[发明专利]多速变速器模块

说明书

技术领域

本发明涉及被动且自动地换档的变速器模块。

背景技术

到车轮的牵引力的传递必须尽量平稳地完成。例如，在可变速度比之间将车辆换档应该没有会被车辆驾乘者觉察到的扭矩陡变地完成。自动变速器典型地依赖电子和液压控制以将离合器和制动器接合和脱离，以完成速度比变化。尽管对于意在的目的是足够的，但这样的控制会增加复杂性和成本。

已提出一些变速器，其使用具有旋转地附连到输出部件的质量块的向心离合器，以使得随着发动机速度增大，离合器的扭矩能力也增大。如果相对高的输出速度是恒定的，这样的变速器不能被动地调低速档，因为向心离合器将保持接合。

已提出了其它的变速器，其使用当承载扭矩时产生轴向推力的行星齿轮组的相互啮合的斜齿轮。轴向推力起释放力的作用，该释放力对抗将齿轮组的两个部件彼此连接的离合器的接合。然而，在该变速器中，一旦离合器接合，齿轮组就在直接驱动模式中，从而不承载扭矩，且由此不产生释放力。如果这样的变速器中输入扭矩增大，离合器将滑移，这或许持续一段延长的时间段，其可能毁坏离合器。

发明内容

提供一种多速变速器模块，其可在两个速度比之间被动地和自动地调高速档和调低速档，即使输出部件的速度并不降低。变速器模块包括行星齿轮组，所述行星齿轮组具有第一部件、第二部件和第三部件。这些部件包括恒星齿轮部件、承载部件和环形齿轮部件，且可以以任何顺序被称作第一到第三、第三到第一等。输入部件被可操作地连接第一部件以共同旋转，及输出部件被可操作地连接第二部件以与共同旋转。扭矩传递机构可接合以连接第一部件与第二部件以共同旋转。向心部件被配置为施加第一轴向力，该轴向力促进扭矩传递机构的接合。第一轴向力随着输出部件的速度增大而增大。扭矩到推力促动器，诸如滚珠螺杆促动器，连接输入部件以一起旋转，且被配置为施加对抗扭矩传递机构的接合的第二轴向力。扭矩到推力促动器在当扭矩被施加到输入部件以产生第二轴向力时轴向移动。第二轴向力与在输入部件处的扭矩成比例且不论扭矩传递机构被接合或被脱离均被施加。

由此，当第二轴向力和抵靠向心部件作用的弹簧的复位力的和大于第一轴向力时(因为扭矩传递机构脱离)，变速器模块在输入部件和输出部件之间提供由行星齿轮组确定的第一速度比，且当第一轴向力大于第二轴向力和复位弹力的和时(因为扭矩传递机构被动地接合)，提供第二速度比。第二速度比可以是直接驱动速度比。因为第二轴向力甚至在当扭矩传递机构接合时存在，所述模块也可甚至以恒定输出速度诸如响应在输入部件处的扭矩的增加，从第二速度比被动地自动“调低速档”到第一速度比。如在此使用的，换档在其发生时不需要电子或液压控制而被动和自动地进行。

本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述连同附图变得明显。

附图说明

图1是变速器模块的第一实施例的横截面示意图；和

图2是变速器模块的第二实施例的横截面示意图。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记在整个附图中表示相同的部件，图1示出变速器模块10，其配置为在可旋转的输入部件12和可旋转的输出部件14之间以两个不同的速度比传送扭矩，及配置为这些速度比之间被动地和自动地换档。输入部件12关于旋转轴线16是可旋转的。扭矩到推力促动器(torque-to-thrust actuator)，其在该实施例中是滚珠螺杆18，被可操作地连接，用于与输入部件12共同旋转，且与施加到输入部件12上的扭矩成比例地轴向移动，如在此进一步描述的。如在此使用的“共同旋转”是指以相同的速度旋转。尽管滚珠螺杆18被示出，但可以使用任何扭矩到推力促动器。

变速器模块10包括行星齿轮组20。行星齿轮组20具有恒星齿轮部件22、环形齿轮部件24和承载部件26，该承载部件可旋转地支撑多个小齿轮27，该小齿轮与恒星齿轮部件22和环形齿轮部件24均啮合。恒星齿轮部件22被称为第一部件，承载部件26被称为第二部件。恒星齿轮部件22以花键方式接合到滚珠螺杆18，使得其与滚珠螺杆18和输入部件12一起旋转，但允许滚珠螺杆18轴向移动通过恒星齿轮部件22的中心。滚珠螺杆18的轴向移动限制在滚珠螺杆18的任一肩32，34与轴向静止的恒星齿轮部件22之间的距离。滚珠螺杆18的轴向行程最终由在输入部件12处的扭矩的量和作用于向心部件48的向心力确定。