本发明属于汽车自动变速器技术领域，特别涉及一种商用车12挡机械式自动变速器。
背景技术：
目前，国内的商用车匹配的变速器基本都是手动，手动变速器价格低、结构简单易制造、易维修，但是驾驶员的劳动强度较大，尤其是10挡以上的多挡变速器，需要频繁的踩下离合器再换挡，易产生疲劳影响行车安全。而自动变速器则简化了驾驶员的操作，同时模拟优秀驾驶员的操作，降低燃油消耗，提高传动系使用寿命。因此，匹配自动变速器是商用车技术发展的必然趋势。
机械式自动变速器(以下简称amt)，是以手动变速器为基础，通过匹配选换挡执行器、离合器执行器，通过变速器控制单元(以下简称tcu)发出的控制命令，实现变速器自动选换档功能。amt变速器具有传动效率高、结构简单、维修成本低等优势，适合在商用车领域大范围推广。在欧美市场，amt的占有率已经达到了70％以上，但是在国内还处于刚刚起步阶段，因此大力发展amt技术不仅有助于商用车技术提升，更为增强国内自主产品的国际竞争力提供了技术储备。
技术实现要素：
本发明目的是提供一种商用车12挡机械式自动变速器，其主、副箱采用双中间轴结构，无同步器，换挡轻便，结构紧凑。选换挡执行器采用电机驱动，噪音低，无污染，离合器执行器采用电控气动方式驱动，响应快，输出力大。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种商用车12挡机械式自动变速器，其包括变速器本体、选换挡执行器、离合器执行器、中间轴制动器控制阀和副箱控制阀；
所述变速器本体包括壳体，以及布置在壳体内的一轴总成、二轴总成、左中间轴总成、右中间轴总成和副箱总成，所述左中间轴总成和右中间轴总成结构相同，并分别位于所述二轴总成的两侧，且所述左中间轴总成和右中间轴总成均与所述一轴总成齿轮啮合，所述左中间轴总成和右中间轴总成还均与二轴总成通过齿轮啮合；副箱总成与二轴总成通过太阳轮齿轮啮合；
所述选换挡执行器固定在变速器本体的上方，通过选换挡拨头与变速器本体的换挡拨叉连接，实现选换挡动作；
所述离合器执行器固定在变速器本体的下方，通过挺杆与离合器分离叉连接；顶杆推动离合器分离叉移动，起到杠杆的作用带动分离轴承在一轴总成上平移，实现离合器的分离与结合；
所述中间轴制动器控制阀通过支架固定在变速器本体的上方，副箱控制阀固定在变速器本体的副箱总成上方。
可选的，所述副箱控制阀固定在变速器本体的副箱气缸上，其进气口通过减压阀与变速器气管总成相连，出气口与副箱气缸对应气路相连。
可选的，所述商用车12挡机械式自动变速器还包括中间轴制动器，所述中间轴制动器布置在变速器本体前端，固定于变速器本体的前壳体上，中间轴制动器内的摩擦片与变速器本体的右中间轴总成的前端通过花键连接；所述中间轴制动器控制阀的进气口与变速器气管总成连接，出气口通过中间轴制动器气管与中间轴制动器前端连接。
可选的，所述商用车12挡机械式自动变速器还包括油泵，所述油泵布置在变速器本体前端，油泵的插销置于变速器本体的左中间轴总成的前端的销槽内，由所述左中间轴总成驱动工作，油泵下部的进油口与变速器本体内的过滤器通过进油管连接，油泵的出油口通过输油管与变速器本体内的强制润滑油管连接，以及通过中间轴制动器油管和中间轴制动器连接，为制动器的摩擦片提供冷却和润滑。
可选的，所述商用车12挡机械式自动变速器还包括输入轴转速传感器，所述输入轴转速传感器布置在变速器本体的主箱左中间轴总成减速齿轮上方，用于测量左中间轴总成的转速信号。
可选的，所述商用车12挡机械式自动变速器还包括输出轴转速传感器，所述输出轴转速传感器布置在变速器输出轴计数轮上方，固定在变速器后轴承盖壳体上。
可选的，所述商用车12挡机械式自动变速器还包括油温传感器，所述油温传感器布置在变速器侧面底部，用于监控变速器油温。
可选的，所述商用车12挡机械式自动变速器还包括位移传感器，所述位移传感器固定在副箱气缸上，通过检测副箱气缸活塞位置判定副箱换挡是否完成。
