专利名称：电控有级式机械自动变速器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车变速器技术领域，涉及一种电控有级式机械自动变速器。
背景技术：
现有的汽车变速器，如普通齿轮式变速器，有扭转减振器、变速器、离合器、电控机构等组成，变速级数少，动力传动不连续，在使用过程中因换档造成齿轮间相互冲击，机件易损坏，油门反应慢，油耗高，当车速变化时，平顺性差。
发明内容
本实用新型的目的在于设计一种能较好地克服现有汽车变速器存在的上述缺陷的一种新型汽车变速器。
本实用新型所采取的技术方案是，对现有的汽车变速器加以改进，在现有结构中，将变速器加入自动操纵机构，传动级数由原有6个档增加为6个以上，将离合器加入制动装置，还增加动力交换器，构成一种电控有级式机械自动变速器。其结构包括扭转减振器，自动变速器，制动离合器，动力交换器及电控机构。其中，所述自动变速器由变速传动机构和自动操纵机构，自动操纵机构包括倒档、1档档位控制器，倒档、3档档位控制器，5档、9档档位控制器和7档、11档档位控制器至少四个档位控制器及相应的拨叉、电控机构；每个档位控制器包括前中后3个圆形电磁铁、支承轴、回位弹簧，中间圆形电磁铁固定在支承轴上，前后圆形电磁铁分别固定在档位控制器的内壁上，支承轴一端与拨叉轴连接，可带动中间圆形电磁铁作轴向滑动，传动级数为6个以上。制动离合器采用由主动盘、被动盘、制动盘组成的制动离合器，其中主动盘固装在变速器输出轴上，被动盘滑套在动力交换器输入轴上，制动盘固装在动力交换器外壳上，动力交换器输入轴穿过制动盘可自动转动。制动离合器的主动盘、被动盘分别采用电磁铁、磁粉盒、电磁铁。动力交换器包括一根输出轴，二根输入轴，输出轴上装有十字轴及行星齿轮，十字轴的前后各有一个圆锥主动齿轮与行星齿轮常啮合，两个圆锥主动齿轮外端面各有一个被动齿轮与二根输入轴上的主动齿轮常啮合，输出轴后端与传动轴万向节叉连结。
上述技术方案中，自动变速器的作用是根据操作人员设定的换档程序，随时改变其输出轴的旋转方向，以及根据发动机的转速，车速，节气门的开启程度，自动改变其输出轴的转速，转矩。制动离合器的作用是根据电控单元发出的指令，迅速分离并及时制动动力交换器的输入轴，防止输入轴空转，保证汽车平稳起步，便于自动变速器自动换档，保证车辆正常行驶。动力交换器的作用是根据自动变速器自动换档的需要，利用制动离合器，保证动力传动的连续性和不间断性，改善汽车在行驶过程中的平顺性和乘座舒适性，同时还具有减速增扭的作用。
本实用新型的这种电控有级式机械自动变速器与现有的汽车变速器相比，由于采用动力交换器，可保证传动齿轮的常啮合，传动比范围较宽，无冲击，加速性能好，汽车平顺性好，由于采用制动离合器和较多的变速级数，避免了汽车使用过程中因换档而造成的齿轮间相互冲击，使自动换档柔和平稳，降低了传动系统的动载荷，延长了机件的使用寿命，降低了维修费用，克服了现有变速器在换档过程中油门反应慢，油耗高，或车速明显升高有“顿”的感觉，或车速提速较慢等缺点，使车辆近似匀加速或匀减速自动变速，具有结构简单紧凑，制造精度要求不高，故障分析和维修容易，车辆被拖挂时变速器不受影响等优点。
图1表示本实用新型电控有级式机械自动变速器的结构示意图；图2表示本实用新型电控有级式机械自动变速器其中自动变速器构造示意图；图3表示图2中自动变速器的自动操纵机构构造示意图；图4表示图3中自动操纵机构的档位控制器构造示意图；
