传动系统及实现用于传动系统的降档变速的方法

专利名称：传动系统及实现用于传动系统的降档变速的方法
技术领域：
本发明涉及传动系统以及在传动系统中用于选择传动比的选 才奪器机构，特別是对于卡爪型(dog-type)传动系统，以及实现用 于传动系统的降档变速的方法。
背景技术：
一种已知的卡爪型传动系统在WO 01/29440中已有描述，此种 传动系统特别适用于赛车。在使用传统的手动变速箱变换齿轮的过 程中，当脱开第一齿轮并选择第二齿轮的时候，会出现扭矩中断。 在赛车上，最大限度地缩短扭矩中断时间从而最大限度地增加发动 机驱动车辆的时间是很必要的。变换齿轮时扭矩中断持续十分之几 秒就会对赛车的性能产生明显影响并因此影响在比赛中的名次。 WO 01/29440描述的传动系统致力于此问题，通过使用与输入轴上 的第 一和第二齿轮上所连接的凹环相啮合的卡爪环，使用致动器来 推动卡爪环^吏其与凹环啮合或者脱开，这样在选择第二齿轮的时候 第 一齿4仑仍然处在啮合状态，/人而将4丑矩中断时间缩短到几乎为 令。4专纟充的变速箱4吏用同步锥(synchronising cone )来缩4豆经历的 间隙时间，但是这样做的缺点是使得变换齿轮时候的扭矩中断相对页长了。大的扭矩中断会影响车辆的功效，特别会导致增加燃料消耗 和更高的排放。WO 01/294404皮露的发明的一个问题是在加速或者减速时在特 定齿轮上会出现严重的间隙。这一间隙是赛车手可以接受的，原因 是赛车手往往比一般的驾驶员技术娴熟，并且与获得平稳驾驶相 比，赛车手对车辆的性能更感兴趣。所以对于赛车手来讲，WO 01/29440披露的发明所提出的缩短扭矩中断历程的优势远比经历 的间隙更重要。但是对于传统的道路车辆，如汽车、摩托车来讲， 平稳驾驶是一项更为重要的标准，因此带有大间隙的传动系统不适 合绝大多凄t车辆。此外，WO 01/29440披露的发明使用了一种齿条构造，这种构 造导致了结构上的弱点，而且这种构造要求卡爪环非常坚固才能避 免在运转状态下分离。 一个更大的结构弱点是凹环的悬臂构造。环 上形成的弓形凹进处的布置也给卡爪环与齿4仑完全啮合带来了问题。致动器组件体积大导致需要大的变速箱。其他传动系统使用了滚柱离合器或者棘爪接合系统。在后一种 情况下，l束爪才几构安装在一个轴的空腔里。安装在轴内部的4妻合才几 构非常复杂并且难以装配，因此被/〖正明在商业上是不可4亍的。发明内容因此，本发明致力于提供一种改良的传动系统来减轻至少上述 部分问题。才艮据本发明的一个方面，4是供了一种传动系统，包括第一和第 二旋转轴，以及用来将驱动力从一个轴传至另一个轴的装置，所述 装置包括分别可旋转地安装在第一轴上并且其上具有驱动构造的 第一和第二齿轮，以及用于在第一轴和第一齿轮之间以及第一轴和第二齿轮之间选择性地传递扭矩的选择器组件，其中，所述选择器组件包括致动器组件，以及可相互独立地移动至与第一和第二齿專仑 接合或者脱离的第 一和第二组接合元件，所述选择器组件配置成当 传递驱动力时，所述第 一和第二组接合元件中的 一组与接合齿轮驱 动接合，另一组接合元件则处于空载状态，其中，所述致动器组件 配置用来推动空载的 一组接合元件使其与未接合的齿轮驱动接合 从而实现齿轮变速。传动系统因此实现了在基本没有扭矩中断的情况下进行加速 上调档4立和刹车下调档4立。优选地，第一轴是输入轴，第二轴是举俞出轴，动力乂人输入轴传 送至输出轴。或者也可以第一轴作为输出轴，第二轴作为输入轴。优选地，选4奪器组件配置成当传递制动力时，第一组4妄合元件 与接合齿轮驱动接合，第二组接合元件处于空载状态，当传递驱动 力时，第二组接合元件与接合齿轮驱动接合，然后第一组接合元件处于空载状态。有利的是，致动器组件配置成将有载的 一组接合元件向尚未接 合的齿轮偏压，而不将有载的该组接合元件与接合齿轮脱离。