专利名称：磁控离合刚性啮合自动变速方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁控离合刚性啮合自动变速方法及其装置，适用于各种车辆的全自动离合变速装置等，属于离合器技术和传动技术领域。
背景技术：
现代自动档变速汽车的自动变速系统比较复杂，大多包含有许多电器元器件、液压和电磁阀等控制部件，这许许多多的电器和电子元器件及液压系统与电磁阀等，在实际运行与控制过程中系统越复杂就越容易出现故障，而且电子电器元器件和液压系统都比机械系统容易出现故障；根据魏伯卿的发明专利《同轴同柱面多级正反转变速方法及其装置》 与《开闭式花瓣夹套刚性啮合磁控自动离合方法及其装置》和魏伯卿的实用新型专利《同轴同柱面多级正反转变速器》与《开闭式花瓣夹套刚性啮合磁控自动离合器》，可以设计出比现有自动档汽车变速装置更为简单、可靠的磁控离合刚性啮合自动变速方法及其装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够提高自动档汽车自动变速系统的传动效率及没有液压系统与电磁阀控制的使用电磁装置控制的结构简单、性能可靠的磁控离合刚性啮合自动变速方法，还提供了相应的装置。磁控离合刚性啮合自动变速方法，包括一个具有一面侧齿轮的零级变速轴轮和与之同轴串联的多个具有两面侧齿轮的多级变速轴轮及均布在各级变速轴轮之间并分别与各级变速轴轮侧齿轮相啮合的具有输入副齿轮和输出副齿轮的多级副齿轮组组成的多级齿轮啮合转动变速的A系统，和一个磁控的套在输出轴外直齿轮上可滑动的输出轴轮及其头部有可开闭花瓣叶片的花瓣夹套套卡在输出轴动力输入齿轮副轮上并且其花瓣叶片内侧的花瓣叶内齿与输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮刚性啮合一起转动的B系统，通过给不同级变速轴轮相对应的磁控电磁线圈正向或反向通电来实现自动离合变速，其特征在于
1、同轴同柱面多级正反转变速方法提供可按要求设计的同时输出不同角速度的多级变速轴轮，与多级变速轴轮一一对应相啮合的多个输出轴动力输入齿轮同时持续旋转，多个输出轴动力输入齿轮与动力输出轴由轴承相连而不带动动力输出轴旋转；与各级变速轴轮相啮合持续转动的各输出轴动力输入齿轮均各对应有一套磁控刚性啮合自动离合系统与之离合组成一个离合单元，所有的磁控刚性啮合自动离合系统都由内直齿轮可顺轴向滑动地套卡在输出轴外直齿轮上且与动力输出轴同角速度一起转动；在离合器分离单元的电磁线圈反向通电时，首先电磁线圈磁力推动旋转锁定档板调控磁块解除对输出轴轮和花瓣夹套套环推拉装置的锁定，使输出轴轮在弹簧推力和大磁铁环与电磁的斥力作用下移向同一单元的输出轴动力输入齿轮副轮，并使该输出轴轮外磨擦锥体卡入输出轴动力输入齿轮副轮内磨擦锥孔，从而使输出轴轮的旋转角速度与输出轴动力输入齿轮副轮的角速度逐步地变为一致，与此同时，与输出轴轮相连的花瓣叶片接近输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮， 在花瓣叶片闭合过程中，花瓣叶内斜刮片先与输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮先接触并刮擦使输出轴轮的旋转角速度与输出轴动力输入齿轮副轮的角速度趋于一致，在花瓣夹套套环推拉装置将花瓣夹套套环推向花瓣叶片外侧中间部位并在输出轴轮的旋转角速度与输出轴动力输入齿轮副轮的角速度变为一致时，花瓣叶片闭合并套卡在输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮一起啮合转动，离合系统的闭合动作完成，电磁线圈断电，从而使动力输入轴轮输入的旋转动力通过变速轴轮和输出轴动力输入齿轮及输出轴轮多级刚性啮合传输到动力输出轴；在离合器闭合单元的电磁线圈正向通电时，首先电磁力吸引花瓣夹套套环推拉装置的磁块使花瓣夹套套环移离花瓣叶片外侧中间部位，并使花瓣夹套套环推拉装置的锁定板贴近锁卡部位，同时，花瓣叶片在外拉弹簧力拉动下自动打开，从而使花瓣叶内齿与输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮分离，与此同时，输出轴轮的大磁铁环也被电磁力的吸引挤压与输出轴轮相连的大弹簧使输出轴轮外磨擦锥体与输出轴动力输入齿轮副轮内磨擦锥孔分离，并使输出轴轮锁定装置锁定输出轴轮和花瓣夹套套环推拉装置，离合系统的分离动作完成，电磁线圈断电，从而使输出轴动力输入齿轮与输出轴轮及动力输出轴的动力传输中断；所有的离合单元最多只能有一个离合系统闭合，所有离合系统分离时为空档。