一种商用车机械式自动变速器总成的制作方法

本实用新型属于汽车自动变速器技术领域，具体涉及一种商用车机械式自动变速器总成。

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，尤其是十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挡功能。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。现有的AMT变速器多数匹配气动执行器，换挡冲击大，控制不精准。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种商用车机械式自动变速器总成，包括变速器本体、选换挡执行器、离合器执行器、中间轴制动器等模块，变速器主、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。该变速器总成通过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。

本实用新型通过如下技术方案实现：

一种商用车机械式自动变速器总成，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、中间轴制动器控制阀9、副箱控制阀10、TCU 及变速器线束12；

所述的选换挡执行器2通过四个螺栓固定在变速器本体1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中壳体的上方，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；所述的中间轴制动器4布置在变速器本体1的前端；

所述的TCU布置在整车车架纵梁上，通过变速器线束12与选换挡执行器2、离合器执行器3、中间轴制动器控制阀9、副箱控制阀10、倒挡开关及各个传感器连接。

进一步地，所述的变速器本体1包括变速器壳体、一轴总成17、二轴总成 18、右中间轴总成19、左中间轴总成20及副箱总成21；所述一轴总成17与二轴总成18位于壳体内，并通过轴承串联在一起，右中间轴总成19和左中间轴总成20分别位于变速器壳体左右两侧，与一轴总成17和二轴总成18分别通过齿轮啮合，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、右中间轴总成19、左中间轴总成 20、二轴总成18、副箱总成21、最后通过与副箱总成21连接的输出法兰输出。

进一步地，所述的选换挡执行器2通过螺钉连接固定在变速器本体1顶盖连接面上，侧面通过支架辅助连接在变速器壳体上，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。

进一步地，所述的离合器执行器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，离合器执行器的挺杆顶在离合器分离叉22的球窝内，其进气口与整车气路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，通过气路控制挺杆动作，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。

进一步地，所述的副箱控制阀10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与整车气路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。

进一步地，所述的中间轴制动器4通过螺栓固定于变速器前壳体上，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前端通过花键连接；所述中间轴制动器控制阀9通过支架固定在变速器壳体上，其进气口与整车气路13 连接，出气口通过气路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，通过气路控制中间轴制动器活塞动作，活塞压紧中间轴制动器内的摩擦片，摩擦片与变速器主箱右中间轴总成 19前端花键连接，从而实现对中间轴的制动，辅助选换挡执行器2完成主箱换挡动作。

进一步地，该变速器总成还包括油泵5，所述油泵5布置在变速器本体1前端，油泵5的插销置于变速器本体的左中间轴总成20前端的销槽内，由其驱动工作，油泵5下部的进油口与变速器本体内的过滤器通过进油管连接，油泵的出油口通过强制润滑油管16与变速器本体内的强制润滑管路连接，通过中间轴制动器油管15与中间轴制动器4连接，为制动器的摩擦片提供冷却和润滑。

进一步地，所述的传感器包括输入轴转速传感器6、输出轴转速传感器7、油温传感器8及位移传感器；

所述输入轴转速传感器6布置在变速器本体1的左中间轴总成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TCU反馈变速器一轴的转速信号；

所述输出轴转速传感器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；

所述油温传感器8布置在变速器侧面底部，螺纹连接，监控变速器油温，通过变速器线束12向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。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型的一种商用车机械式自动变速器总成，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；采用电机执行器，效率高，换挡过程实时可控，冲击小，噪音低，控制精准。同时，本实用新型取消了同步器，通过一个制动器实现同步，同步过程可控，减少故障点，降低成本。

附图说明

图1为本实用新型的一种商用车机械式自动变速器总成的主视图；

图2为本实用新型的一种商用车机械式自动变速器总成的俯视图；

图3为本实用新型的一种商用车机械式自动变速器总成的左视图；

图4为本实用新型的一种商用车机械式自动变速器总成的剖视图；

图5为本实用新型的一种商用车机械式自动变速器总成的结构原理图；

图中：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、整车气路；14、气路；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。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步地说明。

实施例1

一种商用车机械式自动变速器总成，包括变速器本体1、选换挡执行器2、离合器执行器3、中间轴制动器控制阀9、副箱控制阀10、TCU及变速器线束 12；

所述的选换挡执行器2通过四个螺栓固定在变速器本体1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中壳体的上方，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；所述的中间轴制动器4布置在变速器本体1的前端；

所述的TCU布置在整车车架纵梁上，通过变速器线束12与选换挡执行器2、离合器执行器3，中间轴制动器控制阀9、副箱控制阀10、倒挡开关及各个传感器连接。

所述的TCU布置在整车车架纵梁上，通过变速器线束12与选换挡执行器2、离合器执行器3，中间轴制动器控制阀9、副箱控制阀10及各个传感器连接。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、离合器执行器、副箱控制阀、中间轴制动器控制阀操纵对应的变速器本体结构完成选换挡动作。

所述的变速器本体是主副箱双中间轴结构，主箱由选换挡执行器控制滑动齿套实现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。

所述的变速器本体1包括变速器壳体、一轴总成17、二轴总成18、右中间轴总成19、左中间轴总成20及副箱总成21；所述一轴总成17与二轴总成18 位于壳体内，并通过轴承串联在一起，右中间轴总成19和左中间轴总成20分别位于变速器壳体左右两侧，与一轴总成17和二轴总成18分别通过齿轮啮合，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、右中间轴总成19、左中间轴总成20、二轴总成18、副箱总成21、最后通过与副箱总成21连接的输出法兰输出。

所述的选换挡执行器2通过螺钉连接固定在变速器本体1顶盖连接面上，侧面通过支架辅助连接在变速器壳体上，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，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。

所述的离合器执行器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，离合器执行器的挺杆顶在离合器分离叉 22的球窝内，其进气口与整车气路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，通过气路控制挺杆动作，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。

所述的副箱控制阀10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与整车气路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。

进一步地，所述的中间轴制动器4通过螺栓固定于变速器前壳体上，中间轴制动器4内的摩擦片与变速器本体的主箱右中间轴总成19前端通过花键连接；所述中间轴制动器控制阀9通过支架固定在变速器壳体上，其进气口与整车气路 13连接，出气口通过气路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，通过气路控制中间轴制动器活塞动作，活塞压紧中间轴制动器内的摩擦片，摩擦片与变速器主箱右中间轴总成 19前端花键连接，从而实现对中间轴的制动，辅助选换挡执行器2完成主箱换挡动作。

进一步地，该变速器总成还包括油泵5，所述油泵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主箱左中间轴总成20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，油泵的出油口通过强制润滑油管16与变速器本体内的强制润滑管路连接，通过中间轴指导昂起油管15与中间轴制动器4连接，为制动器的摩擦片提供冷却和润滑。

进一步地，所述的传感器包括输入轴转速传感器6、输出轴转速传感器7、油温传感器8及位移传感器；

所述输入轴转速传感器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TCU反馈变速器一轴的转速信号；

所述输出轴转速传感器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；

所述油温传感器8布置在变速器侧面底部，螺纹连接，监控变速器油温，通过变速器线束12向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。