可选的，所述商用车12挡机械式自动变速器还包括tcu，所述tcu布置在整车车架纵梁上，且所述tcu通过变速器线束分别连接选换挡执行器，离合器执行器，中间轴制动器控制阀，副箱控制阀、输入轴转速传感器、输出轴转速传感器、油温传感器和位移传感器，接收来自输入轴转速传感器、输出轴转速传感器、油温传感器和位移传感器所提供的转速、油温和位移信号，选择最佳的换挡时机和策略，通过控制选换挡执行器、离合器执行器、副箱控制阀和中间轴制动器控制阀操纵变速器本体完成选换挡动作。
本发明具有如下有益效果：本发明的商用车12挡机械式自动变速器采用模块化设计，实现全路况自动换挡，操作简单方便，节能环保，可靠耐用，未来国内重卡市场发展方向；通过tcu综合控制，实现自动换挡功能，简化驾驶员操作，提高整车舒适性和燃油经济性。
附图说明
图1为本发明的商用车12挡机械式自动变速器的主视图；
图2为本发明的商用车12挡机械式自动变速器的俯视图；
图3为本发明的商用车12挡机械式自动变速器的左视图；
图4为本发明的商用车12挡机械式自动变速器的剖视图；
图5为本发明的商用车12挡机械式自动变速器的结构原理图；
图中标记示意为：1-变速器本体；2-选换挡执行器；3-离合器执行器；4-中间轴制动器；5-油泵；6-输入轴转速传感器；7-输出轴转速传感器；8-油温传感器；9-中间轴制动器控制阀；10-副箱控制阀；11-减压阀；12-变速器线束；13-变速器气管总成；14-中间轴制动器气管；15-中间轴制动器油管；16-强制润滑油管；17-一轴总成；18-二轴总成；19-右中间轴总成；20-左中间轴总成；21-副箱总成；22-离合器分离叉；23-分离轴承；24-发动机飞轮；25-离合器。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种商用车12挡机械式自动变速器，其包括变速器本体1、选换挡执行器2、离合器执行器3、中间轴制动器4和副箱控制阀10。
如图1和图2所示，所述选换挡执行器2通过四个螺栓固定在变速器本体1的中壳体的上方，离合器执行器3通过四个螺栓固定在变速器本体1的前壳体的下方，中间轴制动器控制阀9通过支架固定在变速器本体1的中壳体上方，副箱控制阀10通过三个螺栓固定在变速器本体1的副箱总成上方。
tcu通过变速器线束12分别连接选换挡执行器2，离合器执行器3，中间轴制动器控制阀9，副箱控制阀10以及各个传感器(输入轴转速传感器6、输出轴转速传感器7、油温传感器8、位移传感器和倒挡开关)，接收来自各个传感器提供的转速、油温和位移等信号，选择最佳的换挡时机和策略，通过控制选换挡执行器2、离合器执行器3、副箱控制阀10、中间轴制动器控制阀9操纵对应的变速器本体1完成选换挡动作；所述变速器线束12与tcu连接的一端布置在变速器本体1侧方，而且所述tcu布置在整车车架纵梁上。
如图3和图4所示，所述变速器本体1是主副箱双中间轴结构，主箱由选换挡执行器2控制滑动齿套实现6个前进挡和1个倒挡，副箱由副箱气缸(副箱控制阀10)控制副箱同步器实现高低2个挡位，共形成12个前进挡和2个倒挡。
变速器本体1的全部壳体采用铝合金材质，实现变速器轻量化，与同结构铁壳体变速器相比重量减轻100kg，同时提高变速器总成散热能力；变速器本体1的副箱全部轴齿件采用斜齿结构，提高变速器总成的承载能力，使变速器总成输入扭矩达到2300nm，寿命达到150万公里；副箱右下中间轴采用长花键设计，方便取力器的改装要求。
所述变速器本体1包括壳体，以及布置在壳体内的一轴总成17、二轴总成18、左中间轴总成19、右中间轴总成20和副箱总成21，所述左中间轴总成19和右中间轴总成20结构相同，并分别位于所述二轴总成18的两侧，且所述左中间轴总成19和右中间轴总成20均与所述一轴总成17齿轮啮合，并传动连接，而且所述左中间轴总成19和右中间轴总成20还均与二轴总成18通过齿轮啮合，并传动连接；副箱总成21与二轴总成18通过太阳轮齿轮啮合；由发动机提供的动力通过离合器接入，并依次传递给一轴总成17、左中间轴总成19、右中间轴总成20、二轴总成18和副箱总成21，最后通过与副箱总成21连接的输出法兰输出。
