用于汽车齿轮箱的齿轮啮合方法技术

一种卡车齿轮箱（１６）的启动齿轮啮合方法，该齿轮箱包括至少其中一个齿轮不同步的主齿轮部，拼合齿轮（５０）以及带有低速区和高速区的行星齿轮部（２４）。具有同步啮合齿轮（５２）的拼合齿轮（５０）由一个可将拼合齿轮不但置于低拼合位置和高拼合位置而且可置于所限定的空档位置的三位置致动器（６８）控制。当车辆要停止时，离合器脱离啮合，档位选择器（１０）运动到空档位置，而拼合齿轮（５０）被切换到空档位置，同时主齿轮箱保持在齿轮啮合位置。在之后再次启动时，离合器脱离啮合，并且通过操作三位置致动器（６８）施加所需的拼合齿轮位置，利用拼合齿轮（５０）的同步啮合齿轮（５２）制动齿轮箱输入轴（２０）以及连接到齿轮箱输入轴（２０）的离合器板（２８），从而使得在制动之后拼合齿轮（５０）可即刻与不活动的副轴啮合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于汽车(特别是卡车)齿轮箱中的启动齿轮啮合方法，尤其涉及一种在权利要求1的前序部分所述的方法。
技术介绍
此处所述的汽车齿轮箱传统上包括主齿轮部，其带有内置的拼合齿轮(split gear，分别为低拼合和高拼合)、爬行齿轮以及同步行星齿轮部(低区和高区)。主齿轮部通常包括一带有低拼合齿轮的输入轴(由汽车发动机通过离合器驱动)，一带有高拼合齿轮的主轴(与输入轴同轴)，所述齿轮与基本换档齿轮的相应数量一致(例如是3个)，一带有分别布置在低拼合位置和高拼合位置的齿轮的副轴，具有其它传动系数的齿轮，以及根据传统方式的具有倒档齿轮的倒档齿轮轴。在卡车传动系统中用于齿轮箱的计算控制系统是已知的。这种控制系统的一个例子是斯堪尼亚公司(Scania)的“Opticruise”，其可以自动换档，也可以根据驾驶员的意愿手动换档。在设置有这种已知的齿轮箱控制系统的传动系统中，离合器和基本齿轮(主齿轮箱)都可使用标准部件。Opticruise控制系统是基于对发动机和齿轮箱的组合计算机控制，并且驾驶员在将汽车从静止设置为行驶状态或精确操纵(被称为调度，marshalling)时以及当汽车必须刹车至静止状态只需使用离合器。由于能够以这种方式对发动机进行计算机控制，因此发动机需要设置电子控制燃油喷射系统。当驾驶员已经启动发动机并且已经通过对离合器踏板的传统操作将汽车设置在行驶状态时，每次换档时连续逐步加速换档(以及随后减速换档)通过系统自动操作，不使用离合器(即离合器不脱离啮合状态)或同步啮合齿轮就可适应发动机和齿轮箱的速度。这样，直到汽车马上要被刹车到静止状态之前，驾驶员都不再需要使用离合器。每次换档时发动机速度被调节使得齿轮箱输入轴和输出轴的速度与相应的与之啮合的齿轮的速度一致。当这些被完成时，换档被有效地完成。汽车的最佳行驶特性(平滑准确换档，最佳燃油经济性，低噪声水平等)以及传动系统的可能最小磨损通过被设计成相互通讯的各种汽车控制系统(例如EDC发动机控制，TC反转系统，ABS防抱死系统，Opticruise以及减速器(retarder)，如果应用的话)而实现。当汽车处于行驶状态时，通过Opticruise使用EDC控制发动机与要啮合的齿轮速度同步，从而使换档正常有效地实现，因此不需要驾驶员使用离合器踏板。这样，发动机的速度和扭矩被调节到齿轮箱所需要的最佳工作水平。因此，换档在同步速度下实现，也就是说所需的换档力很小。现已知具有大量齿轮的卡车齿轮箱(例如14速和16速齿轮箱)。这些齿轮箱构成多组设计。美国专利6196944的引言部分简单描述了多速主齿轮部如何能与一前拼合齿轮部或一后区域齿轮部(rear range gear section)组合。Robert Bosch Gmbh公司公开的手册“汽车手册”第三版(1993)在544页描述了一16速卡车变速器的一个示例，其中同步主齿轮部与拼合齿轮部和区域齿轮部组合。
技术实现思路
由于具有上述“Opticruise”型半自动齿轮箱，所以在实际中，当汽车处于行驶状态时，正常情况下在主齿轮部中不使用同步啮合齿轮，当然从设计和成本角度考虑，特别希望能完全或至少部分消除对这些同步啮合齿轮的需要。但是，不作其它努力难以实现所希望的简化，由于使用整个(或部分)非同步主齿轮箱不可避免地产生问题，尤其当与启动齿轮啮合时，由于随后副轴转动，在齿轮啮合过程中产生被称为“刮擦(scraping)”的问题。因此，本专利技术的主要目的是提出一种用于启动齿轮的快速啮合的新方法，其使得可以使用整个(或部分)非同步主齿轮箱而不会有齿轮啮合刮擦的危险。本专利技术的另一目的是使得可以实现拼合齿轮换档，而不必事先将主齿轮箱置于空档位置。通过利用根据本专利技术的一种方法实现上述目的，该方法适于启动齿轮啮合，并且具有权利要求1的特征部分的特征。