优选地，第一和第二组4妄合元件配置成在4吏用中与第一轴一起 旋转。选4奪器组件配置成使第一和第二组接合元件相互之间能够沿 着第 一轴作轴向运动。当两组4妄合元件都与第 一或第二齿轮^妄合 时，优选是在处于空档状态下，第一和第二组接合元件轴向对齐。 在齿轮变速操作过程中，第一和第二组接合元件轴向偏移。优选地，选择器组件配置成当第 一和第二组接合元件与第 一和 第二齿轮接合时，在加速和减速之间移动时的间隙小于或等于四度。有利的是，第一和第二齿轮上的驱动构造分别包括第一和第二 组卡爪。第一和第二组卡爪均包括二到八个卡爪，分别平均分布在 第一和第二齿轮上。优选地，第一和第二组卡爪都包括二到四个卡 爪，三个卡爪更适宜。优选地，第一和第二齿轮的驱动构造没有超出齿轮的外径。有利的是，第一和第二组接合元件包括二到八个元件。更适宜 的是，第一和第二组接合元件包括二到四个元件，三个元件更适宜。有利的是，第一轴包括在其曲面上形成的键沟，这样第一和第 二组接合元件能够沿4建沟轴向滑动从而沿径向限制接合元件的位置。更适宜的，4建沟的截面是T型，槽形，带燕尾槽的中的一种。有利的是，致动器组件包括至少一个可弹性变形的装置，所述 装置配置用来在接合元件处于空载状态的时候，移动第 一和第二组 接合元件中的至少一组，使之与第一和第二齿轮接合。所述至少一 个可弹性变形的装置配置用来在接合元件与齿4仑驱动4妻合的时候， 将第 一和第二组接合元件中的至少一组向第一或第二齿轮偏压。更适宜的，致动器组件包4舌分别与第一和第二组4妄合元件相连 的第 一和第二可弹性变形的装置，使得第 一可弹性变形的装置作用 在第一组接合元件上，第二可弹性变形的装置作用在第二组接合元 件上。在一个实施例中，至少一个可弹性变形的装置与第一和第二组 接合元件相连，这样可弹性变形的装置作用在第一和第二组接合元 件上。在包括带燕尾槽的或槽形的键沟的实施例中，第一和/或第二组 接合元件中的元件能够实现在4建沟中的相对的有限的轴向运动。有利的是，该可弹性变形的元件是一种弹簧，更适宜的是一种 盘式弹簧。该盘式弹簧包括多个臂，每个臂具有绕盘式弹簧的一部 分周向延伸的第 一部和大致沿径向向内延伸的第二部。优选地，致动器组件包括一个叉形物，该叉形物配置成能够与 所述可弹性变形的装置接合，并沿第一轴在轴向上移动可弹性变形 的装置。该传动系统还包括安装在第一轴和第二选择器组件上的第三 和第四齿轮，用来在第一和第二轴之间提供另外的传动比。


J见在描述本发明的一个实施例，与附随的图 一起^又作举例之用，其中，相同的标号表示相同的特征，这里图1是依据本发明的一个传动系统的总布置图；图2是选4奪器组件的一部分的透^L图；图3示出了一组位于齿4仑一侧的卡爪的布置；图4是一个盘式弹簧的平面图；图5a至图5f示出了选择器组件的示意才喿作；图6是一个输入轴的截面图；以及图7是一个用于本发明第二实施例的盘式弹簧的平面图。
具体实施方式
图1示出了依据本发明的一种传动系统。该传动系统包4舌一个 装配有第一和第二齿4仑3、 5的f俞入轴l， 一个装配有第三和第四齿 轮9、 11的输出轴7和一个选4奪器组件13。第一和第二齿4仑3、 5 可转动地装配在输入轴1上，第三和第四齿l仑9、 11固定装配在输出轴7上。第一和第二齿轮3、 5分别与第三和第四齿轮9、 11啮 合以形成第一和第二齿4仑对15、 17。^走转驱动力通过第一或者第二齿轮^寸15、 17从llr入轴1传递 至输出轴7，齿轮对的选择是由选择器组件13的位置决定的。选择 器组件13分别与位于第一和第二齿轮3、 5上的第一和第二组驱动 构造19、 21^妻合。每个驱动构造都包括一组卡爪(dog)。第一^^爪组19位于第一齿轮3的一侧。卡爪更适宜与第一齿 轮上一体形成，但是这不是要点。