两根空穿过箱体(22)中的隔板上对应位置上的大孔且两端分别通过安装在箱体左右两端的轴承(27)、(62)及(21)(63)安装在箱体(22)上的1号传动轴(33)与2号传动轴(34)，在1号传动轴(33)上由左到右分别安装有其主动齿轮固定在中间轴(1)上的倒档中间齿轮(23)通过安装在箱体(22)左下侧的两轴承(21)安装在箱体(22)上的从动齿轮通过快速离合器(30)安装在1号传动轴(33)的倒档中间齿轮组(29)、主动齿轮固定在中间轴(1)上的从动齿轮通过快速离合器(30)安装在1号传动轴(33)上的1档中间齿轮组(31)与2档中间齿轮组(32)，在2号传动轴(33)上由左到右分别安装有其主动齿轮固定在中间轴(1)上的从动齿轮通过快速离合器(30)安装在2号传动轴(34)上的3档中间齿轮组(37)、4档中间齿轮组(36)、5档中间齿轮组(35)，机构中的各中间齿轮组采用常啮合的组合结构，在各中间齿轮组中从动齿轮的一侧，同轴分别装有外星轮通过键联结固定在各传动轴上的电磁铁固定在其外星轮外侧上的其轴向运动的离合套与电磁铁的衔铁作固定联结或制成一体并靠弹簧复位的且电磁铁上与其滑环位置对应的电刷(38)分别安装在固定安装在箱体(22)上端的矩形盖板(39)上的快速离合器(30)，各从动齿轮向快速离合器(30)一侧的伸出部分同时作为快速离合器(30)的内环，各从动齿轮的内孔通过滚针轴承与各外星轮沿轴向伸向其内孔的外圆部分作滚动配合；(c)输出机构(A4)是在箱体(22)的右端内侧与中间轴(1)同轴的位置上，同轴装有其内端通过外环装在箱体(22)上隔板右侧的轴承(56)安装在箱体(22)上的其中段通过轴承(55)安装在箱体(22)的右端的输出轴(65)，在轴承(55)、(56)之间的输出轴(65)上，通过键联结固定装有1号输出齿轮组(59)及2号输出齿轮组(58)的从动输出齿轮，其两输出齿轮组的主动输入齿轮分别通过键联结固定安装在1号传动轴(33)与2号传动轴(34)右端内侧与其从动输出齿轮对应的位置上，机构中的各齿轮组采用常啮合的组合结构；(d)离心推进机构(A5)是在箱体(22)外侧伸出的输出轴(65)上，装有内孔套装在输出轴(65)上其向外侧伸出的小圆柱内侧上套装有压缩弹簧(52)及制有花键结构的在其外侧向内装有内孔花键与其配合的外圆上制有非自锁的螺纹的螺柱(46)的内端固定在箱体(22)上的轴承盖(54)，在螺柱(46)的外侧向外依次装有止推轴承(47)及通过键与档圈(48)固定在输出轴(65)上的传统离心推进机构中的压盘(51)、钢球(50)、固定盘(49)，在螺柱(46)上装有其内孔制有的螺纹与其配合的外圆的外侧制有环行槽的内侧沿径向制有的盲孔中依次装有压缩弹簧(68)及钢球(67)的其外侧向内与压缩弹簧(68)对应的位置上固定装有内端连接压缩弹簧(68)的导电接线柱(69)的且导电接线柱(69)上接有输入电源导线(70)的圆盘形旋转螺套(45)，在旋转螺套(45)的外圆内侧，套装有内侧固定在轴承盖(54)上的内孔与旋转螺套(45)的外圆内侧保持一定间隙的在其外圆与内孔间与钢球(67)轴向位置对应处沿径向固定装有多个内端可与钢球接触的外端连接的导线分别与齿轮变速机构(A3)中的电刷(38)连接的接线柱(66)的且由绝缘材料制成的圆盘型绝缘套(42)，在旋转螺套(45)的外侧环行槽中，装有制动带(44)，制动带(44)的一端通过螺钉(43)固定在内端固定在箱体(22)右端的外端通过轴承与输出轴(65)连接的矩形右箱体(41)的上部内侧上，另一端通过连接片(71)与固定并穿过固定在右箱体(41)的上部并穿入右箱体(41)内部的钢丝拉线固定座(72)的带钢丝螺套的钢丝拉线(73)连接，带钢丝螺套的钢丝拉线(73)的另一端与汽车加速踏板通过固定在与汽车加速踏板运动方向平行方向位置上的钢丝拉线固定座与汽车加速踏板连接起来；(e)汽车机械自动变速器的组合结构是飞轮及减震器机构(A1)、自动起步机构(A2)装在左箱体(18)中，左箱体(18)的左端通过螺钉与发动机联结，其右端通过螺钉(19)与箱体联结在一起，齿轮变速机构(A3)与输出机构(A4)的内侧安装1号输出齿轮组(59)及安装2号输出齿轮组(58)的部分装在箱体(22)中，盖板(39)通过螺钉固定在箱体(22)的上端，其上装有各快速离合器(30)电磁铁上使用的电刷，盖板(39)的上面固定装有护罩(40)，输出轴(65)伸出箱体(22)右端的部分轴段上装有安装在左端与箱体(22)作固定联结右端通过轴承与输出轴联结的右箱体(41)中的离心推进机构(A5)，连接离心推进机构(A5)中制动带(44)活动端的带钢丝螺套的钢丝拉线(73)的另一端，与汽车加速踏板通过固定在与汽车加速踏板运动方向平行方向位置上的钢丝拉线固定座与汽车加速踏板连接起来，快速离合器机构(13)中的电源开关与汽车制动踏板通过凸轮机构接通，采用松开制动踏板时机构断电，快速离合器机构(13)接通，稍微踏下制动踏板则快速离合器机构(13)有电，电磁铁拉开离合套，则快速离合器机构(13)脱开的连接方式，各快速离合器(30)中的电源开关通过离心推进机构(A5)中的旋转螺套(45)与绝缘套(42)的相对转动选择性的接通，倒档中间齿轮组(29)通过安装在汽车控制面板上的倒档开关直接接通。