轻型车用液力变速器的制作方法

本发明涉及一种轻型车用液力变速器，属于轻型车辆的液力变速器技术领域。

背景技术：

一般汽车的变速器主要有机械式变速器和液力机械变速器二种。机械式变速器操作复杂，对于需频繁停车、起步和加速的汽车，驾驶员必须频繁换挡，劳动强度很大，且机械式变速器为有级变速的刚性传动，在行驶过程中振动和冲击较大，乘坐舒适性较差。通过电液阀控制操纵湿式多片式离合器实现挡位的转换，液力机械变速器由于采用外啮合齿轮进行换挡传动，具有制造工艺好，传动效率高的优点。对于液力机械变速器，一种为行星齿轮式变速器，可以通过较少行星排数获得适当多的挡数，具有结构紧凑、重量轻的优点，但也存在着工艺性复杂，制造成本高等缺陷。而轻型车用液力变速器适用范围比较特殊，车重总质量小于7吨，车身总长小于7米。乘用车的自动变速器，动力不够无法安装；大重型汽车的自动变速器，动力范围不适合，体积大无法安装。再则，由于现有同类液力变速器普遍存在操纵不够灵敏，不同工况切换时使用困难，使用劳动强度大。

技术实现要素：

本发明的目的是在于克服现有技术存在的不足，提供一种结构新颖、紧凑，装配方便、操纵灵活，挡位多、能适应轻型车不同工况，取力口速比可调的轻型车用液力变速器。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种轻型车用液力变速器，包括液力变矩器和变速器，所述的液力变矩器包括驱动盘、闭锁离合器、涡轮、导轮、泵轮以及导轮座和输入轴，驱动盘通过闭锁离合器与泵轮连接，导轮通过超越离合器固定在导轮座上，固定连接在箱体上的导轮座套装在输入轴上，涡轮通过涡轮座固定连接在输入轴上；其特征在于：

所述的箱体上安装有油泵驱动套和支承轴，油泵连接齿轮固定在油泵驱动套上，设置在箱体内的油泵与油泵驱动套连接，箱体在输入轴的水平部位设有取力窗口，固定在箱体上的支承轴与取力窗口对应，齿径不同的第一取力器齿轮和第二取力器齿轮空套在支承轴上，空套在导轮座轴段上的连接齿轮与泵轮连接，且连接齿轮与大径的第一取力器齿轮常啮合，油泵连接齿轮与第一取力器齿轮或第二取力器齿轮常啮合；

所述的变速器包括通过轴承支承在箱体上的Ⅰ轴、Ⅱ轴以及输出轴和倒挡轴，输出轴沿轴向依次设有输出轴齿轮、高挡输出齿轮以及低挡输出齿轮和输出法兰，具有齿径不同的第一输入齿轮和第二输入齿轮的输入轴通过轴承与输出轴同轴连接，湿式离合器K1和湿式离合器K2连接在Ⅰ轴上并与空套在Ⅰ轴上各自对应的第一主动齿轮和第二主动齿轮连接，Ⅰ轴输入侧的Ⅰ轴从动齿轮与小径的第二输入齿轮常啮合，第一主动齿轮与低挡输出齿轮常啮合，第二主动齿轮与输出轴齿轮常啮合，实现二挡前进动力输出；

湿式离合器K3和湿式离合器K4连接在Ⅱ轴上并与空套在Ⅱ轴上各自对应的第三主动齿轮和第四主动齿轮连接，Ⅱ轴输入侧的Ⅱ轴从动齿轮与大径的第一输入齿轮常啮合，第三主动齿轮与输出轴齿轮常啮合，第四主动齿轮与高挡输出齿轮常啮合，并与闭锁离合器配合，实现四挡前进动力输出；

所述的倒挡轴上安装有倒挡离合器Kr，且倒挡离合器Kr的外齿轮与湿式离合器K1的外齿轮或湿式离合器K2的外齿轮常啮合，倒挡离合器Kr与套装在倒挡轴上的倒挡主动齿轮连接，倒挡主动齿轮与低挡输出齿轮常啮合，实现倒挡动力输出。

