本發(fā)明涉及一種串聯(lián)在汽車用機(jī)械無(wú)級(jí)變速裝置后的行星齒輪式副變速器,該副變速器具有1個(gè)空擋、1個(gè)停車擋、2個(gè)前進(jìn)擋和1個(gè)倒擋。
背景技術(shù):
以往在公布的CN 103527736 A中,本申請(qǐng)人提出了“有級(jí)過(guò)渡式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)”的換擋方法。前述的換擋方法可以為副變速器的換擋元件創(chuàng)造出等轉(zhuǎn)速的有利條件,從而使副變速器的換擋能夠非常順利地進(jìn)行。不過(guò)在前述的傳動(dòng)方案中,要求副變速器串聯(lián)在無(wú)級(jí)變速裝置和過(guò)渡擋從動(dòng)齒輪之間,這樣就對(duì)副變速器有一定的要求。
首先,一般傳統(tǒng)無(wú)級(jí)變速器的行星齒輪式正倒擋轉(zhuǎn)換裝置(DNR)大多布置在無(wú)級(jí)變速裝置和動(dòng)力輸入軸之間,其承受的最大轉(zhuǎn)矩值為發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩值。副變速器串聯(lián)在無(wú)級(jí)變速裝置之后會(huì)導(dǎo)致其承受的最大轉(zhuǎn)矩相對(duì)于傳統(tǒng)的行星齒輪式正倒擋轉(zhuǎn)換裝置(DNR)較大,所以要求副變速器的承載能力應(yīng)該相對(duì)較大。
其次,副變速器串聯(lián)在無(wú)級(jí)變速裝置之后,要求其尺寸不能太大。如果副變速器的軸向尺寸過(guò)大,再加上過(guò)渡擋從動(dòng)齒輪的加持,會(huì)造成變速器整體的軸向尺寸過(guò)大,這顯然與小型化的大趨勢(shì)相違背。對(duì)于布置在前置前驅(qū)車型上的無(wú)級(jí)變速器而言,其主減速器一般為兩級(jí)圓柱齒輪式減速器。這就要求副變速器靠近主減速器一端的徑向尺寸要小,否則會(huì)導(dǎo)致主減速器的布置困難。綜上,對(duì)于尺寸方面的要求而言,希望副變速器的軸向和縱向尺寸都要相對(duì)較小。
最后,要求副變速器至少具有1個(gè)空擋、2個(gè)前進(jìn)擋和1個(gè)倒擋。在已公布的CN 103453103 A 中,行星齒輪式正倒擋轉(zhuǎn)換裝置(DNR)布置在了動(dòng)力輸入軸與無(wú)級(jí)變速裝置之間;2擋式副變速器只具備2個(gè)前進(jìn)擋,布置在了無(wú)級(jí)變速裝置和輸出軸之間,結(jié)構(gòu)明顯復(fù)雜。在已公布的CN 103527736 A中,副變速器集成了1個(gè)空擋、1個(gè)倒擋和2個(gè)前進(jìn)擋,布置在了無(wú)級(jí)變速裝置和過(guò)渡擋從動(dòng)齒輪之間,但是其是通過(guò)運(yùn)用2個(gè)行星排來(lái)實(shí)現(xiàn)的,加上2個(gè)濕式多片摩擦片式離合器和2個(gè)濕式多片摩擦片式制動(dòng)器,其徑向和軸向尺寸必然很大。
為了盡可能減少軸向和徑向尺寸,本申請(qǐng)人公布了副變速器方案CN 104948680 A。在CN 104948680 A中,運(yùn)用1個(gè)行星排實(shí)現(xiàn)了1個(gè)空擋、1個(gè)倒擋和2個(gè)前進(jìn)擋;其尺寸明顯得到改善。但是前述方案是通過(guò)一根軸向移動(dòng)的花鍵軸來(lái)改變傳動(dòng)連接形式的,而且此花鍵軸的徑向尺寸受到限制,所以其承受的轉(zhuǎn)矩不能太大。所以,縱然其能提高無(wú)級(jí)變速裝置的承載能力,但是副變速器的承載能力又成了薄弱項(xiàng)。
綜上所述,對(duì)于應(yīng)用“有級(jí)過(guò)渡式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)”換擋理念的無(wú)級(jí)變速器來(lái)說(shuō),串聯(lián)在無(wú)級(jí)變速裝置的副變速器,還不能同時(shí)滿足承載轉(zhuǎn)矩和尺寸兩方面的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明基于上述要求,開發(fā)出了承載轉(zhuǎn)矩更大并且尺寸更小的副變速器,使“有級(jí)過(guò)渡式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)”的整體方案得以實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明基于1個(gè)內(nèi)外嚙合單行星排能夠?qū)崿F(xiàn)1個(gè)倒擋和2個(gè)前進(jìn)擋。包括空擋和停車擋在內(nèi),本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)5種連接形式。本發(fā)明的核心思想在于:輸出軸的切換。