图5表示本实用新型电控有级式机械自动变速器其中制动离合器构造示意图；图6表示本实用新型电控有级式机械自动变速器其中动力交换器构造示意图。
具体实施方式
结合附图及实施例进一步说明本实用新型的具体结构，其特征和优点将更加清楚。
参见图1，本实用新型电控有级式机械自动变速器的实施例，结构包括扭转减振器I，自动变速器II，制动离合器III，动力交换器IV，电控机构V(图中未能显示)。
其中，自动变速器II，结构包括变速传动机构和自动操纵机构，将现有6个传动级数增加到11个(或更多)。参见图2，变速传动机构包括动力输入轴(9)，动力输出轴(7)、(11)，倒档轴(图中未示)；动力输出轴(7)(11)设在动力输入轴(9)两边，倒档轴设在动力输入轴(9)的后上方，动力输入轴(9)上有倒档主动齿轮(1)，1、3档主动齿轮(15)，5、7档主动齿轮(12)，9、11档主动齿轮(8)；动力输出轴(7)上有低速倒档齿轮(2)，1档被动齿轮(4)，5档被动齿轮(5)和9档被动齿轮(6)；在低速倒档齿轮(2)和1档被动齿轮(4)之间，5档被动齿轮(5)和9档被动齿轮(6)之间分别设有锁环式惯性同步器(3)；低速倒档齿轮(2)、1档被动齿轮(4)，5档被动齿轮(5)，9档被动齿轮(6)分别与动力输入轴(9)上的倒档主动齿轮(1)，1、3档主动齿轮(15)、5、7档主动齿轮(12)，9、11档主动齿轮(8)常啮合；动力轴出轴(11)上有高速倒档齿轮(16)，3档被动齿轮(14)，7档被动齿轮(13)和11档被动齿轮(10)；在高速倒档齿轮(16)和3档被动齿轮(14)之间，7档被动齿轮(13)和11档被动齿轮(10)之间分别设有锁环式惯性同步器(3)；高速倒档齿轮(16)、3档被动齿轮(14)、7档被动齿轮(13)、11档被动齿轮(10)分别与动力输入轴(9)上的倒档主动齿轮(1)，1、3档主动齿轮(15)，5、7档主动齿轮(12)、9、11档主动齿轮(8)常啮合；倒档轴与动力输入轴(9)平行，设在动力输入轴(9)上方，其上有两个倒档传动齿轮(图中未示)，其中一个与动力输入轴(9)上的倒档主动齿轮(1)常啮合，另一个同时与动力输出轴(7)(11)上的低速倒档齿轮(2)高速倒档齿轮(16)常啮合。根据车型设定传动比。
自动变速器的自动操纵机构，参见图3，结构包括倒档、1档档位控制器，倒档、3档档位控制器，5档9档档位控制器和7档11档档位控制器至少四个结构相同的档位控制器(32)及相应的拨叉(17)，电控自锁装置(18)。参见图4，每个档位控制器(32)包括3个带有内孔直径相等的圆形电磁铁(19)(20)(21)，支承轴(22)，还有回位弹簧等，中间圆形电磁铁(20)固定在支承轴(22)上，前后圆形电磁铁(19)(21)分别固定在档位控制器(32)的内壁上，支承轴(22)一端伸出与拨叉轴连接，并带动中间圆形电磁铁(20)作轴向滑动；每个电控自锁装置(18)包括电磁铁、自锁销、自锁球、紧固螺丝，张力弹簧等(图中未能详细显示)。
其中，制动离合器III，参见图5，结构包括主动盘(25)、被动盘(24)，制动盘(23)；主动盘(25)采用电磁铁、被动盘(24)采用磁粉盒、制动盘(23)采用电磁铁，三盘直径相等，主动盘(25)固装在图2的动力自动变速器动力输出轴(7)上，被动盘(24)滑套在图6的动力交换器输入轴(29)上，可轴向滑动，制动盘(23)固装在图6动力交换器外壳上，动力交换器输入轴(29)穿过其中可自由转动。