本发明的液力变速器的输入轴上个有两个齿径不同的输入齿轮，与Ⅰ轴和Ⅱ轴上的从动齿轮常啮合，Ⅰ轴、Ⅱ轴以及倒挡轴均安装有控制挡位的湿式离合器，通过电液阀控制Ⅰ轴、Ⅱ轴以及倒挡轴上各自对应的湿式离合器的工作，使空套在Ⅰ轴上的第一主动齿轮和第二主动齿轮以及空套在Ⅱ轴上的第三主动齿轮和第四主动齿轮与输出轴上的输出轴齿轮、低挡输出齿轮和高挡输出齿轮啮合而输出动力，由于输入轴分别通过输入齿轮来驱动Ⅰ轴和Ⅱ轴，故能降低动力传动损失，提高传动效率，降低耗油量。本发明的液力变速器采用输入轴、Ⅰ轴、Ⅱ轴以及倒挡轴和输出轴，且输入轴与变速器的输出轴同轴连接，安装方便，结构简单紧凑、合理，体积小，便于制作，装配精度易保证，维修方便，变速器的内部结构能实现轻型的要求。本发明通过少量的传动轴和齿轮并配合湿式离合器，通过电液阀控制操纵湿式离合器实现自动换挡，实现六个前进挡和一个倒挡，动力范围适合用轻型车辆，能满足轻型车辆不同工况。本发明在箱体上设有取力口，可将发动机的扭矩通过取力齿轮传出去，取力窗口位于变速箱输入轴水平部位，且取力口速比可调，满足不同作业要求。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1为本发明轻型车用液力变速器的结构示意图。

图2是图1的侧视结构示意图。

图3是图1的A-A及B-B的剖视展开结构示意图。

图4是本发明的传动原理图。

其中：1—驱动盘，2—导轮座，3—导轮，4—闭锁离合器，5—涡轮，6—泵轮，7—连接齿轮，8—第一取力器齿轮，9—支承轴，10—油泵驱动套，11—油泵连接齿轮，12—第二取力器齿轮，13—油泵，14—输入轴，15—第一输入齿轮，16—Ⅰ轴从动齿轮，17—第二主动齿轮，18—倒挡轴，19—倒挡主动齿轮，20—Ⅰ轴，21—第一主动齿轮，22—低挡输出齿轮，23—输出轴，24—输出法兰，25—高挡输出齿轮，26—第四主动齿轮，27—Ⅱ轴，28—箱体，28-1—取力窗口，28-2—前箱体，28-21—中间墙板，28-22—后墙板，28-3-后箱体，28-31—前墙板，28-32—后墙板，28-33—第一中间挡板，28-34—第二中间挡板，28-4—箱盖，29—电液阀，30—第三主动齿轮，31—输出轴齿轮，32—第二输入齿轮，33—Ⅱ轴从动齿轮，34-超越离合器，35—涡轮座，36—Ⅰ轴轴承盖，37—Ⅱ轴轴承盖，38—倒挡轴承盖，39—输出轴轴承盖。

具体实施方式

见图1～3所示，本发明的轻型车用液力变速器，包括液力变矩器和变速器。本发明的液力变矩器包括驱动盘1、闭锁离合器4、涡轮5、导轮3、泵轮6以及导轮座2和输入轴14，驱动盘1通过闭锁离合器4与泵轮6连接，导轮3通过超越离合器34固定在导轮座2上，固定连接在箱体28上的导轮座2套装在输入轴14上，涡轮5通过涡轮座35固定连接在输入轴14上。

见图1、3所示，本发明箱体28上安装有油泵驱动套10和支承轴9，油泵驱动套10通过轴承连接在箱体28上，油泵连接齿轮11固定在油泵驱动套10上，可将油泵连接齿轮11与油泵驱动套10制成一体结构，设置在箱体28内的油泵13与油泵驱动套10连接，通过内置在箱体28内的油泵13，能进一步减少液力变矩器的体积，当驱动盘1带动泵轮6转动时，通过油泵13分别向涡轮5以及箱体28上的油道、及Ⅰ轴20、Ⅱ轴27和倒挡轴18内的油道供油，实现挡位的转换及润滑；同时油液驱动涡轮5转动通过涡轮座35而带动输入轴14转动，将动力经各轴后通过输出轴23输出。

见图1、2所示，本发明箱体28在输入轴14的水平部位设有取力窗口28-1，固定在箱体28上支承轴9与取力窗口28-1对应，该支承轴9采用T形轴并通过紧固件安装在箱体28上，用于支承两取力器齿轮，两齿径不同的第一取力器齿轮8和第二取力器齿轮12空套在支承轴9上，由于第一取力器齿轮8和第二取力器齿轮12的齿径不同，因此能方便调整速比取力，扩大取力范围，空套在导轮座2轴段上的连接齿轮7与泵轮6连接，且连接齿轮7与大径的第一取力器齿轮8常啮合，油泵连接齿轮11与第一取力器齿轮8或第二取力器齿轮12常啮合，输入动力通过取力器传出，以满足不同工况车辆的作业需求，而油泵13保证变速器的换挡压力及润滑。

见图3所示，本发明的第二取力器齿轮12通过轴承安装在支承轴9上，第一取力器齿轮8可拆连接在第二取力器齿轮12上，且第一取力器齿轮8的齿厚小于第二取力器齿轮12的齿厚，方便加工和装配。