在自动起步机构(A2)中，在由压盘(8)、摩擦片(9)与固定盘(10)组成的单片式摩擦离合器与中间轴(1)之间装有多个压缩弹簧(4)，在外星轮(16)与加长外星轮(7)之间装有止推轴承(3)，在轴承(24)的左侧依次装有油封(25)及固定在箱体(22)上的轴承盖(26)，在轴承(21)的左侧装有固定在箱体(22)上的轴承盖(20)，在轴承(27)的左侧装有固定在箱体(22)上的轴承盖(28)，在盖板(39)的上面固定装有盖住各电器元件的护罩(40)，在轴承盖(54)与轴承(55)之间装有油封(53)，在轴承(62)、的右侧装有由螺钉(61)固定在箱体(22)上的轴承盖(60)，在轴承(63)右侧的轴承盖由螺钉(64)固定在箱体(22)上。各快速离合器(30)采用标准结构与其以顶销的轴向中心线为旋转轴的镜像机构二者复合而成的机构，即沿其具有的顶销轴线对称分布的双向工作的结构，其离合套沿轴向制有的腰形长孔中装有下端固定在外星轮上的限位销(74)。在齿轮变速机构(A3)中各档的中间齿轮组可安装在沿中间轴(1)旋转圆周上分布的一根或多根传动轴上，快速离合器(30)也可装在位于中间轴(1)上各中间齿轮组的主动齿轮上。也可采用将装在箱体(22)中的轴承(57)去掉，将中间轴(1)的右端通过滚针轴承(75)直接安装在装在轴承(56)上的输出轴(65)的内侧轴端上，并在中间轴(1)与输出轴(65)结合处的轴端处安装一个位于箱体(22)隔板左侧的快速离合器(30)，其中，快速离合器(30)的外星轮与输出轴(65)固定联结，快速离合器(30)的内环通过花键、档圈(76)及隔圈与中间轴(1)作固定联结，电源开关与汽车加速踏板接通并采用使其在抬起加速踏板时电路呈接通状态，踏下加速踏板时电路呈断开状态的电路连接方式，各快速离合器(30)均采用单向结合结构的设计结构。也可将离心推进机构(A5)去掉，采用传统汽车电子控制自动变速器中的电子控制系统中的包括车速传感器及油门开度传感器在内的信号输入装置，通过计算机对输入信号处理转换成出输出信号来控制各快速离合器(30)的换档工作时机，其手动控制机构是与计算机连接的键盘(77)。
工作时，接通电源，踩下制动踏板，这时通过凸轮机构控制的开关使固定在外星轮(16)上的电磁铁(17)经电刷接通，快速离合器机构(13)处于脱开状态，这时启动发动机，发动机启动后，松开制动踏板，这时通过凸轮机构控制的开关使电磁铁(17)断电，快速离合器机构(13)中的轴向运动的离合套在弹簧的弹性恢复力的作用下复位，使快速离合器机构(13}处于结合状态，这时慢慢踏下汽车的加速踏板，机构中的具有离心推进与弹性压紧机构中的摩擦离合器机构开始工作，具有离心推进机构的快速离合器机构(12)中的同时快速离合器机构(13)的内环的加长外星轮(7)将带动钢球(5)在离心力的作用下开始逐步压紧压盘(8)及固定在中间轴(1)上的摩擦盘(10)，使中心中间轴(1)在摩擦力的作用下开始转动，汽车开始慢慢的起步，由于具有离心推进机构的快速离合器机构(12)中的快速离合器这时处于脱开状态，所以汽车的初始起步工作是靠摩擦离合器实现的，当中间轴的转速达到一定值的时候，安装在中间轴(1)上的离心块(15)在离心力的作用下对具有离心推进机构的快速离合器机构(12)中快速离合器的加长离合套(14)施加了一个力的作用，因这时加长离合套(14)的转速与输入轴的转速相同，而中间轴(1)的转速相对较低，所以，这时加长离合套(14)开始在离心块(15)的作用下相对于输入轴作反方向转动，由于定位销的作用，当加长离合套(14)克服弹簧拉紧力的作用转至使快速离合器接合的位置时被止动，所以，这时具有离心推进机构的快速离合器机构(12)中的快速离合器机构处于接合状态，并与输入轴作刚性连接及同步转动，汽车的起步工作完成。由于当汽车刚起步后，离心推进机构(A5)中的钢球(67)处于与1档的接线柱(66)接触的状态，所以这时齿轮变速机构(A3)中的1档中间齿轮组(31)被接通，动力经中间轴(1)、1档中间齿轮组(31)、1号输出齿轮组(59)及输出轴(65)输出，随着车速的增加，离心推进机构(A5)中的螺柱(46)在离心推进机构的推动下将迫使旋转螺套(45)在非自锁螺线的约束下蓄积转动的势能，档这个旋转的圆周力达到足以克服由压缩弹簧(68)与制动带(44)施加在旋转螺套(45)上的阻力时，旋转螺套(45)开始转动并跳到与2档中间齿轮组(32)上的电刷连接的接线柱(66)的位置重合的位置上，所以这时2档中间齿轮组(32)上的快速离合器被接通，汽车在2档状态下行驶，依次类推，直至升制最高档，从而达到自动变速的目的。在行驶过程中，由于制动带(44)是与汽车的加速踏板接通的，所以加速踏板踏下的距离越大，制动带(44)对旋转螺套(45)制动力就越大，也就是说，加速踏板的开度越大，换档的相对车速就越高，这一点是有利的，变速器的倒档中间齿轮组(29)是通过安装在汽车驾驶室中控制面板上的倒档开关直接接通的。
