[发明专利]一种带有换挡辅助轴的变速箱和其换挡方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车领域的变速箱，涉及一种带有换挡辅助轴的变速箱和其换挡方法。

背景技术

汽车手动变速箱和AMT自动变速箱在换挡过程中普遍存在动力中断，即有使用离合器切断动力传递的动作，带来换挡冲击和车身晃动，影响舒适性。即便是当前较先进的DCT双离合器，也不过是切断时间短暂，不易察觉而已，但是传动系内扭矩冲击大且成本高昂。有的方案为了不中断动力加装电机在换挡期间补充动力输出，也增加了成本和控制难度。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种能保证换挡过程始终不中断动力输出，换挡冲击小，易于制造，并且成本较低的变速箱和其换挡方法，适用于手动变速箱和AMT自动变速箱。

 

本发明的技术方案是：在常规汽车手动变速箱或AMT自动变速箱（包括传统变速箱与发动机（或动力源）之间的外动力通断离合器）中增加一根以多个齿轮副并联于发动机的扭矩输出端和变速箱的扭矩输出端、跨过外动力通断离合器的换挡辅助轴，并且在换挡辅助轴上安装一个控制动力只能由发动机向变速箱单向传递的单向超越离合器。该换挡辅助轴可以是一根新增的轴，见图1，也可以由现有的动力传递轴变换得到，见图2。换挡辅助轴齿轮副传动比构成了原变速箱的新增档位，分别与原变速箱齿轮副传动比比它小的相邻档位组成此档配合档位，其中原变速箱档位标记为某档A，换挡辅助轴档位标记为某档B（C,D…），例如1档A和1档B，2档A和2档B，以上实际为4个档位。在本技术方案中在换挡辅助轴上为每一个原变速档位设置一个（可多个）相对于它速比较大、同时相对它的低一级档位速比较小的齿轮副组成此档配合档位。配合档位之内和不同配合档位之间进行的动力接力保证了档位切换过程始终不中断动力输出。

摘挡和挂档原理如下：原变速箱某个档位在挂入后，此档位齿轮副在外动力通断离合器接通时可以逐渐夺取换挡辅助轴中速比大于它的在档档位传递的动力由自身向外传递，单向超越离合器被超越后，换挡辅助轴中传递动力为零，相当于被摘挡，可以进行摘挡操作；反之原变速箱某个档位单独工作时，可以挂入换挡辅助轴中速比大于它的某个档位，因为此时单向超越离合器可以被超越，不会产生运动干涉，然后外动力通断离合器逐渐断开，将动力逐渐交由换挡辅助轴中挂入档位传递。

为了减小换挡冲击，在档位切换过程中转速，外动力通断离合器传递的扭矩，油门开度应进行合理匹配和控制。

以上提及的摘挡和挂档，转速，扭矩，油门开度的控制可以由TCU和电控换挡执行机构实现，也可以加入驾驶员的指令和动作共同实现。

本发明的有益效果是：1. 档位切换过程始终不中断动力输出；2. 在换挡过程中发动机转速在两切换挡位常用工作转速之间波动，波动范围较小，油门基本不需变动，相比传统变速箱换挡过程的离合器分离接合，油门大幅开合，发动机转速的大幅度波动等带来的能量损失，本发明会带来节能的效果。3.本发明可以在现有手动变速箱和AMT自动变速箱基础上改造实现，继承性强。4.由于在换挡过程中始终有动力输出，所以对换挡时间长短的要求降低，可以更加柔和地换挡，减小传动系的扭矩急剧变化，降低设计难度以及对材料和工艺的要求，延长传动系的寿命，相对DCT来说大幅减少成本。

 

附图说明

 

图1是本发明独立换挡辅助轴的变速箱的结构示意图，特点是轴向尺寸小。

图2 是本发明将输出轴改变成换挡辅助轴的变速箱的结构示意图，特点是径向尺寸小。

 

    图中：1A- 一档A齿轮副，1B- 一档B齿轮副, 2A- 二档A齿轮副，2B- 二档B齿轮副，3A- 三档A齿轮副，3B- 三档B齿轮副，4-单向超越离合器，5-换挡辅助轴，6-变速箱输入轴，7-发动机到变速箱外动力通断离合器， 8-变速箱输出轴，9-接合套，10-倒档齿轮，11-中间轴。

 

具体实施方式

 

    下面结合图1说明本发明的实施，图2和图1的原理相同，可以类推。假设本变速箱3个前进挡，一个倒档。

1） 汽车起步时，离合器7断开，挂入一档A齿轮副，离合器7接合配合油门起步。

2） 换挡辅助轴挂入一档B齿轮副，此时单向超越离合器4被超越，离合器7逐渐断开，单向超越离合器4停止超越，由一档B单独驱动。

3） 随着车速提升，发动机转速提升到一定程度，离合器7逐渐接合，单向超越离合器4被超越，由一档A单独驱动，发动机转速下降。