手自一體變速器的製作方法

2023-06-28 15:52:31 2

專利名稱：手自一體變速器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種手動變速與自動變速組為一體的變速裝置，尤其是結構最為簡單，性能 非常卓越的手自一體變速器。
背景技術：
手自一體變速器是在本人發明的自動變速器(專利號ZL200610156297.6)基礎上增加 了手動變速功能而完成設計的，旨在為駕駛者提供手動操作的樂趣和增加變速器功能。鑑於 授權專利在結構上已顛覆了傳統自動變速器，新一代手自一體變速器又是在該基礎上研發而 成的，所以在整體結構上與現有手自一體變速器相比差別較大；傳統手自一體變速器結構復 雜、造價昂貴、故障時發、維修困難，其結構上的先天不足所伴隨而來的高油耗問題長期不 能得到有效解決，有悖於當今社會的節能要求；因此，發明一種新的能大部解決上述問題的 手自 一體變速器就顯得尤 要。
發明內容
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為解決當前屬於主力位置的手自一體變速器存在的體積過大、結構複雜、油耗過高、維 修困難，其自動變速部份毛病不少，手動變速部份有失簡約等問題，本發明提供新一代手自 一體變速器，該變速器自動變速部分踩下油門踏板即走，鬆開油門踏板就滑行，提速快捷， 動力無縫輸出；手動變速部分換檔簡便，順暢快速，無需油離配合。特別值得一提的是，車 輛在高速行駛遇到危險需要緊急制動時，只要將手動手柄掛入倒檔位置，就能變油門踏板為 帶丄動踏板，協助制動系統完成制動，此舉能使制動距離大為縮短且不抱死，此功能亦適用於 下長(危)坡；事先掛倒檔下坡，隨時接替已經過熱功能衰減的制動系統，也可兩者合作(左 腳踩剎車右腳踩油門或右腳雙踩)完成制動。還有，只要控好油門就能夠使車輛上坡做到懸 停，即不熄火，不剎車，不拉手剎，車輛在動力仍然輸出未脫離檔位的狀態下停於上坡路面， 欲繼續前行重踩油門即可；此功能對上坡起步亦尤其實用。
本發明解決傳統手自一體變速器存在的問題和不足所採用的技術方案是改"自動變速 器"(授權發明專利)的單軸設計為雙軸設計，雙軸之間以兩惰輪嚙合連接，檔位齒輪箱呈 雙列連貫設置，在箱體上增加手動變速功能，布置相關零部件，從而實現手、自動變速的任 意選擇。
本發明的具體方案為為了便於操作和縮短車輛在高速運行或高速滑行過程中搶掛倒檔 的時間，手自一體變速器採取雙手柄設計。當自動變速部分的變速手柄處於前進檔位置時， 踩下油門踏板車輛起步繼而自動變速直至最高檔位，當需要改用手動變速時，將處於怠速位 置的手動變速部分的變速手柄撥至與現速度相當的檔位，即完成了變速方式的切換。需要超 車時視情加減檔並加大油門就能超車；需要緊急制動時，無論手動變速手柄處於何檔位，只 要將處於前進檔位置的自動變速手柄快速移至倒檔位置，深踩油門同時左腳踩制動踏板或右 腳雙踩，即可實現車速驟降直至短距停車。之所以能夠實現掛倒檔剎車，是因為掛倒檔時移 動閥門關閉了前進檔油路，倒檔油路開通，高壓油液反向衝擊倒檔齒輪箱的葉輪，迫使隨傳 動軸高速空轉的葉輪減慢轉速，傳動軸亦隨之減慢，自然車輪也慢轉了。