在空擋、停車擋及前進(jìn)擋時(shí),輸出軸動(dòng)力連接行星架;在倒擋時(shí),輸出軸動(dòng)力連接齒圈。副變速器的動(dòng)力輸入軸為無(wú)級(jí)變速裝置從動(dòng)軸,無(wú)級(jí)變速裝置從動(dòng)軸與行星排的太陽(yáng)輪制成一體或形成同軸布置的常傳動(dòng)連接。
在空擋時(shí),太陽(yáng)輪為輸入軸,行星架與輸出軸形成動(dòng)力連接,齒圈不受轉(zhuǎn)動(dòng)約束。
在停車擋時(shí),太陽(yáng)輪為輸入軸,行星架與輸出軸形成連接同時(shí),行星架還與殼體連接在一起;通過(guò)行星架間接把輸出軸與殼體連接在一起,從而實(shí)現(xiàn)停車擋。
在前進(jìn)擋1擋時(shí),太陽(yáng)輪為輸入軸,行星架與輸出軸形成動(dòng)力連接,齒圈與殼體固定在一起。
在前進(jìn)擋2擋時(shí),太陽(yáng)輪為輸入軸,行星架與輸出軸形成動(dòng)力連接,齒圈與行星架形成動(dòng)力連接,使行星排的太陽(yáng)輪、齒圈和行星架固定在一起,三者同步旋轉(zhuǎn)。
在倒擋時(shí),太陽(yáng)輪為輸入軸,齒圈與輸出軸形成動(dòng)力連接,行星架與殼體固定在一起。
為實(shí)現(xiàn)上述5個(gè)擋位(前進(jìn)擋1擋、前進(jìn)擋2擋、倒擋、空擋和停車擋)不同的連接形式,本發(fā)明通過(guò)布置3個(gè)換擋元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。這3個(gè)換擋元件中有1個(gè)是制動(dòng)器,能夠斷開和接合殼體和齒圈;這個(gè)制動(dòng)器可以是形狀鎖合式制動(dòng)器也可以是濕式多片摩擦片式制動(dòng)器。其余2個(gè)換擋元件均為形狀鎖合式換擋元件,其中1個(gè)形狀鎖合式換擋元件能夠使輸出軸選擇性地動(dòng)力連接行星架或齒圈;另外1個(gè)形狀鎖合式換擋元件能夠使行星架選擇性地動(dòng)力連接殼體或齒圈。
附圖說(shuō)明
附圖1是制動(dòng)器B為濕式多片摩擦片式制動(dòng)器且形狀鎖合式換擋元件SE1兩側(cè)都不具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是制動(dòng)器B為濕式多片摩擦片式制動(dòng)器、形狀鎖合式換擋元件SE1右側(cè)具備同步功能且左側(cè)不具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3是制動(dòng)器B為濕式多片摩擦片式制動(dòng)器且形狀鎖合式換擋元件SE1兩側(cè)都具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4是制動(dòng)器B為濕式多片摩擦片式制動(dòng)器、形狀鎖合式換擋元件SE1左側(cè)具備同步功能且右側(cè)不具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖5是制動(dòng)器B為帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器且形狀鎖合式換擋元件SE1兩側(cè)都不具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖6是制動(dòng)器B為帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器、形狀鎖合式換擋元件SE1右側(cè)具備同步功能且左側(cè)不具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖7是制動(dòng)器B為帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器、形狀鎖合式換擋元件SE1兩側(cè