专利名称：手动变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及ー种手动变速器。
背景技术：
汽车已经成为人们必备的交通和运输工具，与人们的工作生活密切相关。目前世界上所拥有的汽车数目之多，迫使人们创造发明出了各种各样的节能装置，以解能源之急，减少环境污染。进入21世纪以来，以混合动力、纯电动、燃料电池等为代表的新一代能源环保汽车正在全球范围内掀起ー场汽车技术革命。但常规动カ汽车仍是主流，因此还必须加大对常规动カ汽车的改善，并进行多元化、多技术融合发展。众所周知汽车以一定车速行驶时，当解除了发动机的驱动后，汽车在惯性作用下会继续滑行行驶。汽车滑行时，发动机怠速运转只需消耗少量的燃油。因此，滑行是有效的节油操作方式，尤其是在高速滑行时，滑行距离长，节油效果更明显。·现有手动变速器中最高档齿轮组中的其中一个齿轮一般是通过花键连接或过盈配合刚性地连接在轴上，与其啮合的齿轮则通过滚针轴承可自由转动的支承。当挂入最高档时同步机构使可自由转动的齿轮与其支撑轴固定结合实现最高档齿轮传动时发动机到车轮的刚性传动，但是当车速较高松开油门踏板时，车辆会反向驱动发动机旋转，这样在高速滑行时达不到节油的目的。因此驾驶员要想实现滑行节油须进行摘档操作，加速时再进行挂档操作，频繁的操作使驾驶员易产生疲劳。
发明内容
本发明的实施例提供ー种手动变速器，使汽车在怠速运转和不摘下最高档的条件下实现安全滑行，从而节省燃油消耗。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案—种手动变速器，包括输入来自发动机的驱动カ的输入轴和与所述输入轴平行设置的输出轴以及套设在所述输入轴与输出轴上的多个齿轮组，所述多个齿轮组包括最高档齿轮组和最闻档以外的齿轮组，所述最闻档齿轮组包括哨合连接的最闻档驱动齿轮和最闻档从动齿轮，其中，所述最高档驱动齿轮空套在所述输入轴上并能够通过与所述输入轴刚性连接的同步机构固定在所述输入轴上，所述最高档从动齿轮空套在所述输出轴上并能够通过单向离合器实现与所述输出轴结合或分离。进ー步的，所述最高档驱动齿轮通过轴承支撑在所述输入轴上，所述最高档从动齿轮通过轴承支撑在所述输出轴上。其次，所述最高档从动齿轮的端部设有内孔，所述单向离合器套装于所述内孔内。进ー步地，所述单向离合器的轴向长度小于或等于所述内孔的轴向长度。其次，所述单向离合器为滚柱单向离合器、棘轮单向离合器或楔块单向离合器。再次，各所述最高档以外的齿轮组包括空套的活动轮和与所述活动轮啮合的固定轮，所述活动轮的ー侧设有同步机构。本发明实施例提供的手动变速器，包括输入来自发动机的驱动カ的输入轴和与所述输入轴平行设置的输出轴以及套设在所述输入轴与输出轴上的多个齿轮组，所述多个齿轮组包括最高档齿轮组和最高档以外的齿轮组，所述最高档齿轮组包括啮合连接的最高档驱动齿轮和最高档从动齿轮，所述最高档驱动齿轮空套在所述输入轴上并通过与所述输入轴刚性连接的同步机构支撑在所述输入轴上，所述最高档从动齿轮空套在所述输出轴上并通过单向离合器实现与所述输出轴结合或分离。因此当挂入最高档时，所述最高档驱动齿轮通过与所述输入轴刚性连接的同步机构支撑在所述输入轴上，所述最高档齿轮组相互啮合，发动机的动カ通过所述最高档驱动齿轮传递给所述最高档从动齿轮，所述最高档从动齿轮通过所述单向离合器驱动所述输出轴旋转、传递扭矩。在滑行吋，驾驶员松开油门踏板，发动机转速迅速降低，所述输入轴转速低于输出轴转速，此时，所述输出轴的转速超越所述最高档从动齿轮的转速，使所述单向离合器处于分离状态，车辆便自动安全滑行，降低了燃油消耗。当车速降低后须再加速吋，只要踏下加速踏板，使发动机转速提高，所述最高档从动齿轮转速又高于所述输出轴的转速，所述单向离合器锁止并带动所述输出轴一起 旋转，于是汽车又恢复最高档行驶。