同樣需要解釋的是， 之所以車輛上坡能夠懸停，是因為停留在某一壓力值的高壓軸液連續衝擊葉輪，迫使欲回溜 的車輛無法讓葉輪隨傳動軸反轉而實現的。 一樣，車輛下坡利用倒檔也能做到懸停。手動變 速又是如何進行的，接下作具體說明。手動變速手柄平時處於怠速位置，約呈六十度角傾斜。 該手柄的中段與支座活動接觸，其下段端部與齒條右側無齒部分的活動杆圈圈接；齒條兩端右側的有齒部分各與圓柱齒輪的下段嚙合，兩圓柱齒輪的上段又各與連為一體的阻流塊齒條 的有齒部分嚙合；兩處(裡外側)滑入箱體滑槽的阻流塊與滑槽無縫隙接觸；阻流塊的裡外 兩側有對應油孔與之相鄰，並有阻流閥油路和分油路(含單油路)與之隔位相鄰；分油路通 往前進檔油路阻流閥和節流閥油路阻流閥，單油路通往第三檔位節流閥油路阻流閥及通往位 於第四檔位左側的前進檔油路阻流閥。阻流塊的有孔部分設有光孔和回流孔；當手動手柄處 於怠速位置時，裡側阻流塊的回流孔與第一檔位的分油路油孔重疊貫通清空油路，外側阻流 塊上層的回流孔與第三檔位單油路油孔重疊貫通清空油路；阻流塊的無孔部分則阻斷第二第 三兩個檔位的對應油孔。當手動手柄撥至第一檔位置時，裡側阻流塊的光孔與第一檔位的阻 流閥油路油孔和分油路油孔(以下稱對應油孔)重疊貫通，外側阻流塊上層的光孔與第三檔 位單油路油孔重疊貫通，此時，高壓油液經裡側阻流閥油路、對應油孔、光孔、分油路到達 前進檔油路阻流閥和節流閥油路阻流閥；當高壓油液的油壓達到一定值(此值小於車輛起步 值)時，阻流閥的活塞前移，活塞前端的阻流閥門同時關閉了位於第一檔位節流閥左側的節 流閥油路和位於第一檔位噴油孔右側的前進檔油路，並以同樣的動作關閉了位於第四檔位噴 油孔左側的前進檔油路；至此，第一檔位被鎖定，之後加油門車輛起步。檔位被鎖定之後， 不管高壓油液的壓力高低，車輛只能在這一速區運行。當手動手柄撥至第二檔位置時，裡側 阻流塊的光孔與第二檔位的對應油孔重疊貫通，高壓油液流經過程一樣作用相同，同時，阻 流塊的回流孔與第一檔位分油路油孔重疊貫通，作用於第一檔位兩個阻流閥的高壓油液經回 流孔折彎通過扁狀漏鬥和豎管流入底層油箱，兩個阻流閥恢復原狀，檔位解鎖。外側阻流塊 上層在此檔不設回流孔，利用阻流塊的無孔部分阻止油液回流，讓高壓油液繼續作用於第三 檔位前進檔油路的阻流閥，此舉的目的在於不管採用何種變速方式，只允許二條前進檔油路 上的某個噴油孔噴油，不允許高壓油液分流。當手動手柄撥至第三檔位置時，裡側阻流塊的 光孔與第三檔位的對應油孔重疊貫通，高壓油液流經過程一樣，作用相同，阻流塊的回流孔 與第二檔位分油路油孔相通，檔位解鎖，高壓油液流入底層油箱；不同於第二檔位的是，第 三檔位設二條單油路， 一條通往本檔節流閥油路的阻流閥；外側阻流塊上層的第二個光孔與 第三檔位的另一條單油路油孔相通，高壓油液與被阻在該檔單油路的油液接流，繼續作用於 該檔前進檔油路的阻流閥。當手動手柄撥至第四檔位置時，裡側阻流塊的光孔無對應油孔與 之配合暫失作用，只有回流孔與第三檔位單油路油孔相通，該檔節流閥油路解鎖，高壓油液 流入底層油箱；外側阻流塊上層的回流孔與第三檔位單油路油孔相通，該檔前進檔油路解鎖， 高壓油液流入底層油箱，同時阻流塊下層的光孔與該檔對應油孔重疊貫通，鎖定第四檔位； 如需加檔或減檔，相鄰檔位的阻流閥依此理順序工作。