)都具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖8是制動(dòng)器B為帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器、形狀鎖合式換擋元件SE1左側(cè)具備同步功能且右側(cè)不具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖9是制動(dòng)器B為不帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器且形狀鎖合式換擋元件SE1兩側(cè)都不具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖10是制動(dòng)器B為不帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器、形狀鎖合式換擋元件SE1右側(cè)具備同步功能且左側(cè)不具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖11是制動(dòng)器B為不帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器、形狀鎖合式換擋元件SE1兩側(cè)都具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖12是制動(dòng)器B為不帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器、形狀鎖合式換擋元件SE1左側(cè)具備同步功能且右側(cè)不具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖13是有級(jí)過(guò)渡式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)方案的結(jié)構(gòu)示意圖。
在所有的附圖中,標(biāo)號(hào)所代表的總成或零件都是一致的。其中,PS、太陽(yáng)輪; PR、齒圈; PP、行星架; 1、無(wú)級(jí)變速裝置主動(dòng)軸; 2、無(wú)級(jí)變速裝置從動(dòng)軸; 3、副變速器輸出軸; G1、過(guò)渡擋主動(dòng)齒輪; G2、過(guò)渡擋中間齒輪; G3、過(guò)渡擋從動(dòng)齒輪; C、過(guò)渡擋離合器; B、制動(dòng)器; SE1和SE2均為形狀鎖合式換擋元件; Va、無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置; Vf、副變速器; K、殼體。
本說(shuō)明書中所述的右側(cè)為靠近過(guò)渡擋從動(dòng)齒輪G3的一側(cè)。
具體實(shí)施方案
本副變速器Vf的制動(dòng)器B既可以是濕式多片摩擦片式制動(dòng)器,也可以是帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器,還可以是不帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器。制動(dòng)器B的功能是斷開和接合殼體K和齒圈PR;制動(dòng)器B的結(jié)構(gòu)形式并不改變副變速器Vf的傳動(dòng)連接形式和制動(dòng)器B的功能。本說(shuō)明書將就這3種情況進(jìn)行討論。在本說(shuō)明書的前半部分,將以制動(dòng)器B為濕式多片摩擦片式制動(dòng)器的情況為主來(lái)進(jìn)行討論;在本說(shuō)明書的末尾,將闡述本發(fā)明申請(qǐng)保護(hù)制動(dòng)器B運(yùn)用帶同步功能形狀鎖合式制動(dòng)器和不帶同步功能形狀鎖合式制動(dòng)器的緣由。
如附圖1,行星排為普通行星排(內(nèi)外嚙合單行星排),無(wú)級(jí)變速裝置從動(dòng)軸2與行星排的太陽(yáng)輪PS制成一體或形成同軸布置的常傳動(dòng)連接;過(guò)渡擋從動(dòng)齒輪G3與副變速器輸出軸3同軸布置且形成常傳動(dòng)連接;形狀鎖合式換擋元件SE1能夠使行星架PP選擇性地連接殼體K或齒圈PR;制動(dòng)器B能夠斷開和接合殼體K和齒圈PR;形狀鎖合式換擋元件SE2能夠使副變速器輸出軸3選擇性地連接行星架PP或齒圈PR。齒圈PR與太陽(yáng)輪PS的齒數(shù)之比在1.5到2.5之間,行星齒輪的個(gè)數(shù)可以為3、4、5或6。