见图1、3所示，本发明的变速器包括通过轴承支承在箱体28上的Ⅰ轴20、Ⅱ轴27以及输出轴23和倒挡轴18，输出轴23沿轴向依次设有输出轴齿轮31、高挡输出齿轮25以及低挡输出齿轮22和输出法兰24，该输出轴齿轮31可与输出轴23制成一体结构，而高挡输出齿轮25以及低挡输出齿轮22和输出法兰24连接在输出轴23上，分别输出不同的转速，具有两齿径不同的第一输入齿轮15和第二输入齿轮32的输入轴14通过轴承与输出轴23同轴连接，使液力变速器结构简单紧凑、合理，便于制作。

见图3所示，本发明为便于安装，输入轴14在第一输入齿轮15和第二输入齿轮32的两侧设有外轴径段和内轴径段，安装在输入轴14内轴径段上的轴承连接在箱体28上，安装在输入轴14外轴径段上的轴承设置在输出轴23内侧的安装孔内，输出轴23的外侧通过轴承安装在箱体28上。

见图3所示，本发明湿式离合器K1和湿式离合器K2连接在Ⅰ轴20上并与空套在Ⅰ轴20上各自对应的第一主动齿轮21和第二主动齿轮17连接，Ⅰ轴20输入侧的Ⅰ轴从动齿轮16与小径的第二输入齿轮32常啮合，将输入轴14上的动力传至Ⅰ轴20上，第一主动齿轮21与低挡输出齿轮22常啮合，第二主动齿轮17与输出轴齿轮31以及常啮合，通过安装在箱体28上的电液阀29分别控制湿式离合器K1和湿式离合器K2，通过第一主动齿轮21或第二主动齿轮17，将动力传到输出轴23上，而实现两挡前进动力输出。

见图3所示，本发明湿式离合器K1和湿式离合器K2背靠背安装在Ⅰ轴20上，湿式离合器K1的摩擦副是湿式离合器K2的摩擦副的1.3～1.8倍，如为1.4或1.6或1.7倍，由于湿式离合器K1的摩擦副多于湿式离合器K2的摩擦副，低速前进挡离合器摩擦副相对转速较小，降低动力传动损失，提高传动效率。见图3所示，本发明湿式离合器K1和湿式离合器K2同一个外壳上设有外齿轮，通过滚针轴承安装在Ⅰ轴20上的第一主动齿轮21和第二主动齿轮17位于湿式离合器K1和湿式离合器K2的两侧。

见图3所示，本发明湿式离合器K3和湿式离合器K4连接在Ⅱ轴27上并与空套在Ⅱ轴27上各自对应的第三主动齿轮30和第四主动齿轮26连接，Ⅱ轴27输入侧的Ⅱ轴从动齿轮33与大径的第一输入齿轮15常啮合，将输入轴14上的动力传至Ⅱ轴27上，第三主动齿轮30与输出轴齿轮31常啮合，第四主动齿轮26与高挡输出齿轮25常啮合，通过电液阀29分别控制湿式离合器K3和湿式离合器K4，通过第三主动齿轮30或第四主动齿轮26，将动力传到输出轴23上，并结合闭锁离合器4实现四挡前进动力输出。

见图3所示，本发明湿式离合器K3和湿式离合器K4背靠背安装在Ⅱ轴27上，且湿式离合器K3的摩擦副与湿式离合器K4的摩擦副相同，通过滚针轴承安装在Ⅱ轴27上的第三主动齿轮30和第四主动齿轮26位于湿式离合器K3和湿式离合器K4两侧，该湿式离合器K3及湿式离合器K4的摩擦副与湿式离合器K2的摩擦副相同，方便安装。

见图3所示，本发明倒挡轴18上安装有倒挡离合器Kr，且倒挡离合器Kr的外齿轮与湿式离合器K1的外齿轮或湿式离合器K2的外齿轮常啮合，将传到Ⅰ轴20上的动力通过湿式离合器而传至倒挡离合器Kr，倒挡离合器Kr与套装在倒挡轴18上的倒挡主动齿轮19连接，倒挡主动齿轮19与低挡输出齿轮22常啮合，通过电液阀29控制倒挡离合器Kr实现倒挡动力输出。

见图1～3所示，本发明的箱体28包括用于安装液力变矩器的前箱体28-2和用于安装变速器的后箱体28-3以及安装在后箱体28-3后墙板28-32上的箱盖28-4，前箱体28-2、后箱体28-3以及箱盖28-4通过定位销定位并用紧固件连接，便于加工、安装和维护。