第一-^爪组19包括三个沿周向 在齿轮侧面均勻分布的卡爪，即， 一对卡爪的中心之间所包容的角 度约为120度(见图3)。第二卡爪组21包括类似地布置在第二齿 轮一侧的三个卡爪。使用三个卡爪是因为这种布置提供了最大的接 合窗口，即卡爪之间的空间，来容纳选择器组件13。大的接合窗口 为在驱动力传送至选择器组件之前选择器组件与齿轮3、 5完全接 合提供了更大的机会。如果选择器组件13在仅部分接合的情况下 带动齿轮，则会导致卡爪或者选择器组件13的损坏。第一和第二齿轮3、 5有间隔地装配在输入轴1上，位于滚柱 轴承23、 25上，并且布置包括第一和第二卡爪组的侧面4皮此相对。选择器组件13包括第一和第二组接合棒27、 29，以及致动器 组件31，致动器组件由叉形物33和选择器杆35形成。第一和第二组接合棒27、 29装配在输入轴1上，位于第一和 第二齿轮3、 5之间。参照图2，第一组接合棒27包括连接在第一 连接环上的三个棒28,例如使用埋头螺4丁。第一连接环37将这些 棒保持成一个固定的排布。棒28绕第一连4^环的内周均匀分布, 使它们的基准面向内，并且才奉28布置成大致平行。第二组4妄合冲奉 29包括被第二连接环39保持成相似的固定排布的三个棒30。第一和第二接合棒组27、 29装配在输入轴1上，位于第一和 第二齿轮3、 5之间。接合棒组27、 29布置成能够随输入轴1转动， 同时可以沿轴估支轴向滑动来响应致动器组件31的换档动作。为了 ^f吏这一点易于实现，输入轴l包4舌六个位于其曲面上的4建沟41,同 时每一个4妄合一奉28、 30在基部老卩有一个互4卜结构。4奉组27、 29布 置成一组特殊的棒位于交替4建沟41里，棒组27、 29可以沿输入轴 l滑动。每个棒组27、 29都作为一个整体运动，并且每个^奉组的运 动是相互独立的。当在第一和第二组;棒27、 29之间有相对运动时， 第二连接环39在第一组4奉27上滑动，第一连4妻环37在第二组4奉 29上滑动。第一才奉组27中的每一个才奉28都有一个第一端28a，用于与连 4妾在第一齿4仑3上的第一组卡爪1SM妄合， 一个第二端28b，用于与 连接在第二齿4仑5上的第二组卡爪21接合。第一和第二端28a、28b 通常有相同的结构但是位置相反，这样当第一齿轮3减速时第一端 28a安排成与第一组卡爪19接合，当第二齿轮5加速时第二端28b 安排成与第二组卡爪21接合，例如在汽车应用中发动机刹车过程 中。第二棒组29中的每一个棒30都有相似的排布，不同之处在于 第一端30a安排成当第一齿轮3加速时与第一组卡爪19接合，第 二端30b安排成当第二齿轮5减速时与第二组卡爪21接合。当第一和第二组接合棒27、 29都与齿轮接合时，不论齿轮是 加速还是减速，驱动力都乂人输入轴1传递至输出轴7。每个4奉的第一和第二端28a、 30a、 28b、 30b都包括一个大致 垂直的面43,用于与卡爪19、 214矣合，和一个在4妄合面43方向上 倾斜的坡道45,用于确保棒28、 30与卡爪19、 21脱离，从而防止 传动装置锁闭。当第一和第二组棒27、 29交插时，如图2所示， 第一组棒27的第一端28a的爪形接合面43与第二组棒29的第一 端30a的爪形才妻合面43相邻。当第一和第二组棒27、 29与齿寿仑完全接合时， 一个卡爪就会被置于一对相邻的接合面43之间。卡爪 19、 21与棒端的尺寸最好设置成当齿轮由加速变为减速时，在加速 棒的接合面43与加速棒的接合面43之间卡爪只有很小的移动，反 之亦然，从而确保在齿轮上有一个很小的间隙或者没有间隙。更适宜地，这些棒构造成贴近输入轴1，从而防止由于有载区 域的大的径向距离引起的明显悬臂作用，因此降4氐了结构石皮坏的潜 在可能。