由于本实用新型具有如下特点a、结构简单、维修方便、制造难度相对较低，制造成本也比较低；b、由于本变速器结构简单、对多种汽车、摩托车等均适用，所以是属于一种应用范围较广的汽车机械自动变速器；c、效率相对较高由于本变速器在起步后正常行驶过程中，齿轮变速机构经两级变速后输出，所以效率较高，一般情况下，各种型号的变速器的实际工作效率均可达到96％以上，所以在节能方面具有较大的优势；d、操作简单、性能可靠、使用寿命长本变速器在操作上比传统汽车自动变速器简单，即使是出现一般的误操作，也不会造成机械故障，例如当初学的驾驶员在踩下加速踏板的情况下再突然踩下制动踏板时，变速器仍能正常的工作，不会造成任何损坏。另外，由于本变速器的主要传动机构采用常啮合的齿轮机构，机构不容易损坏，这样就加长了变速器的使用寿命；e、本自动变速器的档位数量可以设计的较多，但随着变速器档位数量的增加变速器的体积也相应的增大，所以，建议在一般情况下，微型车、轿车、轻、中型货车采用4-6个前进档就可以了，重型车可适当的增多。
f、可省去变速器的手动操作杆，通过键盘直接输入各种指令；g、汽车下坡时，可在任意档位上实现或解除发动机的制动功能；h、在道路条件允许的情况下，可比手动变速器更加方便的实现汽车的加速滑行；i、汽车上坡时，可有效的防止在发动机熄火及制动失灵的情况下汽车倒溜的现象发生(这一点对重型卡车尤其重要)，提高行车的安全性；所以，项目实施后预计将会收到较积极的经济及社会效益。
本实用新型有16个附图，其中
图1是汽车机械自动变速器的基本原理示意图，图2是汽车机械自动变速器的基本结构示意图，图3是图2的D-D剖视图，图4是图2的标记为a的局部放大图，图5是图2的标记为b的局部放大图，图6是图3的标记为c的局部放大图，图7是图3的标记为d的局部放大图，图8是图7的标记为e的局部放大图，图9是图2的右视图，
图10是图2的A A剖视图，
图11是图2的B-B剖视图，
图12是图2的C-C剖视图，
图13是
图12的标记为f的局部放大图，
图14是图2可选方案中改进部分的局部放大图，
图15是本实用新型采用电子控制方案时的电子控制系统简要示意图，
图16是在输出端加装增速行星轮系时的局部示意图。在各图中(A1)飞轮及减震机构、(A2)自动起步机构、(A3)齿轮变速机构、(A4)输出机构、(A5)离心推进机构、(1)中间轴、(2)轴承、(3)止推轴承、(4)压缩弹簧、(5)钢球、(6)止推轴承、(7)加长外星轮、(8)压盘、(9)摩擦片、(10)摩擦盘、(11)固定盘、(12)具有离心推进机构的快速离合器机构、(13)快速离合器机构、(14)加长离合套、(15)离心块、(16)外星轮、(17)电磁铁、(18)左箱体、(19)螺钉、(20)轴承盖、(21)轴承、(22)箱体、(23)倒档中间齿轮、(24)轴承、(25)油封、(26)轴承盖、(27)轴承、(28)轴承盖、(29)倒档中间齿轮组、(30)快速离合器、(31)1挡中间齿轮组、(32)2挡中间齿轮组、(33)1号传动轴、(34)2号传动轴、(35)5档中间齿轮组、(36)4档中间齿轮组、(37)3档中间齿轮组、(38)电刷、(39)盖板、(40)护罩、(41)右箱体、(42)绝缘套、(43)螺钉、(44)制动带、(45)旋转螺套、(46)螺柱、(47)止推轴承、(48)档圈、(49)固定盘、(50)钢球、(51)压盘、(52)压缩弹簧、(53)油封、(54)轴承盖、(55)轴承、(56)轴承、(57)轴承、(58)2号输出齿轮组、(59)1号输出齿轮组、(60)轴承盖、(61)螺钉、(62)轴承、(63)轴承、(64)螺钉、(65)输出轴、(66)接线柱、(67)钢球、(68)压缩弹簧、(69)导电接线柱、(70)输入电源导线、(71)连接片、(72)钢丝拉线固定座、((73)带钢丝螺套的钢丝拉线、(74)限位销、(75)滚针轴承、(76)档圈、(77)键盘，(78)双联组合快速离合器机构，(79)行星轮系。
综上所述，我们已经讨论了本实用新型的基本结构与原理，下面，我们通过实施例来对本实用新型作进一步的说明。
从
图1、图2、图3、中可以看出图示的方案是一个5档自动变速器的设计方案，一般情况下，对于微、小型车辆就可以满足使用要求了，这时在保证变速器的体积对周围部件不产生干涉的情况下，可将转动轴设计成一根，这样，可使变速器的宽度尺寸减小，由于变速器中各轴可水平排列，所以在高度方向上通常可设计的比较小。对于档位数量要求比较多的车辆，可采将多根传动轴来完成变速工作，这样做的特点是减小变速器的轴向尺寸。