形狀鎖合式換擋元件SE1與行星架PP的連接端在行星架PP的左側(cè),形狀鎖合式換擋元件SE1與行星架PP的連接端在形狀鎖合式換擋元件SE1的中間;形狀鎖合式換擋元件SE1與殼體K的連接端布置在形狀鎖合式換擋元件SE1左側(cè);形狀鎖合式換擋元件SE1與齒圈PR的連接端布置在形狀鎖合式換擋元件SE1右側(cè)。形狀鎖合式換擋元件SE1受相應(yīng)的撥叉控制。形狀鎖合式換擋元件SE1有3種工作狀態(tài):形狀鎖合式換擋元件SE1動(dòng)力連接行星架PP和殼體K;形狀鎖合式換擋元件SE1動(dòng)力連接行星架PP和齒圈PR;形狀鎖合式換擋元件SE1保持空擋狀態(tài),行星架PP不與殼體K和齒圈PR中任意一者連接,以實(shí)現(xiàn)空擋。
形狀鎖合式換擋元件SE1的兩個(gè)連接端可以分別具有或不具有同步功能,具體因整個(gè)無(wú)級(jí)變速器系統(tǒng)對(duì)形狀鎖合式換擋元件SE1的性能要求而異。附圖1表示的是,制動(dòng)器B為濕式多片摩擦片式制動(dòng)器且形狀鎖合式換擋元件SE1兩側(cè)都不具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2表示的是,制動(dòng)器B為濕式多片摩擦片式制動(dòng)器、形狀鎖合式換擋元件SE1右側(cè)具備同步功能且左側(cè)不具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3表示的是,制動(dòng)器B為濕式多片摩擦片式制動(dòng)器且形狀鎖合式換擋元件SE1兩側(cè)都具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4表示的是,制動(dòng)器B為濕式多片摩擦片式制動(dòng)器、形狀鎖合式換擋元件SE1左側(cè)具備同步功能且右側(cè)不具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)形狀鎖合式換擋元件SE1的連接端具備同步功能時(shí),形狀鎖合式換擋元件SE1的兩個(gè)連接端,既可以是簡(jiǎn)單的常壓式同步器,也可以是稍顯復(fù)雜的慣性式同步器。
形狀鎖合式換擋元件SE2為不具有同步功能的形狀鎖合式換擋元件;形狀鎖合式換擋元件SE2與行星架PP的連接端在行星架PP的右側(cè),而且形狀鎖合式換擋元件SE2與行星架PP的連接端在形狀鎖合式換擋元件SE2左側(cè);形狀鎖合式換擋元件SE2與齒圈PR的連接端布置在形狀鎖合式換擋元件SE2右側(cè),形狀鎖合式換擋元件SE2與副變速器輸出軸3的連接端在形狀鎖合式換擋元件SE2中間。與形狀鎖合式換擋元件SE1不同的是,形狀鎖合式換擋元件SE2的控制是通過(guò)布置在行星架PP內(nèi)部的若干小型活塞實(shí)現(xiàn)的。小型活塞的數(shù)目一般與行星齒輪的數(shù)目相同。在前進(jìn)擋(前進(jìn)1擋和前進(jìn)2擋)、停車擋以及空擋的條件下,形狀鎖合式換擋元件SE2在回位彈簧的作用下連接副變速器輸出軸3和行星架PP;在倒擋條件下,通過(guò)相應(yīng)小型活塞的推力作用使形狀鎖合式換擋元件SE2的移動(dòng)部件產(chǎn)生位移,進(jìn)而使副變速器輸出軸3和齒圈PR形成動(dòng)力連接。與形狀鎖合式換擋元件SE1不同,形狀鎖合式換擋元件SE2只有2種工作狀態(tài):形狀鎖合式換擋元件SE2動(dòng)力連接副變速器輸出軸3和行星架PP;形狀鎖合式換擋元件SE2動(dòng)力連接副變速器輸出軸3和齒圈PR。形狀鎖合式換擋元件SE2并不存在空擋的工作狀態(tài)。所述工作狀態(tài)是指副變速器Vf的5個(gè)擋位(前進(jìn)擋1擋、前進(jìn)擋2擋、倒擋、空擋和停車擋)。
如前所述,本說(shuō)明書將首先闡述制動(dòng)器B為濕式多片摩擦片式制動(dòng)器的情況。制動(dòng)器B的功能是斷開和接合殼體K和齒圈PR。當(dāng)制動(dòng)器B為濕式多片摩擦片式制動(dòng)器時(shí),其狀態(tài)是受液壓系統(tǒng)的活塞控制的。其布置在形狀鎖合式換擋元件SE1與過(guò)渡擋從動(dòng)齒輪G3的軸向空間之間。
