一种带双向结合换挡机构的变速器及其工作方法技术

本发明专利技术涉及一种带双向结合换挡机构的变速器及其工作方法，包括变速器本体以及至少一个设置在变速器本体内的双向结合机构，所述双向结合机构包括外圈和内圈，所述外圈与内圈之间设置有第一滚子、第二滚子、用以对第一、第二滚子提供弹力的弹性体和阻挡装置，阻挡装置用以限制第一滚子进入位于内、外圈之间的狭小空间，以利于保证外圈正转超越。本发明专利技术设计合理，构造简单，操作方便且巧妙，换挡过程无需动力中断，换挡过程快速，且可平顺换挡，不会出现制动过程太早或太迟而冲击或顿挫，有利于提高变速器使用寿命和驾乘舒适性。速器使用寿命和驾乘舒适性。速器使用寿命和驾乘舒适性。

【技术实现步骤摘要】
一种带双向结合换挡机构的变速器及其工作方法


[0001]本专利技术涉及一种带双向结合换挡机构的变速器及其工作方法。

技术介绍

[0002]在汽车变速器领域，干式离合器和多片式湿式离合器得到广泛应用，现有的行星齿轮变速器一般在低档及倒档制动器的下方设置有低挡单向超越离合器，制动器与超越离合器的配合使用，可以很好的控制换挡过程离合器的结合与分离，避免过早或太迟结合与分离造成的冲击或顿挫，但为确保各种工况下均能有效的制动，需要较高的摩擦系数、较多的摩擦片，且需要较高的致动力，所以耗能多、体积大、成本高，且在较高的摩擦力下，产生的磨屑也多，污染润滑油，容易造成变速器故障或影响使用寿命，为了解决以上问题，近些年来，可控多态超越离合器也得到发展，但已公开的可控多态超越离合器需要专门设置操纵机构控制超越离合器的分离与结合，存在着控制结构和控制过程复杂及换挡及时性不够的缺点。