第七檔位屬最高檔位其右側是箱壁，該檔既不設節流閥也不設阻流閥。阻流閥油路與節 流閥油路一樣，沒有出口。
手動手柄無論處在何檔位，只要鬆開油門發動機就回到怠速狀態，車輛滑行，阻流閥恢 復原狀。手動手柄可在檔位間任意移動，移至怠速位置油門不變即完成變速方式的切換，自 動變速部分即開始工作；上述說明提到的"檔位被鎖定之後，不管高壓油液的壓力高低，車 輛只能在這一 '速區'運行"；其意為車輛只能在第一檔位與被鎖定檔位之間的這一速區 運行；如本發明是七個檔位，現鎖定第五檔位，那麼不管動力高低油壓大小，車輛也只能在 一至五檔之間運行；油壓低則檔位低速度慢；油壓高則檔位高速度快，但即便油壓再高也被 限定在第五檔位的速區之內；所以，其實質是亦手動，亦自動，手動之中有自動。
外側阻流塊中段的上層設二個光孔和二個回流孔，下層設一個光孔和二個回流孔；上層的第二個光孔(自右向左算)和左側的回流孔與下層的光孔和該孔左側的回流孔各處在同一 垂直線上，兩個回流 L相通，上層的回流孔回流時下層的回流孔被滑槽壁姐斷，下層回流孔 回流時上層的回流孔被滑槽壁阻斷。
第三檔位右側是箱壁，該檔前進檔油路的阻流閥移到外側第四檔位噴油孔左側的前進檔 油路設置。因需與阻流塊有孔部分配合，對應油孔被集中到相應位置設置。對應油孔指的是 阻流閥油路油孔與分油路油孔對應或與單油路油孔對應，位置在阻流塊兩側，與阻流塊有孔 部分相遇時或貫通或回流，與阻流塊無孔部分相遇時，則被阻斷。
所有阻流閥(共12個)的彈簧剛度是一樣的，節流閥的彈簧剛度是一不樣的，各檔位 節流閥的節流閥門是否被推出取決於高壓油液壓力的大小，阻流閥則不受此限制，只要壓力 達到一定值或大於該值，其所在位置的油路即被關閉。
高壓油箱的右箱壁設有兩孔阻流閥油路進油口，增有一孔前進檔油路進油口和一孔節流 閥油路進油口，增設一處移動單閥門；掛倒檔時兩孔前進檔油路進油口被移動閥門關閉，兩 處移動閥門的上方用多節點活動連杆連接，確保同步移動。因受結構的限制，檔位齒輪箱和 三條油路呈對稱排列，外側四至七檔檔位齒輪箱的噴油孔設在葉輪的外側，與裡側噴油孔的 位置相反，所以運行時葉輪逆時針轉動，內圓棘爪在滑行空轉和運行空轉時亦逆時針旋轉； 為保證裡側主傳動軸動力輸出的一致性故採用雙惰輪與傳動軸的從動輪嚙合連接，並使四至 七檔的葉輪其內圓內齒棘爪反向嚙合旋轉。
位於變速箱體右側的惰輪箱其潤滑油來自鄰位齒輪箱(第三檔位)的單向閥噴出的部分 油液，該油液被附於箱壁的導流板和壁孔弓l進惰輪箱，後經具有一定高度的另一壁孔流入底 層油箱;位於變速箱體左側高壓油箱上部的手動手柄箱其潤滑油來自鄰位齒輪箱(第四檔位) 的單向閥噴出的部分油液，該油液經導流板和進油管流進手動手柄箱，後經溢油管流入底層
油箱。和檔位齒輪箱的潤滑一樣，流動式潤滑能有效避免運動件的過熱和最大限度地降低運 動件的磨損，延長其使用壽命。