2、同轴同柱面多级正反转变速输出的各级变速轴轮的角速度设计成从大到小逐级递减，比如零级变速轴轮的角速度最大，一级变速轴轮的角速度次之，二级变速轴轮的角速度再次之，直到N级变速轴轮的角速度为最小，最后一级变速轴轮的角速度为反转即为倒档，从而使自动变速调档时，能够顺档一级一级地变速，档位移动不会太大，档位的速差变化也不会太大；各级变速轴轮与动力输入固定轴由轴承相连并绕动力输入固定轴自由旋转，而副齿轮支架固定在动力输入固定轴上不旋转。3、输出轴动力输入齿轮和输出轴动力输入齿轮副轮与动力输出轴由轴承相连并绕动力输出轴自由旋转，而输出轴轮和与输出轴轮相连的花瓣夹套系统及磁控装置与动力输出轴同角速度一起旋转，输出轴轮套在输出轴的外直齿轮上并在输出轴上顺轴向来回滑动。4、根据发动机转速、汽车行驶速度、节气门开度和油门加油速度等等参数综合后短时间输送给本发明的与变速轴轮相啮合的输出轴动力输入齿轮的角速度相对应的电磁线圈反向通电电源，同时原来闭合的离合单元电磁线圈也短时间输送正向通电电源，使该离合单元的输出轴轮与该离合单元的输出轴动力输入齿轮副轮啮合旋转，实现自动换档变速。5、本发明的同轴同柱面多级正反转变速输出的各级变速轴轮也可以是在同一轴上的大小不一的齿轮，提供给大小不一的输出轴动力输入齿轮不同的线速度，从而使大小不一的输出轴动力输入齿轮啮合并形成输出轴动力输入齿轮副轮具有不同的角速度。6、本发明的带花瓣叶片的花瓣夹套系统离合装置也可是普通的现在常用的离合装置，利用电磁线圈控制离合动作，实现自动离合变速。7、相应地，本发明根据上述方法还提供了相应的磁控离合刚性传动自动变速装置，包括一根动力输入固定轴及通过轴承相连套在动力输入固定轴上的动力输入轴轮和零级变速轴轮，零级变速轴轮与动力输入轴轮相背的一侧有侧齿轮与安装在固定于动力输入固定轴上的副齿轮支架上的零级变速轴轮动力输出副齿轮相啮合将动力传输给与之同轴的固定于动力输入固定轴上的副齿轮支架上的一级变速轴轮动力输入副齿轮，一级变速轴轮动力输入副齿轮通过与一级变速轴轮侧齿轮相啮合又将动力传输给同样与动力输入固定轴同轴心、与零级变速轴轮等外径同柱面且由轴承与动力输入固定轴相连的一级变速轴轮，一级变速轴轮另一侧有侧齿轮与安装在固定于动力输入固定轴上的副齿轮支架上的一级变速轴轮动力输出副齿轮相啮合将动力传输给与之同轴的二级变速轴轮动力输入副齿轮，二级变速轴轮动力输入副齿轮通过与二级变速轴轮侧齿轮相啮合又将动力传输给同样与动力输入固定轴同轴心、与零级变速轴轮等外径同柱面且由轴承与动力输入固定轴相连的二级变速轴轮，二级变速轴轮另一侧有侧齿轮与安装在固定于动力输入固定轴上的副齿轮支架上的二级变速轴轮动力输出副齿轮相啮合将动力传输给与之同轴的三级变速轴轮动力输入副齿轮，三级变速轴轮动力输入副齿轮通过与三级变速轴轮侧齿轮相啮合又将动力传输给同样与动力输入固定轴同轴心、与零级变速轴轮等外径同柱面且由轴承与动力输入固定轴相连的三级变速轴轮，同样，可以通过副齿轮将旋转动力传输给N级变速轴轮；所有变速轴轮都有相同的外径即同柱面绕同一轴以不同的角速度旋转；与同柱面的各级变速轴轮相啮合的对应的多个输出轴动力输入齿轮，各有一套电磁线圈控制的离合装置和有多个花瓣叶片的花瓣夹套装置组成其离合单元，同一个离合单元的输出轴动力输入齿轮侧有输出轴动力输入齿轮副轮，输出轴动力输入齿轮副轮有个输出轴动力输入齿轮副轮内磨擦锥孔和输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮，与之离合的输出轴轮套装在动力输出轴上并通过其内直齿和动力输出轴的外直齿啮合与动力输出轴同角速度旋转，并在动力输出轴上顺轴向来回滑动，输出轴轮靠近输出轴动力输入齿轮副轮一端有输出轴轮外磨擦锥体，输出轴轮远离输出轴动力输入齿轮副轮的一端有输出轴轮尾部大磁铁环，与输出轴轮尾部大磁铁环相连的有输出轴轮尾部大磁铁环推压弹簧，输出轴轮尾部大磁铁环推压弹簧固定在大磁铁环推压弹簧固定圆盘，大磁铁环推压弹簧固定圆盘固定在输出轴上，大磁铁环推压弹簧固定圆盘与大磁铁环推压弹簧相反的另一侧是电磁线圈；输出轴轮靠近输出轴动力输入齿轮副轮一端装有花瓣夹套，花瓣夹套由多个可在花瓣夹套径向面绕轴转动的花瓣叶片，花