见图3所示，本发明的前箱体28-2包括敞口的凹腔箱体以及中间墙板28-21和后墙板28-22，驱动盘1、闭锁离合器4、涡轮5、导轮3和泵轮6均设在凹腔箱体内，油泵驱动套10两侧通过轴承安装在前箱体28-2的中间墙板28-21和后墙板28-22上，支承轴9的前侧支承在中间墙板28-21上、后侧通过紧固件安装在后墙板28-22，连接齿轮7通过轴承连接在前箱体28-2的中间墙板28-21和后墙板28-22上，输入轴14通过轴承支承在导轮座2上。

见图1～3所示，本发明后箱体28-3设有前墙板28-31、后墙板28-32以及位于后箱体28-3内的第一中间挡板28-33和第二中间挡板28-34，箱盖28-4上设有对应各轴的轴承孔，后箱体28-3的前墙板28-31通过定位销和紧固件与前箱体28-2的后墙板28-22连接，后箱体28-3的后墙板上28-32通过定位销和紧固件与箱盖28-4连接，Ⅰ轴20通过轴承安装在后箱体28-3的第一中间挡板28-33和箱盖28-4上，倒挡轴18通过轴承安装在后箱体28-3的第二中间挡板28-34和箱盖28-4上，Ⅱ轴27通过轴承安装在后箱体28-3的前墙板28-31和箱盖28-4上，输出轴23的后侧通过轴承支承箱盖28-4上，而Ⅰ轴轴承盖36、Ⅱ轴轴承盖37、倒挡轴承盖38和输出轴轴承盖39对应各轴并安装在箱盖28-4上。

见图3、4所示，本发明的传动路线如下：前进Ⅰ挡：输入轴14→第二输入齿轮32→Ⅰ轴从动齿轮16→湿式离合器K1、→第一主动齿轮21→低挡输出齿轮22→输出轴23；前Ⅱ进挡：输入轴14→第二输入齿轮32→Ⅰ轴从动齿轮16→湿式离合器K2→第二主动齿轮17→输出轴齿轮31→输出轴23；前进Ⅲ挡：输入轴14→第一输入齿轮15→Ⅱ轴从动齿轮33→湿式离合器K3→第三主动齿轮30→输出轴齿轮31→输出轴23；前进Ⅳ挡：输入轴14→第一输入齿轮15→Ⅱ轴从动齿轮33→湿式离合器K4→第四主动齿轮26→高挡输出齿轮25→输出轴23；当闭锁离合器4与驱动盘1连接，与前进Ⅲ挡和前进Ⅳ挡结合，组成前进Ⅴ挡和Ⅵ挡；倒挡传动：输入轴14→第二输入齿轮32→Ⅰ轴从动齿轮16→湿式离合器K1或湿式离合器K2的外齿轮→倒挡离合器的外齿轮→倒挡离合器Kr→倒挡主动齿轮19→低挡输出齿轮22→输出轴23，当Ⅰ轴20、Ⅱ轴上的湿式离合器K1、K2、K3、K4,以及倒挡轴18上的倒挡离合器Kr均脱开时，无功率输出，变速箱呈空负荷运转即空挡，可形成六个前进挡和一个倒挡的多挡结构。

见图3、4所示，本发明在工作时，当发动机启动后，通过驱动盘1经闭锁离合器4带动泵轮6转动，随之泵轮6通过导轮3、涡轮5及输入轴14一起转动；而操作闭锁离合器4脱离泵轮6，通过驱动盘1经闭锁离合器4带动涡轮5及输入轴14一起转动实现高挡位动力输出，输入轴14上的第二输入齿轮32带动Ⅰ轴从动齿轮16、第一输入齿轮15带动Ⅱ轴从动齿轮33，同时Ⅰ轴20上的湿式离合器的外齿轮驱动倒挡离合器Kr的外齿轮，将动力传到变速箱内，当Ⅰ轴20的湿式离合器K1、K2及Ⅱ轴27上的湿式离合器K3、K4,和倒挡轴18上的倒挡离合器Kr均脱开时，无功率输出，变速箱呈空负荷运转即空挡。当挂倒挡、高挡或低挡任一挡时，因对应的湿式离合器接合后，通过高挡输出齿轮25或低挡输出齿轮22经输出轴23输出，此时，随驱动负荷的大小，在导轮3的作用下，产生合适的力矩驱动汽车运行，并在一定速度下，结合闭锁离合器4，使液力变速器的传动效率达到最高，降低耗油量，以构成多挡位变换。

见图1、3、4所示，本发明在工作时，当发动机启动后，通过驱动盘1带动泵轮6转动时，随之连接在泵轮6上的连接齿轮7与第一取力器齿轮8或第二取力器齿轮12常啮合，输入动力可通过取力器传出，取力器可与第一取力器齿轮8或第二取力器齿轮12啮合，以调整速比取力。同时取力器齿轮与油泵连接齿轮11常啮合，通过油泵驱动套10驱动油泵13工作，保证变速器的换挡压力及润滑。