技术实现思路

[0003]本专利技术对上述问题进行了改进，即本专利技术要解决的技术问题是提供一种带双向结合换挡机构的变速器及其工作方法，结构巧妙且使用方便。
[0004]本专利技术是这样构成的，它包括变速器本体以及至少一个设置在变速器本体内的双向结合机构，所述双向结合机构包括外圈和内圈，所述外圈与内圈之间设置有第一滚子、第二滚子、用以对第一、第二滚子提供弹力的弹性体和阻挡装置，阻挡装置用以限制第一滚子进入位于内、外圈之间的狭小空间，以利于保证外圈正转超越。
[0005]进一步的，所述阻挡装置包括阻挡块、阻挡架和回位弹簧，所述阻挡块左侧设有阻挡块斜面，阻挡块于阻挡块斜面同侧设有与变速器本体轴线相平行的阻挡面，所述内圈外周设置有至少一个用以与阻挡块相配合的限位槽，该限位槽右端封闭，回位弹簧左端与限位块连接，回位弹簧右端与限位槽的封闭端连接。
[0006]进一步的，所述阻挡架内侧设有多个阻挡条，阻挡条与第一滚子一一对应，所述阻挡架内侧还设置有阻挡槽，所述阻挡槽与内圈的限位槽对应设置，以形成用以安装阻挡块的阻挡块空间，所述阻挡槽包括阻挡槽左段和阻挡槽右段，所述阻挡槽左段内表面为阻挡槽平面，所述阻挡槽右段内表面为阻挡槽斜面，所述阻挡槽斜面与阻挡块斜面相对应。
[0007]进一步的，所述内圈为星轮，所述内圈外周设置有若干个V型凹槽，所述阻挡架内部设置有用以与V型凹槽相对应的滚子孔，滚子孔与V型凹槽形成用以容纳第一滚子、第二滚子的滚子空间，每个V型凹槽的内底部设置有至少一个弹性体孔，用以安装弹性体。
[0008]进一步的，所述V型凹槽内底部设置有弧形槽，该弧形槽内设有第三滚子，弹性体设置于第三滚子与弧形槽之间，第一滚子、第二滚子分别设置于V型凹槽内侧的两斜面处，第一滚子设置于第三滚子正转方向的一侧，第二滚子设置于第三滚子反转方向的一侧。
[0009]进一步的，变速器本体包括壳体以及自左向右设置在壳体内部的致动器、推盘和
挡板，推盘通过内周花键与内圈滑动连接，挡板与内圈固定连接，内圈与壳体固定连接，外圈与压盘固定连接，阻挡块左侧抵接推盘，用以与双向结合机构组成一个双向制动换挡机构。
[0010]进一步的，所述变速器本体内部设有常闭离合器，所述常闭离合器包括离合器鼓，离合器鼓右侧设置压盘，压盘外周通过花键与离合器鼓滑动连接，离合器鼓与压盘间设置若干个压缩弹簧，压缩弹簧两端分别抵接离合器鼓与压盘，压盘右侧设置有摩擦副，摩擦副包括外片和内片，摩擦副的外片外周通过花键与离合器鼓滑动连接，摩擦副右侧设置有支撑片，支撑片外周通过花键与离合器鼓滑动连接，支撑片右侧离合器鼓上设置有卡簧，卡簧限制支撑片右移最大位置。
[0011]进一步的，所述变速器本体内部设有齿轮传动机构，所述齿轮传动机构为行星齿轮结构，行星齿轮结构包含太阳轮、齿圈和行星架总成，所述行星架总成包括行星架、行星轮、行星轮轴及行星轮与行星轮轴中间的轴承，齿圈设置在太阳轮外周，若干个行星轮均布在太阳轮与齿圈间，若干个行星轮与太阳轮、齿圈均通过齿轮啮合的方式连接，行星轮通过轴承与行星轮轴转动连接，行星轮轴两端均与行星架固定连接，从而组成一个行星排。
[0012]进一步的，所述变速器本体内部设有输入轴和输出轴，所述输入轴与太阳轮固定连接或花键连接，输出轴与行星架固定连接或花键连接，齿圈通过外周花键与支撑片滑动连接，输入轴外周套设有离合器毂，离合器毂内周与输入轴固定连接或通过花键连接，离合器毂外周通过花键与常闭离合器的摩擦副的内片滑动连接。
