一种由差速器实现汽车同步变速的结构制造技术

本实用新型专利技术涉及汽车自动变速换挡的一种装置。一种由差速器实现汽车同步变速的结构，包括发动机（４）、变速器（２）和一个由行星架轴和左半轴、右半轴三根轴构成的差速器（８），所述差速器（８）的行星架轴和左半轴、右半轴三根轴中的两根分别任意与所述发动机（４）的输出轴及变速器（２）的输入轴连接，另一根轴与可以控制转速的转速控制器（６）连接，由电子控制器（７）对前述部件电连接并控制。本实用新型专利技术实现变速器（２）待结合齿轮和变速器（２）输出轴转速同步，可以平稳、顺畅地换挡，取消了离合器部件的动作，具有起步、换挡平顺的特点，传动效率高，没有离合器没有摩擦磨损，提高了发动机工作效率，节能省能。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术系一种汽车的同步变速换档结构，特别是涉及一种利用差速器 以及电动机使手动变速器进行自动同步变速换挡的结构。
技术介绍
汽车发动机基本是在一个衡定转速范围内运转的，但是汽车需要在很大的 范围改变速度，使其达到增扭减速、变扭变速和空挡、倒车功效，因此必须要 有一个变速器，传统手动变速器的结构为，在主动轴和从动轴上分别配置了多 组齿轮，在从动轴上配置了相应的活动花键套，由手动拔叉拔至需要的挡位， 推动相应花键套移动，使相应的从动齿轮与输出轴花键啮合实现换挡。手动变 速器传动系具有体积小、重量轻、结构简单、成本低、传动可靠、传动效率高 等优点，因此普遍认为还是传统的手动变速器结构较为经济、可靠、实用。变速器是有挡位的，即前进数挡，另有倒挡、空挡，各挡由不同齿数的齿 轮配合形成不同的转速比和不同的运转方向，汽车在运行中具有较高转速，有 级地更换挡位，必须在花键和花键套达到相同的转速时才能换挡，使下一挡待 结合齿轮与输出轴转速同步，然后利用花键使齿轮与变速器输出轴结合，平顺 地换挡使乘座人舒适，又保护齿轮不损坏花键套和花键。为了达到此目的，在 发动机和变速器之间设置了离合器及同步器，即由发动机发出的动力，经离合 器的分离和结合，将发动机的输出轴经变速器变速后驱动轮子。离合器一般是 由主从动离合片结合传递的，在换档时必须首先踩踏离合器，切断动力，在无 动力情况下用手扳动变速器手柄，进入合适的挡次，使相应的花键和花键套相 互啮合，再结合离合器，动力再次输出，提供合适的传动比进行行驶。手动变速器虽然结构简单、成本低，变速可靠，能量损耗小，但是踩踏离 合器总是驾驶中的一大难关，初学者不得不化费大量时间精力学习掌握，但是 还是时常会出现失误，切断和结合离合器的时机与挂挡的动作配合不好，导致或者发动机熄火，或者挂挡不平稳，造成乘坐人员前仰后翻，而且离合器还有 磨损和动力损失，摩擦发热是一种易损易故障件，总之，手动变速对驾驶员劳 动强度和操作技巧要求较高，且因为换挡分散驾驶员的精力，所以存在一定安 全隐患。自动变速器能够根据发动机负荷和车速等情况自动变换传动比，自动变速 器操纵容易，在车辆拥挤时，可大大提高车辆行驶的安全性及可靠性，因此， 目前的汽车是向着自动变速的方向发展。如今的自动变速器技术已有重大发 展，但是从整体看自动变速器的传动效率与手动变速器相比仍存在近10%的差 距。现有技术的自动变速装置主要包括由行星齿轮组成的自动变速器及变距 器，此种结构体积大，机构复杂，重量重，能耗大，变距器发热耗能，制动片 摩擦，滑移也是一种能量损失。自动变速器因为传动效率低所以燃油经济性不 好。如何在传统的手动变速器基础上实现自动换档变速始终是一个令人关注感 兴趣的课题。CN101204919A公开了一种由发动机和电机分别接入差速器的混合动力型 结构，当需要发动机驱动时，由一组离合器和制动器分离切断电动机的输入连 接，而当需要电动机驱动时，又分离切断另一组离合器和制动器分离切断发动 机的输入连接，提供了一种可以实现发动机和电机混合驱动汽车的机构，该技 术利用了差速器的一种特殊的功能予以配置，产生了一种相对简单的混合动力 驱动汽车的结构，相对于CN1389358A的结构有很大的提高。但是此技术只是 一种汽车动力的配置结构，并未涉及发动机乃至汽车的换挡调速功能，且在此 结构中仍然存在离合器部件。人们关注的手动变速器基础上实现自动换挡变速的问题仍旧没有提及和 解决，因此仍然有再完善、再提高解决的必要。
技术实现思路