瓣叶片内侧靠近输出轴动力输入齿轮副轮的前端有花瓣叶内斜刮片，花瓣叶片内侧靠近输出轴轮部位有能与输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮自由啮合或分离的花瓣叶内齿，花瓣叶片外侧套有一个外带多个活动圆环套的花瓣夹套套环，多个活动圆环套的作用是使花瓣夹套套环更容易套入花瓣叶片外侧的中间部位；在电磁线圈与输出轴轮尾部大磁铁环推压弹簧之间有个输出轴轮与花瓣夹套套环锁定装置，锁定装置包括一个固定在与输出轴轮相连的输出轴轮连体套上的旋转锁定挡板滑槽块，旋转锁定挡板滑槽块内有较窄的旋转锁定挡板滑槽，有一个T形的其旋转轴由轴承固定于旋转锁定挡板连接轴固定柱上的只能转动不能顺输出轴轴向移动的旋转锁定挡板可顺旋转锁定挡板滑槽滑动，旋转锁定挡板连接轴固定柱固定于动力输出轴上，旋转锁定挡板滑出旋转锁定挡板滑槽后，在与旋转锁定挡板通过旋转锁定挡板连接轴相连的旋转锁定档板调控磁块受电磁吸力作用下旋转并卡在旋转锁定挡板滑槽块的旋转锁定挡板滑槽外侧，从而锁定固定在输出轴轮连体套上的旋转锁定挡板滑槽块，进而锁定输出轴轮不动，同时，旋转锁定挡板也锁定与花瓣夹套套环相连的花瓣夹套套环推拉磁块锁定挡板从而锁定花瓣夹套套环不动；在某单元的电磁线圈反向通电后，与之相应的离合单元内的固定在输出轴轮连体套上的旋转锁定挡板滑槽块上处于锁定状态的旋转锁定挡板在旋转锁定档板调节磁块受该电磁线圈电磁力的推斥作用下发生旋转，在输出轴轮尾部大磁铁环推压弹簧的推挤和电磁斥力的作用下推动输出轴轮向同一离合单元的输出轴动力输入齿轮副轮方向移动，并使旋转锁定挡板进入旋转锁定挡板滑槽并限卡在旋转锁定挡板滑槽内后，与输出轴轮连体套相连的旋转锁定挡板滑槽块和与花瓣夹套套环相连的花瓣夹套套环推拉磁块锁定挡板脱离旋转锁定挡板的卡锁，并且在与动力输出轴直齿相连的输出轴轮尾部大磁铁环推压弹簧的推挤力和电磁推斥力作用下，将该输出轴轮推向同一离合单元的输出轴动力输入齿轮副轮，并使该输出轴轮外磨擦锥体卡入输出轴动力输入齿轮副轮内磨擦锥孔，从而使输出轴轮的旋转角速度与输出轴动力输入齿轮副轮的角速度逐步地变为一致，同时，与输出轴轮相连的花瓣叶片接近输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮，在花瓣叶片闭合过程中，花瓣叶内斜刮片先与输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮先接触并刮擦使输出轴轮的旋转角速度与输出轴动力输入齿轮副轮的角速度趋于一致， 与此同时，花瓣夹套套环推拉磁块也在电磁线圈较大的同极磁斥力和输出轴轮尾部大磁铁环磁吸力的作用下克服花瓣夹套套环推拉弹簧的拉力作用移向同一离合单元的输出轴动力输入齿轮副轮，并向输出轴动力输入齿轮副轮方向推移花瓣夹套套环使其逐步卡套在花瓣叶片外侧中间部位，从而使花瓣叶片的花瓣叶内齿在输出轴轮的旋转角速度与输出轴动力输入齿轮副轮的角速度基本一致时卡入输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮而一起啮合转动，进而因花瓣夹套套环的套卡和固定作用形成刚性啮合动力传输，此时离合系统自动闭合完成，电磁线圈断电；在离合器闭合单元的电磁线圈正向通电后，花瓣夹套套环推拉磁块在电磁吸引力和花瓣夹套套环推拉弹簧拉力作用下，将花瓣夹套套环移离花瓣叶片外侧中间部位并使与花瓣夹套套环推拉磁块相连的花瓣夹套套环推拉磁块锁定杆尾部的花瓣夹套套环推拉磁块锁定挡板贴在旋转锁定挡板滑槽块的旋转锁定挡板卡锁位置，同时，花瓣叶片在花瓣叶片外拉弹簧拉力作用下打开而使花瓣叶内齿与输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮分离，与此同时，输出轴轮尾部大磁铁环在电磁力吸引下使输出轴轮移离输出轴动力输入齿轮副轮，从而使与输出轴轮相连的输出轴轮外磨擦锥体与输出轴动力输入齿轮副轮内磨擦锥孔分离，进而使旋转锁定挡板在旋转锁定档板调控磁块受电磁线圈的电磁吸引力作用下，在旋转锁定挡板滑出旋转锁定挡板滑槽后发生旋转，使旋转锁定挡板卡锁住旋转锁定挡板滑槽块，此时被压紧输出轴轮尾部大磁铁环推压弹簧的输出轴轮和与花瓣夹套套环推拉磁块锁定挡板被卡锁，此时离合系统自动分离完成并处于空档状态，电磁线圈断电。本发明与现有技术相比具有以下优点
