有級過渡式無級變速副變速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種串聯(lián)在機(jī)械無級變速裝置后的行星齒輪式副變速器。該副變速器能夠通過一個普通行星排(內(nèi)外嚙合單行星排)實(shí)現(xiàn)2個前進(jìn)擋和I個倒擋。該副變速器僅適用于應(yīng)用有級過渡式無級變速傳動方案的車用變速系統(tǒng)，而且可以應(yīng)用于任何形式的機(jī)械車用無級變速裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，本發(fā)明的申請人申請了“有級過渡式無級變速傳動方案”。在前述的傳動方案中，本發(fā)明人首次提出了通過過渡擋齒輪傳動路徑來實(shí)現(xiàn)副變速器等傳動比換擋的方法。更詳細(xì)地說:在低擋位時，機(jī)械無級變速裝置傳動比與副變速器低擋位傳動比的乘積存在與過渡擋路徑傳動比相等的時刻；在高擋位時，機(jī)械無級變速裝置傳動比與副變速器高擋位傳動比的乘積同樣存在與過渡擋路徑傳動比相等的時刻。這樣，副變速器由低擋位到高擋位切換的過程就可分為兩個等傳動比路徑切換過程，即無級變速路徑切換到過渡擋路徑和過渡擋路徑再切換到無級變速路徑。由高擋位到低擋位的切換過程也類似。本發(fā)明是前述傳動方案中副變速器的具體實(shí)現(xiàn)形式。
[0003]如果一個普通行星排的輸入軸和輸出軸不改變，那么此行星排只能實(shí)現(xiàn)2個擋位。要想通過一個普通行星排實(shí)現(xiàn)3個擋位，則必須變換輸出軸或輸入軸。這樣就必須要有3組摩擦片式離合器或制動器，勢必造成結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性增加，所以實(shí)際工程中很少通過I個普通行星排來實(shí)現(xiàn)3個擋位。本發(fā)明借助了“有級過渡式無級變速傳動”的理念，使副變速器前進(jìn)擋的高、低擋位切換過程簡化為等傳動比擋位切換過程，這樣其中的I組摩擦片式離合器或制動器可以簡化為花鍵式離合器，大大簡化了副變速器的結(jié)構(gòu)和尺寸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明以目前量產(chǎn)最多的金屬帶式無級變速裝置為例進(jìn)行原理和結(jié)構(gòu)的說明。本發(fā)明由單個普通行星排作為副變速器的基本換擋元件。當(dāng)副變速器為前進(jìn)擋I擋時，副變速器輸入軸為無級變速裝置從動軸固定錐盤，齒圈通過摩擦片式制動器固定，行星架與輸出軸相連；當(dāng)副變速器為2擋時，無級變速裝置從動軸固定錐盤與輸出軸直接相連，行星排不參與傳動；當(dāng)副變速器為倒擋時，無級變速裝置從動錐盤為輸入軸，行星架通過花鍵與變速器殼體固定在一起，齒圈通過倒擋離合器與輸出軸相連，從而實(shí)現(xiàn)倒擋。
[0005]本發(fā)明的特色是存在一個換擋控制花鍵軸，通過此花鍵軸的軸向移動可以實(shí)現(xiàn)輸出軸的轉(zhuǎn)變。當(dāng)副變速器為前進(jìn)I擋時，此換擋控制花鍵軸連接行星架與輸出軸；當(dāng)副變速器為前進(jìn)2擋時，此換擋控制花鍵軸連接無級變速裝置從動軸與輸出軸；當(dāng)副變速器為倒擋時，此換擋控制花鍵軸連接行星架和變速箱殼體。