从图4中可以看出，输入端飞轮及减震器机构(A1)借用传统的汽车飞轮及弹簧型扭转减震器机构，自动起步机构(A2)的采用专利名称为一种汽车机械自动变速器、专利号为00248872.8的专利项目的基本工作原理，但在结构细节上作了一定的改动，例如；采用离心块(15)来替代具有离心推进机构的快速离合器机构中的离心推进机构等，目的是减少变速器的轴向尺寸。圆环形加长离合套(14)的特点是其右侧的伸出部分中装有圆盘形的离心块(15)，值得注意的是其上装有的拉伸弹簧的拉力应在事先调整到需要一个与汽车起步到一定程度时在离心块(15)离心力的作用下刚好能克服弹性力，使加长离合套(14)能转至快速离合器机构上的顶销进入其上的孔的位置，而在控制顶销的弹簧的弹性力的作用下，使汽车的车速接近零的时候，拉伸弹簧又刚好克服控制顶销的弹簧的弹性力而将顶销压下，使快速离合器机构处于脱开状态的程度才可正常使用，这样一来，汽车起步时需要达到一定的车速快度具有离心推进机构的快速离合器机构才能正常接通，当汽车遇到特殊情况(如小的障碍物)突然减速至接近零时具有离心推进机构的快速离合器机构又会及时脱开，因这时具有离心推进与弹性压紧机构的摩擦离合器机构中的摩擦离合器在作短时间的打滑，所以汽车不会熄火，发动机加速后汽车会克服障碍继续前进。
从图5-
图14中可以看出，机构中快速离合器(30)中的电磁铁由于在工作过程中只需克服电磁铁本身复位弹簧的作用力，而不需传递由中间轴(1)输入的扭矩，所以作用力很小，因此在工作过程中产生的发热现象对机构基本上没有什么影响，这样，就克服了传统电磁离合器在工作状态下发热量较大的问题。也可将机构中的各电磁铁去掉，在盖板(39)上对应位置上安装上由电磁铁驱动的拨叉，由这些拨叉来驱动各离合套，这样，可有效的减少箱体(22)的轴向尺寸。各快速离合器(30)采用双向工作的目的是在汽车滑行时，可将由车轮传来的动力反向传递给发动机，使发动机能起到制动的作用，但这种结构由于快速离合器(30)在结合后齿轮组中的从动齿轮与传动轴作固定联结，所以换档时可能会有一点冲击，所以，在对快速离合器(30)中各电磁铁的控制电路设计时，一般最好能同时增加一个延时电路，当汽车在减档时，准备结合的快速离合器(30)的电磁铁能稍微滞后一段时间再结合，有效的解决换档冲击问题，不过，在一般情况下，这种冲击是可以忽略的。由于在机构中其它不工作的快速离合器机构中，其滚柱在顶销及滚柱压紧弹簧的合力作用下处于紧贴在外星轮工作区的内壁上的位置，所以，这时其内环在空转状态下与滚柱是不接触的，所以不存在普通单向超越离合器在超越状态下滚柱与内环由于产生摩擦而造成的超越速度极限问题，所以，机构中的空转零部件不存在超越速度极限的问题。必要时，也可在滚柱保持架中滚柱下部的两侧位置上制出一斜面结构，在滚柱两端制出可在其斜面上滑动的凸起轴，使滚柱在被顶销顶开时沿其斜面向上滑动，确保滚柱在脱开状态下不与内环接触。也可采用将装在箱体(22)中的轴承(57)去掉，将中间轴(1)的右端通过滚针轴承(75)直接安装在装在轴承(56)上的输出轴(65)的内侧轴端上，并在中间轴(1)与输出轴(65)结合处的轴端处安装一个位于箱体(22)隔板左侧的快速离合器(30)，其中，快速离合器(30)的外星轮与输出轴(65)固定联结，快速离合器(30)的内环通过花键、档圈(76)及隔圈与中间轴(1)作固定联结，电源开关与汽车加速踏板接通并采用使其在抬起加速踏板时电路呈接通状态使快速离合器(30)接通，踏下加速踏板时电路呈断开状态使快速离合器(30)脱开的电路连接方式，这时各快速离合器(30)均采用单向结合结构的设计结构。这样做的特点是当汽车滑行时，在发动机怠速的情况下，可通过中间安装的这个快速离合器将动力直接经自动起步机构(A2)传递给发动机，而这时处在各传动轴上的齿轮处于空转或超越转动的状态，同时，由于快速离合器采用单向结合的结构，所以同方向上的滚柱数量可以有较大的增加，这样就可进一步减小快速离合器(30)的工作直径，而且，在减挡时利用超越功能可有效的避免换档造成的冲击。快速离合器(30)也可装在位于中间轴(1)上各中间齿轮组的主动齿轮上，这样也可有效的减小快速离合器(30)的工作直径，但这种结构一般应在采用一根传动轴的情况下使用。
在离心推进机构(A5)中，制动带(44)的松紧程度应根据使用情况经常调整，以保证汽车能保持较好的换档时机。一般情况下，在汽车驾驶室的控制面板上，应设计一套手动的可直接接通各个档位的控制按纽，用以直接接通需要的档位，使汽车在固定的档位上行驶，满足特殊情况下的需要。在汽车控制面板的特定位置上，最好设计一个可使多个或所有快速离合器(30)与快速离合器机构(13)上的电磁铁的电路同时接通的按纽，这样做的目的是当汽车在上坡或下坡时，如遇到发动机熄火制动失灵的情况，汽车急速倒溜或向前滑行时，按下此按纽可使机构中的各中间齿轮组因相互干涉而出现自锁现象，使车轮在与发动机的动力脱开的情况下也无法转动，有效的起到紧急制动的作用，保证行车的安全。