致动器组件31布置成使叉形物组件33装配在选择器杆35上， 选择器杆"i殳置为与输入轴1平4于并且相邻。叉形物组件33包括一 个叉形物46和装配在l釙入轴1上的第一和第二环形盘式弹簧47、 49 (见图1)。第一和第二盘式弹簧47、 49有三个臂，每个臂有一 个绕弹簧的一部分周向延伸的第一部和向内径向延伸的第二部(见 图4)。叉形物46具有用来与第一盘式弹簧47接合的第 一对弓形元件 51。弓形元件51安排为使第一盘式弹簧47能够绕输入轴1在弓形 元件51之间凝:转，/人而叉形物46的平4亍于$俞入轴1的轴向运动可 以移动弓形元件51，因此，如果第一盘式弹簧47自由移动，则可 以使第一盘式弹簧47沿着轴做轴向运动，或者如果第一盘式弹簧 47不能移动，则将第 一盘式弹簧47偏压^f吏其在与叉形物46相同的 方向上运动。叉形物46具有第二对弓形元件53,安排成能够以相 似的方式与第二盘式弹簧49接合并作用于其上。叉形物46相对于第一和第二齿轮3、 5的位置可以通过选择器 4干35的轴向运动来调整。第一盘式形物46运动时就会带动或者加载盘式弹簧47、 49,接合棒组27、 29就会估文同才羊的运动或者受偏压而运动。现在参考图5a至图5f描述选择器组件13的操作，图5a至图 5f通过每组中一个棒的相对位置清楚地示意性示出了第一和第二 冲奉纟且27、 29的运动。图5a示出了处于空档位置的第一和第二4奉组27、 29，也就是 说，没有一个棒组与齿轮接合。图5b展示了第一和第二棒组在叉 形物46的作用下移动到与第一齿轮3进入接合状态。图5c示出了第一齿轮3被完全接合时的情况，也就是说，棒 28、 30与第一组卡爪19交插。选择器杆35 4皮定位，从而叉形物 46使第一和第二棒组27、 29保持与第一齿轮3接合。因此，当通 过第一组卡爪19加速时，动力通过第一棒组27从输入轴1传至第 一齿轮3。动力通过第三齿轮9传至输出轴7。在利用第一齿轮对15加速时(第一齿轮3沿图5c中箭头B所 示方向转动)，第一4奉组27中的4奉的4妻合面43没有加载，与此同 时，第二棒组29中的棒的接合面43被加载。当使用者或者发动机 管理系统(没有图示)希望接合第二齿轮对17时，选择器杆35被 移动，使叉形物46作用在第一盘式弹簧47上，使得第一棒组27 的棒沿输入轴1的键沟41轴向滑动从而4吏棒与第一齿轮3脱离(见 图5d)。叉形物46也作用于第二盘式弹簧49 ，以偏压第二棒组29的棒， 使其朝向第二齿轮5运动。但是，由于第二棒组29的棒被加载， 即正在驱动第一齿4仑3,它们不能与第一齿4仑脱离，所以第二4奉组 29的棒保持固定。当第一棒组27的棒沿输入轴1轴向滑动时，接合面43与第二 组卡爪21接合(见图5e)。然后棒开始沿图5e中箭头C所示方向 驱动第二齿轮5,能量通过第二齿4仑对17从输入轴1传至输出轴7。 这时，第二冲奉组29的4奉停止^皮加载并与第一组卡爪19脱离。由于 第二盘式弹簧49被叉形物46偏压，因而第二棒组29的棒沿输入 轴1上的键沟41轴向滑动，从而完成第一齿4仑3与输入轴1的脱 离。第二棒组29的棒沿输入轴上的键沟41滑动直至它们与第二齿 轮5接合，从而完成第二齿轮5与输入轴1的接合(见图5f )。由 于在第一齿轮对15脱离接合之前第二齿轮对17就已经完成接合， 因而这种选4奪齿4仑对的方法基本上消除了扭矩中断，从而，在瞬间 内，第一和第二齿轮^寸15、 17可以同时4妄合。当齿轮通过第一和第二棒组27、 29接合时，能够利用间隙极 小的齿轮对实现加速和减速，这种间隙出现在两种状态切换时。间 隙(backlash)是由加速变为减速，或者相反时，卡爪从加速棒的 4妄合面43移至加速纟奉的4妄合面43时经历的空转(lost motion )。传 统的卡爪型传动系统有大约30度的间隙。依据本发明的典型的汽 车用传动系统的间隙少于四度。