【附圖說明】
[0006]在本說明書的8幅附圖中，標(biāo)號所代表的零件都是一致的，它們分別是:1、倒擋軸向固定活塞 2、無級變速裝置從動固定錐盤(最右端為行星排的太陽輪)3、倒擋軸向移動液壓缸4、換擋控制花鍵軸5、2擋內(nèi)花鍵套6、1擋制動器活塞7、1擋制動器活塞回位彈簧 8、1擋制動器摩擦片 9、1擋制動器鋼片 10、行星齒輪軸 11、行星齒輪
12、齒圈13、行星架14、倒擋離合器軸向固定活塞15、I擋制動器外花鍵轂及倒擋離合器摩擦片托架16、倒擋離合器軸向移動活塞17、油道密封鋼球18、倒擋離合器軸向移動活塞回位彈簧19、倒擋離合器摩擦片20、倒擋離合器鋼片21、倒擋離合器外花鍵轂22、過渡擋從動齒輪 23、倒擋離合器軸向移動活塞回位彈簧座 24、2擋軸向移動液壓缸25、與輸出軸固為一體的倒擋軸向固定液壓缸26、2擋軸向固定活塞27、輸出軸28、倒擋同步環(huán)29、換擋控制花鍵軸回位彈簧座30、倒擋同步環(huán)回位彈簧31、倒擋同步環(huán)固定支架32、倒擋固定內(nèi)花鍵33、換擋控制花鍵軸回位彈簧34、2擋軸向固定活塞支架35、雙向液壓油限制通過十字橡膠片閥。
[0007]附圖1是換擋控制花鍵軸套件的剖面圖，并且詳細(xì)表示了換擋控制花鍵軸4上各部位的功能。其中4a、4b和4c分別代表外花鍵，4d代表倒擋油孔，4e代表與倒擋同步環(huán)28相配的摩擦錐面。
[0008]附圖2是表示空擋時，I擋制動器、倒擋離合器狀態(tài)以及換擋控制花鍵軸位置的示意剖視圖。在本附圖中省略了無關(guān)擋位狀態(tài)的零件。
[0009]附圖3是I擋時副變速器的結(jié)構(gòu)示意圖(四分之一剖視圖)。
[0010]附圖4是2擋時副變速器的結(jié)構(gòu)示意圖(四分之一剖視圖)。
[0011]附圖5是倒擋時副變速器的結(jié)構(gòu)示意圖(四分之一剖視圖)。
[0012]附圖6是由空擋向倒擋轉(zhuǎn)換時，步驟I狀態(tài)下?lián)Q擋控制花鍵軸4的位置和油路示意圖(四分之一剖視圖)，此狀態(tài)為倒擋軸向固定活塞I上的徑向油孔與倒擋軸向移動液壓缸3上的徑向油孔恰好接通的位置。
[0013]附圖7是由空擋向倒擋轉(zhuǎn)換時，步驟2狀態(tài)下?lián)Q擋控制花鍵軸4的位置和油路示意圖(四分之一剖視圖)。
[0014]附圖8是由倒擋向空擋轉(zhuǎn)換時，換擋控制花鍵軸外花鍵4b在與輸出軸27的內(nèi)花鍵恰好要接合時，倒擋同步環(huán)28的位置示意圖(四分之一剖視圖)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)現(xiàn)擋位轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)是存在換擋控制花鍵軸套件，如附圖1所示。該套件由倒擋軸向移動液壓缸3、換擋控制花鍵軸4、2擋軸向移動液壓缸24和雙向液壓油限制通過十字橡膠片閥35組成，前三者是通過過盈配合或焊接固為一體的。在換擋控制花鍵軸4上有三段漸開線式外花鍵4a、4b和4c，有一個控制倒擋離合器油路的油孔4d，還有一個與倒擋同步環(huán)28相配合的摩擦錐面4e。外花鍵4a與行星架13的內(nèi)花鍵常連接；且在前進(jìn)擋2擋時，外花鍵4a連接與無級變速裝置從動軸固定錐盤2固為一體的2擋內(nèi)花鍵套5。外花鍵4b在前進(jìn)擋時與輸出軸27上的內(nèi)花鍵連接，在倒擋時與輸出軸27上的內(nèi)花鍵脫開。外花鍵4c在倒擋時與倒擋固定內(nèi)花鍵32連接，在前進(jìn)擋時與倒擋固定內(nèi)花鍵32脫開。