無(wú)級(jí)變速裝置從動(dòng)軸2、太陽(yáng)輪PS、齒圈PR、行星架PP、副變速器輸出軸3、過(guò)渡擋從動(dòng)齒輪G3、制動(dòng)器B(包括濕式多片摩擦片式制動(dòng)器、帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器和不帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器3種)的主體傳動(dòng)部分、形狀鎖合式換擋元件SE1的主體傳動(dòng)部分和形狀鎖合式換擋元件SE2的主體傳動(dòng)部分均同軸布置。
至此,通過(guò)以上部件和各部件間的布置位置可以使本副變速器Vf實(shí)現(xiàn)5種不同擋位的傳動(dòng)連接形式。
在空擋時(shí),太陽(yáng)輪PS為輸入軸,行星架PP與副變速器輸出軸3形成動(dòng)力連接,齒圈PR不受轉(zhuǎn)動(dòng)約束。
在停車擋時(shí),太陽(yáng)輪PS為輸入軸,行星架PP與副變速器輸出軸3形成連接同時(shí),行星架PP還與殼體K連接在一起;通過(guò)行星架PP間接把副變速器輸出軸3與殼體K連接在一起,從而實(shí)現(xiàn)停車擋。
在前進(jìn)擋1擋時(shí),太陽(yáng)輪PS為輸入軸,行星架PP與副變速器輸出軸3形成動(dòng)力連接,齒圈PR與殼體K固定在一起。
在前進(jìn)擋2擋時(shí),太陽(yáng)輪PS為輸入軸,行星架PP與副變速器輸出軸3形成動(dòng)力連接,齒圈PR與行星架PP形成動(dòng)力連接,使行星排的太陽(yáng)輪PS、齒圈PR和行星架PP固定在一起,三者同步旋轉(zhuǎn)。
在倒擋時(shí),太陽(yáng)輪PS為輸入軸,齒圈PR與副變速器輸出軸3形成動(dòng)力連接,行星架PP與殼體K固定在一起。
一般而言,自動(dòng)變速器都盡量地工作在最小傳動(dòng)比工況附近,這時(shí)后備功率小,燃油消耗率低,但是其動(dòng)力性也比較差。如果此時(shí)要進(jìn)行急加速,則必然要進(jìn)行強(qiáng)制降擋(傳動(dòng)比變大)以換取良好的動(dòng)力性,才能快速地完成加速。
如前所述,自動(dòng)變速器都盡量地工作在最小傳動(dòng)比工況附近。如果此時(shí)車輛本身進(jìn)行緊急制動(dòng)(為了保證整車燃油經(jīng)濟(jì)性,變速器不能與發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)早地?cái)嚅_動(dòng)力連接,在緊急制動(dòng)過(guò)程中,變速器會(huì)反拖發(fā)動(dòng)機(jī)),隨著車速的快速降低,發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也會(huì)快速降低,如果變速器的傳動(dòng)比不快速升高的話,很容易造成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)低而熄火。
綜上,變速器整體傳動(dòng)比需要具備快速升高的能力,以使其滿足各個(gè)工況的需求。由“有級(jí)過(guò)渡式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)”的換擋方法可知,要使有級(jí)過(guò)渡式無(wú)級(jí)變速器整機(jī)的傳動(dòng)比由最小附近變到最大附近,無(wú)級(jí)變速裝置Va的傳動(dòng)比變化要經(jīng)歷3個(gè)階段:由最小附近到最大附近(降到過(guò)渡擋傳動(dòng)路徑單獨(dú)傳動(dòng)的工況),由最大附近到最小附近(尋找同速點(diǎn)),由最小附近到最大附近。這可能是比較慢的,至于到底時(shí)間是多少還得通過(guò)實(shí)驗(yàn)和仿真等手段來(lái)進(jìn)行研究。在這里不作具體的定論。所以,為了防止在副變速器Vf的制動(dòng)器B為形狀鎖合式制動(dòng)器時(shí),有級(jí)過(guò)渡式無(wú)級(jí)變速器整體傳動(dòng)比不具備快速變大的能力,本發(fā)明申請(qǐng)保護(hù)了副變速器Vf的制動(dòng)器B為濕式多片摩擦片式制動(dòng)器的情況。