1、本发明只利用电磁线圈正向通电和反向通电来控制离合变速换档，而没有过多的控制电器元器件和电磁阀及液压系统，减少了比机械系统更容易出现故障的电器和液压装置。2、电磁力控制离合装置动作，没有非旋转机构与旋转机构的接触磨擦而损失动力。3、根据发动机的转速、汽车行驶速度、节气门的开度和油门加油速度等等参数决定对应转速的输出轴动力输入齿轮离合单元的电磁线圈通电工作，是将与汽车运行等匹配的最佳的动力转速输入给动力输出轴。4、可以设计多个角速度相差较小的变速轴轮传输动力给动力输出轴，从而使自动磁控变速换档更容易、更顺畅。5、因为有多个离合单元的离合装置，不会单独频繁地磨擦一个离合装置，使整体磁控离合变速系统寿命更长。
图1是本发明实施例的轴向剖面结构示意图2是图1所示实施例中磁控自动离合系统剖面示意图； 图3是图1所示实施例中旋转锁定装置剖面示意图； 图4是图3所示实施例中A-A剖面示意图； 图5是图4所示实施例中B-B剖面示意图。图1-5中1、动力输出轴 2、输出轴动力输入齿轮 3、输出轴动力输入齿轮轴承 4、输出轴动力输入齿轮副轮 5、输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮 6、花瓣叶片外拉弹簧 7、输出轴轮 8、输出轴外直齿轮 9、输出轴动力输入齿轮副轮内磨擦锥孔 10、花瓣叶内斜刮片 11、花瓣叶内齿 12、花瓣叶片外拉弹簧固定柱 13、输出轴轮外磨擦锥体 14、花瓣夹套套环推拉杆 15、输出轴轮尾部大磁铁环 16、输出轴轮尾部大磁铁环推压弹簧 17、花瓣夹套套环 18、花瓣夹套套环推拉磁块 19、花瓣夹套套环推拉弹簧 20、花瓣夹套套环推拉磁块锁定杆 21、旋转锁定挡板 22、旋转锁定挡板滑槽块 23、旋转锁定挡板连接轴 24、旋转锁定档板调控磁块 25、旋转锁定档板调控磁块固定弹簧 26、旋转锁定挡板滑槽 27、旋转锁定挡板连接轴固定柱 28、电磁线圈 29、动力输入固定轴 30、动力输入轴轮 31、动力输入轴轮轴承 32、零级变速轴轮 33、零级变速轴轮轴承 34、零级变速轴轮动力输出副齿轮 35、副齿轮支架 36、一级变速轴轮动力输入副齿轮 37、 一级变速轴轮 38、一级变速轴轮动力输出副齿轮 39、二级变速轴轮动力输入副齿轮 40、二级变速轴轮 41、二级变速轴轮动力输出副齿轮 42、副齿轮支架固定套盘 43、动力输入副齿轮与动力输出副齿轮连接轴 44三级变速轴轮动力输入副齿轮、 45、三级变速轴轮 46、输出轴轮连体套 47、旋转固定挡板连接轴固定柱轴承 48、花瓣夹套套环推拉磁块锁定挡板。
具体实施例方式在图1一5所示的实施例中包括一根动力输入固定轴四及通过轴承相连套在动力输入固定轴四上的动力输入轴轮30和零级变速轴轮32，零级变速轴轮32与动力输入轴轮30相背的一侧有侧齿轮与安装在固定于动力输入固定轴四上的副齿轮支架35上的零级变速轴轮动力输出副齿轮34相啮合将动力传输给与之同轴的固定于动力输入固定轴 29上的副齿轮支架35上的一级变速轴轮动力输入副齿轮36，一级变速轴轮动力输入副齿轮36通过与一级变速轴轮37侧齿轮相啮合又将动力传输给同样与动力输入固定轴四同轴心、与零级变速轴轮32等外径同柱面且由轴承与动力输入固定轴四相连的一级变速轴轮37，一级变速轴轮37另一侧有侧齿轮与安装在固定于动力输入固定轴四上的副齿轮支架35上的一级变速轴轮动力输出副齿轮38相啮合将动力传输给与之同轴的二级变速轴轮动力输入副齿轮39，二级变速轴轮动力输入副齿轮39通过与二级变速轴轮40侧齿轮相啮合又将动力传输给同样与动力输入固定轴四同轴心、与零级变速轴轮32等外径同柱面且由轴承与动力输入固定轴四相连的二级变速轴轮40，二级变速轴轮40另一侧有侧齿轮与安装在固定于动力输入固定轴四上的副齿轮支架35上的二级变速轴轮动力输出副齿轮41 相啮合将动力传输给与之同轴的三级变速轴轮动力输入副齿轮44，三级变速轴轮动力输入副齿轮44通过与三级变速轴轮45侧齿轮相啮合又将动力传输给同样与动力输入固定轴四同轴心、与零级变速轴轮32等外径同柱面且由轴承与动力输入固定轴四相连的三级变速轴轮45，同样，可以通过副齿轮将旋转动力传输给N级变速轴轮；所有变速轴轮都有相同的外径即同柱面绕同一轴以不同的角速度旋转；与同柱面的各级变速轴轮相啮合的对应的多个输出轴动力输入齿轮2，各有一套电磁线圈观控制的离合装置和有多个花瓣叶片的花瓣夹套装置组成其离合单元，同一个离合单元的输出轴动力输入齿轮2侧有输出轴动力输入齿轮副轮4，输出轴动力输入齿轮副轮4有个输出轴动力输入齿轮副轮内磨擦锥孔9和输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮5，与之离合的输出轴轮7套装在动力输出轴1上并通过其内直齿和动力输出轴1的外直齿啮合与动力输出轴1同角速度旋转，并在动力输出轴1上顺轴向来回滑动，输出轴轮7靠近输出轴动力输入齿轮副轮4 