专利名称：一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱，属于交通运输(车辆工程)领域。
背景技术：
手动变速箱换档的一个严重缺点是，它属于中断动力换档，因此换档冲击不可避免。在手动变速箱的基础上实现自动化操纵的自动手动变速器(AMT)，具有生产继承性好，成本底的优点，但同样存在动力中断和换档冲击，换档舒适性难以提高。
双离合器并行变速箱式自动变速系统，可以实现不中断动力换档，从而很好的解决换档舒适性问题。
美国博格华纳公司开发的双离合器式自动变速器(DCT)，采用两个独立的湿式多片离合器和并行布置的双变速箱，实现自动变速，采用了液压控制系统，结构很紧凑，该系统已经实现商业化，装备在德国大众的高尔夫和奥迪TT车型上。
德国LUK公司，正在开发基于干式摩擦离合器的双离合器式自动变速器(DCT)，该系统采用电机驱动的机电式执行机构控制离合器和换档。
美国Daimler Chrysler公司、New Venture Gear公司等，也都在开发类似的DCT技术(专利US Patent 6463821和专利US Patent 6460425)。
以上双离合器式自动变速器(DCT)技术，具有以下的共性1.双离合器都是主离合器，二者在功能上是相同的，都是与发动机动力输出端飞轮相连接，并行的将动力传递到变速箱的两个输入轴。
这种双重离合器的技术方案，与现有的手动变速技术完全不同，开发的技术难度大，也使离合器在发动机后的有效空间内布置比较困难，2.变速箱都是并行的双变速箱，该变速箱有两个输入轴，和两个输出轴，两个输入轴中一个是实心轴、一个是空心轴，二者嵌套在一起。DCT变速箱内的换档同步机构都是与手动变速箱类似的惯性式同步器。而同步器是变速箱内部结构比较复杂、成本较高的部件。
发明内容
为了克服现有技术结构的不足，本发明提供一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是变速箱为两轴式五档变速箱，在变速箱内部，采用易啮合套换档，同时增加了双面换档离合器。换档离合器的固定盘A固定在变速箱一轴上，在固定盘两侧是两个浮动盘B和C。
浮动盘B与圆柱直齿轮B1连接成一体，二者空套在变速箱一轴上。齿轮B1与齿轮B2啮合，组成升档齿轮副，B1-B2齿轮副传动比略小于变速箱五档传动比。齿轮B2固定在变速箱二轴上。
浮动盘C与圆柱直齿轮C1连接成一体，二者空套在变速箱一轴上。齿轮C1与齿轮C2啮合，组成降档齿轮副，C1-C2齿轮副传动比略大于变速箱一档传动比。齿轮C2固定在变速箱二轴上。
本发明的有益效果；提供一种新型的双离合器式自动变速箱技术方案，该方案可避免目前DCT的一些弱点，更易于实施。本发明专利去掉变速箱内部的同步器，增加了一个双面换档离合器，通过对换档离合器的操纵，实现换档过程的同步，同时实现不中断动力换档。与传统AMT相比较，换档过程可不分离主离合器，省略了操纵离合器的时间。这种技术方案可以缩短换档时间，减小换档冲击，提高换档品质。
与博格华纳DCT的双输入轴式并行变速箱不同，这种自动变速器完全是在手动变速箱的基础上改进的，因此工艺成熟，开发制造成本低，投资少，具有很好的商业前景。
图1汽车自动手动变速器(AMT)系统原理图；图2双面换档离合器技术实施方案原理示意图；图3双面离合器接合的过程中一、二轴转速变化示意图；图4双重换档离合器技术实施方案原理示意图(一)；图5双重换档离合器技术实施方案原理示意图(二)。
图中的1、2、3、4、5分别为1档、2档、3档、4档、5档。
下面结合附图和实施例对发明进一步说明。
具体实施例方式
实施例1本发明所提出的技术方案，是在汽车自动手动变速器的基础上通过改进而得到的。图1是汽车自动手动变速器的原理图。
该AMT系统，变速箱为两轴式五档变速箱，通过对选、换档执行机构和离合器执行机构的控制，可实现自动换档。
