具有倒挡齿轮制动器的变速器的制作方法

本公开涉及电动车辆变速器。更具体地，本公开涉及具有倒挡齿轮制动器的电动车辆变速器。

典型的手动变速器包括多个轴、齿轮、换挡机构、同步器或其它转矩传输机构，它们配合以提供多个前进挡和倒挡齿轮或速比。变速器输入轴选择性地连接到发动机输出轴，并且包括多个齿轮，这些齿轮可使用例如同步器选择性地连接到输入轴。输入轴的齿轮与可选择性地连接到输出轴的对应齿轮啮合。为了在变速器输入轴和输出轴之间实现特定的前进齿轮比，驾驶员操作换挡机构，诸如手动换挡器，其控制同步器与期望挡位的接合。为了实现倒挡齿轮比，使用空转齿轮在输入轴齿轮与输出轴齿轮之间滑动以使输出轴的旋转方向反转，并且因此使驱动轮的旋转方向反转。空转齿轮在空转齿轮轴上自由旋转，并且当空转齿轮接合到输入轴倒挡齿轮时，空转齿轮不一定旋转。然而，输入轴倒挡齿轮通常仅在最近刚从发动机输出轴脱离后高速旋转。一旦空转齿轮与输入轴倒挡齿轮啮合，它们将会以相同高速旋转。然后，空转齿轮必须与输出轴齿轮啮合以完成向输出轴的转矩传递。然而，通常情况是，输出轴不旋转并且甚至可以在相反方向上旋转，因为在车辆停止向前移动之前驾驶员可能正在换挡为倒挡。快速旋转的空转齿轮与固定的输出齿轮的啮合导致冲击或齿轮碰撞，从而产生噪音和磨削，这对驾驶员来说是非常令人讨厌的。另外，齿轮碰撞不利于变速器的长期耐久性，并且是昂贵的客户维修费用的来源。

因此，虽然包括用于减少或消除齿轮碰撞和过早部件磨损的机构的当前变速器实现了它们的预期目的，但是需要一种新的和改进的倒挡齿轮制动器系统，其在倒挡齿轮接合之前停止空转移动和输入轴。

技术实现要素：

根据若干方面，一种多级变速器包括轴构件；空转齿轮，其连接到轴构件；中间杆，其具有第一移动和第二移动，该中间杆在第一移动期间选择性地与轴构件接合，并且在第二移动期间保持与轴构件接合；以及同步器组件，其在中间杆的第一移动期间由中间杆选择性地接合，该同步器组件在中间杆的第二移动的初始阶段期间保持接合并且在中间杆的第二移动的最后阶段期间变为脱离，该空转齿轮在中间杆的第二移动的最后阶段期间完全接合以实现倒挡齿轮比。

在本发明的附加方面中，同步器组件包括齿轮和套筒，该齿轮和套筒在同步器组件接合时联接并且在同步器组件脱离时分离。

在本公开的另一个方面中，套筒通过棘爪联接到拨叉，并且中间杆包括斜坡，该斜坡在中间杆的第一移动期间接触并推动抵靠棘爪以接合同步器组件。

在本公开的另一个方面中，斜坡保持在中间杆的第二移动的初始阶段期间与棘爪接触，斜坡在第二移动的最后阶段期间远离棘爪移动。

在本公开的另一个方面中，斜坡具有倾斜表面，其在中间杆的第一移动期间与棘爪接触。

在本公开的另一个方面中，倾斜表面保持在中间杆的第二移动的初始阶段期间与棘爪接触。

在本发明的另一个方面中，多级变速器包括换挡架，该中间杆在中间杆的第一移动和第二移动期间相对于换挡架移动，该中间杆作响应于多级变速器的操作者而移动。

在本公开的另一个方面中，第一移动通常垂直于中间杆的第二移动。

在本公开的另一个方面中，同步器组件是第四齿轮同步器组件。

在本公开的另一个方面中，中间杆的第一移动是选择移动，而中间杆的第二移动是换挡移动。

根据若干方面，一种用于多级变速器的倒挡齿轮制动机构包括倒挡齿轮轴构件；空转齿轮，其连接到倒挡齿轮轴构件；中间杆，其具有第一移动和第二移动，该中间杆在第一移动期间选择性地与倒挡齿轮轴构件接合，并且在第二移动期间保持与倒挡齿轮轴构件接合；以及前进齿轮同步器组件，其在中间杆的第一移动期间由中间杆选择性地接合，该同步器组件在中间杆的第二移动的初始阶段期间保持接合并且在中间杆的第二移动的最后阶段期间变为脱离，该空转齿轮在中间杆的第二移动的最后阶段期间完全接合以实现倒挡齿轮比。前进齿轮同步器组件产生制动动作，以在中间杆的第一移动和第二移动期间停止输入轴和空转齿轮的旋转。