手動手柄箱與高壓油箱完全隔離自成系統。阻流塊齒條有一小段暴露於高壓油箱的上 層，為防止高壓油液進入手動手柄箱和箱體滑槽，暴露部分的阻流塊齒條用防護管隔開。
手動手柄向裡側推動一檔或數檔，其下遊的齒條、圓柱齒輪、阻流塊齒條同步響應，加 檔時齒條由裡向外移動，圓柱齒輪隨動，兩處阻流塊由左向右移動；減檔時皆反向移動。圓 柱齒輪其下端的軸承嵌入手動手柄箱底板，上端軸承經連接物固定於箱壁。齒條兩端無齒部 分與樁座滑槽接觸。
手動手柄箱能夠單獨拆開；檔住齒輪箱的裡外側箱壁能夠拆開；與阻流塊和阻流閥相鄰 的部位能夠拆開，便於安裝阻流塊和阻流閥；手動手柄箱的頂部能夠拆開；整個變速箱能夠 軸水平直徑縱向拆開。
本發明的前進檔檔數可小於七檔或高於七檔，檔數高的則受動力和空間限制。 "自動變速器"其整個過程受壓差控制，本發明則是控制壓差作用於某一檔住和該速區， 雖然兩者皆解控壓，卻存在本質區別，前發明用腳，後發明既用腳又用手。
本發明的有益效果是，駕駛安裝本發明的車輛就像"騎自行車"，既簡單又節能，即駕 控超級簡便，檔渡異常順滑，動力無縫輸出，合理滑行省油。本發明尚有制動和懸停功能以 及真正意義上的免維修功能。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1是高壓油箱右壁面手動部分零件位置圖。
圖2是變速箱部分俯視圖。
圖3是高壓油箱右壁面各油路進油口示意圖。
圖4是變速箱阻流闊位置俯視示意圖。
圖5是裡側阻流塊齒條裡視圖。
圖6是裡側阻流塊齒條俯視圖。
圖7是外側阻流塊齒條裡視圖。
圖8是外側阻流塊齒條俯視圖。
圖9是一至三檔位阻流閥和噴油孔位置示意圖。
圖IO是一至三檔位阻流閥和節流闠位置示意圖。
圖11是阻流閥構造圖。
圖12是外側箱體滑槽裡壁面油孔位置外視圖。
圖13是外側箱體滑槽外壁面油孔位置裡視圖。
圖14是裡側箱體滑槽裡壁面油孔位置外視圖。
圖15是裡側箱體滑槽外壁面油孔位置裡視圖。
圖16是阻流塊光孔在二檔位置與對應油孔的水平剖開示意圖。
圖17是阻流塊底部扁狀漏鬥和豎管縱向垂直剖開示意圖。
圖18是手動手柄箱裡視圖。
圖19是變速箱右視圖。
圖20是變速箱外視圖。
圖中l.手動變速手柄，2.自動變速手柄，3.拉杆，4.圓柱齒輪，5.阻流塊齒條含阻流塊， 6.光 L 7.0M孔，8.齒條，9.樁座滑槽，IO.活動杆圈，ll.支座，12.進油管，13.溢油管，14. 導流板，15.防護管，16.節流閥，17.阻流閥,18.單向閥，19.怠速單向閥，20.阻流閥油路進 油口， 21.節流閥油路進油口， 22.前進欄油路進油口， 23.噴油孔，24.空檔油路進油口， 25. 阻流閥油路，26.阻流閥分油路，27.前進檔油路，28.節流閥油路，29.變速箱體，30.高壓油 箱，31.手動手柄箱，32.惰輪箱，33.倒檔箱，34.第一檔位齒輪箱，35.第四檔住齒輪箱，36. 底層油箱，37.阻流閥門，38.活塞，39.彈簧，40.檔圈，41.惰輪，42.傳動軸，43油泵出油口， 44、迴路進油口， 45.底層油箱排油口， 46.齒輪箱排油口， 47.底座含速孔，48.螺孔，49滯 體滑槽，50.移動閥門，5L扁狀漏鬥，52.豎管，53.倒檔油路進油口， 54.對應油孔含油孔， 55.阻流閥單油路，56.壁孔。
