[发明专利]一种由差速器实现汽车同步换档的结构

说明书

(一)技术领域

本发明系一种汽车的同步换档结构，特别是涉及一种利用差速器、电动机使手动变速器进行自动同步换档的结构。

(二)背景技术

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、变扭变速和空档、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档位，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档。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。

变速器是有档位的，即前进数档，另有倒档、空档，各档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，有级地更换档位，必须在花键和花键套达到相同的转速时才能换档，使下一档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，平顺地换档使乘座人舒适，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，进入合适的档次，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，或者挂档不平稳，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，且因为换档分散驾驶员的精力，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档调速功能，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档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。

(三)发明内容

本发明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档变速机构，提高燃油经济性和换档平顺稳定的效果。

本发明的目的由以下技术方案予以解决：

一种由差速器实现汽车同步换档的结构，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。