通过减小齿轮换档过程中接合元件与卡爪之间所需的空隙，也 就是i兌，接合元件与后面的卡爪(见图5b中量得的尺寸'A')之 间的空隙，来减小间隙。4妄合元件与后面的卡爪之间的空隙在 0.5mm-0.03mm的范围内，典型值小于0.2mm。间隙值也随保持角， 即4妻合面43的角而变化，这个角与卡爪的4妄合面上的底部凹槽 (undercut)的角相同。该保持角会影响到卡爪与接合面43之间有 没有相对运动。保持角越小，经历的间隙就越小。保持角的典型值 在2.5到15度之间，优选为15度。减速时从第二齿轮对17到第一齿轮对15的转换是一个相似的过程。第二齿轮对17减速时，第一才奉组27的棒的4妻合面43没有加 载，与此同时，第二棒组29的棒的接合面43加栽。当使用者或者 发动机管理系统(没有图示)希望接合第一齿轮对15时，选择器 杆35被移动，从而使叉形物46相对于输入轴1轴向滑动。叉形物 46作用在连接在第一棒组27上的第一盘式弹簧47上，使得第一棒 组27的棒在第一齿轮3的方向上沿输入轴1的键沟41轴向滑动， 从而使第一棒组27与第二齿轮5脱离。叉形物5也作用于第一盘式弹簧49，但是由于第二棒组29的 棒-故加载，即通过第二齿4仑上的卡爪21对它们驱动性地4妄合，所 以第二一奉组29保持不动，^f旦是第二盘式弹簧49 #1叉形物46偏压， /人而将第二棒组29移向第一齿轮3。当第一棒组27的棒沿键沟41轴向滑动时，棒28与第一齿轮 上的卡爪19接合并开始驱动第一齿轮3，这样能量就通过第一齿轮 对15从输入轴1传至输出轴7。这时，第二棒组29的棒停止被加 载。第二盘式弹簧49作用于第二棒组29的棒上，使其在键沟41 中沿输入轴1朝向第一齿4仑3轴向滑动，从而完成第二齿轮5的脱 离。第二棒组29继续在^l建沟41中沿输入轴l滑动，直至与第一齿 轮3接合，从而完成第一齿轮3与输入轴1的接合。降档(Kick-down)变速是一种从高传动比到大传动比(但是 这时要进行加速，例如车辆上坡时，司机选择低速齿轮来加速上坡) 的变速，这时有一个短暂的扭矩中断以允许在换档前先脱离。多个选4奪器组件可以与相应的齿4仑对一起装配在豸叙入轴上，从 而提供更多的输出轴和输入轴之间的传动比。传动系统也可以具有 两个以上的轴，以纟是供额外的传动比。由于驱动力中断已经基本消除，因而该传动系统的使用带来了 更好的性能，更低的燃料消耗和更低的排放。与传统的变速箱相比 该系统有着更为紧凑简洁的设计，从而减小了变速箱的重量。4定沟41可以形成在与输入轴分开的部件上，然后将该部件固 定连接在输入轴上，例如使用花键配置。键沟41更适宜有带燕尾 槽的轮廓，这样棒就能够沿径向限制在键沟中(见图5)。或者，键 沟可以具有槽形或T型的轮廓以沿径向限制棒。由于消除了第 一和 第二连接环37、 39与第一和第二棒组的棒相连的需要，这带来了 明显的优势。由于^是供了一种改进的装置来限定4奉28、 30相对于 输入轴l的径向位置，实现了传动系统结构上更大的完整性，因而 这种i殳计更可耳又。由于不再需要连4妄环37、 39，因而有可能减小才妄 合棒28、 30的长度，从而制造出更为紧凑简洁的传动系统。此外，本发明的实施例可以只有一个盘式弹簧147 (见图7) 来将全部六个棒，即第一和第二棒组中的棒，连接在一起，同时， 对致动器组件相应进行调整。在使用中，当第一齿轮加速时，三个 棒被加载，其余三个棒空载，移动叉形物使盘式弹簧向第二齿轮偏 压，从而使三个空载的棒与第一齿轮脱离，剩下三个棒继续处于接 合状态。 一旦棒与第二齿轮接合，其余三个棒就会与第一齿轮脱离， 并且在盘式弹簧的加载下进入与第二齿轮的接合状态。这种构造提 供了一种很紧凑的配置，从而带来了更小、更轻的变速箱。