但是當(dāng)制動(dòng)器B應(yīng)用形狀鎖合式制動(dòng)器能夠滿足整個(gè)無(wú)級(jí)變速器傳動(dòng)比快速增大的要求時(shí),制動(dòng)器B就要應(yīng)用形狀鎖合式制動(dòng)器。因?yàn)樾螤铈i合式換擋元件相對(duì)于摩擦鎖合式,也有一定的優(yōu)點(diǎn)。例如(以濕式多片摩擦片式離合器為例):隨著承載轉(zhuǎn)矩的提高,摩擦片的片數(shù)要增加,這樣軸向距離會(huì)增大;此外,濕式多片摩擦片式離合器還需要占軸向和縱向空間都較大的活塞來(lái)驅(qū)動(dòng)等等??梢哉f(shuō)承載相同的轉(zhuǎn)矩,形狀鎖合式換擋元件要比摩擦鎖合式換擋元件尺寸小。但是形狀鎖合式制動(dòng)器最大的缺點(diǎn)就是,在鎖合前不能有過(guò)大的轉(zhuǎn)速差,這樣其就不可能像摩擦鎖合式制動(dòng)器那樣利用滑磨控制來(lái)進(jìn)行快速降擋。
當(dāng)制動(dòng)器B應(yīng)用形狀鎖合式制動(dòng)器時(shí),制動(dòng)器B可以具有同步功能,也可以不具備同步功能。之所以申請(qǐng)保護(hù)制動(dòng)器B為帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器的情況,是因?yàn)楫?dāng)制動(dòng)器B為不帶同步功能時(shí),可能會(huì)造成低速行駛時(shí)副變速器Vf無(wú)法順利由空擋掛入前進(jìn)擋1擋的問(wèn)題。具體不帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器能否滿足要求因具體情況而定。所以在此,同時(shí)申請(qǐng)保護(hù)了制動(dòng)器B為不帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器和帶同步功能的形狀鎖合制動(dòng)器兩種情況。
若制動(dòng)器B為帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器,則其可以是簡(jiǎn)單的常壓式同步器,也可以是稍顯復(fù)雜的慣性式同步器。
附圖5表示的是,制動(dòng)器B為帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器且形狀鎖合式換擋元件SE1兩側(cè)都不具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖6表示的是,制動(dòng)器B為帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器、形狀鎖合式換擋元件SE1右側(cè)具備同步功能且左側(cè)不具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖7表示的是,制動(dòng)器B為帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器且形狀鎖合式換擋元件SE1兩側(cè)都具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖8表示的是,制動(dòng)器B為帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器、形狀鎖合式換擋元件SE1左側(cè)具備同步功能且右側(cè)不具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖9表示的是,制動(dòng)器B為不帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器且形狀鎖合式換擋元件SE1兩側(cè)都不具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖10表示的是,制動(dòng)器B為不帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器、形狀鎖合式換擋元件SE1右側(cè)具備同步功能且左側(cè)不具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖11表示的是,制動(dòng)器B為不帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器且形狀鎖合式換擋元件SE1兩側(cè)都具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖12表示的是,制動(dòng)器B為不帶同步功能的形狀鎖合式制動(dòng)器、形狀鎖合式換擋元件SE1左側(cè)具備同步功能且右側(cè)不具備同步功能時(shí),本副變速器Vf的結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明在條件允許的情況下,副變速器Vf還是要盡可能多地使用形狀鎖合式換擋元件。