在本发明的附加方面中，前进齿轮同步器组件包括齿轮和套筒，该齿轮和套筒在前进齿轮同步器组件接合时联接并且在前进齿轮同步器组件脱离时分离。

在本公开的另一个方面中，套筒通过棘爪联接到拨叉，并且中间杆包括斜坡，该斜坡在中间杆的第一移动期间接触并推动抵靠棘爪以接合前进齿轮同步器组件。

在本公开的另一个方面中，斜坡保持在中间杆的第二移动的初始阶段期间与棘爪接触，斜坡在第二移动的最后阶段期间远离棘爪移动。

在本公开的另一个方面中，斜坡具有倾斜表面，其在中间杆的第一移动期间与棘爪接触。

在本公开的另一个方面中，倾斜表面保持在中间杆的第二移动的初始阶段期间与棘爪接触。

在本公开的另一个方面中，第一移动通常垂直于中间杆的第二移动。

根据若干方面，一种用于多级变速器的倒挡齿轮制动机构包括倒挡齿轮轴构件；空转齿轮，其连接到倒挡齿轮轴构件；中间杆，其具有第一移动和垂直于第一移动的第二移动，该中间杆在第一移动期间选择性地与倒挡齿轮轴构件接合并且在第二移动期间保持与倒挡齿轮轴构件接合；以及前进齿轮同步器组件，其具有齿轮和套筒，该齿轮和套筒在中间杆的第一移动期间由中间杆接合，该齿轮和套筒在中间杆的第二移动的初始阶段期间保持接合并且在中间杆的第二移动的最后阶段期间变为脱离，该空转齿轮在中间杆的第二移动的最后阶段期间完全接合以实现倒挡齿轮比。前进齿轮同步器组件产生制动动作，以在中间杆的第一移动和第二移动期间停止输入轴和空转齿轮的旋转。

在本公开的附加方面中，套筒通过棘爪联接到拨叉，并且中间杆包括斜坡，该斜坡在中间杆的第一移动期间接触并推动抵靠棘爪以接合前进齿轮同步器组件。

在本公开的另一个方面中，斜坡保持在中间杆的第二移动的初始阶段期间与棘爪接触，斜坡在第二移动的最后阶段期间远离棘爪移动。

从本文所提供的描述中将明白进一步应用领域。应当理解的是，该描述和具体示例仅旨在用于说明目的，并且不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文所述的附图仅用于说明目的并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1是根据本发明的原理的部分变速器的透视图；

图2是图1中所示的部分变速器的近视图；

图3是图1中所示的变速器的中间杆的平面图；

图4是图1中所示的变速器的换挡模式的示意图；

图5a是中间杆的近视图；

图5b是中间杆的斜坡的透视图；

图6是用于图1中所示的变速器的选择和换挡移动的位移相对于时间曲线图；并且

图7a到7e说明了同步器组件在图1中所示的变速器的倒挡齿轮换挡移动期间的接合和分离。

具体实施方式

以下描述在本质上仅仅是示例性的并且不旨在限制本公开、应用或用途。

参考图1，说明了本发明的部分变速器10。变速器10包括输入轴、主轴和空转轴。输入轴连接到例如发动机输出轴，并且主轴连接到例如车辆驱动轴，该车辆驱动轴向车辆的一个或多个驱动轮提供转矩。变速器10进一步包括多个齿轮组、多个同步器(例如同步器组件29)，以及包括倒挡变速轨或轴18的多个变速轨。输入轴和主轴可旋转地支撑多个齿轮组。多个同步器由主轴支撑并且被选择性地操纵以在输入轴与主轴之间实现期望的前进齿轮比。