具體實施例方式
在圖4所示的實施例中，在變速箱體(29)的下半部具體實施方式
與"自動變速器"， 大致相同，兩根傳動軸(42)右端的從動輪與惰輪(41)嚙合，傳動軸(42)與惰輪(41) 的軸承嵌入惰輪箱(32)的箱壁中；在變速箱體(29)的上半部，手動變速手柄(1)的中 段與支座(11)活動接觸，其下段端部與附於齒條(8)右側的活動杆圈(10)圈接；齒條 (8)的右側兩端與圓柱齒輪(14)嚙合，其左側兩端與樁座滑槽(9)接觸；兩根阻流塊齒 條(5)的左端部份各與圓柱齒輪(14)嚙合，其右端的阻注塊(5)經防護管(15)各滑入 箱體滑槽(49)中；兩根阻流塊(5)的裡外壁面與箱體滑槽(49)的裡外壁面無縫接觸， 豎管(52)溝通扁狀漏鬥(51)和底層油箱(36);裡外兩處12個阻流閥(17)安裝在前進 檔油路(27)和節流閥油路(28)上，完畢後裝上相鄰部件，變速箱上下部合蓋後用螺栓緊固。
權利要求
1.一種手自一體變速器，有雙軸結構的自動變速部分；其特徵在於在變速箱體上，位於高壓油箱上部的手動變速手柄其中段與支座活動連接，其下段的端部與焊接於齒條右側無齒部分的活動杆圈圈接；齒條兩端的有齒部分分別與圓柱齒輪的下段嚙合，兩圓柱齒輪的上段與阻流塊齒條的有齒部分嚙合，兩處阻流塊齒條的無齒部分即阻流塊與位於箱體上部的箱體滑槽無縫接觸；當自動變速手柄處於前進檔位置，手動變速手柄處於怠速位置時，兩處阻流塊的回流孔分別與第一檔位的阻流閥分油路油孔和第三檔位阻流閥單油路油孔重疊貫通並清空上述油路；當手動手柄撥至第一檔位置時，阻流塊的光孔與第一檔位的對應油孔重疊貫通，高壓油液經阻流閥油路、對應油孔、光孔和分油路到達阻流閥，當高壓油液升高達到一定值時，阻流閥的活塞被升高的油壓推出，活塞前端的阻流閥門同時關閉了該檔節流閥左側的節流閥油路和該檔噴油孔右側的前進檔油路；位於第四檔位噴油孔左側的前進檔油路此時也被關閉，至此，第一檔位被鎖定；當手動手柄撥至第二檔位，高壓油液流經的過程一樣，作用相同；在鎖定二檔的同時，第一檔位分油路油孔與阻流塊回流孔重疊貫通，作用於該檔阻流閥的高壓油液經回流孔折彎取道阻流塊下方的扁狀漏鬥和豎管流入底層油箱，兩個阻流閥恢復原狀；如需加檔或減檔，相鄰檔位的阻流閥依次工作；第三檔位的單向閥噴出的油液有小部分經導流板和壁孔流進惰輪箱，後經另一壁孔流入底層油箱；第四檔位的單向閥噴出的油液有小部分經導流板和進油管流進手動手柄箱，後經溢油管流入底層油箱。
2. 根據權利要求1所述的手自一體變速器，其特徵在於高壓油箱右壁面增設阻流閥油路進 油口二孔，節流閥油路進油口一孔，前進檔油路進油口一孔，增設一處單扇的移動閥門，兩 處移動閥門用多節點連杆連接；自動變速手柄在車輛靜止或運行階段皆能掛入倒檔，掛入後 兩處移動閥門同時關閉了兩條前進檔油路。