其中，动力交换器IV，参见图6，结构包括一根输出轴(27)二根输入轴(26)(29)，输出轴(27)上装有行星十字轴(31)，行星十字轴(31)的前后各有一个圆锥主动齿轮(28)，与行星十字轴(31)上的行星齿轮(30)常啮合，两个圆锥主动齿轮(28)外端面各有一个被动齿轮(可联一体)，与二根输入轴上的主动齿轮常啮合，传动比因车型而定(为1∶1)，输出轴(27)后端伸出壳体与传动轴万向节叉连结，两输入轴(26)(29)分别通过两制动盘(23)(电磁铁)内圆孔伸出壳体，与被动盘(24)(磁粉盒)滑套配合，被动盘(24)可轴向滑动。
本实用新型电控有级式机械自动变速器的工作原理空档空位开关处在空档位置，两制动离合器的主动盘、制动盘(25)，(23)电磁铁均无电流通过，被动盘(24)磁粉盒在回位弹簧的作用下处在前后电磁铁的中间位置，即不和前面的电磁铁结合传递动力，又不和后面的电磁铁结合而制动。同时四个拨叉轴上的档位控制器(32)及自锁销无电流通过。每个拨叉轴在定位弹簧的作用下，拨叉(17)使每个接合套均处在花键毂中间空转位置，变速器齿轮均不传动动力。自锁销在张力弹簧的作用下，自锁在中间锁槽内。
前进档档位控制开关推向“前进”位置。根据发动机的转速和节气门开启程度及水温确定自动起步时刻。
一档当发动机转速达到1档起步的临界转速时，电控单元发出指令。
首先第一阶段，倒档拨叉轴上的档位控制器的中间电磁铁(20)和前端电磁铁(19)及轴上的自锁销线圈通电，自锁销在电磁力的作用下退出锁孔，使拨叉轴能够轴向移动。同时档位控制器内的中间圆形电磁铁(20)和前端圆形电磁铁(19)在电磁力的作用下相互吸引，中间圆形电磁铁带动拨叉轴前移，拨叉(17)便带动1倒档接合套前移，使接合套完全与1档齿轮的接合齿圈啮合。之后档位控制器和自锁销断电，自锁销在张力弹簧的作用下，锁入后面的锁孔内。
第二阶段，当发动机转速提高到一档起步转速时，电控单元发出指令，第二轴上的离合主动盘电磁铁(25)和第三轴上的制动盘电磁铁(23)同时通电，动力交换器第三轴制动，第二轴上的被动盘磁粉盒(24)在电磁力的作用下前移与离合器主动盘电磁铁(25)结合。动力经变速器1档被动齿轮→档位控制器(32)→第二轴→主动盘(25)(离合电磁铁)→被动盘(24)(磁粉盒)→动力交换器第二轴→第二轴齿轮→前圆锥主动齿轮(28)→行星齿轮(30)→十字轴(31)→动力交换器第一轴→万向节叉→传动轴。(第三轴不传动动力)。
二档第一阶段，当汽车车速达到二档临界车速时，电控单元发出指令，使第三轴上的倒档、3档档位控制器内的中间圆形电磁铁(20)和前端电磁铁(19)及自锁销线圈通电，自锁销在电磁力的作用下退出中间自锁孔，档位控制器内的中间圆形电磁铁(20)在电磁力的作用下，带动3档、倒档拨叉轴上拨叉(17)和接合套前移与3档被动齿轮的接合齿圈啮合。这时3档、倒档控制器和自锁销线圈断电，磁力消失，自锁销在张力弹簧的作用下，自动锁入后端锁孔。
第二阶段，当车速达到二档车速时，第三轴上的离合主动盘电磁铁(25)通电，制动盘(23)电磁铁断电，被动盘(24)磁粉盒在电磁力的作用下前移与离合器主动盘(25)电磁铁结合，这时动力经变速器3档齿轮→档位控制器(32)→第三轴→主动盘(25)(离合电磁铁)→被动盘(24)(磁粉盒)→动力交换器第三轴→第三轴齿轮→后圆锥主动齿轮(28)→行星齿轮(30)→十字轴(31)→动力交换器第一轴→输出，同时二轴仍转动。
三档第一阶段，当汽车车速达到三档临界车速时，第二轴上的离合主动盘(25)电磁铁断电，同时制动盘(23)电磁铁及1倒档拨叉轴上的自锁销线圈通电，被动盘(24)磁粉盒在制动盘(23)电磁铁引力作用下与主动盘(25)电磁铁分离沿轴向滑动与制动盘(23)电磁铁接合，使动力交换器第二轴制动、停转。