图2是针对图1的AMT系统进行改进，从而实现本发明技术方案的原理示意图。与图1相比较，汽车主离合器及其操纵机构，没有任何改变。变速箱换档操纵机构，也与AMT类似，基本可共用。在变速箱内部，去掉了所有的换档同步器，采用易啮合套换档，同时增加了双面换档离合器。换档离合器的固定盘A固定在变速箱一轴上，在固定盘两侧是两个浮动盘B和C。
浮动盘B与圆柱直齿轮B1连接成一体，二者空套在变速箱一轴上。齿轮B1与齿轮B2啮合，组成升档齿轮副，B1-B2齿轮副传动比，应小于或等于变速箱五档传动比。齿轮B2固定在变速箱二轴上。
浮动盘C与圆柱直齿轮C1连接成一体，二者空套在变速箱一轴上。齿轮C1与齿轮C2啮合，组成降档齿轮副，C1-C2齿轮副传动比，应大于或等于变速箱一档传动比。齿轮C2固定在变速箱二轴上。
假定车速不变，那么在双面离合器AB面接合和AC面接合的过程中，一、二轴转速的变化如图3所示。
在需要升档的时候，浮动盘B与固定盘A接合，接合摩擦力矩使一轴转速n1下降。当一轴转速n1达到b点时，二档齿轮副同步；此时可挂入2档；当一轴转速n1达到c点时，三档齿轮副同步；此时可挂入3档；以此类推，一直可达到五档同步点e。二者完全接合时，一轴转速达到最小值。
在需要降档的时候，浮动盘C与固定盘A接合，接合摩擦力矩使一轴转速上升，在上升过程中，依次经过五档、四档、三档、二档和一档的同步位置点。二者完全接合时，一轴转速达到最大值。
在实际控制系统中，系统电控单元根据各种传感器信号的分析处理，决策换档时机，针对不同工况，分别对双面换档离合器执行机构，选换档执行机构、主离合器执行机构、发动机电控系统等发出动作指令，通过协调配合的动作，实现不中断动力的自动换档。
以1档升2档为例，说明升档操作的一般顺序为1).降低发动机扭矩(节气门、喷油、点火控制)；2).摘下1档(换档执行机构控制)；3).换档离合器A-B面接合；4).挂入2档(当2档转速差消除时，换档执行机构控制)；
5).换档离合器A-B面分离；6).发动机扭矩回复。
降档过程的操作与升档类似，只是在换档离合器AC面接合的同时，需要对发动机扭矩进行控制，使一轴转速快速上升，以加快同步速度。
实施例2变速箱为三轴式五档变速箱在变速箱内部，采用易啮合套换档，同时增加了双面换档离合器，换档离合器的固定盘(A)固定在变速箱中间轴上，在固定盘两侧是两个浮动盘(B)和(C)，浮动盘(B)与圆柱直齿轮(B1)连接成一体，二者空套在变速箱中间轴上，齿轮(B1)与齿轮(B2)啮合，组成升档齿轮副，齿轮(B2)固定在变速箱二轴上；浮动盘(C)与圆柱直齿轮(C1)连接成一体，二者空套在变速箱中间轴上，齿轮(C1)与齿轮(C2)啮合，组成降档齿轮副，齿轮(C2)固定在变速箱二轴上。
图2所示的实施方案，是针对图1的AMT系统而言的，该系统的变速箱是二轴5档变速箱。对于三轴式变速箱，本发明同样适用，由于三轴式变速箱的输入轴(一轴)与输出轴(二轴)同轴线，而中间轴通过齿轮副与一轴常啮合，因此，双面换档离合器，应布置在变速箱中间轴上。其零件固定盘A、浮动盘B和圆柱直齿轮B1、浮动盘C和圆柱直齿轮C1，与变速箱中间轴的连接方式，与图2中相应零件与一轴的连接方式完全相同。圆柱直齿轮B2和C2，与变速箱二轴的连接方式，与图2所示的连接方式完全相同。
本发明所描述的技术方案中，双面换档离合器的结构形式可以有多种实施方案。例如，离合器既可以采用干式摩擦离合器、也可以采用湿式摩擦离合器；既可以是单片离合器，也可以是多片离合器。双面换档离合器的布置方式也有多种，即可以布置在变速箱内部，也可以布置在变速箱外部，制作成独立的总成单元，还可以布置在主离合器后侧。
另外，从功能上看，双面离合器完全可以用两个独立的离合器来代替。图4给出了这种双重离合器技术方案的原理示意图。
在图4的布置方案中，双面换档离合器变成了两个独立的换档离合器，分别负责升档和降档同步，分别布置在变速箱的一轴和二轴上。其他结构与图2所示的方案完全相同。
在图5所示的技术方案中，进一步对双重换档离合器技术方案进行了改进，用变速箱内部的1档齿轮副，代替了降档离合器所使用的降档齿轮副；用变速箱内部的5档齿轮副，代替了升档离合器所使用的升档齿轮副，进一步简化了结构。