由于离心推进机构(A5)的控制精度相对较低，所以对可用在一般的低档车辆上，一般情况下，为了提高本实用新型的工作质量，最好采用电子控制的设计方案，这时，可将离心推进机构(A5)去掉，采用传统汽车电子控制自动变速器中的电子控制系统中的包括车速传感器及油门开度传感器在内的信号输入装置，通过计算机对输入信号处理转换成出输出信号来控制各快速离合器(30)的换档工作时机，其手动控制机构是与计算机连接的键盘(77)。
图15是汽车机械自动变速器的电子控制系统简要示意图，在图中其下部左端是传统汽车自动变速器的信号输入装置、中间是计算机、右端是输出装置，其输出装置中包括个快速离合器(30)中的各电磁铁，图中上部是键盘(77)的示意图，在图中设计了如下根据计算机的指令执行的基本功能(a)工作状态显示区它的功能是及时的将汽车的工作情况显示出来，对驾驶员起到提示的作用。
(b)换档模式键它的功能是通过计算机完成两种对汽车换档控制的方案，其一种是重点考虑汽车的燃料经济性的另一种是重点考虑汽车的动力性的。
(c)自动控制键按下此键后汽车处于自动控制换档的状态，并可利用其档位数字区中的档位数来控制自动换档的区域，例如当不按下数字键时，汽车由1档起步，随着车速的提高，变速器将一直自动的换到最高的档位，但如按下2档键，则汽车只能从2档起步，直至换到最高档位，按下3档键，汽车即从3档起步，遇到特殊情况时可同时按下两个档位键，如同时按下2档与5档键，则汽车只能在2档与5档之间自动变速。对与重型汽车，由于载重时与空载时的差别很大，再加上道路情况有时很复杂，所以这些功能是很有用的。
(d)手动控制键按下此键后，计算机对输出装置的控制不取决与输入信号，而是按事先编好的程序工作，这时，按下哪个档位键，汽车就在哪个档位上工作，其中，倒档键只能在按下手动控制键之后才能工作，这样，对特殊情况下的行驶及行驶的安全性都是有利的。
(e)主离合器键此键的作用是切换计算机对快速离合器(13)的控制方案，不按下此键时，快速离合器(13)正常工作，当踏下汽车制动踏板时快速离合器(13)在电磁铁的作用下脱开，当松开汽车制动踏板时快速离合器(1 3)的离合套在其复位弹簧的作用下结合，但是，在某些特殊情况下，如汽车作长世间的下坡行驶时，这时需要得到发动机连续的制动才能提高行车的安全性，所以，这时可将主离合器键按下，快速离合器(13)将始终保持在结合状态下，因此提高了行车的安全性。
必要时，也可在键盘(77)上设计一个空挡键，按下此键后，使所有或部分快速离合器机构处于脱开状态，这就有利与保证汽车的推拉与牵引等功能。紧急制动的按纽一般情况可设置在键盘(77)以外的容易够到同时不容易出现误操作的位置上，由于机构中各快速离合器机构中的离合套上制有的可使顶销进入的孔与顶销的配合精度一般情况下是可以比较低的，有时允许有较大的间隙，所以，相对与传统的汽车自动变速器而言，其电子控制系统中的输出装置的控制精度是比较低的，这样就有利与较大程度的降低其制造成本。
下面我们来进一步讨论一下本实用新型采用电子控制时的工作过程工作时，接通电源，踩下制动踏板，这时通过凸轮机构控制的开关使快速离合器(13)的电磁铁接通，快速离合器(13)处于脱开状态，这时启动发动机，发动机启动后，松开制动踏板，这时通过凸轮机构控制的开关使快速离合器(13)接通，这时慢慢踏下汽车的加速踏板，机构中的具有离心推进与弹性压紧机构的摩擦离合器机构开始工作，同时具有离心推进机构的快速离合器机构(12)的加长外星轮(7)将带动钢球(5)在离心力的作用下开始逐步压紧压盘(8)及固定在中间轴(1)上的摩擦盘(9)，使中心中间轴(1)在摩擦力的作用下开始转动，汽车开始慢慢的起步，由于具有离心推进机构的快速离合器机构(12)这时处于脱开状态，所以汽车的初始起步工作是靠摩擦离合器实现的，当中间轴(1)的转速达到一定值的时候，安装在中间轴(1)上的离心块(15)在离心力的作用下对离心推进机构的快速离合器机构(12)中的加长离合套(14)施加了一个力的作用，因这时加长离合套(14)的转速与输入轴的转速相同，而中间轴(1)的转速相对较低，所以，这时加长离合套(14)开始在离心块(15)离心力的作用下沿输入轴的反方向转动，由于定位销的作用，当加长离合套(14)转至使具有离心推进机构的快速离合器机构(12)接合的位置时被止动，所以，这时具有离心推进机构的快速离合器机构(12)处于接合状态，并与输入轴作刚性连接及同步转动，汽车的起步工作完成。中间轴(1)转动时动力经齿轮变速机构(A3)传至输出机构(A4)，由于汽车起步时的初始档位是1档，所以汽车以一档开始行驶，这时由电子控制系统中计算机控制的输出信号将1档中间齿轮组上的电磁铁接通，随着汽车车速的升高，计算机将各传感器输入的信号经处理后按如下顺序向各输出装置发出工作信号，使汽车挂入高一档的档位，减挡时可适当的延时。