专利名称：节能超越式自动变速器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动变速器，它适用于所有机动车辆变速。
背景技术：
以目前轿车使用的自动变速器为例，它由多组离合器片组成，通过芯片控制液压 系统实现分离和结合，依靠多组离合器片之间的摩擦传动。传递力距小、磨损量大、油耗高、 结构复杂，检修难度不小，很多部分需使用专用 设备检测，即生产制造和维护成本高。相对 其它型号车辆安装使用具有局限性。
发明内容本实用新型目的是提供一种结构简单、成本低、维修方便的机动车辆自动变速器。在本实用新型变速箱中，设有一根主动轴和一根被动轴，变速箱内有若干组变速 齿轮，每组变速齿轮与轴固定且在轴线方向上不会产生位移。I挡主动齿轮即为普通齿轮，它与主动轴固定连接；其余各挡主动齿轮中心分别 镶嵌一个与主动轴连接的滚动轴承，在各主轴齿轮一侧固定一个偶齿数的棘轮齿圈，棘轮 齿圈内的中心主轴上固定一个主动盘，主动盘外侧有两个C型孔，摆动件一端的棘爪插入C 形孔，摆动件连接着一根回位拉簧，拉簧另一端固定在主动盘盘面上。各挡位摆动件对应的 拉簧拉力大小均为不同设计，与各组主动盘所产生的离心力大小相对应。除最后一挡被动齿轮外，其余各挡被动齿轮中心设置一组单向棘轮离合器，被动 齿轮的内圆设置偶齿数的棘轮齿孔。被动轴上固定设置一个与棘轮齿孔相对应的被动盘， 被动盘外周边缘具有两个对称的C形孔，两个光棘爪分别置入C型孔后，在钢丝簧控制下与 棘轮齿处于常结合状态。最后一挡被动齿轮为普通齿轮，它与被动轴固定连接。上述摆动件为有柄状，柄的一端为棘爪。摆动件的另一端还可以再设有飞锤，棘爪 和飞锤之间的柄杆也可以为弧形。无论柄杆为何形状，靠近棘爪的一端都连接有回位拉簧。本实用新型根据发动机不同转速在主动盘摆动件上产生离心力大小的区别，从而 实现不同挡位的自动变速。主动盘上摆动件的棘爪与棘轮齿的结合或分离的原理①主动盘与棘轮齿旋转方向同向，不可逆向(即不反转)。②特定挡位摆动件的棘爪与棘轮齿在离心力小于预先设计的弹簧拉力的情况下， 为常分离状态即为空挡。③摆动件的棘爪与棘轮齿结合状态下，棘轮齿旋转的角速度大于主动盘旋转的角 速度时，作超越式运转也为空挡。④摆动件的棘爪与棘轮齿结合状态下，主动盘旋转与棘轮齿旋转同步时，为该挡 位正常工作状态，此时作动力输出。被动齿轮装置部分的工作原理①被动齿轮内孔的棘轮齿，既要承受来自主动齿轮的扭矩，还要传授扭矩到被动盘外侧的光棘爪，从而使被动轴转动。②被动轴带动被动盘转动的角速度大于被动齿轮(棘轮齿)转动的角速度时，光棘爪失去原有作用只沿棘轮齿滑行，即不传递扭矩作负荷为零的超越式运转，此时该组挡 位是空挡位。③被动齿轮(棘轮齿)角速度大于或等于被动盘转动的角速度时，所在挡位为工 作状态，即作动力输出。本实用新型产生的积极效果是根据发动机油门大小控制变速器的自动分离或结 合到相应挡位，系统结构简单，驾驶操作简便。各挡位结合或分离时，无齿轮啮合声，无空挡 过度，不乱挡，不脱挡，始终有一个挡位在实时运行。在崎岖不平的路面行驶更显示它的优 越性，正常运转中不妨碍车辆的惯性滑行，其时节油约25%。
图1本设计自动变速箱传动系统图2从动轮单向棘轮超越离合器正面图3摆动件图4布有对称C形孔的主动盘图5主动盘上摆动件的棘爪和棘轮齿结合状态图6主动盘上摆动件的棘爪和棘轮齿分离状态图71挡动力传动过程示意图图811挡动力传动过程示意图图9重力加速传动过程示意图
具体实施方式
本实用新型的基本结构如前述，另外还需要特别说明的是1、摆动件的一端为棘爪(14)，棘爪(14)装配于C型孔(18)；摆动件的另一端为飞 锤(15)，棘爪(14)和飞锤(15)之间为弧形杆(16)。弧型杆的靠近棘爪(14) 一端的约三 分之一处(即摆动件的约三分之一处)连接着一根回位拉簧(13)，拉簧(13)另一端固定在 主动盘半径的约三分之一处。各挡位摆动件对应的拉簧(13)拉力大小均为不同设计，与各 组主动盘所产生的离心力大小相对应。摆动件的棘爪(14)与棘轮齿结合或分离的工作原 理是当主动盘旋转产生的离心力大于摆动件拉簧(13)设计拉力时，摆动件飞锤(15)在离 心力的作用下，以棘爪(14)所在的C型孔(18)中心为圆心向外摆动，棘爪(14)尖端与棘 轮齿结合，如图5 ；当主动盘旋转产生的离心力小于拉簧(13)设计拉力时，棘爪(14)不和 棘轮齿结合，如图6。2、光棘爪(17)部件与摆动件相比，将摆动件的弧形杆(16)和飞锤(15)删去后即 为光棘爪(17)，也就是说光棘爪(17)和摆动件一端的棘爪(14)结构相同。光棘爪(17)和 棘爪(14)的尖端在C形孔(18)的开口内可作一定幅度摆动。3、被动盘结构与主动盘结构基本相同，主要区别在于被动盘安装于被动轴(4)，主 动盘安装于主动轴(1)，从而产生了名称上的不同。