以上所述的布置方式，是本专利技术方案的延伸，属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱，其特征是变速箱为两轴式五档变速箱；在变速箱内部，采用易啮合套换档，同时增加了双面换档离合器，换档离合器的固定盘(A)固定在变速箱一轴上，在固定盘两侧是两个浮动盘(B)和(C)，浮动盘(B)与圆柱直齿轮(B1)连接成一体，二者空套在变速箱一轴上，齿轮(B1)与齿轮(B2)啮合，组成升档齿轮副，齿轮(B2)固定在变速箱二轴上，浮动盘(C)与圆柱直齿轮(C1)连接成一体，二者空套在变速箱一轴上，齿轮(C1)与齿轮(C2)啮合，组成降档齿轮副，齿轮(C2)固定在变速箱二轴上。
2.一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱，其特征是变速箱为三轴式五档变速箱；在变速箱内部，采用易啮合套换档，同时增加了双面换档离合器，换档离合器的固定盘(A)固定在变速箱中间轴上，在固定盘两侧是两个浮动盘(B)和(C)，浮动盘(B)与圆柱直齿轮(B1)连接成一体，二者空套在变速箱中间轴上，齿轮(B1)与齿轮(B2)啮合，组成升档齿轮副，齿轮(B2)固定在变速箱二轴上；浮动盘(C)与圆柱直齿轮(C1)连接成一体，二者空套在变速箱中间轴上，齿轮(C1)与齿轮(C2)啮合，组成降档齿轮副，齿轮(C2)固定在变速箱二轴上。
3.根据权利要求1或2所述的一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱，其特征是双面换档离合器为两个独立的换档离合器，分别布置在变速箱的一轴(中间轴)和二轴上。
4.根据权利要求3所述的一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱，其特征是在双重换档离合器的结构中，用变速箱内部的1档齿轮副，代替降档离合器所使用的降档齿轮副；用变速箱内部的5档齿轮副，代替升档离合器所使用的升档齿轮副。
5.根据权利要求1、2所述的一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱，其特征是离合器或采用干式摩擦离合器、或采用湿式摩擦离合器；或是单片离合器，或是多片离合器，双面换档离合器布置在变速箱内部，或布置在变速箱外部，或制作成独立的总成单元，或布置在主离合器后侧。
6.根据权利要求3所述的一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱，其特征是离合器或采用干式摩擦离合器、或采用湿式摩擦离合器；或是单片离合器，或是多片离合器，双面换档离合器布置在变速箱内部，或布置在变速箱外部，或制作成独立的总成单元，或布置在主离合器后侧。
7.根据权利要求4所述的一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱，其特征是离合器或采用干式摩擦离合器、或采用湿式摩擦离合器；或是单片离合器，或是多片离合器。
全文摘要
一种无同步器不中断动力换档的自动变速箱，变速箱为两轴或三轴式五档变速箱，采用易啮合套换档，增加了双面或双重换档离合器。换档离合器的固定盘A固定在变速箱一轴(或中间轴)上，在固定盘两侧是两个浮动盘B和C。浮动盘B与圆柱直齿轮B1连接成一体，二者空套在变速箱一轴(或中间轴)上。齿轮B1与齿轮B2啮合，组成升档齿轮副。齿轮B2固定在变速箱二轴上。浮动盘C与圆柱直齿轮C1连接成一体，二者空套在变速箱一轴(或中间轴)上。齿轮C1与齿轮C2啮合，组成降档齿轮副，齿轮C2固定在变速箱二轴上。与传统AMT相比较，换档过程可不分离主离合器，省略了操纵离合器的时间。可以缩短换档时间，减小换档冲击，提高换档品质。
文档编号F16H3/08GK101050803SQ20071009886
公开日2007年10月10日 申请日期2007年4月28日 优先权日2007年4月28日
发明者陈宏伟, 宋健 申请人:北京交通大学