对于通 常的道路汽车应用而言，第 一和第二齿轮间用于容纳选择器机构的 轴向空间可以减小到20mm左右。图5a示出了位于第一棒组的每个棒的顶部的凹进处28c和位 于第二纟奉组的纟奉的顶部的凹进处30c。凹进处28c、 30c允许在第一 和第二棒组27、 29的棒与第一和第二盘式弹簧47、 49的臂之间建 立连接。凹进处28c、 30c的形状使得这些凹进处允许每一个弹簧臂 在齿轮变速时移向一个相对棒28、 30不垂直的角度。图5a所示的凹进处28c、 30c用于两个盘式弹簧结构。只十于只 有一个盘式弹簧147的实施例，凹进处28c、 30c -f立于沿冲奉28、 30 的长度方向更靠近中心的位置。当环不用作固定棒组中棒的位置时，棒组中的棒可以在轴向方 向上相对移动很小的一段。这是因为只有棒组中的棒之间的连接是 由可变形的盘式弹簧提供的。单独的棒连接在每一个盘式弹簧的臂 上，每一个臂都能够独立变形，这样就允许棒之间的相对运动。棒 组中的4奉本质上还是一起运动的。本领域技术人员可以知道，在本发明的范围内可以对上述实施 例进行多种变化修改，例如每个齿轮上的卡爪的个数并非限定为三 个，作为实例，任何可行的卡爪的个数都可以使用。对于绝大部分 的应用，两个到爿\个卡爪是合适的。相类似地，纟奉组中才奉的个凄丈也 可以是任何可行的数量，但是大部分情况下，优选为棒的个数与同 组的卡爪的个凄t相等。该传动系统可以应用于<壬<可车辆，例如道路汽车、赛车、卡车、 摩托车、自行车、移动泥土的车辆(例如推土机)以及军用车辆。 该系统还可以用于任何有第一和第二旋转体的机器，其中驱动力从 一个i走转体传至另 一个4t转体，例如才反材加工才几和4先床。可以知道，专业^支术人员还可以对该传动系统作适当改造，偵_ 得选择器组件和第一、第二齿轮装配在输出轴上，而固定齿轮装配 在输入轴上。
权利要求
1. 一种传动系统，包括第一和第二旋转轴，以及用来将驱动力从一个轴传至另一个轴的装置，所述装置包括分别可旋转地安装在第一轴上的第一和第二齿轮，以及用于在第一轴和第一齿轮之间以及第一轴和第二齿轮之间选择性地传递扭矩的选择器组件，其中，所述选择器组件包括致动器组件，以及被设置成选择性地锁住同第一轴一起转动的第一和第二齿轮的彼此独立的第一和第二组接合元件，所述选择器组件配置成当传递驱动力时，所述第一和第二组接合元件中的一组在接合齿轮和第一轴之间传递扭矩，另一组接合元件则处于空载状态，其中，所述致动器组件被设置成使用空载的一组接合元件来锁住用于与第一轴一起转动的未接合的齿轮，实现齿轮变速，并且，其中，当进行降档变速时，存在短暂的扭矩中断，使得在变速之前脱离。
2. 根据权利要求1所述的传动系统，其中选择器组件配置成当传 递制动力时，第一组接合元件与接合齿轮驱动接合，第二组接 合元件处于空载状态，当传递驱动力时，第二组4妄合元件与4妄 合齿轮驱动接合，然后第一组接合元件处于空载状态。
3. 根据权利要求1所述的传动系统，其中致动器组件配置成将有 载的 一组接合元件向尚未接合的齿轮偏压，而不将有载的该组 接合元件与接合齿轮脱离。
4. 根据权利要求1所述的传动系统，其中第一和第二组接合元件 配置成在使用中与第一轴一起旋转。
5. 根据权利要求1所述的传动系统，其中第一轴是输入轴，第二 轴是输出轴，驱动力从输入轴传递至丰餘出轴。
6. 根据权利要求1所述的传动系统，其中选择器组件配置成当第 一和第二纟且4妄合it/f牛与第 一和第二齿轮^妄合时，在加速和减速之间移动时的间隙小于或等于四度。
7. 根据权利要求1所迷的传动系统，其中第一和第二齿轮具有形 成在其上的驱动构造，第一和第二组4妻合元件移动以与第一和 第二齿轮接合和脱离，从而驱动接合齿轮。
8. 根据权利要求7所述的传动系统，其中第一和第二齿轮上的驱 动构造分别包4舌第一和第二组卡爪。