本发明实施例还提供了一种汽车，包括发动机和与所述发动机相连的上述手动变速器。其有益效果是所述汽车在挂入最高档时，所述最高档驱动齿轮通过与所述输入轴刚性连接的同步机构固定在所述输入轴上，所述最高档齿轮组相互啮合，发动机的动カ通过所述最高档驱动齿轮传递给所述最高档从动齿轮，所述最高档从动齿轮通过所述单向离合器驱动所述输出轴旋转、传递扭矩。在滑行吋，驾驶员松开油门踏板，发动机转速迅速降低，所述输入轴转速低于输出轴转速，此时，所述输出轴的转速超越所述最高档从动齿轮的转速，使所述单向离合器处于分离状态，车辆便自动安全滑行，降低了燃油消耗。当车速降低后须再加速吋，只要踏下加速踏板，使发动机转速提高，所述最高档从动齿轮转速又高于所述输出轴的转速，所述单向离合器锁止并带动所述输出轴一起旋转，于是汽车又恢复最高档行驶。
图I为本发明实施例一种手动变速器的结构示意图；图2为图I所示手动变速器中最高档从动齿轮与输出轴的连接关系示意图；图3为图2所示沿A-A向的剖视图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明实施例ー种手动变速器进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。參看图I和图2所示为本发明一种手动变速器的ー个具体实施例，所述手动变速器包括输入来自发动机的驱动カ的输入轴10和与输入轴10平行设置的输出轴20以及套设在输入轴10与输出轴20上的多个齿轮组61、62、63、64、65、60，多个齿轮组61、62、63、G4、G5、GO包括最高档齿轮组G 5和最高档以外的齿轮组Gl、G2、G3、G4、GO，最高档齿轮组G5包括啮合连接的最高档驱动齿轮51和最高档从动齿轮52，其中，最高档驱动齿轮51空套在输入轴10上井能够通过与输入轴10刚性连接的同步机构53固定在输入轴10上，最高档从动齿轮52空套在输出轴20上井能够通过单向离合器4实现与输出轴20的结合或分离。本发明实施例提供的手动变速器的有益效果是，当挂入最高档时，最高档驱动齿轮51通过与输入轴10刚性连接的同步机构53固定在输入轴10上，最高档齿轮组G5相互啮合，发动机的动カ通过最高档驱动齿轮51传递给最高档从动齿轮52，最高档从动齿轮52通过单向离合器4驱动输出轴20旋转、传递扭矩。在滑行吋，驾驶员松开油门踏板，发动机转速迅速降低，输入轴10转速低于输出轴20转速，此时，输出轴20的转速超越最高档从动齿轮52的转速，使单向离合器4处于分离状态，车辆便自动安全滑行。当车速降低后须再加速吋，只要踏下加速踏板，使发动机转速提高，最高档从动齿轮52转速又高于输出轴20的转速，单向离合器4锁止并带动输出轴20 —起旋转，于是汽车又恢复最高档行驶。需要说明的是，对于上述实施例，齿轮组G1、G2、G3、G4、G5为前进档齿轮组，GO为后退档齿轮组，最高档齿轮组为G5，最高档以外的齿轮组为Gl、G2、G3、G4和G0，而且齿轮组G1、G2、G3、G4、G5沿发动机相反的方向依次布置，即按传动比由高到低依次布置，所以最高档齿轮组位于变速器的端部，而且端部使用锁止螺母7进行紧固连接。但本发明并不局限于5档手动变速器，也不局限于最高档设置在变速器的端部，其中最高档齿轮组也可以设置在变速器的中部，具体位置视变速器前进档的数量和变速器空间布置而定。參照图I和图2所示，最高档驱动齿轮51通过轴承5支撑在输入轴10上，最高档从动齿轮52通过轴承5支撑在输出轴20上。传统的最高档齿轮组一般是包括固定轮和活动轮，固定轮与其支撑轴刚性连接，活动轮在其支撑轴上可空转自如的支撑，当需要进行最高档齿轮传动时，活动轮可通过与其支撑轴刚性连接的同步机构固定在支撑轴上。