3. 根據權利要求l所述的手自一體變速器，其特徵在於手動手柄向裡側推動一個檔位或數 個檔位，其下遊的齒條、圓柱齒輪、阻流塊齒條則同步響應，加檔時齒條由裡向外移動，兩 個圓柱齒輪隨動，兩處阻流塊由左向右移動，減檔時皆反向移動；圓柱齒輪下端的軸承嵌入 手動手柄箱底板，上端軸承經連接物固定於箱壁；齒條兩端無齒部分與樁座滑槽接觸；手動 手柄箱自成系統，能夠單獨拆開，該箱與高壓油液完全隔離，通過高壓油液區域的阻流塊用 防護管隔開。
4. 根據權利要求l所述的手自一體變速器，其特徵在於第三檔位前進檔油路的阻流閥移至 第四檔位噴油孔左側的前進檔油路設置；該檔阻流閥的作用不單是參與鎖定本檔位，在前兩 個檔位被鎖定時它也參加，目的是無論自動變速還是手動變速，只允許兩條前進檔油路上的 某個噴油孔噴油，不允許高壓油液分流；檔住被鎖定之後，車輛只能在這一速區運行；第三 檔位有二條單油路， 一條在與裡側阻流塊隔位相鄰的區域設置並通往本檔節流闊油路的阻流 閥，另一條移到與外側阻流塊隔位相鄰的區域設置並通往第四檔位左側前進檔油路的阻流 閥；第七檔位為最高檔位加之該檔右側是箱壁，故不設節流閥，因而該檔沒有阻流閥；阻流 闊油路和節流閥油路一樣，沒有出口；多個阻流閥的彈簧其剛度一樣，高壓油液的油壓達到 一定值或大於該值，阻流闔的阻流閥門即關閉其所在位置的油路。
5. 根據權利要求l所述的手自一體變速器，其特徵在於裡側的阻流塊的光孔其左右兩側是 回流孔，為單層設計，外側阻流塊的光孔其左右兩側也是回流孔，為雙層設計；不管是加檔 抑或是減檔，回流孔均起到清空分油路和單油路高壓油液的作用。
6. 根據權利要求1所述的手自一體變速器，其特徵在於檔位齒輪箱和三條油路呈對稱排列， 裡外側前進檔油路的噴油孔其位置互為反向，必然決定了裡外側檔位齒輪箱的葉輪在傳輸動 力時旋轉方向的不同，亦導致其內圓棘爪在運行或滑行空轉時旋轉方向的不同，為保證主傳 動軸輸出動力的一致性，故採用兩個惰輪與傳動軸的從動輪嚙合連接，並使四至七檔的葉輪 其內齒棘爪反向嚙合旋轉。
7. 根據權利要求l所述的手自一體變速器，其特徵在於前進檔的檔數可小於七檔或大於七 檔，檔數高的則受動力和空間的限制。
8. 根據權利要求l所述的手自一體變速器，其特徵在於流動式潤滑有效避免了箱內運動件 的過熱並能最大限度地降低磨損。
全文摘要
本發明涉及一種能夠制動和懸停以及免維修的手自一體變速器。傳統手自一體變速器存在的瑕痴是與生俱來的，本發明將其大部祛除。新一代手自一體變速器是在利用壓差實現自動變速的基礎上再次利用壓差阻斷前進檔油路和節流閥油路達到鎖定檔位並作用於該速區的目的而實現手動變速的。本發明不管是運行還是滑行，變速方式皆能隨意切換，且在任何狀態下皆可將自動手柄掛入倒檔，油門踏板立刻成了制動踏板，能大幅縮短制動距離且不抱死；而在上坡途中只要提前降至一檔或在該檔準確控制油門就能做到懸停，使車輛既不前行也不溜坡；由於本發明結構非常簡單加之其流動式潤滑的合理性，使得箱內運動件不過熱，磨損近零，從而有效延長了運動件的使用壽命。
文檔編號F16H47/00GK101561037SQ20091014275
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月27日 優先權日2009年5月27日
發明者翁金漢 申請人:翁金漢