当汽车下坡行驶出现滑行现象时，由于各快速离合器(30)都是采用双向结合的，或者是处于中间位置的快速离合器(30)是可在计算机的控制下结合与脱开的，所以，这时动力经输出轴(65)反向传递给发动机。在道路条件允许的情况下，可较方便的实现汽车的加速滑行，这时只需在将汽车加速到一定程度后，轻轻踏动汽车的制动踏板使快速离合器机构(13)脱开就可以了，而且，由于这时驾驶员的脚始终放在制动踏板上，所以既无多余动作，同时还保证了行车的安全性。当道路条件不好时，可将键盘(77)上的手动控制键按下，同时选择一个适当的前进档位慢慢行驶，也可在按下自动控制键的情况下，同时按下两个比较接近的档位键，使汽车在较小的档位变化范围内行驶，以提高行车的安全性。在汽车作长时间的下坡行驶时，这时需要得到发动机连续的制动才能提高行车的安全性，所以，这时可将主离合器键按下，使快速离合器机构(13)上的电磁铁将保持在不工作的状态下就可以了，因此提高了行车的安全性。
本实用新型具体设计时，也可使多个传动轴上的从动齿轮的技术参数对应相同，各组对应的从动齿轮共用一个输入主动齿轮及输出轴从动齿轮的组合结构。这种结构对档位不太多但发动机输入扭矩比较大的情况比较有效，可在较大程度上减少单个传动轴的的负荷，及快速离合器(30)的体积。由于同组的多个从动齿轮同时传递动力，所以传动相对也比较平稳。
可在输出轴(65)的右侧的箱体(22)中加装一个与原有隔板平行的隔板，在隔板与箱体(22)的右端内侧间加装一个NGW型的行星轮系(79)及双联组合快速离合器机构(78)，其中，双联组合快速离合器机构(78)是由两个共用一个由电磁铁控制离合的轴向移动的组合离合套的且两外星轮制成一体的快速离合器组成，机构中的各快速离合器采用沿其具有的顶销轴线对称分布的双向工作的结构，制成一体的外星轮与输出轴(65)的输出端作固定联结，行星轮系(79)中的太阳轮的右端作为汽车机械自动变速器的输出端与离心推进机构(A5)联结，左端与双联组合快速离合器机构(78)内侧快速离合器的内环作固定联结，行星轮系(79)中的行星架或内齿轮与双联组合快速离合器机构(78)外侧快速离合器的内环作固定联结，行星轮系(79)中未与双联组合快速离合器机构(78)外侧快速离合器的内环作固定联结的行星架或内齿轮与箱体(22)作固定联结。这样做的优点是可以有效的缩小变速器的体积，减少箱体(22)内常啮合齿轮组的数量，例如我们设一个6个前进档的变速器的1-3档经输出轴(65)传至双联组合快速离合器机构(78)中的外星轮的速比为4.5、3.5、2.5，行星轮系(79)中设其太阳轮与内齿轮的齿数比为γ＝30/60＝0.5，所以，当行星轮系(79)中的太阳轮与双联组合快速离合器机构(78)结合时，通过太阳轮输出的速比为4.5、3.5、2.5，当行星轮系(79)中的行星架与双联组合快速离合器机构(78)结合时，由于行星轮系(39)中的行星架为主动件，所以太阳轮处于超速状态，其超速时输入转速与输出转速的速比为i超速＝γ/1+γ＝0.33，所以，当变速器通过电子控制系统按顺序使电刷重复接通1-3档时，变速器处于4-6档的状态，其速比分别为4.5×0.33＝1.49、3.5×0.33＝1.155、2.5×0.33＝0.825。所以说，机构中增加了行星轮系(79)后，箱体(22)内常啮合齿轮组的数量可以减少1/2，这样，就有效的缩小了变速器的体积。
权利要求1.一种汽车机械自动变速器，具有快速离合器机构、传统汽车飞轮及减震器机构(A1)、主要由快速离合器机构、具有离心推进与弹性压紧机构的摩擦离合器机构、具有离心推进机构的快速离合器机构组成的自动起步机构(A2)、离心推进机构(A5)、机构整体主要由传统汽车变速器的输入端飞轮及减震器机构(A1)、自动起步机构(A2)、齿轮变速机构(A3)、输出机构(A4)、离心推进机构(A5)等组成，其特征在于(a)在自动起步机构(A2)中，位于输入端一侧的快速离合器机构(13)中的外星轮(16)的外侧与位于飞轮处的传统的汽车弹簧扭转减震机构接通，其轴向运动的离合套与固定在外星轮(16)外侧的电源开关与汽车制动踏板通过凸轮机构接通的通过弹簧复位的电磁铁(17)的衔铁固定连接或制成一体，具有离心推进机构的快速离合器机构(12)中的离心推进机构采用在多阶梯的圆柱形中间轴(1)的靠近加长离合套(14)外侧伸出部位的孔内壁处，沿其径向装有多个由与中间轴(1)制成一体或固定连接的隔板隔开的圆柱形或圆盘形离心块(15)的结构，中间轴(1)在输入端处，通过轴承(2)与外星轮(16)连接，其另一端通过安装在与箱体(22)作固定连接且其旋转轴与箱体(22)重合的左箱体(18)内侧穿装过箱体(22)左端中心处的轴承(24)与方箱形的中间靠近输出端内侧与其轴向垂直方向制有隔板的箱体(22)安装在外圈装在隔板中部的轴承(55)的内圈中，机构中的各