1倒档拨叉轴，拨叉轴在回位弹簧的作用下带动接合套，使接合套回位到花健毂中间位置，二轴动力传动截止。动力经变速器3档齿轮→档位控制器(32)→第三轴→主动盘(25)(离合电磁铁)→被动盘(24)(磁粉盒)→动力交换器第三轴→第三轴齿轮→后圆锥主动齿轮(28)→行星齿轮(30)→十字轴(31)→动力交换器第一轴→万向节叉→传动轴。(二轴不传动动力)。
四档第一阶段，当汽车车速达到四档临界车速时，电控单元发出指令，使第二轴上的5档、7档档位控制器内的中间圆形电磁铁(20)和后端圆形电磁铁(21)及自锁销线圈通电，自锁销在电磁力的作用下退出中间自锁孔，中间圆形电磁铁(20)在电磁力的作用下，带动5、7档拨叉轴上的拨叉(17)和接合套后移与5档被动齿轮的接合齿圈啮合。这时5、7档控制器和自锁电磁铁线圈断电，磁力消失，自锁销在张力弹簧的作用下，自动锁入前端锁孔。
第二阶段，当车速达到四档车速时，第二轴上的离合器主动盘(25)电磁铁通电，制动盘(23)电磁铁断电，被动盘(24)磁粉盒在电磁力的作用下前移与离合器主动盘电磁铁(25)结合，这时动力经变速器5档齿轮→档位控制器(32)→第二轴→主动盘(25)(离合电磁铁)→被动盘(24)(磁粉盒)→动力交换器第二轴→第二轴齿轮→后圆锥主动齿轮(28)→行星齿轮(30)→十字轴(31)→动力交换器第一轴→输出，同时三轴仍在转动。
倒档1第一阶段，当发动机的转速达到倒档1的起步临界转速时，电控单元发出指令，1倒档拨叉轴上的档位控制器的中间圆形电磁铁(20)和后端圆形电磁铁(21)及轴上的自锁销线圈通电，自锁销在电磁力的作用下退出锁孔，使拨叉轴能够后移。同时中间圆形电磁铁(20)和后端圆形电磁铁(21)在电磁力的作用下相互吸引。中间圆形电磁铁(20)带动拨叉轴后移，拨叉(17)便带动1倒档接合套后移，使接合套完全与倒档齿轮的接合齿圈啮合。之后档位控制器和自锁销断电，自锁销在张力弹簧的作用下，锁入前面的锁孔内。
第二阶段，当发动机转速提高到倒档起步转速时，电控单元发出指令，第二轴上的离合器主动盘(25)电磁铁和第三轴上的制动盘(23)电磁铁同时通电，动力交换器第三轴制动，第二轴上的被动盘(24)磁粉盒在电磁力的作用下前移与离合器主动盘(25)结合。动力经变速器倒档被动齿轮→档位控制器(32)→第二轴→主动盘(25)(离合电磁铁)→被动盘(24)(磁粉盒)→动力交换器第二轴→第二轴齿轮→前圆锥主动齿轮(28)→行星齿轮(30)→十字轴(31)→动力交换器第一轴→万向节叉→传动轴。(第三轴不传动动力)。
倒档2第一阶段，当汽车车速达到倒档2临界车速时，电控单元发出指令，使第三轴上的倒档、三档控制器内的中间圆形电磁铁(20)和后端圆形电磁铁(21)及自锁销线圈通电，自锁销在电磁力的作用下退出中间锁孔，中间圆形电磁铁(20)在电磁力的作用下，带动3档、倒档拨叉轴上拨叉(17)和接合套后移与倒档3被动齿轮的接合齿圈啮合。这时3档、倒档控制器和自锁电磁线圈断电，磁力消失，自锁销在弹簧张力的作用下，自动锁入后端锁孔。
第二阶段，当车速达到倒档2车速时，第三轴上的离合器主动盘(25)电磁铁通电，制动盘(23)电磁铁断电，被动盘(24)磁粉盒在电磁力的作用下前移与离合器主动盘(25)电磁铁结合，这时动力经变速器3档齿轮→档位控制器(32)→第三轴→主动盘(25)(离合电磁铁)→被动盘(24)(磁粉盒)→动力交换器第三轴→第三轴齿轮→后圆锥主动齿轮(28)→行星齿轮(30)→十字轴(31)→动力交换器第一轴→输出，同时二轴仍在转动。