[0016]空擋時，I擋制動器和倒擋離合器的狀態(tài)以及換擋控制花鍵軸位置如附圖2所示。下面分擋位介紹此副變速器。
[0017]I擋時，副變速器的結(jié)構(gòu)示意圖如附圖3所示。I擋時，換擋控制花鍵軸4保持在空擋的位置，位置的保持可通過倒擋油路的油壓和換擋控制花鍵軸回位彈簧33來實(shí)現(xiàn)。2擋軸向固定活塞26與殼體固定在一起，其外表面存在換擋控制花鍵軸回位彈簧座29的限位軸肩，所以只需作用在倒擋軸向移動液壓缸3上的壓力大于O小于在此位置時換擋控制花鍵軸回位彈簧33的彈力，即可保持換擋控制花鍵軸4的位置。換擋控制花鍵軸4通過外花鍵4a和4b分別連接行星架13的內(nèi)花鍵和輸出軸27的內(nèi)花鍵。
[0018]要想實(shí)現(xiàn)I擋傳動，只需使齒圈12固定即可，本方案中通過摩擦片式制動器實(shí)現(xiàn)，同時需要倒擋離合器分離。如果無級變速器沒有液力變矩器，此摩擦片式制動器還可以當(dāng)作前進(jìn)擋起步離合器來使用。至此I擋的傳動總結(jié)為:輸入軸為太陽輪(無級變速裝置從動固定錐盤2)，齒圈12固定，輸出軸為行星架13。
[0019]2擋時，副變速器的結(jié)構(gòu)示意圖如附圖4所示。2擋內(nèi)花鍵套5通過過盈配合或焊接的手段和無級變速裝置從動固定錐盤2固為一體，倒擋軸向固定活塞I也通過過盈配合或焊接的手段和無級變速裝置從動固定錐盤2固為一體。換擋控制花鍵軸4的位置在空擋的基礎(chǔ)上向左移動，換擋控制花鍵軸外花鍵4a與2擋內(nèi)花鍵套5的內(nèi)花鍵接合，換擋控制花鍵軸外花鍵4b仍然和輸出軸27的內(nèi)花鍵接合。I擋摩擦片式制動器和倒擋離合器是分離的。換擋控制花鍵軸外花鍵4a之所以能夠直接接合2擋內(nèi)花鍵套5的內(nèi)花鍵，是因?yàn)橥ㄟ^過渡擋齒輪傳動路徑完成了同速，使換擋控制花鍵軸4和2擋內(nèi)花鍵套5的轉(zhuǎn)速差很小。至此2擋的傳動總結(jié)為:無級變速裝置從動固定錐盤2通過換擋控制花鍵軸4直接與輸出軸27相連，行星排不起傳動作用。
[0020]倒擋時，副變速器的結(jié)構(gòu)示意圖如附圖5所示。由于空擋向倒擋轉(zhuǎn)化(或倒擋向空擋轉(zhuǎn)化)時，不能像1、2擋相互切換那樣用過渡擋齒輪組進(jìn)行同速，所以在此設(shè)置了倒擋同步環(huán)28。簡單地講，就是在換擋控制花鍵軸外花鍵4b與輸出軸27的內(nèi)花鍵脫開同時換擋控制花鍵軸外花鍵4c還未與倒擋固定內(nèi)花鍵32接合的時間段內(nèi)，通過錐面摩擦原理使換擋控制花鍵軸4的轉(zhuǎn)速為0，從而實(shí)現(xiàn)換擋控制花鍵軸外花鍵4c與倒擋固定內(nèi)花鍵32的順利接合。倒擋同步環(huán)固定支架31上有4個滑道，保證倒擋同步環(huán)28只能軸向移動而不能軸向轉(zhuǎn)動，倒擋同步環(huán)28在倒擋同步環(huán)回位彈簧30的作用下緊