快速离合器机构采用标准结构与其以顶销的轴向中心线为旋转轴的镜像机构二者复合而成的机构，即沿其具有的顶销轴线对称分布的双向工作的结构；(b)在齿轮变速机构(A3)中，在中间轴(1)的两侧与中间轴(1)平行的位置上，安装着两根空穿过箱体(22)中的隔板上对应位置上的大孔且两端分别通过安装在箱体左右两端的轴承(27)、(62)及(21)(63)安装在箱体(22)上的1号传动轴(33)与2号传动轴(34)，在1号传动轴(33)上由左到右分别安装有其主动齿轮固定在中间轴(1)上的倒档中间齿轮(23)通过安装在箱体(22)左下侧的两轴承(21)安装在箱体(22)上的从动齿轮通过快速离合器(30)安装在1号传动轴(33)的倒档中间齿轮组(29)、主动齿轮固定在中间轴(1)上的从动齿轮通过快速离合器(30)安装在1号传动轴(33)上的1档中间齿轮组(31)与2档中间齿轮组(32)，在2号传动轴(33)上由左到右分别安装有其主动齿轮固定在中间轴(1)上的从动齿轮通过快速离合器(30)安装在2号传动轴(34)上的3档中间齿轮组(37)、4档中间齿轮组(36)、5档中间齿轮组(35)，机构中的各中间齿轮组采用常啮合的组合结构，在各中间齿轮组中从动齿轮的一侧，同轴分别装有外星轮通过键联结固定在各传动轴上的电磁铁固定在其外星轮外侧上的其轴向运动的离合套与电磁铁的衔铁作固定联结或制成一体并靠弹簧复位的且电磁铁上与其滑环位置对应的电刷(38)分别安装在固定安装在箱体(22)上端的矩形盖板(39)上的快速离合器(30)，各从动齿轮向快速离合器(30)一侧的伸出部分同时作为快速离合器(30)的内环，各从动齿轮的内孔通过滚针轴承与各外星轮沿轴向伸向其内孔的外圆部分作滚动配合；(c)输出机构(A4)是在箱体(22)的右端内侧与中间轴(1)同轴的位置上，同轴装有其内端通过外环装在箱体(22)上隔板右侧的轴承(56)安装在箱体(22)上的其中段通过轴承(55)安装在箱体(22)的右端的输出轴(65)，在轴承(55)、(56)之间的输出轴(65)上，通过键联结固定装有1号输出齿轮组(59)及2号输出齿轮组(58)的从动输出齿轮，其两输出齿轮组的主动输入齿轮分别通过键联结固定安装在1号传动轴(33)与2号传动轴(34)右端内侧与其从动输出齿轮对应的位置上，机构中的各齿轮组采用常啮合的组合结构；(d)离心推进机构(A5)是在箱体(22)外侧伸出的输出轴(65)上，装有内孔套装在输出轴(65)上其向外侧伸出的小圆柱内侧上套装有压缩弹簧(52)及制有花键结构的在其外侧向内装有内孔花键与其配合的外圆上制有非自锁的螺纹的螺柱(46)的内端固定在箱体(22)上的轴承盖(54)，在螺柱(46)的外侧向外依次装有止推轴承(47)及通过键与档圈(48)固定在输出轴(65)上的传统离心推进机构中的压盘(51)、钢球(50)、固定盘(49)，在螺柱(46)上装有其内孔制有的螺纹与其配合的外圆的外侧制有环行槽的内侧沿径向制有的盲孔中依次装有压缩弹簧(68)及钢球(67)的其外侧向内与压缩弹簧(68)对应的位置上固定装有内端连接压缩弹簧(68)的导电接线柱(69)的且导电接线柱(69)上接有输入电源导线(70)的圆盘形旋转螺套(45)，在旋转螺套(45)的外圆内侧，套装有内侧固定在轴承盖(54)上的内孔与旋转螺套(45)的外圆内侧保持一定间隙的在其外圆与内孔间与钢球(67)轴向位置对应处沿径向固定装有多个内端可与钢球接触的外端连接的导线分别与齿轮变速机构(A3)中的电刷(38)连接的接线柱(66)的且由绝缘材料制成的圆盘型绝缘套(42)，在旋转螺套(45)的外侧环行槽中，装有制动带(44)，制动带(44)的一端通过螺钉(43)固定在内端固定在箱体(22)右端的外端通过轴承与输出轴(65)连接的矩形右箱体(41)的上部内侧上，另一端通过连接片(71)与固定并穿过固定在右箱体(41)的上部并穿入右箱体(41)内部的钢丝拉线固定座(72)的带钢丝螺套的钢丝拉线(73)连接，带钢丝螺套的钢丝拉线(73)的另一端与汽车加速踏板通过固定在与汽车加速踏板运动方向平行方向位置上的钢丝拉线固定座与汽车加速踏板连接起来；(e)汽车机械自动变速器的组合结构是飞轮及减震器机构(A1)、自动起步机构(A2)装在左箱体(18)中，左箱体(18)的左端通过螺钉与发动机联结，其右端通过螺钉(19)与箱体联结在一起，齿轮变速机构(A3)与输出机构(A4)的内侧安装1号输出齿轮组(59)及安装2号输出齿轮组(58)的部分装在箱体(22)中，盖板(39)通过螺钉固定在箱体(22)的上端，其上装有各快速离合器(30)电磁铁上使用的电刷，盖板(39)的上面固定装有护罩(40)，输出轴(65)伸出箱体(22)右端的部分轴段上装有安装在左端与箱体(22)作固定联结右端通过轴承与输出轴联结的右箱体(41)中的离心推进机构(A5)，连接离心推进机构(A5)中制动带(44)活动端的带钢丝螺套的钢丝拉线(73)的另一端，与汽车加速踏板通过固定在与汽车加速踏板运动方向平行方向位置上的钢丝拉线固定座与汽车加速踏板连接起来，快速离合器机构(13)中的电源开关与汽车制动踏板通过凸轮机构接通，采用松开制动踏板时机构断电，快速离合器机构(13)接通，稍微踏下制动踏板则快速离合器机构(13)有电，电磁铁拉开离合套，则快速离合器机构(13)脱开的连接方式，各快速离合器(30)中的电源开关通过离心推进机构(A5)中的旋转螺套(45)与绝缘套(42)的相对转动选择性的接通，倒档中间齿轮组(29)通过安装在汽车控制面板上的倒档开关直接接通。