[0013]进一步的，一种带双向结合换挡机构的变速器的工作方法，包括如下：（1）初始状态下：致动器不对推盘施加轴向推力，推盘、阻挡块在回位弹簧的作用下均处于最左侧位置，阻挡块处于阻挡架的阻挡槽左段内，阻挡块右侧的阻挡面与阻挡架的阻挡槽左段抵接，阻挡架被限制正向转动，第一滚子被阻挡条限制在内圈与外圈间的较大空间，不会被楔紧，从而双向制动换挡机构处于正向超越状态，常闭离合器在压缩弹簧作用下处于结合状态，太阳轮通过输入轴、离合器毂与齿圈被常闭离合器同步，从而挟持行星架同步，此时变速器处于直接挡状态，即二挡状态，此时若致动器的动力源失效，车辆仍可以直接挡跛行；（2）在步骤（1）中，若车辆驱动系统失效，则变速器具有向后防溜坡功能，若车辆有后溜趋势，则输出轴带动行星架有倒转趋势，从而带动常闭离合器有倒转趋势，进而带动压盘、外圈有倒转趋势，由于第二滚子没有被阻挡，弹性体通过第三滚子将第二滚子推在内圈和外圈的狭小空间处而被楔紧，限制常闭离合器转动，此时车辆倒转被制动，无法溜坡；（3）在输入轴和输出轴均没有转动情况下：致动器向推盘施加轴向力并将推盘推到设计的最右位置时，因压盘被挡板挡住，其移动距离极小，离合器鼓在推盘作用下继续右移到与压盘接触，离合器鼓右移带动卡簧右移，从而常闭离合器摩擦副间产生间隙，常闭离合器处于分离状态；此时阻挡块被推到阻挡架的阻挡槽右段较宽处，弹性体通过第三滚子、第一滚子推动阻挡架正向转动，第一滚子进入内圈和外圈间的狭小空间，可以被楔紧，而第二滚子仍处于内圈和外圈间的狭小空间处，可随时被楔紧，即双向制动换挡机构处于双向可结合状态；（4）倒车：齿圈既没有被制动也没有被结合，处于自由状态，若输入轴有倒转趋势，则带动太阳轮倒转，按行星齿轮运动规律，齿圈有正转趋势，通过支撑片、离合器鼓带动压盘有正转趋势，由于此时第一滚子处于内圈和外圈间的狭小空间处，故外圈楔紧第一滚子，从而压盘被制动，双向制动换挡机构处于正转结合状态，并通过压盘、离合器鼓、支撑片制动齿圈，动力通过行星
架输出到输出轴，驱动车辆倒车，按行星齿轮运动规律，太阳轮输入、齿圈制动、行星架输出，则速比最大，为一挡，即此时车辆以一挡速比倒车；（5）一挡前进：停止状态下，若输入轴正转，则带动太阳轮正转，按行星齿轮运动规律，此时齿圈有倒转趋势，并通过支撑片、离合器鼓带动压盘有倒转趋势，由于此时双向制动换挡机构处于双向可结合状态，从而外圈被楔紧，并通过压盘、离合器鼓、支撑片制动齿圈，从而动力通过行星架输出到输出轴，车辆以一挡速比前进；（6）一挡馈电：变速器应用在新能源汽车中，在一挡馈电时，车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带双向结合换挡机构的变速器，其特征在于，包括变速器本体以及至少一个设置在变速器本体内的双向结合机构，所述双向结合机构包括外圈和内圈，所述外圈与内圈之间设置有第一滚子、第二滚子、用以对第一、第二滚子提供弹力的弹性体和阻挡装置，阻挡装置用以限制第一滚子进入位于内、外圈之间的狭小空间，以利于保证外圈正转超越。2.根据权利要求1所述的一种带双向结合换挡机构的变速器，其特征在于，所述阻挡装置包括阻挡块、阻挡架和回位弹簧，所述阻挡块左侧设有阻挡块斜面，阻挡块于阻挡块斜面同侧设有与变速器本体轴线相平行的阻挡面，所述内圈外周设置有至少一个用以与阻挡块相配合的限位槽，该限位槽右端封闭，回位弹簧左端与限位块连接，回位弹簧右端与限位槽的封闭端连接。3.根据权利要求2所述的一种带双向结合换挡机构的变速器，其特征在于，所述阻挡架内侧设有多个阻挡条，阻挡条与第一滚子一一对应，所述阻挡架内侧还设置有阻挡槽，所述阻挡槽与内圈的限位槽对应设置，以形成用以安装阻挡块的阻挡块空间，所述阻挡槽包括阻挡槽左段和阻挡槽右段，所述阻挡槽左段内表面为阻挡槽平面，所述阻挡槽右段内表面为阻挡槽斜面，所述阻挡槽斜面与阻挡块斜面相对应。4.