一端有输出轴轮外磨擦锥体 13，输出轴轮7远离输出轴动力输入齿轮副轮4的一端有输出轴轮尾部大磁铁环15，与输出轴轮尾部大磁铁环15相连的有输出轴轮尾部大磁铁环推压弹簧16，输出轴轮尾部大磁铁环推压弹簧16固定在大磁铁环推压弹簧固定圆盘，大磁铁环推压弹簧固定圆盘固定在动力输出轴1上，大磁铁环推压弹簧固定圆盘与输出轴轮尾部大磁铁环推压弹簧16相反的另一侧是电磁线圈观；输出轴轮7靠近输出轴动力输入齿轮副轮4 一端装有花瓣夹套，花瓣夹套由多个可在花瓣夹套径向面绕轴转动的花瓣叶片，花瓣叶片内侧靠近输出轴动力输入齿轮副轮4的前端有花瓣叶内斜刮片10，花瓣叶片内侧靠近输出轴轮7部位有能与输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮5自由啮合或分离的花瓣叶内齿11，花瓣叶片外侧套有一个外带多个活动圆环套的花瓣夹套套环17，多个活动圆环套的作用是使花瓣夹套套环17更容易套入花瓣叶片外侧的中间部位；在电磁线圈观与输出轴轮尾部大磁铁环推压弹簧16之间有个输出轴轮7和花瓣夹套套环17的锁定装置，锁定装置包括一个固定在与输出轴轮7 相连的输出轴轮连体套46上的旋转锁定挡板滑槽块22，旋转锁定挡板滑槽块22内有较窄的旋转锁定挡板滑槽沈，有一个T形的其旋转轴由轴承固定于旋转锁定挡板连接轴固定柱 27上的只能转动不能顺动力输出轴1轴向移动的旋转锁定挡板21可顺旋转锁定挡板滑槽 26滑动，旋转锁定挡板连接轴固定柱27固定于动力输出轴1上，旋转锁定挡板21滑出旋转锁定挡板滑槽26后，在与旋转锁定挡板21通过旋转锁定挡板连接轴23相连的旋转锁定档板调控磁块M受电磁吸力作用下旋转并卡在旋转锁定挡板滑槽块22的旋转锁定挡板滑槽 26外侧，从而锁定固定在输出轴轮连体套46上的旋转锁定挡板滑槽块22，进而锁定输出轴轮7不动，同时，旋转锁定挡板21也锁定与花瓣夹套套环17相连的花瓣夹套套环推拉磁块锁定挡板48从而锁定花瓣夹套套环17不动；在某单元的电磁线圈观反向通电后，与之相应的离合单元内的固定在输出轴轮连体套46上的旋转锁定挡板滑槽块22上处于锁定状态的旋转锁定挡板21在旋转锁定档板调控磁块M受该电磁线圈观电磁力的推斥作用下发生旋转，在输出轴轮尾部大磁铁环推压弹簧16的推挤和电磁斥力的作用下推动输出轴轮7 向同一离合单元的输出轴动力输入齿轮副轮4方向移动，并使旋转锁定挡板21进入旋转锁定挡板滑槽26并限卡在旋转锁定挡板滑槽沈内后，与输出轴轮连体套46相连的旋转锁定挡板滑槽块22和与花瓣夹套套环17相连的花瓣夹套套环推拉磁块锁定挡板48脱离旋转锁定挡板21的卡锁，并且在与动力输出轴1直齿相连的输出轴轮尾部大磁铁环推压弹簧 16的推挤力和电磁推斥力作用下，将该输出轴轮7推向同一离合单元的输出轴动力输入齿轮副轮4，并使该输出轴轮外磨擦锥体13卡入输出轴动力输入齿轮副轮内磨擦锥孔9，从而使输出轴轮7的旋转角速度与输出轴动力输入齿轮副轮4的角速度逐步地变为一致，同时， 与输出轴轮7相连的花瓣叶片接近输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮5，在花瓣叶片闭合过程中，花瓣叶内斜刮片10先与输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮5先接触并刮擦使输出轴轮 7的旋转角速度与输出轴动力输入齿轮副轮4的角速度趋于一致，与此同时，花瓣夹套套环推拉磁块18也在电磁线圈28较大的同极磁斥力和输出轴轮尾部大磁铁环15磁吸力的作用下克服花瓣夹套套环推拉弹簧19的拉力作用移向同一离合单元的输出轴动力输入齿轮副轮4，并向输出轴动力输入齿轮副轮4方向推移花瓣夹套套环17使其逐步卡套在花瓣叶片外侧中间部位，从而使花瓣叶片的花瓣叶内齿11在输出轴轮7的旋转角速度与输出轴动力输入齿轮副轮4的角速度基本一致时卡入输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮5而一起啮合转动，进而因花瓣夹套套环17的套卡和固定作用形成刚性啮合动力传输，此时离合系统自动闭合完成，电磁线圈观断电；在离合器闭合单元的电磁线圈观正向通电后，花瓣夹套套环推拉磁块18在电磁吸引力和花瓣夹套套环推拉弹簧19拉力作用下，将花瓣夹套套环17 