如图1、图2和图5所示，选换挡执行器2通过螺钉连接固定在变速器本体1顶盖连接面，侧面通过支架辅助连接在变速器壳体1上，选换挡执行器2的换挡拨头置于变速器本体1的选换挡口内。选换挡执行器2通过变速器线束12接收来自tcu的控制信号，通过横置选挡伺服电机和纵置换挡伺服电机驱动换挡拨头，实现变速器主箱选换挡动作，即横置选挡伺服电机负责选挡动作，最大选挡力200n，最快0.08s，纵置换挡伺服电机负责换挡动作，最大换挡力2000n，最快0.15s，通过两个电机驱动换挡拨头实现变速器主箱选换挡动作。
如图1、图3和图5所示，离合器执行器3布置在变速器本体1底部，通过螺钉与离合器壳体连接，通过支架辅助连接在变速器壳体上，离合器执行器3的挺杆顶在离合器分离叉22的球窝内，其进气口与变速器气管总成13相连。离合器执行器3通过变速器线束12接收来自tcu的控制信号，通过气动控制挺杆动作，推动离合器分离叉22带动分离轴承23在一轴总成17上平移，操纵离合器分离和接合。
如图1、图2和图5所示，副箱控制阀10直接通过螺钉固定在变速器本体的副箱气缸上，其进气口通过减压阀11与变速器气管总成13相连，出气口与副箱气缸对应气路相连。副箱控制阀10通过变速器线束12接收来自tcu的控制信号，实现变速器副箱的高低挡切换，完成副箱的换挡动作。
如图3、图4和图5所示，中间轴制动器4布置在变速器本体1前端，通过螺栓固定于变速器本体1的前壳体上，中间轴制动器4内的摩擦片与变速器本体的右中间轴总成19的前端通过花键连接。中间轴制动器控制阀9通过支架固定在变速器壳体上，其进气口与变速器气管总成13连接，出气口通过中间轴制动器气管14与中间轴制动器4前端连接。中间轴制动器控制阀9通过变速器线束12接收来自tcu的控制信号，通过气动控制中间轴制动器4活塞动作，活塞压紧中间轴制动器4内的摩擦片，摩擦片与右中间轴总成19的前端花键连接，从而实现对中间轴的制动，制动力矩达到96nm，辅助选换挡执行器2完成主箱换挡动作。
如图3、图4和图5所示，油泵5布置在变速器本体1前端，油泵的插销置于变速器本体的左中间轴总成20的前端的销槽内，由其驱动工作，油泵下部的进油口与变速器本体内的过滤器通过进油管连接，油泵的出油口通过输油管与变速器本体内的强制润滑油管16连接，通过中间轴制动器油管15和中间轴制动器4连接，为制动器的摩擦片提供冷却和润滑。
如图1、图2和图5所示，输入轴转速传感器6布置在变速器本体1的主箱左中间轴总成20减速齿轮上方，用螺钉固定在变速器前壳体上，测量主箱中间轴转速信号，通过变速器线束12向换为tcu反馈一轴总成17的转速信号。
如图2所示，输出轴转速传感器7布置在变速器输出轴计数轮上方，用螺钉固定在变速器后轴承盖壳体上，通过变速器线束12向tcu反馈变速器输出轴的转速信号，同时为整车提供里程数据。
如图1所示，油温传感器8布置在变速器本体的侧面底部，螺纹连接，监控变速器油温，通过变速器线束12向换为tcu反馈变速器油温信号，实时修正换挡参数，判定最佳换挡时机。
所述的位移传感器通过螺钉连接固定在副箱气缸上，通过检测副箱气缸活塞位置判定副箱换挡是否完成，并将相应信号提供给tcu，用于换挡策略判断。
本发明的商用车12挡机械式自动变速器采用模块化设计，实现全路况自动换挡，操作简单方便，节能环保，可靠耐用，未来国内重卡市场发展方向；通过tcu综合控制，实现自动换挡功能，简化驾驶员操作，提高整车舒适性和燃油经济性。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。