空转轴支撑空转齿轮23。空转齿轮23能够沿着空转轴选择性地移动，以与输入轴的倒挡齿轮和主轴上的套筒齿轮或构件两者互相啮合。当需要倒挡齿轮比时，空转齿轮23独立地与倒挡齿轮啮合，该倒挡齿轮与输入轴和选择性地与主轴接合的套筒齿轮接合。当接合时，空转齿轮23反转车辆的驱动轴的旋转方向。例如，空转齿轮23联接到固定到倒挡变速轨或轴18的换挡拨叉连杆21。

在本布置中，变速器10进一步包括第四齿轮变速轨或轴22，其通过第四齿轮换挡拨叉连杆28联接到同步器组件29。同步器组件29包括套筒30，其选择性地与齿轮32接合。

变速器10还包括中间杆16，其联接到容纳在换挡架14中的换挡轴12。因而，机动车辆的操作者通过移动变速杆来选择前进挡或倒挡齿轮，该变速杆继而相对于换挡架14垂直地和旋转地移动变速轴12以及因此中间杆16。

中间杆16包括具有端部20的杆。端部20被配置为与倒挡轴18的狭槽或凹口19接合。进一步参考图2、3、5a和5b，中间杆16进一步包括斜坡38，其选择性地与封闭在换挡拨叉连杆28的壳体26中的棘爪24接合。斜坡38包括平坦部分56、释放部分58和倾斜部分62。中间杆20具有一组狭槽42，其与换挡架14上的销44接合。在图3中所示的配置中，销44与六个下部狭槽42之一接合将对应于图4中所示的前进挡选择(1到6)之一，而销44与最上面的狭槽42的接合将对应于倒挡齿轮选择(r)。

当从前进挡齿轮换挡到倒挡齿轮时，上述布置提供倒挡齿轮制动器系统。具体地，当机动车辆的操作者从前进挡换挡到倒挡齿轮时，发生如图4中所指示的两次移动，即，存在第一或选择移动50，接着是第二或换挡移动52。第一移动对应于中间杆16沿着图3中所示的六个下部狭槽42的中心轴线相对于销44向下移动，而第二移动对应于中间杆16的旋转使得销44与中间杆16的最上面的狭槽42接合。

现在参考图5b和7a到7e，在中间杆16相对于换挡架14的销44的第一移动期间，棘爪24与斜坡38的倾斜部分62接合(图5b)以发起倒挡齿轮制动器。因而，当棘爪24沿着倾斜部分62向上移动时，端部20与倒挡轴18的凹口19接合，而中间杆16经由棘爪24推动套筒30使得套筒30移动到左侧(图7a)直到它与齿轮32完全接合(图7b)。接下来，在第二移动的初始阶段期间，中间杆16相对于换挡架14旋转，使得端部20将倒挡轴18向左移动，同时棘爪24在斜坡部分62上滑动并且套筒30保持与齿轮32接合以保持倒挡齿轮制动器。在第二移动的最后阶段期间，中间杆16继续相对于换挡架14旋转，使得棘爪24移动到斜坡38的释放部分58中。当这发生时，套筒30移动到右侧(图7d)以发起套筒30与齿轮32的脱离，直到最后套筒30脱离齿轮32并且倒挡轴18完全接合倒挡齿轮。

现在参考图6，示出了套筒30的位移(y轴或垂直轴)直到相对于时间(x或水平)轴的最大位移102。在前述的倒挡齿轮制动动作期间，制动动作在中间杆16的第一移动110期间开始并继续，并且在中间杆16的第二移动112期间继续使得在一段时间内发生倒挡齿轮制动动作108。相反，在仅具有换挡移动实施方案的现有倒挡齿轮制动系统中，倒挡齿轮制动动作延迟直到中间杆16的位移，如虚线106所指示。在仅具有选择移动实施方式的其它现有倒挡齿轮制动系统中，倒挡齿轮制动动作在开始选择移动时开始，但在选择移动结束时结束，如虚线104所指示。在任一现有的倒挡齿轮制动实施方案中，倒挡齿轮制动动作的时间段小于变速器10的倒挡齿轮制动动作的时间段108。

本公开的描述本质上仅仅是示例性的，并且不偏离本公开的主旨的变型旨属于本公开的范围。这样的变化不被认为是脱离本公开的精神和范围。