移离花瓣叶片外侧中间部位并使与花瓣夹套套环推拉磁块18相连的花瓣夹套套环推拉磁块锁定杆20尾部的花瓣夹套套环推拉磁块锁定挡板48贴在旋转锁定挡板滑槽块22的旋转锁定挡板21卡锁位置，同时，花瓣叶片在花瓣叶片外拉弹簧6拉力作用下打开而使花瓣叶内齿11与输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮5分离，与此同时，输出轴轮尾部大磁铁环15 在电磁力吸引下使输出轴轮7移离输出轴动力输入齿轮副轮4，从而使与输出轴轮7相连的输出轴轮外磨擦锥体13与输出轴动力输入齿轮副轮内磨擦锥孔9分离，进而使旋转锁定挡板21在旋转锁定档板调控磁块M受电磁线圈观的电磁吸引力作用下，在旋转锁定挡板 21滑出旋转锁定挡板滑槽沈后发生旋转，使旋转锁定挡板21卡锁住旋转锁定挡板滑槽块 22，此时被压紧输出轴轮尾部大磁铁环推压弹簧16的输出轴轮7与花瓣夹套套环推拉磁块锁定挡板48被卡锁，此时离合系统自动分离完成并处于空档状态，电磁线圈28断电。
权利要求
1.磁控离合刚性啮合自动变速方法，包括一个具有一面侧齿轮的零级变速轴轮(32) 和与之同轴串联的多个具有两面侧齿轮的多级变速轴轮及均布在各级变速轴轮之间并分别与各级变速轴轮侧齿轮相啮合的具有输入副齿轮和输出副齿轮的多级副齿轮组组成的多级齿轮啮合转动变速的A系统，和一个磁控的套在输出轴外直齿轮(8)上可滑动的输出轴轮(7)及其头部有可开闭花瓣叶片的花瓣夹套套卡在输出轴动力输入齿轮副轮(4)上并且其花瓣叶片内侧的花瓣叶内齿(11)与输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮(5)刚性啮合一起转动的B系统，通过给不同级变速轴轮相对应的磁控电磁线圈(28)正向或反向通电来实现自动离合变速，其特征在于同轴同柱面多级正反转变速方法提供可按要求设计的同时输出不同角速度的多级变速轴轮，与多级变速轴轮一一对应相啮合的多个输出轴动力输入齿轮(2)同时持续旋转，多个输出轴动力输入齿轮(2)与动力输出轴(1)由轴承相连而不带动动力输出轴(1)旋转；与各级变速轴轮相啮合持续转动的各输出轴动力输入齿轮(2)均各对应有一套磁控刚性啮合自动离合系统与之离合组成一个离合单元，所有的磁控刚性啮合自动离合系统都由内直齿轮可顺轴向滑动地套卡在输出轴外直齿轮(8)上且与动力输出轴(1)同角速度一起转动；根据发动机转速、汽车行驶速度、节气门开度和油门加油速度等等参数综合后短时间输送给与变速轴轮相啮合的输出轴动力输入齿轮(2)的角速度相对应的电磁线圈(28)反向通电电源使其离合单元闭合，使该离合单元的输出轴轮(7)与该离合单元的输出轴动力输入齿轮副轮(4)啮合旋转，同时原来闭合的离合单元电磁线圈(28)也短时间输送正向通电电源使其离合单元分离，实现自动换档变速；所有的离合单元最多只能有一个离合系统闭合，所有离合系统分离时为空档。
2.如权利要求1所述的磁控离合刚性啮合自动变速方法，其特征在于在离合器分离单元的电磁线圈(28)反向通电时，首先电磁线圈(28)磁力推动旋转锁定档板调控磁块 (24)解除对输出轴轮(7)和花瓣夹套套环(17)推拉装置的锁定，使输出轴轮(7)在弹簧推力和大磁铁环与电磁的斥力作用下移向同一单元的输出轴动力输入齿轮副轮(4)，并使该输出轴轮外磨擦锥体(13)卡入输出轴动力输入齿轮副轮内磨擦锥孔(9)，从而使输出轴轮 (7)的旋转角速度与输出轴动力输入齿轮副轮(4)的角速度逐步地变为一致，与此同时，与输出轴轮(7)相连的花瓣叶片接近输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮(5)，在花瓣叶片闭合过程中，花瓣叶内斜刮片(10)先与输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮(5)先接触并刮擦使输出轴轮(7)的旋转角速度与输出轴动力输入齿轮副轮(4)的角速度趋于一致，在花瓣夹套套环(17)推拉装置将花瓣夹套套环(17)推向花瓣叶片外侧中间部位并在输出轴轮(7)的旋转角速度与输出轴动力输入齿轮副轮(4)的角速度变为一致时，花瓣叶片闭合并套卡在输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮(5)—起啮合转动，离合系统的闭合动作完成，电磁线圈 (28)断电，从而使动力输入轴轮(30)输入的旋转动力通过变速轴轮和输出轴动力输入齿轮 (2)及输出轴轮(7)多级刚性啮合传输到动力输出轴(1)。