在本發(fā)明中,之所以副變速器Vf的換擋元件可以盡可能多地采用形狀鎖合式換擋元件,是因?yàn)椤坝屑?jí)過(guò)渡式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)”的換擋方法使副變速器Vf在換擋動(dòng)作前已經(jīng)盡可能地減小了換擋元件兩端的轉(zhuǎn)速差。這種優(yōu)勢(shì)尤為明顯地體現(xiàn)在前進(jìn)擋切換的過(guò)程中。所以,當(dāng)制動(dòng)器B應(yīng)用形狀鎖合式制動(dòng)器能夠滿足整個(gè)無(wú)級(jí)變速器傳動(dòng)比快速增大的要求時(shí),制動(dòng)器B就要形狀鎖合式制動(dòng)器,因?yàn)樵诔休d能力、尺寸特征和成本方面,形狀鎖合式制動(dòng)器還是有優(yōu)勢(shì)的。
倒擋和空擋的切換,則是巧妙地運(yùn)用了車速為零時(shí)刻的狀態(tài)和過(guò)渡擋離合器C(過(guò)渡擋離合器C為濕式多片摩擦片式離合器)的存在,如附圖13所示。
由空擋向倒擋切換前,行星架PP連接副變速器輸出軸3,齒圈PR空轉(zhuǎn)。對(duì)于行星排而言,只要太陽(yáng)輪PS、齒圈PR和行星架PP三者中的兩者運(yùn)動(dòng)確定,整個(gè)行星排的運(yùn)動(dòng)就能確定。當(dāng)車速為零時(shí),行星架PP的轉(zhuǎn)速也就為零;這時(shí)如果過(guò)渡擋離合器C能夠接合,則太陽(yáng)輪PS的轉(zhuǎn)速也為零,此時(shí)齒圈PR的轉(zhuǎn)速也就為零。所以當(dāng)車速為零時(shí),在過(guò)渡擋離合器C接合的前提下,可以先使形狀鎖合式換擋元件SE2由連接行星架PP和副變速器輸出軸3的狀態(tài)轉(zhuǎn)為連接齒圈PR和副變速器輸出軸3,再使形狀鎖合式換擋元件SE1由分離的狀態(tài)轉(zhuǎn)為連接行星架PP和殼體K即可。這就完成了由空擋向倒擋的切換。在此過(guò)程中,要不然過(guò)渡擋離合器C的接合力不能過(guò)大,以恰好使無(wú)級(jí)變速裝置輸入軸2不能轉(zhuǎn)動(dòng)為宜;要不然無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置Va的主動(dòng)輪夾緊力不能過(guò)大,以恰好使無(wú)級(jí)變速裝置輸入軸2不能轉(zhuǎn)動(dòng)為宜。過(guò)渡擋離合器C的接合力和級(jí)變速傳動(dòng)裝置Va的主動(dòng)輪夾緊力不能同時(shí)過(guò)大。
由倒擋向空擋切換前,副變速器輸出軸3連接齒圈PR,行星架PP連接殼體K。如果要使行星架PP與副變速器輸出軸3相連,應(yīng)提前使行星架PP與殼體K先分開;這樣,狀態(tài)就變?yōu)楦弊兯倨鬏敵鲚S3連接齒圈PR,行星架PP空轉(zhuǎn)。當(dāng)車速為零時(shí),在過(guò)渡擋離合器C接合的前提下,使形狀鎖合式換擋元件SE2由連接齒圈PR和副變速器輸出軸3的狀態(tài)轉(zhuǎn)為連接行星架PP和副變速器輸出軸3即可。這就完成了由倒擋向空擋的切換。
本副變速器還具有尺寸合理,承載轉(zhuǎn)矩較大等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)無(wú)級(jí)變速器的行星齒輪式正倒擋轉(zhuǎn)換裝置(DNR)只能實(shí)現(xiàn)1個(gè)前進(jìn)擋、1個(gè)倒擋和空擋。本副變速器Vf雖然只有1個(gè)內(nèi)外嚙合式行星排,除了能實(shí)現(xiàn)基本的功能(2個(gè)前進(jìn)擋、1個(gè)倒擋和空擋)外,還能利用現(xiàn)有部件實(shí)現(xiàn)停車擋,這就避免了重新設(shè)計(jì)停車擋相關(guān)元件的需要,從而使結(jié)構(gòu)更加的簡(jiǎn)單。
太陽(yáng)輪PS、行星排的行星輪、過(guò)渡擋主動(dòng)齒輪G1、過(guò)渡擋中間齒輪G2、過(guò)渡擋從動(dòng)齒輪G3均為圓柱直或斜外齒輪。齒圈PR為圓柱直或斜內(nèi)齒輪。