2.根据权利要求1所述的汽车机械自动变速器，其特征在于在自动起步机构(A2)中，在由压盘(8)、摩擦片(9)与固定盘(10)组成的单片式摩擦离合器与中间轴(1)之间装有多个压缩弹簧(4)，在外星轮(16)与加长外星轮(7)之间装有止推轴承(3)，在轴承(24)的左侧依次装有油封(25)及固定在箱体(22)上的轴承盖(26)，在轴承(21)的左侧装有固定在箱体(22)上的轴承盖(20)，在轴承(27)的左侧装有固定在箱体(22)上的轴承盖(28)，在盖板(39)的上面固定装有盖住各电器元件的护罩(40)，在轴承盖(54)与轴承(55)之间装有油封(53)，在轴承(62)、的右侧装有由螺钉(61)固定在箱体(22)上的轴承盖(60)，在轴承(63)右侧的轴承盖由螺钉(64)固定在箱体(22)上。
3.根据权利要求1所述的汽车机械自动变速器，其特征在于各快速离合器(30)采用标准结构与其以顶销的轴向中心线为旋转轴的镜像机构二者复合而成的机构，即沿其具有的顶销轴线对称分布的双向工作的结构，其离合套沿轴向制有的腰形长孔中装有下端固定在外星轮上的限位销(74)。
4.根据权利要求1所述的汽车机械自动变速器，其特征在于在齿轮变速机构(A3)中各档的中间齿轮组可安装在沿中间轴(1)旋转圆周上分布的一根或多根传动轴上，快速离合器(30)也可装在位于中间轴(1)上各中间齿轮组的主动齿轮上，也可使多个传动轴上的从动齿轮的技术参数对应相同，各组对应的从动齿轮共用一个输入主动齿轮及输出轴从动齿轮。
5.根据权利要求1所述的汽车机械自动变速器，其特征在于可采用将装在箱体(22)中的轴承(57)去掉，将中间轴(1)的右端通过滚针轴承(75)直接安装在装在轴承(56)上的输出轴(65)的内侧轴端上，并在中间轴(1)与输出轴(65)结合处的轴端处安装一个位于箱体(22)隔板左侧的快速离合器(30)，其中，快速离合器(30)的外星轮与输出轴(65)固定联结，快速离合器(30)的内环通过花键、档圈(76)及隔圈与中间轴(1)作固定联结，电源开关与汽车加速踏板接通并采用使其在抬起加速踏板时电路呈接通状态，踏下加速踏板时电路呈断开状态的电路连接方式，各快速离合器(30)均采用单向结合的结构。
6.根据权利要求1所述的汽车机械自动变速器，其特征在于可将离心推进机构(A5)去掉，采用传统汽车电子控制自动变速器中的电子控制系统中的包括车速传感器及油门开度传感器在内的信号输入装置，通过计算机对输入信号处理转换成出输出信号来控制各快速离合器(30)的换档工作时机，其手动控制机构是与计算机连接的键盘(77)。
7.根据权利要求1所述的汽车机械自动变速器，起特征在于可在输出轴(65)的右侧的箱体(22)中加装一个与原有隔板平行的隔板，在隔板与箱体(22)的右端内侧间加装一个NGW型的行星轮系(79)及双联组合快速离合器机构(78)，其中，双联组合快速离合器机构(78)是由两个共用一个由电磁铁控制离合的轴向移动的组合离合套的且两外星轮制成一体的快速离合器组成，机构中的各快速离合器采用沿其具有的顶销轴线对称分布的双向工作的结构，制成一体的外星轮与输出轴(65)的输出端作固定联结，行星轮系(79)中的太阳轮的右端作为汽车机械自动变速器的输出端与离心推进机构(A5)联结，左端与双联组合快速离合器机构(78)内侧快速离合器的内环作固定联结，行星轮系(79)中的行星架或内齿轮与双联组合快速离合器机构(78)外侧快速离合器的内环作固定联结，行星轮系(79)中未与双联组合快速离合器机构(78)外侧快速离合器的内环作固定联结的行星架或内齿轮与箱体(22)作固定联结。
专利摘要本实用新型公开了一种汽车机械自动变速器。其主要特征是机构中具有飞轮及减震器机构、主要由快速离合器机构、具有离心推进与弹性压紧机构的摩擦离合器机构、具有离心推进机构的快速离合器机构组成的自动起步机构及组合快速离合器机构、离心推进机构，机构整体主要由传统汽车变速器的输入端飞轮及减震器机构与自动起步机构、由多个常啮合齿轮组组成的齿轮变速机构、输出齿轮为常啮合齿轮组的输出机构、离心推进机构等组成。
文档编号F16H37/02GK2553191SQ0226805
公开日2003年5月28日 申请日期2002年7月4日 优先权日2002年7月4日
发明者陈伯恒 申请人:陈伯恒