根据本专利技术的新方法的主要区别特征是一个多速主齿轮箱被用作所述主齿轮部，所述多速主齿轮箱的一或多个齿轮不同步；所述具有同步啮合齿轮的拼合齿轮由一个三位置致动器控制，所述三位置致动器与所述拼合齿轮协作并且可用来将拼合齿轮不但置于低拼合位置或高拼合位置而且可置于所限定的空档位置。当车辆要停止时，离合器脱离啮合(即，如果是手动式离合器则离合器踏板被下压)，并且车辆中的档位选择器运动到空档位置，随后所述拼合齿轮被切换到空档位置，同时所述主齿轮箱保持在空档位置以外的其它位置，即齿轮啮合位置。这意味着不但副轴而且所有的转动轮都将不动。在车辆再次设置为行驶状态时，离合器脱离啮合，并且通过操作所述三位置致动器达到所需的拼合齿轮位置，其中利用所述拼合齿轮的同步啮合齿轮制动所述齿轮箱输入轴以及连接到所述齿轮箱输入轴的离合器板。该副轴已经处于不动状态。当输入轴刚被制动后，拼合齿轮就可与不活动的副轴啮合。拼合齿轮的同步啮合齿轮被用于制动输入轴，并且因此离合器板使得可能省去主齿轮箱中的各同步啮合齿轮(除拼合齿轮的同步啮合齿轮之外)而不会产生齿轮啮合刮擦的问题。此外，倒档齿轮也可以快速啮合而不产生刮擦。拼合齿轮的同步啮合齿轮在所有情况下都是必须的，其使得可能并行地更换拼合齿轮和主齿轮箱。由于副轴和转动轮已经静止，旋转部件减少，因此质量惯性矩减小，使得齿轮还可以快速啮合。在非同步齿轮箱中，当所述启动齿轮将啮合时副轴旋转的这一问题已经通过设置专门的副轴制动器而通过传统方法得以解决。其需要这样一种专门的副轴制动器，其使设计复杂，成本增加，但是通过使副轴不动且使用拼合齿轮的同步啮合齿轮制动输入轴和相关离合器板，可以完全不需要这种专门的副轴制动器。如果驾驶员希望切换到不同的启动齿轮，在拼合齿轮的同步啮合齿轮已经制动离合器板之前即刻可进行操作。这也可以在离合器不脱离啮合(即，不下压离合器踏板)的情况下实现。如果在已经施加拼合齿轮后离合器下压而实现启动齿轮的切换，其以借助上述Opticruise控制系统帮助的方式直接在主齿轮箱中进行。这种使用整个非同步主齿轮箱或只具有一或例如两个同步啮合齿轮的新方法使得不再需要所有的(或一定的)同步啮合齿轮，使得设计工作简化，节省了空间和成本。因此不再必须需要同步啮合齿轮的部件例如包括同步环(同步啮合锥，锁止锥以及中间锥)以及它们相关的保持元件。为说明以一整体非同步齿轮箱替换传统同步齿轮箱所实现的设计简化，下面对它们进行简单地比较。在普通同步车辆齿轮箱中，例如其可以是下述情况，位于一对在主轴上彼此靠近的转动轮之间的同步啮合齿轮主要包括一连接到该轴并与该轴共同转动的同步衬套，并且其本身包括一形式为同步轮毂的承载件，该同步轮毂被紧固到该轴上并具有可轴向活动的同步滚筒，和一个具有齿并连接到各相邻转动轮与它们共同转动的同步啮合锥，以及一个设置所述轮毂和所述同步啮合锥之间的锁止锥。因此，这种所谓的单同步啮合齿轮需要每个相邻转动轮都具有同步啮合锥和锁止锥，即，每个转动轮需要两个带锥形摩擦面的环形同步元件。所谓的双同步啮合齿轮另外需要一中间锥和一内部锥。相反，在另一种是非同步齿轮箱的情况中，在紧密相邻的两转动轮之间具有一非同步的换档衬套，该换档衬套连接到该轴并与之一起转动，并包括一简易承载轮毂，该承载轮毂被紧固到该轴上并且具有一可轴向活动的换档衬套，以及一离合器盘，该离合器盘具有锁止本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆，特别是卡车的齿轮箱（１６）中的启动齿轮啮合方法，所述齿轮箱（１６）包括一具有输入轴（２０），主轴（２２），副轴（４６）以及倒档轴（４８）的主齿轮部，主齿轮部具有至少一个用于低拼合和高拼合的一体的两速拼合齿轮（５０），爬行齿轮以及带有低速区和高速区的优选两速同步行星齿轮部（２４），其特征在于，　　　　所述主齿轮部是至少一个齿轮不同步的多速主齿轮箱的形式；　　　　具有同步啮合齿轮（５２）的所述拼合齿轮（５０）由一个三位置致动器（６８）控制，所述三位置致动器（６８）与所述拼合齿轮协作并且可用来将拼合齿轮不但置于低拼合位置和高拼合位置而且可置于所限定的空档位置；　　　　当车辆要停止时，离合器脱离啮合，并且车辆中的档位选择器（１０）运动到空档位置，随后所述拼合齿轮（５０）被切换到空档位置，同时所述主齿轮箱保持在空档位置以外的其它位置，即齿轮啮合位置；以及　　　　在之后再次启动时，离合器脱离啮合，并且通过操作三位置致动器（６８）达到所需的拼合齿轮位置，其中利用所述拼合齿轮（５０）的同步啮合齿轮（５２）制动齿轮箱输入轴（２０）以及连接到所述齿轮箱输入轴（２０）的离合器板（２８），从而使得在制动之后所述拼合齿轮（５０）可即刻与所述不活动的副轴啮合。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔斯贡纳尔赫德斯特伦，
申请(专利权)人：斯堪尼亚有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]