以下结合附图具体说明本实用新型的变速实现[0033]参见以具有四组变速齿轮为例的图1及参见图2 从发动机的输入动力到达主动 轴(1)，假设主动轴转速500转/分，I挡主动齿轮(2)带动I挡被动齿轮(3)内的光棘爪 (17)棘轮机构(5)转动，从而被动轴(4)开始运转，即I挡处于有效工作状态。同时II挡主动盘(6)、III挡主动盘(8)、IV挡主动盘(10)以及主动盘外侧上的 摆动件(7)、(9)、(11)在拉簧(13)的拉力控制下，飞锤(15)不能摆动，位置状态如图6所 示，此时II、III、IV挡均为空挡。I挡动力传动过程如图7所示。假设发动机转速提高为1000转/分，II挡主动盘(6)外侧的棘爪(14)尖端在飞 锤(15)带动下，以棘爪(14)所在的C形孔(18)的中心为圆心作弧形外摆，与II挡棘轮齿 结合(此时II挡主动盘摆动件回位拉簧(13)的拉力小于其所受的离心力)，从而紧固在棘 轮齿圈一侧的II挡主动齿轮带动II挡被动齿轮运转，在单向棘轮离合器作用下作II挡升 速动力输出。此时在I挡被动齿轮(3)内，棘轮离合器机构作超越式运转，即被动轴(4)旋 转的角速度大于I挡被动齿轮(3)旋转的角速度，所以滑行状态下的光棘爪(17)不能带动 棘轮齿转动，I挡齿轮扭距为零变为空挡。II挡动力传动过程如图8所示。 假设油门进一步加大到1500转/分，III挡开始工作。IV挡仍然是分离状态。此 时作用在被动轴上的I挡被动盘和II挡被动盘作超越式运转，光棘爪(17)在棘轮齿上滑 动，各挡均为空挡。当油门加大到IV挡位运行时，因被动齿轮(12)孔内没有设置棘轮离合器，它直接 紧固在被动轴(4)上。所以车辆在重力加速(下坡)时IV挡位主动棘轮齿作超越式转动， 各挡位均为空挡。重力加速传动过程如图9所示。因此为了下坡和倒车的安全，可另设1至2组手动挡，供特殊情况下使用。该变速器在车辆正常行驶中，随着发动机转速高低变化，各挡位往复循环自行分 离和结合，从而实现自动调速。
权利要求一种节能超越式自动变速器，其变速箱中有若干组变速齿轮及一根主动轴和一根被动轴，每组变速齿轮中的主动齿轮与主动轴固定且在轴线方向上不会产生位移，每组变速齿轮中的被动齿轮与被动轴固定且在轴线方向上不会产生位移，其特征是a.除第一挡主动齿轮外，其余各挡主动齿轮中心分别镶嵌一个与主动轴连接的滚动轴承，在各主轴齿轮一侧固定一个偶齿数的棘轮齿圈，棘轮齿圈内的中心主轴上固定一个主动盘，主动盘外侧有两个C型孔，摆动件一端的棘爪插入C形孔，摆动件连接着一根回位拉簧，拉簧另一端固定在主动盘盘面上，各挡位摆动件对应的拉簧拉力大小均为不同设计，与各组主动盘所产生的离心力大小相适应；b.除最后一挡被动齿轮外，其余各挡被动齿轮中心设置一组单向棘轮离合器，被动齿轮的内圆设置偶齿数的棘轮齿孔，被动轴上固定设置一个与棘轮齿孔相对应的被动盘，被动盘外周边缘具有两个对称的C形孔，两个光棘爪分别置入C型孔后在钢丝簧控制下与棘轮齿处于常结合状态。
2.根据权利要求1所述的节能超越式自动变速器，其特征是摆动件的另一端为飞锤， 飞锤和棘爪之间由弧形杆连为一体，弧型杆靠近棘爪的一端连接着回位拉簧。
专利摘要目前机动车辆变速器磨损量大、油耗高、维护成本高。在本实用新型变速器的若干组变速齿轮中，各挡主动齿轮、滚动轴承、棘轮齿圈、主动盘，摆动件和回位拉簧构成的紧凑组件固定在主动轴上，各挡被动齿轮、单向棘轮离合器、棘轮齿孔、被动盘、光棘爪构成的紧凑组件固定在被动轴上。在车辆正常行驶中，发动机转速变化导致主动轴转速变化，在预设计的不同转速区间内主动齿轮组件与被动齿轮组件相互作用，使各挡位往复循环自行分离和结合，从而实现自动调速。本实用新型节能，系统结构简单，不乱挡，无空挡过度，不妨碍车辆的惯性滑行。
文档编号F16H3/10GK201588911SQ20092018819
公开日2010年9月22日 申请日期2009年10月13日 优先权日2009年10月13日
发明者吴自传 申请人:吴自传