3.如权利要求1所述的磁控离合刚性啮合自动变速方法，其特征在于在离合器闭合单元的电磁线圈(28)正向通电时，首先电磁力吸引花瓣夹套套环(17)推拉装置的磁块使花瓣夹套套环(17)移离花瓣叶片外侧中间部位，并使花瓣夹套套环(17)推拉装置的锁定板贴近锁卡部位，同时，花瓣叶片在外拉弹簧力拉动下自动打开，从而使花瓣叶内齿(11)与输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮(5)分离，与此同时，输出轴轮(7)的大磁铁环也被电磁力的吸引挤压与输出轴轮(7)相连的大弹簧使输出轴轮外磨擦锥体(13)与输出轴动力输入齿轮副轮内磨擦锥孔(9 )分离，并使输出轴轮(7 )锁定装置锁定输出轴轮(7 )和花瓣夹套套环(17)推拉装置，离合系统的分离动作完成，电磁线圈(28)断电，从而使输出轴动力输入齿轮(2)与输出轴轮(17)及动力输出轴(1)的动力传输中断。
4.如权利要求1所述的磁控离合刚性啮合自动变速方法，其特征在于同轴同柱面多级正反转变速输出的各级变速轴轮的角速度设计成从大到小逐级递减，比如零级变速轴轮(32)的角速度最大，一级变速轴轮(37)的角速度次之，二级变速轴轮(40)的角速度再次之，直到N级变速轴轮的角速度为最小，最后一级的变速轴轮的角速度为反转即为倒档，从而使自动变速调档时，能够顺档一级一级地变速，档位移动不会太大，档位的速差变化也不会太大；各级变速轴轮与动力输入固定轴(29)由轴承相连并绕动力输入固定轴(29)自由旋转，而副齿轮支架(35)固定在动力输入固定轴(29)上不旋转。
5.如权利要求1所述的磁控离合刚性啮合自动变速方法，其特征在于输出轴动力输入齿轮(2)和输出轴动力输入齿轮副轮(4)与动力输出轴(1)由轴承相连并绕动力输出轴 (1)自由旋转，而输出轴轮(7)和与输出轴轮(7)相连的花瓣夹套系统及磁控装置与动力输出轴(1)同角速度一起旋转，输出轴轮(7)套在输出轴外直齿轮(8)上并在动力输出轴(1) 上顺轴向来回滑动。
6.如权利要求1所述的磁控离合刚性啮合自动变速方法，其特征在于同轴同柱面多级正反转变速输出的各级变速轴轮也可以是在同一轴上的大小不一的齿轮，提供给大小不一的输出轴动力输入齿轮(2)不同的线速度，从而使大小不一的输出轴动力输入齿轮(2) 啮合并形成输出轴动力输入齿轮副轮(4)具有不同的角速度。
7.如权利要求1所述的磁控离合刚性啮合自动变速方法，其特征在于带花瓣叶片的花瓣夹套系统离合装置也可是普通的现在常用的离合装置，利用电磁线圈(28)控制离合动作，实现自动离合变速。
8.本发明根据上述方法还提供了相应的磁控离合刚性啮合自动变速装置，包括一根动力输入固定轴(29)及通过轴承相连套在动力输入固定轴(29)上的动力输入轴轮(30)和零级变速轴轮(32)，零级变速轴轮(32)与动力输入轴轮(30)相背的一侧有侧齿轮与安装在固定于动力输入固定轴(29)上的副齿轮支架(35)上的零级变速轴轮动力输出副齿轮(34) 相啮合将动力传输给与之同轴的固定于动力输入固定轴(29)上的副齿轮支架(35)上的一级变速轴轮动力输入副齿轮(36)，一级变速轴轮动力输入副齿轮(36)通过与一级变速轴轮(37)侧齿轮相啮合又将动力传输给同样与动力输入固定轴(29)同轴心、与零级变速轴轮(32)等外径同柱面且由轴承与动力输入固定轴(29)相连的一级变速轴轮(37)，一级变速轴轮(37)另一侧有侧齿轮与安装在固定于动力输入固定轴(29)上的副齿轮支架(35) 上的一级变速轴轮动力输出副齿轮(38)相啮合将动力传输给与之同轴的二级变速轴轮动力输入副齿轮(39)，二级变速轴轮动力输入副齿轮(39)通过与二级变速轴轮(40)侧齿轮相啮合又将动力传输给同样与动力输入固定轴(29)同轴心、与零级变速轴轮(32)等外径同柱面且由轴承与动力输入固定轴(29)相连的二级变速轴轮(40)，二级变速轴轮(40)另一侧有侧齿轮与安装在固定于动力输入固定轴(29)上的副齿轮支架(35)上的二级变速轴轮动力输出副齿轮(41)相啮合将动力传输给与之同轴的三级变速轴轮动力输入副齿轮 (44)，三级变速轴轮动力输入副齿轮(44)通过与三级变速轴轮(45)侧齿轮相啮合又将动力传输给同样与动力输入固定轴(29)同轴心、与零级变速轴轮(32)等外径同柱面且由轴承与动力输入固定轴(29)相连的三级变速轴轮(45)，同样，可以通过副齿轮将旋转动力传输给N级变速轴轮；所有变速轴轮都有相同的外径即同柱面绕同一轴以不同的角速度旋转；与同柱面的各级变速轴轮相啮合的对应的多个输出轴动力输入齿轮(2)，各有一套电磁线圈(28)控制的离合装置和有多个花瓣叶片的花瓣夹套装置组成其离合单元，同一个离合单元的输出轴动力输入齿轮(2)侧有输出轴动力输入齿轮副轮(4)，输出轴动力输入齿轮副轮(4)有个输出轴动力输入齿轮副轮内磨擦锥孔(9)和输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮(5)，与之离合的输出轴轮(7)套装在动力输出轴(1)上并通过其内直齿和动力输出轴 (1)的外直齿啮合与动力输出轴(1)同角速度旋转，并在动力输出轴(1)上顺轴向来回滑动，输出轴轮(7)靠近输出轴动力输入齿轮副轮(4) 一端有输出轴轮外磨擦锥体(13)，输出轴轮(7)远离输出轴动力输入齿轮副轮(4)的一端有输出轴轮尾部大磁铁环(15)，与输出轴轮尾部大磁铁环(15)相连的有输出轴轮尾部大磁铁环推压弹簧(16)，输出轴轮尾部大磁铁环推压弹簧(16)固定在大磁铁环推压弹簧固定圆盘，大磁铁环推压弹簧固定圆盘固定在动力输出轴(1)上，大磁铁环推压弹簧固定圆盘与输出轴轮尾部大磁铁环推压弹簧(16) 相反的另一侧是电磁线圈(28);输出轴轮(7)靠近输出轴动力输入齿轮副轮(4) 一端装有花瓣夹套，花瓣夹套由多个可在花瓣夹套径向面绕轴转动的花瓣叶片，花瓣叶片内侧靠近输出轴动力输入齿轮副轮(4)的前端有花瓣叶内斜刮片(10)，花瓣叶片内侧靠近输出轴轮 (7)部位有能与输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮(5)自由啮合或分离的花瓣叶内齿(11)， 花瓣叶片外侧套有一个外带多个活动圆环套的花瓣夹套套环(17)，多个活动圆环套的作用是使花瓣夹套套环(17)更容易套入花瓣叶片外侧的中间部位；在电磁线圈(28)与输出轴轮尾部大磁铁环推压弹簧(16)之间有个输出轴轮(7)和花瓣夹套套环(17)的锁定装置， 锁定装置包括一个固定在与输出轴轮(7)相连的输出轴轮连体套(46)上的旋转锁定挡板滑槽块(22)，旋转锁定挡板滑槽块(22)内有较窄的旋转锁定挡板滑槽(26)，有一个T形的其旋转轴由轴承固定于旋转锁定挡板连接轴固定柱(27)上的只能转动不能顺动力输出轴 (1)轴向移动的旋转锁定挡板(21)可顺旋转锁定挡板滑槽(26 )滑动，旋转锁定挡板连接轴固定柱(27)固定于动力输出轴(1)上，旋转锁定挡板(21)滑出旋转锁定挡板滑槽(26)后， 在与旋转锁定挡板(21)通过旋转锁定挡板连接轴(23 )相连的旋转锁定档板调控磁块(24) 受电磁吸力作用下旋转并卡在旋转锁定挡板滑槽块(22)的旋转锁定挡板滑槽(26)外侧， 从而锁定固定在输出轴轮连体套(46)上的旋转锁定挡板滑槽块(22)，进而锁定输出轴轮 (7)不动，同时，旋转锁定挡板(21)也锁定与花瓣夹套套环(17)相连的花瓣夹套套环推拉磁块锁定挡板(48)从而锁定花瓣夹套套环(17)不动。
全文摘要
磁控离合刚性啮合自动变速方法，包括一个具有一面侧齿轮的零级变速轴轮和与之同轴串联的多个具有两面侧齿轮的多级变速轴轮及均布在每两级变速轴轮之间并分别与各级变速轴轮侧齿轮相啮合的具有输入副齿轮和输出副齿轮的多级副齿轮组组成的多级齿轮啮合转动变速系统，和一个磁控的套在输出轴轮外直齿轮上可滑动的端部有可开闭花瓣叶片的花瓣夹套电磁控制移离或套卡在输出轴动力输入齿轮副轮上并且当套卡在输出轴动力输入齿轮副轮上时与输出轴动力输入齿轮副轮外齿轮啮合转动系统，通过给不同级变速轴轮相对应的磁控电磁线圈短时正反向通电来实现自动离合变速；还提供了磁控离合刚性啮合自动变速装置。
文档编号F16D27/118GK102384228SQ20111036089
公开日2012年3月21日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者魏伯卿 申请人:魏伯卿