9. 根据权利要求8所述的传动系统，其中第一和第二组卡爪均包 括二到八个卡爪，这些卡爪分别均匀地分布在第一和第二齿賴r 上。
10. 根据权利要求9所述的传动系统，其中第一和第二组卡爪均包 括二到四个卡爪，优选为三个卡爪。
11. 根据权利要求1所述的传动系统，其中第一和第二组接合元件 包括二到八个元件。
12. 根据权利要求11所述的传动系统，其中第一和第二组接合元 件包括二到四个元件，优选为三个元件。
13. 根据权利要求1所述的传动系统，其中第一轴包括键沟，配置 成使得第 一 和第二组接合元件能够沿着这些键沟轴向滑动，并 且在径向上限制接合元件的位置。
14. 根据权利要求13所述的传动系统，其中键沟的截面是T型的、 槽形的、和带燕尾槽的中的一种。
15. 根据权利要求1所述的传动系统，其中致动器组件包括至少一 个可弹性变形的装置，所述装置配置用来在接合元件处于空载 状态的时候，移动第一和第二组接合元件中的至少一组，使之 与第一和第二齿轮接合。
16. 根据权利要求15所述的传动系统，其中所述至少一个可弹性 变形的装置配置用来在接合元件与齿^^驱动接合的时候，将第 一和第二组接合元件中的至少一组向第 一或第二齿轮偏压。
17. 根据权利要求15所述的传动系统，其中致动器组件包括分别 与第 一和第二组接合元件相连的第 一和第二可弹性变形的装 置，使得第一可弹性变形的装置作用在第一组接合元件上，第 二可弹性变形的装置作用在第二组接合元件上。
18. 根据4又利要求15所述的传动系统，其中至少一个可弹性变形 的装置与第一和第二组接合元件相连，这样所述可弹性变形的 装置作用在第一和第二组接合元件上。
19. 根据权利要求13所述的传动系统，其中第一和/或第二组接合 元件可以沿4建沟实现;波此间有限的轴向相对运动。
20. 根据权利要求15所述的传动系统，其中可弹性变形的装置是 弹簧，优选为盘式弹簧。
21. 根据权利要求20所述的传动系统，其中盘式弹簧包括多个臂， 每个臂具有绕盘式弹簧的一部分周向延伸的第一部和大致沿 径向向内延伸的第二部。
22. 根据权利要求15所述的传动系统，其中致动器组件包括叉形 物，所述叉形物配置成4妄合至少一个可弹性变形的装置，以沿 第一轴轴向推动所述至少一个可弹性变形的装置。
23. 根据权利要求1所述的传动系统，其中驱动力构造配置成不会 延伸超出齿轮的外径。
24. —种实现用于传动系统的降档变速的方法，所述传动系统包括 第 一和第二旋转轴，以及用来将驱动力从一个轴传至另 一个轴 的装置，所述装置包括分别可旋转地安装在第 一轴上的第 一和 第二齿轮，以及用于在第 一轴和第 一齿轮之间以及第 一轴和第 二齿轮之间选择性地传递扭矩的选择器组件，其中，所述选择 器组件包括致动器组件，以及祐:设置成可选择性地锁住同第一 轴一起4争动的第 一和第二齿專仑的^皮此独立的第 一和第二组4妄 合元件，所述选择器组件配置成当传递驱动力时，所述第一和 第二组接合元件中的 一组在冲妄合齿4仑和第 一轴之间传递扭矩， 另一组接合元件则处于空载状态，其中，所述致动器组件被设 置成使用空载的 一组接合元件来锁住用于与第 一轴一起转动 的未接合的齿轮，实现齿轮变速，所述方法包括在传递过程 中短暂地中断扭矩，以在降档变速前允许脱离；以及选择未接 合的齿轮。
25. —种传动系统，所述传动系统包4舌第一轴、包4舌转动i也安装在 第 一轴上的第 一齿轮的第 一传动比、用于选择性地在第 一轴和 第一齿轮之间传递扭矩的选择器组件，所迷选择器组件被设置 成从以下操作模式选择沿顺时针锁住与第 一轴一起转动的第 一齿4仑，而并不沿逆时4十方向锁住;沿逆时4十方向锁住与第一 轴一起转动的第一齿轮，而不沿顺时针方向锁住；以及沿顺时 针和逆时针方向锁住与第一轴一起转动的第一齿轮；其中，所 述传递系统^皮i殳置成当在第 一和第二传动比之间需要降档变速时，选4奪器组件祐:i殳置成响应于传递系统中的短暂扭矩中断 而从与第 一轴一起的转动中松开接合的齿轮，以选择新的齿轮。