本技术的目的是结合手动变速器和自动变速器的优点，采用一种不需 要离合器的汽车换挡变速机构，提高燃油经济性和换档平顺稳定的效果。 本技术的目的由以下技术方案予以解决5一种由差速器实现汽车同步变速的结构，包括发动机、变速器和一个由行 星架轴和左半轴、右半轴三根轴构成的差速器，所述差速器的行星架轴和左半轴、右半轴三根轴中的两根分别任意与所述 发动机的输出轴及变速器的输入轴连接，另一根轴与可以控制转速的转速控制 器连接，由电子控制器对前述部件电连接并控制。差速器由行星架轴和左半轴、右半轴三根轴构成，差速器的结构决定了具 有如此特性，即可以由两根轴作为不同的动力输入轴， 一根作为动力输出轴， 只要锁住一根动力输入轴使其不转，则另一根动力输入轴便会单一地将动力传递输送给一根动力输出轴。由此已经公开的现有技术CN101204919A将发动机 和电动机分别作为两个不同的动力输入轴，而动力输出轴传递给汽车的传动系 统，如此结构比较简单巧妙地实现了汽车油电混合动力的驱动。同时，差速器的结构还决定了具有如下另一项特性，即当-一个恒定的转速 从一根轴输入从另一根轴输出，如果控制第三根轴的转速，则会改变输出轴的 转速。根据此特性，本技术将发动机作为差速器的输入轴，差速器的输出 轴直接连接变速器，由转速控制器控制第三根轴的转速即可控制差速器输出轴 的转速，转速控制器根据汽车驱动轮子的转速，调整相应的转速，使得变速器 下一挡的转速与驱动轮子的转速相匹配，即可实现变速器内换挡花键平稳地结 合换挡，而不再需要离合器将动力脱离再换挡了。摆脱了手动变速器换挡必须 依赖离合器预先切断分离动力输出的局面，这将是一个非同小可，在汽车传动 系统中一项近乎革命性的改变，再也不存在手动变速器操纵中的油离配合，以 及离合器本身结构中的弊端，可以以很简单的结构来实现用手动变速器来对汽 车换挡变速。本技术的技术方案与CN101204919A公开技术貌似结构相同，其实实 质完全不同，两者均使用了电机，但目的和功效是不同的，已公开技术电机只 是一种动力供给源，而本技术作为转速控制器所使用的电机是必须可以调 速的电机，控制实现最终动力供给变速器的转速变化。其二，本技术必不 可少的是需要具有现代计算机技术的电子控制器才能实现，由电子控制器来采 集相关信息，协调、控制、指令各部件在-一定时机采取一定的行动，是一种动6态的控制；而已公开技术的所谓控制只是一种开关、切换的功能，甚至用普通 的开关也可以实现，是一种静止的控制，即使在没有技术电子计算机的时 代也可以应用、可以实现。再者，本技术不仅可以调速换挡，而且本技术还可以应用到已公开的CN101204919A混合动力的技术方案中，仅须将现有前述公开的油电混合动力结构的电机改为既具备可调整转速，又具有驱动功率的 电动机即可，而这样的电动机是很方便取得的。本技术专利便成为既能油 电混动又能自动调速换挡。且不需要离合器，大大提高了传动效率，充电方式也更为好。综上所述本技术与已公开的CN101204919A在本质上是完全不 同的两种技术方案。所述变速器为手动变速器结构。所述转速控制器为阻尼控制电机或液力可控阻尼元件或电磁可控阻尼元 件或制动器。采用阻尼控制电机，既可以调节转速控制汽车变速器的同步换挡 又能阻尼发电，采用其它方式可向下调节转速实现变速器同歩换挡和阻尼驱 动。进--步，所述转速控制器为同步电机和阻尼电机或与驱动电机和/或启动 电机和/或发电机合并为一个电机。在以上的技术方案中，釆用不同的电机可 以分别达到，或者同时达到平稳换挡、控制转速、充电、驱动汽车用，以匕功 能的电机可以由 一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由差速器实现汽车同步变速的结构，包括发动机（４）、变速器（２）和一个由行星架轴和左半轴、右半轴三根轴构成的差速器（８）；　其特征在于：　所述差速器（８）的行星架轴和左半轴、右半轴三根轴中的两根分别任意与所述发动机（４）的输出 轴及变速器（２）的输入轴连接，另一根轴与可以控制转速的转速控制器（６）连接，由电子控制器（７）对前述部件电连接并控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周骏，
申请(专利权)人：周骏，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]