根据权利要求3所述的一种带双向结合换挡机构的变速器，其特征在于，所述内圈为星轮，所述内圈外周设置有若干个V型凹槽，所述阻挡架内部设置有用以与V型凹槽相对应的滚子孔，滚子孔与V型凹槽形成用以容纳第一滚子、第二滚子的滚子空间，每个V型凹槽的内底部设置有至少一个弹性体孔，用以安装弹性体。5.根据权利要求4所述的一种带双向结合换挡机构的变速器，其特征在于，所述V型凹槽内底部设置有弧形槽，该弧形槽内设有第三滚子，弹性体设置于第三滚子与弧形槽之间，第一滚子、第二滚子分别设置于V型凹槽内侧的两斜面处，第一滚子设置于第三滚子正转方向的一侧，第二滚子设置于第三滚子反转方向的一侧。6.根据权利要求1所述的一种带双向结合换挡机构的变速器，其特征在于，变速器本体包括壳体以及自左向右设置在壳体内部的致动器、推盘和挡板，推盘通过内周花键与内圈滑动连接，挡板与内圈固定连接，内圈与壳体固定连接，外圈与压盘固定连接，阻挡块左侧抵接推盘，用以与双向结合机构组成一个双向制动换挡机构。7.根据权利要求1所述的一种带双向结合换挡机构的变速器，其特征在于，所述变速器本体内部设有常闭离合器，所述常闭离合器包括离合器鼓，离合器鼓右侧设置压盘，压盘外周通过花键与离合器鼓滑动连接，离合器鼓与压盘间设置若干个压缩弹簧，压缩弹簧两端分别抵接离合器鼓与压盘，压盘右侧设置有摩擦副，摩擦副包括外片和内片，摩擦副的外片外周通过花键与离合器鼓滑动连接，摩擦副右侧设置有支撑片，支撑片外周通过花键与离合器鼓滑动连接，支撑片右侧离合器鼓上设置有卡簧，卡簧限制支撑片右移最大位置。8.根据权利要求1所述的一种带双向结合换挡机构的变速器，其特征在于，所述变速器本体内部设有齿轮传动机构，所述齿轮传动机构为行星齿轮结构，行星齿轮结构包含太阳轮、齿圈和行星架总成，所述行星架总成包括行星架、行星轮、行星轮轴及行星轮与行星轮轴中间的轴承，齿圈设置在太阳轮外周，若干个行星轮均布在太阳轮与齿圈间，若干个行星轮与太阳轮、齿圈均通过齿轮啮合的方式连接，行星轮通过轴承与行星轮轴转动连接，行星轮轴两端均与行星架固定连接，从而组成一个行星排。9.根据权利要求8所述的一种带双向结合换挡机构的变速器，其特征在于，所述变速器
本体内部设有输入轴和输出轴，所述输入轴与太阳轮固定连接或花键连接，输出轴与行星架固定连接或花键连接，齿圈通过外周花键与支撑片滑动连接，输入轴外周套设有离合器毂，离合器毂内周与输入轴固定连接或通过花键连接，离合器毂外周通过花键与常闭离合器的摩擦副的内片滑动连接。10.一种利用如权利要求5所述的一种带双向结合换挡机构的变速器的工作方法，其特征在于，包括如下：（1）初始状态下：致动器不对推盘施加轴向推力，推盘、阻挡块在回位弹簧的作用下均处于最左侧位置，阻挡块处于阻挡架的阻挡槽左段内，阻挡块右侧的阻挡面与阻挡架的阻挡槽左段抵接，阻挡架被限制正向转动，第一滚子被阻挡条限制在内圈与外圈间的较大空间，不会被楔紧，从而双向制动换挡机构处于正向超越状态，常闭离合器在压缩弹簧作用下处于结合状态，太阳轮通过输入轴、离合器毂与齿圈被常闭离合器同步，从而挟持行星架同步，此时变速器处于直接挡状态，即二挡状态，此时若致动器的动力源失效，车辆仍可以直接挡跛行；（2）在步骤（1）中，若车辆驱动系统失效，则变速器具有向后防溜坡功能，若车辆有后溜趋势，则输出轴带动行星架有倒转趋势，从而带动常闭离合器有倒转趋势，进而带动压盘、外圈有倒转趋势，由于第二滚子没有被阻挡，弹性体通过第三滚子将第二滚子推在内圈和外圈的狭小空间处而被楔紧，限制常闭...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建平，
申请(专利权)人：福建中青传动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：