26. 根据权利要求25所述的传动系统，其中选择器组件被设置成 关于第 一齿轮选择以下操作模式不沿顺时针和逆时针方向锁 <主，以与第一轴一起4争动。
27. 根据权利要求25所述的传动系统，包括第二传动比，具有转 动地安装在第一轴上的第二齿4仑，并且选择器组件^皮设置成选 择性地锁住第二齿轮，以与第一轴一起转动。
28. 根据权利要求27所述的传动系统，其中选择器组件被如下设 置，当加速和减速时，选择第二传动比，同时锁住第一齿轮， 以与第一轴一起转动。
29. 根据权利要求27所述的传动系统，其中选择器组件被设置成 从如下的操作模式选择性地锁住第二齿轮，以与第一轴一起转 动沿顺时针方向锁住第二齿轮，以与第一轴一起转动，而并 不沿逆时针锁住；沿逆时针方向锁住第二齿轮，以与第一轴一 起转动，而不沿顺时4十方向锁Y主；以及沿顺时4十方向和逆时4十 方向锁住第二齿4仑，以与第一轴一起转动。
30. 根据权利要求29所述的传动系统，其中选择器组件被设置成 关于第二齿轮选择如下操作方式不沿顺时针和逆时针方向锁 <主，以与第一轴一起4争动。
31. 根据权利要求25所述的传动系统，其中选择器组件包括致动 器组件以及第 一和第二组接合元件，第 一和第二组接合元件被 设置成选择性地锁住第一齿轮，以与第一轴一起转动，所述选 择器组件被设置成，当传递驱动力时，第一和第二组接合元件中的一个在接合的齿轮和第一轴之间传递扭矩，而另 一组接合 元件处于空载状态。
32. 根据权利要求31所述的传动系统，其中致动器组件被设置成 使用接合元件中空载的一组来选择未接合的传动比，以实现齿 轮变速。
33. 根据权利要求32所述的传动系统，其中选择器组件配置成当 传递制动力时，第一组接合元件与接合齿轮驱动接合，第二组 接合元件处于空载状态，当传递驱动力时，第二组接合元件与 接合齿轮驱动接合，然后第 一组接合元件处于空载状态。
34. —种实现用于传动系统的降档变速的方法，所述传动系统包4舌 转动地安装在第一轴上的第一齿轮，具有第二传动比以及用于 选择性地在第 一轴和第 一齿轮之间传递扭矩的选择器组件，所 述选择器组件被设置成从以下操作模式选择沿顺时针锁住第 一齿轮，以与第一4i一起4t动，而并不沿逆时4十方向锁〗主;沿 逆时4十方向锁〗主第一齿4仑，以与第一轴一起4争动，而不沿顺时 针方向锁住；以及沿顺时针和逆时针方向锁住第一齿轮，以与 第一轴一起转动；所述方法包括在传动系统中短暂地中断4丑 矩，以在降档变速前允许脱离，以及选择未接合的齿轮。
35. 根据权利要求34所述的方法，其中选择器组件可以关于第一 齿轮选择以下操作模式不沿顺时针和逆时针方向锁住第一齿 專仑，以与第一轴一起转动。
全文摘要
本发明提供一种传动系统及实现用于传动系统的降档变速的方法。该传动系统包括第一和第二旋转轴，以及选择器组件，所述选择器组件包括致动器组件以及第一和第二组接合元件，选择器组件配置成当传递驱动力时，第一和第二组接合元件中的一组在接合齿轮和第一轴之间传递扭矩，另一组接合元件则处于空载状态，其中，致动器组件被设置成使用空载的一组接合元件来锁住用于与第一轴一起转动的未接合的齿轮，实现齿轮变速，其中，当进行降档变速时，存在短暂的扭矩中断，使得在变速之前脱离。所述方法包括在传递过程中短暂地中断扭矩，以在降档变速前允许脱离；以及选择未接合的齿轮。
文档编号F16D23/02GK101280825SQ20081011136
公开日2008年10月8日 申请日期2004年5月7日 优先权日2003年5月7日
发明者威廉·韦斯利·马丁 申请人:哲若希福有限公司