但传统的连接方式当车速较高松开油门踏板时，车辆会反向驱动发动机旋转，这样在高速滑行时达不到节油的目的。而最高档齿轮组均通过轴承支撑在各自的轴上，相当于相互啮合的最高档齿轮组均为活动轮，但所述最高档从动齿轮同时通过所述单向离合器支撑在所述输出轴上，这样当挂入最高档时，所述最高档驱动齿轮通过与所述输入轴刚性连接的机构支撑在所述输入轴上，所述最高档齿轮组相互啮合，由于所述输入轴的转速大于所述输出轴的转速，因此所述单向离合器处于锁止状态，发动机的动カ通过所述最高档驱动齿轮传递给所述最高档从动齿轮，所述最高档从动齿轮通过所述单向离合器驱动所述输出轴旋转、传递扭矩。在滑行吋，驾驶员松开油门踏板，发动机转速迅速降低，所述输入轴转速低于输出轴转速，此时，所述输出轴的转速超越所述最高档从动齿轮的转速，使所述单向离合器处于分离状态，所述最高档从动齿轮可通过轴承相对所述输出轴自由转动，不会拖曳发动机。再次參看图2所示，最高档从动齿轮52的端部设有内孔，单向离合器4套装于所述内孔内。所述单向离合器的安装类似于轴承的安装，也是通过在最高档从动齿轮上开设内孔，将所述单向离合器套装在内孔内，也同样起到轴承的支撑作用，本发明将单向离合器设在最高档从动齿轮的一端，另一端则用轴承支撑，这样可以减小离合器的轴向尺寸，节省 成本。进ー步地，所述单向离合器的轴向长度小于或等于所述内孔的轴向长度。这样所述单向离合器不会凸出到所述内孔外，可以缩短输出轴的轴向尺寸。其次，所述单向离合器可以为滚柱单向离合器、棘轮单向离合器或楔块单向离合器。本发明以滚柱离合器为例来说明单向离合器的工作原理，如图3所示可以看出，滚柱单向离合器4包括外圈41，外圈41与最高档从动齿轮52的轮毂固定连接，且外圈41与输出轴20之间形成具有斜面44的滚道，所述滚道内设有滚柱42，滚柱42与弹簧43的一端分开接触，弹簧43的另一端与外圈41连接。其工作原理是当最高档从动齿轮52顺时针旋转时，滚柱42在离心カ的作用下滚动到窄端45，此时单向离合器4为锁止状态，发动机的动カ经最高档驱动齿轮51传递给最高档从动齿轮52，同时带动输出轴20 —起顺时针转动；当松开油门踏板时，发动机转速迅速下降，最高档从动齿轮52的转速也迅速下降，但由于惯性的作用输出轴20转速不变，此时输出轴20的转速大于最高档从动齿轮52的转速，滚柱42在摩擦力的作用下会压缩弹簧43滚动到宽端46的位置处，此时单向离合器4为分离状态，输出轴20不会拖曳发动机。需要说明的是，对于上述滚柱式单向离合器也可以设置内圈，外圈和内圈之间形 成滚道，内圈和输出轴固定连接。本发明实施例没有设置内圈，可以减小离合器的径向尺寸以减小齿轮内孔孔径。其它类型的离合器的工作原理和上述滚柱式单向离合器的工作原理类似，当然也可以使用例如单向滑块的单向装置，只要能实现单向锁止的功能即可。再次，各所述最高档以外的齿轮组包括空套的活动轮和与所述活动轮啮合的固定轮，所述活动轮的ー侧设有同步机构。从图I中可以看出，齿轮组G 3和G4中驱动轮为活动轮，从动轮为固定轮，而齿轮组G1、G2和GO中驱动轮为固定轮,而从动轮为活动轮。从传动原理上来讲，各齿轮组中至少有ー个齿轮(即活动轮)可与其所在支撑轴相对转动，并可通过与其所在支撑轴上刚性连接的同步机构与支撑轴连结，一般为简化结构或操作，与活动轮啮合的齿轮采取固定安装在其支撑轴上。这样当挂入相应的档位时只需用同步机构将活动轮与其支撑轴固定连接便可实现相应档位的齿轮传动。而如果将齿轮组全部设为活动轮，则在挂入相应档位时需要将齿轮组均与对应支撑轴固定连接，结构复杂，虽然使用能够自动锁止或分离的离合器也能够实现齿轮传动或换档操作，但无形当中又増加了成本相对较高的离合器，不利于变速器的成本降低。因此本发明只在需要滑行的最高档从动齿轮上安装单向离合器，而其它档位的齿轮组仍旧采取固定轮与活动轮的设置方式。