倒档3第一阶段，当汽车车速达到倒档3临界车速时，第二轴上的离合器主动盘(25)电磁铁断电，同时制动盘(23)电磁铁及1倒档拨叉轴上的自锁销线圈通电，被动盘(24)磁粉盒在制动盘(23)电磁铁引力作用下与离合主动盘(25)电磁铁分离沿轴向滑动与制动盘(23)电磁铁接合，使动力交换器第二轴制动、停转。
1倒档拨叉轴，拨叉轴在回位弹簧的作用下带动接合套，使接合套回位到花健毂中间位置，二轴动力转动截止。动力经变速器3档齿轮→档位控制器(32)→第三轴→主动盘(25)(离合电磁铁)→被动盘(24)(磁粉盒)→动力交换器第三轴→第三轴齿轮→后圆锥主动齿轮(28)→行星齿轮(30)→十字轴(31)→动力交换器第一轴→万向节叉→传动轴。(二轴不传动动力)。
五档到十一档仍然和前几档操作程序分别相同。其中，倒档1、1档、5档、9档，变速器动力交换器，第二轴传动动力，第三轴不传动动力。
倒档3、3档、7档、11档，变速器动力交换器，第三轴传动动力，第二轴不传动动力。
倒档2、3档、4档、6档、10档，变速器动力交换器，第二轴、第三轴同时传动动力。
权利要求1.一种电控有级式机械自动变速器，具有扭转减振器，变速器，离合器，电控机构，其特征是还设有动力交换器，其中所述动力交换器包括一根输出轴，二根输入轴，输出轴上装有十字轴及行星齿轮，十字轴的前后各有一个圆锥主动齿轮与行星齿轮常啮合，两个圆锥主动齿轮外端面各有一个被动齿轮与二根输入轴上的主动齿轮常啮合，输出轴后端与传动轴万向节叉连结。
2.如权利要求1的电控有级式机械自动变速器，其特征是所述变速器采用由变速传动机构和自动操纵机构组成的自动变速器，其中自动操纵机构包括倒档、1档档位控制器，倒档、3档档位控制器，5档、9档档位控制器和7档、11档档位控制器至少四个档位控制器及相应的拨叉、电控机构；每个档位控制器包括前中后3个圆形电磁铁、支承轴、回位弹簧，中间圆形电磁铁固定在支承轴上，前后圆形电磁铁分别固定在档位控制器的内壁上，支承轴一端与拨叉轴连接，可带动中间圆形电磁铁作轴向滑动，传动级数为6个以上。
3.如权利要求1的电控有级式机械自动变速器，其特征是所述离合器采用由主动盘、被动盘、制动盘组成的制动离合器，其中主动盘固装在变速器输出轴上，被动盘滑套在动力交换器输入轴上，制动盘固装在动力交换器外壳上，动力交换器输入轴穿过制动盘可自动转动。
4.如权利要求3的电控有级式机械自动变速器，其特征是所述制动离合器的主动盘、被动盘、制动盘分别采用电磁铁、磁粉盒、电磁铁。
专利摘要本实用新型为汽车变速器领域提供了一种电控有级式机械自动变速器，主要特点是对现有汽车变速器加以改进，变速器加入自动操纵机构，离合器加入制动装置，还增设动力交换器，自动操纵机构设有至少四个档位控制器，相应的拨叉及电控自锁装置，制动离合器的主动盘设在变速器输出轴上，被动盘滑套在动力交换器的输入轴上，制动盘设在动力交换器外壳上套在动力交换器输入轴上，动力交换器的一根输出轴上装有十字轴及与前后圆锥主动齿轮常啮合的行星齿轮，圆锥主动齿轮外端面各有一个被动齿轮与输入轴上的主动齿轮常啮合，输出轴后端与传动轴万向节叉连结，具有结构紧凑，维修方便，变速级数增多，换档平顺柔和，反应快，油耗降低，机件寿命延长等优点。
文档编号F16H61/04GK2811680SQ20042007537
公开日2006年8月30日 申请日期2004年12月10日 优先权日2004年12月10日
发明者孟国华 申请人:孟国华