当然，如果发动机排量大或是变速器档位多，也可以在次高档齿轮组的从动齿轮内套设单向离合器，汽车可以在次高档滑行，更进一歩降低油耗；而在更低的档位一般是不允许也不需要挂档滑行的，因此也不必设置单向离合器。其次，所述手动变速器还包括壳体，所述壳体内设有轴承6，所述轴承支撑所述输入轴或所述输出轴。本发明实施例还提供了一种汽车，包括发动机和与所述发动机连接的上述手动变速器。其有益效果是当所述汽车在挂入最高档时，所述最高档驱动齿轮通过与所述输入轴刚性连接的同步机构固定在所述输入轴上，所述最高档齿轮组相互啮合，发动机的动カ通过所述最高档驱动齿轮传递给所述最高档从动齿轮，所述最高档从动齿轮通过所述单向离合器驱动所述输出轴旋转、传递扭矩。在滑行吋，驾驶员松开油门踏板，发动机转速迅速降低，所述输入轴转速低于输出轴转速，此时，所述输出轴的转速超越所述最高档从动齿轮的转速，使所述单向离合器处于分离状态，车辆便自动安全滑行，降低了燃油消耗。当车速降低后须再加速吋，只要踏下加速踏板，使发动机转速提高，所述最高档从动齿轮转速又高于所述输出轴的转速，所述单向离合器锁止并带动所述输出轴一起旋转，于是汽车又恢复最高档行驶。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种手动变速器，包括输入来自发动机的驱动カ的输入轴和与所述输入轴平行设置的输出轴以及套设在所述输入轴与输出轴上的多个齿轮组，所述多个齿轮组包括最高档齿轮组和最高档以外的齿轮组，所述最高档齿轮组包括啮合连接的最高档驱动齿轮和最高档从动齿轮，其特征在干， 所述最高档驱动齿轮空套在所述输入轴上并能够通过与所述输入轴刚性连接的同步机构固定在所述输入轴上，所述最高档从动齿轮空套在所述输出轴上并能够通过单向离合器实现与所述输出轴结合或分离。
2.根据权利要求I所述的手动变速器，其特征在于，所述最高档驱动齿轮通过轴承支撑在所述输入轴上，所述最高档从动齿轮通过轴承支撑在所述输出轴上。
3.根据权利要求2所述的手动变速器，其特征在于，所述最高档从动齿轮的端部设有 内孔，所述单向离合器套装于所述内孔内。
4.根据权利要求3所述的手动变速器，其特征在于，所述单向离合器的轴向长度小于或等于所述内孔的轴向长度。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的手动变速器，其特征在于，所述单向离合器为滚柱单向离合器、棘轮单向离合器或楔块单向离合器。
6.根据权利要求5所述的手动变速器，其特征在于，各所述最高档以外的齿轮组包括空套的活动轮和与所述活动轮啮合的固定轮，所述活动轮的ー侧设有同步机构。
7.一种汽车，包括发动机和与所述发动机连接的权利要求1-6中任一项所述的手动变速器。
全文摘要
本发明实施例公开了一种手动变速器，涉及汽车技术领域，为使汽车在怠速运转和不摘下最高档的条件下实现安全滑行，以节省燃油消耗而发明。所述手动变速器包括输入来自发动机的驱动力的输入轴和与所述输入轴平行设置的输出轴以及套设在所述输入轴与输出轴上的多个齿轮组，所述多个齿轮组包括最高档齿轮组和最高档以外的齿轮组，所述最高档齿轮组包括啮合连接的最高档驱动齿轮和最高档从动齿轮，其中，所述最高档驱动齿轮空套在所述输入轴上并能够通过与所述输入轴刚性连接的同步机构固定在所述输入轴上，所述最高档从动齿轮空套在所述输出轴上并能够通过单向离合器实现与所述输出轴结合或分离。本发明用来输出发动机的动力，传递扭矩。
文档编号F16H3/10GK102678893SQ20121017141
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者代奎杰, 刘雅丽, 姜海鹏, 张倩, 王一博, 郑立朋 申请人:长城汽车股份有限公司